ITTO20100312A1

ITTO20100312A1 - Dispositivo d'attacco rapido per collegare un utensile ad un'attrezzatura di movimentazione, quale il braccio di un escavatore

Info

Publication number: ITTO20100312A1
Application number: IT000312A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Andrina
Original assignee: Giovanni Andrina
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-10-17
Also published as: US20110252673A1; EP2378004A2; IT1399566B1; US8528239B2

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Dispositivo d'attacco rapido per collegare un utensile ad un'attrezzatura di movimentazione, quale il braccio di un escavatore".

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce in generale alle attrezzature utilizzabili per operazioni di scavo, di demolizione o di movimento terra, e riguarda in particolare un dispositivo d'attacco rapido per collegare un utensile ad un'attrezzatura di movimentazione, quale il braccio articolato di un escavatore, o simile.

I dispositivi noti che consentono l'attacco rapido di utensili, come benne, frese e martelli demolitori, al braccio articolato di un escavatore in diverse fasi di lavorazione durante l'esecuzione di operazioni di scavo, movimento terra o di demolizione, permettono di minimizzare il tempo di sostituzione degli utensili. Nel caso piÃ¹ generale, questi dispositivi comprendono un primo elemento di sopporto connesso all'estremitÃ libera del braccio articolato e un secondo elemento di sopporto connesso all'utensile, i quali elementi di sopporto sono collegabili reciprocamente mediante organi meccanici d'accoppiamento che comprendono generalmente una coppia di perni paralleli interposti fra i suddetti elementi di sopporto. Alcuni dispositivi noti d'aggancio rapido comprendono organi a gancio mobili associati al primo elemento di sopporto, e quindi all'estremitÃ del braccio di movimentazione, montati con possibilitÃ di rotazione per consentire di afferrare o di rilasciare i suddetti perni che sono connessi al secondo elemento di sopporto, la rotazione degli organi a gancio essendo comandata tramite un sistema di comando meccanico o idraulico.

Questi dispositivi noti, sebbene consentano di sostituire rapidamente gli utensili da collegare ad un braccio articolato di movimentazione, presentano l'inconveniente di acquisire giochi nell'uso, in conseguenza dell'usura subita dagli organi meccanici del dispositivo d'attacco, a causa delle forti sollecitazioni a cui sono soggetti gli utensili ed il braccio di movimentazione nell'impiego. Questi giochi provocano un degrado nel tempo della stabilitÃ del collegamento, e originano fastidiose vibrazioni che possono determinare un danneggiamento progressivo degli utensili e del braccio di movimentazione fino a pregiudicarne il corretto funzionamento.

Inoltre, questi dispositivi noti hanno dimensioni importanti nella direzione assiale del braccio di movimentazione e sono notevolmente ingombranti, il che riduce la loro versatilitÃ d'impiego e puÃ² modificare negativamente la geometria e la possibilitÃ di movimento degli utensili.

Allo scopo di superare tali inconvenienti, forma oggetto dell'invenzione un dispositivo di attacco rapido del tipo definito nelle annesse rivendicazioni.

In particolare, nel dispositivo dell'invenzione, detti elementi di sopporto sono reciprocamente impegnabili a seguito di un movimento relativo lungo un asse d'inserimento generalmente trasversale all'estremitÃ di detto braccio, ogni elemento di sopporto comprendendo due formazioni d'innesto contrapposte che presentano una doppia inclinazione in modo da risultare convergenti verso l'asse d'inserimento sia nella direzione d'accoppiamento reciproco degli elementi di sopporto, sia rispetto ad un piano trasversale all'asse d'inserimento, ed uno degli elementi di sopporto include mezzi di ritegno mobili e suscettibili d'innestarsi in sedi corrispondenti dell'altro elemento di sopporto nella configurazione reciprocamente accoppiata degli elementi di sopporto per determinare il bloccaggio reciproco dei due elementi di sopporto.

Grazie a questa idea di soluzione, il dispositivo dell'invenzione permette di sostituire in modo rapido e sicuro gli utensili da collegare al braccio di movimentazione, e di rendere nel contempo il loro collegamento reciproco particolarmente stabile ed efficace oltre ad evitare ogni possibilitÃ di sgancio accidentale. Inoltre, grazie alla struttura del dispositivo d'aggancio rapido dell'invenzione, esso presenta una dimensione particolarmente compatta nella direzione assiale del braccio di movimentazione, a tutto vantaggio della versatilitÃ d'impiego e della possibilitÃ di movimento degli utensili collegati tramite esso al braccio.

