ITMO20090275A1 - Circuito fluidodinamico - Google Patents

Description

CAMPO TECNICO DI APPLICAZIONE.

La presente invenzione riguarda un circuito fluidodinamico, particolarmente adatto per controllare i movimenti di organi di azionamento di attrezzi ed utensili montati su macchine operatrici, come, ad esempio, macchine smontagomme

STATO DELLA TECNICA NOTA.

In campi tecnici diversi vengono utilizzate macchine automatiche oppure semi-automatiche che sono dotate di utensili che sono montati alla estremità libera di un braccio operativo il quale à ̈ fissato mobile ad un supporto della macchina ed à ̈ dotato di un unico grado di libertà di movimento.

Questi utensili devono essere posti in contatto con un oggetto sul quale devono eseguire un lavoro, avendo, tuttavia, cura di fare in modo che le forze di contatto che si generano fra l’utensile e l'oggetto non siano eccessivamente elevate, per evitare che si possano verificare danneggiamenti durante il contatto.

Per questa ragione, risulta di grande utilità la possibilità di rilevare con dispositivi di rilevamento il contatto fra l'utensile e l’oggetto sul quale deve operare, e, generalmente, a questi dispositivi di rilevamento sono asserviti azionamenti di altri organi automatici che debbono essere attivati solo dopo che à ̈ avvenuto il contatto tra utensile ed oggetto.

Un'ulteriore funzione che presenta grande utilità, à ̈ la possibilità di controllare la corsa e la posizione del braccio ed il raggiungimento con quest'ultimo di un fine-corsa prestabilito che, normalmente, coincide con il contatto tra utensile ed oggetto, oppure con una posizione prestabilita del braccio stesso, in modo tale da controllare l’azionamento degli organi automatici che, come detto in precedenza, devono entrare in funzione solamente dopo che à ̈ stato raggiunto il suddetto fine-corsa.

Normalmente, l’azionamento del braccio che supporta l’utensile à ̈ realizzato per mezzo di un attuatore fluidodinamico a doppio effetto che à ̈ interposto tra il braccio stesso ed il supporto della macchina nel quale il braccio scorre. Per ottenere le funzioni descritte precedentemente, à ̈ pertanto necessario poter controllare l'azionamento dell’attuatore per limitare la velocità di scorrimento del pistone all'interno della camicia e la forza di azionamento che si scarica sull’oggetto quando avviene il contatto tra quest’ultimo e l’utensile montato sul braccio.

Per controllare la corsa del braccio, e, quindi, l'azione dell’attuatore, sono utilizzate, secondo la tecnica nota, due possibili soluzioni che sono tra loro alternative.

Secondo una prima soluzione, vengono montati uno o più sensori di prossimità (scelti tra quelli noti) sul supporto della macchina, sul braccio e, quando à ̈ necessario, anche sull'utensile.

In questo modo à ̈ possibile rilevare, per mezzo di un segnale di avviso, quando il braccio raggiunge la posizione di fine corsa prestabilita, tipicamente un segnale elettrico o pneumatico, che à ̈ inviato dai sensori verso una o più unità di controllo della macchina e predisposte per controllare il funzionamento degli organi automatici.

Questa prima soluzione, tuttavia, presenta alcuni inconvenienti.

Un primo inconveniente à ̈ che à ̈ necessario prevedere e preparare le zone di montaggio e di posizionamento dei sensori di prossimità sul braccio, sul supporto del braccio ed, eventualmente, sull’utensile.

Inoltre, queste operazioni devono essere eseguite con una precisione particolarmente accurata, per evitare rilevamenti imprecisi delle posizioni del braccio.

Un secondo inconveniente à ̈ che à ̈ necessario prevedere dei mezzi di trasmissione e trasporto dei segnali dai sensori alla unità di controllo, come, ad esempio, cavi, tubazioni, fibre ottiche, e questo implica un aumento dei costi di realizzazione delle macchine perché à ̈ necessario acquistare i sensori, di dover predisporre, con apposite lavorazioni le sedi di attacco sul braccio, sul supporto ed, eventualmente, sull'utensile, per il montaggio di questi sensori.

Inoltre, nel caso in cui le posizioni di montaggio dei sensori risultino disagevoli da raggiungere, à ̈ necessario calibrare i sensori in funzione della loro sistemazione in una posizione non ottimale rispetto ad un fine-corsa oppure alla posizione di estremità che il braccio deve raggiungere.

Un ulteriore inconveniente à ̈ che i sensori predisposti per rilevare generalmente un contatto fra un utensile ed un oggetto sul quale quest’ultimo deve operare, sono tipicamente di tipo meccanico e, per questa ragione, possono avere dei giochi tra i componenti che possono rendere imprecisi i rilevamenti in relazione alle posizioni raggiunte dall'utensile rispetto aH’oggetto.

Pertanto, per aumentare la precisione, Ã ̈ necessario utilizzare sensori dotati di una precisione molto elevata e, dunque, proporzionalmente di costo elevato.

Un altro inconveniente à ̈ che le linee che trasportano i segnali tra i sensori e le unità di controllo spesso sono montate, almeno in parte, in prossimità dell'oggetto e questo aumenta il rischio di contatto con l'oggetto stesso o con parti che se ne dovessero staccare durante ulteriori successive lavorazioni. Secondo la seconda soluzione, i movimenti del braccio sono realizzati ancora per mezzo di un attuatore, tuttavia, il raggiungimento di una predeterminata posizione di fine-corsa del braccio viene rilevata misurando la variazione della forza dell’attuatore, più precisamente misurando la pressione di alimentazione di quest’ultimo, che, aumenta sensibilmente oltre il normale valore di funzionamento quando l’attuatore à ̈ sottoposto ad uno sforzo poiché il braccio e l’utensile hanno raggiunto il fine-corsa che blocca ogni ulteriore scorrimento nonostante continui l’azione di spinta delì’attuatore.

