PT1318242E - Engate para acoplar um acessório a um braço de escavadora e sistema de comando deste engate - Google Patents

Description

1

Descrição "Engate para acoplar um acessório a um braço de escavadora e sistema de comando deste engate" Âmbito da Invenção A invenção actual refere-se a um engate para acoplar um acessório a um braço de uma retroescavadora de, por exemplo, um equipamento de terraplanagem e, em particular, a um acoplamento geralmente designado por acoplamento de engate rápido para acoplar um acessório a este braço. A invenção actual inclui também um sistema de comando ou accionamento que controla/acciona este engate. O termo "equipamento de terraplanagem" ou "escavadora", como é mencionado neste documento em relação à invenção actual, inclui escavadoras ou equipamentos de terraplanagem semelhantes e normalmente no contexto de um veículo autopropulsor com rodas ou lagartas seccionais (lagartas) sobre as quais se desloca.

Antecedentes da Invenção

Os dispositivos de acoplamento para acoplar acessórios a um braço hidráulico de escavadoras são muito conhecidos. Estes dispositivos são normalmente utilizados para prender acessórios de diferentes tipos a um braço desse 2 equipamento, por exemplo, para prender baldes de diferentes tamanhos ou um martelo pneumático ou outros implementos à escavadora. 0 dispositivo de acoplamento (referido habitualmente por "acoplador" ou "engate rápido") é normalmente ligado de forma não permanente ao braço de uma escavadora e ao acessório. 0 engate é adaptado para união ao braço e normalmente permaneceria no braço e seria utilizado para manobrar alternadamente acessórios diferentes neste. De um modo geral, são compostos por um elemento da estrutura adaptado para acoplamento a um braço da escavadora, sendo fornecidos dois elementos de engate para engatar de forma não permanente duas cavilhas de engate separadas que estão localizadas no acessório. Um dos elementos de engate é normalmente móvel em relação ao outro entre o estado engatado, operando os elementos de engate em conjunto um com o outro para engatar as cavilhas de engate que asseguram a fixação do acessório ao braço da escavadora, e o estado desengatado para desengatar as cavilhas de engate a fim de libertar o acessório do braço da pá. Normalmente, o elemento de engate móvel desliza ou desloca-se articuladamente no elemento da estrutura e desloca-se entre os estados engatado e desengatado através da utilização de um êmbolo, por exemplo, um êmbolo hidráulico, um mecanismo de parafuso ou uma articulação ou alavanca. Os elementos de engate são normalmente formados por um conjunto de ganchos, 3 em geral, por pelo menos, dois ganchos. Estes acoplamentos de engate rápido têm inúmeras desvantagens. Particularmente, quando o elemento móvel de um dos elementos de engate é accionado pelo êmbolo hidráulico, se alimentação de fluido hidráulico para o êmbolo hidráulico falhar, geralmente o elemento móvel regressa ao estado desengatado e, consequentemente, solta o acessório. Esta acção pode ter consequências graves, que podem resultar em acidentes mortais, no caso de a alimentação hidráulica para o acoplamento de engate rápido falhar quando o acessório está em posição elevada com uma pessoa por baixo, na medida em que o acessório pode cair sobre a pessoa, causando lesões mortais. Como pode constar-se, é difícil para um operador determinar, sem sair da sua cabina, se o acessório está preso com segurança ao acoplamento de engate rápido. Por este motivo, é necessário ter um engate, particularmente, um acoplamento de engate rápido para acoplar um acessório a um braço de uma retroescavadora que resolva este problema. O funcionamento dos elementos de engate de um acoplador é normalmente controlado por um êmbolo (de controlo) hidráulico. A alimentação hidráulica da escavadora para o êmbolo de controlo hidráulico do acoplador é controlada pelo operador da máquina, que opera um ou mais comandos. 4

Para evitar a desconexão negligente ou acidental do acessório ao afrouxar o aperto do acoplador no acessório, foram incorporados no sistema de acoplamento dispositivos de encravamento mecânicos, accionados manual e electricamente, para garantir que o acessório só é desconectado quando assim se pretende. É perigoso que o êmbolo de controlo do acessório possa ser accionado negligentemente para desligar este último. Têm sido incorporados encravamentos mecânicos no acoplador, o que requer que o operador da máquina (ou outra pessoa) tenha de desligar manualmente o encravamento mecânico. Por outro lado, para ser eficaz, o operador tem de, em primeiro lugar, activar o encravamento mecânico - algo que nem sempre é efectuado. Alternativamente, é fornecido um encravamento hidráulico. Este encravamento também tem de ser activado pelo operador. A Publicação de Patentes Internacionais N. ° WO 99/42670 divulga uma combinação de uma escavadora e uma ferramenta que é acoplada a uma lança da primeira. A ferramenta é fornecida com duas cavilhas de engate. É fornecido um elemento de acoplamento que está unido articuladamente à lança por dois ganchos que prendem as cavilhas de engate. Um dos ganchos de acoplamento move-se numa direcção transversal à direcção longitudinal das cavilhas de engate, em relação ao outro gancho de acoplamento, o qual ocupa uma posição fixa relativamente a outra parte do elemento de 5 acoplamento. Os dois ganchos de acoplamento abrem na mesma direcção. É fornecido um dispositivo de encravamento móvel, o qual engata o lado afastado do gancho de acoplamento fixo da cavilha de engate que opera em conjunto com o gancho de acoplamento fixo.

Os sistemas de controlo eléctricos conhecidos que permitem a libertação do engate podem ser manobrados à distância pelo operador, a partir da cabina da escavadora. No entanto, há o perigo destes sistemas serem manuseados acidentalmente (por exemplo, ao accionar acidentalmente o comando de libertação à distância) e, por conseguinte, desligarem o acessório da escavadora. Como é fácil compreender, a desconexão do acessório quando esta não e pretendida, representa um risco potencial no caso do acessório cair do acoplador do braço. Se o braço da máquina estiver acima do nivel do solo, isso pode provocar potencialmente danos.

Noutras posições, o acessório pode ficar encravado na terra ou danificar o braço.

Por este motivo, é necessário ter um sistema de comando que permita manusear este acoplador.

Objecto da Invenção A presente invenção está direccionada para proporcionar um acoplamento de engate rápido e inclui um sistema de comando para o mesmo, permitindo solucionar as desvantagens dos 6 acoplamentos de engate rápido existentes, particularmente, evitando o desengate do acoplador em circunstâncias potencialmente perigosas.

Resumo da Invenção

De acordo com a invenção, é fornecido um acoplamento de engate rápido para fixar um acessório a um braço de uma retroescavadora. 0 acoplamento de engate rápido é composto por um elemento da estrutura adaptado para acoplamento a um braço, um meio de engate fixo montado no elemento da estrutura para engatar a primeira de duas cavilhas de engate montadas no acessório, um meio de engate móvel montado no elemento da estrutura para engatar a segunda de duas cavilhas de engate do acessório, sendo o meio de engate móvel operável entre o estado engatado com o meio de engate móvel a prender a segunda cavilha de engate, enquanto o meio de engate fixo prende a primeira cavilha de engate para acoplar o acessório ao engate, e o estado desengatado para desengatar a segunda cavilha de engate, uma trava que opera em conjunto com o meio de engate fixo para travar a primeira cavilha de engate do acessório engatado no meio de engate fixo, a qual funciona alternadamente no estado travado, em que opera em conjunto com o meio de engate fixo para travar a primeira cavilha de engate no meio de engate fixo, e o estado destravado para 7 soltar a primeira cavilha de engate do meio de engate fixo, um meio de impulsão para impelir a trava para o estado travado e um meio de accionamento unido ao meio de engate móvel e à trava para mover o meio de engate móvel entre o estado engatado e o estado desengatado e para impulsiona a trava do estado engatado para o estado desengatado em oposição ao movimento de impulso do meio de impulsão quando o meio de engate móvel se encontra no estado desengatado. Idealmente, o meio de accionamento e o meio de impulsão operam em conjunto um com o outro, de modo a que o meio de accionamento manobre apenas a trava entre o estado travado e destravado quando o meio de engate móvel tiver sido deslocado do estado engatado para o estado desengatado.

