ITBO990026A1 - Sospensione ammortizzata e ad assetto variabile , particolarmente perle ruote posteriori e sterzanti di un carrello elevatore a tre ruote . - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell 'invenzione industriale dal titolo:

“Sospensione ammortizzata e ad assetto variabile, particolarmente per le ruote posteriori e sterzanti di un carrello elevatore a tre ruote”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Il trovato fa riferimento ai carrelli elevatori a forca, controbilanciati ed in particolare a quelli del tipo a tre ruote, con due ruote anteriori motorizzate e con una coppia di ruote posteriori e sterzanti. Nei carrelli elevatori di tipo noto, tutte le ruote sono montate su sospensioni rigide e la distanza dal suolo della base zavorrata degli stessi carrelli è usualmente fissa. Queste condizioni rendono la guida del carrello poco confortevole, specialmente nella percorrenza di superfici irregolari: La distanza fissa dal suolo del fondo di un carrello di tipo noto è poi tale che se il carrello stesso supera una determinata velocità, lo stesso può ribaltarsi lateralmente se riceve una forte spinta ortogonale al senso di marcia.

Il trovato intende ovviare a questi e ad altri inconvenienti con la seguente idea di soluzione. Le ruote posteriori e sterzanti del carrello vengono montate su una sospensione ammortizzata e ad assetto variabile, controllata da un cilindro idraulico collegato ad un accumulatore idropneumatico e ad una centralina idraulica con la interposizione di elettrovalvole governate da una centralina elettronica, per mezzo delle quali è possibile assicurare al carrello che procede a velocità normale o molto lentamente, un assetto sollevato, che nel primo caso può essere ammortizzato e che nel secondo caso è invece rigido, per assicurare stabilità di manovra del carrello nella fase di prelievo e di scarico dei carichi. Quando invece il carrello supera una velocità prestabilita, automaticamente la sospensione si dispone con un assetto ribassato, riducendo i pericoli di ribaltamento laterale del carrello stesso.

Maggiori caratteristiche del trovato, ed i vantaggi che ne derivano, appariranno meglio evidenti dalla seguente descrizione di una forma preferita di realizzazione dello stesso, illustrata a puro titolo d’esempio, non limitativo, nelle figure delle due tavole allegate di disegno, in cui:

- la fig. 1 è una vista schematica ed in elevazione laterale del carrello nella condizione ad assetto alto;

- le figg. 2 e 3 illustrano lateralmente la parte inferiore del carrello, rispettivamente nella condizione di figura 1 ed in fase di superamento di un ostacolo con la ruota posteriore ammortizzata e nella condizione ad assetto ribassato, con funzioni stabilizzatrici;

- la fig. 4 illustra dei dettagli della sospensione, rilevati secondo la linea di sezione IV-IV di figura 1;

- la fig. 5 illustra uno schema a blocchi e di principio dei circuiti elettrici, elettronici ed idraulici che controllano il funzionamento della sospensione posteriore ammortizzata del carrello.

Nelle figure 1 e 5, con C è indicato il carrello con la forca F per il sollevamento di carichi pallettizzati e del tipo a tre ruote, ovvero dotato lateralmente di una coppia di ruote anteriori e motorizzate RI e dotato in mezzeria di una coppia affiancata di ruote posteriori R2, folli e sterzanti. Secondo il trovato, le ruote R2 sono montate girevoli sulle opposte estremità di un asse orizzontale 1 , montato a croce nella parte intermedia di un avambraccio 2 che con la propria estremità forcuta 102, vedi anche figura 4, è articolato con l’interposizione di cuscinetti 3 ad un perno 4 sostenuto dall’estremità inferiore di un braccio 5 che dall’avambraccio si estende verso l’alto e che ad esempio porta in solido superiormente un perno 6 per il montaggio in un gruppo noto di sterzatura, non illustrato. Dalla figura 4 si rileva che il perno 4 è ad esempio dotato nella mezzeria di un recesso anulare 104 con sezione a “V”, che viene impegnato dalla testa di un grano 204 avvitato nella estremità inferiore del braccio 5.

