IT201900005632A1 - Circuito per la frenatura di un veicolo - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “CIRCUITO PER LA FRENATURA DI UN VEICOLO”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un circuito per la frenatura di un veicolo.

Nei veicoli di tipo noto, è noto l’impiego di circuiti per la frenatura provvisti di freni a molla a rilascio idraulico (denominati SAHR). Questa tipologia di freni si caratterizza per il fatto che la frenatura viene disattivata ed attivata rispettivamente a seguito della compressione e del rilascio della relativa molla.

In particolare, questi circuiti per la frenatura di tipo noto comprendono una linea di alimentazione di un fluido di lavoro in pressione, collegata ad esempio ad una relativa pompa, una linea di scarico e mezzi valvolari atti a mettere selettivamente in comunicazione il freno a molla con la linea di alimentazione e con la linea di scarico. I mezzi valvolari sono quindi movimentabili tra una posizione di rilascio, nella quale la linea di alimentazione è posta in comunicazione con il freno a molla per consentire la compressione di quest’ultima ed il conseguente rilascio del freno, ed una posizione di frenatura, nella quale il freno a molla viene messo in comunicazione con la linea di scarico, per effetto della quale la molla si espande in modo da azionare il freno.

I mezzi valvolari sono provvisti di mezzi di comando elettrici azionabili per spostarli dalla posizione di frenatura alla posizione di rilascio.

Più in dettaglio, i mezzi valvolari si trovano, in condizione di normale funzionamento, nella posizione di frenatura, mentre a seguito dell’attivazione dei mezzi di comando elettrici vengono commutati nella posizione di rilascio.

I mezzi di comando elettrico sono generalmente costituiti da un solenoide provvisto di un relativo avvolgimento.

Questi dispositivi di tipo noto presentano alcuni inconvenienti.

Infatti, nel caso di un malfunzionamento o di una rottura dei mezzi di comando elettrico, i mezzi valvolari si spostano autonomamente nella posizione di frenatura, interrompendo così la marcia del veicolo.

Il malfunzionamento dei mezzi di comando elettrico può quindi portare alla frenatura indesiderata del veicolo anche nel caso in cui l’impianto fluidodinamico non presenti alcun malfunzionamento e possa quindi svolgere in modo adeguato la propria funzione.

Per ovviare a questo inconveniente sono state adottate svariate soluzioni alternative.

Alcune di queste soluzioni alternative prevedono l’utilizzo di un’elettrovalvola di consenso disposta in serie ai mezzi valvolari sopra descritti ed eccitata in modo indipendente.

In particolare, una soluzione di tipo noto prevede che l’elettrovalvola di consenso sia normalmente aperta, nel qual caso viene richiesta un’elevata energia per mantenere rilasciato il freno.

In una soluzione alternativa, l’elettrovalvola di consenso è di tipo normalmente chiusa, è necessario comunque commutare l’elettrovalvola di consenso per attivare la frenatura.

Il compito principale della presente invenzione è quello di escogitare un circuito per la frenatura che consenta di risolvere gli inconvenienti sopraccitati ed in particolare che consenta di mantenere disattivato il freno nel caso di un malfunzionamento elettrico e, al contempo, di ridurre il dispendio energetico rispetto alle soluzioni note.

All’interno di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di consentire la disattivazione manuale del freno in caso di necessità.

Un altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un circuito che consenta di utilizzare la frenatura di servizio quale frenatura di emergenza in caso di necessità.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare un circuito per la frenatura che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.

Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente circuito per la frenatura secondo la rivendicazione 1.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un circuito per la frenatura, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

le figure da 1 è una rappresentazione schematica di un circuito per la frenatura secondo il trovato, in una prima forma di realizzazione;

la figura 2 è una rappresentazione schematica di un circuito per la frenatura secondo il trovato, in una seconda forma di realizzazione;

la figura 3 è una rappresentazione schematica di un circuito per la frenatura secondo il trovato, in una terza forma di realizzazione;

la figura 4 è una rappresentazione schematica di un circuito per la frenatura secondo il trovato, in una quarta forma di realizzazione.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con il numero di riferimento 1 un circuito per la frenatura di un veicolo.

