IT201900009243A1 - Dispositivo per l'azionamento in sequenza di due o più cilindri - Google Patents

Dispositivo per l'azionamento in sequenza di due o più cilindri Download PDF

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IT201900009243A1
IT201900009243A1 IT102019000009243A IT201900009243A IT201900009243A1 IT 201900009243 A1 IT201900009243 A1 IT 201900009243A1 IT 102019000009243 A IT102019000009243 A IT 102019000009243A IT 201900009243 A IT201900009243 A IT 201900009243A IT 201900009243 A1 IT201900009243 A1 IT 201900009243A1
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IT
Italy
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duct
branch
control valve
conduit
cylinder
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IT102019000009243A
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Inventor
Davide Guerzoni
Alberto Pedrazzi
Simone Bruni
Original Assignee
Bosch Rexroth Oil Control S P A
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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
“Dispositivo per l'azionamento in sequenza di due o più cilindri”
La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per l'azionamento in sequenza di due cilindri.
Un primo esempio operativo nel quale è necessario l'azionamento in sequenza di due cilindri è rappresentato dal comando dei piedi stabilizzatori di un veicolo operatore.
Esistono infatti diversi veicoli operatori, mobili su ruote gommate, che, per svolgere operazioni particolarmente gravose, come ad esempio il sollevamento di grossi carichi e/o l'azionamento di pale escavatrici, devono spostare il proprio peso dalle gomme a quattro piedi stabilizzatori. Ciascun piede stabilizzatore comprende tipicamente un gambo, costituito da un cilindro idraulico, che può estendersi verso una posizione di appoggio al suolo e ritirarsi verso una posizione non operativa, nella quale il piede non appoggia al suolo. Il piede è inoltre ruotabile tra una posizione di riposo, nella quale il gambo assume una posizione di minimo ingombro, ed una posizione operativa, nella quale il gambo, estendendosi, si dispone in appoggio al suolo.
Anche la rotazione del gambo è attuata per mezzo di un cilindro idraulico. Nella fase di azionamento del piede, è necessario che la rotazione e l'estensione del gambo avvengano in sequenza. In particolare è necessario che dapprima si completi la rotazione del gambo, e solo a rotazione ultimata si attui l'estensione del gambo.
Attualmente, per ottenere la sequenza corretta di attivazione dei cilindri, si utilizzano circuiti di azionamento che comprendono una valvola o rubinetto manuale per ciascun piede. In sintesi, con il rubinetto in posizione di chiusura l'olio viene indirizzato al cilindro che attiva la rotazione del gambo. A rotazione ultimata, aprendo il rubinetto si invia l'olio al gambo, e si attiva l'estensione del gambo stesso. L'operatore deve quindi presiedere all'azionamento di ciascun piede, in quanto deve agire su ciascun rubinetto manuale. Per fare ciò è inoltre costretto a scendere a terra. Nel complesso, l'azionamento dei piedi stabilizzatori è quindi attualmente piuttosto disagevole.
Un secondo esempio operativo nel quale è necessario l'azionamento in sequenza di due o più cilindri è rappresentato dal comando degli sfili di un braccio operatore, per il quale si richiede che lo sfilo avvenga secondo una prefissata sequenza. In tali casi si possono adottare dispositivi dotati di fine corsa meccanici che attivano in successione le valvole di alimentazione ai diversi cilindri o sfili. I fine corsa meccanici sono componenti il cui costo non è trascurabile, ed inoltre non sono esenti da guasti e danneggiamenti. In alternativa è possibile utilizzare circuiti di alimentazione dotati di valvole di sequenza che sono strutturate per consentire l'alimentazione in successione dei diversi sfili al superamento di una determinata pressione. L'utilizzo di tali circuiti di alimentazione richiede però un notevole dispendio di energia, necessaria per superare i valori di taratura delle valvole di sequenza.
Scopo della presente invenzione è di offrire un dispositivo per l'azionamento in sequenza di due cilindri che consenta di superare gli inconvenienti dei dispositivi attualmente disponibili.
Un vantaggio del dispositivo secondo la presente invenzione è di essere totalmente automatico, e quindi di non richiedere l'intervento manuale di un operatore.
