ITBO20100359A1 - Impianto oleodinamico e distributore oleodinamico per l'azionamento di macchine operatrici - Google Patents

Impianto oleodinamico e distributore oleodinamico per l'azionamento di macchine operatrici Download PDF

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Massimo Riva
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
"IMPIANTO OLEODINAMICO E DISTRIBUTORE OLEODINAMICO PER L'AZIONAMENTO DI MACCHINE OPERATRICI"
La presente invenzione è relativa ad un impianto oleodinamico e ad un distributore oleodinamico per l'azionamento di macchine operatrici.
In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa applicazione in un impianto oleodinamico per l'azionamento di un mini-escavatore, cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere di generalità.
ARTE ANTERIORE
Un impianto oleodinamico per l'azionamento di un miniescavatore, ad esempio del tipo di quello descritto nel brevetto EP1860327B1, comprende una pluralità di distributori, ciascuno dei quali pilota un attuatore idraulico mediante una valvola a cassetto avente una spola assialmente scorrevole. Il movimento della spola di ciascuna valvola a cassetto può essere generato mediante un servocomando idraulico pilotato da una leva di comando azionabile dall'utente oppure direttamente mediante una leva di comando azionabile dall'utente (cioè senza l'interposizione di un servocomando idraulico). Per ragioni di economicità, in un mini-escavatore la maggior parte dei distributori presenta valvole a cassetto direttamente comandate da una leva di comando azionabile dall'utente.
Quando un mini-escavatore viene messo in condizioni di attesa ("stand-by"), nell'impianto oleodinamico l'olio rimane ad una pressione di circa 10-20 bar che rappresenta una frazione della pressione nominale ma è ancora sufficiente a determinare l'azionamento (seppur lento) degli attuatori idraulici. Di conseguenza, uno spostamento accidentale di una leva di comando che controlla direttamente una valvola a cassetto può provocare il movimento indesiderato del corrispondente attuatore idraulico.
Per evitare i movimenti indesiderati degli attuatori idraulici controllati da valvole a cassetto che sono direttamente comandate da leve di comando, è necessario prevedere degli appositi blocchi meccanici che impediscano tali movimenti quando il mini-escavatore viene messo in condizioni di attesa. Tuttavia, tali blocchi meccanici sono complessi, costosi ed ingombranti e richiedono una logica di controllo piuttosto complicata (in quanto deve essere estremamente affidabile per garantire con un elevato margine di sicurezza l'incolumità degli operatori del miniescavatore) .
DESCRIZIONE DELLA INVENZIONE
Scopo della presente invenzione è di fornire un impianto oleodinamico ed un distributore oleodinamico per l'azionamento di macchine operatrici, che consentano di eliminare gli inconvenienti sopra descritti e siano nel contempo di facile ed economica realizzazione.
Secondo la presente invenzione viene fornito un impianto oleodinamico ed un distributore oleodinamico secondo quanto stabilito nelle rivendicazioni allegate. BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:
la figura 1 è una vista schematica e con parti asportate per chiarezza di una preferita forma di attuazione dell'impianto oleodinamico della presente invenzione; e
la figura 2 illustra in scala ingrandita un particolare dell'impianto oleodinamico della figura 1.
FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL'INVENZIONE
Nella figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un impianto oleodinamico per azionare una pluralità di attuatori 2 idraulici di una macchina operatrice (non illustrata) . L'impianto oleodinamico 1 comprende una mandata 3 di olio ad alta pressione, una linea di ritorno 4 allo scarico ed uno scarico 5 di olio a bassa pressione.
L'impianto oleodinamico 1 comprende, inoltre, una pluralità di distributori 6, ciascuno dei quali è associato ad un rispettivo attuatore 2 per regolare le modalità di alimentazione dell'olio all'attuatore 2 stesso, come verrà spiegato meglio in seguito.
L'impianto oleodinamico 1 comprende una pluralità di comandi 7, ciascuno dei quali regola il funzionamento del rispettivo distributore 6. Alcuni distributori 6a (solo due dei quali sono illustrati nella figura 1) sono comandati direttamente dall'utente azionando manualmente rispettive leve di comando, ciascuna delle quali è meccanicamente collegata ad un corrispondente comando 7a. Altri distributori 6b (solo uno dei quali è illustrato nella figura 1) sono comandati indirettamente dall'utente mediante l'interposizione di un servocomando 8 idraulico; in questo caso ciascun distributore 6b comprende un comando 7b azionato idraulicamente da un servocomando 8 idraulico .
