ITMO20080243A1 - Dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici. - Google Patents

Dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici. Download PDF

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ITMO20080243A1
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Daniele Landuzzi
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Description

DESCRIZIONE
"DISPOSITIVO DI DISTRIBUZIONE PER CIRCUITI IDRAULICI".
La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici.
In particolare, la presente invenzione trova applicazione nella movimentazione di cassoni ribaltabili di autocarri azionati da cilindri idraulici ad effetto semplice o doppio.
I dispositivi di distribuzione del tipo noto comprendono un corpo principale ed un cursore scorrevolmente inserito nel corpo principale. In quest'ultimo sono ricavate, rispettivamente, una bocca di ingresso dell'olio collegata ad una pompa idraulica ed almeno un innesto per realizzare un collegamento idraulico con il cilindro, nel caso quest'ultimo sia ad effetto semplice. Diversamente, nel corpo principale à ̈ altresì ricavato un ulteriore innesto per collegare il dispositivo al cilindro nel caso in cui questo sia ad effetto doppio. Sempre nel corpo principale del dispositivo di distribuzione à ̈ ricavata inoltre una bocca di scarico per consentire il deflusso dell'olio in un serbatoio di scarico.
Il cursore à ̈ mobile rispetto al corpo principale in modo da consentire una comunicazione di fluido tra la bocca di ingresso dell'olio e gli innesti e/o la bocca di scarico per realizzare la funzione desiderata.
Con maggiore dettaglio, il dispositivo di distribuzione o distributore à ̈ del tipo a tre posizioni e il relativo cursore à ̈ posizionabile in modo che il dispositivo di distribuzione medesimo possa assumere alternativamente almeno una prima ed una seconda configurazione.
Nella prima configurazione, il cursore à ̈ posizionato, rispetto al corpo principale, in modo da permettere un passaggio dell'olio in pressione dalla bocca di ingresso all'innesto e quindi al cilindro idraulico. In questa configurazione, quindi, il cilindro idraulico viene alimentato ed azionato in modo che un suo stelo si estenda .
Nella seconda configurazione, il cursore à ̈ posizionato, rispetto al corpo principale, in modo da permettere un passaggio dell'olio in pressione dalla bocca di ingresso alla bocca di scarico. In questo caso, l'olio in pressione viene fatto defluire nel serbatoio di scarico, la pompa non à ̈ più in comunicazione di fluido con il cilindro e quest'ultimo viene disattivato.
Notoriamente, quando il cilindro raggiunge il fine corsa dello stelo, dal momento che la pompa continua a mantenere in pressione l'olio, si assiste ad un rapido innalzamento della pressione dell'olio nel cilindro idraulico e nel dispositivo di distribuzione.
Tale picco à ̈ potenzialmente pericoloso e deve essere smaltito dal circuito velocemente ed in modo efficiente. Pertanto, à ̈ necessario dotare i dispositivi di distribuzione di appostiti mezzi di sicurezza. Nell'arte nota, tali mezzi sono costituiti da valvole di massima pressione che, disposte tra il dispositivo distributore ed il cilindro idraulico, si aprono al superamento di una soglia predeterminata di pressione. Tali valvole, una volta aperte, riversano l'olio in pressione nel serbatoio di scarico per eliminare l'innalzamento della pressione dell'olio nel distributore e nel cilindro idraulico.
Svantaggiosamente, nei dispositivi di distribuzione del tipo noto l'impiego delle valvole di massima pressione non garantisce una protezione adeguata al circuito idraulico.
Infatti le valvole di massima pressione devono essere opportunamente tarate in funzione delle diverse applicazioni del dispositivo stesso. Nel caso in questione, la taratura delle valvole dipende, a titolo di esempio, dal tipo del cilindro idraulico e dalla potenza necessaria al funzionamento della pompa.
Inoltre, le valvole di massima pressione impiegate solitamente non sono in grado di smaltire portate elevate di olio. Conseguentemente, la risposta al picco di pressione non risulta completamente soddisfacente. In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione à ̈ proporre un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.
In particolare, à ̈ scopo della presente invenzione mettere a disposizione un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici in grado di garantire una protezione adeguata al circuito idraulico a cui à ̈ applicato.
