IT202000012430A1 - Disposizione idraulica migliorata di controllo di un servofreno per veicoli da lavoro - Google Patents

Disposizione idraulica migliorata di controllo di un servofreno per veicoli da lavoro Download PDF

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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: ?DISPOSIZIONE IDRAULICA MIGLIORATA DI CONTROLLO DI UN SERVOFRENO PER VEICOLI DA LAVORO?
CAMPO TECNICO
La presente invenzione ? relativa a una disposizione idraulica di controllo di freno, in particolare a una disposizione idraulica di controllo di servofreno per pompe freno del freno di veicoli da lavoro, quali veicoli per l'agricoltura.
BACKGROUND DELL'INVENZIONE
Tutti i veicoli sono dotati di freni e, come noto, i veicoli da lavoro, quali veicoli per l'agricoltura, sono dotati di freni principali sulle ruote posteriori del veicolo che possono essere attivati idraulicamente ad esempio grazie a pompe freno del freno dedicate e inoltre, facoltativamente, di freni sulle ruote anteriori dei veicoli che possono essere attivati idraulicamente grazie agli stessi pompe freno del freno.
La figura 1 descrive una forma di realizzazione esemplificativa di una disposizione idraulica di controllo di freni posteriori 1' come noto nella tecnica. Brevemente, tale disposizione 1' comprende una valvola di attivazione di freno 2' configurata per essere attivata da un rispettivo pedale 3' da parte di un utilizzatore del veicolo da lavoro. Tale valvola di attivazione di freno 2' ? configurata per far muovere un pistone 4' che fa parte della pompa freno del freno 5' che spinge di conseguenza un fluido ad alta pressione in un rispettivo freno 6'.
Al fine di facilitare l'operazione di spinta del pedale 3' da parte dell'utilizzatore del veicolo da lavoro, ? noto collegare idraulicamente una sorgente di fluido sotto pressione 7' alla valvola di attivazione del servofreno 2' in modo che maggiore ? la spinta sul pedale 3', pi? fluido sotto pressione agevoler? il movimento della valvola di attivazione di freno 2' per attivare la pompa freno del freno 5'.
Occorre notare che il fluido proveniente dalla pompa freno 9 del freno 5' viene usato anche per controllare i freni anteriori 8' del veicolo da lavoro grazie ad una valvola "AND" 9' interposta a livello di fluido in parallelo tra le linee provenienti dalla pompa freno del freno 5' e rivolta verso i freni posteriori 6'.
La disposizione definita in modo sintetico sopra ? nota come configurazione di pompa freno del servofreno ed ? ampiamente utilizzata in veicoli da lavoro per assistere l'operatore durante la frenata del veicolo.
Tuttavia, risulta evidente che la configurazione di cui sopra deve avere pompe freno del freno normalmente dimensionate per avere un volume di fluido sufficiente ad attivare i freni posteriori ma anche i freni anteriori quando essi sono previsti. Ci? determina una criticit? di gestione della diversa configurazione con lo stesso volume di pompa freno.
Di conseguenza, pompe freno del freno di una disposizione idraulica come quella descritta nella figura 1 devono essere sovradimensionate e possono determinare problemi quando le stesse pompe freno del freno di una disposizione idraulica sono usate in veicoli con o senza freni anteriori, che non sono presenti in tutti veicoli.
Pertanto, vi ? una necessit? di fornire una disposizione idraulica configurata per consentire l'attivazione di freni anteriori e posteriori di un veicolo da lavoro in un modo economico, compatto e pi? leggero, con la possibilit? di avere allo stesso tempo una potenziale seconda linea di frenata (freno secondario).
Uno scopo della presente invenzione ? soddisfare le necessit? citate in precedenza in un modo economico ed ottimizzato.
RIEPILOGO DELL'INVENZIONE
Lo scopo citato in precedenza viene raggiunto mediante una disposizione idraulica e un veicolo da lavoro come rivendicato nell'insieme di rivendicazioni allegato.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Per una migliore comprensione della presente invenzione, nel seguito viene descritta una forma di realizzazione preferita, a titolo di esempio non limitativo, facendo riferimento ai disegni allegati, in cui:
? la figura 1 ? una rappresentazione schematica di una disposizione idraulica come nota nella tecnica anteriore;
? la figura 2 ? una rappresentazione schematica di una forma di realizzazione di una disposizione idraulica secondo la presente invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
Nella figura 2, il numero di riferimento 1 descrive genericamente una disposizione idraulica secondo la presente invenzione e configurata per controllare l'attivazione dei freni posteriori 2a, 2b di un veicolo da lavoro, non mostrato. In particolare, la disposizione idraulica 1 ? configurata per controllare un freno sinistro posteriore 2a e un freno destro posteriore 2b del veicolo da lavoro.
