PT1210286E - Empilhadora com raio de viragem reduzido e com meios para facilitar a manutenção - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "EMPILHADORA COM RAIO DE VIRAGEM REDUZIDO E COM MEIOS PARA FACILITAR A MANUTENÇÃO"

Campo Técnico A presente invenção refere-se a uma empilhadora com um raio de viragem reduzido.

Em particular, a invenção refere-se a uma empilhadora de quatro rodas com um raio de viragem mínimo relativamente reduzido. Técnica Anterior

Empilhadoras convencionais compreendem um veículo de três ou quatro rodas que pode ser accionado electricamente ou por um motor de combustão interna, duas forquilhas horizontais accionadas mecanicamente que se prolongam a partir da frente do veículo e são utilizadas para levantar e baixar cargas de vários tipos, e um contrapeso posterior para contrabalançar a carga frontal.

Estas empilhadoras, independentemente das suas capacidades de elevação, têm concepções diferentes e têm características distintas dependendo do número de rodas e do facto de terem tracção à frente ou atrás. 1

Nas empilhacloras com três rodas, duas das três rodas estão montadas na frente num só eixo de rotação, enquanto a terceira roda está montada na traseira num plano longitudinal que atravessa o centro do veiculo. A direcção é sempre aplicada à roda traseira enquanto que a traeção do veiculo pode ser traeção à frente ou atrás.

Nas empilhadoras em que a roda traseira não é só roda de direcção mas também roda de traeção, as duas rodas da frente ficam livres para rodar em torno dos seus eixos e a sua direcção e velocidade dependem do ângulo de viragem da roda traseira. Quando a roda traseira está totalmente bloqueada, isto é, virada 90°, o centro da rotação do veiculo fica localizado no ponto em que o eixo comum das rodas dianteiras intercepta o plano central longitudinal do veiculo. Isto significa que o raio de viragem é relativamente pequeno, com vantagens óbvias em termos de capacidade de manobra em espaços confinados.

Numa empilhadora deste tipo, a transmissão do binário para o solo depende da carga vertical que actua na roda traseira, que é a roda de traeção. Quando a empilhadora está a carregar uma carga nas forquilhas, que estão na parte dianteira, a carga vertical total na roda traseira é reduzida diminuindo, assim, a aderência da roda traseira. Quanto mais escorregadio estiver o pavimento (quando estiver molhado, por exemplo) mais este problema é sentido.

Em vez disso, se a roda traseira for apenas uma roda de direcção e a traeção estiver nas rodas dianteiras, podem ser distinguidos dois casos diferentes: num caso, as rodas dianteiras estão equipadas com um diferencial; no outro, as rodas dianteiras são accionadas independentemente. 2

No primeiro caso, uma vez que o ângulo de viragem da roda traseira aumenta, a roda dianteira interior tende a abrandar na medida em que é forçada a descrever um caminho cuja curvatura é mais pequena do que a do percurso descrito pela roda dianteira exterior. Quando o ângulo máximo de viragem é atingido, a roda dianteira interior não roda de todo.

Ao mesmo tempo, o centro de rotação do veiculo, que fica no eixo comum das rodas dianteiras, pode variar entre uma posição lateral infinitamente distante, quando as rodas dianteiras estão direitas, e uma posição limite correspondente ao ponto em que a roda dianteira interior toca no solo quando as rodas dianteiras estão num bloqueio de viragem total.

Resulta neste caso, que o raio de viragem mínimo é relativamente grande.

No segundo caso, as rodas dianteiras são accionadas por dois motores eléctricos. A velocidade e direcção das rodas são electronicamente controladas por uma unidade de controlo de acordo com o ângulo de viragem da roda traseira. Assim, quando a roda traseira está em bloqueio de viragem total, a unidade de controlo faz com que a roda de tracção interior rode à mesma velocidade que a roda de tracção exterior mas na direcção oposta de forma a impedir as rodas de escorregarem e de deslizarem. Fazendo isso, a unidade de controlo permite vantajosamente que o veículo vire em relação a um ponto em que o eixo comum das rodas dianteiras intercepta o plano central longitudinal do veículo. Isto proporciona a mesma capacidade de manobra que a da roda motora traseira da empilhadora acima descrita, mas evita o problema de aderência reduzida quando cargas pesadas estão a ser transportadas. 3

Uma empilhadora de três rodas deste tipo, apesar do seu raio de viragem relativamente reduzido e da boa aderência ao solo, é relativamente instável quando comparada com uma empilhadora de quatro rodas. Como é sabido da técnica anterior, a projecção vertical do centro de gravidade da empilhadora deve cair numa área que, no caso deste tipo de empilhadora, é delimitada pelo triângulo definido pelas três rodas, ou, de outra forma a empilhadora capotará. Claramente, uma tal área é menor que a área rectangular ou trapezoidal correspondente de uma empilhadora de quatro rodas.