II compito tecnico precisato e lo scopo specificato sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici, come illustrato negli uniti disegni in cui:
la figura 1 rappresenta una vista schematica di circuito idraulico comprendente un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici a semplice effetto in accordo con una prima forma realizzativa della presente invenzione;
la figura 2 rappresenta una vista schematica di circuito idraulico comprendente un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici a doppio effetto in accordo con una prima forma realizzativa della presente invenzione;
la figura 3 rappresenta una vista in sezione di un dettaglio di un dispositivo di distribuzione in accordo con la presente invenzione in una prima configurazione corrispondente alla alimentazione cilindro;
la figura 4 rappresenta una vista in sezione di un dettaglio di un dispositivo di distribuzione in accordo con la presente invenzione in una seconda configurazione corrispondente allo scarico a seguito del raggiungimento della pressione massima o di picco ammessa.
In accordo con le allegate figure, con 1 Ã ̈ stato complessivamente indicato un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici.
Con maggiore dettaglio, nelle figure à ̈ rappresentato un circuito idraulico applicato, a titolo di esempio, agli autocarri e, in particolare, al cassone ribaltabile degli autocarri per effettuare la movimentazione del cassone stesso.
Il circuito rappresentato comprende una pompa idraulica "P" che consente la circolazione di un fluido, preferibilmente olio. La pompa "P" Ã ̈ azionata mediante la potenza meccanica erogata da una presa di potenza dell'autocarro .
La pompa "P" Ã ̈ collegata al dispositivo di distribuzione I mediante opportuni condotti (rappresentati in modo schematico) .
II dispositivo 1 comprende inoltre un organo attuatore "C" alimentato dall'olio proveniente dalla pompa "P". Preferibilmente, 1'attuatore "C" Ã ̈ un cilindro idraulico .
II dispositivo 1 à ̈ dunque disposto tra la pompa "P" ed i cilindro †C" in modo da regolare l'attivazione e/o la disattivazione del cilindro "C".
Con riferimento al cilindro idraulico "C", esso può essere ad effetto singolo oppure ad effetto doppio.
Nell'ambito della presente trattazione, con "effetto singolo" ci si riferisce ad un cilindro idraulico alimentato da un'unica linea idraulica "L" di alimentazione che apporta olio in pressione in corrispondenza di un fondello del cilindro per attivare il cilindro stesso ed estendere uno stelo. È questo il caso schematicamente illustrato in figura 1.
In questo caso, l'inversione del moto e, quindi, la ritrazione dello stelo non può essere comandata ed avviene per semplice deflusso dell'olio presente nel fondello.
Con "effetto doppio" ci si riferisce ad un cilindro idraulico alimentato da una linea di alimentazione "L1" diretta in corrispondenza del fondello per attivare l'estensione dello stelo ed una linea di alimentazione "L2" diretta in corrispondenza dello stelo per attivare la ritrazione dello stelo. È questo il caso illustrato in modo schematico in figura 2.
Con riferimento alle figure 3 e 4, il dispositivo 1 comprende un corpo principale 2 di contenimento ed un cursore 3 scorrevolmente inserito nel corpo principale 2.
II corpo principale 2 presenta una bocca di ingresso 4 necessaria a realizzare il collegamento del dispositivo 1 con la pompa "P" idraulica ed almeno una bocca di uscita 5 per consentire il collegamento del dispositivo 1 con il cilindro "C".
Nel caso quest'ultimo sia del tipo ad effetto singolo tale bocca di uscita 5 consente il collegamento del dispositivo 1 con il fondello del cilindro "C" e tale collegamento à ̈ sufficiente per consentirne il funzionamento.
Nel caso in cui il cilindro "C" sia del tipo ad effetto doppio, il corpo principale 2 presenta inoltre un'ulteriore bocca di uscita che realizza il collegamento del dispositivo 1 con il cilindro "C" in prossimità del suo stelo.
Con maggiore dettaglio, nel caso in cui il cilindro "C" sia ad effetto semplice, l'olio affluisce al cilindro "C" attraverso la bocca di uscita 5 durante l'estrazione dello stelo e defluisce dal cilindro "C" sempre attraverso la bocca di uscita 5 durante la ritrazione dello stelo.
