ITUB20160407A1

ITUB20160407A1 - Dispositivo di controllo idraulico per l'alimentazione del mezzo di pressione di almeno due utenze idrauliche

Info

Publication number: ITUB20160407A1
Application number: ITUB2016A000407A
Authority: IT
Inventors: Peter Schmuttermair; Sebastian Oschmann
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2016-01-26
Publication date: 2017-07-26
Also published as: DE102015201318A1; CN105840566A; CN105840566B

Description

Descrizione

Il trovato ha ad oggetto un dispositivo di controllo idraulico per l'alimentazione del mezzo di pressione almeno a due utenze idrauliche avente una pompa idraulica regolabile in termini di portata, la cui regolazione può essere modificata in funzione della massima pressione di carico delle utenze idrauliche utilizzate per mezzo di un regolatore della pompa, in modo tale che la pressione della pompa si trovi ad una differenza di pressione al di sopra della massima pressione di carico delle utenze idrauliche utilizzate simultaneamente. Sono altresì disponibili almeno due dispositivi valvolari, ciascuno dei quali presenta un diaframma di dosaggio e un compensatore di pressione individuale disposto in serie rispetto al diaframma di dosaggio e dei quali un primo dispositivo valvolare è disposto tra una conduttura della pompa in uscita da detta pompa idraulica e una prima utenza idraulica e un secondo dispositivo valvolare è disposto tra la conduttura della pompa e una seconda utenza idraulica. Dispositivi di controllo idraulici conformi al genere sono caratterizzati anche quali dispositivi di controllo secondo il principio di sensibilità di carico o di load-sensing, dal momento che la pressione della pompa viene regolata in funzione della massima pressione di carico. Nel prosieguo, un tale dispositivo di controllo verrà nominato brevemente dispositivo di controllo LS.

Un dispositivo di controllo idraulico LS di detta tipologia è noto, a titolo di esempio, dal documento DE 197 14 141 A1. Nel caso del presente dispositivo di controllo idraulico LS noto, i compensatori di pressione disposti in serie rispetto ai diaframmi di dosaggio sono applicati nella direzione di chiusura della pressione a monte del rispettivo diaframma di dosaggio e nella direzione di apertura della pressione a valle del rispettivo diaframma di dosaggio e di una molla di regolazione. Solitamente, il compensatore di pressione è disposto a monte del diaframma di dosaggio, in modo che la pressione a valle del diaframma di dosaggio sia la pressione di carico della rispettiva utenza idraulica.

In un altro tipo di dispositivi di controllo idraulici LS, i compensatori di pressione sono disposti a valle dei diaframmi di dosaggio e sono applicati in direzione di apertura dalla pressione dopo il rispettivo diaframma di dosaggio e in direzione di chiusura da una pressione di controllo presente in una camera di controllo, che solitamente corrisponde alla pressione massima di carico di tutte le utenze idrauliche rifornite dalla medesima pompa idraulica. Se in un azionamento simultaneo di una pluralità di utenze idrauliche, i diaframmi di dosaggi sono aperti così tanto che la quantità del mezzo di pressione erogata dalla pompa idraulica regolata fino all'arresto è inferiore rispetto alla quantità del mezzo di pressione erogata complessivamente, allora le quantità medie di pressione che fluiscono nelle singole utenze idrauliche sono ridotte proporzionalmente in modo indipendente dalla rispettiva pressione di carico delle utenze idrauliche. Ciò si riferisce a un dispositivo di controllo idraulico con distribuzione del flusso di pressione indipendente dalla pressione di carico (controllo LUDV). Poiché anche in un dispositivo di controllo LUDV la pressione di carico massima decresce e dalla pompa idraulica viene generata una pressione della pompa pari alla pressione di carico più alta ad una certa differenza di pressione, un dispositivo di controllo LUDV rappresenta un caso particolare di un sistema di controllo LS.

