ITVI950065A1 - Dispositivo di pesatura di carichi a bordo, particolarmente per macchine operatrici mobili e veicoli industriali in genere - Google Patents

Abstract

Dispositivo per la pesatura di un carico a bordo, particolarmente per veicoli industriali comprendente almeno un cilindro idraulico (2) per il sollevamento del carico (C) alimentato da una pompa (P) azionata dal motore termico (M) del veicolo, almeno un primo trasduttore di pressione (4) posto all'ingresso del cilindro (2) predisposto per inviare un primo segnale di ingresso ad un'unità di controllo programmabile (6) ed almeno un secondo trasduttore di pressione (5), posto all'uscita del cilindro (2) predisposto per inviare un secondo segnale di ingresso all'unità di controllo (6), essendo previsti mezzi di elaborazione elettronica associati all'unità di controllo (6) per elaborare i segnali in ingresso e fornire un segnale in uscita (Pv) proporzionale al peso reale del carico (C) indipendente dal regime di rotazione della pompa (P).

Description

D E S C R I Z I O N E

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di pesatura di carichi a bordo, di tipo elettronico-idraulico, particolarmente per macchine operatrici mobili, quali carrelli elevatori, camions, pale meccaniche, benne e veicoli industriali in genere.

Sono noti dispositivi del tipo sopra indicato comprendenti uno o più cilindri idraulici destinati a sollevare un carico del quale si vuole conoscere il peso. Il peso viene rilevato mediante uno o più trasduttori di pressione, posti generalmente, lungo il condotto di alimentazione dei cilindri, i quali rilevano le variazioni della pressione del fluido che alimenta i cilindri durante il sollevamento del carico.

I segnali emessi dai trasduttori vengono convertiti in formato digitale ed inviati ad un'unità di elaborazione. L'unità di elaborazione è provvista di un opportuno software che trasforma i segnali digitali provenienti dai trasduttori in unità di peso reale e visualizza su un display o su un altro dispositivi periferico similare.

Nei noti dispositivi, i cilindri idraulici sono azionati da una pompa collegata, mediante una trasmissione, al motore termico principale della macchina operatrice. Pertanto, ad ogni variazione del numero di giri del motore termico si ha una corrispondente variazione del numero di giri della pompa e pertanto anche della pressione del fluido che alimenta i cilindri.

Un inconveniente dei noti dispositivi di pesatura di bordo è che, per poter effettuare una pesata corretta, il regime di rotazione del motore termico della macchina operatrice deve essere sostanzialmente costante. Infatti, per i motivi sopra citati, una variazione di tale numero di giri indurrebbe grossolani errori nella pesata.

Un altro inconveniente è la limitata precisione dei noti dispositivi a causa delle oscillazioni del regime di rotazione del motore termico della macchina operatrice.

Un altro inconveniente dei noti dispositivi è dovuto al fatto che ogni pesata introduce un tempo morto nell'attività della macchina operatrice limitandone la produttività.

un altro inconveniente è originato dai tempi di fermo macchina necessari per ogni pesata che limitano la produttività delle macchine operatrici equipaggiate con tali noti dispositivi.

Scopo del trovato è quello di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati, realizzando un dispositivo di pesatura di bordo che possa operare, in modo corretto, indipendentemente dal regime di rotazione del motore della macchina operatrice sulla quale è installato

Un altro scopo del trovato è quello di aumentare la produttività delle macchine equipaggiate con un tale dispositivo di pesatura di bordo.

Altro scopo del dispositivo è quello di migliorare i sistemi di rilevamento, di trasmissione e di archiviazione dei dati delle pesate.

Questi ed altri scopi che saranno meglio chiariti nel seguito, sono raggiunti da un dispositivo per la pesatura di un carico a bordo, particolarmente per veicoli industriali provvisti di almeno un cilindro idraulico per il sollevamento del carico ed una pompa azionata dal motore termico del veicolo e collegata a detto cilindro mediante una coppia di tubazioni di ingresso/uscita, in cui detto dispositivo comprende almeno un primo trasduttore di pressione inserito su una di dette tubazioni di ingresso/uscita e predisposto per inviare un primo segnale di ingresso ad un'unità di controllo programmabile, caratterizzato dal fatto di prevedere almeno un secondo trasduttore di pressione, inserito sull'altra di dette tubazioni di ingresso/uscita, predisposto per inviare un secondi segnale di ingresso a detta unità di controllo, essendo previsti mezzi di elaborazione elettronica associati a detta unità di controllo per elaborare detti segnali in ingresso e fornire un segnale in uscita proporzionale al peso reale del carico indipendente dal regime di rotazione di detta pompa.

Tali mezzi di elaborazione elettronica sono costituiti da un programma operativo installato sull'unità di elaborazione ed atto a elaborare detti dati secondo un algoritmo predeterminato.

