ITMI972297A1 - Finitrice per la posa in opera dei conglomerati bituminosi munita di un rasatore estensibile perfezionato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELLO STATO DELL'ARTE

Nelle macchine finitrici, per la fabbricazione delle moderne strade per la posa in opera dei conglomerati bituminosi, si distinguono generalmente due parti importanti: quella traente (trattore) e quella che svolge il vero e proprio lavoro di posa in opera, livellazione, addensamento ecc. del conglomerato sulla sede stradale. Quest'ultimo gruppo chiamato "rasatore", consiste di una apparecchiatura che, con l'andar del tempo, è diventata assai complessa ed articolata.

Le forme di esecuzione più recenti prevedono il rasatore composto di quattro elementi distinti, di cui due più centrali, articolati fra loro, con sistemi di regolazione dell'inclinazione relativa dell'uno rispetto all'altro elemento. Su ciascuno di questi elementi centrali è montato un elemento a stelo di lunghezza circa uguale agli altri, che è in grado di scorrere orizzontalmente verso l'esterno, mosso da pistoni idraulici.

Questo tipo di "rasatore" viene generalmente denominato "rasatore integrato" o " rasatore estensibile idraulicamente".

II vantaggio della estensibilità dei due elementi esterni del rasatore integrato è quello di potere variare a piacere, e senza soluzione di continuità, la larghezza di stesa. I modi di fissaggio degli elementi laterali estensibili sugli elementi centrali possono variare grandemente a seconda dei modelli e dei tipi di finitrici fabbricate. Generalmente sono previste guide cilindriche molto precise e robuste, in modo da garantire che lo scorrimento avvenga rispettando il più possibile le caratteristiche geometriche di progetto dell'elemento "rasatore".

Il rispetto di dette caratteristiche è molto importante perché la forma del rasatore, e specialmente della sua faccia inferiore, condiziona direttamente il risultato della superficie del conglomerato bituminoso posto in opera.

Anche se le guide di scorrimento sono state realizzate con alta precisione, sussiste sempre il pericolo che la forma geometrica di progetto della strada subisca in pratica alterazioni dovute alle deformazioni elastiche dei vari organi che compongono il "rasatore", quando gli elementi laterali estensibili stessi sono sottoposti alle notevoli forze (reazioni statiche e dinamiche) che si manifestano con valori rapidamente variabili durante il lavoro.

Una delle deformazioni elastiche più gravi, che si verificano di solito é quella torsionale che avviene, e può essere rilevata sugli elementi estensibili laterali che consentono di variare rapidamente (a volontà dell'esecutore della strada ed e/o dello operatore, della macchina finitrice) la larghezza di stesa del manto stradale di conglomerato bituminoso.

Infatti gli elementi laterali estensibili di cui questo moderno tipo di "rasatore estensibile" é fornito, devono essere costruiti in modo da essere i più leggeri possibili, pur assumendo una forma pressoché parallelepipeda, e quindi, per entrambe queste ragioni, essi sono difficilmente realizzabili in una struttura sufficientemente rigida da resistere alle sollecitazioni torsionali.

Queste ultime tendono, in pratica, su tutte le macchine finitrici finora note, a deformare gli elementi laterali estensibili, dando ad essi una forma di elica che si trasmette anche alla superficie rivolta verso la sede stradale che riceve il nuovo manto di materiale bituminoso. Questo può avere conseguenze negative sulla perfezione della strada finita.

Questa deformazione a forma di elica si manifesta sugli elementi laterali estensibili in modo assai irregolare, a seconda della larghezza di stesa che è stata scelta per eseguire il lavoro. In altre parole, se gli elementi laterali estensibili sono spinti verso l'esterno fino al massimo possibile, ossia a fondo corsa, ciascun elemento estensibile viene completamente investito dal cumulo di materiale da stendere sulla nuova sede stradale e quindi sugli elementi laterali estensibili agiscono tutte le forze di reazione.