Em empilhadoras de quatro rodas convencionais, a tracção é, tipicamente, às rodas dianteiras, enquanto a direcção é aplicada às rodas traseiras. A rotação de cada uma das duas rodas traseiras é obviamente coordenada com a rotação da outra roda traseira de maneira a impedir que as rodas escorreguem ou deslizem.

Como no caso de configurações de três rodas, as rodas dianteiras podem ser accionadas através de um diferencial ou independentemente uma da outra, como acima foi descrito.

No caso das rodas dianteiras de tracção separada, a técnica anterior descreve um mecanismo de direcção que, quando em bloqueio total, posiciona vantajosamente o centro de rotação do veiculo no ponto em que o eixo comum das rodas dianteiras intercepta o plano central longitudinal da empilhadora. Isto confere a mesma capacidade de manobra que a das empilhadoras de três rodas. 4 A extremidade traseira de uma empilhadora deste tipo, descrita pela técnica anterior, é bastante complexa e isto não só complica os procedimentos de montagem da empilhadora mas também torna a manutenção do mecanismo de direcção mais difícil.

Em particular, estas empilhadoras têm um conjunto de mecanismos de direcção-eixo posterior-contrapeso em que as posições das peças do conjunto relativamente umas às outras e do próprio conjunto relativamente ao chassis são apropriadas para suportar operações de montagem e manutenção.

Uma destas empilhadoras é divulgada no documento US4471975 que compeende um dispositivo de montagem para ligar articuladamente um contrapeso e um conjunto de eixo de direcção a um munhão do veículo que elimina os problemas de remoção de ambos os contrapesos e do eixo de direcção quando apenas um precisa de ser removido.

Divulgação da invenção A presente invenção tem por objectivo proporcionar uma empilhadora aperfeiçoada.

Nessa medida, a invenção proporciona uma empilhadora com um reduzido raio de viragem, de acordo com a reivindicação independente. Formas de realização preferidas são definidas nas reivindicações 2 a 7 dependentes. A invenção será agora descrita com referência às figuras em anexo que ilustram uma sua forma de realização preferida dada apenas a título de exemplo e nas quais: 5 a Figura 1 é uma planta esquemática da empilhadora com um raio de viragem reduzido de acordo com a presente invenção, mostrada com a viragem em bloqueio completo; a Figura 2 é uma planta esquemática da empilhadora de acordo com a presente invenção enquanto está a avançar em linha recta; a Figura 3 é uma vista posterior, com algumas peças em corte transversal e outras peças retiradas, por motivos de clareza, de uma forma de realização da empilhadora de acordo com a presente invenção; a Figura 4 é uma planta, com algumas peças em corte transversal e outras peças retiradas, por motivos de clareza, da extremidade posterior da empilhadora ilustrada na Figura 3; a Figura 5 é uma ampliação da Figura 4, com uma linha tracejada mostrando também a extremidade posterior da empilhadora quando a direcção está em bloqueio completo; a Figura 6 é uma vista lateral em corte, feito pela linha VI-VI, e com algumas peças retiradas, por motivos de clareza, do chassis ilustrado na Figura 4; a Figura 7 é uma outra vista posterior, com algumas peças em corte transversal e outras peças retiradas, por motivos de clareza, de uma forma de realização da empilhadora de acordo com a presente invenção; e a Figura 8 é um corte transversal feito pela linha VIII-VIII e com algumas peças retiradas, por motivos de clareza, 6 da empilhadora ilustrada na Figura 7.

