IT201800002984A1

IT201800002984A1 - IMPROVED SHOVEL WITH VARIABLE CAPACITY

Info

Publication number: IT201800002984A1
Application number: IT102018000002984A
Authority: IT
Inventors: Davide Caporale; Mauro Loprevite
Original assignee: Cnh Ind Italia Spa
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2019-08-23
Also published as: EP3755845B1; EP3755845A1; WO2019162249A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “PALA MIGLIORATA AVENTE UNA CAPACITA' VARIABILE” of the patent for industrial invention entitled: "IMPROVED SHOVEL HAVING A VARIABLE CAPACITY"

CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD

La presente invenzione riguarda una pala per una macchina da lavoro, in particolare una pala avente capacità variabile per una macchina per movimento terra, ad esempio una ruspa. The present invention relates to a shovel for a work machine, in particular a shovel having variable capacity for an earth-moving machine, for example a bulldozer.

BACKGROUND DELL’INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

Le macchine per movimento terra, ad esempio una ruspa o una pala caricatrice gommata, comprendono una pala supportata da bracci a comando idraulico e configurata per consentire la gestione di una quantità preimpostata di materiale. La quantità di materiale gestita dalla pala è direttamente proporzionale alla capacità, ovvero il volume, della pala. Earthmoving machines, for example a scraper or a wheel loader, include a loader supported by hydraulically controlled arms and configured to allow the management of a preset quantity of material. The amount of material handled by the blade is directly proportional to the capacity, or the volume, of the blade.

Ovviamente, quanto più grande è la pala, tanto maggiore è la quantità di materiale che la macchina da lavoro può gestire. Tuttavia una pala di grandi dimensioni è più pesante e più difficile da controllare rispetto a una pala di dimensioni ridotte. Inoltre, una grande capacità può essere richiesta solamente in lavorazioni particolari. Obviously, the larger the blade, the greater the amount of material the work machine can handle. However, a large shovel is heavier and more difficult to control than a small shovel. Furthermore, a large capacity can only be required in particular processes.

Per risolvere tale problema è noto fornire una pala avente una capacità variabile. To solve this problem it is known to provide a blade having a variable capacity.

Esempi di tali pale sono descritti in GB2541751A o US6997513B2. Tali pale comprendono una larghezza che è regolabile in modo reversibile tra un valore minimo e uno massimo. Tali soluzioni tuttavia non sono adeguate in condizioni di spazio ristretto. Examples of such blades are described in GB2541751A or US6997513B2. Such blades comprise a width which is reversibly adjustable between a minimum and a maximum value. However, these solutions are not adequate in confined space conditions.

Un’altra soluzione nota è fornire la cosiddetta “protezione da rocce” (rock guard) o “protezione da fuoriuscite” (spill guard) ad esempio come quelle descritte in WO2015006809A1 o US201724101A1, fissata a un bordo superiore della pala e configurata per evitare la fuoriuscita del materiale dalla pala quando quest’ultima è piena di materiale ed è gestita mediante i bracci del veicolo da lavoro. Tuttavia tali protezioni non sono adeguate ad aumentare effettivamente la capacità della pala e inoltre limitano il movimento della pala; infatti, una rotazione attorno a un asse che passa dal collegamento della pala con i bracci della macchina da lavoro è limitata a fronte di tali protezioni. Another known solution is to provide the so-called "rock guard" or "spill guard" such as those described in WO2015006809A1 or US201724101A1, fixed to an upper edge of the blade and configured to avoid material coming out of the shovel when the latter is full of material and is managed by the arms of the work vehicle. However, these protections are not adequate to actually increase the capacity of the blade and also limit the movement of the blade; in fact, a rotation around an axis that passes from the connection of the blade with the arms of the working machine is limited in the face of such protections.

Pertanto, si è avvertita la necessità di fornire una pala che abbia una capacità variabile non interferendo al contempo con i movimenti e i requisiti della macchina da lavoro. Therefore, the need has been felt to provide a shovel that has a variable capacity while not interfering with the movements and requirements of the work machine.