All’estremità dell’avambraccio 2 che è opposta a quella articolata al perno 3, è articolata in 7 l’estremità dello stelo di un gruppo a cilindro e pistone 8, di tipo tuffante, articolato con la base in 9 ad un’appendice lateralè-superiore 105 del braccio 5. Dalla figura 5 in particolare si rileva che la camera del cilindro 8 è piena di un adatto liquido e mediante il condotto 12 è collegata con l’interposizione di mezzi a valvola 10, alla camera 111 anch’essa piena di liquido di un accumulatore idropneumatico 11 posto a bordo del carrello, ad esempio del tipo a membrana, avente l’altra camera 211 caricata ad esempio con azoto a pressione adeguata, ad esempio sull'ordine di circa 20 bar. I mezzi a valvola 10 comprendono ad esempio uno strozzatore registrabile ed una valvola unidirezionale, tra loro in parallelo e tali da frenare opportunamente la corsa dello stelo del cilindro 8 solo nella fase di estensione e non in quella di retrazione. Alla camera 111 dell’accumulatore è collegato in derivazione un condotto 13 attestato ad una elettrovalvola 14 a tre vie ed a due posizioni A e B, che a sua volta è collegata ad una ulteriore elettrovalvola 15 a tre vie ed a due posizioni A e B, alla quale è attestato il condotto 16 proveniente dal distributore della centralina idraulica del carrello, che alimenta in continuo olio a giusta pressione. Con 17 sono indicati dei condotti di scarico delle elettrovalvole 14, 15, attestati al serbatoio 18 della suddetta centralina idraulica. Con 19 è indicata una centralina elettronica a microprocessore, che coi collegamenti 20 e 21 governa le elettrovalvole 14, 15 e che attraverso il collegamento 22 riceve un segnale elettrico proporzionale alla velocità di marcia del carrello C, prodotto da un encoder 23 azionato ad esempio da uno dei motori elettrici 24 che muovono le ruote anteriori RI dello stesso carrello.

Con 25 è indicato un pressostato collegato elettricamente in serie sul circuito 21 di azionamento dell’elettrovalvola 15 e che col condotto 125 è collegato in derivazione al condotto 13 dianzi detto, attestato al cilindro 8 ed all’accumulatore 11.

Alla centralina elettronica 19 giunge infine, attraverso il collegamento 26, un segnale elettrico che varia proporzionalmente al variare della distanza angolare tra l’avambraccio 2 ed il braccio 5 e che è prodotto ad esempio da un dispositivo potenziometrico 27, ad esempio di tipo lineare come illustrato in figura 5, fisso col proprio corpo a quello del cilindro 8 e collegato con l’equipaggio mobile allo stelo di tale cilindro. Resta inteso che il dispositivo potenziometrico può diversamente essere di tipo rotativo e collocato sull’articolazione 3, per rilevare direttamente le variazioni della posizione relativa del braccio 5 e dell’avambraccio 2.

Il dispositivo come descritto funziona nel modo seguente. Quando il carrello si muove su superfici irregolari e con una velocità inferiore ai 14-16 Km/h, la sospensione idropneumatica si trova ad esempio nella condizione indicata in figura 5 con segno continuo, con le elettrovalvole 14, 15 nelle posizìoni A illustrate in questa stessa figura e quindi col cilindro 8 in esclusivo collegamento con l’accumulatore 11 che ammortizza i colpi ricevuti dalle ruote posteriori R2. Nelle normali condizioni nelle quali il cilindro 8 funge da ammortizzatore, la centralina 19 ignora il segnale del sensore 27 per non modificare l’altezza normale da terra del carrello. La centralina mantiene in memoria due valori relativi al segnale prodotto dal sensore 27, corrispondenti alle due posizioni di lavoro della sospensione, ed ignora quindi gli spostamenti di breve durata del sensore 27, imputabili ai normali spostamenti della stessa sospensione, con soglie di sensibilità che possono essere regolate a piacere. La centralina 19 è invece sensibile agli spostamenti del sensore 27 provocati dai differenti valori del carico sulle forche del carrello, poiché al variare del carico sollevato dal carrello stesso, varia la pressione nella camera del cilindro 8. Se al variare del carico sollevato, lo stelo del cilindro 8 si estende, il sensore 27 invia alla centralina elettronica 19 un segnale proporzionale che fa commutare temporaneamente l’elettrovalvola 14 nella posizione B, collegando il circuito 13 con lo scarico 17 per diminuire opportunamente la pressione dell’olio nella camera del cilindro 8, per mantenere la parte posteriore del fondo del carrello ad una distanza sostanzialmente costante dal terreno. Per questo stesso scopo, se invece lo stelo del cilindro 8 arretra, il sensore 27 segnala questa condizione alla centralina 19 che comanda la commutazione dell’elettrovalvola 14 nella posizione A e la commutazione dell’elettrovalvola 15 nella posizione B, per collegare temporaneamente la camera del cilindro 8 con la mandata 16 dell’olio proveniente dalla centralina idraulica, al fine di riportare lo stelo dello stesso cilindro nella posizione nominale. Quando l’avambraccio 2 raggiunge la distanza angolare dal braccio 5 che corrisponde al normale assetto sollevato della sospensione, il sensore 27 rileva questa condizione e la trasmette alla centralina 19 che ricommuta l’elettrovalvola 15 nella posizione A.

