ITVR980041A1 - Braccio pala perfezionato per veicoli movimento terra - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

“BRACCIO PALA PERFEZIONATO PER VEICOLI MOVIMENTO TERRA”.

La presente invenzione si riferisce ad un braccio pala perfezionato per veicoli movimento terra.

Il braccio pala di cui trattasi è destinato ad essere vantaggiosamente impiegato nella parte anteriore di veicoli movimento terra per sopportare una benna, oppure una forca di sollevamento pallet, oppure una lama spazzaneve, oppure una benna multiuso, oppure ancora una benna miscelatrice per calcestruzzo, od altri organi di lavoro.

Nel seguito si farà riferimento ad un braccio pala per il sostegno di una benna intendendosi che quanto si dirà nel seguito possa parimenti essere riferito ad un braccio per il sostegno e la movimentazione di un qualunque altro organo di lavoro.

Attualmente, come è noto la movimentazione dei bracci pala avviene mediante un cinematismo che coinvolge una pluralità di organi meccanici operativamente collegati tra loro in modo da consentire il sollevamento e la movimentazione della benna.

In particolare è noto che durante l’elevazione del braccio attraverso l’azionamento di un martinetto idraulico di sollevamento, la benna deve potersi spostare verso l’alto mantenendosi sostanzialmente parallela a sé stessa. Ciò infatti al fine di garantire al carico presente nella benna di non fuoriuscire durante il sollevamento del braccio.

A tale scopo vengono abitualmente impiegati due diverse tipologie di sistemi di comando per garantire la corretta esecuzione delle manovre di movimentazione del braccio.

Un primo tipo di sistemi si basa su un principio di compensazione idraulica della posizione della benna. Come è noto la benna è montata all’estremità libera del braccio pala attraverso delle cerniere che ne consentono la rotazione attorno ad un asse trasversale al braccio medesimo, comandata da un martinetto di movimentazione della benna.

Pertanto, durante l’innalzamento e l’abbassamento del braccio, il sistema di compensazione idraulica prevede in modo automatico ad azionare la rotazione della benna in modo tale da consentirne un posizionamento ottimale a qualunque altezza si trovi il braccio. In particolare quindi, tale sistema permette alla benna di mantenersi sostanzialmente parallela a sé stessa allorché è previsto il solo innalzamento del carico.

Questo sistema necessità per il suo funzionamento di un circuito idraulico di comando piuttosto complicato che richiede un elevato numero di componenti che comportano una difficoltà di montaggio e l’esecuzione di regolazioni difficili e ripetitive.

Un secondo tipo di sistemi di comando si basa su un principio di compensazione meccanica, mediante il quale, tramite una struttura composita di organi meccanici collegati tra loro, viene consentita la movimentazione del braccio mantenendo la benna sempre nella corretta posizione operativa.

Nelle figure A e B sono stati riportati due diversi bracci pala di tipo noto entrambi basati sul citato principio di compensazione meccanica.

Come si può notare entrambi i bracci pala illustrati comprendono, su ciascun lato del braccio pala, un braccio portante (a) incernierato ad una estremità ad una benna (b) ed all’altra estremità al corpo del veicolo movimento terra (non illustrato) in (o). Sono inoltre previsti due martinetti idraulici di cui uno di sollevamento (c) del braccio pala incernierato ad una estremità al braccio portante (a) ed all’altra estremità al corpo del veicolo in (w), ed uno di comando (d) della benna (b) atto a collegare il corpo del veicolo alla benna (b) attraverso un meccanismo di trasmissione meccanica comprendente diversi organi.

In particolare, nel braccio di tipo noto illustrato in fig. A il martinetto di comando (d) della benna (b) è incernierato in (v) al veicolo ed all’altra estremità ad un punto mediano di una leva (e) incernierata a sua volta ad una estremità al braccio portante (a) ed all’altra estremità ad una biella (f) collegata con una cerniera alla benna (b).

Il braccio pala illustrato in fig. B presenta il martinetto di comando (d) incernierato ad una estremità ad una leva (g) a sua volta incernierata in una zona centrale sul braccio portante (a) ed all’estremità opposta al martinetto di comando (d) ad una manovella (m) collegata al corpo del veicolo. L’altra estremità del martinetto di comando (d) è collegata alla benna (b) tramite una biella (p) ed al braccio portante (a) tramite una seconda leva (r).

