IT201900010989A1 - Disposizione idraulica di freno migliorata per un veicolo da fuori strada - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“DISPOSIZIONE IDRAULICA DI FRENO MIGLIORATA PER UN VEICOLO DA FUORI STRADA”

CAMPO TECNICO

La presente invenzione è relativa a una disposizione idraulica di freno, in particolare una disposizione idraulica di freno per controllare freni a rilascio idraulico applicato della molla (SAHR).

BACKGROUND DELL’INVENZIONE

I freni SAHR sono ampiamente usati in veicoli da fuori strada come ad esempio veicoli agricoli. Una disposizione di freni SAHR nota è descritta nel documento della tecnica anteriore WO2017068084A1.

Nel documento di cui sopra è mostrata una disposizione idraulica di freno 1’ per controllare un freno SAHR 4’ come mostrato nella figura 1 e che comprende essenzialmente una pompa 2’ collegata a livello di fluido ad una fonte di fluido 3’. La pompa 2’ è configurata per alimentare fluido sotto pressione ad un freno SAHR 4’ attraverso valvole di controllo collegate in serie 5’, 6’, 7’.

La valvola 5’ è una valvola proporzionale configurata per assumere una prima posizione in cui un fluido può scorrere verso un freno SAHR 4’ o una seconda posizione in cui un fluido può scorrere verso la fonte 3’. La valvola 5’ è una valvola attivata da solenoide, normalmente posizionata da una molla di spinta nella sua seconda posizione.

La valvola 6’ è una valvola configurata per assumere una prima posizione in cui un fluido può scorrere tra un freno SAHR 4’ e una valvola 5’ o una seconda posizione in cui il fluido può scorrere verso la fonte 3’. La valvola 5’ è una valvola attivata da solenoide, normalmente posizionata da una molla di spinta nella sua seconda posizione.

Un’unità di controllo può essere programmata per controllare le valvole 5’, 6’ in modo da regolare un flusso di fluido verso il freno SAHR 3’ secondo i requisiti di funzionamento.

La valvola 7’ è una valvola configurata per assumere una prima posizione in cui un fluido può scorrere tra un freno SAHR 4’ e una valvola 56’ o una seconda posizione in cui un fluido non può passare dal freno SAHR 4’ verso la valvola 6’; in sintesi, essa agisce come una valvola unidirezionale durante il funzionamento normale del veicolo e il solenoide agisce durante le fasi di frenata per consentire ad un fluido di finire nello scarico attraverso la valvola 5’.

Secondo la disposizione descritta, in caso di un guasto elettrico, l’impegno del freno SAHR 3’ (ovvero, una sua improvvisa scarica) è impedito poiché non è possibile che quest’ultimo sia collegato alla fonte 3’ a causa della seconda posizione della valvola 7. Il freno può essere attivato da un altro sistema, ad esempio leve meccaniche di sicurezza che azionano la valvola 7’ nella sua prima posizione contro la forza della molla.

Tuttavia, anche se il sistema precedente è un sistema sia efficace che economico per gestire un freno SAHR, esso presenta alcuni inconvenienti.

Infatti, la valvola 7’ deve essere mantenuta in uno stato attivato durante tutta l'operazione di frenata del veicolo, ovvero il solenoide che mantiene quest’ultima contro la forza di molla è sempre attivato, con un relativo consumo di potenza.

Di conseguenza, durante una fase di comando a impulsi del veicolo, la valvola 7’ verrebbe attivata durante tutta l'operazione in modo da consentire alle valvole 5’ e 6’ di modulare la frenata del veicolo.

Poiché è sempre più richiesto attivare la funzionalità di comando a impulsi di trattori da remoto, è necessario avere un’attivazione elettronica delle valvole della disposizione di freno SAHR in modo che queste ultime possano essere attivate da remoto. Tuttavia, tale attivazione elettronica deve soddisfare i requisiti di sicurezza di ISO 25119. Ad esempio, in un’operazione di comando a impulsi, potrebbe essere utile frenare il veicolo, in quanto le velocità sono basse e il veicolo può essere su un piano inclinato.

Alla luce di quanto precede, vi è la necessità di fornire una disposizione di freno configurata per consentire una possibile frenata da remoto durante la fase di comando a impulsi del veicolo, mantenendo al contempo le caratteristiche di frenata a prova di guasti nel caso di guasti elettronici/di software.