Numa versão da invenção, é fornecido um meio limitador no elemento da estrutura para operar em conjunto com o meio de engate móvel, de modo a definir uma posição de desengate do meio de engate móvel quando este se encontra no estado desengatado.

Preferivelmente, a trava é montada articuladamente (para facilitar o fabrico) no elemento da estrutura e é articulada entre os estados travado e desengatado. No entanto, noutra versão, a trava pode ser montada de modo deslizante no elemento da estrutura.

Preferivelmente, o meio de accionamento é um meio de accionamento de duas peças; estas peças são móveis uma em relação à outra para accionar as peças móveis do meio de 8 accionamento e a trava, estando uma das peças móveis do meio de accionamento relacionada com a trava e a outra com o meio de engate móvel, de modo a que no movimento de ambas o meio de engate móvel seja manobrado entre os estados engatado e desengatado e a trava seja manobrada entre o estado travado e destravado.

Vantajosamente, ambas as peças do meio de accionamento são móveis relativamente ao elemento da estrutura.

Numa versão da invenção, o meio de accionamento é composto por um êmbolo, em que uma das peças constitui uma carcaça do êmbolo e a outra por uma haste de pistão.

Preferivelmente, o meio de engate móvel desliza entre os estados engatado e desengatado e vantajosamente, desliza no elemento da estrutura com um movimento rectilíneo entre os estados engatado e desengatado. Enquanto o meio de engate móvel é preferivelmente deslizante para facilitar o fabrico; no entanto, noutras versões, pode também ser rotativo ou articulável entre o estado engatado e desengatado.

Numa versão da invenção, o meio de impulsão actua entre a trava e o elemento da estrutura e preferivelmente, o meio de impulsão é actuado por uma mola.

Numa versão da invenção, o meio de impulsão é composto por uma mola de tracção e numa versão alternativa da invenção, é composto por uma mola de compressão. 9

Numa versão da invenção, o meio de engate fixo é composto por duas maxilas fixas formadas pelo elemento da estrutura que definem uma abertura para receber a primeira cavilha de engate entre as maxilas fixas.

Noutra versão da invenção, a trava opera em conjunto com as maxilas fixas para reter a primeira cavilha de engate dentro da abertura e entre as maxilas fixas.

Idealmente, são fornecidas duas travas nos lados opostos respectivos das maxilas fixas.

Noutra versão da invenção, o meio de engate móvel define uma abertura para receber a segunda cavilha de engate e idealmente, define a abertura com o elemento da estrutura. Idealmente, as aberturas definidas pelos meios de engate móvel e fixo estão voltadas em direcções opostas e afastadas uma da outra.

Adicionalmente, a invenção apresenta um braço com o acoplamento de engate rápido montado sobre o mesmo.

Além disso, a invenção apresenta um acessório montado num braço da escavadora pelo acoplamento de engate rápido de acordo com a invenção. A invenção apresenta ainda um aparelho de terraplanagem que contém um braço equipado com um acoplamento de engate rápido segundo a invenção montado sobre o mesmo. A presente invenção inclui um sistema de comando que comanda a desconexão de um acessório, o que apresenta algumas vantagens. 10 O sistema de comando que comanda a desconexão de um acessório do acoplador da invenção soluciona, no mínimo, algumas desvantagens da invenção actual.

Um sistema de comando adequado para comandar a desconexão de um acessório de um acoplador segundo a invenção que fixa o acessório a um braço hidráulico de uma máquina como uma escavadora, sendo o braço hidráulico manobrado pelo sistema hidráulico pressurizado da máquina, pertence ao tipo que contém: um controlo de segurança que impede o accionamento do mecanismo de engate do acoplador da posição de engate do acessório para a posição de desconexão do mesmo, se a pressão hidráulica, em pelo menos uma parte seleccionada do sistema hidráulico, não ultrapassar um valor limiar (abaixo do qual, o controlo de segurança impede o accionamento do mecanismo de engate para a posição de desconexão). Este é um modo simples mas eficaz de garantir que o acessório não é desconectado acidentalmente em qualquer altura. Neste contexto, o valor limiar será relativamente elevado, sendo particularmente desejável que ultrapasse o valor normalmente exigido para manobrar o sistema de engate.

No caso da máquina possuir um braço e, particularmente, vários cilindros hidráulicos que controlam o movimento desse braço, pode seleccionar-se um ou mais pontos adequados do sistema hidráulico, para determinar se a pressão nesse ponto ultrapassa o valor limiar. Um valor 11 limiar normal será cerca de um terço da pressão total do sistema.

Uma configuração particularmente desejável da máquina apresenta um êmbolo hidráulico que move o acoplador relativamente ao braço (normalmente, actua entre o acoplador e o braço) e desejavelmente, o valor limiar é medido a partir da alimentação hidráulica para esse êmbolo hidráulico. Será constatado que os êmbolos hidráulicos podem ter duas alimentações, uma para avançar (alongar) e outra para recuar (encolher) o braço.

Numa versão, o sistema hidráulico contém uma tubagem hidráulica ligada entre uma válvula de controlo e o êmbolo hidráulico, sendo o valor limiar medido na tubagem hidráulica.

Noutra versão, o sistema hidráulico contém uma válvula que controla o fluxo de fluido hidráulico até ao êmbolo, sendo o valor limiar medido na válvula. É desejável que seja utilizada pelo sistema de comando a pressão de alimentação de avanço do êmbolo hidráulico que acciona o acoplador relativamente ao braço (o êmbolo "de impulso"). O limiar da pressão pode ser excedido, mesmo que o êmbolo de impulso não esteja no avanço máximo, por exemplo, se o acessório (no acoplador) estiver encravado no solo, etc. No entanto, isso envolveria um grande esforço consciente por parte do operador da máquina e em qualquer 12 caso, o acessório encontra-se numa posição segura mesmo que seja desconectado completamente do acoplador.

Com pode constatar-se, a medição da pressão a partir do êmbolo de impulso pode ser utilizada para garantir que o acoplador e, por conseguinte, o acessório, se encontram numa posição desejável relativamente ao braço.

Numa versão, a válvula é uma servo-válvula que controla o fluido hidráulico de uma bomba de auxiliar, sendo a pressão na servo-válvula utilizada pelo sistema de comando para determinar se o valor limiar foi ultrapassado. É também fornecido um sistema de comando que controla a desconexão de um acessório do engate da invenção, o qual liga o acessório a um braço hidráulico de uma máquina (por exemplo, uma escavadora), pertencente ao tipo que contém: um controlo de segurança que impede o accionamento do mecanismo de engate do acessório da posição de engate para a posição de desconexão, se o acoplador não se encontrar numa ou mais posições predeterminadas referentes ao braço. Se o acessório estiver preso no acoplador (de modo a ser manobrado pelo braço), então o sistema de comando garante que a posição de desconexão não é seleccionada, se o acessório não se encontrar numa ou mais posições predeterminadas em relação ao braço. O sistema de comando assegura, por conseguinte, que a posição de desconexão do acoplador apenas pode ser seleccionada (o acessório localizado no acoplador apenas 13 pode ser desconectado) em certas posições ou num intervalo dessas posições. Isto significa que o acessório localizado no acoplador tem muito menos probabilidades de ser desconectado durante a utilização.

Regra geral, o sistema de comando incluirá, no mínimo, um controlo hidráulico ou um controlo eléctrico. Nas versões preferidas, inclui ambos. 0 sistema de comando é adequado para montagem (posterior) numa uma escavadora. Alternadamente, pode já ser fornecido adaptado à máquina. É desejável que o sistema de comando seja manobrável à distância, ou seja, independentemente do sistema accionado manualmente, numa posição distante do engate. Desejavelmente, a posição distante será a partir da posição de manobra do operador, a qual será normalmente dentro da cabina da máquina.