Questa seconda soluzione presenta il vantaggio rispetto alia prima che le canalizzazioni necessarie per trasmettere i segnali di raggiungimento del fine-corsa del braccio, oppure di una posizione predeterminata di questo, sono le stesse canalizzazioni che vengono utilizzate per collegare l'attuatore alla sua sorgente di fluido di alimentazione, denominata anche sorgente di potenza.

In accordo con la seconda soluzione, à ̈ anche possibile riferirsi ad un altro parametro per rilevare il raggiungimento con il braccio di un fine-corsa, che à ̈ la variazione di energia (normalmente elettrica) che à ̈ assorbita dall’attuatore durante il suo normale funzionamento e quando viene raggiunto un finecorsa; infatti, quando si realizza questa condizione, l’assorbimento di energia aumenta istantaneamente in modo sensibile a causa della forza di resistenza che si oppone all'attuatore.

In sostanza, pertanto, questa seconda soluzione à ̈, generalmente da preferirsi, purché sia possibile misurare le forze di pressione e le variazioni di queste durante il movimento del braccio nei proprio supporto.

Inoltre, questa seconda soluzione presenta una realizzazione molto semplice rispetto alla prima soluzione e, di conseguenza, risulta di costo inferiore ed più affidabile nel tempo.

Tuttavia, anche questa seconda soluzione presenta alcuni inconvenienti. Un primo inconveniente à ̈ la necessità di controllare e limitare le velocità di movimento del braccio rispetto al supporto, sia per evitare che le forze di inerzia possano far scorrere il braccio oltre una posizione di estremità prestabilita che non ha un fine-corsa di appoggio, sia per permettere un preciso rilevamento delle variazioni di pressione o di forza (elettrica) assorbita dall’attuatore.

Inoltre, la spinta esercitata dall'attuatore deve essere rilevabile mediante la lettura di una sola grandezza fisica e non deve richiedere il confronto tra due grandezze fisiche diverse, che richiederebbe una evoluzione di sistemi elettronici e di mappature di questi ultimi, per ottenere le quali sarebbe necessario utilizzare componenti particolarmente costosi ed effettuare tarature di questi ultimi altrettanto costose.

Anche nel caso in cui siano utilizzati attuatori del tipo elettromeccanico controllati con una tensione costante, nei quali la corrente assorbita dall’attuatore fornisce una affidabile lettura della forza esercita dallo stesso, il rilevamento delia corrente assorbita richiede sensori di costo elevato, come di costo elevato sono anche i componenti dell’unità di contrailo che devono analizzare il valore di corrente assorbito e rilevato.

Inoltre, quando il movimento dei braccio à ̈ sostanzialmente rettilineo, gli attuatori elettromeccanici adatti a produrre questo movimento sono anch’essi costosi, essendo tipicamente composti da un motore elettrico rotativo e da un rinvio meccanico a cremagliera o a vite a ricircolazione di sfere.

Nel caso in cui siano utilizzati, in alternativa, attuatori di tipo idrostatico alimentati con portata costante, nei quali la pressione del fluido idrostatico nella camera in pressione corrisponde in modo direttamente proporzionale alla forza esercitata dall'attuatore, si verificano ulteriori inconvenienti.

Un primo inconveniente di questa soluzione à ̈ che gli attuatori idrostatici necessitano di una centralina idraulica per fornire una potenza idraulica, anche in macchine che, per loro natura, non ne richiederebbero il montaggio, come, ad esempio, la gran parte delle macchine di automazione industriale leggera, tipicamente alimentate con aria compressa.

Inoltre, il circuito idraulico necessita di essere controllato per mezzo di elettrovalvole le quali, a loro volta, richiedono il montaggio ed il collegamento con la centralina elettronica di controllo, aggravando i costi costruttivi.

In aggiunta, il rilevamento della pressione idraulica nella camera in pressione dell'attuatore richiede il montaggio di trasduttori di pressione elettronici, anch'essi costosi, come costosi sono anche i componenti elettronici necessari all’interpretazione dei segnali prodotti da questi trasduttori.

Infine, un ulteriore inconveniente della tecnica nota in generale à ̈ che à ̈ richiesto ad un operatore di mantenere attivato manualmente un comando di attivazione della corsa di un braccio operativo fino a quando quest’ultimo non ha raggiunto una posizione prestabilita.

SCOPI DELL’INVENZIONE.

Uno scopo dell’invenzione à ̈ migliorare lo stato della tecnica nota.

Un altro scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un circuito fluidodinamico che permetta di controllare con precisione i movimenti di un braccio operativo di una macchina utensile, sia in relazione alle velocità di spostamento, sia in relazione alia intensità delia forza di contatto tra un utensile di lavoro montato sul braccio operativo ed un oggetto sul quale l’utensile deve eseguire un lavoro.

Un ulteriore scopo dell'invenzione à ̈ realizzare un circuito fluidodinamico che permetta di ridurre i costi di realizzazione delle macchine sulle quali à ̈ montato.

Un altro scopo dell’invenzione à ̈ realizzare un circuito fluidodinamico che permetta di far eseguire movimenti prestabiliti ad un braccio operativo senza che un operatore debba mantenere attivato un comando operativo durante l'intero tempo di spostamento del braccio operativo.