Come risulta chiaramente dalle figure A e B, le strutture meccaniche che compongono i due bracci pala illustrati sono soggette a modificazioni geometriche dipendenti dalle movimentazioni dei bracci medesimi, che vengono comandate dal martinetto di sollevamento tra due posizioni estreme di massimo innalzamento e di massimo abbassamento. Attraverso tali modificazioni geometriche le strutture meccaniche dei bracci consentono alle benne (b) di mantenersi sostanzialmente sempre parallele a sé stesse in qualunque posizione dei braccio pala (ovviamente quanto detto si riferisce alle manovre in cui è previsto il solo innalzamento o abbassamento della benna).

Le strutture geometriche degli organi meccanici che compongono i diversi bracci pala di tipo noto rispondono tutte ad una pluralità di esigenze di natura tecnica.

In particolare, va ricordato per una migliore comprensione delle motivazioni alla base della complessità dei cinematismi di movimentazione dei bracci pala, che le strutture meccaniche dei bracci derivano oltre che da esigenze di natura cinematica di movimentazione dell’organo di lavoro anche da esigenze strutturali di distribuzione degli sforzi nonché dalla necessità di collegare i martinetti idraulici in precise posizioni al corpo del veicolo per consentire ai martinetti stessi di lavorare in maniera ottimale.

In accordo con la tecnica nota, il soddisfacimento di esigenze di natura tecnica ha finora sempre portato alla realizzazione di strutture meccaniche di bracci pala dotate di una pluralità di punti di cerniera per il corretto funzionamento dei cinematismi di movimentazione della benne.

Infatti, come risulta nei due esempi riportati nelle allegate figure A e B, i bracci pala presentano rispettivamente nove ed undici diversi punti di cerniera.

Ciò implica sia una elevata complessità di montaggio dei bracci pala, sia la necessità di impiegare un numero elevato di componenti meccanici, e quindi in definitiva l’inconveniente di comportare degli elevati giochi e punti di usura.

Si tenga inoltre presente che strutture meccaniche composte di numerosi elementi, quali quelle di tipo noto precedentemente citate, comportano dei volumi di ingombro piuttosto elevati, e ciò a scapito, in talune condizioni operative, di una buona visibilità dalla cabina di manovra. In altre parole, l’operatore deve essere in grado di comandare a vista la movimentazione della benna dalla cabina di manovra e quindi può essere penalizzato nell’esercizio del suo compito da ingombri elevati del braccio pala.

Pertanto la struttura altamente articolata dei bracci pala fino ad ora noti rappresenta di per sé stesso un ulteriore svantaggio delle strutture meccaniche di tipo noto che compongono i bracci medesimi.

Scopo essenziale del presente trovato è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti della tecnica fino ad oggi nota mettendo a disposizione un braccio pala perfezionato per veicoli movimento terra, il quale consenta di assolvere a tutte le necessità costruttive di natura tecnica, ed in particolare alle esigenze di movimentazione degli organi operativi ad esso collegati, attraverso l’impiego di una struttura meccanica dotata di un numero limitato di punti di cerniera e di componenti meccanici.

Un altro scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un braccio pala dotato di una struttura meccanica di ingombro ridotto atta a permettere una visibilità ottimale dalla cabina di comando del veicolo.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un braccio pala dotato di una struttura meccanica costruttivamente semplice, di facile montaggio, operativamente del tutto affidabile ed idonea ad eseguire qualsiasi manovra nei limiti delle esigenze operative dei veicoli cui sono associate.

Questi scopi ed altri ancora, vengono tutti raggiunti dal braccio pala in oggetto, il quale comprende un braccio portante collegato al corpo di un veicolo movimento terra, mediante una prima cerniera, ed ad un organo di lavoro, mediante una seconda cerniera, un attuatore lineare di sollevamento montato sul corpo del veicolo, mediante una terza cerniera, e collegato al braccio portante, mediante una quarta cerniera, un attuatore lineare di comando collegato al corpo del veicolo movimento terra mediante, una quinta cerniera, ed ad una leva, mediante una sesta cerniera. Tale leva è collegata inoltre al braccio portante ed all’attuatore lineare di sollevamento mediante la suddetta quarta cerniera. E’ inoltre prevista una biella collegata all’organo di lavoro, mediante una settima cerniera, e congiuntamente all’attuatore lineare di comando ed alla leva mediante la suddetta sesta cerniera.