Secondo una caratteristica preferita dell'invenzione, detti mezzi di ritegno sono sollecitati elasticamente in modo da impegnare a scatto rispettive sedi formate nel secondo elemento di sopporto in una posizione prossima ad un'estremitÃ delle relative formazioni d'innesto.

In questo modo, i mezzi di ritegno permettono di garantire un'ulteriore sicurezza d'accoppiamenti del dispositivo d'attacco rapido.

Secondo un'altra caratteristica preferita dell'invenzione, i mezzi di ritegno sono realizzati in modo da permettere di recuperare automaticamente eventuali giochi che si originano fra gli elementi di sopporto nella direzione dell'asse d'inserimento.

In questo modo, il dispositivo dell'invenzione risulta particolarmente efficace nell'impiego poichÃ© non risente di eventuali giochi meccanici che potrebbero originarsi fra i suoi componenti nell'impiego in conseguenza delle sollecitazioni elevate a cui sono sottoposti gli utensili e il braccio di movimentazione, il che permette di limitare sensibilmente l'originarsi di vibrazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dellâ€™invenzione risulteranno piÃ¹ chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, fornita a titolo dâ€™esempio non limitativo e riferita ai disegni annessi che illustrano una forma d'attuazione esemplificativa dell'invenzione, nei quali:

la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica schematica di un escavatore munito di un braccio di movimentazione di un utensile,

la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica schematica di un dispositivo d'attacco rapido secondo l'invenzione, atto a collegare un utensile al braccio di movimentazione,

la figura 3 Ã ̈ una vista prospettica esplosa degli elementi principali del dispositivo della figura 2,

la figura 4 Ã ̈ una vista prospettica degli elementi della figura 3 nella loro condizione prima dell'accoppiamento reciproco,

la figura 5 Ã ̈ una vista in elevazione laterale sezionata lungo la linea V-V della figura 4,

le figure 6 a 9 sono viste fra loro simili in elevazione superiore, che illustrano in sequenza le fasi dell'innesto del dispositivo d'aggancio dell'invenzione, e

le figure 10 e 11 sono viste simili alle figure 6 a 9, che illustrano la fase di disinnesto del dispositivo d'aggancio dell'invenzione.

Con riferimento alle figure, un utensile di lavorazione 10, ad esempio un martello demolitore, Ã ̈ connesso tramite un dispositivo d'aggancio rapido indicato nel suo insieme con 18, all'estremitÃ libera 12a di un braccio articolato 12 di un escavatore 14, per consentire l'esecuzione di lavori di demolizione. Naturalmente, l'utensile 10 da collegare al braccio 12 mediante il dispositivo 18 puÃ² essere di un qualunque tipo noto, come una benna o una fresa, nel caso in cui sia necessario eseguire lavori di movimento terra o di scavo mediante l'escavatore 14.

Nel caso piÃ¹ comune, dall'estremitÃ 12a del braccio 12 si estendono due mensole parallele 15 secondo una configurazione a forcella, nelle quali sono formate rispettive coppie di fori 16 per permettere l'inserimento di due perni trasversali 19 (figura 1). I perni 19 impegnano anche i fori 21 formati in un'altra coppia di mensole parallele 20, che si estendono secondo una configurazione a forcella da un primo elemento di sopporto 22 del dispositivo 18.

Il dispositivo 18 comprende anche un secondo elemento di sopporto 24 destinato ad essere fissato ad una faccia terminale dell'utensile 10, ad esempio, nel caso di un martello demolitore, ad un'estremitÃ del suo corpo allungato opposta a quella da cui sporge una punta di lavoro. Gli elementi 22 e 24 sono destinati ad essere impegnati reciprocamente a seguito di un movimento relativo, tipicamente un movimento del primo elemento 22 rispetto al secondo elemento 24, lungo un asse d'inserimento indicato con A che si estende lungo una direzione generalmente trasversale all'estremitÃ 12a del braccio 12.

