ITVI980044A1

ITVI980044A1 - Dispositivo di variazione della distribuzione del peso sugli appoggi di macchine operatrici semoventi

Info

Publication number: ITVI980044A1
Application number: IT98VI000044A
Authority: IT
Inventors: Romolo Bitelli
Original assignee: Bitelli Spa
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 1999-09-06
Also published as: DE69931098D1; ATE325002T1; EP0940274B1; EP0940274A2; DE69931098T2; EP0940274A3

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo: "DISPOSITIVO DI VARIAZIONE DELLA DISTRIBUZIONE DEL PESO SUGLI APPOGGI DI MACCHINE OPERATRICI SEMOVENTI”.

DESCRIZIONE

L’invenzione riguarda un dispositivo di variazione del peso sugli appoggi di macchine semoventi specie di macchine adibite a lavori stradali.

Come e' noto le macchine per lavori stradali sono macchine operatrici che si muovono su ruote oppure si cingoli che sono collegati al corpo macchina tramite sospensioni idrauliche.

Durante i movimenti di alcune di tali macchine, ad esempio delle macchine scarificatrici a freddo per asfalto e calcestruzzo, il nastro trasportatore del materiale rimosso, che e’ una parte significativa della macchina, si sposta per caricare il materiale rimosso su camion. Poiché’ al peso del nastro si aggiunge anche il peso del materiale, e’ evidente che il baricentro delia macchina può’ subire degli spostamenti significativi a seconda dell’angolatura che il nastro realizza rispetto al’asse principale longitudinale della macchina.

Un altro esempio di spostamento del baricentro si ha nelle macchine, sempre adibite a lavori stradali, che presentano delle ruote sporgenti che all’occorrenza possono essere fatte rientrare per seguire i restringimenti della strada oppure per non superare certi ostacoli fissi. Anche in questo caso il baricentro della macchina si sposta.

Da ora in avanti, per semplicità’ espositiva, verrà’ usato nella descrizione il termine “ruote” intendendo con quésto termine sia le ruote vere e proprie, sia "i cingoli",

Tutte le macchine sopra ricordate presentano delle sospensioni idrauliche indipendenti, ma una coppia di ruote anteriori o posteriori sono tra loro collegate idraulicamente in modo da formare un sistema autolivellante. Ciò’ si rende necessario in quanto gli appoggi su quattro punti realizzati con sospensioni rigide, condurrebbero a che la macchina si trovi ad appoggiare solo su tre punti, anziché’ su quattro. Collegando invece tra loro due ruote si crea un triangolo d’appoggio definito dai punti di contatto a terra delle due ruote comandate indipendentemente e dal punto intermedio tra la cóngiungente i due punti di contatto a terra delle due ruote tra loro collegate idraulicamente, e cioè’ delle ruote cosiddette autolivellanti.

In una distribuzione siffatta, ad esempio rendendo autolivellanti le ruote posteriori, si realizza un triangolo di appoggio dove due vertici corrispondono ai due appoggi delle ruote anteriori e l'altro vertice corrisponde al punto intermedio tra congiungente i due punti di contatto a terra delle ruote posteriori collegato tra loro idraulicamente.

Poiché’ come detto in certi casi il baricentro delle macchine operatrici subisce degli spostamenti durante l'operatività’ e poiché’ e’ necessario che le macchine lavorino in sicurezza, il baricentro della macchina dovrà' cadere necessariamente dentro il triangolo di appoggio allo scopo di evitare il ribaltamento della macchina operatrice. Per questo si rende necessario modificare la geometria del triangolo di appoggio delle macchine in modo che, anche in condizioni di spostamento dei pesi insistenti sugli appoggi, il baricentro della macchina operatrice sia compreso all'interno di questo triangolo.