Inoltre, è necessaria una disposizione di freno che sia economica e che non modifichi sostanzialmente le configurazioni esistenti.

Uno scopo della presente invenzione è soddisfare le necessità menzionate in precedenza.

RIEPILOGO DELL’INVENZIONE

Lo scopo citato in precedenza è ottenuto da una disposizione di freno di veicolo come rivendicato nell’insieme allegato di rivendicazioni.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Per una migliore comprensione della presente invenzione, è descritta nel seguito una forma di realizzazione preferita, a titolo di esempio non limitativo, facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:

• la figura 1 descrive un circuito schematico di una disposizione idraulica di freno come nota nella tecnica anteriore;

• la figura 2 descrive un circuito schematico di una disposizione idraulica di freno secondo una prima forma di realizzazione dell’invenzione;

• la figura 3 descrive un circuito schematico di una disposizione idraulica di freno secondo una seconda forma di realizzazione dell’invenzione; e

• la figura 4 descrive un circuito schematico di una disposizione idraulica di freno secondo una terza forma di realizzazione dell’invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

La figura 2 descrive una prima forma di realizzazione della disposizione idraulica di freno per una disposizione idraulica di freno 1 secondo l’invenzione, quest’ultima comprende essenzialmente una fonte di fluido 2, un freno idraulico 3 e una pompa 4 configurata per mettere sotto pressione un flusso di fluido dalla fonte 2 al freno idraulico 3, ad esempio, un freno SAHR di tipo noto.

In maggiore dettaglio, un fluido scorre dalla fonte 2 ad un freno 3 attraverso un condotto 5 che collega a livello di fluido l’uscita di una pompa 4 con l’ingresso di un cilindro 3a del freno 3. Il freno idraulico 3 comprende mezzi elastici 6 all’interno di un cilindro 3a in modo che, se il fluido scorre nel cilindro 3a, il freno venga rilasciato, mentre se il fluido scorre fuori dal cilindro 3a, il freno venga impegnato.

La disposizione 1 comprende, in serie a livello di fluido lungo il condotto 5, tre valvole 7, 8, 9 configurate per controllare il flusso di fluido dalla pompa 4 al freno 3 e, di conseguenza, il funzionamento del freno 3.

In maggiore dettaglio, una prima valvola 7 è la prima valvola a valle rispetto alla pompa 4 e a monte rispetto alla seconda valvola 8 ed è una valvola attivata elettricamente in modo proporzionale configurata per gestire un flusso di fluido da una pompa 4 a un freno 3 o da un freno 3 verso uno scarico 10.

Più preferibilmente, la prima valvola 7 è una valvola a tre vie-due posizioni configurata per assumere una prima posizione in cui un fluido può scorrere dalla pompa 4 verso la seconda valvola 8 e una seconda posizione in cui il fluido può scorrere da una seconda valvola 8 verso lo scarico 10. Vantaggiosamente, la prima valvola 7 è mantenuta in una seconda posizione da un elemento elastico 7a che agisce contro una forza impartita da un solenoide 7b che può essere ovviamente controllato elettricamente da un’unità di controllo elettronica del veicolo.

La seconda valvola 8 è interposta a livello di fluido tra la prima valvola 7 e la terza valvola 9 ed è una valvola attivata elettricamente configurata per consentire una comunicazione a livello di fluido tra la prima valvola 7 e la terza valvola 9 o per consentire il passaggio di fluido dalla terza valvola 9 verso lo scarico 10.

Più preferibilmente, la seconda valvola 8 è una valvola a tre vie-due posizioni configurata per assumere una prima posizione in cui un fluido può scorrere tra una prima valvola 7 e una terza valvola 9 e una seconda posizione in cui un fluido può scorrere da una terza valvola 9 verso lo scarico 10. Vantaggiosamente, la seconda valvola 8 è mantenuta in una seconda posizione da un elemento elastico che agisce contro una forza impartita da un solenoide 8b che può ovviamente essere controllato elettricamente da un’unità di controllo elettronica del veicolo.

La terza valvola 9 è la prima valvola a monte rispetto al freno 3 e a valle rispetto alla seconda valvola 8 ed è una valvola attivata elettricamente configurata per gestire un flusso di fluido tra il freno 3 e la seconda valvola 8 o da quest’ultima verso il freno 3.

