ITMI991634A1 - Dispositivo distributore di fluido in particolare per telecomando idraulico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE

La presente invenzione concerne dei perfezionamenti apportati ai dispositivi distributori di fluido, in particolare per tel«ecomando idraulico, come quelli chiamati "manipolatori idraulici", comprendenti almeno un riduttore di pressione montato in un corpo e un organo di comando atto a modificare la taratura del riduttore, il quale riduttore comporta un pistone tuffante mobile, a mezzo di detto organo di comando, in una cavità del corpo che comprende da un lato, un alloggiamento nel quale è disposta una molla di taratura del riduttore e, dall'altro lato, un alesaggio nel quale una parte attiva del pistone tuffante può essere spostata per assicurare la funzione di riduzione di pressione di fluido, detto pistone tuffante comportando una parte di asta che sormonta detta parte attiva ed estendentesi sensibilmente in detto alloggiamento, detta parte di asta comportando, alla sua estremità libera, una testa allargata che definisce una prima spalla e, dal lato della sua giunzione con detta parte attiva, una seconda spalla sulla quale appoggia detta molla di taratura la cui altra estremità appoggia su un piattello che è coassiale alla parte di asta e che è spinto elasticamente per appoggiare contro detto organo di comando.

In disposizioni tradizionali di un dispositivo come sopra definito, la molla di taratura è una molla elicoidale classica: un tale dispositivo è descritto per esempio nei documenti FR 2376 978 o FR 2507 732. La curva di regolazione della pressione idraulica fornita dai dispositivi noti di questo tipo è sensibilmente lineare e la sua pendenza è determinata dalla rigidità della molla.

Per certi campi di utilizzazione, gli utilizzatori hanno desiderato poter disporre di curve di regolazione più complesse, con una pendenza variabile (per esempio pendenza della curva di regolazione più pronunciata verso la fine corsa dell'organo di comando). E' così che è noto un dispositivo distributore la cui curva di risposta è a doppia pendenza: un tale dispositivo è rappresentato in figura 1 dei disegni allegati.

Questo dispositivo noto comporta un corpo 1 (che può essere costituito dall'assemblaggio di diverse parti per facilitare il montaggio dei componenti interni) nel quale è previsto almeno un riduttore di ressione di fluido 2. Questo riduttore comprende un pistone tuffante 3 atto a spostarsi in una cavità 4 praticata nel corpo 1. Questa cavità 4 comporta, da un lato, un alloggiamento allargato 5 nel quale è disposta una molla di taratura 6 che appoggia tra una spalla 7 del pistone tuffante e un piattello 8 mobile nell'alloggiamento 5 in prossimità dell'estremità libera del pistone tuffante e, dall'altro lato, un alesaggio 9 nel quale una parte attiva 10 del pistone tuffante può essere spostata per assicurare la funzione di riduzione di pressione del fluido che è alimentato attraverso un orificio d'entrata (non visibile) raccordato all'alesaggio 9 da un condotto 12 che sbocca radialmente in questo, mentre un orificio di uscita 13 è situato all'estremità dell'alesaggio 9. La parte attiva 10 del pistone tuffante presenta una cavità assiale 22 che sbocca alla base della parte attiva 10 dal lato dell'orificio di uscita 13 e un foro radiale 23 che comunica con la cavità assiale 22.

Il pistone tuffante 3 comporta inoltre una parte di asta 14, che sormonta la parte attiva 10 e si estende sensibilmente nella cavità 5 ed è circondata coassialmente dalla molla di taratura 6; questa parte di asta 14 attraversa il piattello 8 termina con una testa allargata 15 che definisce una spalla 16 di ritegno del piattello.

Una molla di richiamo 17, coassiale all'asta 14, è interposta tra il piattello 8 e una spalla definita nel corpo 1 per spingere il piattello verso l'alto, ossia verso la sua posizione che definisce una taratura minima .

Il piattello 8 è sormontato da uno spingitoio 18 mobile liberamente scorrevole in un alesaggio del corpo e sporgente parzialmente dal corpo per essere in contatto con una camma 19 atta a ruotare intorno ad un asse sotto l'azione di un organo di azionamento quale una impugnatura 21.

Il funzionamento di tale dispostivo è noto e si potrà fare riferimento per esempio ai documenti precitati FR 2 376 978 o FR 2 507 732 per precisazioni supplementari.