Numa versão preferida, a(s) posição(ões) (orientação(ões) ) do acoplador (e acessório) correspondente(s) ao braço, em que o controlo de segurança não impede o accionamento do mecanismo de engate para a posição de desconexão é(são) uma posição em que o acessório é removível do acoplador, mas não ê desengatado completa e (automaticamente) do mesmo. Desejavelmente, a(s) posição (ões) relativa(s) do acoplador (e do acessório) e do braço, em que o controlo de segurança impede o accionamento do mecanismo de engate para a posição de desconexão é(são) uma posição, na qual o acessório é completa e automaticamente desengatado do acoplador. 14

Nesta(s) posição(ões), se o braço (e, por conseguinte, o acessório) da escavadora estivessem a uma altura significativa acima do nível do solo, o acessório (e a sua carga) seria completamente solto pelo acoplador e cairia do braço, podendo atingir pessoas ou bens e causar ferimentos/danos.

Por outras palavras, a(s) posição(ões) relativa(s) do braço e do acoplador, em que a desconexão do acessório é permitida pelo controlo de segurança (é)são aquela(s) em que a posição em que o acessório pode ser desconectado é uma posição de desengate parcial. O acessório pode ser então retirado totalmente do acoplador, se pretendido, por exemplo, através de um movimento adicional do braço e/ou da posição de impulso do acoplador. A posição de desconexão parcial referida impede que o acessório caia do acoplador por acção da gravidade. O acoplador está adaptado para fixar duas cavilhas de retenção no acessório. Nestas versões, é desejável que o acoplador aperte o acessório (ou seja, que o acoplador e o acessório permaneçam engatados um no outro) em pelo menos uma das posições referidas. Por outras palavras, o acessório é desconectado da posição operacional e colocado na posição de desconexão, o que permite a sua remoção, mas não é automaticamente solto pelo acoplador. O sistema de comando quando é utilizado em conjunto com os elementos de engate referidos permite a desconexão do 15 acessório numa posição em que pelo menos um destes elementos fica ainda engatado no acessório. É particularmente desejável que a desconexão parcial do acessório impeça que o mesmo caia por acção da gravidade. É desejável, nomeadamente, que pelo menos um dos elementos de engate referidos seja em forma de gancho e permaneça engatado no acessório (para o fixar ao acoplador), mesmo que o mecanismo de engate tenha sido colocado na posição de desconexão.

Desejavelmente, o mecanismo de engate é composto por um êmbolo hidráulico ou outro mecanismo do género (por exemplo, um mecanismo de accionamento por parafuso), que é accionado para mover o mecanismo de engate entre as posições de engate e desconexão.

De acordo com uma versão, o mecanismo accionado hidraulicamente inclui uma bomba de alta pressão e uma bomba auxiliar, pelo qualquer das bombas pode ser seleccionada para accionar o mecanismo de engate para um primeiro estado de engate do acessório.

De acordo com outra versão, a bomba auxiliar é utilizada para accionar o mecanismo de engate para um primeiro estado de engate do acessório e a bomba de alta pressão para accionar o referido mecanismo para o estado de desengate do acessório.

Desejavelmente, o braço hidráulico, abre pelo menos um lado das maxilas opostas, que fecham para apertar o acessório e 16 manobrá-lo no braço, e abrem para engatar, pelo menos, parcialmente o acessório.

Numa configuração específica, o controlo de segurança impede o fluxo do fluido hidráulico para o êmbolo hidráulico do mecanismo de engate, sempre que as posições relativas do braço e do acessório se encontrem numa posição de desconexão indesejável, por exemplo, posições em que o movimento do mecanismo de engate para a posição de desconexão desengataria automática e completamente o acessório do acoplador.

Uma posição, em que o mecanismo de engate pode ser accionado para se deslocar para a posição de desconexão sem que o acessório seja desengatado automaticamente do acoplador é uma posição em que o êmbolo hidráulico (particularmente o "êmbolo de impulso") que acciona o acessório (por accionamento do acoplador) se encontra em determinadas posições, por exemplo, completamente alongado ou substancialmente alongado. Por exemplo, o acessório pode ser um balde preso pelo acoplador ao braço de uma escavadora e uma posição em que o balde pode ser desconectado da posição de engate (operacional), mas continua seguro pelo acoplador numa posição em que fica completamente virado para dentro (enrolado ou curvado para dentro) em direcção ao braço. Outra forma de determinar a(s) posição(ões) em que o controlo de segurança impede a 17 desconexão é considerar a posição angular do acoplador relativamente ao braço.

Como já foi mencionado anteriormente, o braço hidráulico que manobra o meio de engate pode ser accionado e alimentado para o êmbolo no acoplador, seja qual for a posição angular do acoplador ou engate rápido. Tal como referido, esta operação é um risco de segurança, como por exemplo no caso de existir um acessório adaptado ao acoplador e este se encontrar numa posição em que a maxila aberta de um elemento de engate está voltada para baixo. Se o êmbolo do acoplador for accionado pela pressão da escavadora para recuar o êmbolo e destravar as cavilhas do acessório, então este pode eventualmente cair do engate. Numa versão, um sensor que detecta a posição relativa do acoplador e do braço é um sensor de pressão. Por exemplo, a pressão numa tubagem de alimentação hidráulica pode ser detectada e utilizada para controlar o funcionamento do acoplador, impedindo nomeadamente o accionamento do mecanismo de engate da posição de engate para a posição de desconexão do acessório, se este não se encontrar numa ou mais posições predeterminadas em relação ao braço. Numa versão preferida, o sistema de comando incorpora um sensor de pressão em comunicação (fluida) com a tubagem hidráulica de uma máquina, na qual o sistema de comando está montado; o sensor de pressão controla o accionamento do mecanismo de engate, da posição de engate para a posição de desconexão 18 do acessório, se este não se encontrar numa ou mais posições predeterminadas em relação ao braço. Mais especificamente, o sensor de pressão pode ser incorporado numa válvula sensível à pressão em comunicação (fluida) com a tubagem de alimentação hidráulica do cilindro hidráulico para accionar o mecanismo de engate. Nesta última disposição, é possível obter o controlo directo do fluxo do fluido hidráulico para o cilindro hidráulico. Esta é uma disposição particularmente simples, mas eficaz.

Noutra versão, a posição relativa do acoplador (e/ou acessório) e do braço é detectada por um sensor de posição (por ex. , um sensor de proximidade) . A informação sobre a posição é utilizada num circuito lógico para determinar se o mecanismo de engate deve ser activado ou não. O sensor de posição detecta a posição relativa entre o acoplador e o braço. Isto pode ser efectuado directamente, através da detecção da posição real do acoplador em relação ao braço ou indirectamente, detectando a posição de uma parte do mecanismo, que se desloca quando a posição do acoplador (em relação ao braço) se altera. Por exemplo, pode ser utilizado um sensor de posição para determinar se o acoplador e/ou uma parte do mecanismo (que se desloca quando a posição do acoplador se desloca) se encontra próximo do braço. Por exemplo, pode ser utilizado um sensor de proximidade do tipo interruptor de lâminas. Uma parte do sensor pode encontrar-se no braço e a outra no acoplador. 19

As partes podem ser compostas por um interruptor de controlo e um íman, que activa o interruptor de controlo. O circuito lógico pode detectar, a partir da informação recebida pelo sensor, que a posição do acoplador em relação ao braço não é uma posição em que o êmbolo de impulso se encontra totalmente em posição de avanço (por ex., se a posição do acessório representar um risco para a segurança, no caso de o mesmo ser desconectado do engate) e evitar o accionamento do mecanismo de engate para a posição de desconexão do acessório. Quando é atingida uma posição adequada, o circuito satisfaz, pelo menos, uma condição que permite libertar o acessório do acoplador.

Numa versão, o sensor de pressão é accionado quando é atingida uma pressão de controlo dentro da tubagem hidráulica. Noutra versão, o sensor de pressão é accionado quando é atingida uma pressão de controlo no orifício auxiliar da válvula de controlo da máquina.