Un altro vantaggio del dispositivo secondo la presente invenzione è di essere preciso ed affidabile, consentendo sempre l'attivazione dei cilindri nella sequenza prefissata.
Un altro vantaggio del dispositivo secondo la presente invenzione è di ridurre notevolmente il dispendio energetico richiesto.
Ulteriore vantaggio del dispositivo secondo la presente invenzione è di consentire l'attivazione inversa dei cilindri, sempre in maniera automatica. Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione dell’invenzione in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui:
− la figura 1 mostra una vista schematica di una prima forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione;
− la figura 1a mostra una vista schematica di una variante del dispositivo di figura 1;
− la figura 2 mostra una vista schematica di una seconda forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione;
− la figura 3 mostra il dispositivo secondo la presente invenzione utilizzato per azionare in sequenza quattro cilindri.
Le figure mostrano il dispositivo secondo la presente invenzione utilizzato per l'azionamento in sequenza di un primo cilindro (10) e di un secondo cilindro (11). Il dispositivo può essere utilizzato anche per l'azionamento di un maggior numero di cilindri, come mostrato in figura 3. Il dispositivo per l'azionamento in sequenza di due o più cilindri, secondo la presente invenzione comprendente un primo condotto (2), dotato di un primo ramo (21), predisposto per essere connesso ad una camera di un primo cilindro (10) ad una connessione (10a). Il primo condotto (2) comprende inoltre un secondo ramo (22), predisposto per essere connesso ad una camera di un secondo cilindro (11) ad una connessione (11a). Nella forma di realizzazione rappresentata, il primo ramo (21) è connesso alla camera del primo cilindro (10) che, quando alimentata, produce il rientro del pistone, mentre il secondo ramo (22) è connesso alla camera del secondo cilindro (11) che, quando alimentata, produce l'uscita del pistone. Sarebbe ovviamente possibile una connessione inversa, oppure una connessione in cui entrambi i rami (21,22) sono connessi alla camera di uscita o di rientro del pistone.
Il dispositivo comprende inoltre un secondo condotto (3), dotato di un primo ramo (31), predisposto per essere connesso all'altra camera del primo cilindro (10) ad una connessione (11a). Il secondo condotto (3) comprende inoltre un secondo ramo (32), predisposto per essere connesso all'altra camera del secondo cilindro (11) ad una connessione (11b). Nella forma di realizzazione rappresentata, il primo ramo (31) è connesso alla camera del primo cilindro (10) che, quando alimentata, produce l'uscita del pistone, mentre il secondo ramo (32) è connesso alla camera del secondo cilindro (11) che, quando alimentata, produce il rientro del pistone. Sarebbe ovviamente possibile una connessione inversa, oppure una connessione in cui entrambi i rami (31,32) sono connessi alle camere di uscita o di rientro del pistone. In ogni caso, il primo ramo (21) del primo condotto (2) ed il primo ramo (31) del secondo condotto (3) sono connessi ciascuno ad una camera del primo pistone (10), mentre il secondo ramo (22) del primo condotto (2) ed il secondo ramo (32) del secondo condotto (3) sono connessi ciascuno ad una camera del secondo pistone (10).
Il dispositivo comprende una prima valvola di controllo (4), disposta lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2). In modo noto, la valvola di controllo (4) è provvista di un otturatore, mobile tra una posizione di apertura, nella quale consente il passaggio di fluido, ed una posizione di chiusura, nella quale impedisce il passaggio di fluido. Quando l'otturatore è in posizione di apertura, la valvola di controllo (4) assume una configurazione di apertura, mentre, quando l'otturatore è in posizione di chiusura, la valvola di controllo (4) assume una configurazione di chiusura. La prima valvola di controllo (4) è quindi mobile tra una configurazione di apertura, nella quale consente il flusso lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2), ed una configurazione di chiusura, nella quale impedisce il flusso lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2). Una prima strozzatura (51) è disposta lungo il primo ramo (31) del secondo condotto (3). Un primo condotto di pilotaggio (41) connette la prima valvola di controllo (4) ed il primo ramo (31) del secondo condotto, in un punto intermedio (A) tra la connessione (10b) al primo cilindro (10) e la prima strozzatura (51). Il primo condotto di pilotaggio (41) pilota la valvola di controllo (4) verso la configurazione di chiusura. In altri termini, il primo condotto di pilotaggio (41) è connesso alla prima valvola di controllo (4) in modo che la pressione presente nel primo condotto di pilotaggio (41) eserciti una spinta che tende a portare l'otturatore della prima valvola di controllo (4) verso la posizione di chiusura, e quindi verso la configurazione di chiusura della prima valvola di controllo (4).