Più preferibilmente, la terza valvola 9 è una valvola a tre vie-due posizioni configurata per assumere una prima posizione in cui un fluido può scorrere tra il freno 3 e la seconda valvola 8 e una seconda posizione in cui il fluido può scorrere soltanto dalla seconda valvola 8 verso il freno 3.

Secondo l’invenzione, la terza valvola 9 è una valvola bistabile, ovvero è configurata per mantenere uno stato selezionato a meno che non riceva un segnale opposto per commutare la posizione.

In particolare, la terza valvola 9 comprende un primo solenoide 9a e un secondo solenoide 9b che agiscono sui lati opposti di un rocchetto di una terza valvola 9 e un dente di arresto meccanico 11 configurato per mantenere la terza valvola 9 nella sua posizione selezionata mediante il primo o il secondo solenoide 9a, 9b.

Il funzionamento della prima forma di realizzazione descritta in precedenza della disposizione 1 secondo l’invenzione è il seguente.

In una modalità di funzionamento normale del sistema di freno, la terza valvola 9 viene attivata dal primo solenoide 9a nella posizione nella figura 2 e la prima e la seconda valvola 7, 8 sono principalmente nelle loro prime posizioni e sono modulate dal relativo solenoide 7b, 8b in modo da gestire un flusso di fluido che scorre dalla pompa 4 verso il freno 3, gestendo la sua azione sul veicolo. Il dente di arresto meccanico 11 mantiene tale posizione senza la necessità di un'attivazione costante del primo solenoide 9a.

In una condizione di guasto del sistema elettronico, il fluido non può scorrere dal freno 3 verso gli scarichi 10 a causa dell’azione unidirezionale della terza valvola 9.

In una modalità di funzionamento di comando a impulsi del veicolo, la terza valvola è attivata dal secondo solenoide 9b nella sua seconda posizione; grazie al dente di arresto meccanico 11, essa mantiene la sua posizione senza la necessità di un'attivazione costante del secondo solenoide 9b.

Di conseguenza, se le valvole 7 e 8 possono essere modulate per controllare un comando a impulsi del trattore; se si verifica una condizione di guasto del sistema elettronico, il fluido può scorrere dal freno 3 verso gli scarichi 10 frenando così il veicolo che è già a bassa velocità.

La figura 3 descrive una seconda forma di realizzazione della disposizione idraulica secondo l’invenzione, che si differenzia dalla prima forma di realizzazione della figura 2 per il fatto che comprende un dente di arresto controllato elettricamente mediante il quale una bobina di selezione 12.

Di conseguenza, la posizione del dente di arresto 11 non può essere sbloccata senza eccitare la bobina 12.

Il funzionamento della seconda forma di realizzazione descritta in precedenza della disposizione 1 secondo l’invenzione è sostanzialmente uguale a quello della prima forma di realizzazione.

Tuttavia, può accadere che il dente di arresto meccanico 11 possa spostarsi a causa di una forza che agisce sul rocchetto di una terza valvola 9 causata dal flusso di fluido.

Di conseguenza, il movimento del dente di arresto meccanico 11 consente di attivare soltanto la bobina 12. Di conseguenza, quando la valvola viene commutata in una posizione di funzionamento di comando a impulsi, la bobina 12 viene diseccitata in modo che il dente di arresto meccanico 11 non possa spostarsi.

La figura 4 descrive una terza forma di realizzazione della disposizione idraulica di freno per una disposizione idraulica di freno 1 secondo l’invenzione, che si differenzia dalla seconda forma di realizzazione della figura 3 per il fatto di comprendere un controllo di posizione di retroazione sul dente di arresto controllato elettricamente.

In particolare, la valvola 9 comprende un commutatore di posizione di retroazione 13 configurato per consentire l’eccitazione di una bobina di selezione 12 soltanto quando la valvola 9 è nella sua prima posizione.

Il funzionamento della terza forma di realizzazione descritta in precedenza della disposizione 1 è sostanzialmente uguale al funzionamento della seconda forma di realizzazione. Tuttavia, è inoltre presente un controllo elettronico, ad esempio, un controllo a circuito chiuso, grazie al commutatore 13. In particolare, il commutatore 13 rileva che la prima posizione della terza valvola 9 è raggiunta e mantenuta correttamente. Se, per un qualsiasi motivo, la terza valvola 9 si sposta, il commutatore 13 è configurato per generare un segnale elettronico configurato per bloccare un’operazione di comando impulsi del trattore per agire sul solenoide di selezione 12 per bloccare il dente di arresto 11.