Lo scopo principale della presente invenzione e' quindi quello di realizzare un dispositivo di variazione della distribuzione del peso sugli appoggi anteriori o posteriori collegati tra loro idraulicamente in modo che tale variazione abbia l’effetto di modificare il triangolo di appoggio facendo cosi' tale da far cadere il baricentro sempre all'interno di detto triangolo.

Un altro scopo che si vuole raggiungere e' che la variazione del triangolo di appoggio possa essere resa automatica a seconda dei movimenti della variazione della distribuzione dei pesi della macchina operatrice.

Questi ed altri scopi, che verranno meglio evidenziati in seguito, sono raggiunti da un dispositivo di variazione della distribuzione del peso sugli appoggi di macchine operatrici semoventi, specie per lavori autostradali, dove dette macchine comprendono un corpo macchina insistente su ruote o cingoli tramite sospensioni idrauliche, detto dispositivo caratterizzandosi per il fatto che almeno una coppia di cilindri idraulici relativi agli appoggi posteriori (o anteriori) sono cilindri a doppio effetto e che hanno ciascuno una prima camera collegata idraulicamente alla corrispondente prima camera dall'altro appoggio omologo, ciascuna seconda camera di detti cilindri essendo selettivamente collegata, tramite almeno un'elettrovalvola, ad una sorgente esterna di pressione idraulica tale che la spinta di reazione fornita dal relativo pistone idraulico risulti proporzionale alla differenza tra le pressioni della detta prima e della detta seconda camera, la differenza delle forze di reazione tra detti cilindri realizzando la modifica del triangolo ideale di appoggio della macchina operatrice.

Secondo una forma esecutiva dell'invenzione la variazione della pressione nella seconda camera di uno dei due cilindri a doppio effetto viene ottenuta tramite una sorgente di pressione esterna collegata a detta seconda camera di pressione tramite un riduttore di pressione. Inoltre la pressione in uscita dal riduttore può’ essere variata . in modo tale da fornire una pressione diversa a seconda della richiesta e quindi a modificare il triangolo di appoggio della macchina a seconda di quanto e' ritenuto necessario.

Il dispositivo prevede anche che la pressione addotta dalla sorgente esterna sia distribuita da un'elettrovalvola a due vie che mantiene scarica la pressione di ciascuna delle seconde camere quando l'elettrolita e’ in posizione di riposo e selettivamente colleghi una o l’altra seconda camera di ciascun cilindro a seconda della richiesta,

Ulteriori caratteristiche e specificità’ dell’invenzione verranno meglio evidenziate nella descrizione di una preferita forma di esecuzione dell’invenzione data a titolo indicativo ma non limitativo ed illustrata nelle tavole di disegno allegate dove:

- le figg. 1 e 1 a mostrano in vista ed in pianta rispettivamente una macchina operatrice stradale la cui operatività’ comporta lo spostamento del baricentro durante il lavoro;

- la fig. 2 mostra uno schema del dispositivo dell’invenzione in posizione di riposo;

- la fig. 3 mostra il triangolo di appoggio quando il dispositivo di fig. 2 e' inefficace;

- la fig. 4 mostra lo schema del dispositivo dell'invenzione con un cilindro sottoposto a variazione di pressione;

- la fig. 5 mostra la conseguente variazione del triangolo di appoggio;

- la fig. 6 mostra lo schema del dispositivo dell’invenzione con un altro cilindro posto sottoposto a variazioni di pressione;

- la fig. 7 mostra la variazione del triangolo di appoggio relativo al dispositivo di fig. 6.

Con riferimento alle figure citate si osserva che una macchina operatrice, ad esempio una macchina scarificatrice, indicata complessivamente con 10, presenta due appoggi anteriori, indicati con 1 e 2, e due appoggi posteriori, indicati con 3 e 4, visibili in vista schematica anche in fig. 2.

La scarificatrice presenta anche un nastro mobile 5 che può' spostarsi di 40-45° rispetto alia linea longitudinale della macchina.