Secondo quanto illustrato nella figura 1, ciascun distributore 6 comprende una valvola a cassetto 9 principale, che è azionata direttamente dal rispettivo comando 7 ed è provvista di una spola assialmente scorrevole, ed un compensatore 10 di pressione.
Il compensatore 10 è idraulicamente collegato alla valvola a cassetto 9 principale, presenta un ingresso 11 principale collegabile mediante la valvola a cassetto 9 principale alla mandata 3 ed una uscita 12 principale che è collegabile mediante la valvola a cassetto 9 principale al corrispondente attuatore 2 idraulico. Inoltre, il compensatore 10 presenta una camera frontale 13, che è permanentemente collegata con l'ingresso 11, ed una camera posteriore 14 che è collegabile con lo scarico 5, come verrà spiegato meglio in seguito.
Si osserva che ciascun distributore 6a azionato da un comando 7a controllato da una leva di comando manuale comprende, inoltre, una linea di drenaggio 15, che collega la camera frontale 13 del compensatore 10 allo scarico 5 durante una fase di stand-by, come verrà spiegato meglio in seguito.
Ciascun distributore 6a azionato da un comando 7a controllato da una leva di comando manuale comprende uno strozzatore calibrato 19 disposto a monte della camera frontale 13 tra l'ingresso 11 e la linea di drenaggio 15; la funzione dello strozzatore calibrato 19 è di limitare la quantità di olio in pressione che fluisce verso lo scarico 5 attraverso la linea di drenaggio 15 per aumentare l'efficienza energetica complessiva.
Ciascun distributore 6a azionato da un comando 7a controllato da una leva di comando manuale comprende, inoltre, una valvola unidirezionale 20 disposta lungo la linea di drenaggio 15; la funzione della valvola unidirezionale 20 è di impedire reflussi di olio e migliora il funzionamento e la precisione di attuazione del compensatore 10.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, l'impianto oleodinamico 1 comprende una pluralità di distributori 6a controllati da rispettive leve di comando manuale e le camere frontali 13 dei rispettivi compensatori 10 sono collegate mediante le corrispondenti linee di drenaggio 15 ad una stessa linea di drenaggio 16 comune. L'impianto oleodinamico 1 comprende, inoltre, una valvola di drenaggio 17 che è disposta lungo la linea di drenaggio 16 comune ed è atta ad aprire o chiudere la linea di drenaggio 16 comune.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, l'impianto oleodinamico 1 comprende, inoltre, una linea di attivazione 22, che è alimentata con olio ad una pressione generalmente inferiore a quella dell'olio che è presente nella mandata 3 ed è idraulicamente connessa alla valvola di drenaggio 17 ed al servocomando 8; ed una valvola di attivazione 23 che collega od isola la linea di attivazione 22 dall'alimentazione dell'olio in pressione, regolando conseguentemente l'apertura o la chiusura della valvola di drenaggio 17 e l'attivazione del servocomando 8.
Secondo quanto illustrato, l'impianto oleodinamico 1 comprende, inoltre:
una linea di segnale 21 collegata alla camera posteriore 14 di ciascun compensatore 10;
una linea di drenaggio 25 secondaria collegata allo scarico 5; ed
una valvola a cassetto di sicurezza 24 per ciascun distributore 6.
La valvola a cassetto di sicurezza 24 è solidale ad una rispettiva valvola a cassetto 9 principale, è posta lungo la linea di drenaggio 25 secondaria, ed è azionata da una rispettivo di comando 7 per aprire o chiudere la linea di drenaggio 25 secondaria. Tutte le valvole a cassetto di sicurezza 24 sono collegate tra loro in serie lungo la linea di drenaggio 25 secondaria; ciascuna valvola a cassetto di sicurezza 24 non interrompe la linea di drenaggio 25 secondaria quando la corrispondente valvola a cassetto 9 principale è disposta in una posizione di standby mentre interrompe la linea di drenaggio 25 secondaria quando la corrispondente valvola a cassetto 9 principale è disposta in una posizione diversa dalla posizione di standby .