In tale dispositivo noto come sopra descritto, la molla di regolazione 6 è una molla elicoidale standard, costituita da un filo metallico di geometria omogenea, in particolare di sezione costante, configurata sotto forma di avvolgimento elicoidale a passo costante e diametro costante. Come sopra indicato, questa molla di regolazione lineare conferisce, da sola, una curva di regolazione lineare di pendenza determinata dalla rigidità di detta molla.

Se si desidera ottenere una curva di regolazione a doppia pendenza {due sezioni lineari successive di pendenze differenti), è noto aggiungere alla molla 6 precedente una seconda molla avente caratteristiche differenti.

Tenuto conto dello spazio ristretto disponibile all'interno del riduttore di pressione, si è stati condotti a disporre la seconda molla di regolazione 24 all'interno dello spingitoio 18 realizzato cavo a tale fine.

Come illustrato in figura 1, lo spingitoio 18 è munito di una cavità assiale 25 estendentesi su circa la totalità della sua lunghezza, per cui la seconda molla di regolazione 24 ivi alloggiata non si estende, allo stato non compresso (caso illustrato in figura 1), che su una parte della lunghezza della cavità 25, un intervallo vuoto sussistendo alla parte superiore della cavità.

Alla sua estremità inferiore, la seconda molla 24 appoggia su uno spingitoio addizionale 26 guidato nella cavità 25 e che appoggia sulla testa 15 del pistone tuffante 3. Lo spingitoio addizionale 26 si prolunga verso l'alto con un nottolino assiale 27 che serve da guida per la molla che lo circonda.

Quando lo spingitoio 18 è spinto verso il basso sotto l'azione dell'inclinazione della camma 19, soltanto la molla di regolazione 6 è operativa all'inizio della corsa dello spingitoio 18, e questo finché la seconda molla 24 non viene in contatto col fondo dell'alloggiamento 25 praticato nello spingitoio. La curva di regolazione è allora lineare con una pendenza determinata dalle caratteristiche della molla di regolazione 6.

Non appena la seconda molla 24 viene in contatto col fondo dell'alloggiamento 25, la caratteristica di regolazione è definita dalle due molle 6 e 24 che agiscono allora in serie: la curva di regolazione rimane sempre lineare, ma con una pendenza determinata dalle caratteristiche delle due molle 6 e 24.

Un tale montaggio risponde dunque alle esigenze pratiche ed è soddisfacente per quanto concerne il risultato ottenuto.

Tuttavia, la costruzione del dispositivo ne è complicata poiché è necessario effettuate la lavorazione dello spingitoio in modo speciale (non si tratta più di uno spingitoio standard) ed è necessario anche utilizzare dei pezzi supplementari (seconda molla 24, spingitoio addizionale 26). Il costo del dispositivo ne è maggiorato.

Inoltre, una tale disposizione permette certamente di realizzare una curva di regolazione a doppia pendenza rimanendo entro condizioni di strutture ancora relativamente semplici. Per contro, è impossibille, in pratica, realizzare con dei mezzi di questo tipo una struttura che provveda una curva di regolazione avente dei segmenti lineari in numero almeno uguale a tre, oppure una curva di regolazione curvilinea ad incremento progressivo se lo si desidera.

Si potrà rilevare, di conseguenza che le piccole dimensioni dei pezzi componenti del dispositivo (la figura 1 è sensibilmente ingrandita rispetto alle dimensioni reali) e le posizioni ravvicinate le une alle altre dei riduttori di pressione in seno al corpo (quattro riduttori disposti a croce e due a due opposti) non lasciano alcuno spazio disponibile per il montaggio di molle di regolazione supplementari. La disposizione illustrata in figura 1 è in pratica la sola realizzazione possibile in uno spazio cosi ristretto e così ingombrato.

L'invenzione ha essenzialmente per scopo di rimediare agli inconvenienti precitati e di proporre una disposizione perfezionata ed economica che permetta di ottenere una curva di regolazione di conformazione qualsiasi senza aggiunta di pezzi e senza modificazione dei pezzi presenti (in particolare conservando degli spingitoi standard senza lavorazioni supplementari), con per ultimo un costo di fabbricazione più basso possible .

A tali fini, il dispositivo dell'invenzione è caratterizzato da ciò che la molla di taratura è unica ed è una molla elicoidale il cui passo di avvolgimento è variabile, grazie a che la curva di regolazione della pressione del fluido ottenuta dall’azionamento dell'organo di comando che provoca una compressione almeno parziale della molla di taratura presenta una pendenza variabile.