Nel caso in cui il cilindro "C" sia ad effetto doppio, durante l'estrazione dello stelo, l'olio affluisce verso il fondello del cilindro "C" attraverso la bocca di uscita 5 e defluisce dal lato dello stelo del cilindro "C" attraverso l'ulteriore bocca di uscita. Viceversa, durante la ritrazione dello stelo, l'olio affluisce verso il lato dello stelo del cilindro "C" attraverso l'ulteriore bocca di uscita e defluisce dal fondello dello stelo del cilindro "C" attraverso la bocca di uscita 5.
In ogni caso, il corpo principale 2 presenta inoltre una bocca di scarico 6 che consente, ad esempio, lo smaltimento dell'olio che defluisce dal cilindro "C" verso un serbatoio 7 di scarico.
Nel dispositivo 1, il cursore 3, del dispositivo distributore a tre posizioni, Ã ̈ selettivamente mobile tra almeno una prima posizione in cui consente una comunicazione di fluido tra la bocca di ingresso 4 e la bocca di uscita 5 ed una seconda posizione in cui stabilisce una comunicazione di fluido tra la bocca di ingresso 4 e la bocca di scarico 6.
Con maggiore dettaglio, nella prima posizione il cursore 3 permette all'olio in pressione di raggiungere dalla pompa "P" il cilindro "C" in modo da azionare guest'ultimo, estraendone lo stelo.
Nella seconda posizione, il cursore 2 consente all'olio in pressione di passare dalla pompa "P" al serbatoio 7. Dal momento in questa posizione il cursore 3 impedisce una comunicazione di fluido tra il dispositivo 1 e il cilindro †C", l'alimentazione del cilindro "C" viene interrotta.
Preferibilmente, il cursore 3 Ã ̈ inoltre in grado di assumere una terza posizione in cui consente l'inversione del moto dello stelo per ritrarlo.
Nel caso in cui il cilindro "C" sia ad effetto singolo, nella terza posizione il cursore 3 pone in comunicazione la bocca di uscita 5 con la bocca di scarico 6 e l'olio può defluire dal cilindro "C" al serbatoio 7.
Invece, nel caso in cui il cilindro "C" sia ad effetto doppio, nella terza posizione il cursore 3 pone in comunicazione la bocca di uscita 5 con la bocca di scarico 6 e la bocca di ingresso 4 con l'ulteriore bocca di uscita. In questo modo, l'olio presente nel lato fondello del cilindro "C" defluisce al serbatoio 7 di scarico, mentre l'olio proveniente dalla pompa "P" affluisce al lato stelo del cilindro "C".
In ogni caso, il cursore 3 Ã ̈ movimentato da un utente in modo diretto mediante una connessione meccanica oppure, in alternativa, mediante un comando servo-assistito "S". Preferibilmente, quando il cursore 3 si trova nella seconda posizione, esso occupa una posizione centrale rispetto al corpo principale 2. Invece, quando il cursore 3 si trova nella prima e/o terza posizione, esso occupa una posizione laterale rispetto a quella centrale appena definita.
Con riferimento al caso del cilindro "C" ad effetto singolo, si parla di dispositivo di distribuzione 1 a tre vie e tre posizioni. Con riferimento al caso del cilindro "C" ad effetto doppio, si parla invece di dispositivo di distribuzione 1 a quattro vie e tre posizioni.
Il dispositivo 1 comprende inoltre mezzi di controllo 8 della pressione necessario a proteggere il dispositivo 1 stesso e l'intero circuito idraulico da eventuali picchi di pressione.
I mezzi di controllo 8 sono associati al cilindro "C" per potere rilevare la pressione dell'olio in esso contenuto e sono attivi sul cursore 3 per movimentarlo dalla posizione di lavoro alla posizione di scarico quando la pressione dell'olio agente nel cilindro "C" supera un predeterminato valore.
In accordo con la presente invenzione, i mezzi di controllo 8 comprendono una valvola di controllo 9 posta in comunicazione di fluido con la pompa "P" o con il cilindro "C".
Nella realizzazione di figura 1 la suddetta comunicazione avviene attraverso una valvola selettrice 20.
In uso, quando la pressione dell'olio agente nel cilindro "C" o alla bocca della pompa "P" arriva superare il detto valore predeterminato la valvola di controllo 9 commuta la propria configurazione in modo da consentire, attraverso di essa, un transito di olio che raggiunge il cursore 3 per muoverlo.
Quando la pressione rilevata à ̈, invece, inferiore al valore predeterminato, la valvola di controllo 9 intercetta il flusso di olio in pressione.