Secondo un aspetto dell’invenzione à ̈ previsto un circuito fluidodinamico che comprende: una sorgente di un fluido in pressione; mezzi valvolari distributori per distribuire detto fluido in pressione a linee di trasporto; una linea di alimentazione di detto fluido in pressione, interposta tra detta sorgente e detti mezzi valvolari; almeno un apparato utilizzatore principale che à ̈ azionato mobile con moto alternato con mezzi attuatori che comprendono un cursore montato scorrevole a tenuta in una sede di scorrimento di un elemento contenitore e che la divide in una prima camera ed una seconda camera, contrapposte ed aventi volumi variabili; e almeno una seconda ed una terza linea di trasporto di detto fluido in pressione interposte tra detti mezzi valvolari distributori e rispettivamente dette prima camera e seconda camera, caratterizzato dai fatto che tra detti mezzi valvolari ed almeno una di dette seconda e terza linea di trasporto à ̈ interposta una prima linea derivata di trasporto sulla quale sono montati mezzi di scarico rapido normalmente chiusi e dotati di apertura attivabile con mezzi di attivazione.

L'invenzione consente pertanto di raggiungere i seguenti vantaggi:

controllare la velocità e la lunghezza della corsa di un braccio operativo azionato con un attuatore fluidodinamico, evitando contatti violenti tra utensili portati dal braccio operativo ed un oggetto sul quale devono essere utilizzati gli utensili per eseguire un lavoro;

mantenere azionato in una posizione selezionata di lavoro oppure di riposo un comando di operativo che fa spostare un braccio operativo in una prima direzione oppure in una seconda direzione opposta;

eliminare extra-corse del braccio operativo causate da inerzie oppure da giochi tra i componenti di una macchina operativa sulla quale à ̈ montato il braccio operativo.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un circuito fluidodinamico secondo l’invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo nelle unite tavole di disegni in cui;

la FIG. 1 à ̈ una vista generale di una macchina smonta-gomme sulla quale à ̈ montato un circuito fluidodinamico secondo l'invenzione;

la FIG. 2 Ã ̈ una vista molto schematica di un braccio operativo che supporta un utensile di lavoro che deve essere posto a contatto con un oggetto sul quale eseguire un lavoro, utilizzando un circuito fluidodinamico secondo l'invenzione;

la FIG. 3 à ̈ uno schema di una prima possibile forma di realizzazione di base di un circuito fluidodinamico secondo l’invenzione, in una configurazione di allontanamento da un elemento di fine-corsa di un attuatore lineare che muove un braccio operativo della macchina smonta-gomme di FIG.1;

la FIG. 4 Ã ̈ lo schema di FIG. 3 in una configurazione opposta di avvicinamento ad un elemento di fine-corsa di un attuatore lineare che muove un braccio operativo della macchina smonta-gomme di FIG.1 ;

la FIG. 5 à ̈ ancora lo schema di FIG. 3, in cui à ̈ visibile una forma possibile di realizzazione di mezzi di scarico rapido montati su una prima linea deviata di trasporto di fluido in pressione;

la FIG. 6 Ã ̈ ancora lo schema di FIG. 3 in cui i mezzi di scarico rapido sono realizzati in una seconda versione possibile;

la FIG. 7 à ̈ uno schema di una versione più completa del circuito fluidodinamico secondo l’invenzione;

La FIG. 8 Ã ̈ uno schema di una versione del circuito fluidodinamico alternativa alla versione di base della FIG. 3;

la FIG. 9 à ̈ una ulteriore versione più completa del circuito fluidodinamico secondo l'invenzione, in una configurazione di allontanamento da un elemento di fine-corsa;

la FIG. 10 à ̈ lo schema di FIG. 9, nel quale à ̈ stato reso visibile in dettaglio un apparato utilizzatore asservito, che à ̈ azionabile con il circuito secondo l'invenzione;

la FIG. 11 Ã ̈ una ulteriore versione possibile dello schema del circuito fluidodinamico di FIG. 10.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA Di REALIZZAZIONE DELL'INVENZIONE. Con riferimento alle figure citate, nel seguito verranno indicati con gli stessi numeri di riferimento i componenti comuni a tutte le versioni illustrate nelle Figure da 1 a 11.

Con riferimento alla Fig. 1, si nota una macchina smonta-gomme indicata complessivamente con 1, la quale comprende usualmente una base 2 su cui à ̈ montata una piattaforma girevole 3 di appoggio e fissaggio di ruote 4 su cui à ̈ necessario eseguire un lavoro e meglio conosciuta (e indicata di seguito) con il termine tecnico “auto-centrante" 3.

Dalla base 2, si alza sostanzialmente in verticale una prima colonna 5 che supporta, ad una propria estremità superiore 6, un elemento di guida 7 all’interno del quale à ̈ accolta scorrevole una barra 8 che ha sezione quadrangolare.

La barra 8 porta, ad una estremità rivolta verso l’auto-centrante 3, una testa di supporto 9 la quale accoglie in una apposita sede interna, un palo 10 che ha sezione trasversale esagonale e che à ̈ accoppiato con la sede interna in modo da avere un solo grado di libertà, come anche ha la barra 8 rispetto al proprio elemento di guida 7.

In pratica, il paio 10 e la prima colonna 5 sono tra loro sostanzialmente paralleli.

Su un lato della base 2 à ̈ montato un dispositivo tallonatore 12 che à ̈ utilizzato per staccare i talloni di pneumatici, dopo che sono stati sgonfiati, dai bordi dei cerchi su cui questi sono montati.