Preferibilmente, l'unità di elaborazione potrà comprendere una memoria programmabile di tipo E-Quad-Rom per la memorizzazione del programma operativo e/o dei dati di taratura.

II dispositivo di pesatura di bordo così concepito consente di effettuare le pesate correttamente senza interrompere il lavoro della macchina operatrice sulla quale è installato.

Nel seguito verrà descritta una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo secondo il trovato, descritta a titolo esemplificativo e non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno nelle quali:

la FIGURA 1 illustra uno schema elettro-idraulico del dispositivo secondo il trovato;

la FIGURA 2 illustra uno schema a blocchi del programma operativo del dispositivo della Fig 1.

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo di pesatura di bordo secondo il trovato, illustrato complessivamente con il numero di riferimento 1, comprende almeno un cilindro idraulico 2, ancorato al telaio di una macchina operatrice, con uno stelo 3 agente, ad esempio, su una pala Q che solleva un carico c da pesare.

II cilindro 2 è azionato da una pompa idraulica P, collegata al motore M della macchina operatrice, mediante una valvola V di comando azionabile sia manualmente che automaticamente.

Secondo il trovato è prevista almeno una coppia di trasduttori di pressione 4, 5, ad esempio del tipo strain-gage, disposti, rispettivamente, lungo il condotto di ingresso 41 e lungo il condotto di uscita 5' del cilindro idraulico 2 per rilevare le variazioni di pressione del fluido circolante conseguenti al sollevamento del carico C.

I trasduttori 4, 5 sono collegati in ingresso ad un'unità di controllo 6 montata a bordo della macchina operatrice in posizione accessibile dal posto guida.

I segnali emessi dai trasduttori 4, 5, essendo di tipo elettrico analogico, vengono convertiti in formato digitale mediante almeno un convertitore analogico/digitale 7 posto in ingresso all'unità di controllo 6. Tale convertitore 7 converte alternativamente , in time-sharing, i segnali provenienti dai due trasduttori 4, 5 scartandone il 50% di ognuno.

In alternativa potranno essere previsti due o più convertitori analogico\digitale, uno per ogni trasduttore, in tal caso sarà convertito in formato digitale il 100% dei valori rilevati dai trasduttori.

Secondo il trovato il dispositivo può effettuare la pesata indipendentemente dal regime di rotazione della pompa P e quindi del motore termico M della macchina operatrice.

A tal fine, sono previsti mezzi di elaborazione elettronica associati all'unità di controllo 6 atti ad elaborare i segnali in ingresso emessi dai trasduttori 4, 5 per fornire un segnale in uscita proporzionale al peso reale del carico C. Il segnale in uscita viene visualizzato su un display 8 e/o inviato a dispositivi di memorizzazione descritti nel seguito.

Tali mezzi di elaborazione elettronica comprendono un programma operativo che elabora i dati rilevati dai trasduttori secondo un algoritmo predeterminato.

Ad esempio l'algoritmo potrà essere un operatore lineare del tipo:

con

V valore digitale trasduttore in ingresso V valore digitale trasduttore in uscita T tara in ingresso

T' tara in uscita

G guadagno del trasduttore in ingresso G' guadagno programmato del trasduttore in uscita (proporzionale al n. di giri del motore M)

G" guadagno del software

P. segnale in uscita proporzionale al carico.

Durante la pesata di un carico, al variare del numero di giri del motore M e quindi della pressione in ingresso del cilindro, varierà proporzionalmente (V-T)*G, pertanto, affinché la differenza [(V-T)*G - (V -T')*G'] rimanga costante, dovrà variare proporzionalmente anche (V,-T,)*GI. Per ottenere quest'ultima variazione si interviene, mediante il programma operativo, sul fattore moltiplicativo G' variandolo proporzionalmente in base alla variazione del numero di giri del motore M e quindi della pompa P.

Il dispositivo necessita di una taratura iniziale che viene effettuata per determinare i valori da attribuire a G' ai diversi numeri di giri del motore M. Per effettuare tale taratura, si utilizza un carico campione, si attribuisce a G' un valore di default pari circa ad 1, quindi si azzera il display 8, mediante un apposito tasto, ad un numero di giri minimo del motore termico, successivamente si varia G" da software fino a quando il valore di Pv letto sul display risulta pari al peso reale del carico campione.

Infine, sempre con il carico campione a bordo si aumenta, ad intervalli, il numero di giri del motore M e ad ogni intervallo si attribuisce a G' un valore tale da mantenere costante la differenza [(V-T)*G-(V -T')*G'] e quindi il peso Pv letto sul display.

L'unità di controllo 6 è collegata a mezzi di rilevamento del numero di giri del motore M o della pompa P e potrà essere collegata ad un inclinometro 9 atto a rilevare l'inclinazione del carico C rispetto alla verticale per modificare corrispondentemente i guadagni dei segnali e del software.