La disposizione idraulica 1 comprende un modulo di pompa freno del freno 3 comprendente una pompa freno del freno 4a, 4b per ciascuno dei freni posteriori 2a, 2b e una rispettiva valvola di attivazione 5a, 5b per ciascuno di tali pompe freno del freno 4a, 4b.
Nel seguito, poich? il modulo di pompa freno del freno 3 descritto in modo esemplificativo comprende gli stessi elementi per il freno posteriore sinistro 2a e il freno posteriore destro 2b, verranno descritti soltanto gli elementi per far funzionare il freno posteriore sinistro 2a, assumendo l'indice "a" insieme al numero di riferimento. Gli stessi elementi con indice "b" sono presenti per far funzionare il freno posteriore destro 2b.
La pompa freno del freno 4a comprende un alloggiamento 6a e un pistone 7a configurato per scorrere all'interno dell'alloggiamento 6a che ? ulteriormente configurato per alloggiare fluido sotto pressione. L'alloggiamento 6a ? collegato a livello di fluido attraverso un condotto 8a al freno posteriore sinistro 2a. Ovviamente, un movimento del pistone 7a all'interno dell'alloggiamento 6a tende a spingere in allontanamento attraverso il condotto 8a il fluido sotto pressione, attivando cos? il freno posteriore sinistro 2a.
Il pistone 7a ? collegato meccanicamente ad una valvola di attivazione 5a in modo che il suo movimento corrisponda ad un movimento della valvola di attivazione 5a. Quest'ultima ? attivata da un pedale 9a in modo che l'utilizzatore, spingendo il pedale 9a, possa far muovere la valvola di attivazione 5a inserendo cos? il pistone 7a nell'alloggiamento 6a.
Al fine di fornire la funzione di propulsione citata in precedenza alla valvola di attivazione 5a, la disposizione idraulica 1 comprende inoltre una sorgente 10 di fluido sotto pressione collegata a livello di fluido alla valvola 5a. Si evidenzia che nella forma di realizzazione descritta, la sorgente 10 comprende un accumulatore singolo 11 ma ? evidente che la sorgente pu? essere separata per ciascun freno posteriore sinistro e destro 2a, 2b o pu? essere dotata di una disposizione idraulica diversa e pi? complessa.
L'accumulatore 11 ? collegato a livello di fluido ad una sorgente di fluido sotto pressione 12 del veicolo da lavoro, ad esempio una pompa, attraverso un condotto 13 in cui viene interposta una valvola di non ritorno 14 per evitare il passaggio contrario di fluido dal circuito 1 alla sorgente 12.
Come detto, la sorgente 10 ? collegata a livello di fluido ad un primo orifizio 5a' di una valvola di attivazione 5a attraverso un condotto 15; ovviamente essa ? separata successivamente in due ramificazioni 15a, 15b per essere collegata a ciascuna valvola di attivazione 5a, 5b.
Inoltre, un secondo orifizio 5a'' di una valvola di attivazione 5a ? collegato a livello di fluido attraverso un condotto 16a per consentire ad un segnale idraulico di esercitare una pressione idraulica, in parallelo al pedale meccanico 9a. Tale segnale idraulico ? collegato selettivamente collegando il secondo orifizio 5a'' al primo orifizio 5a' della valvola di attivazione 5a come descritto nel seguito. In particolare. Come chiaramente mostrato, il segnale idraulico pu? variare da zero in una prima posizione della valvola di attivazione 5a fino ad un valore massimo in un'ulteriore posizione della valvola di attivazione 5a proporzionalmente al carico di pedale applicato.
Inoltre, il secondo orifizio 5a'', ovvero il condotto 16a, pu? essere ulteriormente collegato a livello di fluido al condotto di uscita 8a dell'alloggiamento 6a di una pompa freno del freno 4a attraverso un condotto correlato 17a. In particolare e in modo preferibile, la disposizione idraulica 1 comprende una valvola intermedia 18a supportata rigidamente dalla valvola di attivazione 5a configurata per consentire il passaggio di fluido tra la valvola di attivazione 5a e l'alloggiamento 16a in entrambe le direzioni o per consentire il passaggio di tale fluido in una sola direzione, ad esempio dalla valvola di attivazione 5a all'alloggiamento 16.
Pi? preferibilmente, il condotto 17a comprende una porzione centrale in cui viene diviso in due ramificazioni e la valvola intermedia 18a ? interposta a livello di fluido tra tali ramificazioni. Di conseguenza, tale valvola intermedia 18a ? una valvola a quattro vie a due posizioni.
