ITUB20150172A1 - Attrezzatura idraulica per escavatori e macchine operatrici in generale - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una attrezzatura idraulica, quale ad esempio un cesto vagliante o un disgregatore rotante, comprendente un motore idraulico azionato tramite un circuito di alimentazione collegabile al circuito idraulico principale di una macchina movimento terra, come ad esempio un escavatore o una terna.

Sono note numerose attrezzature azionate idraulicamente utilizzabili quali accessori applicabili ai bracci di escavatori e macchine operatrici simili.

Un primo esempio di tali attrezzature ? rappresentato dagli accessori di fresatura, come le teste fresanti, anche note come disgregatori rotanti, nella quali una coppia di tamburi rotanti provvisti di denti sono fatti ruotare per mezzo di un motore idraulico.

Un esempio di questo tipo di attrezzature ? descritto nel brevetto statunitense US 6,626,500.

Ulteriore esempio ? rappresentato dalle benne vagliatrici, come quella descritta nella domanda di brevetto EP 284 643.

In questo caso viene collegato al braccio della macchina escavatrice una struttura che supporta un cesto rotante. Il cesto ? provvisto di una struttura a maglie, con dimensione tale da consentire unicamente il passaggio di materiale con dimensioni inferiori a una prefissata taglia. La rotazione del cesto ? ottenuta tramite un motore idraulico azionato tramite il circuito idraulico della macchina operativa.

? evidente che per un corretto funzionamento di queste attrezzature idrauliche, e in generale di attrezzatura che utilizzano un motore idraulico, ? necessario che vi sia un apporto continuo ed adeguato di fluido operativo da parte della macchina operatrice portante.

Tuttavia accade piuttosto frequentemente che, a causa di dimenticanze, sporcizia negli elementi di collegamento del tubo di drenaggio, danni al tubo di scarico, o da un set up errato delle impostazioni sugli escavatori, si abbia un'alimentazione non regolare o comunque non corretta del fluido operativo, causando possibili danni alla struttura del motore idraulico o comunque necessit? di manutenzioni straordinarie. In ogni caso, le problematiche suddette comportano un periodo di inattivit? della macchina che si traduce conseguentemente in un danno economico. Pertanto, il problema tecnico che ? alla base della presente invenzione ? quello di fornire un'attrezzatura idraulica che consenta di ovviare agli svantaggi sopra menzionati con riferimento alla tecnica nota.

Tale problema ? risolto dall'attrezzatura idraulica secondo la rivendicazione 1. Caratteristiche preferite dell?invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti.

La presente invenzione presenta alcuni rilevanti vantaggi. Il vantaggio principale consiste nel fatto che l'attrezzatura secondo la presente invenzione consente di prevenire situazioni di malfunzionamento dell'attrezzatura in maniera tale da evitare o comunque annullare la necessit? di manutenzione dovuta a situazione di irregolarit? di fluido operativo fornito dalla macchina portante.

Secondo un ulteriore aspetto l'invenzione si riferisce anche ad un'attrezzatura idraulica del tipo fissabile ad un braccio mobile di una macchina operatrice e che include un elemento operativo rotante comprendente una struttura di supporto connessa o connettibile ad un braccio mobile della macchina operatrice ed un motore idraulico per la rotazione di detto elemento operativo e comprendente un condotto di alimentazione connesso o connettibile ad un circuito idraulico della macchina operatrice portante per fornire una portata di fluido operativo al motore idraulico ed un condotto di drenaggio per il drenaggio di liquido operativo che esce dopo la lubrificazione delle bronzine del motore idraulico verso una pompa che opera sul flusso di fluido operativo che transita per detto condotto di drenaggio, pescando lo stesso e spingendolo a maggior pressione verso la condotta di drenaggio.

In base a questo aspetto dell'invenzione, seppur non venga interrotto il flusso del fluido operativo, la pompa consente di incrementare la capacit? di drenaggio del condotto di drenaggio, migliorando quindi la capacit? di sopportare sovrappressioni che possono danneggiare il motore idraulico.

Preferibilmente, in base a tale aspetto, l'attrezzatura idraulica comprende un secondo motore, idraulico oppure elettrico, per l'azionamento di detta pompa.

Inoltre, secondo una forma di realizzazione preferita, i due motori idraulici sono tra loro connessi in serie.