Uma outra versão inclui ainda um sensor de proximidade em comunicação com o sistema de comando; o sensor de proximidade controla o accionamento do mecanismo de engate da posição engatada para a posição desengatada do acessório, se este não se encontrar numa ou várias posições predeterminadas em relação ao braço. O sensor de proximidade emite um sinal eléctrico para activar o mecanismo de engate da posição engatada para a posição 20 desengatada do acessório, quando este se encontra numa ou em várias posições predeterminadas em relação ao braço.

Por exemplo, o sensor de pressão pode ser seleccionado de modo a ser apenas accionado quando for atingida uma determinada pressão mínima na tubagem ou a relação entre a pressão na tubagem e a pressão noutro ponto do sistema hidráulico atingir um determinado valor. Uma construção simples que utiliza esta configuração, é aquela em que o sensor de pressão detecta a pressão numa tubagem para um cilindro hidráulico para deslocar, pelo menos, uma parte de um braço hidráulico. Numa configuração preferencial (anteriormente mencionada), a pressão de controlo é ajustada como a pressão a atingir numa tubagem quando, pelo menos, um dos cilindros hidráulicos alimentados pela tubagem se encontrar numa posição de extensão máxima. Conforme acima referido, é preferível que o sensor de pressão esteja em comunicação fluida com uma tubagem de alimentação hidráulica para os ou, pelo menos, um dos cilindros hidráulicos, que controlam o ângulo relativo entre o acoplador e o braço (controlam a articulação do engate no braço). A pressão de controlo pode ser uma pressão determinada, em que o controlo de segurança permite o accionamento do mecanismo de engate ou pode ser uma razão de pressão relativa, por ex. , a pressão numa parte do sistema em relação a outra. 21

Numa versão, o controlo da pressão evita que o fluido hidráulico impulsione um êmbolo hidráulico para accionar o mecanismo de engate até ser atingida a pressão de controlo. Numa configuração específica, o controlo da pressão permite que o fluido hidráulico impulsione um êmbolo hidráulico para accionar o mecanismo de engate, quando é atingida uma pressão de controlo na tubagem de alimentação de recuo do êmbolo. Uma configuração para atingir esta funcionalidade consiste em utilizar uma válvula de retenção na tubagem de saída do fluido hidráulico (na acção de recuo do êmbolo) que abre quando é atingida uma pressão de controlo na tubagem de alimentação. Numa configuração, a pressão na tubagem hidráulica de alimentação do recuo do êmbolo hidráulico é a pressão da tubagem de alimentação da acção de avanço de um êmbolo hidráulico que acciona o acoplador. É recomendável que exista, pelo menos, outra função de controlo, tal como uma segunda válvula, que deve ser activada para permitir a circulação do fluido hidráulico para a tubagem de recuo do êmbolo hidráulico. Numa configuração, esta segunda válvula é ajustada para evitar a circulação do fluido hidráulico para a tubagem de recuo do cilindro hidráulico. É recomendável que esta segunda válvula seja ajustada para controlar o fluxo do fluido hidráulico da tubagem de avanço do êmbolo (impulso) de accionamento do acoplador, para a tubagem de recuo do êmbolo hidráulico do mecanismo de engate. 22

Preferencialmente, a segunda válvula deve ser accionada pelo operador da máquina, por exemplo, por um interruptor que integre um mecanismo de temporização.

Numa versão alternativa, é recomendável que um sistema, tal como acima descrito, possua um sensor de pressão que accione uma válvula na tubagem de alimentação hidráulica de recuo do cilindro hidráulico, em que o fluxo do fluido hidráulico para o recuo do cilindro de engate não provenha necessariamente da tubagem de avanço do cilindro. Em vez disto, é preferível que o fluido hidráulico da tubagem de avanço do cilindro de seja utilizado para criar a pressão de controlo à qual está sujeito o sensor de pressão. 0 fluido hidráulico para o recuo do êmbolo do acoplador provém de outro ponto no sistema. 0 termo "recuo" anteriormente utilizado diz respeito ao movimento do êmbolo para desligar o acessório. O engate pode ser configurado de modo a que, ao efectuar o avanço do êmbolo, também seja desconectado o acessório.

Também é desejável que o sistema acima descrito não constitua o único meio de controlo do accionamento do mecanismo de engate da posição de engate para a posição de desconexão do acessório, se este não se encontrar numa ou várias posições predeterminadas em relação ao braço. Em particular, é desejável que um ou vários outros meios de controlo se encontrem integrados no sistema, como por exemplo, um ou vários outros meios de controlo do 23 accionamento do mecanismo de engate. Um controlo típico deveria incluir um sinal eléctrico e/ou hidráulico que, tipicamente, vã actuar uma válvula, que abre ou fecha para accionar o mecanismo de engate consoante pretendido.

Numa versão preferencial, pode ser integrada uma válvula na tubagem hidráulica de um cilindro hidráulico, para accionamento do mecanismo de engate, que apenas pode ser deslocado para a posição de desconexão, no caso de se encontrarem reunidas duas ou mais condições em simultâneo (e/ou dentro de um intervalo de tempo seleccionado para cada uma), por exemplo, a pressão numa dada tubagem hidráulica atingiu um nível pretendido e foi recebido um segundo sinal, como um sinal eléctrico, de um comando do operador. Numa configuração específica, o segundo sinal é um sinal eléctrico de um comando do operador. 0 sinal eléctrico do comando do operador também pode ser controlado por outros comandos de segurança, como por exemplo, dois ou mais comandos que devem ser accionados independentemente para envio do sinal. Por exemplo, é especialmente interessante uma configuração em que o operador tem de accionar dois ou mais comandos dentro de um período de tempo determinado para cada um (e, preferencialmente, numa sequência específica) para enviar o sinal eléctrico.

Além disso, é desejável providenciar um sinal visual e/ou sonoro para o operador, que indique que o mecanismo de desconexão foi accionado. Isto pode ser facilmente 24 efectuado, integrando um besouro e/ou uma luz intermitente ou algo semelhante como, por exemplo, numa consola de comando dentro da cabina do operador. É desejável que o sistema hidráulico do veículo, no qual está montado o sistema de comando, inclua válvulas sensíveis à pressão, que impeçam a libertação de fluido hidráulico da máquina, por exemplo, no caso de uma fuga (rebentamento da mangueira ou tubo hidráulico, etc.). A invenção refere-se também a um braço de accionamento hidráulico, com um acoplador e um sistema de comando montados no mesmo. A invenção diz igualmente respeito a uma máquina com, pelo menos, um braço hidráulico com um acoplador e um sistema de comando montados no mesmo. A invenção diz igualmente respeito a uma escavadora com um acoplador e um sistema de comando. A invenção refere-se ainda a um acoplador controlado por um sistema de comando. O acoplador de engate rápido pode incluir um sistema de comando para controlo da desconexão de um acessório, engatado a um braço hidráulico de uma retroescavadora, sendo o braço manobrado por um sistema hidráulico pressurizado da retroescavadora e integrando o sistema de comando um comando de segurança para evitar o accionamento dos meios de engate móveis da posição engatada para a posição desengatada, se a pressão hidráulica em, pelo menos, uma parte seleccionada do sistema hidráulico, não exceder um valor limite. 25

Numa versão preferencial da invenção, o sistema de comando integra um comando de segurança para evitar o accionamento dos meios de engate móveis da posição engatada para a posição desengatada, se o acoplador não se encontrar numa ou mais posições predeterminadas em relação ao braço. A invenção diz igualmente respeito a uma escavadora com um acoplamento de engate rápido.