In accordo con un’ulteriore caratteristica del trovato, il braccio presenta un ingombro limitato tale da non compromettere la visibilità dalla cabina di manovra del veicolo.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui:

-la figura l mostra schematicamente una vista laterale del braccio pala perfezionato oggetto del presente trovato in due diverse posizioni operative rispettivamente abbassata ed innalzata;

-la figura 2 mostra schematicamente una vista laterale del braccio pala di fig. I montato su un veicolo movimento terra;

-la figura 3 mostra schematicamente una vista dall’alto del braccio pala di fig.

2.

Conformemente alle figure dei disegni allegati, è stata indicato nel suo complesso con 1 il braccio pala oggetto del presente trovato.

Come si può rilevare, il braccio pala 1 è in realtà costituito da due fiancate identiche tra loro, collegate da una traversa anteriore. Nel seguito, per semplicità espositiva, con il termine braccio pala 1 verrà indicata una di queste due fiancate.

II braccio 1 è collegato in corrispondenza di una sua estremità 2 alla parte anteriore di un veicolo movimento terra 3 e supporta, in corrispondenza dell’altra estremità 4, un organo di lavoro costituito nella fattispecie dell’esempio di fig. 2 da una benna 5.

Il collegamento del braccio pala 1 al corpo del veicolo 3 avviene mediante due attuatori lineari di cui uno di sollevamento 6 ed uno di comando 7, costituiti preferibilmente da due martinetti idraulici, e da un braccio portante 8 cui è collegata direttamente la benna 5.

Funzionalmente, il martinetto di sollevamento 6 viene impiegato per realizzare manovre di innalzamento ed abbassamento del braccio pala 1 e quindi della benna 5 ad esso collegata.

Quest’ ultima è inoltre azionabile dal martinetto di comando 7, attraverso un meccanismo di trasmissione 9 descritto dettagliatamente nel seguito, ad eseguire le previste manovre di lavoro in accordo con tutte le possibili esigenze operative del veicolo movimento terra.

In altre parole, grazie all’ azionamento del martinetto di comando 7 la benna 5 è in grado di ruotare attorno ad un asse Y trasversale al braccio pala 1 e con ciò prelevare ad esempio del materiale da terra caricandolo all’ interno della benna 5 medesima.

Strutturalmente, il braccio pala l oggetto del presente trovato presenta una pluralità di componenti meccanici (il corpo del veicolo 3 i due martinetti idraulici rispettivamente di sollevamento 6 e di comando 7, il braccio portante 8, il meccanismo di trasmissione 9 e la benna 5) collegati tra loro in modo da formare un’unica struttura meccanica dotata di collegamenti di interconnessione tra i suoi componenti qui di seguito descritti.

Il braccio portante 8 è collegato ad una estremità 10 al corpo del veicolo 3 mediante una prima cerniera 11, ed all’altra sua estremità 12 alla benna 5 mediante una seconda cerniera 13.

Il martinetto di sollevamento 6 a sua volta è connesso al corpo del veicolo 3 mediante una terza cerniera 14 disposta in una posizione ribassata rispetto alla prima cerniera 11. All altra estremità esso si collega al braccio centrale 8 in corrispondenza di una zona centrale 15 di quest’ultimo vicina al bordo inferiore mediante una quarta cerniera 16.

II martinetto di comando 7 è collegato anch’esso ad una estremità al corpo del veicolo 3 mediante una quinta cerniera 17, ed all’altra estremità ad una prima estremità 18 di una leva 19 mediante una sesta cerniera 20. La quinta cerniera 17 rappresenta pertanto il terzo punto di incernieramento del braccio pala 1 al corpo del veicolo 3 ed è disposta ad una altezza superiore rispetto alla prima cerniera 11 e alla terza cerniera 14.

La leva 19 è inoltre connessa in corrispondenza di una sua seconda estremità 21 sia al braccio portante 8 sia al martinetto di sollevamento 6 mediante la quarta cerniera 16.

Il meccanismo di trasmissione 9 citato in precedenza comprende oltre alla leva 19 anche una biella 22 collegata ad una sua prima estremità 23 alla benna 5 mediante una settima cerniera 24 e collegata alla seconda estremità 25 sia al martinetto di comando 7 sia alla prima estremità 18 della leva 19 mediante la sesta cerniera 20.