Altri vantaggi, caratteristiche e le modalit? d?impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Verr? fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- le figure da 1 a 5 sono viste secondo diverse prospettive da retro di un'attrezzatura idraulica secondo la presente invenzione;

- le figure 6 e 7 sono rispettivamente una vista prospettica ed una relativa sezione che illustrano in dettaglio una valvola di intercettazione del flusso, particolare dell'attrezzatura idraulica secondo la presente invenzione;

- la figura 8 ? una vista prospettica di un serbatoio di contenimento, particolare dell'attrezzatura idraulica secondo la presente invenzione; e - le figure 9 e 10 sono rispettivamente una vista prospettica ed una relativa sezione che illustrano in dettaglio una valvola di intercettazione del flusso di una seconda forma di realizzazione dell'attrezzatura idraulica secondo la presente invenzione.

Con riferimento inizialmente alla figura 1, un'attrezzatura idraulica per un escavatore o, pi? in generale per una macchina operatrice, ? indicata complessivamente con il numero di riferimento 100. Nel presente esempio di realizzazione, l'attrezzatura idraulica ? rappresentata da un benna vagliante ma, come sar? evidente a seguire, i medesimi concetti potranno essere applicati anche ad altri tipi di attrezzature, come ad esempio una fresa rotante, una benna frantoio, una cesoia girevole, un vibro-ripper, oppure attrezzature per la deforestazione, quindi in generale tutte le attrezzature che richiedono una portata di fluido operativo in pressione fornito dalla macchina operatrice.

Come sar? meglio evidente a seguire, l'attrezzatura idraulica 100 ? del tipo adatto ad essere montata su un braccio mobile dell'escavatore tramite piastre di collegamento o altri mezzi di aggancio equivalenti.

Come accennato in precedenza, nella presente forma di realizzazione, l'attrezzatura 100 comprende una carcassa esterna 1, che definisce una struttura di supporto sulla quale ? girevolmente supportato un cesto di vagliatura 2.

Il cesto di vagliatura 2 ? quindi azionato in rotazione tramite un motore idraulico 3, anch'esso connesso alla struttura di supporto 1. Anche alla luce di quanto precedentemente indicato, ? comunque evidente che i medesimi concetti potranno essere applicati anche a differenti attrezzatture idrauliche che comprendono, in generale, un elemento operativo 2 azionato per mezzo di un motore idraulico.

L'azionamento del motore idraulico 3 ha luogo per mezzo di un fluido operativo fornito dalla macchina operatrice che viene alimentato tramite un condotto di alimentazione 31 e reimmesso nel circuito idraulico della macchina operatrice per mezzo di un condotto di ritorno 32, quest'ultimo illustrato ad esempio in figura 2 e non rappresentato in alcune delle altre figure per maggiore chiarezza illustrativa. Oltre ai condotti di alimentazione 31 e di ritorno 32, l'attrezzatura idraulica secondo la presente invenzione comprende inoltre un condotto di drenaggio 33, collegato al motore idraulico tramite un condotto di raccordo 8 e, preferibilmente, una pompa di pescaggio 81.

I condotti 33 ed 8, insieme alla pompa 81, formano un gruppo di drenaggio destinato al drenaggio di piccole portate di fluido operativo dal motore per il mantenimento delle caratteristiche idonee al funzionamento del motore primario 3 secondo modalit? che saranno descritte in maggiore dettaglio a seguire.

Secondo una forma di realizzazione preferita, i condotti di alimentazione, ritorno e drenaggio sono provvisti di rispettivi elementi di connessione 310, 320 e 330 che ne permettono il collegamento con il circuito idraulico della macchina operativa portante.

In questo modo, il fluido operativo viene immesso tramite il condotto di alimentazione 31 e quindi fornito al motore idraulico 3 attraverso un secondo tratto di alimentazione 30 e per un regolatore di flusso 7. Secondo una forma di realizzazione preferita, lungo tale percorso, il fluido transita inoltre per un motore 80 che aziona la pompa di pescaggio 81, secondo modalit? che saranno descritte in maggiore dettaglio a seguire.

In caso di funzionamento normale, il fluido operativo viene immesso nel motore idraulico 3 tramite il tratto di alimentazione 30 per essere principalmente fatto defluire verso il condotto di ritorno 32 e in parte minore fatto defluire tramite il condotto 8 la pompa 81 ed il condotto di drenaggio 33 per il fluido destinato alla lubrificazione delle bronzine del motore idraulico 3.

