ITMI952363A1 - Finitrice stradale con controllo automatico dell'altezza delle coclee trasversali rispetto al rasatore - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"FINITRICE STRADALE CON CONTROLLO AUTOMATICO DELL'ALTEZZA DELLE COCLEE TRASVERSALI RISPETTO AL RASATORE"

DESCRIZIONE

Una macchina semovente usata per mettere in opera materiali per pavimentare strade, aeroporti, piste ciclabili, cortili, parcheggi ecc. viene comunemente chiamata "finitrice".

I materiali da mettere in opera (generalmente aggregati minerali legati con bitume, asfalto o altri leganti idrocarbonati, oppure cemento o altri leganti idraulici) devono venire stesi in modo da formare uno strato livellato e compatto.

Per ottenere questo risultato, generalmente la finitrice è composta essenzialmente da un gruppo trattore per realizzare il moto di avanzamento e da un bancale rasatore livellatore, munito spesso anche di mezzi di costipamento battenti o vibranti per la formazione del "tappeto" finito.

In una macchina finitrice la funzione di addensare, livellare e lisciare il materiale posto in opera allo scopo di formare un tappeto uniforme è di grande importanza.

L'organo della finitrice incaricato di svolgere questo compito viene comunemente chiamato "bancale rasatore" oppure "piastra livellatrice" oppure "putrella lisciatrice"; noi d'ora in avanti lo chiameremo semplicemente rasatore.

A seconda del principio in base al quale un rasatore assolve il suo compito di addolcire le ondulazioni preesistenti, si possono suddividere i rasatori finora noti in due classi e precisamente i rasatori "semi-flottanti" ed i rasatori "interamente flottanti".

I rasatori semi-flottanti sono praticamente gli unici finora usati nelle finitrici stradali medie e medio-piccole.

I rasatori interamente flottanti sono stati finora usati, salvo rare eccezioni, nelle grandi finitrici del tipo a casseforme scorrevoli generalmente usate per la posa in opera dei calcestruzzi cementizi.

I rasatori interamente flottanti possono venir suddivisi a loro volta in due categorie: quelli montati rigidamente sul trattore (e che usano il trattore stesso come elemento di riferimento) e quelli trainanti del trattore e che usano elementi di riferimento propri per fissare lo spessore del tappeto da mettere in opera.

Come abbiamo visto, una finitrice del tipo più comune funzionante sul principio semi-flottante è ottenuta dalla combinazione di due gruppi principali: il gruppo trattore ed il rasatore semi-flottante.

Secondo il principio della semi-flottazione, il rasatore consiste di un membro trasversale, più o meno complesso, che viene tirato dal gruppo trattore mediante due lunghi "braccioni" longitudinali imperniati all'incirca a metà del gruppo trattore.

Il citato membro trasversale si impegna sul materiale da mettere in opera sulla vecchia superficie stradale, lisciandolo e livellandolo in modo da formare un tappeto uniforme.

Il gruppo trattore che rappresenta il corpo principale della finitrice comprende anche molti organi che non sono direttamente connessi con la funzione di impartire il moto di avanzamento della macchina e di tirare il rasatore.

Altre funzioni importanti assolte dal gruppo trattore sono: ricevere il materiale dagli autocarri ribaltabili ed immagazzinarlo; organizzare il flusso longitudinale e trasversale del materiale stesso in modo da farlo giungere, distribuito uniformemente, davanti al rasatore.

