ITPN20130020A1 - Meccanismo a frizione per amplificare la spinta su mezzi a movimentazione manuale. - Google Patents

Description

Carrello di trasporto con meccanismo di amplificazione della spinta al timone

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un meccanismo atto ad essere utilizzato su carrelli di trasporto a movimentazione manuale, che consente di facilitare e rendere più ergonomiche le fasi di accelerazione del carrello. E' costituito da un timone mobile, da un sistema per il collegamento cinematico tra il timone ed una ruota motrice, di frizione e meccanismo a camma per l’aggancio/sgancio automatico della frizione.

STATO DELLA TECNICA

[0001] Sono noti i carrelli di trasporto merci a traino manuale, tipicamente costituiti da un telaio dotato di ruote fisse e/o piroettanti, di un timone che viene utilizzato dall'operatore per fornire la forza di tiro e spinta necessaria, oltre che per direzionare il percorso del carrello; i carrelli sono tipicamente condotti da un solo operatore che fornisce la forza di spinta o tiro necessaria applicandola ad un timone.

[0002] La forza che l'operatore deve fornire per movimentare il carrello è legata principalmente alla resistenza a rotolamento delle ruote, alla massa ed all’accelerazione da imprimere al carrello per giungere alla velocità di regime (contributo inerziale).

[0003] La resistenza al rotolamento è invariante, a meno di una modesta percentuale, rispetto alla velocità; il contributo inerziale è nullo nei tratti in cui il carrello è mosso a velocità costante. Esso è invece non nullo nelle fasi di accelerazione o frenata, ed è tanto maggiore quanto maggiore è la massa in movimento (costituita dalla massa del carrello e da quella trasportata).

[0004] Si intende per accelerazione la fase per aumentare la velocità del carrello, indipendentemente dal verso di percorrenza (in avanti o indietro); si intende per frenata l'operazione di rallentamento, indipendentemente dal verso di percorrenza (in avanti o indietro).

[0005] Applicando la forza umana al timone questa produce accelerazioni tanto minori quanto maggiore è la massa complessiva; quando il carrello giunge alla velocità di regime la forza necessaria per mantenere la velocità raggiunta (nell'ipotesi di pavimento piano) è legata solo agli attriti di rotolamento, in quanto il contributo inerziale risulta essere nullo (in quanto l’accelerazione è nulla).

[0006] La forza richiesta all’operatore è pertanto elevata nelle fasi di accelerazione, soprattutto con masse in movimento elevate (anche superiori a 1500kg); l’operatore deve applicare la forza di accelerazione fino al raggiungimento della velocità di movimentazione desiderata: la spinta iniziale è molto maggiore rispetto alla spinta necessaria per mantenere la velocità costante su pavimento piano.

[0007] Per migliorare l’ergonomia nell<’>utilizzo del carrello nelle fasi di accelerazione, ovvero nelle fai di partenza da fermo, la Richiedente ha studiato e realizzato il seguente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

[0008] Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

[0009] Altre caratteristiche del presente trovato sono espresse nelle rivendicazioni secondarie.

[0010] Il trovato è applicabile a mezzi destinati ad essere mossi per mezzo della sola forza umana, come ad esempio carri o carrelli adibiti al trasporto di merci.

[0011] Scopo del presente trovato è quello di rendere più ergonomica la fase di accelerazione, riducendo la forza richiesta all’operatore per accelerare il mezzo, trasformando la forza applicata al timone in una coppia motrice alla ruota; la forza a terra viene amplificata dal meccanismo per mezzo di leve e rapporti di trasmissione tra gli elementi.

[0012] Il collegamento cinematico tra il timone e la ruota motrice deve perdurare nelle fasi di accelerazione, così da poter fornire a terra la spinta amplificata, mentre nel moto a velocità costante la ruota deve essere folle e ruotare in modo indipendente dalla posizione del timone: tale comportamento è ottenuto da un meccanismo a frizione che accoppia/disaccoppia timone e ruota, e da una camma che provvede all’aggancio e allo sgancio automatico della stessa in base alla posizione del timone: la frizione è mantenuta in presa durante la fase di accelerazione (tra le due posizione estreme del timone), mentre viene sganciata automaticamente al raggiungimento di una delle due posizioni estreme.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

[0013] Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalle seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui:

• la figura 1 illustra la vista tridimensionale di un carrello dotato di un meccanismo secondo il trovato

• la figura 2 illustra le posizioni estreme del timone

• la figura 3 illustra la catena cinematica che collega il timone al meccanismo a frizione • la figura 4 illustra i componenti del meccanismo a frizione

• la figura 5 illustra la parte inferiore del carrello dotato di meccanismo secondo il trovato

• la figura 6 evidenzia il meccanismo con timone in posizione verticale

• la figura 7 evidenzia il meccanismo con timone in posizione parzialmente inclinata • la figura 8 evidenzia il meccanismo con timone in posizione completamente arretrata DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE PREFERENZIALE DEL TROVATO [0014] Il sistema è applicato ad un carrello costituito da un telaio (1 ), un timone (2) per la spinta del carrello, il meccanismo (3) per ottenere i vantaggi rivendicati per il trovato, tre ruote folli (4), una quarta ruota (5) collegata al meccanismo (che può essere folle o motrice a seconda dello stato della frizione).