In dettaglio, nella forma realizzativa riferita al cilindro "C" ad effetto semplice, dal momento che il dispositivo 1 Ã ̈ connesso al cilindro mediante un'unica linea di alimentazione "L", il dispositivo 1 comprende un'unica valvola di controllo 9 relativa a tale linea di alimentazione.
Nel caso in cui ci si riferisca alla forma realizzativa relativa al cilindro "C" ad effetto doppio, il dispositivo 1 comprende due valvole di controllo 9, ciascuna associata ad una rispettiva linea di alimentazione "LI", "L2".
Dal momento che la pressione dell'olio agente nel cilindro "C" Ã ̈ la stessa di quella agente in corrispondenza della bocca di uscita 5, la valvola di controllo 9 Ã ̈ in comunicazione di fluido con la bocca di uscita 5 stessa e non occorre provvedere a collegamenti diretti con il cilindro "C".
Anche nel caso di cilindro "C" a effetto doppio, una delle valvole di controllo 9 Ã ̈ in comunicazione di fluido con l'ulteriore bocca di uscita.
Come sopra accennato, al superamento del valore predeterminato di pressione, la valvola di controllo 9 consente il passaggio di olio in pressione verso il cursore 3.
Più precisamente, in questa situazione l'olio à ̈ diretto in una camera 10 a volume variabile.
Tale camera 10 Ã ̈ definita tra il corpo principale 2 ed il cursore 3 e risulta in comunicazione di fluido con la valvola 9.
Il cursore 3 comprende un corpo cilindrico 11 che si estende lungo un asse longitudinale di sviluppo prevalente ed un disco 12 fissato ad un'estremità del corpo cilindrico 11. Tale disco 12 presenta un diametro superiore al diametro del corpo cilindrico stesso e giace affacciato ad uno spallamento 13 interno ricavato nel corpo principale 2.
La camera 10 a volume variabile à ̈ dunque definita tra il disco 12 e lo spallamento 13 presenta una forma anulare avvolta attorno al citato asse longitudinale di sviluppo prevalente.
Il disco 12 Ã ̈ pertanto mobile in avvicinamento e allontanamento rispetto allo spallamento 13 per variare il volume della camera 10.
In uso, quando la valvola di controllo 9 si apre, l'olio in pressione entra nella camera 10 che si trova in una configurazione di volume minimo. L'ingresso dell'olio in pressione determina un'estensione della camera 10 che, aumentando il proprio volume, sposta il disco 12 e solidalmente anche il resto del cursore 3. In questo modo, il cursore 3 viene spostato dalla prima posizione (o dalla terza) alla seconda, disattivando l'alimentazione del cilindro "C".
Nel caso in cui il cilindro "C" sia del tipo ad effetto doppio, il dispositivo 1 presenta due camere 10 a volume variabile poste in corrispondenza di rispettive estremità del cursore 3.
In questo caso, il cursore 3 comprende due dischi 12 fissati a rispettive estremità del corpo cilindrico 11 e due corrispondenti spallamenti 13 interni per definire le camere 10.
Vantaggiosamente, una valvola di non ritorno 14 può essere predisposta immediatamente a valle della pompa " P "
L' invenzione raggiunge lo scopo preposto e consegue importanti vantaggi.
Infatti, la valvola di controllo non necessita di modifiche ai propri parametri di taratura in funzione delle diverse applicazioni possibili. In altre parole, una volta fissata la taratura di tale valvola non à ̈ necessario intervenire ulteriormente per adattare il dispositivo di distribuzione 1 ad altre e diverse esigenze .
Come si può notare nel caso del semplice effetto il controllo à ̈ attivo sia sulla mandata della pompa "P" che sul cilindro "C", mentre nel caso del doppio effetto il controllo à ̈ operato direttamente da due valvole di controllo .
Pertanto, il dispositivo 1 garantisce una protezione adeguata a se stesso ed al circuito idraulico al quale à ̈ applicato indipendentemente dalle condizioni operative particolari .
Inoltre, la quantità di olio in pressione che può fuoriuscire per smaltire un picco di pressione à ̈ decisamente incrementata. Infatti, una volta verificato il picco di pressione i mezzi di controllo impongono al cursore di portarsi nella seconda posizione per consentire al dispositivo di smaltire esso stesso l'eccesso di pressione. In questo caso, l'olio scaricato attraverso il dispositivo à ̈ notevolmente superiore a quello smaltito da una valvola di massima pressione.