No que se refere às figuras em anexo, o número 1 designa na sua totalidade uma empilhadora de quatro rodas com raio reduzido de viragem. A empilhadora 1 compreende um chassis 2, duas rodas 3a e 3b motoras dianteiras e duas rodas 4a e 4b traseiras de direcção, e duas forquilhas dianteiras horizontais (de tipo conhecido e, por conseguinte, não ilustrados) que são accionados (de maneira conhecida e portanto não ilustrada) de tal maneira que conseguem levantar e baixar cargas de vários tipos (não ilustrados).

As rodas 3a e 3b dianteiras são accionadas independentemente uma da outra (de maneira conhecida) por dois motores 41 e 42 de transmissão respectivos, e são montadas no chassis 2 de tal maneira que rodam em torno de um primeiro eixo A de rotação fixo transversalmente a um plano M central longitudinal da empilhadora 1. 0 cubo 5 de cada roda 4a e 4b traseira tem um eixo 6 de rotação substancialmente horizontal e é suportado rotativamente por um apoio 7 de cubo, que está encaixado directamente numa extremidade 8 inferior de um braço 9 de uma forquilha 10 de montagem da correspondente roda traseira. O braço 9 é posicionado de modo a estar virado para a superfície interna do cubo 5 e constitui uma porção inferior da forquilha 10 de montagem da roda, que é feita numa única peça e que, acima do próprio braço 9, tem uma porção central consistindo num corpo 11 substancialmente cilíndrico. 7 0 corpo 11 tem um eixo 12 central de rotação, que está alinhado com a superfície interna do cubo 5, substancialmente paralela ao plano M, e é montado rotativamente numa extremidade 13 lateral de um eixo 14 traseiro, que é por sua vez montado no chassis 2 transversalmente ao plano M e se prolonga entre as duas rodas 4a e 4b traseiras por cima das duas próprias rodas 4a, 4b. Observando com maior pormenor, o corpo 11 é montado no eixo 14 em apoios 15 correspondentes. Estes últimos são colocados no interior de uma articulação 16 que é relativamente longa na direcção do eixo 12 de forma a conferir ao corpo 11 uma resistência relativamente elevada aos choques transmitidos pelo braço 9.

Acima do corpo 11, a forquilha 10 de montagem tem também uma secção superior consistindo num pino 17 que actua sobre a forquilha 10 de montagem propriamente dita. O pino 17 tem um perfil 18 estriado através do qual a sua extremidade superior é encaixada numa alavanca 19 para accionar a forquilha 10 de montagem de roda. A alavanca 19 está articulada numa extremidade 20 de uma haste 21 curva de ligação que tem a forma de um arco circular e cuja extremidade 22 oposta está articulada na extremidade 23 de accionamento de um cilindro 24 hidráulico (de tipo conhecido) para dirigir as rodas 4a e 4b.