L'elemento 22 Ã ̈ solitamente costituito da una piastra piana, ma potrebbe presentare anche una forma arcuata. Esso presenta in pianta una forma sostanzialmente a trapezio isoscele, convenientemente simmetrico rispetto all'asse A. I due bordi opposti inclinati dell'elemento 22 si estendendono entrambi secondo direzioni che convergono verso l'asse A. Ciascuno di tali bordi inclinati presenta una superficie d'accoppiamento 26 inclinata rispetto al piano generale dell'elemento 22, in modo tale che le due opposte superfici 26 sono convergenti anche rispetto a piani trasversali all'asse A.

L'elemento 24 presenta una sede superiore conformata sostanzialmente a trapezio isoscele di forma corrispondente a quella dell'elemento 22, delimitata lateralmente da una coppia di bordi contrapposti inclinati che convergono verso l'asse A, preferibilmente in modo simmetrico. Tali bordi presentano rispettive superfici d'accoppiamento 28 inclinate rispetto al piano generale dell'elemento 24, per cui le opposte superfici 28 convergono anche rispetto a piani trasversali all'asse A.

Nel caso piÃ¹ generale, le superfici d'accoppiamento 26 e 28 possono essere rettilinee oppure arcuate o curvilinee, in modo fra loro corrispondente, cosÃ¬ da costituire un sistema d'accoppiamento a doppio cuneo in grado di determinare una notevole soliditÃ di collegamento.

L'elemento 24, anch'esso convenientemente realizzato in forma di piastra piana, o eventualmente arcuata in modo corrispondente all'elemento 22, puÃ² consistere in un unico pezzo, oppure comprendere una piastra di base 25a alla quale sono fissate, sulla sua faccia superiore, una coppia di piastre ausiliarie laterali 25b ciascuna delle quali forma un relativo bordo provvisto di una relativa superficie 28.

Le coppie di superfici 26 e 28 dell'elemento 22 e dell'elemento 24, che presentano una doppia inclinazione, costituiscono formazioni d'innesto reciproco del dispositivo 18, atte a determinare un incuneamento secondo due direzioni perpendicolari, il che permette di ottenere un bloccaggio estremamente solido ed efficace.

Al dispositivo 18 sono associati mezzi di ritegno allo scopo di trattenere saldamente gli elementi 22 e 24 nella condizione d'impegno reciproco. In particolare, l'elemento 22 presenta una cavitÃ sostanzialmente arcuata 30 formata nel suo spessore, preferibilmente aperta verso il braccio 12, nella quale Ã ̈ inserita, solitamente con un precarico, una molla a balestra 32, in modo tale che le estremitÃ opposte 34 della molla 32, nella condizione normale, sporgono da lati opposti dell'elemento 22 in prossimitÃ di un'estremitÃ dei suoi bordi inclinati 26.

L'elemento 24, in prossimitÃ di una delle estremitÃ dei suoi bordi inclinati 28, presenta rispettive sedi 36 destinate ad accogliere le estremitÃ 34 della molla 32 nella configurazione reciprocamente accoppiata degli elementi 22 e 24, per bloccarli reciprocamente.

Le estremitÃ 34 della molla 32 sono preferibilmente rastremate in modo tale che, a seguito dell'inserimento dell'elemento 22 nella sede dell'elemento 24, le estremitÃ 34 s'impegnano a scatto nelle sedi 36 dell'elemento 24.

Inoltre, le sedi 36 una porzione d'ingresso 36a, dalla parte opposta dei bordi 28, Ã ̈ convenientemente inclinata rispetto all'asse A, in modo tale che l'impegno delle estremitÃ rastremate 34 della molla 32 in tali porzioni d'ingresso inclinate 36a determina una spinta dell'elemento 22 verso l'elemento 24 nella direzione dell'asse A, allo scopo di permettere di recuperare automaticamente eventuali giochi che si possono originare nella direzione dell'asse A fra gli elementi di sopporto 22 e 24 a seguito dell'impiego del dispositivo 18.

Possono essere utilizzati anche altri tipi di mezzi di ritegno, ad esempio realizzati mediante una coppia di perni o di organi a camma molleggiati e sollecitati elasticamente con precarico verso una configurazione estesa sporgente da uno o piÃ¹ lati dell'elemento 22, destinati ad impegnare a scatto una o piÃ¹ relative sedi 36 dell'elemento 24.