Mentre la macchina 10 e’ appoggiata sui cingoli anteriori 1 e 2 per il tramite cilindri idraulici a semplice effetto, gli appoggi posteriori dei cingoli 3 e 4 sono collegati alla macchina tramite cilindri a doppio effetto rispettivamente 7 ed 8. Piu’ particolarmente il cilindro 7 presenta una prima camera superiore 71 ed una seconda camera inferiore 72, mentre il cilindro 8 presenterà' una prima camera superiore 81 ed una seconda camera inferiore 82. Le camere superiori ed inferiori sono divise dal pistone 73 per il cilindro 7 ed 83 per il cilindro 8. L’asta 74 del pistone 73 e' collegata al supporto del cingolo 3 e l’asta 84 del pistone 83 e’ collegata al supporto del cingolo 4. Le camere superiori 71 ed 81 sono idraulicamente collegate tra loro tramite la tubazione 78 cosi' che, in mancanza di pressione nelle seconde camere 72 ed 82 rispettivamente, nelle prime camere 71 ed 81 e’ presente un fluido ad una pressione determinata e sempre uguale. Ne consegue che, essendo le pressioni uguali nelle due camere, per effetto dèi collegamento tramite la tubazione 78, i pistoni 73 ed 83 supportano sempre un ugual peso insistente sulle due ruote indipendentemente dalla distribuzione dei pesi sulla macchina operatrice e indipendentemente dalla posizione sul baricentro. Sostanzialmente, se P e' il peso che insiste sugli appoggi posteriori, ogni cingolo 3 e 4 e quindi ogni pistone collegato ad esso 73 ed 83 supporta un peso pari a P/2. Ciò’ viene esemplificato in fig. 3 con il triangolo ideale di appoggio indicato con ABC dove i due vertici A e B corrispondono agli appoggi delle ruote anteriori ed il vertice C corrisponde alla parte mediana della congiungente gli appoggi posteriori 3 e 4. Naturalmente il baricentro G e’ all'interno del triangolo di appoggio A, B, C.

Quando accade che la macchina operatrice sposta il nastro trasportatore 5 che scarica il materiale, ad esempio nella posizione indicata in fig. 5, la centralina elettrica 11 raccoglie il segnale 51 indicante i gradi della rotazione del nastro trasportatore e trasmette un segnale 110 all'elettrovalvola 12 ed un segnale 111 al riduttore di pressione 13. In tal modo il riduttore di pressione 13 che e' collegato alla centralina idraulica 9 ed alla sorgente di pressione tramite un tubazione 91 , provvede a ridurre la pressione in conformità’ al segnale 111 emesso dalla centralina 11 e tale pressione ridotta passa attraverso la tubazione 92 ed arriva all'elettrovalvola 12. Tale elettrovalvola, essendo eccitata dal segnale 110, e' aperta nella posizione comandata dall’interruttore X e fa pervenire l'olio in pressione fino alla seconda camera 72 del cilindro 7. In tal modo la spinta che si esercita sul pistone 73 sara’ la differenza tra la pressione 71 , esercitata ugualmente nelle due camere 71 ed 81 , e la pressione indirizzata dal dispositivo tramite la centralina idraulica 9 ed il riduttore di pressione 13.

L'effetto che si ottiene e’ quindi la differente reazione negli appoggi dei cingoli 3 e 4. E’ evidente che in tal modo il cingolo 4 può’ supportare un maggior peso e conseguentemente il vertice C del triangolo di appoggio si sposta in C’ come si osserva in fig. 5.

Come conseguenza di ciò’, il baricentro G, che si e' spostato in G1 come conseguenza dello spostamento del nastro 5, cade sempre all’interno dei triangolo di appoggio A, B, C1 con conseguente stabilita’ della macchina.