Nei noti dispositivi di controllo LS la portata alimentata dalla pompa idraulica viene regolata in modo tale che a livello dell'uscita della pompa venga generata una pressione della pompa che è circa una differenza di pressione della pompa costante al di sopra della pressione di carico massima. Una tipica differenza di pressione della pompa è, a titolo di esempio, di 22 bar. Per la regolazione di quantità load-sensing tramite i diaframmi di dosaggio sono tuttavia necessari solo 10 bar i quali, in un dispositivo di controllo load-sensing, con compensatori di pressione individuali caricati dalle pressioni a valle o a monte dei diaframmi di dosaggio, vengono regolati da questi ultimi. I 12 bar rimanenti, la cosiddetta sovrappressione, si suddividono in funzione della portata nel calo di pressione nella conduttura della pompa e distribuiscono il calo di pressione, di per sé non necessario, e lo ripartiscono per mezzo del compensatore di pressione a livello dell'utenza idraulica con maggiore pressione di carico. La sovrappressione è scelta solamente in modo che, in caso di portata massima e / o di distribuzione della portata non favorevole, vi sia, a livello di ciascun diaframma di dosaggio, la differenza di pressione desiderata disponibile. Al contrario, ciò significa che, in caso di una portata di ridotta entità connessa con un calo di pressione ridotto nella conduttura della pompa e / o in caso di distribuzione di portata vantaggioso, il compensatore di pressione associato all'utenza idraulica con portata maggiore riduce la sovrappressione totale per mezzo di valvole. Anche i compensatori di pressione associati alle altre utenze idrauliche con inferiori pressioni di carico e azionate simultaneamente devono ridurre la pressione dal livello di pressione aumentato in ingresso del dispositivo valvolare corrispondente, pressione che è uguale alla pressione di carico inferiore più la differenza di pressione attraverso i diaframmi di dosaggio.

Il trovato si prefigge pertanto il compito di realizzare un sistema di controllo LS che, in caso di variazioni ridotte, presenta una maggiore efficienza energetica rispetto ai dispositivi di controllo LS noti.

Tale compito viene assolto per mezzo di un sistema di controllo idraulico avente una pompa idraulica regolabile in termini di portata, la cui regolazione può essere modificata in funzione della massima pressione di carico delle utenze idrauliche utilizzate per mezzo di un regolatore della pompa, in modo tale che la pressione della pompa si trovi ad una differenza di pressione al di sopra della massima pressione di carico delle utenze idrauliche utilizzate simultaneamente. Sono altresì disponibili almeno due dispositivi valvolari, ciascuno dei quali presenta un diaframma di dosaggio e un compensatore di pressione individuale disposto in serie rispetto al diaframma di dosaggio e dei quali un primo dispositivo valvolare è disposto tra una conduttura della pompa in uscita da detta pompa idraulica e una prima utenza idraulica e un secondo dispositivo valvolare è disposto tra la conduttura della pompa e una seconda utenza idraulica. Conformemente al trovato, il regolatore della pompa viene azionato in modo tale che, al massimo della differenza di pressione della pompa, sono presi in considerazione differenti cali di pressione nella conduttura della pompa e il compensatore di pressione individuale associato all'utenza idraulica con la massima pressione di carico è quasi completamente aperto in caso di differenti cali di pressione nella conduttura della pompa. Qualora venga azionata solo una singola utenza idraulica alimentata dalla pompa, allora questa sarà l'utenza idraulica con la maggiore pressione di carco.

L'idea alla base del trovato consiste nel fatto che la sovrappressione, corrispondentemente ai cali di pressione da aspettarsi, viene adattata ai corrispondenti diaframmi di dosaggio, in modo tale che la limitazione per mezzo del compensatore di pressione associato all'utenza idraulica con una maggiore pressione di carico ed altresì il calo di pressione per mezzo di detto compensatore di pressione individuale siano molto ridotti. Conseguentemente, viene ridotto altresì il calo di pressione per mezzo degli ulteriori compensatori di pressione associati alle utenze idrauliche azionate contemporaneamente, in modo tale da ottenere un'elevata efficienza energetica.

Sviluppi vantaggiosi di un dispositivo di controllo idraulico conforme al trovato possono essere compresi dalle sottorivendicazioni.

Il trovato viene attuato in modo particolarmente vantaggioso nel caso di un sistema di controllo LS, in cui gli almeno due compensatori di pressione individuali sono applicati in direzione di chiusura dalla pressione a monte del rispettivo diaframma di dosaggio e in posizione di apertura dalla pressione a valle del rispetto diaframma di dosaggio e di una molla di regolazione. Pertanto, non si tratta di un sistema di controllo LUDV con distribuzione della pressione indipendentemente dal carico di pressione, bensì di un classico sistema di controllo LS, in cui, in caso di sottopressione, l'utenza idraulica con massima pressione di carico non riceve più la quantità del mezzo di pressione desiderata e, in confronto alle utenze idrauliche con un'inferiore pressione di carico, viene rallentata. Il trovato è tuttavia altresì vantaggiosamente implementabile anche in dispositivi di controllo LUDV, dal momento che, in caso di una certa sezione trasversale di apertura di un diaframma di dosaggio, la quantità del mezzo di pressione ivi passante può essere determinata indipendentemente dai cali di pressione nella conduttura della pompa.

