ITTO20010301A1 - Disposizione di unione di linea idraulica. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Disposizione di unione di linea idraulica"

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda una disposizione in unione di linea idraulica di un utilizzatore, con una pompa, una linea che va a un serbatoio e con una valvola di sicurezza installata nella linea della pompa, per cui l'elemento della valvola di sicurezza viene azionato nella direzione di apertura mediante una pressione dì apertura generata dalla linea della pompa, e viene azionato nella direzione di chiusura mediante una pressione di chiusura prodotta da un collegamento in pressione .

Una disposizione di unione di linea di questo genere è nota dal precedente brevetto tedesco 199 22 866.3. Quando 1'utilizzatore è collegato ad un fornitore, le valvole di ingresso della linea della pompa e della linea del serbatoio sono aperte, per cui la pressione esistente nella linea della pompa può passare dal fornitore all'utilizzatore e il fluido idraulico spostato da questa pompa può ritornare indietro al fornitore attraverso la linea del serbatoio. Gli esempi di applicazione di una linea di unione idraulica di questo genere riguarda i trattori e altre macchine agricole provviste di attacchi diversi, ad esempio una falciatrice rotante o un carrello di carico, i quali richiedono non soltanto un collegamento meccanico con il trattore ma anche una alimentazione idraulica. Quando, in relazione ad una tale unione di linea la linea del serbatoio non è correttamente collegata all'alimentazione, la linea del serbatoio viene chiusa sull'estremità di alimentazione. Di conseguenza aumenta la pressione della pompa nella linea del serbatoio e chiude la valvola di sicurezza, per cui gli attacchi idraulici dell'utilizzatore, collegati a valle della valvola di sicurezza, non vengono caricati dalla pressione della pompa per un periodo prolungato.

Il DE 38 16 987 CI mostra una valvola di sicurezza per una disposizione di unione di una linea la quale è installata sull'utilizzatore. Questa valvola di sicurezza blocca la linea di una pompa fino a che non è stato stabilito un collegamento di accoppiamento con la linea del serbatoio dell'utilizzatore. Quando viene stabilito questo collegamento di accoppiamento, sono parte non soltanto le valvole situate ad entrambe le estremità della linea del serbatoio dell'alimentazione, ma anche si produce una riduzione della valvola di sicurezza per mezzo di una valvola azionata meccanicamente per mezzo di un rubinetto, per cui la pressione della pompa può spostare la valvola di sicurezza fino alla posizione di apertura.

Il DE 3728 986 Al mostra un'altra valvola di sicurezza per motori idraulici rotanti, e anche questa valvola è disposta sull'utilizzatore. Sulla unione con il serbatoio ossìa la parte di accoppiamento che collega la linea del serbatoio dell'utilizzatore alla linea del serbatoio del fornitore, è disposto un cursore della valvola il quale viene spostato quando viene effettuato il collegamento di accoppiamento. Fino a che questo cursore della valvola non è stato ancora spostato esso garantisce il collegamento tra la linea del serbatoio e una derivazione della linea della pompa del fornitore, per cui il fluido idraulico che ancora rimane nell'alimentazione può ritornare fino al serbatoio.

L'invenzione si riferisce al problema di impedire un sovraccarico presso 1'utilizzatore causato da un accoppiamento non corretto.

Nella disposizione di unione di linea idraulica citata nell'introduzione, questo problema viene risolto per il fatto che viene impiegata una valvola pilota per controllare la pressione di chiusura, e la posizione della valvola pilota è controllata dalla pressione esistente nella linea del serbatoio.

E' quindi possibile adattare la valvola di sicurezza presso 1'utilizzatore, ossia interventi di sicurezza per 1'utilizzatore e per i suoi attacchi idraulici possono essere disposti nelle immediate vicinanze dell 'utilizzatore. Il dispositivo di sicurezza, ossia la valvola di sicurezza può venire direttamente adattata alle necessità del singolo utilizzatore, per esempio alla pressione massima possibile che dovrebbe essere permessa ossia in case di errori, il che non è possibile quando la valvola di sicurezza viene disposta presso una alimentazione che fornisce diversi utilizzatori. L'impiego della valvola pilota comporta un maggior grado di libertà in relazione alla scelta e all'esecuzione della pressione di chiusura. In caso di errori, la valvola pilota garantisce la formazione molto rapida della pressione di chiusura richiesta per la valvola di sicurezza.