Breve descrição dos desenhos A invenção pode ser entendida mais facilmente através da descrição que se segue de algumas versões, as quais são apresentadas apenas a título de exemplo e com referência aos desenhos complementares em que: A fig. 1 apresenta uma vista geral de um equipamento de terraplanagem com uma retroescavadora montada e um balde de escavação engatado num braço da mesma, através de um acoplamento de engate rápido, correspondendo ambos à presente invenção. A fig. 2 apresenta uma vista lateral em corte do acoplamento de engate rápido da fig. 1, A fig. 3 apresenta uma vista semelhante à da fig. 2 do acoplamento de engate rápido da fig. 1, ilustrando peças do 26 acoplamento de engate rápido numa posição diferente da fig. 2, A fig. 4 apresenta uma vista em corte do acoplamento de engate rápido da fig. 1, A fig. 5 apresenta outra vista em corte do acoplamento de engate rápido da fig. 1, A fig. 6 apresenta uma vista lateral de uma secção do acoplamento de engate rápido da fig. 1, A fig. 7 apresenta uma vista de uma secção do acoplamento de engate rápido da fig. 1,

As fig. 8 (a) a (c) são vistas laterais de secções do acoplamento de engate rápido, ilustrando o mesmo em serviço, A fig. 9 apresenta uma vista substancialmente similar à fig. 4 do acoplamento de engate rápido, de acordo com outra versão da invenção, A fig. 10 apresenta uma vista de uma secção do acoplamento de engate rápido da fig. 9, 27 A fig. 11 apresenta outra vista da secção da fig. 10, ilustrada numa posição diferente, A fig. 12 apresenta um esquema de pormenores da secção da fig. 10, A fig. 12a apresenta um esquema de pormenores de outra versão de uma secção do acoplamento de engate rápido, substancialmente similar à fig. 9, A fig. 13 apresenta uma vista de uma secção de um acoplador, de acordo com outra versão da invenção, A fig. 14 apresenta um esquema de pormenor da secção da fig. 13, A fig. 15 apresenta uma vista parcial com o acoplamento da fig. 2, ajustado ao braço do equipamento de terraplanagem; o braço e o acoplador estão numa posição relativa, na qual o sistema de comando não permite que o elemento de engate seja accionado para a posição desengatada em que é possível retirar um acessório (balde) do acoplamento, A fig. 16 apresenta uma vista parcial com o acoplamento da fig. 2, ajustado ao braço do equipamento de terraplanagem; o braço e o acoplador estão numa posição relativa 28 seleccionada, na qual o sistema de comando permite que o elemento de engate seja accionado para a posição desengatada, de modo a permitir retirar um acessório (balde) do acoplador, A fig. 17 apresenta um diagrama com circuitos hidráulicos e eléctricos que fazem parte de uma primeira versão do sistema de comando, o qual está configurado para seleccionar o estado engatado do mecanismo de engate, A fig. 18 apresenta um diagrama com circuitos hidráulicos e eléctricos que fazem parte de uma primeira versão do sistema de comando, o qual está configurado para seleccionar o estado desengatado do mecanismo de engate, A fig. 19 apresenta um diagrama com circuitos hidráulicos e eléctricos que fazem parte de uma segunda versão do sistema de comando, o qual está configurado para seleccionar o estado engatado do mecanismo de engate, A fig. 20 apresenta um diagrama com circuitos hidráulicos e eléctricos que fazem parte de uma segunda versão do sistema de comando, o qual está configurado para seleccionar o estado desengatado do mecanismo de engate, 29 A fig. 21 apresenta um diagrama com circuitos hidráulicos e eléctricos que fazem parte de um sistema de comando de uma terceira versão, o qual está configurado para seleccionar a posição de engate do mecanismo de engate, A fig. 22 apresenta um diagrama com circuitos hidráulicos e eléctricos que fazem parte de um sistema de comando de uma terceira versão, o qual está configurado para seleccionar a posição de desengate do mecanismo de engate, A fig. 22 apresenta um diagrama com circuitos hidráulicos e eléctricos que fazem parte de um sistema de comando de uma quarta versão, o qual está configurado para seleccionar a posição de engate do mecanismo de engate, A fig. 23 apresenta um diagrama com circuitos hidráulicos e eléctricos que fazem parte de um sistema de comando de uma quarta versão, o qual está configurado para seleccionar a posição de desengate do mecanismo de engate, e A fig. 25 apresenta uma disposição alternativa para gerar um dos sinais de activação do sistema de comando, sendo o sinal de activação gerado pelo sensor de proximidade.

Descrição detalhada dos desenhos 30

Com referência aos desenhos e, primeiramente à fig. 1, ê apresentado um equipamento de terraplanagem, de acordo com a invenção, especificado, de uma forma geral, pelo número de referência 1. O equipamento 1 inclui uma estrutura principal 2, apoiada num chassis principal 3, que assenta em lagartas 4. A estrutura principal 2 está montada numa estrutura secundária 5, que é suportada rotativamente pelo chassis principal 3 em torno de um eixo de extensão vertical, de modo a que a estrutura secundária 5 e a estrutura principal 2 tenham uma rotação de 360° relativamente ao chassis principal 3. Este aspecto deste tipo de equipamento de terraplanagem será apreciado pelos peritos da área. Um braço da retroescavadora 8 está montado no chassis secundário 5 e inclui uma lança 9 com uma ligação articulada ao chassis secundário 5 e que se prolonga para cima. Um braço 10 assenta numa ligação articulada sobre a lança 9, para suportar um acessório ou um equipamento auxiliar, que nesta versão da invenção é um balde de terraplanagem 12. A extremidade distai (livre) do braço 10 está adaptada para permitir a montagem de acessórios. Um acoplamento de engate rápido segundo a invenção, geralmente, especificado pelo número de referência 14, engata de forma não permanente o balde 12 ao braço da pá 10. 0 acoplamento de engate rápido 14 é descrito pormenorizadamente mais adiante. Um par de êmbolos 15 de accionamento da lança, que actua entre o chassis 31 secundário 5 e a lança 9, fazem levantar e baixar a lança 9 em torno da sua ligação articulada ao chassis secundário 5. Um êmbolo 16 de accionamento do braço que actua entre a lança 9 e o braço 10 faz rodar este último relativamente à lança 9. 0 êmbolo 16 controla o alcance do braço 10, através do controlo do respectivo ângulo relativamente à lança 9. Contudo, o funcionamento de uma lança e de um braço deste tipo de equipamento de terraplanagem será apreciado entre os peritos da área e não é aqui intenção descrever mais pormenorizadamente este aspecto da invenção. 0 funcionamento de um acoplamento de engate rápido ou acoplador 14 é controlada por um êmbolo hidráulico 70 (ver figuras 2-4) e será descrito pormenorizadamente mais adiante. Uma cabina 17 montada na estrutura principal 2 serve para aloj ar o operador do equipamento 1.

Uma união articulada 18 está ligada por um par de pinos de articulação 19 ao braço 10 na da extremidade distai deste. Um êmbolo 20 que acciona (ou impulsiona) um acessório está montado entre o braço 10 e a união 18 para articular a união 18 que, por sua vez, faz oscilar o balde 12, relativamente ao braço da pá 10. O ângulo do acoplador 14 em relação ao braço 8 (e, em particular, em relação ao braço 10) é controlado pelo êmbolo hidráulico 20. Existe um par de uniões de montagem 22 como extensão da união 18 para ligar o balde 12 à união 18. As uniões 22 terminam em orifícios com casquilho (não ilustrados) para encaixar uma 32 primeira cavilha de 25 para ligação do acoplamento de engate rápido 14 à união de montagem 22. Um orifício com casquilho (não ilustrado) na extremidade distai do braço 10, aloja uma segunda cavilha 28, igualmente para ligação do acoplamento de engate rápido 14 ao braço da pá 10.

Um par de cavilhas de engate, nomeadamente, uma primeira cavilha de engate 30 e uma segunda cavilha de engate 31, está montado no balde ou, concretamente, num outro acessório a ligar ao braço 10 para engate com o acoplamento de engate rápido, como descrito mais adiante.