Il calo di pressione nella conduttura della pompa dipende principalmente dalla portata del flusso. È quindi possibile rilevare, per mezzo di sensori, la velocità di rotazione (il numero di giri) della pompa idraulica e la cilindrata della pompa idraulica e, con l'aiuto della velocità di rotazione e della cilindrata della pompa, è possibile rilevare la portata della conduttura della pompa e regolare la differenza di pressione della pompa in funzione della portata; in questo modo è possibile provvedere al fatto che la pressione desiderata corrisponda alla pressione in ingresso di un dispositivo valvolare, in modo tale che il compensatore di pressione individuale dell'utenza idraulica con massima pressione di carico non diminuisca o lo faccia solo in misura ridotta o, in caso di un dispositivo di controllo LUDV, la differenza di pressione sia determinata per mezzo dei diaframmi di dosaggio.

La differenza di pressione della pompa viene dedotta vantaggiosamente da una curva caratteristica memorizzata, nella quale vengono memorizzati, in funzione della portata, i valori per la differenza di pressione della pompa. In alternativa, tenendo conto dei contesti e dei parametri fisici, la differenza di pressione della pompa può essere calcolata online.

Tipicamente, in pompe regolabili, che vengono utilizzate in un dispositivo di controllo LS, come regolatori di pompe, è associata una valvola di regolazione che, in termini di riduzione della portata della pompa idraulica, viene attivata dalla pressione della pompa e, in termini di aumento della portata della pompa idraulica, viene attivata della massima pressione di carico e, in particolar modo, da una molla di regolazione. La differenza di pressione della pompa può ora essere modificata in modo piuttosto semplice, in modo tale che la valvola di regolazione possa essere altresì azionata successivamente in una delle due direzioni di azione da un attuatore azionabile elettricamente. Qualora l'attuatore agisca contro la pressione della pompa, allora la differenza di pressione della pompa è tanto maggiore quanto maggiore è la forza esercitata dalla forza dell'attuatore. Il vantaggio di detta realizzazione sta nel fatto che detto sistema, rispetto ai sistemi noti, opera ulteriormente senza limitazioni funzionali, in caso di guasto dell'attuatore.

È altresì possibile rilevare la massima pressione di carico per mezzo di un sensore di pressione elettrico e determinare la pressione della pompa dalla massima pressione di carico rilevata, dalla portata e dalla differenza di pressione della pompa associata alla portata. La pompa idraulica può essere pertanto regolata in termini di pressione e può presentare un regolatore della pompa azionabile elettricamente, in cui la pressione della pompa rilevata viene trasmessa al regolatore della pompa della pompa idraulica quale valore di riferimento della pressione della pompa. Opportunamente, il valore di riferimento della pressione della pompa è trasmesso, filtrato, al regolatore pompa. Qualora il regolatore della pompa presenti altresì una molla di regolazione, che agisce sul regolatore della pompa contro la pressione della pompa, allora il valore di riferimento della pressione della pompa, circa equivalente alla pressione della molla di regolazione, sarà inferiore rispetto al valore di riferimento della pressione della pompa.

È altresì vantaggioso qui che possa essere richiesta una pressione della pompa con attuatori elettrificati, senza che debba essere generato un segnale di pressione idraulica di riferimento. Eventualmente, possono essere risparmiate condutture di controllo idrauliche conducenti alla pompa idraulica. In caso di diverse utenze con una pluralità di sensori di pressione è possibile una valutazione e una definizione delle priorità delle singole richieste di pressione. Possono essere altresì risparmiati i selettori di circuito o le valvole di ritegno utilizzate in caso di diverse utenze per selezionare la più alta pressione di carico.

È vantaggioso quando è presente un sensore di temperatura, in cui viene dedotta dalla temperatura la viscosità del mezzo di pressione ed in cui viene impostata la differenza di pressione della pompa in considerazione della viscosità del mezzo di pressione. È altresì vantaggioso se sono previsti sensori di pressione, con l'aiuto dei quali viene determinata la differenza di pressione attraverso un diaframma di dosaggio o una pluralità di diaframmi di dosaggio. Pertanto, può essere identificato ed eventualmente corretto il calo di pressione che si verifica realmente nella macchina. Ciò è particolarmente vantaggioso nel caso di un dispositivo di controllo LUDV.

Infine, nel calcolo della differenza di pressione della pompa possono essere immessi altri parametri come il valore di riferimento della portata, il valore reale della portata, le posizioni dei diaframmi di dosaggio o dei compensatori di pressione in relazione a alle informazioni di pressione.