Il flusso longitudinale e trasversale del materiale è organizzato per mezzo di uno o più nastri trasportatori e coclee che producono un adatto flusso del materiale e lo convogliano verso il rasatore. Sia nei rasatori semi -fi ottanti che nei rasatori interamente flottanti le coclee hanno la funzione principale di distribuire uniformemente il materiale in senso trasversale davanti al rasatore. L'ideale sarebbe che queste coclee fossero sempre posizionabili in senso verticale in funzione della quota a cui si trova il fondo del rasatore. Allo scopo è facile montare le coclee sul rasatore; in questo modo però tutte le forze di reazione che le coclee subiscono a causa della loro interazione con il materiale vengono trasmesse al rasatore su cui sono solidalmente montate. Nel caso di finitrici munite di rasatore interamente flottante, il piazzamento delle coclee sul rasatore è sovente possibile grazie alla struttura assai pesante dello stesso e al modo positivo con il quale esso viene guidato dai suoi elementi di riferimento verticali. Il montaggio delle coclee solidali con il rasatore è invece praticamente impossibile nel caso di rasatori semiflottanti, dato che le forze di reazione che essi trasmetterebbero al rasatore stesso sarebbero tali da influenzare in modo inaccettabile la sua posizione verticale e di conseguenza la sua azione livellante. Infatti, nonostante gli inconvenienti che ne derivano, tutte le finitrici munite di rasatore semi-flottante finora note prevedono le coclee montate solidalmente sul trattore e non sul rasatore.

Scopo della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti della tecnica precedente, in particolare fornire una finitrice a rasatore semi-flottante in cui la coclea o le coclee possono seguire la posizione in senso verticale del rasatore senza trasmettere ad esso forze che ne influenzino l'azione.

Gli scopi sono stati ottenuti con la finitrice come detta nella rivendicazione 1. Ulteriori caratteristiche nuove e desiderabili sono dette nelle rivendicazioni dipendenti.

In particolare, l'oggetto dell'invenzione è una finitrice stradale munita di rasatore (bancale) del tipo semi-flottante davanti al quale agisce un sistema di coclee per la distribuzione trasversale dell'impasto da mettere in opera, caratterizzata da ciò che le coclee azionate da moto-riduttori e da trasmissioni sono montate su un sotto-telaio munito di braccioni che si mantengono approssimativamente paralleli ai braccioni del rasatore, essendo le estremità anteriori dei braccioni del sotto-telaio montate al trattore in corrispondenza dei loro centri di rotazione, questi ultimi essendo ubicati sempre in posizione molto prossima ai centri di rotazione e trazione delle estremità anteriori dei braccioni del rasatore, il movimento di innalzamento e abbassamento delle coclee realizzandosi sotto forma di moto di rotazione intorno ai centri mediante attuatori, per esempio pistoni idraulici, montati sul trattore, che si impegnano sul sotto-telaio oppure sui braccioni.

L'invenzione permette di conseguire gli scopi menzionati sopra, in particolare di regolare la posizione in senso verticale delle coclee senza influenzare l'azione del rasatore.

L'invenzione sarà descritta in seguito nei particolari con riferimento alle figure allegate, dove:

la FIG. 1 illustra una vista prospettica dall'alto di una finitrice con rasatore semi- flottante nota, il cui gruppo trattore è montato su ruote gommate;

la FIG. la illustra una vista prospettica dall'alto di una tipica finitrice nota, con rasatore semi-flottante il cui gruppo trattore è montato su cingoli;

la FIG. 2 è una vista laterale dalla finitrice di FIG. 1;

la FIG. 3 mostra la finitrice di FIG. 2 con il rasatore staccato; i due braccioni di trazione sono stati smontati dai perni dislocati al centro del gruppo trattore e l'intero rasatore è stato spostato indietro per far vedere completamente il gruppo trattore;

la FIG. 4 illustra una sezione verticale schematica di una superficie stradale sulla quale una finitrice munita di rasatore semi- fi ottante mette in opera un tappeto di materiale;

la FIG. 5 illustra una prospettiva schematica di una finitrice a casseforme scorrevoli montata su tre mezzi di locomozione;

la FIG. 6 è una vista laterale schematica di una finitrice secondo la presente invenzione;

la FIG. 7 è una vista prospettica del gruppo rasatore e del gruppo coclee in un modo di esecuzione secondo la presente invenzione, immaginando l'intero gruppo trattore allontanato in avanti;

la FIG. 8 è una vista prospettica simile alla FIG. 7 in cui i gruppi di attuazione e trasmissione della coclea sono in posizione centrale.

Una finitrice nota, come illustrata nelle FIG. 1, 2 e 3, comprende un gruppo trattore 10 ed un rasatore 11.