Com referência em particular às figuras 2 a 8 e de acordo com uma versão da invenção, o acoplamento de engate rápido 14 inclui um elemento da estrutura 35, constituído por um par de placas laterais afastadas 3 6 de aço e uma placa de conexão transversal 37 igualmente de aço, disposta entre as placas laterais contíguas 36. Cada uma das placas laterais 36 inclui uma placa lateral principal 36a e placas laterais de reforço 36b e 36c soldadas entre si. Contudo, por conveniência, a combinação das placas laterais principais e de reforço 36a, 3 6b e 36c é designada por placas laterais 36. Um par de elementos de conexão 38 e 39 de aço está montado entre as placas laterais 36 nas extremidades opostas da placa de conexão 37 para reforço do elemento da estrutura 35. A placa de conexão 37 e os elementos de conexão 38 e 39 estão soldados às placas laterais 36. 33

Um meio de conexão para ligação do acoplamento de engate rápido 14 ao braço 10 e às uniões de montagem 22 inclui um par de orifícios com casquilho 40 e 41, que atravessam as respectivas placas laterais 36. Os orifícios 40 das placas laterais 36 encontram-se alinhados entre si para ficarem alinhados com os orifícios das uniões de montagem 22, para engate com a primeira cavilha de conexão 25. Os orifícios 41 das respectivas placas laterais 36 estão alinhados entre si para o consequente alinhamento com os orifícios do braço da pã e engate com a segunda cavilha de conexão 28. Deste modo, o acoplamento de engate rápido 14 está ligado ao braço 10 e às uniões de montagem 22 e desloca-se em torno da segunda cavilha de conexão 28, através das uniões de montagem 22, sob acção do êmbolo 20, para assim permitir a articulação do balde 12.

As placas laterais 36 formam pares de maxilas fixas 45 e 46 para constituir um meio de engate fixo para retenção da primeira cavilha 30 do balde 12. As maxilas 45 e 46 formam uma abertura 47 virada para fora do acoplamento de engate rápido 14, para receber a primeira cavilha de engate 30.

Uma de um par de travas 50 está montada por articulação em cada placa lateral 36, juntando-se depois para funcionar como uma única trava. As travas 50 funcionam entre um estado travado, ilustrado na fig. 3, cooperando com as maxilas fixas 45 e 46 para extensão através da abertura 47 formada pelas maxilas 45 e 46, para retenção da primeira 34 cavilha de engate 3 0 dentro das maxilas 4 5 e 46, e um estado destravado ilustrado na fig. 2 para desconexão da primeira cavilha de engate 30 das maxilas fixas 45 e 46, através da abertura 47. As travas 50 assentam nos pinos 52, montados nas respectivas placas laterais 36 e são impulsionadas para a posição travada por um par de molas de tracção, que actuam entre as travas 50 e o elemento de conexão 38. O funcionamento das travas 50 é descrita abaixo mais detalhadamente.

Um meio ou mecanismo de engate móvel, constituído por um elemento de engate móvel 58, assenta de modo deslizante no elemento da estrutura 35 e desliza entre uma posição engatada ilustrada na fig. 3, para engatar a segunda cavilha de engate 31 do balde 12, e uma posição desengatada ilustrada na fig. 2, para desengatar a segunda cavilha de engate 31,a fim de desligar o balde 12 do acoplador 14. Os trilhos guia 59 montados nas respectivas placas laterais 36 engatam de forma deslizante as respectivas ranhuras guia 60 nos lados opostos do elemento de engate 58 para o conduzir entre as posições engatada e desengatada com um movimento rectilíneo. Uma maxila 62 montada no elemento de engate 58 forma, juntamente com as bordas adjacentes 63 das respectivas placas laterais, uma abertura 64 para receber a segunda cavilha de engate 31 na e entre a maxila 62 e as bordas 63 das placas laterais. A abertura 64 está virada para fora do acoplador 14, numa direcção oposta à da 35 abertura 4 7 formada pelas maxilas 45 e 46. Assim, quando o elemento de engate 58 se encontra na posição engatada, a primeira e segunda cavilhas de engate 30 e 31 estão presas de modo seguro entre as maxilas fixas 45 e 46 e o elemento de engate 58, respectivamente.

Um meio de suporte que inclui os elementos de suporte 65, desenvolve-se a partir das placas laterais 36, definindo um espaço entre as cavilhas de engate 30 e 31 de um acessório, que pode ser suportado pelo engate 1.

Um meio limitador, incluindo nomeadamente, um par de elementos limitadores 66, desenvolve-se para o interior, a partir das placas laterais 36 para definir uma posição desengatada do elemento de engate 58, quando este se encontra em posição desengatada e para evitar o movimento do elemento de engate 58 da posição engatada para a posição desengatada, quando o mesmo se encontra na posição engatada.

Um meio de accionamento incluindo um êmbolo do acoplador 70 de acção dupla, actua entre o elemento de engate móvel 58 e a trava 50 para impulsionar o elemento de engate 58 entre as posições engatada e desengatada e para deslocar as travas 50 entre as posições travada e destravadas. 0 êmbolo 70 inclui a carcaça do êmbolo 71 e uma haste de pistão 74, estendendo-se a partir da carcaça 71.

Um par de munhões 72 em extensão transversal a partir de uma extremidade da carcaça do êmbolo 71 engata de modo 36 deslizante as ranhuras guia longitudinais correspondentes (não ilustradas nesta versão da invenção, mas apresentadas na versão descrita com referência às figuras 13 e 14) das placas laterais 36 para facilitar o movimento longitudinal dos mesmos e, consequentemente, da carcaça do êmbolo 71 no elemento da estrutura 35. A haste do pistão 74 está ligada ao elemento de engate 58 para o impulsionar entre as respectivas posições engatada e desengatada. Os munhões 72 engatam igualmente as respectivas fendas 73 nas travas 50 para as impulsionar da posição travada para a posição destravada contra a acção das molas 53, após o elemento de engate 58 ter sido impulsionado pelo êmbolo 70 da posição engatada para a posição desengatada. Neste sentido, o êmbolo 70 coopera entre o elemento de engate 58 e as travas 50 para accionamento do elemento de engate 58 e das travas 50 . A tensão das molas 53 é suficientemente forte para reter as travas 50 na posição travada, excepto se estas forem impulsionadas positivamente pelo êmbolo 70 a partir da posição travada. Assim, o êmbolo 70 coopera com as molas 53 e os elementos limitadores 66 para controlar o funcionamento da trava 50. Deste modo, quando o elemento de engate 58 se encontra na posição engatada, retendo a segunda cavilha de engate 31 do balde 12, as maxilas fixas 4 5 e 4 6 prendem a primeira cavilha de engate 30 e a haste do pistão 74 projecta-se da carcaça do êmbolo 71, mantendo 37 o elemento de engate 58 na posição engatada e as travas 50 na posição travada. Para desligar o balde 12 do acoplador 14, o êmbolo 7 0 é accionado para fazer recuar a haste do pistão 74 na carcaça do êmbolo 71. Devido à elevada tensão da mola 53, a retracção inicial da haste do pistão 74 para a carcaça do êmbolo 71 impulsiona o elemento de engate 58 da posição engatada para a desengatada até ficar apoiado no elemento limitador 66. Nesta altura, deixa de ser possível qualquer movimento do elemento de engate 58 e, portanto, a retracção adicional da haste do pistão 74 para a carcaça do êmbolo 71 faz com que as travas 50 se desloquem da posição travada para a posição destravada, permitindo assim libertação da primeira cavilha de engate 30 através da abertura 47. Enquanto a haste do pistão 74 se encontrar totalmente retraída dentro da carcaça do êmbolo 71, o elemento de engate 58 é mantido na posição desengatada e as travas 50 são mantidas na posição destravada. O movimento inicial da haste do pistão 74 para fora da carcaça do êmbolo 71 faz com que as travas sejam impulsionadas da posição destravada para a posição travada, através das molas 53. Quando as travas 50 se encontram na posição travada, o movimento adicional da haste do pistão 74 para fora da carcaça do êmbolo 71 faz com que o elemento de engate 58 passe da posição desengatada para a engatada. Deste modo, durante a utilização, o acoplamento de engate rápido 14 encontra-se inicialmente ligado às uniões de 38 montagem e ao braço 10, através da primeira e segunda cavilhas de conexão 25 e 28, respectivamente. O êmbolo 70 encontra-se ligado a uma alimentação de fluido hidráulico do equipamento 1 que assegura o seu funcionamento. Com a haste do pistão 74 do êmbolo 70 na posição de retracção total, ou seja, totalmente recolhida no carcaça do êmbolo 71, o braço 10 é accionado para alinhar o acoplador 14 com o balde 12 ou outro acessório a montar no braço 10. Com o êmbolo 70 totalmente retraído e, consequentemente, com o elemento de engate 58 na posição desengatada e as travas 50 na posição destravada, o acoplador 14 é inicialmente fixo à primeira cavilha de engate 30, encaixando-a na abertura 47 formada pelas maxilas fixas 45 e 46. O acoplador 14 articula-se, então em torno da segunda cavilha de conexão 28 e da primeira cavilha de engate 30, até a abertura entre o elemento de engate 58 e as bordas 63 das placas laterais 36 estar alinhada com a segunda cavilha de engate 31. O êmbolo 70 é, em seguida, accionado para impulsionar a haste do pistão74 para fora da carcaça do êmbolo 71. O movimento inicial da haste do pistão 74 para fora da carcaça do êmbolo 71 faz com que as travas sejam impulsionadas por acção das molas 53 da posição destravada para a posição travada, engatando e retendo a primeira cavilha de engate 30 na abertura 47. O movimento adicional da haste do pistão 74 vai impulsionar o elemento de engate móvel 58 para engatar na segunda cavilha de engate 31 até a primeira 39 cavilha de engate 30 ficar bem presa nas maxilas fixas 45 e 46 e a segunda cavilha de engate 31 bem presa pela maxila 62 do elemento de engate 58. 0 balde fica então seguro no modo engatado no acoplador 14 e é manobrado pelo braço da máquina de uma forma convencional. A desconexão do balde 12 do acoplador 14 é efectuada pela ordem inversa do engate. Inicialmente, o elemento de engate móvel 58 é impulsionado da posição engatada para a posição desengatada, pela retracção inicial da haste do pistão 74 para a carcaça do êmbolo 71. Quando o elemento de engate 58 fica apoiado no elemento limitador 66, o movimento adicional do primeiro é impedido e, consequentemente, a continuação da retracção da haste do pistão 74 para a carcaça do êmbolo 71 faz com que as travas 50 sejam impulsionadas da posição travada para a posição destravada. 0 acoplador 14 pode então ser desengatado do balde 12.