[0015] Il timone è vincolato con una cerniera (6) alla base, ed è pertanto mobile. Le posizioni estreme sono la posizione verticale e la posizione retratta indietro (dovuta ad una rotazione rispetto alla cerniera inferiore).

[0016] Il meccanismo serve per trasformare la forza applicata al timone in una coppia applicata alla ruota (5) collegata al meccanismo. La forza al suolo applicata dalla ruota è maggiore della forza applicata dall’operatore al timone, determinando un vantaggio in termini di prestazioni (maggiori accelerazioni) ed in termini di ergonomia (minore forza necessaria per accelerare il carrello).

[0017] La forza al suolo risulta maggiore della forza applicata al timone grazie alla catena cinematica realizzata, in particolare per l’utilizzo di leve vantaggiose e di rapporti di riduzione; la catena cinematica verrà descritta nel seguito.

[0018] Il meccanismo è dotato di una frizione, costituita dai dischi (8) e (17), e dal disco frizione (15), interposto tra di essi; la frizione risulta essere in presa quando i dischi (8) e (17) sono forzati uno contro l’altro.

[0019] La frizione collega l'asse ruota (7) con il disco (8) collegato al timone: con dischi frizione in presa (frizione chiusa) la ruota (5) è collegata meccanicamente al timone, e diventa ruota motrice; con dischi non in presa (frizione aperta) la ruota (5) non è collegata meccanicamente al timone, e dunque rimane folle.

[0020] La frizione può essere azionata in due modi: dall’operatore mediante la leva (9) presente sul timone, o mediante un dispositivo a camma costituito dalla camma (25), da una leva (23) e da un perno folle (24); il meccanismo a camma determina l’azionamento della frizione in modo dipendente dalla posizione del timone.

[0021] Con il timone situato nelle due posizioni estreme, la frizione risulta essere aperta, pertanto la ruota si comporta come ruota folle. Con il timone tra le due posizioni estreme la frizione è chiusa e la ruota è collegata, tramite la catena cinematica, al timone: ad uno spostamento del timone corrisponde una rotazione della ruota.

[0022] La leva di azionamento situata sul timone consente, se premuta, di aprire la frizione, rendendo la ruota folle e consentendo di muovere il timone senza generare una movimentazione della ruota stessa.

[0023] La catena cinematica è costituita dal timone (2) solidale al braccetto (10); il braccetto è collegato, per mezzo di un'asta (11 ) ad una corona (12) folle rispetto al telaio; lo spostamento del timone determina una rotazione angolare della corona. La corona è collegata mediante una catena (13) ad un pignone (14) folle rispetto all’albero ruota (7), ma solidale al disco di pressione (8).

[0024] La ruota (5) è solidale all'albero (7); il disco frizione (15) è bloccato tangenzialmente rispetto all'albero (7) mediante accoppiamento scanalato (16), mentre è libero in direzione assiale.

[0025] In situazione di frizione chiusa, il disco (17) è spinto dalle molle (18) contro il disco (8), ed il disco di frizione (15) viene chiuso tra i due dischi (17)(8) dalla forza esercitata dalle molle; in questo modo si ha un accoppiamento per frizione tra i dischi, che risultano solidali. In questo caso la ruota (5) diventa motrice, in quanto è solidale all’albero (7) solidale al disco frizione (15), il disco frizione (15) è solidale per attrito ai dischi (17) e (8), ed il disco (8) è collegato tramite catena cinematica al timone (2). Il movimento in avanti del timone genera una spinta in avanti del carrello; il movimento aN’indietro del timone genera una spinta all’indietro del carrello. In ogni caso la spinta al suolo è una amplificazione della forza applicata al timone, grazie alla catena cinematica descritta precedentemente.

[0026] In situazione di frizione aperta, il disco (17) è allontanato dal disco (8), vincendo la forza delle molle (18). Il disco frizione (15) risulta tangenzialmente libero rispetto ai dischi (17) e (8), pertanto la ruota è folle, libera rispetto al timone.

[0027] L’apertura della frizione, ovvero il distacco dei dischi (17) e (8), può avvenire in due modi.

[0028] Primo modo: l’apertura della frizione avviene per effetto delle leva (9) che aziona mediante cavo la leva (19), la quale sposta la vite (20) solidale al disco (17).