Come già detto, il sistema trascura le piccole variazioni di posizione dello stelo del cilindro 8 causate dal superamento di piccole irregolarità Z del terreno, come indicato ad esempio nella figura 2.

Quando il carrello procede a bassissima velocità o si ferma, la qual cosa può indicare che il carrello stesso è nella condizione di presa o di scarico di un carico, per evitare all’operatore la sensazione di instabilità nella fase di movimentazione del carico con le forche F, causata dalla sospensione posteriore ammortizzata, è previsto che tale sospensione si irrigidisca automaticamente. Il problema viene risolto nel modo seguente. L’encoder 23 trasmette l’indicazione della bassa velocità alla centralina elettronica 19 che comanda la commutazione dell’elettrovalvola 15 nella posizione B, fintanto che la pressione nel cilindro 8 raggiunge un valore di circa 140-150 bar e quando il pressostato 25 rileva questa condizione, interrompe il circuito elettrico 21 e l’elettrovalvola 15 ritorna nella posizione A. In questa condizione, il pressostato 25 mantiene nel cilindro 8 la pressione di blocco desiderata. Quando il carrello riprende a marciare a normale velocità, la centralina elettronica 19 comanda la commutazione temporizzata dell’elettrovalvola 14 per riportare lo stelo del cilindro 8 nella posizione normale di esercizio.

Quando il carrello supera una velocità massima pre-impostata nella memoria elettronica della centralina 19, la stessa centralina che rileva questa condizione attraverso l’encoder 23, comanda la commutazione dell’elettrovalvola 14 nella posizione B, per scaricare pressione nel cilindro 8, per portare la sospensione 2, 5 nella condizione illustrata in figura 5 con segno a trattini e come illustrato nella figura 3, in modo da abbassare la distanza dal terreno della parte posteriore del carrello. Quando la sospensione raggiunge la condizione di assetto ribassato, questa stessa condizione viene rilevata dal sensore 27 e tramite questo, viene rilevata dalla centralina 19 che ricommuta l’elettrovalvola 14 nella posizione A e consente al carrello di aumentare la propria velocità di marcia. Un micro di sicurezza, non illustrato, può essere previsto per rilevare la condizione ribassata della sospensione e per segnalarla alla centralina 19 affinchè questa abbia ad abilitare la maggior velocità di marcia del carrello solo se la sospensione si è veramente ribassata. E’ evidente come l’assetto ribassato della sospensione posteriore aumenti i margini di stabilità del carrello di fronte ad un suo eventuale ribaltamento laterale.

Dalla figura 5 si rileva che sul carrello può essere montato un dispositivo che rileva l’assetto trasversale del carrello stesso, ad esempio un inclinometro 29 di tipo ON-OFF, posto su un circuito secondario attestato al solenoide dell’elettrovalvola 14 e che è normalmente aperto quando l’assetto trasversale del carrello è corretto. Se il carrello si inclina lateralmente, dopo un certo valore di inclinazione che può risultare pericolosa per l’operatore, l’inclinometro 29 commuta l’elettrovalvola 14 nella posizione B. L’olio della sospensione defluisce in scarico nel serbatoio 18 e la stessa sospensione si abbassa sino al limite superiore, aumentando la stabilità laterale al senso di marcia del carrello, con conseguente riduzione del pericolo di ribaltamento. Con questa soluzione si evita inoltre che in una situazione di stallo, verificabile ad esempio durante il ribaltamento laterale del carrello che viaggia con assetto ribassato, che la sospensione possa essere riattivata dalla centralina 19 che rilevando una velocità ridotta (passaggio sotto i 14 Km/h) porterebbe all’alimentazione d’olio nel cilindro 8, alzando posteriormente il carrello e diminuendone la stabilità.