Quando invece l'elemento laterale estensibile è chiamato a lavorare solo parzialmente spinto verso l'esterno, una parte dell'elemento laterale estensibile stesso rimane coperta daH'elemento centrale del rasatore, e non è più in contatto col -materiale da mettere in opera; quindi le forze di reazione agenti sugli elementi laterali estensibili risultano diverse o diversamente distribuite.

Si può quindi affermare, che, a seconda della larghezza di stesa da eseguire, l'elemento laterale estensibile viene sottoposto a forze di reazione diverse e diversamente distribuite.

Conseguentemente, l'elemento laterale estensibile cambierà inevitabilmente la propria deformazione elastica.

Come si è visto sopra, la deformazione elastica degli elementi laterali estensibili che maggiormente preoccupa, è quella che tende ad avvitare l'elemento laterale estensibile stesso.

Se si assimila detto elemento laterale estensibile ad un parallelepipedo di forma allungata in senso orizzontale, e trasversale, la deformazione più preoccupante è quella che tende a far ruotare l'una rispetto all'altra, le due pareti verticali fra loro parallele, giacenti nel senso di avanzamento della macchina durante il lavoro.

Quando ciò avviene, la faccia orizzontale che appoggia sul materiale da stendere si deforma a guisa di elica, causando un notevole turbamento anche sulla superficie del materiale steso.

Data la inevitabile elasticità dei materiali con i quali possono essere eseguiti questi elementi laterali estensibili, e tenuto conto che, per ragioni intuitive, questi elementi estensibili dovranno essere realizzati in modo da ridurre al massimo il loro peso proprio, in pratica si è osservato che le deformazioni torsionali sopra citate, assumono, purtroppo, valori non trascurabili, qualunque sia la cura con la quale detti elementi laterali estensibili e le loro guide di scorrimento, sono state costruite.

DESCRIZIONE DELLA PRESENTE INVENZIONE

Una soluzione elegante, ma approssimativa, per contrastare ed evitare parzialmente queste deformazioni è stata illustrata nel brevetto svizzero CH 657 168 depositato il 16 - 11 - 1982, che descrive una finitrice il cui rasatore comprende elementi centrali ed elementi laterali estensibili, e questi possono essere precaricati singolarmente mediante un congegno di precarica.

Molte centinaia di finitrici sono state costruite ed immesse sul mercato munite di "rasatori estensibili" realizzati secondo il brevetto svizzero citato.

Dalla esperienza di cantiere osservata durante il lavoro svolto da queste macchine si è potuto constatare che una ancora maggiore precisione di stesa poteva essere ottenuta adottando materiali da costruzione e forme geometriche che consentissero di ridurre ulteriormente la deformazione torsionale (cosa che col passare degli anni la moderna tecnologia consentiva) e contemporaneamente introducendo mezzi meccanici di controllo per regolare con maggiore precisione la posizione relativa degli elementi estensibili laterali rispetto a quella degli elementi centrali del "rasatore".

L' esperienza sui cantieri di lavoro ha altresì mostrato che delle tre direzioni ortogonali da tenere sotto controllo per aggiustare la posizione relativa degli elementi estensibili (rispetto alla posizione di quelli centrali), la più importante è quella rotazionale polare rispetto ad un asse orizzontale trasversale che si trovi il più vicino possibile (e comunque parallelo) all'asse geometrico orizzontale trasversale che contiene lo spigolo anteriore inferiore degli elementi centrali.

Lo scopo del presente ritrovato è consentire di modificare il posizionamento angolare e verticale delfelemento estensibile rispetto al corrispondente elemento centrale per compensare in modo meno approssimativo (di quanto non facesse il ritrovato del brevetto svizzero citato) le deformazioni elastiche provocate sull'intero rasatore dalle forze di reazione che il conglomerato bituminoso esercita sulle superfici attive del rasatore durante la posa in opera.

Tale scopo è raggiunto con una finitrice come detta nella rivendicazione 1. Ulteriori caratteristiche nuove e vantaggiose sono dette nelle rivendicazioni dipendenti.