Inoltre, la valvola di attivazione 5a definisce inoltre un terzo orifizio 5a''' collegato a livello di fluido allo scarico 19. Secondo una struttura definita in precedenza, la valvola di attivazione 5a ? una valvola proporzionale a tre vie. In particolare, la valvola di attivazione 5a pu? assumere almeno una prima posizione in cui il secondo orifizio 5a'' ? collegato al suo terzo orifizio 5a''' e una seconda posizione in cui il secondo orifizio 5a'' ? collegato a livello di fluido al primo orifizio 5a'.
Come di per s? noto, la disposizione idraulica 1 comprende inoltre mezzi di bilanciamento di pressione 20 interposti a livello di fluido tra gli alloggiamenti 6a delle pompe freno 4a, 4b e qui non descritti in dettaglio per brevit?.
Secondo l'invenzione, la disposizione idraulica 1 comprende una valvola "AND" 21, ad esempio una valvola a navetta, interposta a livello di fluido in parallelo tra i terzi orifizi 5a''', 5b''' di ciascuna valvola di attivazione 5.
Tale valvola a navetta 21 ? configurata per consentire il passaggio di fluido idraulico verso i freni anteriori 22 soltanto se entrambi i fluidi provenienti dagli orifizi 5a''', 5b''' provengono dalla valvola a navetta. Pertanto, la valvola a navetta 21 funge da valvola logica "AND" per attivare i freni anteriori 22.
Il funzionamento della forma di realizzazione descritta in precedenza secondo l'invenzione ? il seguente.
Quando l'utilizzatore del veicolo da lavoro preme il pedale correlato 9a, 9b, avvia la compressione del pistone 7a, 7b nell'alloggiamento 6a, 6b e quindi il passaggio di fluido verso i freni 2a, 2b. Durante la compressione, una porzione del fluido dall'alloggiamento viene inviata verso il condotto 16a, 16b per generare il segnale idraulico che esercita una pressione in parallelo sul pedale 9a, 9b; inoltre, il passaggio del fluido dal primo orifizio 5a''', 5b''' allo scarico 19 e attraverso i condotti 17a, 17b ? via via pi? restrittivo mentre esso ? collegato a livello di fluido alla sorgente 10 attraverso il condotto 15a, 15a in modo che anche il fluido sotto pressione proveniente dal condotto 15 rafforzi il segnale idraulico che agisce in parallelo sul pedale 9a, 9b. In questo modo, la pressione necessaria sul pedale 9a, 9b ? pi? bassa in quanto la pressione proveniente dal segnale idraulico nel condotto 16a aiuta l'utilizzatore mentre preme il pedale 9a, 9b.
Di conseguenza, i condotti 17a, 17b sono isolati e il secondo orifizio 5a'', 5b'' ? inviato alla valvola a navetta 21. Qui, se entrambi i segnali idraulici provenienti dai lati sinistro e destro del modulo di pompa freno 3, viene inviato allora un segnale idraulico comune ai freni anteriori 22, attivando cos? questi ultimi. Tale attivazione pu? essere pi? o meno ritardata in funzione della progettazione del freno.
Quando l'utilizzatore smette di spingere sul pedale 9a, 9b, la forza del fluido sotto pressione nell'alloggiamento 6a, 6b spinge in allontanamento il pistone 7a, 7b ripristinando cos? i collegamenti di fluido iniziali del primo orifizio 5a', 5b' e del terzo orifizio 5a''', 5b'''. In particolare, i pedali 9a, 9b possono essere dotati di mezzi elastici di ritenuta configurati per richiamare i pedali in questa posizione di riposo.
In tal modo, poich? il terzo orifizio 5a''' ? collegato allo scarico, il passaggio con la sorgente di fluido 10 viene chiuso, un qualsiasi possibile fluido residuo presente nel condotto 17a, 17b, 16, 16b o nella valvola a navetta 21 ? scaricato nello scarico 19 in modo che tutti i freni anteriori e i relativi freni posteriori 2a, 2b, 22 siano completamente disattivi.
Alla luce di quanto precede, i vantaggi di una disposizione idraulica 1 secondo l'invenzione sono evidenti.
In particolare, la disposizione idraulica proposta 1 pu? essere usata per diverse tipologie di veicoli gi? comprendenti i moduli di pompa freno di servofreno per controllare i freni posteriori con modifiche minime.
Ovviamente, l'aggiunta di freni anteriori 22 ai freni posteriori 2a, 2b non modifica la corsa del pedale necessaria ad attivare i freni posteriori 2a, 2b.