Si preferisce che nella direzione di chiusura l'elemento della valvola sia caricato da una molla, e la valvola pilota possa venire comandata in modo tale per cui la pressione della linea della pompa agisce quindi nella direzione della chiusura. Normalmente si deve ritenere che la pressione nella linea della pompa sia la pressione più elevata presso 1'utilizzatore. Facendo quindi intervenire questa pressione nella direzione di chiusura, si forma inizialmente un equilibrio sull'elemento della valvola. Per mezzo della forza di una molla, l'elemento della valvola può venire spostato fino alla sua posizione di chiusura. E' così possibile che l'elemento della valvola svolga sia il suo movimento di apertura sia il suo movimento di chiusura in modo relativamente rapido, poiché l'elemento della valvola viene azionato dalla pressione più elevata tra quelle esistenti.

In una prima alternativa, si prevede che la linea della pompa sia collegata alla unione con la pressione di chiusura per mezzo di una valvola di strozzamento mentre la valvola pilota stabilisce o intercetta un collegamento tra la pressione di chiusura e la linea del serbatoio. Quando la valvola pilota realizza il collegamento tra la pressione di chiusura e la linea del serbatoio, la pressione disponibile sul collegamento con la pressione di chiusura è uguale a quella disponibile nella linea del serbatoio. La valvola di strozzamento produce allora una caduta di pressione la quale corrisponde alla differenza di pressione esistente tra la linea della pompa e la linea del serbatoio. L'elemento della valvola di sicurezza rimane aperto, poiché esso viene azionato nella direzione di apertura dalla pressione esistente nella linea della pompa. Quando poi si chiude la valvola pilota, si blocca in primo luogo il collegamento tra la pressione di chiusura e la linea del serbatoio. Nello stesso tempo tuttavìa un fluido idraulico proveniente dalla linea delia pompa raggiunge il collegamento con la pressione di chiusura attraverso la valvola di strozzamento, ossia molto rapidamente diventa anche disponibile la pressione della linea della pompa sul collegamento con la pressione di chiusura, e questa pressione insieme all'intervento della molla sposta l'elemento della valvola fino alla sua posizione di chiusura.

In una esecuzione alternativa, si fa in modo che la valvola pilota sia costituita come una valvola a tre vie, la quale in una posizione collega la linea della pompa alla pressione di chiusura, e in un'altra posizione collega la pressione di chiusura alla linea del serbatoio. Quando la pressione di chiusura è collegata alla linea del serbatoio, la pressione esistente nella linea del serbatoio è anche disponibile sul collegamento con la pressione di chiusura, ossia la valvola di sicurezza è aperta, poiché la pressione che agisce sull'elemento della valvola nella direzione di apertura è superiore alla pressione esistente nella direzione di chiusura. Quando tuttavia la valvola pilota viene commutata, la pressione esistente nella linea della pompa raggiunge il collegamento con la pressione di chiusura direttamente, per cui viene chiusa la valvola di sicurezza.

La valvola pilota viene azionata di preferenza da una molla contro la direzione della pressione della linea del serbatoio e nella direzione dì una posizione nella quale la pressione di chiusura è collegata alla linea del serbatoio. In un certo senso, questa è la posizione di funzionamento normale, nel corso della quale la pressione del serbatoio dell'alimentazione è disponibile nella linea del serbatoio dell'utilizzatore. In questo caso, la forza della molla che agisce sulla valvola pilota è superiore alla forza che può produrre la pressione, nella linea del serbatoio. Quando tuttavia la linea del serbatoio non è più collegata o non è collegata correttamente alla linea del serbatoio del fornitore, sia che venga scaricata o sia che l'accoppiamento non sia effettuato correttamente, il fluido idraulico non piò più scaricarsi oppure non può più scaricarsi in modo sufficiente attraverso la linea del serbatoio, per cui aumenta la pressione nella linea del serbatoio. Non appena la pressione esistente nella linea del serbatoio è così elevata da superare la forza della molla che agisce sulla valvola pilota, la valvola pilota stessa viene commutata e ciò produce immediatamente la chiusura della valvola di sicurezza .

Di preferenza, 1'utilizzatore dispone di un serbatoio. Questo costituisce un ulteriore intervento che può provocare uno scarico di pressione presso 1'utilizzatore. Il serbatoio dell'utilizzatore non deve necessariamente essere dì grandi dimensioni. E' sufficiente che il serbatoio dell 'utilizzatore possa contenere una quantità di fluido idraulico che deve essere scaricata dall'utilizzatore o dai suoi attacchi rispettivamente, in modo da avviare la riduzione di pressione voluta dopo 1'avvenuta chiusura della valvola di sicurezza.