Due esempi di realizzazione di un dispositivo di controllo idraulico conforme al trovato sono illustrati nei disegni. Il trovato verrà ora illustrato in maggiore dettaglio sulla base di detti disegni, in cui: Figura 1 mostra il primo esempio di realizzazione in cui, a livello del regolatore della pompa, viene aggiunta alla forza esercitata dalla maggiore pressione di carico o da una molla una forza magnetica variabile, mentre la

Figura 2 mostra il secondo esempio di realizzazione in cui, a livello del regolatore della pompa, viene aggiunta alla forza esercitata da una molla una forza magnetica variabile, la quale corrisponde ad una forza generata da una maggiore pressione di carico più la componente variabile della differenza di pressione della pompa.

I dispositivi di controllo idraulici illustrati sono dispositivi di controllo LS con una pluralità di dispositivi valvolari dei quali, nelle figure, sono mostrati i due dispositivi valvolari 10 e 11.

Solitamente, detti numerosi dispositivi valvolari sono combinati in monoblocco o con struttura a disco per formare un blocco di controllo. Dal dispositivo valvolare 10 è comandabile, in termini di direzione e di velocità, un'utenza idraulica 12, che è realizzata a guisa di un cilindro idraulico differenziale, mentre dal dispositivo valvolare 11 è comandabile, sempre in termini di direzione e di velocità, un'utenza idraulica 13 che è anch'essa realizzata a guisa di un cilindro differenziale.

A tale scopo, il dispositivo valvolare 10 presenta un diaframma di dosaggio 14, che è tipicamente realizzato a livello di un pistone di comando rappresentato solo schematicamente come un rettangolo e la cui sezione trasversale di apertura determina la quantità del mezzo di pressione che scorre a livello dell'utenza idraulica 12. Il pistone di comando è pertanto realizzato in modo tale che possa essere scelto unitamente ad esso a livello di quale zona del cilindro differenziale 12 scorre la quantità del mezzo di pressione, che passa attraverso il diaframma di dosaggio 14, e da quale camera del cilindro viene richiesto il mezzo di pressione, che viene compresso in un serbatoio 15. La selezione, in ordine a quale camera del cilindro il mezzo pressione scorre, viene effettuata a valle del diaframma di dosaggio 14, in modo tal che, in linea di principio, un diaframma di dosaggio 14 sia sufficiente per entrambe le camere del cilindro differenziale. Solitamente, tuttavia, sono presenti due diaframmi di dosaggio, che sono disposti tra due camere di controllo del dispositivo valvolare e delle quali, a seconda della direzione di azionamento del pistone di comando, agisce l'uno o l'altro diaframma di dosaggio.

Il pistone di comando, a livello del quale si trova il diaframma di dosaggio 14, può essere regolato costantemente da una posizione centrale verso due direzioni contrapposte, in cui con uno spostamento crescente la sezione trasversale di apertura del diaframma di dosaggio 14 diventa sempre più ampia.

A monte del diaframma di dosaggio 14, è disposto un compensatore di pressione individuale 16 che rappresenta una farfalla con sezione trasversale della portata regolabile e il cui pistone di controllo, non mostrato in maggior dettaglio, è caricato dalla pressione contestualmente all’aumento della sezione trasversale di apertura a valle del diaframma di dosaggio 14 e di una molla di regolazione e contestualmente alla riduzione della sezione trasversale di apertura è caricato dalla pressione a valle del diaframma di dosaggio 14. Il compensatore di pressione mantiene, a causa dell'azionamento illustrato tramite i diaframmi di dosaggio, una differenza di pressione, che corrisponde all'equivalente di pressione della molla di regolazione. Nel presente caso ciò può essere, a titolo di esempio, pari a 10 bar.

Per quanto concerne il dispositivo valvolare 10, detto dispositivo valvolare 11 presenta un diaframma di dosaggio 24 che è tipicamente realizzato a livello di un pistone di comando rappresentato solo schematicamente come un rettangolo e la cui sezione trasversale di apertura determina la quantità del mezzo di pressione che scorre a livello dell'utenza idraulica 13. Il pistone di comando è pertanto realizzato in modo tale che, unitamente ad esso, è altresì possibile scegliere a livello di quale camera del cilindro differenziale 13 scorre la quantità del mezzo di pressione, che passa attraverso il diaframma di dosaggio, e da quale camera del cilindro viene compresso il mezzo pressione, che scorre in un serbatoio 15. La selezione della camera del cilindro in cui il mezzo pressione scorre viene presa a valle del diaframma di dosaggio 24, in modo tale che, in linea di principio, un diaframma di dosaggio 24 sia sufficiente per entrambe le camere del cilindro differenziale 13. Solitamente, tuttavia, sono presenti due diaframmi di dosaggio, che sono disposti tra due camere di controllo del dispositivo della valvola e dalle quali, a seconda della direzione di azionamento del pistone di comando, agisce l'uno o l'altro diaframma di dosaggio.