Il circuito 1 comprende almeno una linea di alimentazione 2 di un fluido di lavoro in pressione, ad esempio collegata ad una pompa P, almeno una linea di scarico 3, almeno una linea di frenatura 4 comunicante con un dispositivo di frenatura 5 e mezzi valvolari principali 6 movimentabili tra una posizione di frenatura, nella quale mettono in comunicazione la linea di frenatura 4 con la linea di scarico 3, ed una posizione di rilascio, nella quale mettono in comunicazione la linea di frenatura 4 con la linea di alimentazione 2.

Opportunamente, il dispositivo di frenatura 5 corrisponde al dispositivo di frenatura di un veicolo semovente.

Più in particolare, i mezzi valvolari principali 6 sono interposti tra la linea di frenatura 4 e le linee di alimentazione e di scarico 2, 3.

Preferibilmente, il dispositivo di frenatura 5 è del tipo di un freno a molla a rilascio idraulico (SAHR). il quale è atto ad attivare la frenatura in detta posizione di frenatura. Più in dettaglio, questa tipologia di dispositivi di frenatura 5 comprende un elemento a molla 7 che, in condizione di riposo, provoca l’attivazione di un relativo freno (non visibile in dettaglio nelle figure). Per sbloccare il freno occorre, quindi, inviare fluido in pressione lungo la linea di frenatura 4 in modo tale da provocare la compressione dell’elemento a molla 7.

In una forma di realizzazione alternativa, non rappresentata nelle figure, la linea di frenatura 4 corrisponde alla linea supplementare di una valvola freno-rimorchio, di tipo noto al tecnico del settore.

Il circuito 1 comprende anche mezzi di comando principali 8 azionabili per portare i mezzi valvolari principali 6 dalla posizione di frenatura alla posizione di rilascio. I mezzi di comando principali 8 sono quindi atti a commutare lo stato dei mezzi valvolari principali 6 a seguito dell’attivazione da parte di un operatore.

Opportunamente, sono previsti primi mezzi elastici 9 atti a spingere i mezzi valvolari principali 6 verso la posizione di frenatura. I mezzi di comando principali 8 agiscono quindi in contrasto ai primi mezzi elastici 9 per movimentare i mezzi valvolari principali 6 dalla posizione di frenatura alla posizione di rilascio.

Secondo il trovato, i mezzi di comando principali 8 comprendono primi e secondi mezzi di comando elettrico, identificati rispettivamente nelle figure con i numeri di riferimento 8a e 8b, agenti sui mezzi valvolari principali 6 ed azionabili in modo tra loro indipendente.

Nella preferita forma di realizzazione rappresentata in figura 1a, i primi ed i secondi mezzi di comando 8a e 8b comprendono un unico solenoide atto ad azionare almeno un nucleo mobile 22 collegato ai mezzi valvolari principali 6 ed un primo ed un secondo avvolgimento, identificati rispettivamente con i numeri di riferimento 21a e 21b, attivabili in modo tra loro indipendente per movimentare il nucleo mobile.

In una forma di realizzazione alternativa, rappresentata in figura 1b, i primi ed i secondi mezzi di comando 8a e 8b comprendono ciascuno un relativo solenoide provvisto di un relativo avvolgimento, rispettivamente 21a e 21b, il quale, per effetto del passaggio della corrente al suo interno, crea un campo magnetico atto a movimentare il nucleo mobile, rispettivamente 22a e 22b, del relativo solenoide.

Vantaggiosamente, la forza esercitabile da ciascuno dei primi e dei secondi mezzi di comando 8a e 8b è sufficiente a mantenere i mezzi valvolari principali 6 nella posizione di rilascio ed è insufficiente a movimentare i mezzi valvolari principali stessi dalla posizione di frenatura alla posizione di rilascio. Ciò fa si che quando i mezzi valvolari principali 6 si trovano nella posizione di rilascio, l’eventuale malfunzionamento di uno tra i primi ed i secondi mezzi di comando 8a, 8b non comporta la commutazione dei mezzi valvolari principali 6 nella posizione di frenatura in quanto la forza esercitata dai primi o dai secondi mezzi di comando 8a, 8b rimasti attivi è sufficiente a mantenerli nella posizione di rilascio. Questo consente al contempo di ridurre il consumo energetico necessario per mantenere i mezzi valvolari principali 6 nella posizione di rilascio.

Allo stesso tempo, quando i mezzi valvolari principali 6 si trovano nella posizione di frenatura, il malfunzionamento di uno tra i primi ed i secondi mezzi di comando 8a e 8b ne impedisce la commutazione nella posizione di rilascio.