A fianco della prima colonna 5, à ̈ montata, sulla base 2, una seconda colonna 13 che à ̈ parallela alla prima colonna 5 e lungo la quale scorrono, su apposite guide 14, dei carrelli 15 che supportano una serie di bracci operativi 16, 17 e 18, i quali, alle rispettive estremità rivolte verso l'autocentrante 3, portano corrispondenti utensili 19, 20, 21, destinarti ad essere usati per eseguire i lavori sulle ruote 4.

Come si vede nella FIG. 1, i bracci 17 e 18 scorrono all'interno di rispettivi elementi di guida indicati con 22 e 23 e, grazie alla particolare angolazione di vista, si nota anche un attuatore lineare 24 che aziona il braccio 18 facendolo scorrere nel proprio elemento di guida 23.

Con riferimento alla FIG. 2, si nota in forma schematica ed in scala ingrandita il braccio 18 che scorre all'interno dell’elemento di guida 23, azionato dall'attuatore lineare 24, il quale ha una estremità della camicia 25 che à ̈ vincolata all’elemento di guida 23 mentre, una estremità 26 di uno stelo 27 di un pistone (non visibile) che scorre all’interno della camicia 26, à ̈ vincolata a! braccio 18.

La azione dell’attuatore 24 permette di spostare, o ritirare, il braccio 18, che à ̈ dotato di un utensile 21, verso, oppure da, un oggetto, ad esempio una ruota 4, con cui deve entrare in contatto per eseguire un lavoro.

Con riferimento alla Fig. 3, si osserva una prima forma di realizzazione di un circuito fluidodinamico, nel caso specifico un circuito pneumatico, secondo l’invenzione ed indicato nel seguito come circuito 100.

Come si vede nella Fig. 3, il circuito 100 comprende una sorgente di aria compressa 101 che, attraverso una linea di alimentazione 102, alimenta aria compressa ad una valvola 103 a cassetto che ha due posizioni di lavoro selezionabili e mantenute stabili dopo la selezione, indicate rispettivamente con 104 e con 105, e, complessivamente, cinque porte di accesso, precisamente una prima porta 106 per l’attacco della linea di alimentazione 102, una seconda porta 107 per il collegamento con una estremità di una seconda linea di trasporto 111 di aria compressa, una terza porta 108 per il collegamento con una estremità di una terza linea di trasporto 112 di aria compressa ed una quarte ed una quinta porta di scarico, indicate rispettivamente con 109 e 110.

Come si nota, la seconda linea di trasporto 111 à ̈ coliegata, alla estremità opposta, con una prima camera 113 di una sede di scorrimento di un pistone 114 che divide la sede, indicata complessivamente con 116, in un’altra opposta seconda camera 115.

in pratica, il pistone 114 e la sede 116 sono parte di un apparato utilizzatore principale, cioà ̈ l’attuatore lineare 24, che comprende un cilindro pneumatico 117 che ha uno stelo 118 che, in questo caso, coincide con lo stelo 27, e che ha una estremità che si prolunga all’esterno della sede 116 e sulla quale à ̈ montato un elemento di contatto 119 che à ̈ destinato ad andare ad appoggiarsi contro uno di due elementi di fine-corsa 120 oppure 121 secondo la direzione degli spostamenti del pistone 114 all’interno della sede 116.

In questa prima versione del circuito 100, si osserva che lungo la terza linea di trasporto 112 à ̈ montato un regolatore di flusso 122, predisposto, nel caso specifico, per regolare il flusso di aria compressa lungo la seconda linea di trasporto 112 in una sola direzione, e cioà ̈ nella direzione verso la seconda camera 115, mentre in direzione opposta, il flusso à ̈ libero.

Alla seconda linea di trasporto 111 à ̈ collegata una prima linea derivata 123 di trasporto che ha una prima estremità di attacco posta in prossimità della terza porta 108 ed una seconda estremità di attacco posta in prossimità di una porta di ingresso 124 che da accesso alla prima camera 113, Anche la seconda camera 115 ha una propria porta di accesso indicata con 125 alla quale à ̈ collegata la concorrente estremità della terza linea di trasporto 112.

Lungo la prima linea derivata 123 sono sistemati mezzi di scarico rapido 126 che sono destinati a restare normalmente in posizione chiusa, ma che possono essere aperti quando la pressione dell’aria all’interno della prima linea derivata 123 aumenta, come verrà meglio descritto più avanti.

I mezzi di scarico rapido 126 hanno una porta 127 di collegamento con la prima linea derivata 123, una portai 28 di collegamento con la seconda linea di trasporto 111 ed una porta di scarico rapido 129.

Sulla terza linea di trasporto 112, precisamente tra il regolatore di flusso 122 e la porta di accesso 125, à ̈ prevista una seconda linea derivata 130 che la collega con un circuito ausiliario 131 di comando, predisposto per comandare almeno un ulteriore apparato utilizzatore asservito a detto apparato utilizzatore principale, cioà ̈ all’attuatore lineare 24, e descritto nel seguito. Con riferimento alla Fig. 4, si nota che i mezzi di scarico rapido 126 sono in una configurazione aperta di scarico rapido, poiché la porta 128 à ̈ collegata con la porta 129 per mezzo di un collegamento 132 che à ̈ visibile in dettaglio nella Fig. 5.

II collegamento 132 à ̈ ottenuto, in questo caso, per mezzo di una valvola a cassetto 133 che ha due posizioni alternate di lavoro, precisamente una posizione normale 134 in cui à ̈ chiusa ed una posizione di scarico 135 in cui à ̈ aperta, a contrasto di mezzi elastici di contrasto 136.