Il dispositivo secondo la presente invenzione consente di attivare in sequenza i cilindri (10,11) nel modo seguente. Si consideri di alimentare fluido in pressione al primo condotto (2). Il fluido, attraverso il primo ramo (21) del primo condotto (2), alimenta la camera del primo cilindro (10) attraverso la connessione (10a), producendo il rientro del pistone. Il fluido contenuto nell'altra camera del primo cilindro (10) si scarica verso il secondo condotto (3) attraverso il primo ramo (31) del secondo condotto (3), transitando attraverso la prima strozzatura (51). La presenza della prima strozzatura (51) produce una pressione nel primo condotto di pilotaggio (41) che mantiene la prima valvola di controllo (4) in configurazione di chiusura, cosicché il fluido non può transitare lungo il secondo ramo del primo condotto (2) e non può alimentare il secondo cilindro (11), che rimane conseguentemente inattivo. Quando lo stelo del primo cilindro (10) raggiunge una posizione di finecorsa in rientro, il flusso lungo il primo ramo (31) del secondo condotto (3) cessa, e di conseguenza diminuisce la pressione nel primo condotto di pilotaggio (41). In tali condizioni la prima valvola di controllo (4) si porta in configurazione di apertura, consentendo il flusso lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2) e, quindi, l'alimentazione del secondo cilindro (11) che si attiva successivamente al primo cilindro (10).
In una possibile forma di realizzazione, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende una valvola di bilanciamento (7), disposta lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2) tra il primo condotto (2) e la prima valvola di controllo (4).
Come noto, analogamente alle valvole di controllo, anche la valvola di bilanciamento (7) è provvista di un otturatore, mobile tra una posizione di apertura, nella quale consente il passaggio di fluido, ed una posizione di chiusura, nella quale impedisce il passaggio di fluido. Quando l'otturatore è in posizione di apertura, la valvola di bilanciamento (7) assume una configurazione di apertura, mentre, quando l'otturatore è in posizione di chiusura, la valvola di bilanciamento (7) assume una configurazione di chiusura.
Come noto, rispetto alle valvole di controllo, una valvola di bilanciamento passa dalla configurazione di apertura alla configurazione di chiusura, o viceversa, in maniera più progressiva. Ciò consente di attivare ed arrestare il secondo cilindro (11) senza provocare urti e vibrazioni. L'apertura della valvola di bilanciamento (7) è prodotto dall'aumento di pressione nel primo condotto (2) che segue al raggiungimento della posizione di finecorsa del primo cilindro (10).
Nella soluzione in cui è presente la valvola di bilanciamento (7), il primo condotto di pilotaggio (41) connette il primo ramo (31) del secondo condotto (3) alla valvola di bilanciamento (7). In tal caso il primo condotto di pilotaggio (41) pilota la valvola di bilanciamento (7) verso la configurazione di chiusura. In sostanza il primo condotto di pilotaggio (41) è connesso alla valvola di bilanciamento (7) in modo che la pressione presente nel primo condotto di pilotaggio (41) eserciti una spinta che tende a portare l'otturatore della valvola di bilanciamento (7) verso la posizione di chiusura, e quindi verso la configurazione di chiusura della valvola di bilanciamento (7).
Vantaggiosamente, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende una seconda valvola di controllo (6), disposta lungo il primo ramo (31) tra la prima strozzatura (51) ed il primo condotto (3). In modo noto, anche la seconda valvola di controllo (6) è provvista di un otturatore, mobile tra una posizione di apertura, nella quale consente il passaggio di fluido, ed una posizione di chiusura, nella quale impedisce il passaggio di fluido. Quando l'otturatore è in posizione di apertura, la valvola di controllo (6) assume una configurazione di apertura, mentre, quando l'otturatore è in posizione di chiusura, la valvola di controllo (6) assume una configurazione di chiusura.