Uno scopo della presente invenzione è soddisfare le necessità summenzionate in un modo ottimizzato ed economico. An object of the present invention is to satisfy the aforementioned needs in an optimized and economical way.

RIEPILOGO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

Lo scopo summenzionato è raggiunto da una pala per macchina da lavoro avente capacità variabile come rivendicato nella serie di rivendicazioni allegate. The aforementioned object is achieved by a work machine blade having variable capacity as claimed in the attached set of claims.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Per una migliore comprensione della presente invenzione, una forma di realizzazione preferita è descritta nel seguito, a titolo di esempio non limitativo, facendo riferimento ai disegni allegati in cui: For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment is described below, by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:

la figura 1 è una vista esplosa in prospettiva di una pala per macchina da lavoro secondo la presente invenzione; la figura 2 è una vista in prospettiva di una pala per macchina da lavoro secondo la presente invenzione in una prima condizione operativa; Figure 1 is an exploded perspective view of a work machine blade according to the present invention; Figure 2 is a perspective view of a blade for a work machine according to the present invention in a first operating condition;

la figura 3 è una vista in prospettiva di una pala per macchina da lavoro secondo la presente invenzione in una seconda condizione operativa; Figure 3 is a perspective view of a work machine blade according to the present invention in a second operating condition;

la figura 4 è una vista laterale della pala della figura 2; Figure 4 is a side view of the blade of Figure 2;

la figura 5 è una vista laterale della pala della figura la figura 6 è una vista in prospettiva della pala della figura 3 quando fissata a un elemento di supporto di una macchina da lavoro; figure 5 is a side view of the blade of figure figure 6 is a perspective view of the blade of figure 3 when fixed to a support member of a work machine;

la figura 7 è una vista schematica laterale di una macchina da lavoro comprendente una pala secondo la presente invenzione in due condizioni operative; figure 7 is a side schematic view of a work machine comprising a shovel according to the present invention in two operating conditions;

la figura 8 è una vista schematica laterale di una macchina da lavoro comprendente una pala secondo la presente invenzione in una terza condizione operativa. figure 8 is a side schematic view of a work machine comprising a shovel according to the present invention in a third operating condition.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Le figure da 1 a 5 mostrano una pala 1 per una macchina da lavoro essenzialmente comprendente una parete inferiore 2 e molteplici pareti esterne 3 che definiscono un volume 4 in cui il materiale può essere alloggiato per essere gestito. Il volume 4 è la capacità della pala. Figures 1 to 5 show a shovel 1 for a work machine essentially comprising a lower wall 2 and multiple external walls 3 which define a volume 4 in which the material can be housed to be managed. Volume 4 is the capacity of the shovel.

Secondo la forma di realizzazione descritta e non limitativa, la pala 1 comprende una parete inferiore 2 avente una forma curva e concava verso il volume 4 e quattro pareti esterne 3, in particolare una coppia di pareti laterali 3a, una parete anteriore 3b e una parete posteriore 3c. Le pareti esterne 3 sono collegate in modo fisso insieme, preferibilmente realizzate come un unico pezzo, ad esempio tramite colata. According to the described and non-limiting embodiment, the blade 1 comprises a lower wall 2 having a curved and concave shape towards the volume 4 and four external walls 3, in particular a pair of side walls 3a, a front wall 3b and a wall rear 3c. The outer walls 3 are fixedly connected together, preferably made as a single piece, for example by casting.

La distanza tra le pareti laterali 3a definisce una larghezza W della pala 1, mentre la distanza tra la parete inferiore 2 e i rispettivi bordi superiori delle pareti anteriore, posteriore e laterali 3a, 3b e 3c definiscono un’altezza H della pala 1. The distance between the side walls 3a defines a width W of the blade 1, while the distance between the lower wall 2 and the respective upper edges of the front, rear and side walls 3a, 3b and 3c define a height H of the blade 1.