Inoltre, nella Fig.5 à ̈ stata indicata con il riferimento “C†la corsa che l’elemento di contatto 119 può compiere insieme allo stelo 118 del pistone 114.

Con riferimento alla Fig. 6, nella quale il circuito fluidodinamico à ̈ indicato con 600, per distinguerlo da quello indicato con 100 nelle Figure da 1 a 5, si nota che i mezzi di scarico rapido 126, racchiusi all’interno della linea tratteggiata, hanno una forma di esecuzione leggermente diversa rispetto a quanto indicato nella precedente versione visibile nella Fig. 5 e più precisamente, si nota che la porta 128 non à ̈ più collegata direttamente alla seconda linea di trasporto 111, ma à ̈ invece collegata con una ulteriore valvola di scarico rapido indicata complessivamente con 137, la quale, a sua volta, à ̈ collegata con la seconda linea di trasporto 111.

In dettaglio, si nota che la ulteriore valvola di scarico rapido 137 comprende una porta di ingresso 138 che à ̈ collegata alla porta 128 dei mezzi di scarico rapido 126 per mezzo di un linea di collegamento pneumatico 139, una porta di uscita 140 che à ̈ collegata con la seconda linea di trasporto 111 ed una porta di scarico 141.

La ulteriore valvola di scarico rapido 137 comprende anche al proprio interno una linea di collegamento tra la porta di ingresso 138 e la porta di scarico 141, che à ̈ regolata da una valvola monodirezionale 142.

Con riferimento alla Fig. 7, si nota che il circuito fluidodinamico, indicato in questo caso con 700, Ã ̈ sostanzialmente uguale alla versione visibile nella Fig. 3 ed indicato con 100, con la sola differenza che un ulteriore regolatore di flusso 143 Ã ̈ montato anche sulla seconda linea di trasporto 111 di aria compressa.

Con riferimento alla Fig. 8, si nota che il circuito fluidodinamico, indicato in questo caso con 800, à ̈ ancora sostanzialmente uguale alla versione illustrata nella Fig. 3 ed indicato con 100, con al sola differenza che il regolatore di flusso 122 mono-direzionale à ̈ stato sostituito da un regolatore di flusso di tipo bi-direzionale 144 che può avere portata fissa oppure regolabile.

Con riferimento alla Fig. 9, si nota che il circuito fluidodinamico, indicato, in questo caso con 900, à ̈ sostanzialmente uguale alla versione illustrata nella Fig.7 ed indicato con 700, con la differenza che à ̈ stata aggiunta una terza linea derivata 145 che à ̈ interposta tra la seconda porta 107 della valvola a cassetto 103, oppure anche tra la seconda linea di trasporto 111, e la terza linea di trasporto 112.

Precisamente, la estremità della terza linea derivata 145 opposta a quella di collegamento con la seconda porta 107, à ̈ collegata alla terza linea di trasporto 112 in un punto compreso tra il regolatore di flusso 122 e la porta 125 di ingresso della seconda camera 115.

Anche su questa terza linea derivata 145 sono montati ulteriori mezzi di scarico rapido 146, sostanzialmente simili ai mezzi di scarico rapido 126, e che hanno una porta di ingresso 147, una porta di uscita 148, ed una porta di scarico 149.

Come si vede nella Figura 9, la porta di uscita 148 e ia porta di scarico 149 sono in una possibile configurazione di collegamento tra loro.

Con riferimento alla Fig. 10, si nota che il circuito 900 à ̈ lo stesso di quello illustrato nella Fig. 9, ma in questa Fig. 10 il circuito ausiliario di comando 131 , che à ̈ delimitato dalla linea tratteggiata, à ̈ stato reso visibile in una sua possibile forma di realizzazione.

In dettaglio, si vede che il circuito ausiliario di comando 131 comprende uno stabilizzatore di pressione 150 che à ̈ montato su una seconda linea di alimentazione di fluido in pressione, che à ̈ indicata con 151 e che collega la sorgente 101 con una porta di ingresso 152 dello stabilizzatore di pressione 150, il quale ha anche una porta di uscita 153 che à ̈ collegata, per mezzo di una ulteriore linea di trasporto 154 di fluido in pressione, ad una estremità di una ulteriore valvola a cassetto 155.

Quest’ultima ha due posizioni di lavoro 156 e 157, una porta di ingresso 158, che à ̈ collegata con la sorgente 101 per mezzo di una ulteriore linea di trasporto 159, una porta di scarico 160 ed una porta di uscita 161 che à ̈ collegata per mezzo di una ulteriore linea di trasporto 162, con una porta di accesso 163 ad una camera di scorrimento 164 di un attuatore lineare 165. Quest<’>ultimo comprende un pistone 166 che à ̈ montato scorrevole nella camera di scorrimento 164 e che ha uno stelo 167 che si prolunga all’esterno di questa.

Il pistone 166 scorre all'interno della camera di scorrimento 164 a contrasto di mezzi elastici di contrasto, in pratica, una molla 168 caricabile a compressione.

Con riferimento alla Fig. 11 , si nota che à ̈ visibile il circuito fluidodinamico 900 già mostrato nella Fig. 10, con la sola differenza che sulla linea di trasporto 162, tra la porta di uscita 161 della valvola a cassetto 155 e la porta di accesso della camera di scorrimento 164 à ̈ montata una ulteriore valvola di scarico rapido 169 del tutto identica alla valvola di scarico rapido 137 descritta in precedenza e che, come questa, ha una porta di ingresso 170, una porta di uscita 171 , che sono collegate tra loro con una linea di collegamento sulla quale à ̈ montata una valvola mono-direzionale 172, ed una porta di scarico 173.