Le figg. 6 e 7 mostrano un analogo comportamento del dispositivo dell'invenzione quando il nastro trasportatore della macchina operatrice e’ orientato nel verso opposto. In tal caso il sensore predisposto sul nastro emetterà' un segnale 52 che perviene alla centralina elettrica operatrice 11 e tale centralina 11 emette un segnale 112 che attiva l'interruttore Y anziché’ l’interruttore X dell’elettrovalvola 12, mentre il variatore di pressione 13 si predispone su un’apertura in conformità' al segnale 113 ricevuto dalla centralina, cosi' da dare una pressione P1 diversa dalla pressione P prima richiesta.

Con tali segnali l’elettrovalvola 12 ed il variatore di pressione 13 sono predisposti in modo tale che la pressione raggiunge la seconda camera 82 del cilindro 8. Conseguentemente si avra’ una variazione della pressione totalé insistente sui pistone 83, differente da quella del pistone 72, cosi’ che il triangolo di appoggio si modifica con lo spostamento del vertice C nel vertice C". Poiché’ il nuovo baricentro G" si sposta rispetto alla vecchia posizione di baricentro G, il nuovo baricentro rimane all’interno del triangolo di appoggio.

Risulta di tutta evidenza l'utilità' del dispositivo dell’invenzione in quanto durante l'operatività' della macchina e durante lo spostamento del nastro e dei pesi insistenti sulla macchina e sul nastro, la macchina reagisce modificando il triangolo di appoggio della macchina stessa in modo tale da mantenere sempre le condizioni di sicurezza. Come accennato il dispositivo dell’invenzione può' essere applicato anche su macchine diverse da quelle di cui all’esempio. Ad esempio può’ essere applicato su macchine con ruote sporgenti dalla sagoma della macchina e che hanno la possibilità’ di essere ritratte in particolari condizioni di impiego. La modifica della distanza delle ruote comporta una modifica del triangolo di appoggio e quindi una necessita’ di adattare tale triangolo di appoggio a possibili spostamenti del baricentro della macchina, cosa del tutto possibile se si applica a tali tipi di macchina il dispositivo dell’invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 ) Dispositivo di variazione della distribuzione del peso sugli appoggi di macchine operatrici semoventi, specie per lavori stradali, caratterizzato dal fatto che almeno una coppia di cilindri idraulici (7, 8} relativi agli appoggi posteriori (3, 4) o anteriori (2, 3) sono cilindri a doppio effetto aventi ciascuno una prima camera (71 , 81 ) collegata idraulicamente alle corrispondenti camere dell'altro appoggio omologo, ciascuna seconda camera (72, 82) di detto cilindro essendo selettivamente collegata tramite almeno un’elettrovalvola (12) ad una sorgente (9) esterna di pressione idraulica tale che la spinta di reazione fornita dal relativo pistone idraulico (73, 83) risulta proporzionale alla differenza tra le pressioni della detta prima e della detta seconda camera, la differenza delle forze di reazione tra i detti cilindri realizzando la modifica del triangolo di appoggio della macchina operatrice.
2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che la selezione relativa al collegamento di ciascuna detta camera (72, 82) alla detta sorgente (9) di pressione e’ operata tramite un’elettrovalvola (12) a due vie la cui posizione di riposo mantiene scarica la pressione di ciascuna di dette seconde camere di ciascun detto cilindro, detta elettrovalvola essendo comandata da segnali (110, 111 ) emessi da una centralina di controllo (11 ) alla quale pervengono segnali (51 , 52) connessi alla variazione della geometria del baricentro della macchina operatrice.
3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 ) o 2) caratterizzato dal fatto che tra la sorgente di pressione (9) che alimenta le seconde camere dei cilindri e la valvola (13) che distribuisce tale pressione e’ presente un riduttore di pressione atto a variare la pressione in ingresso.
4) Dispositivo secondo la rivendicazione 3) caratterizzato dal fatto che la variazione del riduttore di pressione e’ comandata da segnali (111 , 113) emessi da una centralina elettrica di controllo (11 ) alla quale pervengono segnali (51 , 52) corrispondenti alla variazione della geometria e del baricentro della macchina operatrice.