Inoltre, in pratica, si conserva lo stesso numero di pezzi che in un dispositivo anteriore, ciò che si rivela particolarmente interessante data la grande difficoltà, e persino l’impossibilità di disporre di un maggiore spazio libero in direzione radiale in seno al dispositivo.

In pratica, le richieste degli utilizzatori portano il più sovente su delle curve di regolazione a due tratti lineari successivi aventi delle pendenze differenti. In questo caso, si prevede che la molla di taratura elicoidale presenti almeno due tratti successivi aventi dei passi di avvolgimento differenti.

Tuttavia, le condizioni generali di attuazione dell'invenzione permettono di rispondere se necessario, in modo semplice e senza modificazione dell'insieme in seno al dispositivo, a delle richieste di curve di regolazione più complesse, comportanti una pluralità di segmenti lineari di pendenze differenti o anche di andamento curvilineo, oppure combinando delle sezioni lineari e delle sezioni curvilinee: a tale fine, si prevede che la molla di taratura elicoidale abbia un passo di avvolgimento variabile in continuo su almeno una parte della sua lunghezza affinchè la curva di regolazione sia curvilinea su almeno una parte della sua lunghezza.

Grazie alle disposizioni dell'invenzione, la curva di regolazione ricercata è ottenuta utilizzando una molla elicoidale unica comportante delle spire avvolte in modo appropriato, la quale molla sostituisce semplicemente la molla elicoidale semplice utilizzata tradizionalmennte. Gli altri pezzi del dispositivo rimangono immutati e non devono subire alcuna modificazione. In altre parole, tutti i dispositivi di telecomando sono costruiti allo stesso modo, con gli stessi pezzi componenti, e l'adattamento della curva di regolazione di ogni regolatore di pressione si basa unicamente sulla scelta della molla unica appropriata.

Ne risulta un risparmio sostanziale non solo per la fabbricazione, ma anche per il montaggio e la manutenzione.

L'invenzione sarà meglio compresa alla lettura della descrizione dettagliata che segue di alcune forme di realizzazione date a solo titolo di esempi illustrativi.

In questa descrizione si fa riferimento ai disegni allegati nei quali:

- la figura 2 è uno schema semplificato parziale, in sezione, di un dispositivo distributore disposto conformemente all'invenzione;

- la figura 3 è una vista semplificata che mostra una molla elicoidale a doppio passo di avvolgimento che permette di ottenere una curva di regolazione a due segmenti lineari di pendenze differenti;

- la figura 4 è un esempio di curva di regolazione a due segmenti lineari di pendenze differenti che può essere ottenuta con la molla della figura 3;

- le figure 5A e 5B sono delle viste semplificate che mostrano rispettivamente due molle elicoidali che permettono di ottenere delle curve di regolazione complesse; e

- la figura 6 è un grafico che mostra due curve di regolazione complesse che possono essere ottenute con le molle delle figure 5A, 5B rispettivamente.

La figura 2 mostra, in sezione, una parte di un dispositivo distributore disposto conformemente all'invenzione. Il dispositivo della figura 2 si differenzia da quello della figura 1 essenzialmente per il fatto che la molla di regolazione 6 della figura 1, di tipo elicoidale, nel presente caso è sostituita con una molla elicoidale di tipo particolare 28, di cui degli’ esempi saranno illustrati nel seguito. La molla unica 28 è sufficiente a provvedere, da sola, la curva di regolazione desiderata, la seconda molla di regolazione 24 e la disposizione specifica corrispondente (alloggiamento 25 dello spingitoio, piattello d'appoggio 26 e nottolino di guida 27) non avendo più ragione di esistere: lo spingitoio 18 è così uno spingitoio standard, pieno, munito alla sua base della cavità necessaria alla libera escursione dell'estremità superiore dell'asta 14 del pistone tuffante 3.

In queste condizioni, si può constatare che il dispositivo di regolazione illustrato in figura 2 è di struttura analoga a quella di un dispositivo classico come illustrato dai disegni dei documenti FR 2376 978 o FR 2 507 732; la molla di regolazione 28 stessa conserva sensibilmente la stessa geometria d'insieme (lunghezza, diametro esterno), essendo modificata soltanto la conformazione del suo avvoglimento.

Per ottenere una curva di regolazione a doppia pendenza 29 come quella illustrata in figura 4 (sforzi portati in ordinate, altezza dell'avvolgimento della molla portata in ascissa su un asse invertito orientato con dei valori crescenti verso sinistra) - ossia comportante per esempio una prima sezione lineare 30 avente una pendenza predeterminata corrispondente alla maggior parte della corsa di regolazione, seguita nella parte terminale della corsa di regolazione da una seconda sezione lineare 31 di maggiore pendenza -, si utilizza una molla di regolazione 28 di cui una caratteristica varia a partire da una soglia predeterminata .