Il pistone di comando, a livello del quale si trova il diaframma di dosaggio 24, può essere regolato costantemente da una posizione centrale verso due direzioni contrapposte, in cui con uno spostamento crescente la sezione trasversale di apertura del diaframma di dosaggio 14 diventa sempre più ampia.

A monte del diaframma di dosaggio 24, è disposto un compensatore di pressione individuale 26, che rappresenta una farfalla con sezione trasversale della portata regolabile e il cui pistone di controllo, non mostrato in maggior dettaglio, è caricato dalla pressione contestualmente all’aumento della sezione trasversale di apertura a valle del diaframma di dosaggio 24 e di una molla di regolazione e contestualmente alla riduzione della sezione trasversale di apertura è caricato dalla pressione a valle del diaframma di dosaggio 24. Il compensatore di pressione mantiene, a causa dell'azionamento illustrato tramite i diaframmi di dosaggio, una differenza di pressione, che corrisponde all'equivalente di pressione della molla di regolazione. Nel presente caso ciò può essere, come per quanto concerne il diaframma di dosaggio 14 e il compensatore di pressione individuale 16, a titolo di esempio, pari a 10 bar.

Entrambi i cilindri differenziali 12 e 13 sono alimentati da una sola pompa idraulica 30 con il mezzo di pressione. La pompa idraulica 13 è regolabile in termini di portata, in cui la portata è la quantità del mezzo di pressione, che, durante un giro di un albero motore della pompa idraulica, viene trasportato da quest'ultimo. La portata o il flusso volumetrico generati dalla pompa idraulica derivano dalla portata istantanea e dalla velocità di rotazione, per mezzo della quale è azionata la pompa idraulica.

La pompa idraulica 30 è dotata di una valvola di regolazione load-sensing 31, la quale è generalmente disposta sull'alloggiamento della pompa e presenta un primo collegamento, che è fluidicamente collegato ad una camera di regolazione adiacente ad un pistone di regolazione della pompa idraulica. Un secondo di collegamento della valvola di regolazione 31 è fluidicamente collegato con il collegamento di pressione della pompa idraulica. Un terzo collegamento è infine collegato al serbatoio. La valvola di regolazione presenta un pistone di regolazione, mediante il quale sono controllabili le vie del mezzo di pressione tra i tre collegamenti. Il pistone di regolazione è caricato in direzione di un collegamento del primo collegamento con il secondo collegamento a livello di una prima superficie dalla pressione della pompa e in direzione di un collegamento del primo collegamento con il terzo collegamento da una forza, che corrisponde parimenti alla forza generata dalla massima pressione di carico a livello di una seconda superficie corrispondente in grandezza alla prima superficie, e altresì da una molla di regolazione 32. L'equivalente di pressione della molla di regolazione 32 è, a titolo di esempio, pari a 12 bar. Qualora la forza esercitata dalla pressione della pompa supera le forze opposte, allora la camera di regolazione viene collegata con il collegamento di pressione della pompa idraulica. Così facendo, il mezzo di pressione scorre nella camera di regolazione, in modo tale per cui la portata della pompa idraulica venga diminuita. Qualora la forza esercitata dalla pressione della pompa è inferiore rispetto alle forze opposte, allora la camera di regolazione è collegata al serbatoio. Così facendo, il mezzo di pressione può essere spostato, a titolo di esempio, per mezzo di una molla che agisce sul pistone di regolazione dalla camera di regolazione al serbatoio, in modo tale che venga aumentata la portata della pompa idraulica.

La pompa idraulica 30 è collegata fluidicamente tramite una conduttura della pompa 33 con i dispositivi valvolari 10 e 11.

La massima pressione di carico di tutte le utenze idrauliche azionate simultaneamente viene selezionata per mezzo di valvole di commutazione 34 e viene trasmessa per mezzo di una conduttura di trasmissione di carico 35, nella forma di realizzazione di cui in figura 1, ad una valvola di controllo 31, mentre, nella forma di realizzazione di cui in figura 2, viene trasmessa ad un sensore di pressione 39.