Il gruppo trattore 10 comprende un telaio principale 12, una tramoggia 13 destinata a ricevere i! materiale dagli autocarri ribaltabili, uno o più nastri trasportatori 14 e coclee 15 che producono un adatto flusso del materiale e lo convogliano verso il rasatore 11.

Il telaio principale 12 del gruppo trattore 10 è munito di ruote di trazione 12' e di ruote sterzanti 12" (oppure di cingoli 12'") che provocano il moto di traslazione dell'intera macchina.

Il rasatore 11 è munito di braccioni di trazione 16 montati girevoli alla loro estremità 17 al telaio principale 12 del gruppo trattore 10.

La posizione geometrica dei punti di attacco 18 dell ’estremità 17 dei braccioni del rasatore sul telaio principale 12 del gruppo trattore 10 è di grande importanza per realizzare la migliore livellazione possibile ottenuta dal rasatore 11.

Infatti, le ruote 12' e 12" del gruppo trattore 10 durante il moto di avanzamento della finitrice, seguono le ondulazioni preesistenti ed impartiscono così al gruppo trattore 10 un moto ondulatore e sussultorio che non dovrebbe venir trasmesso, se non in minima parte, al rasatore 1.

Allo scopo di ridurre, almeno in parte, gli scossoni verticali del gruppo trattore 10 quando le ruote sterzanti 12" incontrano una ondulazione o un ostacolo, le due ruote 12" che giacciono approssimativamente sullo stesso piano verticalelongitudinale, sono montate su di un braccio oscillante 12bis chiamato "braccio cantilever" montato girevole sul perno 12ter solidale con telaio principale 12.

(Le finitrici montate su cingoli si comportano analogamente, se non peggio, quando incontrano una ondulazione od un ostacolo sulla superficie preesistente e producono una oscillazione del gruppo trattore di grande lunghezza d'onda).

Per ridurre al minimo la trasmissione di movimenti verticali al rasatore 11, la posizione del perno 18 viene abitualmente scelta a circa metà del passo del gruppo trattore 10.

FIG. 4 illustra una sezione verticale schematica di una superficie stradale sulla quale una finitrice munita del rasatore semi-flottante mette in opera un tappeto di materiale.

Per semplicità si è indicata solamente la sezione del rasatore 11 che, con i suoi braccioni 16 viene trainato dal gruppo trattore non illustrato in FIG. 4.

Il fondo stradale preesistente 20 presenta ondulazioni che si desidera eliminare o, per lo meno, addolcire grazie alla sovrapposizione di un tappeto 21 di spessore opportunamente variabile in modo da far sì che in corrispondenza di una ondulazione positiva 22 si venga a trovare un tappeto di minor spessore.

Il rasatore semi-flottante 11, grazie alla sua particolare geometria, consente di realizzare questa compensazione degli spessori e, conseguentemente, l'"addolcimento" delle ondulazioni preesistenti, senza dover ricorrere a complicati sistemi di livellazione automatica.

Esaminando il funzionamento schematico del rasatore semi-flottante 11 illustrato in FIG. 4 si osserva che la sua posizione verticale dipende anche dalla plasticità del materiale posto in opera. Questa caratteristica è tipica dei rasatori semi-flottanti e li distingue dai rasatori interamente flottanti che andremo a descrivere più avanti.

Come abbiamo accennato precedentemente, i rasatori interamente flottanti sono stati finora quasi esclusivamente impiegati su finitrici del tipo a "casseforme scorrevoli" (slip-form).

FIG. 5 illustra una prospettiva schematica di una finitrice a casseforme scorrevoli montata su tre mezzi di locomozione 24. In una finitrice di questo tipo, il materiale 25 è contenuto in una tramoggia 26 le cui pareti laterali svolgono anche la funzione di casseforme scorrevoli per "estrudere" lo strato finale di materiale 27 che viene messo in opera dalla finitrice.

Nell'esempio di finitrice a casseforme scorrevoli illustrato in FIG. 5, è la posizione della tramoggia 26 rispetto al fondo stradale preesistente che determina lo spessore dello strato 27. Questa posizione è a sua volta determinata dalla posizione relativa dei mezzi di locomozione 24 rispetto all’intera macchina.