Preferibilmente, l'unità di controllo 6 potrà comprendere una memoria programmabile di tipo E-Quad-Rom per la memorizzazione del programma operativo e/o dei dati di taratura del dispositivo. Tale memoria mantiene i dati memorizzati anche in assenza di alimentazione e pertanto non necessita di alcuna pila in tampone o altre fonti di energia supplementari.

Grazie a tale tipo di memoria E-Quad-Rom, il dispositivo non necessita normalmente di ulteriori settaggi dopo il primo effettuato al momento dell'installazione.

Opportunamente, l'unità di controllo 6 è provvista di una tastiera di programmazione 10 e può essere collegata ad una stampante 11 e/o ad un dispositivo di memorizzazione di massa del tipo memory-card 12 per la memorizzazione dei dati parziali e totali delle pesate. Tutti tali dispositivi 10, 11, 12 sono posti a bordo della macchina operatrice in posizione accessibile all'operatore.

Inoltre, l'unità di controllo 6 può essere provvista di un'uscita seriale RS232 o di un'altro tipo di porta collegabile ad un trasmettitore radio 13 o un dispositivo similare atto ad inviare i dati ad un'unità di memorizzazione e/o di elaborazione esterna.

Preferibilmente, l'attivazione del dispositivo avviene attraverso uno o più sensori di prossimità 14 atti a rilevare a distanza il sollevamento del carico C in modo da eliminare ogni pericolo di collisione tra tali sensori 14 e le parti in movimento della macchina operatrice.

Il dispositivo secondo il trovato è disponibile per diverse portate di carico e presenta una buona precisione variabile in base alla portata, ad esempio, un dispositivo di portata 7000-8000 kg potrà avere una risoluzione di 50 kg al massimo numero di giri del motore della macchina operatrice sulla quale è installato.

Il dispositivo secondo il trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Inoltre, tutti i particolari potranno essere sostituiti da equivalenti tecnici che si ritengono ugualmente protetti.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo per la pesatura di un carico a bordo, particolarmente per veicoli industriali provvisti di almeno un cilindro idraulico (2) per il sollevamento del carico (C) ed una pompa (P) azionata dal motore termico (M) del veicolo e collegata a detto cilindro (2) mediante una coppia di tubazioni di ingresso/uscita (41, 5'), in cui detto dispositivo comprende almeno un primo trasduttore di pressione (4) inserito su una di dette tubazioni di ingresso/uscita (4') e predisposto per inviare un primo segnale di ingresso ad un'unità di controllo (6) programmabile, caratterizzato dal fatto di prevedere almeno un secondo trasduttore di pressione (5), inserito sull'altra di dette tubazioni di ingresso/uscita (5'), predisposto per inviare un secondo segnale di ingresso a detta unità di controllo (6), essendo previsti mezzi di elaborazione elettronica associati a detta unità di controllo (6) per elaborare detti segnali in ingresso e fornire un segnale in uscita (Pv) proporzionale al peso reale del carico (C) indipendente dal regime di rotazione di detta pompa (P)· 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di prevedere almeno un convertitore analogico-digitale (7) per trasformare detto primo e detto secondo segnale elettrico analogico emessi da detti trasduttori in rispettivi segnali digitali (V e V ) inviati a detta unità di controllo programmabile (6). 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di prevedere un unico convertitore analogico/digitale (7) atto ad effettuare in time-sharing la conversione dei segnali analogici emessi da entrambi detti trasduttori in segnali digitali (V, V ) inviati a detta unità di controllo programmabile (6). 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione elettronica comprendono un programma operativo atto a elaborare detti dati secondo un algoritmo predeterminato. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto algoritmo è un operatore lineare del tipo: in cui: V = valore digitale trasduttore in ingresso V = valore digitale trasduttore in uscita T = tara in ingresso Τ' tara in uscita G guadagno del trasduttore in ingresso G' guadagno programmato del trasduttore in uscita (proporzionale al n. di giri del motore M) G" guadagno del software Pv segnale in uscita proporzionale al carico. 6. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 4, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo (6) comprende una memoria programmabile di tipo E-Quad-Rom per la memorizzazione di detto programma operativo e/o dei dati di taratura del dispositivo. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere una memoria di massa (12) per supporti del tipo memory-card per la raccolta dei dati di pesatura. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo programmabile (6) è montata a bordo del veicolo ed è collegata a detti trasduttori (4, 5) mediante normali cablaggi elettrici schermati. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo programmabile (6) è stazionaria ed è collegata ad una unità di controllo e/o di memorizzazione esterna mediante mezzi di trasmissione a distanza senza fili (13) . 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo è collegata ad un inclinometro (9) atto a rilevare l'inclinazione del carico (C) rispetto alla verticale per modificare corrispondentemente i guadagni dei segnali e del software. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta unità di controllo programmabile (6) è collegata ad unità periferiche interattive, rispettivamente una tastiera (10), un'unità di visualizzazione digitale (8) ed un'unità di stampa dei dati in uscita (11).