Resta inteso che la descrizione si è riferita ad una forma preferita di realizzazione del trovato, al quale possono essere apportate numerose varianti e modifiche, soprattutto costruttive, le quali possono ad esempio riferirsi all’uso di un trasduttore di pressione 28 in derivazione ai condotti 12 o 13, per trasmettere alla centralina 19 un segnale elettrico proporzionale alla pressione esistente nel cilindro 8 e che dalla stessa centralina può essere ad esempio usato come segnale di confronto o come segnale di sicurezza in caso di avaria del pressostato 25 e/o del sensore 27. Questa e tutte quelle modifiche che sono per altro intuibili dai tecnici del ramo, non esulano dall’ambito del trovato, come sopra esposto, come illustrato e come a seguito rivendicato. Nelle rivendicazioni, i riferimenti riportati tra parentesi sono puramente indicativi e non limitativi dell’ambito di protezione delle stesse rivendicazioni.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sospensione ammortizzata per le ruote posteriori di un carrello elevatore a tre ruote, caratterizzata dal comprendere un avambraccio (2) che con la propria parte intermedia sostiene per la mezzeria l’asse (1) sul quale sono montate girevoli le ruote posteriori gemellari (R2) del carrello e che con una propria estremità preferibilmente forcuta (102) è articolato all’estremità inferiore di un braccio (5) che si estende verso l’alto e che porta dei qualsiasi adatti mezzi (6) per il montaggio ad un gruppo noto di sterzatura, essendo tale braccio dotato superiormente dì un’appendice (105) alla quale è articolata ad esempio l’estremità del corpo di un gruppo a cilindro e pistone (8), preferibilmente di tipo tuffante, articolato con lo stelo all’estremità libera del detto avambraccio, ed essendo la camera interna del detto cilindro piena di un adatto liquido ed essendo collegata per mezzo di apposito condotto (12) ad una delle camere (111) di un accumulatore idro-pneumatico (11), ad esempio del tipo a membrana, avente la camera del gas (211) a pressione tale da ammortizzare i colpi trasmessi dal suolo accidentato alle ruote posteriori del carrello, per evitare che tali colpi si trasmettano integralmente al carrello stesso ed all’operatore che lo guida.
2. 2) Sospensione secondo la rivendicazione 1), in cui la camera del gas (211) dell’accumulatore idropneumatico (11) contiene ad esempio azoto ad una pressione di circa 20 bar.
3. 3) Sospensione secondo la rivendicazione 1), caratterizzata dal fatto che la camera di pressione del cilindro (8) è collegata all’accumulatore idropneumatico (11) con l’interposizione di mezzi a valvola (10) che frenano opportunamente la corsa dello stelo del detto cilindro solo nella fase di estensione.
4. 4) Sospensione secondo la rivendicazione 1), caratterizzata dal fatto che comprende una elettrovalvola (15) ad esempio a tre vie ed a due posizioni (A, B) collegata con l’unico ingresso, con una mandata d’olio (16) proveniente da una centralina idraulica e che con le due uscite può essere collegata con un condotto di scarico (17) o con uno dei due ingressi di una seconda elettrovalvola (14) ad esempio a tre vie ed a due posizioni (A, B), avente il secondo ingresso collegato al detto condotto di scarico (17) e che con l’unica uscita è collegata ad un condotto (13) posto in derivazione al condotto (12) che collega l’accumulatore idropneumatico (11) al cilindro (8) di controllo della sospensione, essendo le due elettrovalvole (14, 15) governate da una centralina elettronica a processore (19) che riceve un segnale elettrico da un trasduttore di assetto (27) atto a rilevare la posizione angolare tra l’avambraccio (2) ed il braccio (5) della sospensione e che riceve un altro segnale elettrico da un encoder (23) associato ad esempio ad uno dei motori (24) di azionamento delle ruote anteriori del carrello, il tutto essendo previsto per far sì che quando il carrello marcia a velocità normale, il cilindro (8) sia con lo stelo in una prefissata condizione di estensione e funga da ammortizzatore, mentre quando il carrello supera una velocità di marcia prefissata in una memoria della detta centralina elettronica (19), automaticamente la stessa centralina comanda le dette elettrovalvole (14, 15) per abbassare la pressione nel cilindro (8) della sospensione e per abbassare il fronte posteriore del carrello, in modo da ridurre la possibilità di ribaltamento laterale dello stesso carrello, essendo preferibilmente previsto che solo dopo tale fase di abbassamento il carrello medesimo possa superare la detta velocità di marcia memorizzata nella centralina.