Como mostrado nas Figuras 3 e 6, o cilindro 24 de direcção está rigidamente fixado a uma porção 25 da extremidade superior do eixo 14. 8 0 conjunto especialmente formado constituído pelo cilindro 24 de direcção, hastes 21 de ligação e alavancas 19 constitui um dispositivo 26 de direcção concebido para coordenar os ângulos de rotação das forquilhas 10 de montagem da roda traseira em torno dos respectivos eixos 12 de forma a impedir que as rodas 4a e 4b escorreguem ou deslizem, e para permitir que a empilhadora 1 atinja uma configuração de bloqueio de direcção completo na qual o centro C de rotação da empilhadora 1 coincide com o ponto em que o eixo A intercepta o plano M. Observando com maior pormenor, esta configuração, mostrada na Figura 1 e pela linha tracejada na Figura 5, corresponde a uma rotação de 74 graus e 30 minutos pela roda traseira 4a, 4b exterior e de 105 graus e 30 minutos pela roda traseira 4a, 4b interior relativamente à configuração mostrada na Figura 2, em que as rodas estão a direito. O eixo 14 é feito em peças de folha de metal soldadas umas às outras e é montado de forma a poder rodar num pino 27 circular traseiro do chassis 2 estendendo-se na direcção longitudinal da empilhadora 1 ao longo de um eixo 28 horizontal. Observando com maior pormenor, o eixo 14 tem debaixo dele um bloco 29 em forma de paralelepípedo. Neste último existe um orifício 30 circular através do qual é ligado o pino 27 por meio de uma multiplicidade de parafusos 31 dispostos em anel numa placa 32 de fecho redonda colocada no lado do chassis 2 oposta ao eixo 14. O eixo 14, o dispositivo 26 de direcção, as forquilhas 10 de montagem e as rodas 4a e 4b podem ser previamente montados para formar uma unidade 33 que é facilmente ajustada em bloco ao chassis 2, o qual, como é mostrado na Figura 6, além de suportar directamente a referida unidade 33 através do pino 27, tem, acima do próprio pino 27, uma abertura 34 que dá acesso ao dispositivo 26 de direcção quando é 9 necessária manutenção. A empilhadora 1 inclui ainda um contrapeso 35 constituído por uma única peça que tapa a extremidade 36 traseira da empilhadora 1. Observando com maior pormenor, no que se refere à Figura 7, o contrapeso 35 prolonga-se mesmo através da largura da empilhadora 1 e tem uma porção 37 inferior que se prolonga para baixo entre as rodas 4a e 4b e que é adequadamente inclinada na direcção do centro para permitir que as forquilhas 10 de montagem rodem em relação aos eixos 12 sob a acção do dispositivo 26 de direcção. O contrapeso 35 é directamente suportado pelo chassis 2 e está ligado ao pino 27 por um parafuso 38 localizado no centro do anel 31 de parafusos. O contrapeso 35 está montado numa posição tal que a unidade 33 fica colocada entre o pino 27 e o próprio contrapeso 35. Por outras palavras, nesta posição, o eixo 14 e o dispositivo 26 de direcção estão rodeados pelo contrapeso 35 apenas nos lados (Figura 8), topo e fundo (Figura 6) . Isto torna possível colocar ou remover o contrapeso 35 independentemente do eixo 14 e do dispositivo 26 de direcção, permitindo ao mesmo tempo acesso ao dispositivo 26 de direcção através da abertura 34 sem remover o contrapeso 35. Como mencionado acima, a empilhadora 1 é accionada pelas rodas 3a e 3b dianteiras que são, por sua vez, accionadas independentemente uma da outra por dois motores 41 e 42 de transmissão respectivos controlados electronicamente de maneira conhecida por uma unidade 43 de controlo que controla, tanto a sua velocidade, como a sua direcção, de acordo com os ângulos de viragem das rodas 4a e 4b traseiras. Para este fim, a entrada da unidade 43 de controlo está ligada a um potenciómetro 39 do tipo rotativo colocado por cima de um dos dois pinos 17 (neste caso específico, como é mostrado nas Figuras 1, 3, 5 e 8, por cima do pino 17 correspondente à roda 4b traseira direita), 10 sendo a haste 40 do potenciómetro coaxial e estando ligada ao próprio pino 17. O potenciómetro 39 detecta o ângulo de viragem de uma das rodas 4a ou 4b através da ligação ao pino 17 e transmite um sinal para a unidade 43 de controlo que, em conformidade, regula a velocidade e direcção da rotação dos motores 41 e 42. O potenciómetro 39, sendo do tipo rotativo, permite uma detecção correcta do ângulo de viragem das rodas traseiras 4a e 4b e assim um controlo preciso dos motores 41 e 42 de transmissão que accionam as rodas 3a e 3b dianteiras. 11