Il motore idraulico 80 azionato tramite il fluido della condotta 31 aziona la pompa 81 che agisce aspirando il flusso di fluido eccessivo presente nell?uscita di drenaggio della pompa 3, destinato al condotto 8. Pertanto, il fluido uscente dal drenaggio del motore 3 che viene scaricato nella pompa 81 e poi spinto dalla pompa 81 verso la condotta 330 della macchina portante tramite il condotto di drenaggio 33, in caso di sovrappressioni sar? aspirato e mandato a scarico proprio grazie all?ausilio della pompa 81 superando cosi eventuali pressioni anomale derivanti dal mal funzionamento della macchina portante.

In questo modo nel condotto di drenaggio 8 e nel motore 3 nell?uscita del flusso 9 si avr? una contropressione bassa e normalmente inferiore al valore di danneggiamento del motore stesso, a meno di problematiche consistenti o di durata temporale particolarmente elevata.

Deve per? essere osservato che le attrezzature realizzate secondo tecnica nota, possiedono motori con caratteristiche di funzionamento predeterminate e che quindi devono essere rispettate, in particolare in termini di pressione e portata di fluido espulsa nella condotta di drenaggio.

Allo scopo quindi di prevenire l'azionamento del motore in condizioni di pressione e/o portata non compatibili con il normale funzionamento dello stesso, l'attrezzatura secondo la presente invenzione comprende una valvola di intercettazione 5 in grado di intercettare il condotto di alimentazione 31 in maniera-tale da interrompere il flusso di fluido operativo verso il motore idraulico 3 qualora la pompa 81 non riesca a mantenere le adeguate caratteristiche di funzionamento in termini di fluido e pressione nella condotta 33 e nel successivo elemento di connessione 330 che connette l'attrezzatura allo scarico del drenaggio.

L'attrezzatura 100 comprende inoltre mezzi di rilevamento della pressione 6 operativamente associati alla valvola di intercettazione 5 e che rilevano, direttamente o indirettamente, la pressione presente all'interno del condotto di drenaggio 33.

In questo modo la valvola di intercettazione 5 potr? essere vantaggiosamente comandata in funzione delle condizioni di pressione che si presentano nel condotto 33, assicurando cosi che il funzionamento avvenga esclusivamente in condizioni ottimali del motore idraulico.

In altre parole, quando vengono determinate delle predeterminate condizioni all'interno del condotto di drenaggio 33, preferibilmente riferibili alla pressione all'interno dello stesso, la valvola di intercettazione 5 viene azionata in maniera tale da chiudere il condotto di alimentazione 31, interrompendo il flusso di fluido operativo verso il motore 3.

Come sar? meglio evidente a seguire, le predeterminate condizioni alle quali viene interrotto il flusso del fluido operativo dipendono dalla specifica applicazione ma, a livello generale, sono legate al manifestarsi di sovrappressione in una parte del motore idraulico che, qualora dovessero superare certi limiti, potrebbero provocare danni al motore idraulico o necessit? di manutenzione.

L'intercettazione del condotto 31 e la conseguente interruzione del flusso di fluido operativo consente invece di bloccare il motore idraulico in maniera pressoch? istantanea ed evitare o comunque ridurre considerevolmente rischi di danni o il manifestarsi di altre problematiche.

Nella presente forma di realizzazione, l'attrezzatura comprende inoltre un serbatoio di contenimento 4 nel quale il fluido operativo in uscita dal motore idraulico 3 viene inviato al raggiungimento di particolari condizioni operative, in particolare al raggiungimento di un predeterminato valore di pressione all'interno del condotto di drenaggio 33 e della precedente condotto 8.

A tale scopo, il condotto di drenaggio 33 ? provvisto ulteriormente di una valvola con rilevatore di pressione 6 che quando viene raggiunto un valore di pressione predeterminato devia il flusso di fluido operativo verso il serbatoio di contenimento 4 per mezzo di un condotto di deviazione 61. ? quindi evidente che la valvola con rilevatore di pressione 6 definisce nella presente forma di realizzazione i mezzi di rilevamento della pressione.