1 dispositivi 23 rappresentano schematicamente i sistemi meccano-idraulici che regolano la posizione verticale relativa dei mezzi di locomozione rispetto al corpo principale dell'intera macchina e conseguentemente determinano istante per istante l'altezza della tramoggia 27 rispetto al fondo stradale preesistente ed in definitiva fissano istante per istante lo spessore dello strato 27 di materiale da mettere in opera.

Una macchina finitrice come quella illustrata in FIG. 5 è munita quindi di un rasatore interamente flottante montato solidale col gruppo trattore della finitrice stessa.

Come abbiamo accennato precedentemente, sono state introdotte sul mercato, piuttosto raramente, anche delle finitrici con rasatore interamente flottante trainato dal gruppo trattore.

In questi casi, il rasatore interamente flottante determina la propria posizione verticale (e conseguentemente lo spessore dello strato da porre in opera) servendosi di propri elementi di riferimento, che possono essere di volta in volta suole, slitte, ruote o altri mezzi che appoggiano sulla superficie stradale preesistente.

Il rasatore interamente flottante trainato deve quindi comprendere mezzi di regolazione interna che consentono di posizionare il membro trasversale (che condiziona lo spessore dello strato da mettere in opera) ad una quota desiderata prefissata, in modo da determinare con precisione lo spessore dello strato steso.

Un esempio di finitrice munita di rasatore interamente flottante trainato è quello descritto nel Brevetto Svizzero N° 336858.

Si è descritta la distinzione fra rasatori semi-flottanti e rasatori interamente flottanti, perché come si vedrà più avanti, la interazione fra coclee e rasatore è sostanzialmente diversa nei due tipi di rasatori.

L'oggetto della presente invenzione riguarda infatti una finitrice con un insieme di dispositivi e di accorgimenti che consentono di controllare meglio l'interazione fra il gruppo rasatore semi-flottante 11 ed il gruppo coclee 15, che produce una azione livellante come quella illustrata nello schema di FIG. 4.

In entrambi i tipi di rasatori, le coclee 15 hanno la funzione principale di distribuire uniformemente il materiale in senso trasversale davanti al rasatore 11 .

L'ideale sarebbe che queste coclee 15 fossero sempre posizionabili in senso verticale, in funzione della quota in cui si trova il fondo del rasatore 11 .

Allo scopo è facile montare le coclee 15 sul rasatore 11, col che, però, tutte le forze di reazione che le coclee 15 subiscono a causa della loro interazione col materiale, vengono trasmesse al rasatore su cui sono solidalmente montate.

Nel caso di finitrici munite di rasatore interamente flottante il piazzamento delle coclee 15 sul rasatore è sovente possibile, grazie alla struttura assai pesante dello stesso ed al modo positivo con il quale esso viene guidato dai suoi elementi di riferimento verticali.

Il montaggio delle coclee 15 solidali col rasatore è invece praticamente impossibile nel caso di rasatori semi-flottanti dato che le forze di reazione che esse trasmetterebbero al rasatore stesso sarebbero tali da influenzare in modo inaccettabile la sua posizione verticale e, di conseguenza, la sua azione livellante.

Infatti, nonostante gli inconvenienti che ne derivano, tutte le finitrici munite di rasatore semi-flottante finora note prevedono le coclee 15 montate solidalmente sul trattore 10 e non sul rasatore 11.

Procederemo a descrivere un modo di esecuzione della presente invenzione alla luce della finitrice illustrata in FIG. 6, nella quale sono indicati con le stesse notazioni i vari organi che compaiono anche nelle precedenti FIG. 1, 2 e 3.

La finitrice 100 illustrata in FIG. 6, a differenza di quelle che compaiono nelle figure precedenti è del tipo "semi-cingolato" dove la funzione delle ruote di trazione 12' (di FIG. 2 e 3) viene assolta da un carro cingolato 12"'; potrebbe però essere anche del tipo a ruote.

Nella FIG. 6, il rasatore semi-flottante 11, che porta dietro i suoi elementi estensibili 11' (in quanto trattasi di un moderno rasatore estensibile idraulicamente) viene trainato dal trattore 10 mediante i braccioni 16 le cui estremità anteriori 17 sono agganciate in 18 al trattore 10.