Se durante o funcionamento do equipamento 1, falhar a alimentação do fluido hidráulico para o êmbolo 70, sob o peso do balde 12, a cavilha de engate 31 apoiada no elemento de engate móvel 58, irá impulsionar este último para a posição desengatada, apoiando-se no elemento limitador 66. Isto vai permitir que a segunda cavilha de articulação solte o acoplador 14. No entanto, a tensão das molas continua a reter as travas 50, evitando que a primeira cavilha de engate 30 se solte das maxilas fixas 45 e 46. Portanto, mesmo no caso de falha da alimentação do 40 fluido hidráulico para o êmbolo 70, não existe perigo de o balde 12 se soltar do acoplador 14. O acoplador 14 pode incluir uma válvula de retenção para evitar a perda de fluido hidráulico do êmbolo 70, em caso de falha na alimentação de fluido hidráulico. No entanto, mesmo que exista este tipo de válvula de segurança, é possível que a mesma e/ou o êmbolo hidráulico sejam danificados ou sofram uma ruptura e assim, as travas 50 retêm o balde ou outro acessório ligados ao acoplador e, consequentemente, ao braço, no caso deste tipo de falha.

As figuras 9 a 12, apresentam um acoplamento de engate rápido, de acordo com outra versão da invenção, identificado de um modo geral pelo número de referência 80. 0 acoplamento de engate rápido 80 é substancialmente similar ao acoplamento de engate rápido 14 e os componentes semelhantes são identificados pelos mesmos números de referência. A principal diferença entre o acoplamento 80 e o acoplamento 14 consiste no facto de o êmbolo 70 do acoplamento de engate rápido 14 ser substituído no acoplamento de engate rápido 8 0 por um mecanismo de accionamento de parafuso, geralmente, especificado pelo número de referência 81. Este mecanismo inclui uma manga exterior 82, a qual se encontra montada no elemento da estrutura 35, através de um par de munhões 72 idênticos aos munhões 72 do acoplamento de engate rápido 14. Os munhões 72 do acoplamento de engate rápido 80 também deslizam nas 41 respectivas ranhuras guia (não apresentadas) das placas laterais 36. Um veio 84 ligado ao elemento de engate móvel 58, à semelhança da ligação da haste do pistão 74 ao elemento de engate 58 no acoplador 14, termina numa extremidade roscada 85, que engata uma manga intermédia 86 de rosca interior. A manga intermédia 86 está montada de forma rotativa na manga da estrutura 82 para impulsionar o veio 84 para dentro e para fora da manga da estrutura 82, para impulsionar o elemento de engate 58 entre as posições engatada e desengatada e para impulsionar as travas 50 entre as posições travada e destravada contra a acção das molas 53, de forma idêntica à já descrita com referência ao acoplador 14. Uma virola roscada 89 engata as roscas interiores 90 numa extremidade 91 da manga 82 a fim de reter a manga intermédia 86 na manga 82. Um orifício 92 na virola 89 aloja de forma deslizante o veio 84 na mesma. Uma extremidade 93 da manga 82 é tapada por um tampão (não apresentado) e quatro molas de compressão 94, situadas na manga 82 actuam entre o tampão (não apresentado) da manga 82 e a manga intermédia 86 para impulsionar a segunda contra a virola 89, bem como para impelir as roscas interiores da manga 86 contra as roscas da extremidade roscada 85 do veio 84, a fim de fixar eficazmente o veio 84 e a manga intermédia 86 numa posição relativa pretendida. A fixação também pode ser obtida por uma lingueta de mola 88, montada através de 82, engatando em ranhuras, cortadas 42 radialmente em torno da estrutura da manga 86, conforme apresentado na versão da fig. 12a. Um tampão 95 tapa uma extremidade 96 da manga intermédia 86 e uma abertura com chaveta constituída por uma abertura quadrada 97 pode ser engatada por uma chaveta em T 98, através de um orifício 99 no veio 84, para rodar a manga intermédia 86 e, consequentemente, para impulsionar o veio 84 para dentro e para fora da manga 82, impulsionar o elemento de engate 58 entre as posições engatada e desengatada e impulsionar as travas 50 entre as posições travada e destravada contra as molas 53.

Uma abertura 100 no elemento de conexão 39 aloja a chaveta 98 no orifício 99 do veio 84 para engatar a abertura quadrada 97 no tampão 95 da manga intermédia 86. Deste modo, nesta versão da invenção, o elemento de engate móvel desloca-se entre as posições engatada e desengatada e as travas 50 são deslocadas manualmente entre as posições travada e destravada, pelo accionamento manual do mecanismo de parafuso 81 pela chaveta 98.

Nos restantes aspectos, o acoplador 80 e o seu funcionamento são semelhantes aos do acoplador 14.

Com referência às figuras 13 e 14, estas apresentam um êmbolo hidráulico 70 e uma secção do munhão 72 para montagem do êmbolo 70 nas placas laterais 36 de um acoplador (não apresentado), de acordo com outra versão desta invenção. 0 acoplador conforme esta versão da 43 invenção é idêntico ao das figuras 2 a 8, com a excepção de que os munhões 72 do êmbolo 70 engatam de modo deslizante ao longo das ranhuras guia 110, que nesta versão da invenção apresentam a forma de placas de apoio 112, soldadas às placas laterais 36. Em cada ranhura guia 110 existe uma fenda transversal 111 para facilitar a entrada do respectivo munhão 72 na ranhura guia 110. A vantagem de colocar estas fendas 111 nas ranhuras guia 110 reside no facto de facilitar a montagem do êmbolo 70 no acoplador. Os munhões 72 são inicialmente introduzidos nas fendas 111, conforme ilustrado na fig. 14. O êmbolo 70 roda então num ângulo de 90°, de modo a que os munhões 72 fiquem alinhados com as ranhuras guia 110 e que a haste do pistão 74 fique presa ao elemento de engate móvel 58.