Il disegno annesso rappresenta schematicamente le principali caratteristiche della macchina finitrice perfezionata e precisamente:

Fig. 1 è una vista schematica prospettica posteriore di una finitrice munita di un rasatore estensibile schematizzato oggetto del trovato atto ad effettuare un allargamento o restringimento graduale del manto di conglomerato bitumato da stendere sulla strada;

Fig. 2 mostra una vista prospettica posteriore parziale e ingrandita della estremità sinistra del congegno di stesa del manto stradale secondo l'invenzione in posizione di lavoro col dispositivo di regolazione angolare che agisce sull'elemento laterale estensibile sinistro; un secondo analogo (speculare) dispositivo di regolazione angolare agisce sull'elemento laterale estensibile destro.

Nelle figure, il riferimento F indica una finitrice per manto stradale; M è il manto di conglomerato bitumato steso sulla strada.

Il senso di marcia della finitrice durante il lavoro è indicato dalla freccia Y. In Fig. 1 si è indicato con 1 un elemento laterale estensibile destro del rasatore e con 2 un elemento centrale destro e con l'e 2' gli analoghi elementi della parte sinistra.

Nella Fig. 2 l'elemento 1 è stato illustrato parzialmente interrotto per migliorare la comprensione della struttura interna.

Guide cilindriche 6 e 7, come pure lo stelo 8 dell'attuatore idraulico che provoca lo scorrimento trasversale dell'elemento estensibile 1, sono montate in modo tradizionale (non rappresentato) sul corrispondente elemento centrale (2') del rasatore.

Le guide 6 e 7 sono montate solidali alla superficie interna di una piastra 9 interna. Sulla medesima faccia è montata l'estremità dello stelo 8 dell'attuatore idraulico che provoca lo scorrimento dell'elemento laterale estensibile 1 rispetto all'elemento centrale fisso 2'

La piastra 9 è montata "a pacco" mediante quattro viti passanti schematizzate con 10 e 11 (due di queste viti non si vedono perché coassiali con le guide 6 e 7) con il corpo verticale 12 dell'elemento estensibile 1.

Secondo la presente invenzione, fra il corpo verticale 12 e la piastra 9 è interposta una piastra 13 intermedia (munita di ampi fori passanti - non visibili -per consentire l'attraversamento delle viti 10 e 11) imperniata sul corpo 12 mediante perno 14, avente asse geometrico di rotazione indicato con la retta 14'.

11 perno 14 presenta un asse geometrico trasversale orizzontale (rispetto all'intera macchina finitrice) disposto molto vicino (e parallelo) allo spigolo trasversale orizzontale inferiore anteriore dell'elemento estensibile 1.

La piastra 13 porta due guide di scorrimento 15 (una non è visibile in figura 2 perché nascosta dalla piastra 9).

Un dispositivo di regolazione (a vite o idraulico) 16 di tipo noto si impegna da un lato sulla piastra 13 e dell'altro lato sul corpo orizzontale 17 dell'elemento estensibile 1, consentendo una regolazione angolare della piastra 13 rispetto all'elemento 1, provocandone la rotazione intorno al perno 14 e quindi, data la forma e l'orientamento dell'asse geometrico 14' del perno 14, intorno ad un asse geometrico orizzontale trasversale molto prossimo all'asse geometrico che contiene lo spigolo inferiore anteriore orizzontale trasversale dell'elemento estensibile 1.

Un altro dispositivo di regolazione 18 (a vite o idraulico) di tipo noto, si impegna da un lato sulla piastra 13 e dall’altro sulla piastra 9 per provocarne l'aggiustaggio relativo facendo scorrere l'una piastra rispetto all'altra lungo la direzione imposta dalle guide 15.

Tutti questi movimenti di regolazione ottenuti agendo sui dispositivi di regolazione 16 e 18 sono eseguiti quando le quattro viti 10, 11 ecc. vengono leggermente allentate ed il "pacco" formato dal corpo 12, dalla piastra 13 e dalla piastra 9 presenta un attrito interno sufficientemente basso da consentire i movimenti di regolazione stessi.