A questo proposito, si preferisce che la linea del serbatoio sia collegata al serbatoio dell "utilizzatore mediante una valvola di sicurezza. Durante un "funzionamento normale", la valvola di sicurezza garantisce che nessun fluido idraulico si scarica nel serbatoio dell'utilizzatore . Questo non avviene fino a che la pressione esistente nella linea del serbatoio è superiore a un valore prestabilito. La valvola di sicurezza si scarica a una pressione che è superiore a quella necessaria per regolare la valvola pilota.

Si preferisce inoltre che un collegamento di controllo situato sul lato sollecitato della molla della valvola pilota sia collegato al serbatoio dell "utilizzatore. a questo proposito si considera che da un lato si possono verificare determinate perdite per trafilamento sulla valvola pilota, e d'altra parte il fluido idraulico necessario per comandare la valvola pilota deve venire anch'esso spostato in un'altra posizione.

Di preferenza, la pressione di apertura è disponibile in un collegamento con la pressione di apertura che è collegato all'ingresso e all'uscita della valvola di sicurezza. Indipendentemente dalla posizione dell'elemento della valvola di sicurezza, è quindi sempre disponibile una pressione di apertura, per cui dopo aver eliminato l'errore esistente nella linea di collegamento con il serbatoio l'elemento della valvola può essere sempre riportato nuovamente alla sua posizione di apertura.

L'invenzione verrà descritta nel seguito sulla base di esecuzioni preferite relative ai disegni, nei quali:

la figura 1 mostra una prima esecuzione di una disposizione di accoppiamento,

la figura 2 mostra una seconda esecuzione.

La figura 1 mostra un utilizzatore 1 che deve venire collegato a un fornitore 2. Il fornitore 2 è ad esempio un trattore o un'altra macchina di lavoro la quale viene azionata con diversi attacchi ad esempio con una falciatrice rotante, con un telaio di sollevamento, un dispositivo di carico o simili.

Oltre ad un collegamento meccanico (non illustrato in dettaglio) tra il fornitore 2 e 1'utilizzatore 1, è necessario un collegamento idraulico per mezzo del quale un fluido idraulico in pressione può passare dal fornitore 2 all'utilizzatore 1 e può tornare indietro, in modo che gli attacchi 3, 4, ad esempio costituiti da cilindri di sollevamento o motori rotanti, dell'utilizzatore 1 possano venire azionati nel modo voluto.

A questo scopo, il fornitore 2 dispone di una valvola 5 di accoppiamento situata sulla sua uscita PA della pompa, la quale può venire accoppiata ad una valvola di accoppiamento 6 situata sulla linea 3 della pompa dell'utilizzatore 1. Le valvole di accoppiamento 5 e 6 sono aperte soltanto quando viene stabilito il corrispondente collegamento per accoppiamento tra l'uscita PA della pompa e la linea 9 della pompa. Non appena questo collegamento per qualsiasi motivo - viene interrotto meccanicamente, vengono chiuse le valvole di accoppiamento 5 e 6.

Il fornitore 2 dispone di una valvola di accoppiamento 7 sulla sua uscita PA del serbatoio, la quale coopera con una valvola di accoppiamento 8 situata in una linea 10 del serbatoio dell'utilizzatore 1. Inoltre, le valvole di accoppiamento 7 e 8 sono aperte soltanto quando viene stabilito il collegamento di accoppiamento tra l'uscita PA del serbatoio e la linea 10 del serbatoio. Diversamente le due valvole di accoppiamento 7 e 8 sono chiuse.

Quando il "collegamento della pompa" non è montato correttamente, l'unica conseguenza è che 1'utilizzatore 1 o i sui attacchi 3, 4 rispettivamente non possono lavorare poiché manca la pressione idraulica. Normalmente ciò non comporta alcun rischio di danneggiamento. Tuttavia la situazione è completamente diversa quando il "collegamento con il serbatoio" non è correttamente installato o si stacca durante il funzionamento. In questo caso si chiude la valvola di accoppiamento 8, per cui aumenta la pressione nella linea 10 del serbatoio. Quindi gli attacchi 3, 4 continuano a venire sollecitati con una pressione troppo elevata sul loro lato di uscita, il che può provocare un danno.

Per evitare questo rischio, è disposta una valvola di sicurezza 11 nella linea 9 della pompa, 11 cui elemento 12 della valvola, nella prima posizione di commutazione illustrata, collega tra loro la linea 9 della pompa ossia permette di realizzare un collegamento tra la valvola dì accoppiamento 6 e gli attacchi 3 e 4. Questa posizione viene anche chiamata "posizione di apertura". Nella sua seconda posizione, l'elemento 12 della valvola blocca la linea della pompa, ossia blocca un collegamento tra la valvola di accoppiamento 6 e gli attacchi 3 e 4.