Come suggerisce la tecnica tradizionale finora nota, due pistoni idraulici 40 montati sul trattore 10 (uno per lato), si impegnano sul rasatore 11 (oppure, come nel caso illustrato in FIG. 6, sui braccioni 16) per consentire, a fine lavoro, di sollevare l'intero rasatore agevolando la traslazione veloce e/o il trasporto su autocarro dell'intera macchina.

Durante il lavoro, ossia durante la posa in opera del materiale, i pistoni 40 stanno "in folle" ossia, nessuna pressione d'olio si manifesta all'intemo di essi, consentendo al rasatore di "flottare" liberamente seguendo il proprio moto di autolivellazione cioè scivolando sul materiale steso seguendo il tiro del trattore 10 esercitato mediante i braccioni 16. Lo spessore (medio) dello strato di materiale da stendere, viene fissato dall'operatore e/o da sistemi di livellazione automatica non descritti, semplicemente sollevando o abbassando il punto di trazione 18 mediante un pistone idraulico 18'.

E' evidente quindi che, in funzione dello spessore medio di stesa desiderato e delle ondulazioni preesistenti sul piano di posa, la superficie inferiore del rasatore 11, durante il lavoro di stesa, si solleva e/o si abbassa, talvolta anche marcatamente, rispetto alla posizione in cui è rappresentato il rasatore 11 in FIG. 6.

Tradizionalmente, nel caso di finitrici munite di rasatore semi-flottante, abbiamo visto che le coclee 15 devono essere montate solidali sul trattore 10 e quindi non possono seguire, come sarebbe invece desiderabile, i movimenti verticali che il rasatore 10 compie durante il lavoro di stesa.

Inoltre, durante la fase di traslazione o di trasporto su automezzi della finitrice, mentre il rasatore 11 viene opportunamente sollevato, le coclee 15, se montate solidalmente sul trattore vengono spesso a trovarsi in una posizione assai ingombrante, subendo urti e danneggiamenti.

In alcune realizzazioni più recenti, le coclee 15 sono montate sul trattore in modo regolabile in altezza, ma il loro movimento non si svolge mai parallelamente al movimento del rasatore 1 1, la loro regolazione è macchinosa, deve essere effettuata generalmente a macchina ferma e comunque non è mai direttamente comandata dal movimento del rasatore.

Secondo la presente invenzione, invece, come illustrato in FIG. 6, le coclee 15 azionate da un gruppo moto-riduttore 30 per tramite di una trasmissione 31 sono montate su di un sotto-telaio 32 munito anch'esso di braccioni 34, le cui estremità anteriori 35 sono montate al trattore 10 in corrispondenza dei loro centri di rotazione 36.

Le estremità anteriori 35 dei braccioni 34 sono collegate articolate con le estremità anteriori 17 dei braccioni 16 del rasatore 11, facendo uso per esempio di biellette 37 cosicché quando la loro posizione verticale viene variata dal pistone 18' anche la posizione verticale delle estremità anteriori 35 dei braccioni 34 viene variata in conformità.

Posteriormente, altri due pistoni idraulici 40' montati sul trattore 10 si impegnano sul sotto-telaio 32 oppure, come rappresentato in FIG. 6, sui braccioni 34 cosicché con il loro allungamento o accorciamento, viene variata in modo graduale e continuo la posizione verticale delle coclee 15.

Un semplice sensore 50 misura la posizione verticale relativa fra il rasatore 11 ed il sotto-telaio 32 (nel caso in FIG. 6, fra i braccioni 16 ed i braccioni 34) e trasmette gli opportuni segnali al circuito idraulico che comanda i pistoni 40' in modo di assicurare che le coclee 15 seguano sempre tutte le variazioni di quota compiute dal rasatore 11 nel corso del lavoro di stesa. Il sensore 50 è munito inoltre di organi di regolazione di tipo noto che consentono di prefissare la differenza di quota che si desidera venga costantemente mantenuta fra coclee 15 e rasatore 11.