La seconda valvola di controllo (6) è quindi mobile tra una configurazione di apertura, nella quale consente il flusso lungo il primo ramo (31) del secondo condotto (3), ed una configurazione di chiusura, nella quale impedisce il flusso lungo il primo ramo (31) del secondo condotto (3).
Un secondo condotto di pilotaggio (61) è previsto per connettere la seconda valvola di controllo (6) al secondo ramo (22) del primo condotto (2). Il secondo condotto di pilotaggio (61) pilota la seconda valvola di controllo (6) verso la configurazione di chiusura. In altri termini, il secondo condotto di pilotaggio (61) è connesso alla seconda valvola di controllo (6) in modo che la pressione presente nel secondo condotto di pilotaggio (61) eserciti una spinta che tende a portare l'otturatore della seconda valvola di controllo (6) verso la posizione di chiusura, e quindi verso la configurazione di chiusura della seconda valvola di controllo (6).
È inoltre previsto un quarto condotto di pilotaggio (62) che connette la seconda valvola di controllo (6) al primo condotto di pilotaggio (41) (fig.1) o al secondo condotto (2) (fig.1a). Il quarto condotto di pilotaggio (62) pilota la seconda valvola di controllo (6) verso una configurazione di apertura. In altri termini, il quarto condotto di pilotaggio (62) è connesso alla seconda valvola di controllo (6) in modo che la pressione presente nel quarto condotto di pilotaggio (62) eserciti una spinta che tende a portare l'otturatore della seconda valvola di controllo (6) verso la posizione di apertura, e quindi verso la configurazione di apertura della seconda valvola di controllo (6).
Il quarto condotto di pilotaggio (62) consente di mantenere aperta la seconda valvola di controllo (6) per consentire il flusso lungo il primo ramo (31) del secondo condotto (3) in uscita dal primo cilindro (10). In sostanza, quando il fluido in pressione è alimentato al primo condotto (2), la pressione nel quarto condotto di pilotaggio (62) aumenta, spostando la seconda valvola di controllo (6) in posizione di apertura. Ciò avviene sia se il quarto condotto di pilotaggio (62) è connesso al primo condotto (2), sia se è connesso al primo condotto di pilotaggio (41). La soluzione in cui il quarto condotto di pilotaggio (62) è connesso al primo condotto di pilotaggio è particolarmente vantaggiosa per realizzare un dispositivo per l'azionamento in sequenza di tre o più cilindri, come mostrato in figura 3. In tale soluzione, il secondo ramo (22) del primo condotto (2) di un primo cilindro (10) è connesso al primo condotto (2) di un secondo cilindro (11), il secondo ramo (22) del primo condotto (2) del secondo cilindro (11) è connesso al primo condotto (2) di un terzo cilindro (12), e così via. Analogamente, il secondo ramo (32) del secondo condotto (3) di un primo cilindro (10) è connesso al secondo condotto (3) di un secondo cilindro (11), il secondo ramo (32) del secondo condotto (3) del secondo cilindro (11) è connesso al secondo condotto (3) di un terzo cilindro (12), e così via.
Il dispositivo secondo la presente invenzione comprende inoltre una seconda strozzatura (52) è disposta lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2) tra la prima valvola di controllo (4) ed il secondo condotto di pilotaggio (61).
La seconda valvola di controllo (6) consente di attivare in sequenza i cilindri (10,11) anche per i movimenti inversi a quelli sopra descritti, nel modo seguente. Con il primo cilindro (10) in posizione rientrata ed il secondo cilindro (11) in posizione estesa, si consideri di alimentare il fluido in pressione al secondo condotto (3). Il fluido alimenta la camera del secondo cilindro (11) che attiva il rientro del pistone. Il fluido contenuto nell'altra camera del secondo cilindro (11) si scarica attraverso il secondo ramo (22) del primo condotto (2), passando attraverso la seconda strozzatura (52) che produce un aumento di pressione nel secondo condotto di pilotaggio (61). La pressione nel secondo condotto di pilotaggio (61) mantiene la seconda valvola di controllo in configurazione di chiusura, cosicché il fluido non può fluire lungo il primo ramo del secondo condotto (3) e non può quindi alimentare il primo cilindro (10), che rimane inattivo. Lo scarico dell'olio attraverso il secondo ramo (22) de primo condotto (2) è consentito dalla prima valvola di controllo (4) che viene pilotata in apertura attraverso un terzo condotto di pilotaggio (42), che connette la prima valvola di controllo (4) al secondo condotto (3). In altri termini, il secondo condotto di pilotaggio (42) è connesso alla prima valvola di controllo (4) in modo che la pressione presente nel secondo condotto di pilotaggio (42) eserciti una spinta che tende a portare l'otturatore della prima valvola di controllo (4) verso la posizione di apertura, e quindi verso la configurazione di apertura della seconda valvola di controllo (4).