Mezzi di disimpegno delle estremitÃ 34 della molla 32 dalle sedi 36 dell'elemento 24, attivabili quando occorre separare l'utensile 10 dal braccio 12, sono convenientemente associati all'elemento 22. Questi mezzi di disimpegno possono essere controllati a distanza, ad esempio dall'operatore dell'escavatore 14, nel qual caso comprendono un attuatore (non illustrato nelle figure), particolarmente a controllo idraulico o elettrico, associato al primo elemento 22 e suscettibile di comandare la ritrazione delle estremitÃ 34 della molla 32, ad esempio a seguito dell'incremento del suo inarcamento nella sede 30, allo scopo di estrarre tali estremitÃ dalle sedi 36 del secondo elemento 24, per poter separare gli elementi 22 e 24 a seguito di un loro spostamento relativo lungo l'asse A.

I mezzi di disimpegno, in alternativa alla soluzione controllabile a distanza, e secondo un accorgimento piÃ¹ semplice utilizzabile con dispositivi d'aggancio rapido 18 adatti ad utensili 10 di minor peso, possono essere del tipo meccanico azionabile manualmente. Secondo quanto illustrato nelle figure a titolo d'esempio, puÃ² essere associata al primo elemento 22 una vite 40 che impegna un foro assiale passante filettato 38 che sbocca nella cavitÃ 30. Avvitando la vite 40 nel foro 38, la sua estremitÃ rivolta verso la molla 32 si sposta fino ad interferire con la porzione centrale della molla 32 e da spingerla per incrementare il suo inarcamento cosÃ¬ da determinare la ritrazione delle estremitÃ 34 rispetto ai lati dell'elemento 22.

Altri mezzi di disimpegno meccanici oppure controllati a distanza tramite vari tipi di attuatori, possono essere utilizzati in alternativa, allo scopo di provocare la ritrazione delle estremitÃ della molla 32 o di altre appendici sporgenti dall'elemento 22, per sbloccare l'elemento 22 rispetto all'elemento 24 quando tali elementi devono essere separati a partire dalla condizione d'impegno reciproco.

Il funzionamento del dispositivo d'attacco rapido 18 Ã ̈ illustrato schematicamente nelle figure 6 a 11.

Nella fase d'accoppiamento del dispositivo 18 (figure 6 a 9), l'elemento 22 viene allineato rispetto all'elemento 24, nella direzione dell'asse A. In conseguenza dell'avvicinamento lineare dell'elemento 22 rispetto all'elemento 24 (freccia B della figura 6), la faccia inferiore dell'elemento 22 viene a contatto con la faccia superiore della sede formata nell'elemento 24, e scorre fino a quando i bordi inclinati 26 e 28entrano in contatto reciproco. Il movimento relativo degli elementi 22 e 24 prosegue fino a quando le estremitÃ 34 della molla 32 interferiscono con il bordo frontale dell'elemento 24 (figura 7). Un ulteriore spostamento dell'elemento 22 nella direzione dell'asse A (frecce C e D delle figure 7 e 8), grazie alla forma rastremata delle estremitÃ 34 e alla loro interferenza con la superficie frontale dell'elemento 24, provoca una contrazione della molla 32 ed una corrispondente ritrazione delle sue estremitÃ 34 fino a quando queste ultime impegnano a scatto le sedi 36 dell'elemento 24 (figura 9). In questa configurazione, grazie alla forma rastremata delle estremitÃ 34 ed all'inclinazione della porzione d'ingresso 36a delle sedi 36, fra le estremitÃ 34 e le porzioni 36a delle sedi 36 si origina una forza elastica che tende a comprimere l'elemento 22 verso l'elemento 24 lungo la direzione dell'asse A, cosÃ¬ da permettere di recuperare automaticamente ed elasticamente eventuali giochi che si originano, nell'impiego, fra i due elementi 22 e 24.