Pertanto, in base alla geometria delineata dalla struttura meccanica descritta, la benna 5 risulta connessa al braccio pala 1 mediante le due cerniere 13 e 24 ed è in grado di compiere rotazioni attorno all’asse Y passante attraverso la seconda cerniera 13, allorché il martinetto di comando 7 viene azionato in estensione (per esempio per svuotare un carico dalla benna 5) o in richiamo (per esempio per consentire alla benna 5 di caricare del materiale al proprio interno).

Le due movimentazioni in estensione ed in richiamo del martinetto di comando 7 determinano rotazioni della benna 5 concordi alle rotazioni del braccio pala 1 rispettivamente durante il suo abbassamento e durante il suo innalzamento.

Con riferimento alla fig. 1 sono state illustrate due diverse posizioni operative del braccio pala 1 riferentisi alla posizione di massimo innalzamento, indicata con 26, e di massimo abbassamento, indicata con 27.

Prendendo come riferimenti per la determinazione deirinclinazione della benna 5, un piano orizzontale P passante per la seconda cerniera 13, ed un asse R congiungente i due punti di incernieramento del braccio pala 1 alla benna 5 (e cioè la seconda cerniera 13 e la settima cerniera 24) è possibile definire un angolo A indicativo della posizione angolare della benna 5 rispetto al braccio pala 1.

Vantaggiosamente, in seguito alla movimentazione del braccio pala 1 dalla posizione di massimo abbassamento 26 alla posizione di massima estensione in avanti (non illustrata nelle allegate figure e sostanzialmente corrispondente ad una posizione intermedia del braccio pala 1 tra quelle due estreme 26 e 27 indicate), la benna 5 varia la propria inclinazione rispetto al piano orizzontale P ruotando di un angolo compreso circa tra 1 e 10 gradi e quindi riducendo corrispondentemente l’angolo A di pari valore.

Come è noto infatti, allorché il braccio pala 1 di un veicolo movimento terra è disposto in una posizione sostanzialmente intermedia tra quelle di massimo innalzamento e massimo abbassamento (quali quelle illustrate in fig. 1), esso esercita uno sforzo elevato (massimo momento) rispetto al suo collegamento con il corpo del veicolo. Specie in coincidenza di carichi pesanti portati dalla benna 5, si possono determinare degli sbilanciamenti in avanti di alcuni gradi del veicolo.

Ciò principalmente è dovuto alle deformazioni elastiche dei pneumatici del veicolo medesimo che ne determinano appunto un leggero sbilanciamento nella parte anteriore con un conseguente leggero abbassamento del braccio pala.

Per evitare tale inconveniente, la struttura meccanica del braccio pala 1 ora descritta dispone di una compensazione automatica di questi sbilanciamenti prevedendo una rotazione della benna 5 rispetto al piano orizzontale P di un angolo compreso circa tra 1 e 10 gradi (rotazione in senso orario in fig. 1). Analogamente, è previsto che in seguito alla movimentazione del braccio pala 1 tra la posizione di massimo abbassamento 26 e la posizione di massimo innalzamento 27 la benna 5 ruoti rispetto al piano orizzontale P di un angolo compreso circa tra 10 e 20 gradi, variando quindi corrispondentemente l’angolo A di pari valore (rotazione ancora in senso orario in fig. 1). Tale rotazione, che deriva dalla geometria della struttura meccanica che compone il braccio pala 1 in oggetto, non risulta operativamente svantaggiosa ai fini operativi e permette invece di realizzare la suddetta compensazione dello sbilanciamento in avanti del veicolo 3 quando il braccio 1 è nella posizione di massima estensione (in avanti appunto).

Si noti inoltre che, in accordo con quanto ora esposto, la movimentazione del braccio pala 1 è realizzata attraverso un limitato numero di cerniere ed un limitato numero di componenti meccanici. Ne consegue che l’intera struttura del braccio presenta un ingombro alquanto contenuto e sicuramente inferiore a quello dei corrispondenti bracci tradizionali.