Di conseguenza, tutti veicoli da lavoro possono essere dotati di pompe freno del freno 4a, 4b pi? piccoli indipendentemente dal fatto che essi comprendano, o meno, freni anteriori, riducendo cos? il costo di fabbricazione di tali veicoli da lavoro. Ovviamente, il fluido usato per attivare i freni anteriori proviene dalla sorgente di fluido sotto pressione e non dalle pompe freno il cui fluido viene usato soltanto per i freni posteriori.
Risulta evidente che ? possibile apportare modifiche alla disposizione idraulica descritta 1 che non si estendono oltre l'ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.
Ad esempio, come detto nella descrizione, il modulo di pompa freno di freno 3, la valvola di attivazione 5, la fonte di fluido sotto pressione 10, la valvola intermedia 18 o la valvola a navetta 21 possono essere di una qualsiasi tipologia adatta per realizzare il loro funzionamento come rivendicato.

Claims (5)

RIVENDICAZIONI
1. Disposizione idraulica (1) per controllare i freni anteriori e posteriori (22; 2a, 2b) di un veicolo da lavoro comprendente un modulo di pompa freno del freno (3) e una sorgente (10; 12) di fluido sotto pressione, detto modulo di pompa freno del freno (3) comprendendo:
- almeno una pompa freno (4a, 4b), collegata a livello di fluido ai freni posteriori (2a, 2b);
- una valvola di attivazione (5a, 5b) per ciascuna di dette pompe freno sinistra e destra (4a, 4b), detta valvola di attivazione (5a, 5b) controllando il flusso di fluido inviato da dette pompe freno sinistra e destra (4a, 4b) a detti freni (2a, 2b) in funzione di una forza esercitata sul pedale (9a, 9b);
ciascuna valvola di attivazione (5a, 5b) comprende un primo orifizio (5a', 5b'), un secondo orifizio (5a??, 5b??) e un terzo orifizio(5a???, 5b???), il primo orifizio essendo collegato a livello di fluido a detta sorgente (10; 12), il secondo orifizio (5a'', 5b'') essendo collegato a livello di fluido a detta valvola di attivazione (5a, 5b) collegato per esercitare una pressione su detta valvola di attivazione (5a, 5b) in aggiunta alla forza esercitata su detto pedale (9a, 9b), il terzo orifizio (5a''', 5b''') essendo collegato a livello di fluido ad uno scarico (19), ciascuna valvola di attivazione (5a, 5b) essendo configurata per passare da una prima posizione in cui detto primo orifizio (5a', 5b') ? collegato a livello di fluido a detto terzo orifizio (5a''', 5b''') e detto secondo orifizio (5a'', 5b'') ? chiuso e una seconda posizione in cui detto primo orifizio (5a', 5b') ? collegato a livello di fluido a detto secondo orifizio (5a'', 5b'') e detto terzo orifizio (5a''', 5b''') ? chiuso, detta disposizione idraulica (1) comprendendo inoltre una valvola "AND" (21) interposta a livello di fluido tra detti secondi orifizi (5a'', 5b'') di dette valvole di attivazione (5a, 5b) e detti freni anteriori (22).
2. Disposizione idraulica secondo la rivendicazione 1, in cui detta valvola "AND" (21) ? una valvola a navetta.
3. Disposizione idraulica secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente inoltre una valvola intermedia (18a, 18b) per ciascuna di dette valvole di attivazione (5a, 5b) e interposta a livello di fluido tra detto condotto (16a, 16b) che collega a livello di fluido detto secondo orifizio (5a'', 5b'') a detta valvola di attivazione (5a, 5b) e detto condotto (8a, 8b) che collega a livello di fluido ciascuna pompa freno (4a, 4b) a detti freni (2a, 2b), detta valvola intermedia (18a, 18b) essendo configurata per consentire il passaggio di fluido in entrambe le direzioni tra i condotti (8a, 8b; 16a, 16b) o per consentire il passaggio di fluido soltanto da detta valvola di attivazione (5a, 5b) verso i freni posteriori (2a, 2b).
4. Disposizione idraulica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente una pompa freno destra (4a) e una pompa freno sinistra (4b), collegati a livello di fluido da un corrispettivo condotto (8a, 8b) ad un rispettivo freno posteriore (2a, 2b).
5. Veicolo da lavoro comprendente freni posteriori (2b, 2b) e freni anteriori (22) per frenare detto veicolo da lavoro, una sorgente (12) di fluido sotto pressione e una disposizione idraulica (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni per controllare detti freni anteriori e posteriori (22; 2a, 2b).
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