Nella direzione di apertura, l'elemento 12 della valvola è azionato da una pressione di apertura in un collegamento 13 con la pressione di apertura, il quale è collegato sia con l'ingresso 14 sia con l'uscita 15 della valvola di sicurezza. L'ingresso 14 della valvola di sicurezza il è collegato ad un collegamento 17 con la pressione di chiusura della valvola di sicurezza 11 per mezzo di una valvola di strozzamento 16, e nel collegamento 17 con la pressione di chiusura una pressione di chiusura è disponibile in modo da caricare l'elemento 12 della valvola nella direzione della sua posizione di chiusura. Inoltre, la forza di una molla 18 è disponibile su questo lato, e anche questa sollecita l'elemento 12 della valvola nella direzione di chiusura.

Il collegamento 17 con la pressione di chiusura è collegato ad una entrata 19 della valvola pilota 20, il cui elemento 21 della valvola inoltre ha due posizioni. Nella "posizione di apertura" illustrata, la valvola pilota 20 collega il collegamento 17 della pressione di chiusura con linea 10 del serbatoio. Mediante la forza di una molla 22, l'elemento 21 della valvola viene sollecitato nella direzione di questa posizione. Nella direzione opposta, l'elemento 21, della valvola pilota 20 è sollecitato dalla pressione esistente nella linea 10 del serbatoio. Per mezzo della molla 22 si può determinare con notevole approssimazione a quale pressione esistente nella linea del serbatoio la valvola pilota 20 viene spostata dalla posizione di apertura illustrata in figura 1 fino alla sua posizione di chiusura, nella quale è bloccato il collegamento tra il collegamento 17 con la pressione di chiusura e la linea 10 del serbatoio.

Viene inoltre impiegato un serbatoio 23 presso 1'utilizzatore, il quale è collegato alla linea 10 del serbatoio tramite una valvola 24 contro un eccesso di pressione. La valvola 24 contro un eccesso di pressione si apre ad una pressione prestabilita nella linea 10 del serbatoio, la quale può venire determinata per mezzo di una molla 25. Un collegamento di controllo della valvola pilota 20 arriva anch'esso nel serbatoio 23 dell'utilizzatore sul lato sul quale è disposta la molla 22. La disposizione di accoppiamento di linea illustrata funziona nel modo seguente:

quando entrambi i collegamenti di accoppiamento 5, 6 e 7, 8 funzionano correttamente un fluido idraulico in pressione passa dal collegamento PA della pompa del fornitore 2 attraverso la linea 9 della pompa e la valvola di sicurezza 11 aperta fino agli attacchi 3, 4 e da lì per mezzo della lìnea 10 del serbatoio ritorna fino al collegamento PA con il serbatoio del fornitore 2.

Se tuttavia l'accoppiamento con il serbatoio non funziona correttamente e la valvola di accoppiamento 8 è chiusa o ha una maggiore resistenza, aumenta la pressione nella linea 10 del serbatoio. Quando la pressione esistente nella linea 10 del serbatoio è così elevata da superare la forza della molla 22 che agisce sull'elemento 21 della valvola pilota, la valvola pilota 20 viene commutata e viene bloccato il collegamento tra il collegamento 17 con la pressione di chiusura della valvola di controllo 11 e la linea 10 del serbatoio. Quindi il fluido idraulico proveniente dalla linea 9 della pompa e che viene fornito attraverso la valvola di strozzamento 16 non può ulteriormente scaricarsi, per cui la pressione esistete sul collegamento 17 con la pressione di chiusura aumenta molto rapidamente fino a raggiungere la pressione esistente nella linea 9 della pompa. Quando questa pressione e inoltre anche la forza della molla 18, agiscono sull'elemento 12 della valvola, l'elemento 12 della valvola viene spostato fino alla sua posizione di chiusura nella quale esso blocca la linea 9 delia pompa. Quindi nessuna pressione può raggiungere gli attacchi 3, 4 senza poter venire nuovamente scaricata. Una possibile pressione ancora disponibile sull'uscita degli attacchi 3, 4 può scaricarsi verso il serbatoio 23 dell'utilizzatore per mezzo della valvola 24 contro una pressione eccessiva. In questo caso la valvola 24 contro una pressione eccessiva si apre soltanto ad una pressione che è superiore alla pressione che produce la commutazione della valvola pilota 20.

La figura 2 mostra una esecuzione modificata, nella quale praticamente soltanto la valvola pilota è prodotta e "collegata" in modo diverso. Gli altri elementi sono invariati rispetto all'esecuzione della figura 2 e di conseguenza hanno anch'essi gli stessi numeri di riferimento.

