IT9067550A1 - Distributore di fluido sotto pressione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell’Invenzione Industriale avente per titolo

DISTRIBUTORE DI FLUIDO SOTTO PRESSIONE

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un distributore di fluido sotto pressione, disposto per erogare fluido ad una pressione che è funzione della pressione di un fluido di comando. Un tale distributore trova applicazione specialmente nei sistemi che amplificano un comando manuale, come un attuatore idraulico installato, ad esempio, per assistere il comando della frizione in un veicolo automobile.

Un simile distributore a due fluidi è rappresentato, per esempio, nella domanda di Brevetto Europeo pubblicata sotto il n° 0.310.733.

Questo distributore di fluido, proveniente da una sorgente, sotto una prima pressione, ed erogato sotto una pressione che è funzione della pressione di un fluido di comando, comprende, in una cavità cilindrica praticata in un corpo, un doppio mezzo di valvola costituito, da una parte, da un primo pistone una cui estremità definisce con un primo tappo una camera di comando destinata a ricevere il fluido di comando, mentre l'altra estremità del primo pistone è attraversata da un condotto che può essere connesso ad una sorgente di fluido sotto una prima pressione, questo primo pistone essendo circondato da una camera anulare connessa al circuito di utilizzazione del fluido distribuito, e d'altra parte da un disco costituente valvola e che si appoggia, sotto l'azione di una molla di richiamo e della prima pressione, su di una sede circolare fissa rispetto al corpo, il disco essendo affacciato alla citata altra estremità del primo pistone la quale, sotto l'azione della pressione che regna nella camera di comando, è suscettibile di andare ad appoggiare contro il disco per chiudere la comunicazione fra il condotto e la camera anulare, e poi di spostare il disco per aprire una comunicazione fra un condotto di arrivo del fluido sotto la prima pressione e la camera anulare.

Un tale distributore, che secondo il documento citato è stato particolarmente concepito per erogare un gas compresso, presenta l'inconveniente di erogare questo gas solo a partire da un valore elevato della pressione del fluido nella camera di comando, valore tanto maggiore quanto più grande è la pressione del gas fornito dalla sorgente all'ingresso del distributore. Questa soglia o salto non è sempre desiderabile in pratica.

La presente invenzione ha lo scopo di ovviare a questo inconveniente. Secondo l’invenzione, questo scopo viene raggiunto aggiungendo ad un tale distributore un secondo pistone, una cui faccia è solidale alla faccia del disco opposta alla sede di quest'ultimo, e la cui altra faccia definisce, con un secondo tappo che chiude la cavità cilindrica, una camera di equilibramento che comunica in permanenza con la camera anulare.

Preferibilmente, un passaggio è.praticato nel disco e nella faccia del secondo pistone che è solidale alla faccia del disco, e la camera anulare è delimitata da uno spailamento del primo pistone.

La sede circolare può essere allora vantaggiosamente costituita da un manicotto cilindrico, inserito attorno alla parte di minor diametro del primo pistone ed immobilizzato assialmente nel normale funzionamento del distributore.

Secondo una forma di realizzazione, un terzo pistone è disposto nella camera di comando in modo da delimitare due spazi indipendenti di comando, per far funzionare il distributore in funzione della più elevata fra le pressioni dei due fluidi di comando.

In questo caso, un'elettrovalvola, per esempio di tipo proporzionale, può essere disposta fra la sorgente di fluido sotto pressione ed uno degli spazi indipendenti di comando.

Secondo un'altra forma di realizzazione, un’elettrovalvola, per esempio di tipo proporzionale,è connessa in modo da collegare alternativamente il condotto ad una sorgente di fluido sotto pressione elevata oppure ad una sorgente di fluido sotto bassa pressione.

L'invenzione sarà meglio compresa,ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche di essa appariranno più chiaramente, dalla lettura della seguente descrizione di alcune forme di realizzazione, indicate a titolo non limitativo con riferimento alle due tavole di disegni annesse, in cui:

Fig. 1 rappresenta schematicamente in sezione un distributore secondo la presente invenzione;

Fig. 2 rappresenta schematicamente un perfezionamento apportato al distributore rappresentato nella figura 1, e

Fig.3 rappresenta schematicamente il distributore rappresentato nella figura 1, nella sua applicazione ad un attuatore di frizione.

Facendo ora riferimento alle figure, si riconosce nella figura 1 un distributore realizzato in un corpo 1, nel quale è stata praticata una cavita cilindrica 3 chiusa dalle due parti da tappi 5 e 7. Una sorgente 9 di fluido sotto pressione elevata ed un serbatoio 11 di fluido sotto bassa pressione sono collegati da rispettivi condotti alla cavità cilindrica 3. Il distributore presenta inoltre un ingresso 13 per il fluido di comando ed un'uscita 15 per il fluido distribuito.