La FIG. 7 è una vista prospettica del gruppo rasatore e del gruppo coclee in un modo di esecuzione secondo la presente invenzione, immaginando l'intero gruppo trattore 10 allontanato verso l'avanti. Solo gli elementi 51 e 52 del trattore 10 sono stati mantenuti visibili in quanto si tratta di quegli elementi attraverso i quali avviene il collegamento fra il trattore 10 ed i gruppi rasatori 1 1 e coclee 15.

Questa FIG. 7 è utile anche perché consente la vista dei supporti 33 che sostengono in posizione intermedia l'asse delle coclee 15 quando i gruppi motoriduttori 30 e le relative trasmissioni 31 sono spostati verso l'esterno per realizzare la massima estensione trasversale delle coclee 15 stesse.

Anche in FIG. 7 sono state mantenute le stesse notazioni delle figure precedenti.

Un altro modo di esecuzione della presente invenzione è illustrato nella FIG. 8, dove il moto rotatorio viene impartito alle due coclee mediante un sistema di due motoriduttori e di due trasmissioni fusi praticamente in un gruppo unico centrale secondo una configurazione simile a quella realizzata nelle finitrici più tradizionali.

Anche nel modo di esecuzione di FIG. 8, la presente invenzione consente di realizzare per le coclee un movimento sempre parallelo al movimento del rasatore, mantenendo quindi costante la distanza orizzontale dell'asse delle coclee dalla superficie frontale del rasatore e consentendone la regolazione automatica in altezza relativamente al rasatore stesso.

In FIG. 8 si sono mantenute tutte le notazioni delle figure precedenti e quindi nel gruppo di attuazione-trasmissione centrale si sono indicati con 30 i motoriduttori e con 31 le trasmissioni finali che impartiscono il moto rotatorio ai due rami destro e sinistro delle coclee 15.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Finitrice stradale munita di rasatore (bancale) del tipo semi-flottante, comprendente braccioni del rasatore montabili al trattore della finitrice, e davanti al quale rasatore agisce un sistema di coclee per la distribuzione trasversale dell'impasto da mettere in opera, caratterizzata da ciò che le coclee (15) sono montate su di un sotto-telaio (32) munito di braccioni (34) che si mantengono approssimativamente paralleli ai braccioni (16) del rasatore (11) essendo le estremità anteriori (35) dei braccioni (34) del sotto-telaio (32) montate al trattore (10) in corrispondenza dei loro centri di rotazione (36), questi ultimi essendo ubicati sempre in posizione molto prossima ai centri di rotazione e trazione (18) delle estremità anteriori (17) dei braccioni (16) del rasatore (1 1), il movimento di innalzamento ed abbassamento delle coclee realizzandosi sotto forma di moto di rotazione intorno ai loro centri di rotazione (36) mediante attuatori (40') montati sul trattore (10) che si impegnano sul sotto-telaio (32) oppure sui braccioni (34).
2. 2. Finitrice stradale come quella della rivendicazione 1 caratterizzata da ciò che le estremità anteriori (35) dei braccioni (34) sono collegate articolate con le estremità anteriori (17) dei braccioni (16) del rasatore (11), facendo uso per esempio di biellette (37).
3. 3. Finitrice stradale come da rivendicazione 1 caratterizzata da ciò che i braccioni (34) del sotto-telaio (32) sono praticamente tanto lunghi quanto i braccioni (16) del rasatore (1 1).
4. 4. Finitrice stradale come da rivendicazione 1 caratterizzata da ciò che un sensore (50) misura la posizione verticale relativa fra il rasatore (11) e le coclee (15) e trasmette segnali ad un circuito elettro-idraulico che comanda i pistoni (40) assicurando che le coclee (15) seguano tutte le variazioni di quota compiute dal rasatore (11) nel corso del lavoro di stesa.
5. 5. Finitrice stradale come da rivendicazione 4 caratterizzata da ciò che il sensore (50) è munito di organi di regolazione che consentono di prefissare la differenza di quota che si desidera venga costantemente mantenuta fra le coclee ( 15) ed il rasatore (11 ).
6. 6. Finitrice stradale come da rivendicazione 1 caratterizzata da ciò gli attuatori (40') sono cilindri idraulici.