La valvola pilota 20' è adesso una valvola a tre vie, il cui elemento 21' della valvola, nella posizione illustrata, unisce il collegamento 17 con la pressione di controllo alla linea 10 del serbatoio. Nell'altra posizione, l'elemento 21' della valvola pilota 20' unisce la linea 9 della pompa con il collegamento 17 della pressione di controllo. In questo caso, l'elemento 21' della valvola viene spostato fino alla "posizione di apertura" illustrata in figura 2 tramite la forza di una molla 22, mentre la pressione nella linea 10 del serbatoio sposta la valvola fino alla "posizione di chiusura" (non illustrata), quando la pressione nella linea 10 del serbatoio è sufficiente per superare la forza della molla 22. In generale, il tipo di funzionamento è lo stesso della figura 1. Quando il fluido idraulico può scaricarsi dalla linea 10 del serbatoio fino al fornitore, la pressione normale del serbatoio pari ad esempio a 5 bar è disponibile nella linea 10 del serbatoio. Quando, a causa di un collegamento difettoso, di un danno o per qualche altro motivo la valvola di accoppiamento 8 non permette più lo scarico di una quantità sufficiente di fluido idraulico, aumenta la pressione nella linea 10 del serbatoio. Questa pressione agisce allora sull'elemento 21' della valvola pilota 20' e sposta l'elemento 21' della valvola in modo tale per cui la linea 9 della pompa viene unita al collegamento 17 con la pressione di controllo. La pressione della linea 9 della pompa e la forza della molla 18 sono sufficienti per chiudere la valvola di sicurezza 11.

I termini "pompa" e "serbatoio" e linea della pompa e linea del serbatoio rispettivamente, sono stati usati nella descrizione per motivi di maggiore chiarezza. È ovvio tuttavia che si possono impiegare altre sorgenti in pressione o assorbitori di pressione per alimentare gli utilizzatori 1, 1'.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. - Disposizione di unione di linea idraulica dì un utilizzatore, con una linea di una pompa, una lìnea di un serbatoio e una valvola di sicurezza situata nella linea della pompa, e l'elemento della valvola di sicurezza è azionato nella direzione di apertura mediante una pressione di apertura proveniente dalla linea della pompa ed è azionato nella direzione di chiusura mediante una pressione dì chiusura proveniente da un collegamento con la pressione di chiusura, caratterizzata dal fatto che una valvola pilota (20, 20') viene impiegata per controllare la pressione di chiusura, mentre la posizione della valvola pilota viene controllata mediante la pressione esistente nella linea (10) del serbatoio. 2. - Disposizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che nella direzione di chiusura l'elemento (12) della valvola viene caricato da una molla '18) e la valvola pilota (20, 20' si può controllare in mode tale, per cui la pressione esistente nella linea (9) della pompa agisce inoltre nella direzione di chiusura. 3. - Disposizione secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la linea (9) della pompa è unita al collegamento (17) con la pressione di chiusura per mezzo di una valvola di strozzamento (16), e a valvola pilota (20) libera o blocca un collegamento tra il collegamento (17) con la pressione di chiusura e la linea (10) del serbatoio. 4. - Disposizione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la valvola pilota (20) è realizzata come una valvola a tre vie, la quale in una posizione collega la linea (9) della pompa con il collegamento (17) con la pressione di chiusura, e in un'altra posizione unisce il collegamento (17) con la pressione di chiusura alla linea (10) del serbatoio. 5. - Disposizione secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzata dal fatto che la valvola pilota (20, 20') viene azionata da una molla (20) contro la direzione della pressione della linea (10) del serbatoio e nella direzione di una posizione nella quale il collegamento (17) con la pressione di chiusura è unito con la linea (10) nel serbatoio. 6. - Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che 1 'utilizzatore (1, 1') è provvisto di un serbatoio (23). 7. - Disposizione secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che la linea (10) del serbatoio è collegata al serbatoio (23) dell'utilizzatore per mezzo di una valvola (24) contro una pressione eccessiva. 8. - Disposizione secondo la rivendicazione 6 7, caratterizzata dal fatto che un collegamento di controllo sul lato caricato dalla molla della valvola pilota (20, 20’) è collegato al serbatoio (23) dell'utilizzatore. 9. - Disposizione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzata dal fatto che la pressione di apertura è disponibile in un collegamento (13) con la pressione di apertura il quale è unito all’ingresso (14) e all'uscita (15) della valvola di sicurezza (11).