Quando il secondo cilindro (11) arriva al finecorsa interno, la portata lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2) si annulla. Ciò comporta un calo della pressione nel secondo condotto di pilotaggio (61), e la conseguente apertura della seconda valvola di controllo (6), che consente il passaggio del fluido operatore e l'attivazione del primo cilindro (10).
Sia la prima strozzatura (51), sia la seconda strozzatura (52) possono essere informa di un passaggio di diametro calibrato, che definisce un restringimento alla sezione di passaggio del fluido, sia in forma di una valvola limitatrice di pressione.

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo per l'azionamento in sequenza di due o più cilindri, comprendente: un primo condotto (2), dotato di un primo ramo (21), predisposto per essere connesso ad una camera di un primo cilindro (10), e di un secondo ramo (22), predisposto per essere connesso ad una camera di un secondo cilindro (10); un secondo condotto (3), dotato di un primo ramo (31), predisposto per essere connesso all'altra camera del primo cilindro (10), e di un secondo ramo (32), predisposto per essere connesso all'altra camera del secondo cilindro (11); caratterizzato dal fatto di comprendere una prima valvola di controllo (4), disposta lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2), che è mobile tra una configurazione di apertura, nella quale consente il flusso lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2), ed una configurazione di chiusura, nella quale impedisce il flusso lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2); una prima strozzatura (51), disposta lungo il primo ramo (31) del secondo condotto (3); un primo condotto di pilotaggio (41), che connette la prima valvola di controllo (4) ed il primo ramo (31) del secondo condotto in un punto intermedio tra la connessione al primo cilindro (10) e la prima strozzatura (51), e pilota la valvola di controllo (4) verso la configurazione di chiusura.
  2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, comprendente: una seconda valvola di controllo (6), disposta lungo il primo ramo (31) tra la prima strozzatura (51) ed il primo condotto (3), che è strutturata per consentire un flusso diretto dal primo condotto (3) lungo il primo ramo (31); un secondo condotto di pilotaggio (61), che connette la seconda valvola di controllo (6) al secondo ramo (22) del primo condotto (2), che pilota la seconda valvola di controllo (6) verso una configurazione di chiusura; una seconda strozzatura (52), disposta lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2) tra la prima valvola di controllo (4) ed il secondo condotto di pilotaggio (61).
  3. 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, comprendente un terzo condotto di pilotaggio (42) che connette la prima valvola di controllo (4) al secondo condotto (3) e pilota la prima valvola di controllo (4) verso una configurazione di apertura.
  4. 4) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, comprendente: una valvola di bilanciamento (7), disposta lungo il secondo ramo (22) del primo condotto (2) tra il primo condotto (2) e la prima valvola di controllo (4), in cui il primo condotto di pilotaggio (41) connette il primo ramo (31) del secondo condotto (3) alla valvola di bilanciamento (7) e pilota la valvola di bilanciamento (7) verso una configurazione di chiusura.
  5. 5) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, comprendente un quarto condotto di pilotaggio (62) che connette la seconda valvola di controllo (6) al primo condotto (2) e pilota la seconda valvola di controllo (6) verso una configurazione di apertura.
  6. 6) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, comprendente un quarto condotto di pilotaggio (62) che connette la seconda valvola di controllo (6) al primo condotto di pilotaggio (41) e pilota la seconda valvola di controllo (6) verso una configurazione di apertura.
  7. 7) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la prima strozzatura (51) è in forma di una valvola limitatrice di pressione.
  8. 8) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui la seconda strozzatura (52) è in forma di una valvola limitatrice di pressione.
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