In pratica, la caratteristica ritenuta è, di preferenza, il passo di avvolgimento del filo della molla come illustrato in figura 3: la molla 28A presenta un primo tratto 33 con delle spire relativamente ravvicinate e un secondo tratto 34 con delle spire relativamente meno ravvicinate, tutte le spire avendo sensibilmente lo stesso diametro di avvolgimento ed essendo costituita con lo stesso filo metallico, avente su tutta la sua lunghezza la stessa composizione e la stessa sezione.

Quando la molla 28A inizia ad essere compressa, il primo tratto 33 a spire relativamente ravvicinate, che presenta una minore rigidità, è soltanto attivo in pràtica e provvede una regolazione che varia linearmente secondo la prima sezione 30 della curva 29 della figura 4. Quando tutte le spire del primo tratto 33 sono diventate giuntive, il secondo tratto 34 a spire più distanziate, pertanto con una rigidità superiore, diventa attivo e provvede una regolazione conforme alla seconda sezione 31 di maggiore pendenza della curva 29 della figura 4.

Una molla a. doppio passo di avvolgimento come illustrato in figura 3A può essere fabbricata senza particolare difficoltà ed è di costo accettabile. E' così possibile realizzare un dispositivo di regolazione il cui costo non supera di molto quello di un dispositivo classico.

Le disposizioni conformi all'invenzione possono essere attuate, inoltre, per ottenere delle ..curve di regolazione molto più complesse, rimanendo sempre nel contesto strutturale semplice illustrato in figura 2.

Per esempio, la molla 28D illustrata in figura 5A estende la disposizione illustrata in figura 3 ad un maggiore numero di tratti di passi differenti (nel presente caso i passi sono crescenti e in numero di quattro) rispettivamente 39, 40, 41 e 42. Una tale molla conduce alla curva di regolazione 43 illustrata in figura 6, che è costituita da quattro sezioni lineari successive 44, 45, 46 e 47 che presentano delle pendenze differenti e crescenti.

Inoltre per esempio, la molla 28E illustrata in figura 5B è costituita da un filo di sezione identica, avvolto su un .diametro unico, con un passo progressivamente variabile. Una tale molla provvvede una curva di regolazione 48 (figura 6) curvilinea senza punto singolare (curvatura continua).

Beninteso le disposizióni che sono state precedentemente descritte possono essere combinate, in modo da ottenere qualsiasi curva di regolazione desiderata (combinazione di sezioni lineari e curvilinee).

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo distributore di fluido, in particolare per telecomando idraulico, comprendente almeno un riduttore di pressione (2) montato in un corpo (1) e un organo di comando (19) atto a modificare la taratura del riduttore, il quale riduttore (2) comporta un pistone tuffante (3) mobile, a.mezzo di detto organo di comando, in una cavità (4) del corpo (1) che comprende da un lato, un alloggiamento (5) nel quale è disposta una molla di taratura del riduttore e, dall'altro lato, un alesaggio (9) nel quale una parte attiva (10) del pistone tuffante (3) può essere spostata per assicurare la funzione di riduttore di pressione di fluido, detto pistone tuffante (3) comportando una parte di asta (14) che sormonta detta parte attiva (10) ed estendentesi sensibilmente in detto alloggiamento, detta parte di asta (14) comportando, alla sua estremità libera, una testa allargata (15) che definisce una prima spalla (16) e, dal lato della sua giunzione con detta parte attiva (10), una seconda spalla (7) sulla quale appoggià.detta molla di taratura (6) la cui altra estremità appoggia su un piattello (8) coassiale alla parte di asta (14) e spinto elasticamente (17) per appoggiare contro detto organo di comando, caratterizzato da ciò che la molla di taratura (28) è unica ed è una molla elicoidale il cui passo di avvolgimento è variabile.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che la molla di taratura elicoidale (28) presenta almeno due tratti successivi (33, 34) aventi dei passi di avvolgimento differenti, grazie a che la curva di regolazione (29) è costituita da almeno due segmenti di retta successivi (30, 31) di pendenze differenti.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che la molla di taratura elicoidale (28E) ha un passo di avvolgimento variabile in continuo su almeno una parte della sua lunghezza, grazie a che la curva di regolazione (48) è curvilinea su almeno una parte della sua lunghezza.