Per disimpegnare il dispositivo d'attacco rapido 18 quando occorre separare l'utensile 10 dal braccio 12 (figure 10 e 11), con riferimento alla soluzione meccanica dei mezzi di disimpegno sopra descritta ed illustrata nelle figure, la vite 40 viene avvitata nel foro 38 in modo tale da far sporgere una sua estremitÃ nella cavitÃ 30 in cui Ã ̈ disposta la molla 32, fino a quando l'estremitÃ della vite 40 interferisce con la porzione centrale della molla 42. Avvitando ancora la vite 40, essa determina un aumento dell'inarcamento della molla 32 e, conseguentemente, la ritrazione delle sue estremitÃ 34 fino a liberare le sedi 36, in modo tale che l'elemento 22 puÃ² essere estratto dalla sede dell'elemento 24 con un movimento relativo rettilineo lungo l'asse A (freccia E della figura 11).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo d'attacco rapido per collegare un utensile ad un'attrezzatura di movimentazione, quale il braccio di un escavatore, comprendente un primo elemento di sopporto (22) collegabile ad un'estremitÃ (12a) di detto braccio (12) ed un secondo elemento di sopporto (24) fissabile all'utensile (10) da collegare a detto braccio (12), caratterizzato dal fatto che detti elementi di sopporto (22, 24) sono reciprocamente impegnabili a seguito di un movimento relativo lungo un asse d'inserimento (A) generalmente trasversale all'estremitÃ (12a) di detto braccio (12), ogni elemento di sopporto (22, 24) comprendendo due formazioni d'innesto contrapposte (26, 28) che presentano una doppia inclinazione in modo da risultare convergenti verso l'asse d'inserimento (A) sia nella direzione d'accoppiamento reciproco degli elementi di sopporto (22, 24), sia rispetto ad un piano trasversale all'asse d'inserimento (A), e dal fatto che uno degli elementi di sopporto (22) include mezzi di ritegno (32, 34) mobili e suscettibili d'innestarsi in sedi corrispondenti (36) dell'altro elemento di sopporto (24) nella configurazione reciprocamente accoppiata degli elementi di sopporto (22, 24) per determinare il bloccaggio reciproco dei due elementi di sopporto (22, 24).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le due formazioni d'innesto (26, 28) di ciascun elemento di sopporto (22, 24) convergono simmetricamente rispetto a detto asse d'inserimento (A).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto ciascun elemento di sopporto (22, 24) comprende una rispettiva piastra piana (22, 25a).
4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ritegno (32, 34) sono sollecitati elasticamente in modo da impegnare a scatto rispettive sedi (36) formate nel secondo elemento di sopporto (24) in una posizione prossima ad un'estremitÃ delle relative formazioni d'innesto (28).
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ritegno presentano una coppia di appendici d'estremitÃ (34) sporgenti dai lati opposti del primo elemento di sopporto (22).
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette appendici d'estremitÃ (34) sono realizzate mediante rispettivi perni molleggiati, sollecitati elasticamente verso una configurazione estesa, sporgente dai lati opposti del primo elemento di sopporto (22).
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette appendici d'estremitÃ sono costituite dalle estremitÃ opposte (34) di una molla a balestra (32) disposta secondo una configurazione arcuata in una cavitÃ corrispondente (30) del primo elemento di sopporto (22).
8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 a 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ritegno (32, 34) permettono di recuperare automaticamente eventuali giochi che si originano fra gli elementi di sopporto (22, 24) nella direzione dell'asse d'inserimento (A).
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che le appendici d'estremitÃ (34) dei mezzi di ritegno sono rastremate.
10. Dispositivo secondo la rivendicazione 8 oppure 9, caratterizzato dal fatto che dette sedi (36) del secondo elemento di sopporto (24) presentano una porzione d'ingresso inclinata rispetto a detto asse d'inserimento (A).
11. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 a 11, caratterizzato dal fatto che ai mezzi di ritegno (32, 34) sono associati mezzi di disimpegno (38, 40) dalle sedi (36) del secondo elemento di sopporto (24).
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di disimpegno sono del tipo meccanico e comprendono un elemento di spinta filettato (40), spostabile assialmente in un foro passante filettato (38) del primo elemento di sopporto (22) allo scopo di incrementare l'inarcamento di detta molla a balestra (32) per determinare la ritrazione delle sue estremitÃ (34) in modo da provocare il loro disimpegno dalle sedi (36) del secondo elemento di sopporto (24).
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di disimpegno sono attivabili a distanza e comprendono un attuatore associato al primo elemento di sopporto (22), particolarmente del tipo idraulico o elettrico, suscettibile di determinare la ritrazione delle estremitÃ (34) dei mezzi di ritegno in modo da provocare il loro disimpegno dalle sedi (36) del secondo elemento di sopporto (24).