Secondo quanto illustrato nella fiqura 1, la linea di drenaqqio 25 secondaria colleqa un nodo 28 della linea di seqnale 21 allo scarico 5. In questo modo, l'impianto oleodinamico 1 permette uno scarico più veloce della linea di seqnale 21 rispetto aqli impianti oleodinamici di tipo noto in quanto la linea di seqnale 21 è colleqata direttamente alla linea di drenaqqio 25 quando tutte le valvole a cassetto di sicurezza 24 sono nella posizione chiusa (cioè quando tutte le valvole a cassetto 9 principale sono nella posizione di stand-by).
L'impianto oleodinamico 1 comprende, inoltre:
un reqolatore di pressione 26 che viene alimentato dalla mandata 3 ed è colleqato al nodo 28 della linea di seqnale 21;
un limitatore di pressione 27, che è atto a colleqare il nodo 28 della linea di seqnale 21 allo scarico 5;
una linea di drenaqqio 29 ausiliaria che colleqa il nodo 28 della linea di seqnale 21 allo scarico 5; ed
una valvola a cassetto 30 ausiliaria che è comandata elettricamente ed è interposta lunqo la linea di drenaqqio 29 ausiliaria per aprire o chiudere la linea di drenaqqio 29 ausiliaria stessa.
Secondo quanto illustrato nella figura 1, l'impianto oleodinamico 1 comprende una pluralità di distributori 6 raggruppati tra loro in un corpo unico, in modo da formare un blocco di distribuzione B (di tipo noto ed illustrato schematicamente) ; il numero di distributori 6 corrisponde al numero di attuatori 2 alimentati dall'impianto oleodinamico 1. In genere, un mini-escavatore è atto ad alimentare da 9 a 12 attuatori. Ciascun distributore 6 presenta, in modo noto ed illustrato in modo schematico, una pluralità di elementi di connessione tali da permettere il flusso dell'olio da un distributore 6 a quello adiacente, secondo quanto illustrato nello schema della figura 1.
Ciascuna linea di drenaggio 15, la linea di drenaggio comune 16, la linea di segnale 21 sono realizzate come condotti di regolazione (secondari) ed illustrati mediante linee tratteggiate; in altre parole, la linea di drenaggio 15, la linea di drenaggio comune 16 e la linea di segnale 21 presentano sezioni ridotte e sono atte al passaggio di una quantità ridotta di olio, che viene utilizzata per la regolazione del funzionamento dei compensatori 10. Mentre, la mandata 3 è realizzata come condotto di potenza (primario) ed è atta al trasferimento di una portata di olio in pressione sufficiente all'azionamento degli attuatori 2 .
In uso, l'impianto oleodinamico 1 per l'azionamento di un mini-escavatore è alimentato con olio ad una pressione compresa tra 190-240 bar; mentre, durante una fase di "stand-by" od inattività (illustrata nella figura 1), la pressione dell'olio nella mandata 3 è mantenuta tra 10-20 bar.
Per disporre l'impianto oleodinamico 1 secondo la configurazione di stand-by illustrata nella figura 1, la valvola di attivazione 23 viene diseccitata (cioè privata della alimentazione elettrica) e quindi si dispone in una posizione in cui collega la linea di attivazione 22 allo scarico 5. In questa condizione, la linea di attivazione 22 è priva di pressione idraulica essendo collegata allo scarico 5; di conseguenza, il servocomando 8 non è in grado di operare in quanto privo della necessaria pressione idraulica (quindi qualunque azione venga esercitata sul servocomando 8 non produce alcun effetto sui corrispondenti distributori 6b e, di conseguenza, sui corrispondenti attuatori idraulici 2). Inoltre, quando la linea di attivazione 22 è priva di pressione idraulica, la valvola di drenaggio 17 comandata idraulicamente si dispone nella posizione di chiusura (la valvola di drenaggio 17 è normalmente chiusa) determinando di conseguenza il collegamento allo scarico 5 di tutte le camere frontali 13 dei compensatori 10 dei distributori 6a; quindi, anche agendo sui comandi 7a dei distributori 6a non è possibile ottenere alcuna movimentazione dei corrispondenti attuatori idraulici 2 in quanto i rispettivi compensatori 10 sono resi completamente inattivi dal collegamento allo scarico 5 delle camere frontali 13. In altre parole, in caso di azionamento (accidentale o voluto) di un comando 7a controllato da una leva di comando manuale tale da portare la corrispondente valvola a cassetto 9 principale in una posizione di lavoro mentre l'impianto oleodinamico 1 è in stato di stand-by, l'olio in pressione inviato dalla mandata 3 alla camera frontale 13 del compensatore 10 viene deviato mediante la linea di drenaggio 15 verso lo scarico 5. In questo modo viene inibito l'azionamento del compensatore 10, che rimane nella posizione di stand-by impedendo il passaggio di olio verso il corrispondente attuatore 2.