Opportunamente, nella forma di realizzazione rappresentata in figura 2, i mezzi di comando principali 8 comprendono almeno un comando manuale 8c azionabile per movimentare i mezzi valvolari principali 6 dalla posizione di frenatura alla posizione di rilascio. Il comando manuale 8c, che può essere del tipo di un pulsante azionabile manualmente da un operatore, consente quindi di spostare i mezzi valvolari principali 6 dalla posizione di frenatura alla posizione di rilascio anche nel caso in cui uno tra i primi ed i secondi mezzi di comando 8a e 8b sia malfunzionante ma l’operatore verifichi che l’impianto fluidodinamico è operativo ed in grado di funzionare correttamente.

Nelle forme di realizzazione rappresentate nelle figure 3 e 4, il circuito 1 comprende anche mezzi valvolari di emergenza 10 disposti in serie ai mezzi valvolari principali 6 ed interposti tra la linea di alimentazione 2 e la linea di frenatura 4, i quali sono atti ad attivare la frenatura di emergenza in caso di necessità. In queste forme di realizzazione è prevista anche almeno una ulteriore linea di scarico 11, che può essere distinta o coincidente con la linea di scarico 3, ed i mezzi valvolari di emergenza 10 sono movimentabili tra almeno una posizione di riposo, nella quale sono atti a consentire il passaggio del fluido di lavoro verso la linea di frenatura 4, ed una posizione di emergenza, nella quale sono atti a consentire il passaggio del fluido di lavoro verso la ulteriore linea di scarico 11.

In particolare, nella posizione di riposo i mezzi valvolari di emergenza 10 sono in grado (il collegamento effettivo tra di esse potendo dipendere anche dalla posizione dei mezzi valvolari principali 8) di mettere in comunicazione la linea di alimentazione 2 con la linea di frenatura 4 mentre nella posizione di emergenza sono atti a consentire il passaggio del fluido di lavoro verso la ulteriore linea di scarico 11.

In altre parole, nella posizione di riposo i mezzi valvolari di emergenza 10 sono atti ad isolare la ulteriore linea di scarico 3 dalla linea di frenatura 4, mentre nella posizione di emergenza sono atti ad isolare la linea di alimentazione 2 dalla linea di frenatura 4.

Preferibilmente, i mezzi valvolari di emergenza 10 sono di tipo proporzionale ed il circuito 1 comprende mezzi di comando di emergenza 12 azionabili per spostare i mezzi valvolari di emergenza 10 dalla posizione di riposo alla posizione di frenatura.

Opportunamente, tra i mezzi valvolari principali 6 ed i mezzi valvolari di emergenza 10 è interposta almeno una linea di collegamento 13.

Nella forma di realizzazione rappresentata in figura 3, i mezzi valvolari di emergenza 10 sono interposti tra i mezzi valvolari principali 6 e la linea di frenatura 4. In questa forma di realizzazione, i mezzi valvolari di emergenza 10 sono atti a mettere in comunicazione la linea di collegamento 13 con la linea di frenatura 4 nella posizione di riposo e la linea di frenatura 4 con la ulteriore linea di scarico 11 nella posizione di emergenza.

Più particolarmente, i mezzi valvolari di emergenza 10 presentano anche una posizione intermedia alle posizioni di riposo e di emergenza, nella quale la linea di collegamento 13, la linea di frenatura 4 e la ulteriore linea di scarico 11 sono tra loro isolate.

Nella forma di realizzazione di figura 3, i mezzi di comando di emergenza 12 sono di tipo meccanico. Più in dettaglio, i mezzi di comando di emergenza 12 sono del tipo di una leva manuale, sulla quale agiscono una pluralità di elementi elastici 14.

Sui mezzi valvolari di emergenza 10, da parte opposta dei mezzi di comando di emergenza 12, agisce una linea di pilotaggio 15 comunicante con la linea di frenatura 4.

Opportunamente, tra la linea di pilotaggio 15 e la linea di collegamento 13 è interposta almeno una valvola unidirezionale 16 atta a consentire il flusso del fluido di lavoro verso i mezzi valvolari principali 6. Tale valvola unidirezionale 16 è atta a consentire il passaggio del fluido di lavoro dalla linea di frenatura 4 verso la linea di scarico 3, qualora ve ne sia la necessità, quando i mezzi valvolari di emergenza 10 si trovano nella posizione intermedia durante il transitorio del passaggio tra la posizione di riposo e la posizione di emergenza.