Chave

1. EMPILHADORA

2. CHASSIS

3. RODAS DIANTEIRAS

4. RODAS TRASEIRAS

5. CUBO

6. EIXO DO CUBO

7. APOIO DO CUBO 8. EXTREMIDADE INFERIOR DE 9 9. BRAÇO DE 10

10. FORQUILHA DE MONTAGEM DE RODA 11. PORÇÃO CENTRAL (CORPO) DE 10 12. EIXO DE 11 13. EXTREMIDADE LATERAL DE 14

14. EIXO

15. APOIOS

16. ARTICULAÇÃO 17. PINO DE 10

18. PERFIL ESTRIADO

19. ALAVANCA PARA ACCIONAR A FORQUILHA DE MONTAGEM DA RODA 20. EXTREMIDADE DE 21

21. HASTE DE LIGAÇÃO 22. EXTREMIDADE DE 21 23. EXTREMIDADE DE 24

24. CILINDRO DE DIRECÇÃO 25. PORÇÃO SUPERIOR DE 14

26. DISPOSITIVO DE DIRECÇÃO

27. PINO DE CHASSIS 28. EIXO DE 27 29. BLOCO INFERIOR DE 14 30. ORIFÍCIO EM 29 12

31. PARAFUSOS

32. PLACA REDONDA

33. UNIDADE PRÉ-MONTADA

34. ABERTURA DE CHASSIS

35. CONTRAPESO 36. EXTREMIDADE TRASEIRA DE 1 37. PORÇÃO INFERIOR DE 35

38. PARAFUSO

39. POTENCIÓMETRO 40. HASTE DE 39

41,42. MOTORES DE TRANSMISSÃO 43. UNIDADE DE CONTROLO

Lisboa, 21 de Novembro de 2007 13

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Empilhadora com raio de viragem reduzido compreendendo: um chassis (2); duas rodas dianteiras motoras (3a, 3b) montadas no referido chassis (2) de forma a rodarem em torno de um primeiro eixo (A) comum de rotação transversal a um plano (M) central longitudinal da empilhadora (1); um eixo (14) traseiro; duas forquilhas (10) de montagem de roda traseira suportadas pelo eixo (14) traseiro de forma a rodarem em torno dos respectivos segundos eixos (12) que são substancialmente paralelos ao plano (M) central; duas rodas (4a, 4b) traseiras de direcção cada uma suportada por uma das forquilhas (10) de montagem; meios (26) de viragem concebidos para coordenar a rotação das forquilhas (10) de montagem em torno dos seus respectivos segundos eixos (12); um contrapeso (35) traseiro; formando o eixo (14) traseiro, as forquilhas (10) de montagem e os meios (26) de viragem, uma unidade (33) que pode ser previamente montada e que é directamente suportada por uma extremidade (36) traseira do chassis (2); suportando a referida extremidade (36) traseira também, directamente, o contrapeso (35) numa posição tal que a unidade (33) previamente montada fica localizada entre a extremidade (36) traseira e o contrapeso (35); sendo a empilhadora (1) caracterizada por o centro de rotação (C) da empilhadora (1) com bloqueio de viragem completo estar posicionado no ponto em que o primeiro eixo (A) comum de rotação intercepta o plano (M) central; e por o chassis (2) ter uma abertura (34) traseira proporcionando acesso ao meio (26) de direcção. 1
2. 2. Empilhadora de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a extremidade (36) traseira compreender um pino (27) que suporta tanto a unidade (33) previamente montada como o contrapeso (35).
3. 3. Empilhadora de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o contrapeso (35) consistir numa única peça que fecha a extremidade (36) traseira.
4. 4. Empilhadora de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada por o eixo (14) traseiro compreender peças de folha metálica soldadas umas às outras e estar montada de modo a poder rodar no pino (27).
5. 5. Empilhadora de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por as rodas (3a, 3b) dianteiras serem accionadas independentemente uma da outra por dois motores (41, 42) de transmissão respectivos controlados electronicamente por uma unidade (43) de controlo que controla a velocidade e a direcção de rotação de acordo com os ângulos de viragem das rodas (4a, 4b) traseiras.
6. 6. Empilhadora de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por cada forquilha (10) de montagem de roda incluir um pino (17) para actuar sobre a forquilha de montagem, e por a entrada da unidade (43) de controlo estar ligada a um potenciómetro (39) rotativo concebido para enviar um sinal proporcional ao ângulo de viragem das rodas (4a, 4b) traseiras, tendo o potenciómetro (39) uma haste (40) ligada a um dos pinos (17) das rodas (4a, 4b) traseiras. 2 Empilhadora de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada por o centro (C) de rotação da empilhadora (1) com bloqueio de viragem completo estar colocado no ponto em que o plano (M) central intercepta o primeiro eixo (A) comum de rotação graças ao facto das rodas (3a, 3b) dianteiras poderem rodar em direcções opostas e serem accionadas independentemente uma da outra por dois motores (41, 42) de transmissão respectivos que são electronicamente controlados por uma unidade (43) de controlo e caracterizada também por as rodas (4a, 4b) traseiras serem accionadas pelos meios (26) de direcção, que são suportados por um pino (27) do chassis (2). Lisboa, 21 de Novembro de 2007