Da quanto sopra esposto discende che l'impianto oleodinamico 1 del tipo sopra descritto permette la completa inibizione, mediante elementi di regolazione di tipo idraulico poco costosi e di facile e di veloce realizzazione, dell'azionamento in fase di stand-by di un attuatore 2 azionato da un comando 7a controllato da una leva di comando manuale.
Inoltre, si osserva che la realizzazione di un impianto oleodinamico 1 in cui la linea di segnale 21 è direttamente collegata alla linea di drenaggio 25 secondaria aumenta la velocità di scarico e di reazione dell'impianto oleodinamico 1, oltre a facilitare e velocizzare i tempi ed i costi di produzione.
Pertanto, l'impianto oleodinamico 1 aumenta la sicurezza di un mini-escavatore, garantendo l'inibizione di ciascun attuatore 2 in fase di stand-by, evitando l'utilizzo di dispositivi di bloccaggio meccanici o di complicate logiche di controllo.

Claims (5)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto oleodinamico per azionare gli attuatori (2) idraulici di una macchina operatrice; l'impianto oleodinamico (1) comprende: una mandata (3) di olio ad alta pressione; uno scarico (5) di olio a bassa pressione; una linea di drenaggio (25); una linea di segnale (21); una valvola a cassetto principale (9) che comprende una prima spola assialmente scorrevole e pilota un corrispondente attuatore (2) idraulico; una valvola a cassetto di sicurezza (24) comprendente una seconda spola che è solidale alla prima spola della valvola a cassetto principale (9), è assialmente scorrevole, ed è interposta lungo la linea di drenaggio (25) per aprire o chiudere la linea di drenaggio (25) stessa; ed un compensatore (10) di pressione idraulicamente collegato alla valvola a cassetto principale (9), presentante un ingresso (11) principale collegabile mediante la valvola a cassetto principale (9) alla mandata (3) ed una uscita (12) principale che è collegabile mediante la valvola a cassetto principale (9) al primo attuatore (2) idraulico, presentante una camera frontale (13) che è permanentemente collegata con l'ingresso (11) principale, e presentante una camera posteriore (14) collegata con la linea di segnale (21); l'impianto oleodinamico (1) essendo caratterizzato dal fatto che la linea di drenaggio (25) collega un nodo (28) della linea di segnale (21) allo scarico (5).
  2. 2. Impianto oleodinamico secondo la rivendicazione 1 e comprendente un regolatore di pressione (26) che viene alimentato dalla mandata (3) ed è collegato al nodo (28) della linea di segnale (21).
  3. 3. Impianto oleodinamico secondo la rivendicazione 1 o 2 e comprendente un limitatore di pressione (27), che è atto a collegare il nodo (28) della linea di segnale (21) allo scarico (5).
  4. 4. Impianto oleodinamico secondo la rivendicazione 3 e comprendente ; una linea di drenaggio ausiliaria (29) che collega il nodo (28) della linea di segnale (21) allo scarico (5); e una valvola a cassetto ausiliaria (30) che è interposta lungo la linea di drenaggio ausiliaria (29) per aprire o chiudere la linea di drenaggio ausiliaria (29) stessa.
  5. 5. Distributore oleodinamico per un impianto oleodinamico (1) secondo quanto rivendicato in una o più delle rivendicazioni da 1 a 4.
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