5. 5) Sospensione secondo la rivendicazione 4), caratterizzata dal fatto che la centralina elettronica (19) è predisposta per ignorare il segnale proveniente dal trasduttore (27) di assetto della stessa sospensioiié quando il cilindro idraulico deve fungere da ammortizzatore ed il segnale proveniente dal detto trasduttore ha variazioni di breve durata, essendo previsto che le soglie di sensibilità della stessa centralina siano a tal scopo eventualmente registrabili.
6. 6) Sospensione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la centralina elettronica (19) è predisposta per rilevare le variazioni persistenti del segnale prodotto dal trasduttore di assetto (27) della stessa sospensione, dovute alle diverse condizioni di carico o scarico delle forche del carrello, essendo in tal caso previsto che la stessa centralina commuti le elettrovalvole (14, 15) per immettere o scaricare pressione nella camera del cilindro idraulico (8), al fine di mantenere il fondo del carrello in posizione sostanzialmente parallela al suolo.
7. 7) Sospensione secondo le rivendicazioni precedenti, in cui il valore della velocità memorizzata nella centralina elettronica (19), al raggiungimento della quale viene automaticamente abbassato l’assetto della stessa sospensione, è di circa 14-16 Km/h.
8. 8) Sospensione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che in serie al circuito elettrico (21) che collega la centralina elettronica (19) all’elettrovalvola (15) connessa con l’ingresso alla mandata dell’olio in pressione (16), è montato il circuito elettrico ad interruttore di un pressostato (25) collegato col circuito del fluido ad un condotto (125) posto in derivazione al condotto (12) che collega l’accumulatore (11) al cilindro idraulico (8) della sospensione e mezzi essendo previsti nella detta centralina elettronica per far si che quando il carrello (C) marcia a velocità molto lenta o si ferma, la stessa centralina commuti la detta elettrovalvola (15) per elevare la pressione nel detto cilindro ad un valore tale da portarlo nella posizióne di massima estensione dello stelo, con irrigidimento della sospensione, particolarmente utile per evitare oscillazioni al carrello durante le fasi di presa e di scarico di un carico, essendo tale pressione mantenuta dal detto pressostato che riporta la detta elettrovalvola nella posizione (A) di riposo.
9. 9) Sospensione secondo le rivendicazioni precedenti, in cui il pressostato (25) è tarato ad una pressione di circa 140 bar.
10. 10) Sospensione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che in derivazione ai condotti collegati alla camera di pressione del cilindro (8) che controlla l’assetto della stessa sospensione, può essere previsto un trasduttore di pressione (28) che emette un segnale elettrico proporzionale alla pressione rilevata e lo trasmette alla centralina elettronica (19) che lo può usare come segnale di sicurezza o di confronto.
11. 11) Sospensione secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal comprendere un micro od altro adatto mezzo di sicurezza per rilevare la condizione arretrata del cilindro (8) che controlla l’assetto della stessa sospensione e tale micro essendo collegato alla centralina elettronica (19) per far si che il carrello sia abilitato ad aumentare la propria velocità di marcia solo se il detto micro è stato commutato dall’avvenuto abbassamento della sospensione.
12. 12) Sospensione secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzata dal comprendere un mezzo per rilevare l’assetto trasversale del carrello, ad esempio un inclinometro (29), che dopo un certo valore di inclinazione laterale del carrello stesso agisce sull’elettrovalvola (14) che porta e mantiene in scarico il cilindro (8) della sospensione, allo scopo di ridurre il pericolo di ribaltamento laterale del carrello medesimo.
13. 13) Sospensione ammortizzata e ad assetto variabile; particolarmente per le ruote posteriori e sterzanti di un carrello elevatore a tre ruote, di qualsiasi tipo, realizzata in particolare, in tutto o sostanzialmente come descritto, come illustrato nelle figure delle due tavole allegate di disegni e per gli scopi sopra esposti.