Un primo pistone 21 scorre nella cavità cilindrica 3, ed una delle sue estremità, 25,delimita col tappo 5 una camera di comando 23, collegata in permanenza con l'ingresso 13 per il fluido di comando. L'altra estremità 27 di questo primo pistone 21 è attraversata da un condotto 29, per esempio coassiale alla cavità cilindrica 3. Questo condotto 29 comunica col serbatoio 11. Una camera anulare 31,che circonda il primo pistone 21, comunica in permanenza con l'uscita 15 per il fluido distribuito.

Un disco 33, preferibilmente elastico, formante valvola, riposa contro una sede circolare 35 predisposta su di un manicotto cilindrico 37, il quale, per azione della pressione del fluido della sorgente 9, si appoggia contro un arresto 55 fisso rispetto alla cavità cilindrica 3.

Un secondo pistone 39 presenta una sua estremità solidale al disco 33. Per esempio, il disco 33 può essere incastrato o vulcanizzato nel pistone 39. Quest'ultimo, alla sua estremità opposta,delimita con il tappo 7 una camera di equilibramento 41.

Due molle di richiamo, 43 e 45, riportano l'equipaggio descritto nella sua posizione di riposo.

Un passaggio 47 è praticato nel disco 33 e nel pistone 39 per far comunicare la camera di equilibramento 41 con la camera anulare 31, che, nell'esempio rappresentato, è delimitata da uno spallamento del piston% 21. L'insieme è predisposto in modo che, a riposo, la camera anulare 31 comunica col condotto 29.

Il distributore funziona nel modo seguente. Partendo dalla posizione di riposo rappresentata, attraverso l'ingresso 13 si manda un fluido di comando nella camera 23. Ciò ha per effetto di far scorrere il pistone 21 (verso sinistra secondo la figura) contro l'azione della molla di richiamo 45 che si appoggia sulla parete 57 del manicotto 37. Per effetto della pressione esercitata sull'altro lato del manicotto 37, quest'ultimo resta immobile,e l'estremità 27 del pistone 21 va ad appoggiare sul disco 33, occludendo il condotto 29 ed interrompendo così la comunicazione fra il serbatoio 11 ed il circuito utilizzatore. La pressione nella camera 41 resta sempre uguale a quella che regna nel circuito utilizzatore.

Quando la pressione che regna nella camera di comando 23 aumenta, il disco 33 si stacca dalla sua sede 35, aprendo così una comunicazione dalla sorgente 9 di fluido sotto elevata pressione alla camera anulare 31, e quindi anche al circuito utilizzatore connesso all'uscita 15.

Simultaneamente, la pressione che regna nella camera anulare 31 aumenta e, al raggiungimento di una pressione determinata, il pistone 21 si sposta verso destra secondo la figura sino a stabilire un equilibrio fra le pressioni,e permette così al disco 33 di tornare ad appoggiare sulla sua sede 35. Questa pressione è determinata dai rapporti fra le superfici attive,come è ben noto al tecnico del ramo.

Se la pressione nella camera 23 aumenta, il disco 33 si allontana di nuovo dalla sua sede 35 ed il ciclo ricomincia.

Se 'la pressione nella camera 23 diminuisce, il pistone 21 ritorna verso la sua posizione di riposo, aprendo così il condotto 29. La pressione diminuisce allora immediatamente nel circuito utilizzatore e nella camera di equilibramento 41 per effetto del riflusso del fluido utilizzato verso il serbatoio 11.

Si ottiene così un distributore che eroga un fluido sotto una pressione che è funzione della pressione di un fluido di comando, senza presentare una soglia o salto iniziale considerevole.

In caso di avarìa alla sorgente 9, il fluido di comando nella camera 23 sposta il pistone 21 come indicato in precedenza. Tuttavìa, siccome non vi è più una pressione esercitata sul manicotto 37 dalla sorgente 9, lo spostamento del pistone 21 comporta, attraverso la molla 45, di carico sensibilmente maggiore di quello della molla 43, lo spostamento dell'insieme costituito dal manicotto 37,dal disco 33 e dal pistone 39. Allora si rende pervio un passaggio per il fluido fra il serbatoio 11 e l'uscita 15, per evitare qualsiasi depressione nel circuito utilizzatore (camera 102 secondo la figura 3). Lo spostamento del pistone 21 è allora limitato da un arresto 59 solidale alla cavità cilindrica 3.