Il serbatoio di contenimento 4 che normalmente ? vuoto inizier? pertanto a riempirsi nel momento in cui la valvola con rilevatore di pressione 6 devia il flusso di fluido operativo al raggiungimento della predeterminata pressione.

L'attrezzatura secondo la presente invenzione comprende altres? una valvola di intercettazione 5.

La valvola di intercettazione 5 ? operativamente associata al serbatoio di contenimento 4 in maniera tale da interrompere il flusso di fluido operativo in detto condotto di alimentazione 31 quando detto serbatoio di contenimento 4 viene riempito oltre un predeterminato livello.

Questa configurazione consente di fatto di evitare che il motore idraulico possa operare a pressione eccessive in quanto, qualora ci? si verificasse, e quindi il condotto di drenaggio 33 non fosse pi? in grado di compensare la sovrappressione, l'apertura della valvola con rilevatore di pressione 6 farebbe fluire una portata di fluido verso il serbatoio 4.

Qualora l'eccessiva pressione si manifesti per un periodo sufficientemente lungo da fare riempire il serbatoio 4 fino ad un predeterminato livello, la valvola di intercettazione 5 consente di bloccare l'alimentazione di fluido operativo, interrompendo di fatto il funzionamento del motore idraulico ed evitando cos? possibili danni dovuti alla sovrappressione.

L'utilizzo del serbatoio 4 consente peraltro vantaggiosamente di evitare l'arresto della macchina nel caso in cui la pressione eccessiva si presenti solo temporaneamente, essendo richiesto un certo tempo per il riempimento del serbatoio.

A tale scopo il serbatoio di contenimento 4 comprende un indicatore di livello 40 rappresentato in figura 8, collocato in posizione tale da poter essere visibile per un operatore. Questo consente di rendersi facilmente conto del fatto che l'arresto dell'attrezzatura ? dovuto ad una sovrappressione e non ad altri fattori.

Inoltre, secondo una forma di realizzazione preferita, il serbatoio 4 comprende un tappo amovibile 41 collocato sul fondo dello stesso, che consente lo svuotamento del serbatoio 4 una volta individuato il problema e ripristinato il funzionamento normale dell'attrezzatura idraulica.

A tale proposito deve essere osservato che spesso problematiche del tipo precedentemente descritto si verificano per motivi molto banali, come un non corretto collegamento dei condotti 31, 32, 33. Pertanto, la presente invenzione consente, soprattutto in questi casi, di evitare danneggiamenti all'attrezzatura e, grazie anche alla presenza del tappo 41, di ripristinare il corretto funzionamento anche senza richiedere particolari interventi.

Pertanto, nella presente forma di realizzazione, se l'azione della pompa 81 non fosse sufficiente, la presenza della valvola di intercettazione 5 controllata tramite i mezzi di rilevamento della pressione 6, collegata al tubo di collegamento 61 e del serbatoio 4 e con il successivo tubo di collegamento 51 attiver? la chiusura della valvola 5 secondo le modalit? gi? descritte in precedenza interrompendo il flusso di portata e pressione nella condotta 30.

Secondo una forma di realizzazione preferita, illustrata in dettaglio in figura 7, la valvola di intercettazione 5 ? del tipo comprendente un cursore 50 mobile tra una prima posizione di passaggio di fluido ed una seconda posizione di intercettazione del flusso.

Con riferimento anche alla figura 6, un condotto di collegamento 51 si estende tra il serbatoio di contenimento 4 e la valvola di intercettazione 5 in maniera tale da fornire a quest'ultima una portata di fluido quando il contenuto di fluido operativo all'interno del serbatoio 4 raggiunge il livello richiesto.

In figura 7 viene illustrata schematicamente la valvola di intercettazione in una prima forma di realizzazione, nella quale il fluido operativo fornito tramite il condotto 51 agisce in corrispondenza di una superficie di spinta 52 del cursore 50 in maniera tale da spostarlo dalla prima posizione alla seconda posizione.

In una forma di realizzazione alternativa, illustrata con riferimento alle figure 9 e 10, la valvola di intercettazione 5 ? comandata elettricamente.

A tale scopo, il serbatoio 4 comprende un pressostato 43 atto a trasmettere un segnale di attivazione per lo spostamento del cursore dalla prima posizione operativa alla seconda posizione operativa al raggiungimento di una predeterminata pressione all'interno di detto serbatoio, corrispondente al livello predeterminato di riempimento.