In tal modo, la visibilità dalla cabina di manovra 50 risulta migliorata rispetto a quella consentita dalle strutture fino ad oggi impiegate sui veicoli movimento terra. Ciò permette ad un operatore che manovra dalla cabina di comando 50 di azionare a vista la movimentazione della benna 5 in maniera facilitata anche nelle condizioni operative più difficili. Al fine di migliorare ulteriormente la visibilità della benna 5 da parte dell’operatore è stata studiata (v. fig. 3) una particolare conformazione ribassata del cofano anteriore 51 del veicolo 3 e del vetro anterióre 54 della cabina di comando 50 che come si può notare in fig. 3 si estende anche per una parte 52 del tettuccio 53 della cabina di comando 50. Ciò permette di migliorare ulteriormente la visibilità della benna 5 in particolare quando il braccio 1 è disposto nella posizione di massimo innalzamento 27 pur nel rispetto delle normative antiinfortunistiche. Il trovato così concepito raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Ovviamente esso potrà assumere, nella sua realizzazione pratica, anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione. Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le forme, le dimensioni ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Braccio pala perfezionato per veicoli movimento terra comprendente: un braccio portante (8) collegato ad una propria estremità (10) al corpo di un veicolo movimento terra (3) mediante una prima cerniera (11), ed all’altra estremità (12) ad un organo di lavoro (5) mediante una seconda cerniera (13); un attuatore di sollevamento (6) montato su detto corpo del veicolo (3) mediante una terza cerniera (14) e collegato a detto braccio portante (8) mediante una quarta cerniera (16) sostanzialmente per movimentare in elevazione ed in abbassamento il braccio pala (1); un attuatore di comando (7) in grado di movimentare detto organo di lavoro (5) secondo previste esigenze operative attraverso un meccanismo di trasmissione (9) atto a realizzare un collegamento meccanico tra detto organo di lavoro (5) e detto corpo del veicolo (3); caratterizzato dal fatto che detto attuatore di comando (7) è collegato ad una propria estremità a detto corpo del veicolo (3) mediante una quinta cerniera (17), ed all’altra estremità ad una prima estremità (18) di una leva (19) mediante una sesta cerniera (20), la quale leva (19) essendo a sua volta collegata, in corrispondenza di una sua seconda estremità (21), a detto braccio portante (8) ed a detto attuatore di sollevamento (6) mediante detta quarta cerniera (16), detto meccanismo di trasmissione (9) comprendendo una biella (22) collegata ad una sua prima estremità (23) a detto organo di lavoro (5) mediante una settima cerniera (24) e collegata ad una sua seconda estremità (25) a detto attuatore di comando (7) ed a detta prima estremità (18) di detta leva (19) mediante detta sesta cerniera (20), detti attuatori di sollevamento (6) e di comando (7), detto braccio portante (8), detta leva (19) e detta biella (22) presentando in tal modo un ingombro contenuto tale da non limitare la visibilità dell’organo di lavoro (5) dalla cabina di manovra (50) del veicolo (3).
2. 2. Braccio pala secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima cerniera (11) è disposta ad una quota compresa tra la quota di detta quinta cerniera (17) e la quota di detta terza cerniera (14).
3. 3. Braccio pala secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo di lavoro (5), in seguito alla movimentazione del braccio pala (1) tra detta posizione di massimo abbassamento (26) e detta posizione di massimo innalzamento (27), varia la propria inclinazione, valutata attraverso un angolo (A) compreso tra un piano orizzontale (P) passante per detta seconda cerniera (13) ed un asse (R) congiungente geometricamente detta seconda cerniera (13) e detta settima cerniera (24), di un valore compreso circa tra 10 e 20 gradi.
4. 4. Braccio pala secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto organo di lavoro (5) varia detta inclinazione di un valore di angolo compreso circa tra 1 e 10 gradi in seguito alla movimentazione del braccio pala (1) dalla posizione di massimo abbassamento (26) alla posizione di massima estensione in avanti rispetto al veicolo movimento terra (3), per compensare angolarmente possibili sbilanciamenti del veicolo (3) medesimo.
5. 5. Braccio pala secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta quarta cerniera (16) è ricavata sostanzialmente in corrispondenza di una zona centrale (15) del bordo inferiore di detto braccio portante (8).
6. 6. Braccio pala secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto organo di lavoro (5) determina la variazione di detto angolo (A) durante la movimentazione del braccio pala (1) tra detta posizione di massimo abbassamento (26) e detta posizione di massimo innalzamento (27) in un verso concorde alla rotazione del braccio pala (1).
7. 7. Braccio pala secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la cabina di comando (50) è dotata di un vetro anteriore (54) che si estende per una parte (52) del tettuccio (53) della cabina di comando (50) per migliorare la visibilità, dalla cabina di comando (50) medesima, dell’organo di lavoro (5).
8. 8. Braccio pala secondo la rivendicazione t, caratterizzato dal fatto che detta leva (19) è collegata esclusivamente a dette cerniere (16) e (20).
9. 9. Braccio pala perfezionato per veicoli movimento terra, secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.