Secondo la figura 2, il distributore comprende inoltre un terzo pistone 65 disposto fra il primo pistone 21 ed il tappo 5 in modo da suddividere la camera di comando in due spazi ìndipendenti 61 e 63. Lo spazio 63 è collegato come in precedenza all'ingresso 13 del fluido di comando, mentre lo spazio 61 è connesso ad un ingresso 49 per un secondo fluido di comando. Per questo fatto, il distributore eroga un fluido sotto una pressione che è funzione della più elevata fra le pressioni dei due fluidi di comando.

Nellaforma di realizzazione rappresentata in questa figura 2, il secondo fluido di comando viene fornito dalla sorgente 9 e la sua pressione viene modulata da un'elettrovalvola 51, per esempio di tipo proporzionale. Con questo mezzo si può realizzare un sistema che può essere azionato sia manualmente che elettricamente.

Nella figura 3 si ritrova il distributore secondo la figura 1. Esso è pure associato ad un'elettrovalvola proporzionale. Tuttavìa l'elettrovalvola 51 è disposta in modo da collegare alternativamente il condotto 29 del distributore alla sorgente 9 di fluido sotto elevata pressione oppure al serbatoio 11, mentre la sorgente 9 resta connessa, come nel caso precedente, a monte del disco 33 del distributore. L'elettrovalvola 51 comanda la posizione di un cassetto 53 che assicura il collegamento alternativo sopra citato.

Così, quando al condotto 29 è collegato il serbatoio 11, il distributore funziona nello stesso modo che è stato precedentemente descritto. Quando invece al condotto 29 è collegata la sorgente 9, il fluido circola liberamente dalla sorgente alla camera anulare 31 ed all'uscita 15, ed allora la pressione del fluido è modulata dall'elettrovalvola 51. Il distributore funziona così indipendentemente dalla pressione che regna nella comera di comando 23.

Nella figura 3 è anche stata rappresentata schematicamente l'applicazione di questo distributore al comando di un attuatore di frizione. Questa applicazione è comune a tutte le forme di realizzazione del distributore secondo l'invenzione, che sono state precedentemente descritte.

Nell'esempio rappresentato, l'attuatore è del tipo con ripresa dell' usura, ma questa non è una caratteristica necessaria. Esso comprende essenzialmente un pistone 100 a gradini, che con una cavità cilindrica corrispondente delimita due camere di lavoro 102 e 104. Il pistone 100 comada lo spostamento di un'asta 106 che comanda un meccanismo di frizione 108. Un pedale 114 permette di azionare un trasmettitore 112 collegato alla camera di lavoro 104 ed all'ingresso 13 della camera di comando 23 del distributore. L'uscita 15 del distributore è collegata all'altra camera di lavoro 102 dell1attuatore.

Il dispositivo funziona in modo manuale come segue. Quando il conduttore preme il pedale 114, esso genera una pressione che fa scorrere il pistone 100 ed il pistone 21. Quest'ultimo occlude allora il condotto 29 e stacca il disco 33 dalla sua sede 35. Un fluido sotto pressione viene allora portato attraverso il condotto 15 alla camera di lavoro 102, determinando un'assistenza all'azionamento della frizione. Si deve notare che, grazie al distributore equilibrato secondo l'invenzione, la pressione di assistenza, vale a dire la pressione del fluido nella camera di lavoro 102, è proporzionale alla pressione che regna nella camera di lavoro 104, cosicché il conduttore può controllare totalmente la sua azione.

Il dispositivo può anche essere comandato elettricamente eccitando l'elettrovalvola 51 con una corrente di intensità proporzionale alla pressione del fluido inviato dall'uscita 15 alla camera di lavoro 105.

Si noterà che un pistone mobile 110, di tipo in sé noto, si sposta simultaneamente al pistone 100 dell'attuatore, per evitare che la camera di lavoro 104 aumenti sensibilmente di volume, vale a dire per evitare una circolazione di fluido fra il trasmettitore 112 e la camera 104. Infa il fluido sotto pressione nella camera di lavoro 102 sposta il pistone 100 (verso sinistra secondo la figura 3), trascinando il pistone 122 che gli è solidale. Una molla conica 120, che ha un carico superiore a quello della molla situata nella camera interna del pistone 110, mantiene quest'ultimo in posizione di riposo. Quando il pistone 122 va a contatto con la guarnizione anulare costituente valvola, e chiude così il passaggio del fluido fra la camera 104 e la camera interna del pistone 100, quest'ultima resta isolata e forma un muro idraulico. Una vite 116 solidale ai pistoni 100 e 122 va allora a contatto con un appoggio 118 della molla 120. Continuando a spostarsi, i pistoni 100 e 122 e la vite 116 causano lo spostamento dell'appoggio 118, ciò che ha come conseguenza di annullare l'effetto della molla 120 sul pistone 110. Quest'ultimo si sposta allora con l'insieme per effetto di una molla opportunamente disposta rispetto a questo pistone 110.