Come meglio mostrato nella figura 6, la parete anteriore 3b può comprendere, nel suo bordo esterno, molteplici denti 7 configurati per raschiare il materiale da gestire. Secondo la forma di realizzazione descritta, i denti 7 si estendono paralleli rispetto alla parete anteriore 3b e si allontanano dal bordo esterno della parete anteriore 3b. As better shown in Figure 6, the front wall 3b can comprise, in its outer edge, multiple teeth 7 configured to scrape the material to be managed. According to the embodiment described, the teeth 7 extend parallel to the front wall 3b and move away from the outer edge of the front wall 3b.

La pala 1 può inoltre comprendere mezzi di collegamento 8 configurati per consentire il collegamento della pala 1 alla macchina da lavoro. Secondo la forma di realizzazione descritta i mezzi di collegamento 8 possono comprendere una coppia di flange 9 che si estendono perpendicolarmente dalla porzione posteriore 3c opposte rispetto al volume 4 e distanziate simmetricamente rispetto a un piano di simmetria della pala 1. Le flange 9 possono essere dotate di fori 9a configurati per consentire l’inserimento di un elemento fisso nei bracci della macchina da lavoro in modo da collegare la pala 1 alla macchina da lavoro 1 in un modo fisso o girevole. The blade 1 can further comprise connection means 8 configured to allow the connection of the blade 1 to the work machine. According to the embodiment described, the connecting means 8 can comprise a pair of flanges 9 which extend perpendicularly from the rear portion 3c opposite to the volume 4 and symmetrically spaced with respect to a plane of symmetry of the blade 1. The flanges 9 can be provided of holes 9a configured to allow the insertion of a fixed element in the arms of the work machine so as to connect the blade 1 to the work machine 1 in a fixed or rotatable way.

Secondo la presente invenzione la pala 1 comprende inoltre mezzi di estensione configurati per variare il volume 4 della pala 1 da un primo valore minimo del volume 4 a un secondo valore massimo del volume 4 della pala 1 mentre la larghezza W della pala 1 rimane costante. According to the present invention, the blade 1 further comprises extension means configured to vary the volume 4 of the blade 1 from a first minimum value of the volume 4 to a second maximum value of the volume 4 of the blade 1 while the width W of the blade 1 remains constant.

Secondo la forma di realizzazione descritta i mezzi di estensione comprendono una piastra di estensione 11 supportata dalla pala 1 e configurata per assumere una posizione rispetto alla pala 1 da una prima posizione che definisce un’altezza minima H’ della pala 1 e una seconda posizione che definisce un’altezza massima H della pala 1. According to the embodiment described, the extension means comprise an extension plate 11 supported by the blade 1 and configured to assume a position with respect to the blade 1 from a first position which defines a minimum height H 'of the blade 1 and a second position which defines a maximum height H of the blade 1.

Preferibilmente la piastra di estensione 11 è supportata dalla pala 1 ed è alloggiata all’interno del volume 4. Preferably the extension plate 11 is supported by the blade 1 and is housed inside the volume 4.

In particolare, la piastra di estensione 11 può comprendere una coppia di pareti laterali 12a, 12b e una parete posteriore 13, ciascuna avente una forma complementare rispetto alla forma delle pareti laterali 3a e della parete posteriore 3c della pala 1 verso cui queste ultime sono rivolte. In particular, the extension plate 11 can comprise a pair of side walls 12a, 12b and a rear wall 13, each having a complementary shape with respect to the shape of the side walls 3a and the rear wall 3c of the blade 1 towards which the latter face .

Vantaggiosamente la piastra di estensione 11 può comprendere mezzi di guida configurati per guidare il movimento della piastra di estensione 11 rispetto alla pala 1. I mezzi di guida possono comprendere una guida 15 realizzata in ciascuna delle pareti laterali 12a, 12b configurata per cooperare in maniera scorrevole con rispettive sporgenze 17 che si estendono perpendicolarmente dalle pareti laterali 3a della pala 1. Advantageously, the extension plate 11 can comprise guide means configured to guide the movement of the extension plate 11 with respect to the blade 1. The guide means can comprise a guide 15 made in each of the side walls 12a, 12b configured to cooperate in a sliding manner with respective projections 17 extending perpendicularly from the side walls 3a of the blade 1.