Senza ulteriori provvedimenti, la differenza di pressione della pompa tra la pressione della pompa e la massima pressione di carico sarebbe costante e corrisponderebbe all'equivalente di pressione della molla di regolazione 32 della valvola di regolazione 31. In tal modo, la differenza di pressione della pompa deve essere impostata, in modo tale che la differenza di pressione a livello del diaframma di dosaggio associato all'utenza idraulica con la massima pressione di carico istantanea non scenda, nonostante il calo di pressione nella conduttura della pompa fino ai rispettivi compensatori di pressione individuali, al di sotto di un valore, che cerca di regolare il compensatore di pressione individuale associato. La caduta di pressione nella conduttura della pompa aumenta con la portata che scorre nella conduttura e raggiunge il suo apice in caso di portata massima. Qualora la caduta di pressione raggiunge, a titolo di esempio, i 12 bar, allora la pressione della pompa deve essere di 22 bar superiore alla massima pressione di carico, al fine di garantire che, in corrispondenza del diaframma di dosaggio dell'utenza idraulica con la massima pressione di carico, la differenza di pressione sia ancora di 10 bar. 12 bar rappresentano, invece, la cosiddetta sovrappressione.

Ciò a sua volta significa che, in caso di basse portate e ridotti cali di pressione nella conduttura della pompa 33, i compensatori di pressione individuali devono ridurre la pressione della pompa per un valore di sovrappressione meno il calo di pressione nella conduttura della pompa, in cui ciò vale altresì per i compensatori di pressione individuali dell'utenza idraulica con la pressione di carico inferiore azionata simultaneamente, i quali naturalmente devono comunque ridurre la pressione della pompa.

Nell'esempio di realizzazione secondo la figura 1, il pistone di regolazione della valvola di regolazione 31 è caricato in direzione di un collegamento del primo collegamento con il secondo collegamento a livello di una prima superficie dalla pressione della pompa e in direzione di un collegamento del primo collegamento con il terzo collegamento è caricato dalla massima pressione di carico ed altresì dalla molla di regolazione 32 a livello di una seconda superficie corrispondente in grandezza alla prima superficie.

Al fine di poter rendere più efficiente l'impiego di energia, nella prima forma di realizzazione, il pistone di regolazione della valvola di regolazione 31 è caricato in direzione di collegamento del secondo collegamento con il terzo collegamento, oltre che dalla massima pressione di carico e dalla molla di regolazione 32, altresì da un elettromagnete 36 proporzionalmente regolabile. Detto elettromagnete viene controllato in funzione della portata nella conduttura della pompa 33.

Per determinare il flusso volumetrico, viene rilevata dal sensore di velocità di rotazione 40 la velocità di rotazione con la quale viene azionata la pompa idraulica 30. La portata della pompa idraulica è rilevata da un sensore di posizione 41, che rileva, a titolo di esempio, la posizione del pistone di regolazione della pompa. Detto flusso volumetrico è quindi ottenuto moltiplicando la portata con la velocità di rotazione e, quando si desidera essere molto precisi, con il grado di rendimento volumetrico della pompa idraulica in una centralina elettronica 42. Sulla base di una curva caratteristica memorizzata 43 viene ora determinata quale differenza di pressione della pompa fa sì che, in caso di una determinata portata della pompa idraulica 30, la pressione in ingresso dei compensatori di pressione individuali associati all'utenza idraulica con la maggiore pressione di carico sia così alta, che i compensatori di pressione individuali debbano ridurre la pressione in misura molto ridotta. Idealmente, la pressione dovrebbe essere di soli 10 bar al di sopra della pressione di carico.

In funzione della determinata differenza di pressione della pompa, viene azionato solo l'elettromagnete 36. Qualora la portata sia ridotta, allora sarà sufficiente una piccola differenza di pressione della pompa, a titolo di esempio, di 12 bar o meno. La molla di regolazione 32 della valvola di regolazione 31 potrebbe essere regolata ad un equivalente di pressione di 12 bar, in modo tale per cui, nel caso osservato di portata ridotta, non venga azionato l'elettromagnete 36. Qualora venga stabilito che la portata istantanea richieda, a titolo di esempio, una differenza di pressione della pompa di 16 bar, allora l'elettromagnete 36 verrà alimentato in modo tale da generare, in aggiunta alla molla di regolazione 32, una forza che è equivalente ad una pressione di 4 bar. La pressione della pompa sale così a 16 bar. Di conseguenza, l'elettromagnete verrà azionato in caso di flussi volumetrici differenti.