[0029] Secondo modo: il disco (21 ) è solidale al disco (8) per mezzo delle viti (22) di collegamento: una leva (23), solidale ad un perno folle (24), è incernierata sul disco (21); il perno folle è mantenuto in contatto con una coppia di dado e controdado (31) serrati sulla vite (20) per mezzo della molla (30). Il movimento della leva (23), mossa dal contatto tra perno folle (24) e camma (25), determina lo spostamento assiale della vite (20) solidale al disco (17).

[0030] Quando il timone è in una posizione intermedia tra le posizione estreme, il perno folle (24) non è in contatto con la camma (25); la posizione della leva è determinata dalla posizione della vite (20), solidale al disco (17). In questa configurazione i dischi (17) e (8) risultano forzati tra loro ed accoppiati per attrito tramite il disco frizione (15); il timone risulta accoppiato cinematicamente alla ruota (5).

[0031] Quando il timone viene portato in posizione verticale, il perno folle viene in contatto con il tratto inclinato della camma (25), determinano la rotazione della leva (23) ed il conseguente spostamento in senso assiale della vite (20) solidale al disco (17). Con l’allontanamento del disco (17) dal disco (8) viene meno l’accoppiamento per attrito tra i due dischi ed il disco frizione (15): il timone (solidale al disco (8)) e la ruota (solidale al disco d’attrito (15)) risultano disaccoppiati, e pertanto la ruota (5) è folle.

[0032] Allo stesso modo, quando il timone è in posizione completamente arretrata, l’azione della camma sul perno folle determina la rotazione della leva (23), l’allontanamento della vite (20) e del disco (17) dal disco (8), il conseguente disaccoppiamento della frizione, pertanto timone (2) e ruota (5) risultano disaccoppiati.

[0033] Nelle posizioni estreme assunte dal timone (verticale/tutta arretrata) la frizione è dunque disaccoppiata (aperta) e la ruota è folle; nelle posizioni intermedie invece la frizione risulta essere chiusa, e la ruota è solidale al timone, diventando ruota motrice: la forza esercitata a terra dalla ruota risulta essere maggiore della forza applicata al timone in virtù della catena cinematica.

[0034] Si riassume il funzionamento del carrello in spinta: il carrello si trova fermo, con timone in posizione verticale; l’operatore preme la leva frizione (9) e tira all’indietro il timone; rilascia la leva frizione, e spinge in avanti il timone; durante la corsa del timone la frizione è accoppiata ed il carrello accelera verso avanti; quando il timone ritorna in posizione verticale, la frizione si apre, la ruota (5) è folle, e l’operatore può continuare a spingere il timone proseguendo la corsa; se la velocità raggiunta non fosse sufficiente, è possibile tirare la leva frizione (9) e arretrare il timone, e ripetere la spinta.

[0035] Si riassume il funzionamento del carrello in tiro: il carrello si trova fermo, con timone in posizione verticale. Tirando il timone aN'indietro, essendo la frizione chiusa, il carrello viene accelerato aN’indietro; raggiunta la posizione limite del timone tutta aN’indietro, la frizione si apre, la ruota (5) è folle, e l’operatore può proseguire con il traino del carrello.

[0036] Il meccanismo è dotato di regolazioni per la registrazione del meccanismo: regolazione delle posizioni estreme del timone (26); regolazione della leva di azionamento della frizione (31 ); regolazione del precarico delle molle della frizione (29).

[0037] La forma ora descritta è una forma preferenziale del trovato; il sistema può essere applicato a carrelli di diversa tipologia o costruzione, differenti per numero di ruote, costruzione, catena cinematica, tipologia dell'elemento mobile di spinta (timone).

Claims (2)

1. Rivendicazioni. 1 ) Meccanismo atto ad essere impiegato su mezzi a spinta manuale, comprendente un elemento mobile (2) per l’applicazione della forza di spinta o tiro, e di un meccanismo a frizione (3) che consente di accoppiare/disaccoppiare cinematicamente l’elemento mobile alla ruota motrice (5), caratterizzato dal fatto che l’elemento (2) risulta mobile tra due posizioni estreme.
2. 2) Sistema come da rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto elemento mobile (2) è collegato, tramite elementi meccanici comprendenti leve (10) e rinvìi (11 ) ad un meccanismo a frizione (3); 3) Sistema come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto meccanismo a frizione consente di accoppiare/disaccoppiare cinematicamente l’elemento mobile (2) alla ruota motrice (5). 4) Sistema come da rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta frizione viene azionata da un elemento di comando manuale (9), o da un meccanismo a camma che produce l’apertura automatica della frizione quando l’elemento mobile (2) si trova nelle due posizioni estreme, mentre la frizione risulta chiusa quando l’elemento mobile (2) è nelle posizioni intermedie. 5) Sistema come da rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la catena cinematica che collega l’elemento mobile (2) alla ruota (5) scarica a terra una forza che risulta maggiore rispetto alla forza applicata al detto elemento mobile. 6) Sistema come da rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il meccanismo amplifica la forza dell’operatore sia quando questa agisce nella direzione di spinta del mezzo, sia quanto agisce in tiro.