Preferibilmente, le guide 15 sono realizzate come due aperture parallele 18, preferibilmente aventi una forma sostanzialmente rettangolare, in cui le sporgenze 17, aventi una forma complementare rispetto alla forma dell’apertura 18, possono scorrere. Vantaggiosamente le sporgenze 17 possono essere realizzate come viti di fissaggio configurate per svitarsi dalle pareti laterali 3a della pala 1 consentendo lo scorrimento delle pareti laterali 12a, 12b rispetto alle pareti laterali 3a e avvitarsi nelle pareti laterali 3a per fissare le pareti laterali 12a, 12b su queste ultime. Preferably, the guides 15 are made as two parallel openings 18, preferably having a substantially rectangular shape, in which the projections 17, having a complementary shape with respect to the shape of the opening 18, can slide. Advantageously, the projections 17 can be made as fixing screws configured to unscrew from the side walls 3a of the blade 1 allowing the side walls 12a, 12b to slide with respect to the side walls 3a and screw into the side walls 3a to fix the side walls 12a, 12b on these last.

I mezzi di estensione sono inoltre configurati per non interferire con i movimenti della pala 1 rispetto alla macchina da lavoro 1. Di conseguenza la piastra di estensione 11 comprende una porzione di intaglio 20 configurata per evitare il contatto indesiderato tra la piastra di estensione 11 e i mezzi di collegamento 8. The extension means are also configured not to interfere with the movements of the blade 1 with respect to the work machine 1. Consequently, the extension plate 11 comprises a notch portion 20 configured to avoid unwanted contact between the extension plate 11 and the means. connection 8.

Secondo la forma di realizzazione descritta, la parete posteriore 3c comprende una porzione di intaglio 20 che si estende dal bordo superiore della parete posteriore 3c e avente una lunghezza e una larghezza tali da consentire il movimento della piastra di estensione 11 tra una prima e una seconda posizione rispetto alla pala 1 senza interferire con i mezzi di collegamento 8. Secondo la forma di realizzazione descritta la porzione di intaglio 20 è pertanto più larga dello spazio interposto tra le flange 9 aggiunto alla larghezza delle flange 9 e la sua altezza è almeno uguale allo spostamento massimo della piastra di estensione 11 rispetto alla pala 1. According to the described embodiment, the rear wall 3c comprises a notch portion 20 extending from the upper edge of the rear wall 3c and having a length and a width such as to allow the movement of the extension plate 11 between a first and a second position with respect to the blade 1 without interfering with the connecting means 8. According to the embodiment described, the notch portion 20 is therefore wider than the space interposed between the flanges 9 added to the width of the flanges 9 and its height is at least equal to maximum displacement of the extension plate 11 relative to the blade 1.

Il funzionamento della pala 1 secondo la presente invenzione è come segue. The operation of the blade 1 according to the present invention is as follows.

In una prima condizione operativa della pala 1, come descritto nella figura 4, la piastra di estensione 11 è totalmente alloggiata all’interno del volume 4 e pertanto il volume della pala 1 è al suo valore minimo. In a first operating condition of the blade 1, as described in Figure 4, the extension plate 11 is totally housed within the volume 4 and therefore the volume of the blade 1 is at its minimum value.

In una seconda condizione operativa della pala 1, come descritto nella figura 5, la piastra di estensione 11 è fatta scorrere in modo che la piastra di estensione 11 raggiunga il suo massimo spostamento pertanto il volume della pala 1 è al suo valore massimo. In a second operating condition of the blade 1, as described in Figure 5, the extension plate 11 is made to slide so that the extension plate 11 reaches its maximum displacement therefore the volume of the blade 1 is at its maximum value.