Un elettromagnete potrebbe altresì agire allo stesso modo come la pressione della pompa sul pistone di regolazione della valvola di regolazione 31. La molla di regolazione dovrebbe allora avere un equivalente di pressione di 22 bar. Inoltre, l'elettromagnete sarebbe da alimentare anche in caso di portate ridotte, affinché venga generata solo una pressione della pompa superiore di 10 o 12 bar oltre alla massima pressione di carico. In caso di flussi volumetrici elevatissimi, l'elettromagnete non verrebbe attivato, in quanto la pressione della pompa si troverebbe altre alla massima pressione di carico per l'equivalente di pressione della molla di regolazione.

Secondo l'esempio di realizzazione di cui in figura 2, la portata della pompa idraulica 30 viene anch'essa determinata come nell'esempio di realizzazione di cui in figura 1. Analogamente, utilizzando una curva caratteristica memorizzata 43, si determina quale differenza di pressione della pompa fa sì che, in caso di una determinata portata della pompa idraulica 30, la pressione in ingresso del compensatore di pressione individuale associato all'utenza idraulica con la maggiore pressione di carico sia così alta da far sì che il compensatore di pressione individuale debba ridurre la pressione in misura molto ridotta.

Nell'esempio di realizzazione di cui in figura 2, la massima pressione di carico rilevata dal sensore di pressione 39 viene fornita da un circuito di rilevamento 44, in cui il segnale può essere filtrato, ad un punto di sommatoria 45, in cui ad un segnale elettrico corrispondente alla massima pressione di carico viene aggiunto un segnale, che corrisponde alla differenza di pressione, intorno al quale si dovrebbe aggirare la differenza di pressione in presenza del flusso volumetrico dato al di sopra dell’equivalente di pressione della molla di regolazione 32. Secondo il valore aggiunto viene azionato un elettromagnete proporzionalmente regolabile 46. Diversamente dall'elettromagnete 36 di cui alla forma di realizzazione di figura 1, che genera solo una forza, che si aggiunge alla forza della molla di regolazione 32 e alla forza generata dalla massima pressione di carico, la forza dell'elettromagnete 46 di cui alla forma di realizzazione di figura 2 corrisponde alla forza generata dalla massima pressione di carico più una forza, che è necessaria al fine di ottenere, con un flusso volumetrico dato, la differenza di pressione della pompa insieme alla forza esercitata dalla molla di regolazione 32.

La massima pressione di carico può essere, a titolo di esempio, di 180 bar. Qualora la portata sia ridotta, allora sarà sufficiente una piccola differenza di pressione della pompa, a titolo di esempio, di 12 bar o meno. La molla di regolazione 32 della valvola di regolazione 31 potrebbe essere regolata, anche nella forma di realizzazione di cui in figura 2, ad un equivalente di pressione di 12 bar, in modo tale per cui, con l'osservata portata ridotta, l'elettromagnete 46 viene azionato in modo tale che la forza esercitata da quest'ultimo sul pistone di regolazione della valvola di regolazione 31 corrisponda alla pressione di carico di 180 bar. Qualora venga stabilito che la portata istantanea richiede una differenza di pressione della pompa, a titolo di esempio, di 16 bar, allora l'elettromagnete 46 verrà alimentato in modo tale che la forza esercitata da quest'ultimo corrisponda ad una forza di 184 bar, vale a dire alla massima pressione di carico più 4 bar, che sono necessari al fine di ottenere, insieme ai 12 bar della molla di regolazione 32, 16 bar di differenza di pressione della pompa.