L?invenzione risolve quindi il problema proposto, conseguendo al contempo una pluralit? di vantaggi, tra cui la possibilit? di bloccare il funzionamento dell'attrezzatura in maniera automatica prima che possano aver luogo danneggiamenti di grossa entit?.

Inoltre, una volta individuato il problema l'attrezzatura idraulica secondo la presente invenzione pu? essere facilmente ripristinata al suo normale funzionamento.

In ultima, la soluzione utilizzata richiede solo minime modifiche costruttive rispetto alle soluzioni note ed adotta componenti di costo modesto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Attrezzatura idraulica (100) del tipo fissabile ad un braccio mobile di una macchina operatrice e che include un elemento operativo rotante (2) comprendente una struttura di supporto (1) connessa o connettibile ad un braccio mobile della macchina operatrice ed almeno un motore idraulico (3) per la rotazione di detto elemento operativo (2) e comprendente un condotto di alimentazione (31) connesso o connettibile ad un circuito idraulico della macchina operatrice per fornire una portata di fluido operativo al motore idraulico (3) ed un gruppo di drenaggio (8, 81, 33) per il drenaggio di liquido operativo da detto motore idraulico (3), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rilevamento della pressione (6) in detto gruppo di drenaggio (8, 81, 33) ed una valvola di intercettazione (5) operativamente associata a detti mezzi di rilevamento della pressione (6) in maniera tale da interrompere il flusso di fluido operativo verso detto motore idraulico (3) quando vengono rilevate predeterminate condizioni di pressione da detti mezzi di rilevamento della pressione (6).
2. 2. Attrezzatura idraulica (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detto gruppo di drenaggio comprende una pompa (81) ed un condotto di drenaggio (33), detta pompa (81) operando sul flusso di fluido operativo che transita per detto condotto di drenaggio (33).
3. 3. Attrezzatura idraulica (100) secondo la rivendicazione 2, comprendente un secondo motore idraulico (80) per l'azionamento di detta pompa (81).
4. 4. Attrezzatura idraulica (100) secondo la rivendicazione 3, in cui detti motori idraulici (3, 80) sono connessi in serie.
5. 5. Attrezzatura idraulica (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente ulteriormente un serbatoio di contenimento (4) che viene connesso a detto gruppo di drenaggio (8, 81, 33) al raggiungimento di una predeterminata pressione del fluido operativo in maniera tale da determinare il riempimento di detto serbatoio di contenimento (4), e l?attivazione di detta valvola di intercettazione (5) interrompendo il flusso di fluido operativo verso detto motore idraulico (3) quando detto serbatoio di contenimento (4) viene riempito oltre un predeterminato livello.
6. 6. Attrezzatura idraulica (100) secondo la rivendicazione 5, in cui detto serbatoio di contenimento (4) comprende un indicatore di livello (40).
7. 7. Attrezzatura idraulica (100) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detta valvola di intercettazione (5) comprende un cursore (50) mobile tra una prima posizione di passaggio di fluido ed una seconda posizione di intercettazione del flusso.
8. 8. Attrezzatura idraulica (100) secondo la rivendicazione 7, quando dipendente dalla 5 o 6, comprendente un condotto di collegamento (51) che collega detto serbatoio di contenimento (4) e detta valvola di intercettazione (5) ed ? atto a fornire una portata di fluido a seguito del raggiungimento di detto predeterminato livello in corrispondenza di una superficie di spinta (52) di detto cursore (50) in maniera tale da spostarlo da detta prima posizione a detta seconda posizione.
9. 9. Attrezzatura idraulica (100) secondo la rivendicazione 7, in cui detto cursore (50) ? comandato elettricamente, detto serbatoio di contenimento (4) comprendendo un pressostato (43) atto a trasmettere un segnale di attivazione per lo spostamento di detto cursore (50) da detta prima posizione a detta seconda posizione al raggiungimento di una predeterminata pressione all'interno di detto serbatoio di contenimento (4), corrispondente a detto predeterminato livello di riempimento.
10. 10. Attrezzatura idraulica (100) secondo una delle rivendicazioni da 5 a 9, in cui detto serbatoio di contenimento (4) comprende un tappo amovibile (41) collocato in corrispondenza di una parete di fondo del serbatoio di contenimento (4) per lo svuotamento dello stesso.