Lo scorrimento della piastra di estensione 11 rispetto alla pala 1 è realizzato grazie alla gravità. Quando la pala 1 è in una condizione di riposo, ovvero con la parete inferiore 2 rivolta verso il suolo, le sporgenze 17 sono collocate in corrispondenza di un’estremità superiore dell’apertura 18 e pertanto la piastra di estensione è totalmente alloggiata nel volume 4. Al contrario, quando la pala 1 è in una condizione operativa (si veda la figura 7), ovvero con la parete inferiore 2 rivolta in direzione opposta rispetto al suolo, la piastra di estensione 11 scorre in modo che le sporgenze 17 siano collocate in corrispondenza di un’estremità inferiore dell’apertura 18 e la piastra di estensione 11 raggiunga la sua massima altezza. The sliding of the extension plate 11 with respect to the blade 1 is achieved thanks to gravity. When the blade 1 is in a rest condition, i.e. with the lower wall 2 facing the ground, the projections 17 are located at an upper end of the opening 18 and therefore the extension plate is totally housed in the volume 4 On the contrary, when the blade 1 is in an operating condition (see Figure 7), that is with the lower wall 2 facing away from the ground, the extension plate 11 slides so that the projections 17 are placed in at a lower end of the opening 18 and the extension plate 11 reaches its maximum height.

La figura 7 mostra una macchina da lavoro 100, ad esempio una ruspa, comprendente un braccio 101 azionato idraulicamente e una pala 1 come descritto in precedenza accoppiata all’estremità del braccio 101. Figure 7 shows a work machine 100, for example a scraper, comprising a hydraulically operated arm 101 and a shovel 1 as described above coupled to the end of the arm 101.

L’utilizzatore può pertanto svitare la sporgenza 17 e il braccio di comando 101 che aziona la pala 1 in posizione di raschiatura, ovvero con la parete inferiore 2 rivolta in direzione opposta rispetto al suolo e i denti 7 diretti verso quest’ultimo. In tale condizione, come descritto in precedenza, la piastra di estensione 11 scorre per definire un valore massimo del volume 4. Quindi, l’utilizzatore può fissare avvitando la sporgenza 17 nelle pareti laterali 3a in modo da fissare la piastra di estensione 11 rispetto alla pala 1. Successivamente, l’utilizzatore può azionare il braccio 101 per gestire materiale che può essere gestito in sicurezza dalla macchina da lavoro 100. The user can therefore unscrew the projection 17 and the control arm 101 which operates the blade 1 in the scraping position, or with the lower wall 2 facing away from the ground and the teeth 7 directed towards the latter. In this condition, as previously described, the extension plate 11 slides to define a maximum volume value 4. Therefore, the user can fix by screwing the projection 17 into the side walls 3a so as to fix the extension plate 11 with respect to the shovel 1. Subsequently, the user can operate the arm 101 to handle material which can be safely handled by the work machine 100.

Si dovrebbe evidenziare che, una volta estratta dal volume 4, la piastra di estensione 11 non interferisce con il campo visivo dell’utilizzatore della macchina da lavoro 100. Infatti, come mostrato nella figura 8, un utilizzatore da una cabina di detta macchina 100 può sempre vedere dove sono diretti i denti 7 della pala 1. Ciò è ottenuto poiché l’altezza H’ della pala 1, quando la piastra di estensione 11 è totalmente estratta dal volume 4, è sempre più bassa dell’altezza dei denti 7 rispetto alla piastra inferiore 2. It should be pointed out that, once extracted from the volume 4, the extension plate 11 does not interfere with the visual field of the user of the work machine 100. In fact, as shown in figure 8, a user from a cabin of said machine 100 can always see where the teeth 7 of the blade 1 are directed. This is obtained since the height H 'of the blade 1, when the extension plate 11 is completely extracted from the volume 4, is always lower than the height of the teeth 7 with respect to the bottom plate 2.