Nella forma di realizzazione di figura 4, invece, i mezzi valvolari principali 6 sono interposti tra i mezzi valvolari di emergenza 10 e la linea di frenatura 4 ed i mezzi valvolari di emergenza 10 sono atti a mettere in comunicazione la linea di collegamento 13 con la linea di alimentazione 2 nella posizione di riposo e la linea di collegamento 13 con la ulteriore linea di scarico 11 nella posizione di emergenza.

In questa configurazione essendo la valvola 6 di tipo ON/OFF (ovvero presenta solo due posizioni) non è necessaria la presenza di una valvola unidirezionale.

In questa forma di realizzazione, i mezzi di comando di emergenza 12 sono di tipo elettro-idraulico. Più in particolare, i mezzi di comando di emergenza 12 comprendono almeno una elettrovalvola 17 ed almeno una linea di pilotaggio 18 comunicante con la linea di collegamento 13 che agiscono in parallelo sui mezzi valvolari di emergenza 10. Sui mezzi valvolari di emergenza, da parte opposta dei mezzi di comando di emergenza 12, agiscono secondi mezzi elastici 19.

Il funzionamento del presente trovato è il seguente.

Quando il veicolo è fermo, per consentire lo spostamento si attivano entrambi i primi ed i secondi mezzi di comando 8a e 8b, in modo da commutare lo stato dei mezzi valvolari principali 6 dalla posizione di frenatura alla posizione di rilascio.

A seguito di tale commutazione, i mezzi valvolari principali 6 mettono in comunicazione la linea di alimentazione 2 con la linea di frenatura 4, provocando così la compressione dell’elemento a molla 7 ed il conseguente rilascio del freno.

Opportunamente, nel momento in cui i mezzi valvolari principali 6 raggiungono la posizione di rilascio, l’eventuale malfunzionamento di uno dei mezzi di comando 8a e 8b non comporta il ritorno dei mezzi valvolari principali 6 nella posizione di frenatura, in quanto la forza esercitata dall’altro dei mezzi di comando 8a e 8b è sufficiente a mantenerli nella posizione di rilascio.

Qualora, invece, il malfunzionamento si verifichi con i mezzi valvolari principali 6 nella posizione di frenatura, il veicolo risulta quindi parcheggiato per cui il malfunzionamento non comporta problemi di sicurezza. Nel caso sia presente il comando manuale 8c (presente nelle forme di realizzazione di figure 2 e 4) è possibile commutare lo stato dei mezzi valvolari principali 6 e movimentare il veicolo.

Nelle forme di realizzazione rappresentate nelle figure 3 e 4, i mezzi valvolari di emergenza 10 consentono di utilizzare il freno di servizio come freno di emergenza in caso di necessità.

Più in dettaglio, attraverso l’azionamento dei mezzi di comando di emergenza 12 l’operatore è in grado di spostare i mezzi valvolari di emergenza 10 dalla posizione di riposo alla posizione di emergenza in modo da consentire il deflusso del fluido di lavoro verso la ulteriore linea di scarico 11.

Nella forma di realizzazione di figura 3, per effetto dello spostamento dei mezzi valvolari di emergenza 10 nella posizione di emergenza, la linea di frenatura 4 viene messa in comunicazione con la ulteriore linea di scarico 11 consentendo così l’espansione dell’elemento a molla 7 e l’attivazione della frenatura a prescindere dalla posizione dei mezzi valvolari principali 6.