Alla luce di quanto precede, sono evidenti i vantaggi della disposizione idraulica di freno 1 secondo l’invenzione.

Grazie alla disposizione proposta 1 è possibile controllare il freno 3 durante un’operazione di comando impulsi del veicolo senza modificare sostanzialmente la disposizione esistente.

Inoltre, l’uso di una valvola bistabile consente di ridurre il consumo di potenza in quanto entrambi i solenoidi 9a, 9b non usano energia elettrica dopo aver commutato la valvola 9, che viene mantenuta nella sua posizione dal dente di arresto meccanico 11.

L’uso facoltativo di un dente di arresto elettronico 11 controllato da una bobina di selezione 12 consente di migliorare ulteriormente la sicurezza della disposizione innovativa proposta.

Inoltre, tale sicurezza è ancora aumentata grazie all’uso di un commutatore di selezione 13 che può arrestare l’operazione di comando a impulsi del veicolo e/o controllare la bobina di selezione 12 se non viene mantenuta correttamente una posizione selezionata di valvola 9.

È chiaro che è possibile apportare modifiche alla disposizione idraulica di freno descritta 1 che non si estendono oltre l’ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.

Ad esempio, la bistabilità della terza valvola 9 può essere ottenuta in altri modi rispetto a quello descritto.

Inoltre, è chiaro che la bobina di selezione 12 e il commutatore 13 sono opzionali e che possono essere sostituiti da dispositivi equivalenti.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Disposizione idraulica di freno (1) per controllare un freno (3) di un veicolo, detta disposizione (1) comprendendo una pompa (4) configurata per aspirare fluido da una fonte di fluido (2) verso detto freno (3) attraverso un condotto (5) e una prima, una seconda e una terza valvola (7, 8, 9) interposte a livello di fluido in serie su detto condotto (5), detta prima valvola (7) essendo una valvola attivata elettricamente configurata per assumere una prima posizione in cui essa consente il passaggio di un fluido da detta pompa (4) verso detta seconda valvola (8) e una seconda posizione in cui essa consente il passaggio di un fluido da detta seconda valvola (8) a uno scarico (10), detta seconda valvola (8) essendo una valvola attivata elettricamente configurata per assumere una prima posizione in cui essa consente il passaggio di fluido tra detta prima e detta terza valvola (7, 9) e una seconda posizione in cui essa consente il passaggio di fluido da detta seconda valvola (8) a uno scarico (10), detta terza valvola (9) essendo una valvola bistabile attivata elettricamente configurata per assumere una prima posizione in cui essa consente un passaggio di fluido tra detta seconda valvola (8) e detto freno (3) e una seconda posizione in cui essa consente il passaggio di fluido da detta seconda valvola (8) a detto freno (3).
2. 2. Disposizione idraulica di freno secondo la rivendicazione 1, in cui detta terza valvola (9) comprende un primo e un secondo solenoide (9b, 9b) che agiscono sui lati opposti di un rocchetto di detta terza valvola (9).
3. 3. Disposizione idraulica di freno secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta terza valvola (9) comprende un dente di arresto meccanico (11) configurato per mantenere detta valvola nella posizione selezionata.
4. 4. Disposizione idraulica di freno secondo la rivendicazione 3, in cui detto dente di arresto meccanico (11) è attivato elettricamente.
5. 5. Disposizione idraulica di freno secondo la rivendicazione 4, in cui detta terza valvola (9) comprende una bobina di selezione (12) configurata per consentire il movimento di detto dente di arresto meccanico attivato elettricamente (11).
6. 6. Disposizione idraulica di freno secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta terza valvola (9) comprende un commutatore di posizione di retroazione (13) configurato per monitorare e controllare la posizione della terza valvola (9) se quest’ultima cambia posizione rispetto a quella impostata.
7. 7. Disposizione idraulica di freno secondo la rivendicazione 6 quando dipendente dalla rivendicazione 5, in cui detto commutatore di posizione di retroazione (13) è configurato per monitorare e controllare detta bobina di selezione (12).
8. 8. Disposizione idraulica di freno secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui almeno una tra detta prima e detta seconda valvola (7, 8) è una valvola proporzionale.
9. 9. Disposizione idraulica di freno secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto freno (3) è un freno SAHR.