Il funzionamento del circuito fluidodinamico, nelle versioni indicate con 100, 600, 700, 800, 900 viene descritto di seguito, considerando per tutte le versioni, come uno spostamento di “andata" quello dell’elemento di contatto 119 fatto verso il fine-corsa 120 ed uno spostamento di “ritorno" quello dell'elemento di contatto 119 fatto verso il fine-corsa 121.

Pertanto, il braccio operativo 18 si sposta verso una ruota 4 nel primo caso mentre, nel secondo caso, si ritira allontanandosi da questa.

Con riferimento alla versione del circuito fluidodinamico 100 visibile nella Fig. 3, si nota che la configurazione della valvola a cassetto 103 Ã ̈ quella di richiamo del braccio 18 dalla ruota 4.

In dettaglio, l’operatore ha selezionato in modo stabile la posizione 104 di lavoro e l'aria compressa alimentata dalla sorgente 101 passa attraverso la linea di alimentazione 102 e viene canalizzata nella seconda linea di trasporto 111 che la trasporta fino all'interno delia prima camera 113, passando attraverso la porta di ingresso 124 di questa.

Pertanto, la pressione all'interno della prima camera 113 aumenta e spinge il pistone 114 nella direzione verso il fine-corsa 121.

Contemporaneamente, si nota che la seconda camera 115 à ̈ in configurazione di svuotamento di aria, essendo collegata alla quarta porta di scarico 109, attraverso la terza linea di trasporto 112, passando attraverso un by-pass 122A di cui à ̈ dotato il regolatore di flusso 122.

In questa configurazione di lavoro, anche la prima linea derivata 123 Ã ̈ collegata con la quarta porta di scarico 109 e, pertanto, ai mezzi di scarico rapido 126 non giunge aria in pressione e, per questa ragione, restano chiusi.

In questa configurazione di lavoro, la velocità di scorrimento del pistone 114 à ̈ regolata dalla differenza di pressioni tra le prima e seconda camera 113 e 115.

Con riferimento alla Fig. 4 si nota ancora la stessa versione dei circuito fluidodinamico 100 illustrata nella Fig. 3, tuttavia in una posizione di lavoro opposta a quella precedente.

Si osserva che l’operatore ha azionato la valvola a cassetto 103 spostandola stabilmente nella posizione di lavoro 105.

In questa configurazione, l'aria compressa alimentata dalla sorgente 101, attraverso la prima porta di attacco 106 e la seconda porta di collegamento 108 viene inviata contemporaneamente nella terza linea di trasporto 112 e nella prima linea deviata 123.

Per mezzo della terza linea di trasporto 112, l’aria in pressione attraversa il regolatore di flusso 122 dotato di regolazione della portata e viene introdotta all’interno della semi-camera 115.

La seconda linea di trasporto 111 Ã ̈ collegata sia con la quinta porta di scarico 110, attraverso la seconda porta di collegamento 107, sia con I mezzi di scarico rapido 126 attraverso la porta di collegamento 128 di questi.

Come si vede nelle Figure 4 e 5, la pressione dell’aria nella prima linea derivata 123 mette in collegamento la porta di scarico rapido 129 dei mezzi di scarico rapido 126 con la porta di collegamento 128.

Infatti, la pressione agisce sulla porta di collegamento 127 e fa spostare i mezzi di scarico rapido 126 nella posizione di scarico 135, vincendo la forza di contrasto dei mezzi elastici 136, nel caso specifico della molla 136 caricabile a compressione.

In questa configurazione, lo svuotamento della semi-camera 113 à ̈ sensibilmente più rapido del riempimento della seconda camera 115.

Pertanto, lo spostamento del pistone 114 (e, quindi, del braccio operativo 18) avviene in direzione del fine-corsa 120 con velocità controllata dalla regolazione della sezione di passaggio del regolatore di flusso 122.

Quando l’elemento di contatto 119 si appoggia contro il fine-corsa 120, e, di conseguenza, il braccio operativo 18 ha portato l’utensile 21 nella corretta posizione di lavoro rispetto alla ruota 4, la pressione all’interno della seconda camera 115 comincia ad aumentare, fino a raggiungere un valore di soglia prestabilito e regolabile, che attiva il circuito ausiliario di comando 131 che aziona, in questo caso, l’attuatore lineare 165, come si può derivare dalla Fig. 10 che, seppure mostri una configurazione opposta a quella di azionamento, permette, secondo la descrizione che segue, di comprendere il funzionamento del circuito ausiliario di comando 131.

In dettaglio, si osserva che la pressione d aria compressa che à ̈ all'interno della seconda camera 115, agisce sulla ulteriore valvola a cassetto 155, attraverso la seconda linea derivata 130, commutandola nella posizione di lavoro 157.

Quando la valvola a cassetto 155 à ̈ in questa posizione di lavoro 157, si può derivare dalla Fig. 10 che le porte di ingresso 158 e di uscita 161 della valvola a cassetto 155 sono collegate tra loro.

Pertanto, l'aria in pressione che giunge dalla sorgente 101, attraverso la ulteriore linea di trasporto 159, passando nella ulteriore linea di trasporto 162, viene introdotta nella camera di scorrimento 164 dell’attuatore lineare 165.

La pressione agisce sul pistone 166 il quale comprime la molla di contrasto 169 e si sposta in direzione di questa.