Nella forma di realizzazione di figura 4, invece, l’attivazione dei mezzi di comando di emergenza 12 comporta che la linea di collegamento 13 venga messa in comunicazione con la ulteriore linea di scarico 11. In questo caso, quindi, quando i mezzi valvolari principali 6 sono nella posizione di frenatura il relativo freno viene attivato indipendentemente dalla posizione dei mezzi valvolari di emergenza, mentre quando i mezzi valvolari principali 6 sono nella posizione di rilascio il freno viene attivato solo a seguito dello spostamento dei mezzi valvolari di emergenza 10 nella posizione di emergenza.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che il circuito per la frenatura oggetto della presente invenzione consente di evitare la frenatura indesiderata del veicolo in caso di malfunzionamento dei comandi elettrici dei relativi mezzi valvolari, riducendo al contempo il dispendio energetico. In particolare, la presenza di due mezzi di comando tra loro distinti ed indipendenti che agiscono in parallelo sui mezzi valvolari principali consente di ottimizzare il dispendio energetico e di impedire l’attivazione indesiderata della frenatura in caso di malfunzionamento di uno di essi.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1) Circuito (1) per la frenatura di un veicolo, comprendente: - almeno una linea di alimentazione (2) di un fluido di lavoro in pressione; - almeno una linea di scarico (3); - almeno una linea di frenatura (4) comunicante con un dispositivo di frenatura (5) di un veicolo; - mezzi valvolari principali (6) movimentabili tra una posizione di frenatura, nella quale mettono in comunicazione detta linea di frenatura (4) con detta linea di scarico (3), ed una posizione di rilascio, nella quale mettono in comunicazione detta linea di frenatura (4) con detta linea di alimentazione (2); - mezzi di comando principali (8) azionabili per portare detti mezzi valvolari principali (6) da detta posizione di frenatura a detta posizione di rilascio; caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando principali (8) comprendono primi e secondi mezzi di comando (8a, 8b) elettrico agenti su detti mezzi valvolari principali (6) ed azionabili in modo tra loro indipendente.
2. 2) Circuito (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti primi e secondi mezzi di comando (8a, 8b) comprendono un unico solenoide atto ad azionare almeno un nucleo mobile collegato a detti mezzi valvolari principali (6) e di un primo e di un secondo avvolgimento attivabili in modo tra loro indipendente per movimentare detto nucleo mobile.
3. 3) Circuito (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la forza esercitabile da ciascuno di detti primi e secondi mezzi di comando (8a, 8b) è sufficiente a mantenere detti mezzi valvolari principali (6) nella posizione di rilascio ed è insufficiente a movimentare detti mezzi valvolari principali (6).
4. 4) Circuito (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando principali (8) comprendono almeno un comando manuale (8c) azionabile per movimentare detti mezzi valvolari principali (6) dalla posizione di frenatura alla posizione di rilascio.
5. 5) Circuito (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi valvolari di emergenza (10) disposti in serie a detti mezzi valvolari principali (6) ed interposti tra detta linea di alimentazione (2) e detta linea di frenatura (4), essendo prevista almeno una ulteriore linea di scarico (11), dove detti mezzi valvolari di emergenza (10) sono movimentabili tra almeno una posizione di riposo, nella quale sono atti a consentire il passaggio del fluido di lavoro verso detta linea di frenatura (4), ed una posizione di emergenza, nella quale sono atti a consentire il passaggio del fluido di lavoro verso detta ulteriore linea di scarico (11).
6. 6) Circuito (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi valvolari di emergenza (10) sono di tipo proporzionale e dal fatto di comprendere mezzi di comando di emergenza (12) azionabili per spostare detti mezzi valvolari di emergenza (10) dalla posizione di riposo alla posizione di frenatura.
7. 7) Circuito (1) secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una linea di collegamento (13) interposta tra detti mezzi valvolari principali (6) e detti mezzi valvolari di emergenza (10).
8. 8) Circuito (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi valvolari di emergenza (10) sono interposti tra detti mezzi valvolari principali (6) e detta linea di frenatura (4), e dal fatto che sono atti a mettere in comunicazione detta linea di collegamento (13) con detta linea di frenatura (4) nella posizione di riposo e detta linea di frenatura (4) con detta ulteriore linea di scarico (11) nella posizione di emergenza.
9. 9) Circuito (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando di emergenza (12) sono di tipo meccanico.
10. 10) Circuito (1) secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una valvola unidirezionale (16) disposta lungo detta linea di collegamento (13) ed atta a consentire il flusso del fluido di lavoro verso detti mezzi valvolari principali (6).
11. 11) Circuito (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi valvolari principali (6) sono interposti tra detti mezzi valvolari di emergenza (10) e detta linea di frenatura (4), e dal fatto che detti mezzi valvolari di emergenza (10) sono atti a mettere in comunicazione detta linea di collegamento (13) con detta linea di alimentazione (2) nella posizione di riposo e detta linea di collegamento (13) con detta ulteriore linea di scarico (11) nella posizione di emergenza.
12. 12) Circuito (1) secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando di emergenza (12) sono di tipo elettro-idraulico.
13. 13) Circuito (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di frenatura (5) è del tipo di un freno a molla a rilascio idraulico, quest’ultimo essendo atto ad attivare la frenatura in detta posizione di frenatura.
14. 14) Circuito (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 12, caratterizzato dal fatto che detta linea di frenatura (4) è del tipo di una linea supplementare collegabile ad una valvola freno-rimorchio.