Durante il lavoro, a seconda della intensità degli sforzi a cui risulta assoggettato l'elemento estensibile 1' si potranno stringere più o meno a fondo le quattro viti 10, 11 ecc. in modo da assicurarsi che le posizioni relative fissate agendo sui due dispositivi di regolazione 16 e 18 rimangono invariate, fino a quando le mutate condizioni di lavoro dovessero indurre l'operatore a modificare le regolazioni stesse.

L'elemento estensibile l' agisce sull'impasto di conglomerato bituminoso da mettere in opera attraverso la superficie inferiore del suo corpo 17 e la superficie anteriore della piastra 19 solidale con i corpi 12 e 17.

Secondo la presente invenzione, agendo sui dispositivi di regolazione 16 e 18, si provocano spostamenti relativi sub verticali ed angolari dei corpi 12 e 17 e delle relative loro superfici attive, rispetto alla piastra 9, conseguentemente rispetto alle guide 6 e 7 e quindi rispetto all'elemento centrale del rasatore 2'.

Si raggiunge quindi lo scopo di modificare il posizionamento angolare e verticale dell'elemento estensibile 1' rispetto al corrispondente elemento centrale 2' per compensare, in modo meno approssimativo di quanto non facesse il ritrovato del brevetto svizzero citato, le deformazioni elastiche provocate sull'intero rasatore dalle forze di reazione che il conglomerato bituminoso esercita sulle superfici attive del rasatore durante la posa in opera.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Finitrice di manto stradale con rasatore (1, 2, 1 , 2') comprendente elementi centrali del rasatore (2, 2'), elementi laterali estensibili (1, 1), sostenuti da guide (6 e 7) montate scorrevoli sugli elementi centrali del rasatore (2 e 2'), uno stelo (8) di attuatore che provoca lo scorrimento trasversale degli elementi estensibili (1 e 1'), caratterizzata da ciò che ciascuno degli elementi laterali estensibili comprende un congegno di regolazione verticale ed angolare che comprende due piastre (9 e 13) montate "a pacco" mediante viti (10, 11, ecc.), con un corpo verticale (12) dell'elemento estensibile (1), essendo la piastra intermedia (13) montata anche girevole intorno ad un perno (14) avente asse geometrico di rotazione (14') solidale col corpo (12), mentre la piastra interna (9) è montata scorrevole lungo guide (15) solidali con la piastra (13) intermedia.
2. 2. Finitrice come in rivendicazione 1 caratterizzata da ciò che comprende dispositivi di regolazione a vite (16, 18) che si impegnano rispettivamente uno (16) fra la piastra intermedia (13) ed il corpo (12) per provocare un movimento angolare intorno all'asse del perno (14) e l'altro (18) fra la piastra intermedia (13) e la piastra interna (9) per provocare un movimento rettilineo verticale fra la piastra interna (9) e la piastra intermedia (13).
3. 3. Finitrice secondo la rivendicazione 2, caratterizzata da ciò che il congegno di regolazione è montato su ciascuno degli elementi laterali estensibili (le 1') del rasatore della finitrice.
4. 4. Finitrice secondo la rivendicazione 1 caratterizzata da ciò che l'asse geometrico del perno (14) è orizzontale trasversale sostanzialmente parallelo allo spigolo anteriore inferiore orizzontale trasversale dell'elemento estensibile (Γ).
5. 5. Finitrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata da ciò che l'asse geometrico del perno (14) è molto vicino allo spigolo anteriore inferiore orizzontale trasversale dell'elemento estensibile (1').
6. 6. Finitrice secondo la rivendicazione 5, caratterizzata da ciò che l'asse (14') del perno è parallelo allo spigolo anteriore inferiore orizzontale trasversale dell'elemento estensibile (1).
7. 7. Finitrice secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzata da ciò che la rotazione relativa delle piastre (9 e 13) fra loro intorno all'asse geometrico (14') è ottenuta facendo scorrere una piastra rispetto all'altra lungo guide rettilinee o curve le cui superfici di contatto determinano un asse istantaneo di rotazione coincidente con l'asse geometrico (14').