Si deve anche notare che, mentre l'attuatore rappresentato sta funzionando in un modo, il conduttore può scegliere l'altro modo di funzionamento senza dar luogo ad alcun effetto negativo.

Infine, grazie alla separazione fra i due circuiti fluidici, un'avarìa ad uno di essi non impedisce il funzionamento dell'altro circuito.

L'uomo dell'arte avrà compreso che numerose modificazioni possono essere apportate a quanto è stato descritto, senza uscire dall'ambito dell' invenzione quale è definito dalle rivendicazioni annesse. Per esempio, sebbene l'elettrovalvola 51 preferita sia di un tipo proporzionale, si potrebbe anche utilizzare un'elettrovalvola tradizionale funzionante per tutto o niente (on-off), controllando la sua frequenza di azionamento.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Distributore di fluido, proveniente sotto pressione da una sorgente (S) di fluido ed erogato sotto una pressione che è funzione della pressione di un fluido di comando, comprendente, in una cavità cilindrica (3) praticata in un corpo (1), un doppio mezzo di valvola costituito, da una parte, da un primo pistone (21) una cui estremità (25).definisce con un primo tappo (5) una camera di comando (23) destinata a ricevere il fluido di comando, mentre l'altra estremità (27) del primo pistone è attraversata da un condotto (29) connesso ad un serbatoio (11) di fluido sotto bassa pressione, detto primo pistone (21) essendo circondato da una camera anulare (31), definita dalla cavità interna di un manicotto cilindrico (37) e connessa al circuito di utilizzazione del fluido distribuito, e d'altra parte da un disco (33) costituente valvola e che si appoggia, sotto l'azione di una molla di richiamo (43), su di una sede circolare (35), detto disco (33) essendo affacciato a detta altra estremità (27) del primo pistone la quale, sotto l'azione della pressione che regna nella camera di comando (23), è suscettibile di andare ad appoggiare contro detto disco (33), vincendo l'azione di una molla (45), per chiudere la comunicazione fra detto condotto (29) e detta camera anulare (31), e poi di spostare detto disco (33) per aprire una comunicazione fra un condotto di arrivo di detto fluido sotto pressione e detta camera anulare (31), caratterizzato dal fatto che comprende inoltre un secondo pistone (39), una cui faccia è solidale alla faccia del disco (33) opposta alla sede (35) del manicotto cilindrico (37) contrastato dalla pressione del fluido proveniente dalla sorgente (9), e la cui altra faccia definisce, con un secondo tappo (7) che chiude detta cavità cilindrica (3), una camera di equilibramento (41) che comunica in permanenza con detta camera anulare (31).
2. 2 . Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che un passaggio (47) è praticato nel disco (33) e nella faccia del secondo pistone (39) che è solidale alla faccia del disco (33) per far comunicare detta camera anulare (31) e detta camera di equilibramento (41).
3. 3 . Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta camera anulare (31) è delimitata da uno spallamento di detto priimo pistone (21).
4. 4 . Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta sede circolare (35) è costituita da un manicotto cilindrico (37), inserito attorno alla parte di minor diametro di detto primo pistone (21) ed immobilizzato assialmente nel funzionamento normale.
5. 5 . Dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il manicotto cilindrico (37) è soggetto a traslare, spinto dalla molla (45), con detto primo pistone (21), senza interrompere la comunicazione fra detto serbatoio (11) e detta camera anulare (31), in assenza della pressione alla sorgente (9).
6. 6 . Dispositivo secvondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che un terzo pistone (65) è disposto nella camera di comando (23) in modo da delimitare due spazi di comando (61,63) indipendenti, per far funzionare detto distributore in funzione della più elevata fra le pressioni dei due fluidi di comando.
7. 7 . Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che un'elettrovalvola (51) è disposta fra la sorgente (9) di fluido sotto pressione ed uno (61) degli spazi indipendenti di comando.
8. 8 . Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 a 6, caratterizzato dal fatto che un'elettrovalvola (51) è connessa in modo da collegare alternativamente detto condotto (29) ad una sorgente (9) di fluido sotto pressione elevata oppure ad un serbatoio (11) di fluido sotto bassa pressione.
9. 9 . Dispositivo secondo la rivendicazione 7 oppure 8, caratterizzato dal fatto che detta elettrovalvola (51) è di tipo proporzionale,
10. 10 . Attuatore idraulico comprendente almeno un pistone (100) e due camere di lavoro (102,104) isolate l'una dall'altra, caratterizzato dal fatto che esso comprende inoltre un dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, la cui camera di comando (23) è collegata ad una (104) di dette camere di lavoro, mentre detta camera anulare (31) è collegati all'altra (102) di dette camere di lavoro.