Lo stelo 167 del pistone 166 conforma, oppure à ̈ collegato con, un perno di arresto (non illustrato) che à ̈ predisposto per inserirsi in, oppure essere estratto da, una corrispondente sede (anche questa non visibile nelle Figure) ricavata nel braccio 18, trasversalmente rispetto alla direzione di spostamento di quest’ultimo indicata con la freccia "A" nella Fig. 2, attraversando anche una apertura ricavata corrispondentemente nell’elemento di guida 23 e configurando, pertanto, complessivamente un blocco per bloccare lo scorrimento del braccio 18 rispetto a quest’ultimo. Con riferimento alla Fig. 6, si nota che la ulteriore valvola di scarico rapido 137 permette di scaricare molto rapidamente la pressione che c’à ̈ all'interno della prima camera 113, quando la valvola a cassetto 103 viene posta dall'operatore nella posizione di lavoro 105 e la prima linea derivata 123 trasporta aria in pressione verso i mezzi di scarico rapido 126.

Questi si commutano nella posizione di lavoro 135 e le due porte di collegamento 128 e di scarico rapido 129 sono collegate tra loro.

Questo determina la apertura della valvola monodirezionale 142 ed il conseguente collegamento diretto tra la porta di uscita 140 e la porta di scarico 141 della valvola di scarico rapido 137: questo collegamento pone in scarico la prima camera 113 che si svuota molto rapidamente, consentendo una corsa a velocità controllata del pistone 114 verso il fine-corsa 120.

Con riferimento alla circuito fluidodinamico 700 visibile nella Fig. 7, si nota che entrambe le seconda e terza linea di trasporto 11 e 112 sono dotate di un rispettivo regolatore dì flusso, 122 e 143.

Questo permette di regolare le velocità di spostamento del pistone 114 in entrambe le direzioni, cioà ̈ sia verso il fine-corsa 120, sia verso il fine-corsa 121 poiché, secondo le posizioni di lavoro 104 oppure 105 della valvola cassetto 103, l'alimentazione di aria compressa alla prima camera 113, oppure alla seconda camera 115 avviene gradualmente, regolando le sezioni di passaggio, e, quindi, le portate, dei due regolatori di flusso 122 e 143. Nella versione del circuito fluidodinamico 800, indicata nella Fig. 8, si nota che sia la alimentazione di aria compressa alla seconda camera 115, che determina lo spostamento del braccio operativo 18 verso la ruota 4, sia lo scarico della stessa da questa seconda camera 115, che determina l’allontanamento del braccio 18 dalla ruota 4, sono regolati dal regolatore di flusso bi-direzionale 144 che permette di controllare sia la velocità della corsa di andata del pistone 114, sia la velocità della corsa di ritorno rallentando, nel primo caso, l'ingresso di aria compressa e nel secondo caso la uscita di questa dalla seconda camera 115.

Con riferimento alla versione del circuito fluidodinamico 900 visibile nella Fig. 9, si nota che anche sulla terza linea di trasporto 112 à ̈ prevista la terza linea derivata 145 sulla quale sono montati gli ulteriori mezzi di scarico rapido 146 i quali, quando nella terza linea derivata 145 scorre aria in pressione, cioà ̈ proprio come avviene nella configurazione illustrata nella Fig. 9, anche la seconda camera 115 viene posta a scarico rapido, come avviene per la prima camera 113 quando la valvola a cassetto 103 viene posizionata dall’operatore nella posizione di lavoro 105.

Quando la seconda camera 115 à ̈ posta in scarico rapido, si svuota rapidamente mentre, la prima camera 113 viene progressivamente riempita di aria in pressione, il cui flusso à ̈ regolato, come detto in precedenza, dal regolatore di flusso 143.

In pratica, secondo la versione del circuito fluidodinamico 900, sia la corsa di andata del pistone 114 (e, di conseguenza, del braccio 18) sia quella di ritorno hanno velocità controllate e che non subiscono interferenze nel controllo a causa di possibili resistenze che nei circuiti fluidodinamici noti sono causate da eventuali residui di pressione che restano momentaneamente nella semi-camera che si trova in fase di svuotamento. Con riferimento alla Fig. 11 , si nota che il funzionamento à ̈ sostanzialmente identico a quello descritto per il circuito 900 visibile nella Fig. 9.

Tuttavia si può notare che la ulteriore valvola di scarico rapido 169, quando la ulteriore valvola a cassetto 155 si trova nella posizione di lavoro 156 visibile nella Figura, permette di svuotare rapidamente la camera di scorrimento 164 deil’attuatore lineare 165, ritraendo lo stelo 167 dalla posizione di blocco dello scorrimento del braccio 18, descritta in precedenza. Si può osservare che in questa posizione di lavoro, le porte di scarico 160 e di uscita 161 della ulteriore valvola a cassetto 155 sono collegate tra di loro. Pertanto, la ulteriore linea di trasporto 162 à ̈ collegata a scarico attraverso la porta di scarico 160 e la valvola monodirezionale 172 si apre mettendo in collegamento diretto tra loro la porta di uscita 171, alla quale à ̈ collegata la porta di accesso 163 della camera di scorrimento 164, con la porta di scarico 173.

Si à ̈ in pratica constatato come l’invenzione descritta raggiunga gli scopi prefissati.

L’invenzione à ̈ suscettibile di modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo.

Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili con altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni, possono essere qualsiasi, a seconda delle esigenze, senza per questo uscire dall'ambito di tutela delle seguenti rivendicazioni.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI. 1. Un circuito fluidodinamico (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) che comprende: a) una sorgente (101 ) di un fluido in pressione; b) mezzi valvolari (103) distributori per distribuire detto fluido in pressione a linee di trasporto; c) una linea di alimentazione (102) di detto fluido in pressione, interposta tra detta sorgente (101 ) e detti mezzi valvolari (103); d) almeno un apparato utilizzatore principale (117) che à ̈ azionato mobile con moto alternato con mezzi attuatori che comprendono un cursore (114) montato scorrevole a tenuta in una sede di scorrimento (116) di un elemento contenitore e che la divide in una prima camera (113) ed una seconda camera (115), contrapposte ed aventi volumi variabili; e e) almeno una seconda ed una terza linea di trasporto (111, 112) di detto fluido in pressione interposte tra detti mezzi valvolari (103) distributori e rispettivamente dette prima camera (113) e seconda camera (115), caratterizzato dal fatto che tra detti mezzi valvolari (103) ed almeno una di dette seconda e terza linea di trasporto (111, 112) à ̈ interposta una prima linea derivata di trasporto (123) sulla quale sono montati mezzi di scarico rapido (126) normalmente chiusi e dotati di apertura attivabile con mezzi di attivazione.
2. 2. Un circuito secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di attivazione comprendono una pressione di attivazione di detto fluido in pressione.
3. 3. Un circuito secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi valvolari comprendono almeno una prima valvola a cassetto (103) che ha due posizioni alternative di lavoro (104, 105) ed almeno cinque porte di accesso (106, 107, 108, 109, 110), una prima porta (106) essendo collegata con detta linea di alimentazione (102), una seconda porta (107) essendo collegata con detta seconda linea di trasporto (111), una terza porta (108) essendo collegata con detta terza linea di trasporto (112) una quarta ed una quinta porta {109, 110) essendo collegate con uno scarico.
4. 4. Un circuito secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui detta pressione di attivazione comprende una pressione di detto fluido in pressione trasportato in detta prima linea derivata di trasporto (123).
5. 5. Un circuito secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di scarico rapido comprendono una seconda valvola a cassetto (133) che ha due posizioni di lavoro (134, 135) e tre porte di accesso (127, 128, 129), una prima porta (127) essendo collegata con detta prima linea deviata (123), una seconda porta (129) essendo collegata con uno scarico rapido una terza porta (128) essendo collegata con una di dette prima e seconda linea di trasporto 8111, 112), detta valvola a cassetto (133) essendo mantenuto in una posizione normalmente chiusa di detta seconda porta (129) con mezzi elastici di contrasto (136).
6. 6. Un circuito secondo la rivendicazione 1, in cui su almeno una di dette seconda e terza linea di trasporto (111, 112) Ã ̈ sistemato un organo regolatore di portata (122; 144), predisposto per limitarne la portata.
7. 7. Un circuito secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui tra detto organo regolatore di portata (122; 144) e detto apparato utilizzatore principale (117) à ̈ interposto un circuito ausiliario di comando (131) predisposto per comandare almeno un apparato utilizzatore asservito (165) a detto apparato utilizzatore principale (117).
8. 8. Un circuito secondo la rivendicazione 1, in cui detto apparato utilizzatore principale (117) comprende almeno un braccio operativo (18) di una macchina (1) il quale à ̈ associato a detto cursore (1149 ed à ̈ dotato ad una estremità protesa all'esterno di detta sede di scorrimento di mezzi utensili (21) di lavoro.
9. 9. Un circuito secondo la rivendicazione 8, in cui detta estremità protesa all’esterno comprende mezzi di contatto (118, 119) con almeno un elemento di fine-corsa (120, 121).
10. 10. Un circuito secondo la rivendicazione 6, in cui detto organo regolatore di portata comprende un elemento strozzatore scelto tra monodirezionale (122) e bi-direzionale (144).
11. 11. Un circuito secondo la rivendicazione 1, in cui tra entrambe dette seconda e terza linea di trasporto (111, 112) e detti mezzi valvolari (103) distributori sono previste una rispettiva prima linea derivata (123) ed una rispettiva seconda linea derivata (145), essendo montati su entrambe dette prima linea derivata e seconda linea derivata rispettivi mezzi di scarico rapido (126; 146) normalmente chiusi e dotati di apertura controllata.
12. 12. Un circuito secondo la rivendicazione la rivendicazione 7, in cui detto almeno un apparato utilizzatore asservito (165) comprende mezzi di blocco (166, 167) di movimenti di detto apparato utilizzatore principale (117) secondo posizioni prestabilite.
13. 13. Un circuito secondo le rivendicazioni 7 e 12, in cui detto circuito ausiliario comprende: Ulteriori mezzi valvolari (155) dotati di un distributore scorrevole tra almeno due posizioni di lavoro (156, 157) ed azionabile con differenze di pressioni applicate su superfici contrapposte di detto distributore; Una quarta linea di trasporto (151 , 154) di fluido in pressione che collega una di dette superfici contrapposte del distributore con la sorgente (101) di fluido in pressione; Una quinta linea di trasporto (130) che collega un’altra di dette superfici contrapposte del distributore con una delle dette seconda e terza linea di trasporto (111, 112); Una luce di scarico (160); Una luce di ingresso (158) di fluido in pressione collegata con la sorgente (101) di fluido in pressione con una sesta linea di trasporto (159); Una luce di uscita (161) collegata con i mezzi di blocco (166, 167).
14. 14. Un apparato (1) caratterizzato dai fatto che comprende un circuito fluidodinamico (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
15. 15. Un apparato secondo la rivendicazione 14, in cui detto un apparato comprende una macchina smontagomme (1) dotata di almeno un braccio operativo (18) porta-utensili (21 ) che à ̈ azionabile in avvicinamento a, oppure allontanamento da, un prestabilito punto di lavoro (3) con il circuito fluidodinamico (100; 200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 13.