Lista riferimenti numerici

10 Dispositivo valvolare

11 Dispositivo valvolare

12 Cilindro differenziale

13 Cilindro differenziale

14 Diaframma di dosaggio

15 Serbatoio

16 Compensatore di pressione individuale

24 Diaframma di dosaggio

26 Compensatore di pressione individuale

30 Pompa idraulica

31 Valvola di regolazione Load-Sensing

32 Molla di regolazione

33 Conduttura della pompa

34 Valvola di commutazione

35 Conduttura di trasmissione di carico

36 Elettromagnete

39 Sensore pressione

40 Sensore di velocità di rotazione

41 Sensore di posizione

42 Centralina elettronica

43 Curva caratteristica

44 Circuito di rilevamento

45 Punto di sommatoria 46 Elettromagnete

Claims

Rivendicazioni 1. Dispositivo di controllo idraulico per l'alimentazione del mezzo di pressione ad almeno due utenze idrauliche (12, 13) avente una pompa idraulica (30) regolabile in termini di portata, la cui regolazione può essere modificata in funzione della massima pressione di carico delle utenze idrauliche utilizzate (12, 13) per mezzo di un regolatore della pompa (31), in modo tale che la pressione della pompa si trovi ad una differenza di pressione al di sopra della massima pressione di carico delle utenze idrauliche utilizzate simultaneamente (12, 13), e avente almeno due dispositivi valvolari (10, 11), ciascuno dei quali presenta un diaframma di dosaggio (14, 24) e un compensatore di pressione individuale (16, 26) disposto in serie rispetto al diaframma di dosaggio (14, 24) e dei quali un primo dispositivo valvolare è disposto tra una conduttura della pompa (33) in uscita da detta pompa idraulica e una prima utenza idraulica e un secondo dispositivo valvolare è disposto tra la conduttura della pompa (33) e una seconda utenza idraulica, caratterizzato dal fatto che il regolatore della pompa (31) viene azionato in modo tale, che a livello della differenza di pressione della pompa, sono presi in considerazione differenti cali di pressione nella conduttura della pompa (33) e dal fatto che il compensatore di pressione individuale (16, 26), associato all'utenza idraulica con la massima pressione di carico (12, 13), è quasi completamente aperto in caso di differenti cali di pressione nella conduttura della pompa.
2. Dispositivo di controllo idraulico secondo la rivendicazione 1, in cui gli almeno due compensatori di pressione individuali (16, 26) sono caricati dalla pressione in direzione di chiusura a monte del rispettivo diaframma di dosaggio (14, 24) e in direzione di apertura sono caricati dalla pressione a valle del rispettivo diaframma di dosaggio (14, 24) e di una molla di regolazione.
3. Dispositivo di controllo idraulico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui sono presenti sensori (40, 41), dai quali vengono rilevati la velocità di rotazione della pompa idraulica (30) e la portata della pompa idraulica (30), in cui, con l'ausilio della velocità di rotazione e della portata, viene determinato il flusso volumetrico nella conduttura della pompa (33) e in cui la differenza di pressione della pompa è impostata in funzione del flusso volumetrico.
4. Dispositivo di controllo idraulico secondo la rivendicazione 3, in cui la differenza di pressione della pompa viene desunta da una curva caratteristica memorizzata, nella quale sono registrati valori della differenza di pressione della pompa in funzione del flusso volumetrico.
5. Dispositivo di controllo idraulico secondo la rivendicazione 3, in cui il valore della differenza di pressione della pompa viene calcolato online.
6. Dispositivo di controllo idraulico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto regolatore della pompa (31) è una valvola di regolazione, che in termini di riduzione della portata della pompa idraulica (30) viene caricata dalla pressione della pompa e in termini di aumento della portata della pompa idraulica (30) viene caricata della massima pressione di carico e, in particolar modo, da una molla di regolazione, e che, in una delle due direzioni di azione, può essere caricata da un attuatore comandabile elettricamente (36).
7. Dispositivo di controllo idraulico secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui la massima pressione di carico viene rilevata da un sensore pressione elettrico (39), in cui viene determinata la pressione della pompa dalla massima pressione di carico rilevata, dal flusso volumetrico e dalla differenza di pressione della pompa associata al flusso volumetrico, in cui la pompa idraulica (30) è regolata in termini di pressione e presenta un regolatore della pompa elettricamente azionabile (31) ed in cui la pressione della pompa rilevata viene trasmessa quale valore nominale della pressione della pompa al regolatore della pompa (31) della pompa idraulica (30).
8. Dispositivo di controllo idraulico secondo la rivendicazione 7, in cui al regolatore della pompa (31) viene trasmesso il valore nominale della pressione della pompa filtrato.
9. Dispositivo di controllo idraulico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui è presente un sensore di temperatura, in cui dalla temperatura viene desunta la viscosità del mezzo di pressione ed in cui la differenza di pressione della pompa è impostata in considerazione della viscosità del mezzo di pressione.
10. Dispositivo di controllo idraulico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono presenti sensori pressione, per mezzo dei quali viene determinata la differenza di pressione attraverso un diaframma di dosaggio o una pluralità di diaframmi di dosaggio.
11. Dispositivo di controllo idraulico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ulteriori parametri, quali, a titolo di esempio, il valore nominale del flusso volumetrico, il valore reale del flusso volumetrico, le posizioni dei diaframmi di dosaggio o dei compensatori di pressione vengono immessi nel calcolo della differenza di pressione della pompa, in connessione alle informazioni relative alla pressione.