Alla luce di quanto precede, i vantaggi della pala 1 avente un volume variabile per la macchina da lavoro 100 secondo l’invenzione sono evidenti. In light of the foregoing, the advantages of the shovel 1 having a variable volume for the working machine 100 according to the invention are evident.

Grazie ai mezzi di estensione sopra descritti, il volume della pala 1 può essere variato senza aumentare la larghezza della pala 1. Inoltre, l’uso di una piastra di estensione scorrevole 11 ottiene tale risultato in un modo economicamente vantaggioso. Thanks to the extension means described above, the volume of the blade 1 can be varied without increasing the width of the blade 1. Furthermore, the use of a sliding extension plate 11 achieves this result in an economically advantageous way.

L’utilizzo di una piastra di estensione 11 può aumentare il volume della pala 1 di almeno il 15%. The use of an extension plate 11 can increase the volume of the blade 1 by at least 15%.

La piastra di estensione 11 può essere personalizzata per forme diverse della pala 1, senza limitazione del movimento della pala 1 rispetto al braccio 101 e sempre consentendo la vista dei denti 7. The extension plate 11 can be customized for different shapes of the blade 1, without limiting the movement of the blade 1 with respect to the arm 101 and always allowing the view of the teeth 7.

È chiaro che possono essere effettuate modifiche alla pala descritta avente un volume variabile per macchina da lavoro che non si estendano oltre l’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni. It is clear that modifications can be made to the described blade having a variable volume per work machine that do not extend beyond the scope of protection defined by the claims.

Ad esempio, forme e numeri di pareti della pala 1 e della piastra di estensione 11 possono essere variati in funzione della tipologia di macchina da lavoro. For example, the shapes and numbers of walls of the blade 1 and of the extension plate 11 can be varied according to the type of work machine.

Inoltre, la piastra di estensione 11 può essere scorrevole rispetto alla pala 1 grazie a un sistema meccanico o idraulico. Inoltre, la piastra di estensione 11 può essere supportata esternamente rispetto al volume 4. Furthermore, the extension plate 11 can slide relative to the blade 1 thanks to a mechanical or hydraulic system. Furthermore, the extension plate 11 can be supported externally with respect to the volume 4.

Claims

CLAIMS 1. Shovel (1) for a work machine (100) comprising multiple walls (2, 3) which define a volume (4) for handling material, said blade (1) being characterized by comprising extension means configured to vary said volume (4) gives a first value to a second value while the width (W) of said blade (1) remains constant.

2. Shovel according to claim 1, characterized in that said extension means comprise an extension plate (11) supported in a sliding manner by said blade (1).

Blade according to claim 2, characterized in that said supported extension plate (11) slides vertically with respect to said blade (1).

4. Shovel according to claim 2 or 3, characterized in that said extension plate (11) slides with respect to said blade (1) within said volume (4).

5. Shovel according to any of claims 2 to 4, characterized in that said extension plate (11) comprises at least a pair of side walls (12a, 12b) and a rear wall (13) each facing one of said walls respectively (2, 3) of said blade and having a shape respectively corresponding to the shape of said facing walls (2, 3).

6. Shovel according to any of claims 2 to 5, characterized in that said sliding of said extension plate (11) with respect to said blade (1) is obtained by gravity.

Blade according to any of claims 2 to 6, characterized in that said sliding of said extension plate (11) with respect to said blade (3) is obtained by means of guide means.

8. Shovel according to claim 7, characterized in that said guide means comprise at least one opening (18) made in one of said extension plate (11) and said walls (3a, 3b), and at least one projection (17 ) extending from the other between said extension plate (11) and said walls (3a, 3b), said at least one projection (17) being configured to cooperate in a sliding manner in said at least one opening (18).

9. Shovel according to claim 8, characterized in that said shovel (1) comprises connection means (8) configured to connect said shovel (1) to an arm (101) of said work vehicle (100) and in that the extension plate (11) comprises a notch portion (20) configured to allow the movement of said extension plate (11) with respect to said blade (1) without interfering with said arm (101) of said work vehicle (100 ).