Ancora, tra i vantaggi annoverabili vi à ̈ quello relativo alla compattezza. Infatti, à ̈ possibile dislocare le valvole di controllo direttamente sul corpo principale del dispositivo di distribuzione in modo da aumentare la compattezza del dispositivo e ridurre i suoi ingombri. Peraltro, à ̈ possibile collegare il dispositivo di distribuzione mediante frangiatura diretta sul serbatoio.

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici comprendente - un corpo principale (2) di contenimento avente almeno una bocca di ingresso (4) di un fluido collegabile ad una pompa (P), una bocca di uscita (5) del fluido collegabile ad un organo attuatore (C) ed una bocca di scarico (6) del fluido associabile ad un serbatoio (7) di scarico; - un cursore (3) scorrevolmente inserito in detto corpo principale (2) e selettivamente mobile tra almeno una prima posizione in cui consente il passaggio di fluido da detta pompa (P) a detto organo attuatore (C) attraverso detta bocca di ingresso (4) per azionare quest'ultimo ed una seconda posizione in cui consente il transito dì detto fluido da detta pompa (P) a detto serbatoio (7) di scarico per arrestare detto organo attuatore (C); mezzi di controllo (8} associati a detto organo attuatore (C) per rilevare la pressione del fluido agente in detto organo attuatore (C) ed attivi su detto cursore (2) per spostarlo da detta prima posizione a detta seconda posizione al superamento di un valore predeterminato della pressione del fluido agente in detto organo attuatore (C); - il corpo principale (2) presentando un'ulteriore bocca di uscita collegabile a detto organo attuatore (C), il cursore (3) essendo inoltre posìzionabile per assumere una terza posizione in cui consente il passaggio di fluido da detta pompa (P) a detto organo attuatore (P) attraverso detta ulteriore bocca di ingresso per invertire l'azionamento di detto organo attuatore (C); caratterizzato dal fatto che detti mezzi controllo (8) comprendono due valvole di controllo (9) ciascuna in comunicazione di fluido rispettivamente con detta bocca di uscita (5) e detta ulteriore bocca di uscita; ciascuna valvola di controllo (9) essendo atta a consentire il passaggio del fluido verso detto cursore (3) quando la pressione del fluido agente in detto organo attuatore (C) à ̈ superiore a detto valore predeterminato per arrestare detto organo attuatore (C).
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di controllo (8) comprendono una valvola di controllo (9) in comunicazione di fluido con detto organo attuatore (C) atta a consentire il passaggio del fluido verso detto cursore (3) quando la pressione del fluido agente in detto organo attuatore (C) Ã ̈ superiore a detto valore predeterminato per arrestare detto organo attuatore (C).
  3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta valvola di controllo (C) Ã ̈ in comunicazione di fluido con detta bocca di uscita (5).
  4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto di presentare inoltre almeno una camera (10) a volume variabile definita tra detto corpo principale (2) e detto cursore (3); detta camera (10) a volume variabile essendo in comunicazione di fluido con detta valvola di controllo (9).
  5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto cursore (2) comprende un corpo cilindrico (11) ed almeno un disco (12) fissato ad un'estremità del corpo cilindrico (11) ed avente diametro maggiore di quello del corpo cilindrico (11); detto disco (12) essendo affacciato ad uno spallamento (13) interno ricavato in detto corpo principale (2).
  6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di presentare due camere (10) a volume variabile definite tra il cursore (3) e il corpo principale (2); ciascuna camera (10) essendo in comunicazione di fluido con una rispettiva valvola di controllo (9).
  7. 7. dispositivo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto organo attuatore (C) Ã ̈ un cilindro idraulico.
  8. 8. Circuito idraulico comprendente: una pompa (p) per mantenere in pressione un fluido; un organo attuatore (C) funzionalmente connesso alla pompa (P) per essere alimentato con detto fluido in pressione; un dispositivo di distribuzione per circuiti idraulici (1) secondo una qualunque delle rivendicazioni dalla 1 alla 7; detto dispositivo essendo posto tra detta pompa (P) e detto organo attuatore (C) per regolare l'attivazione e/o la disattivazione di detto organo attuatore (C).
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