Além disso, as maxilas fixas 45 e 46 das placas laterais 36, existem também na placa de apoio 112. Os furos 113 da placa de apoio 112 suportam de forma articulada os pinos 52, que nesta versão da invenção se desenvolvem a partir das travas 50 para as suportar de forma articulada.

Nos restantes aspectos, o acoplador, segundo esta versão da invenção e o respectivo funcionamento são semelhantes aos do acoplador das Fig. 2 a 8.

Muito embora os acoplador tenham sido descritos como sendo fornecidos com um par de travas, poderão ser fornecidos com qualquer número de travas conforme adequado e, com efeito, 44 em muitos casos, uma única trava pode revelar-se suficiente.

Também se considera o fornecimento de outros meios de engate, amovíveis ou fixos adequados e embora seja vantajoso que as aberturas definidas pelos respectivos meios de engate fiquem viradas para fora em direcções opostas entre si, este aspecto não é essencial, podendo em determinados casos, as aberturas dos meios de engate ficar voltadas uma para a outra e paralelas entre si.

Ainda que os meios de accionamento tenham sido descritos como sendo obtidos por um êmbolo hidráulico e por um mecanismo de parafuso, podem ser fornecidos quaisquer outros meios de accionamento, como por exemplo, um êmbolo pneumático, ou mesmo, em determinados casos, uma transmissão linear, por exemplo, um mecanismo de parafuso linear de comando eléctrico.

Embora os meios de impulsão para accionamento das travas para a posição destravada tenham sido descritos como sendo molas de tracção, poderá ser fornecido qualquer outro meio de impulsão adequado, por exemplo, uma mola ou molas de compressão, uma mola ou molas de lâminas, uma mola de torção, podendo na verdade, uma única mola de tracção revelar-se suficiente.

Segue-se a descrição de um sistema de comando do acoplador. Este sistema será descrito em relação ao acoplador das Fig. 1 a 14 . 45 O sistema* de comando controla a operação do elemento de engate móvel 58 do acoplador 14. Na configuração da Fig. 15, as travas 50 encontram-se fechadas em torno da cavilha de engate 31, evitando a desconexão do balde. A orientação relativa do braço 8 (em especial do braço 10) e do acoplador 14 é tal que se o fecho da cavilha estiver aberto, o balde 12 poderá soltar-se do acoplador 14. No entanto, o sistema de comando evita que o elemento de engate seja activado para uma posição de desconexão ou desengate, quando na referida posição. A fig. 16 mostra uma vista parcial de uma secção do braço 10 com o acoplador 14 montado. Na orientação relativa do braço 8 (em especial do braço 10) e do acoplador 14 indicada, o balde 12 não pode soltar-se do acoplador 14. Em particular a cavilha 30 é retida no interior da maxila 45 e, muito embora a cavilha 31 seja libertada da maxila 62, o balde é mantido em posição de segurança, não se soltando automaticamente do braço. Esta é uma importante vantagem do sistema de comando, na medida em que este só permite a actuação do elemento de engate para uma posição de desconexão, quando se encontra em tal posição. Deve notar-se em especial na fig. 16 que o êmbolo de impulso do balde se encontra na posição de extensão máxima (o balde 12 está recolhido para o interior do braço). Tal como se mostra na fig. 16 é aconselhável que a desconexão do acessório tenha lugar perto do nível do solo ou ao nível do solo 29. 46

Vamos agora abordar o sistema de comando das acções de engate e desengate do acoplador 14 com referência às fig. 17-20. O sistema de comando dispõe de um mecanismo de segurança que evita que o êmbolo hidráulico 70 ligado ao acoplador 14, liberte as cavilhas de ligação 30, 31 do acessório da respectiva posição de bloqueio, quando a maxila 45 do acoplador 14 se encontra virada para baixo.

As Fig. 17 e 18 ilustram uma versão do sistema de comando. Estas figuras são representações esquemáticas que ilustram os circuitos hidráulicos e eléctricos que integram um sistema de comando de uma primeira versão do mesmo. Na fig. 17, o sistema de comando 200 está configurado para seleccionar a posição de engate do acessório ou condição de engate do elemento de engate 58, enquanto que na fig. 18, o referido sistema 200 está configurado para seleccionar a posição de desconexão do acessório ou condição de desengate do elemento de engate 58.

Os principais componentes do sistema de comando 200 compreendem uma consola de comando 130, e um sistema de válvulas 101. O sistema de válvulas 101 pode considerar-se como sendo uma válvula lógica de controlo direccional operada por solenoide. A válvula lógica de controlo direccional 101 operada por solenoide integra uma válvula de retorno de mola 118, de 4 vias e 2 posições, operada por solenoide e um sensor na forma de uma válvula sensível à pressão 119. Está disponível uma válvula de retenção 117 47 com controlo da pressão, para evitar a descarga de óleo do êmbolo 70 do acoplador, na eventualidade de queda de pressão no sistema, como por exemplo em resultado da ruptura ds um tubo, etc. 0 depósito de óleo principal 102 contém o óleo necessário à operação dos êmbolos hidráulicos da máquina. Está disponível um dispositivo de ventilação 103 e um motor ligado por uma união 106 a duas bombas de óleo 104 e 105. As bombas 104 e 105 constituem a fonte principal de pressão do sistema hidráulico da máquina, bombeando óleo em especial para o bloco de válvulas 108. O bloco de válvulas 108 representa o mecanismo principal de controlo de válvulas accionado pelo operador por intermédio de alavancas, para controlo dos êmbolos que comandam o movimento do braço 8 ou a própria máquina. O êmbolo de impulsão do balde 20 inclui uma carcaça 202 e uma haste de pistão 203 que se prolonga a partir da carcaça 202. As tubagens hidráulicas 109 e 201 asseguram o fluxo de óleo para e de cada extremidade da carcaça do êmbolo 202. A carcaça incorpora uma área oca 204 num dos lados da haste do pistão, e uma área anular no outro lado da haste do pistão 203. A direcção do caudal de óleo através das tubagens hidráulicas 109 e 201 depende do controlo do êmbolo de impulsão do balde 20 (no bloco de válvulas 108) se encontrar configurado para recuar ou avançar. 48

Quando o êmbolo de impulsão do balde 20 está configurado para avanço, a bomba 104 bombeia habitualmente o óleo através da tubagem 109 para a extremidade doca 204 da carcaça do êmbolo 202. À medida que a pressão de óleo aumenta, a haste do pistão 203 é gradualmente movimentada para a posição de extensão. Este movimento de avanço da haste do pistão 203 faz com que o óleo existente na área anular 114 da carcaça do êmbolo de impulsão do balde 202, seja impelido para a tubagem hidráulica 201 (retorno), através do bloco de válvulas 108, voltando ao depósito de óleo 115. Na prática, o depósito de óleo 115 será o depósito de óleo 102. Opostamente, quando o êmbolo de impulsão do balde 20 é configurado para recuo, a direcção do óleo é invertida. 0 accionamento hidráulico do êmbolo do acoplador 70 é controlado por uma válvula lógica de controlo direccional 101 operada por solenoide. Como se referiu anteriormente, a válvula lógica de controlo direccional operada por solenoide, integra uma válvula de retorno de mola de 4 vias e 2 posições 118 operada por solenoide e uma válvula de pressão 119. A válvula de pressão só abre quando é detectada uma determinada pressão na tubagem 132. Quando a válvula 119 se encontra fechada, o caudal de óleo que flúi para a válvula de retorno de mola de 4 vias e 2 posições 118 operada por solenoide é desviado da válvula 119, passando através da tubagem 136. A bomba 104 fornece o óleo 49 do depósito principal 102 à válvula de retorno de mola de 4 vias e 2 posições operada por solenoide 118, através de uma tubagem hidráulica de alta pressão 120. 0 retorno do óleo proveniente da válvula de retorno de mola de 4 vias e 2 posições operada por solenoide 118 para um depósito de óleo 121 processa-se através da tubagem hidráulica 122.

Uma outra tubagem hidráulica de alta pressão 123 liga a válvula de retorno de mola de 4 vias e 2 posições operada por solenoide 118 à válvula de retenção com controlo da pressão 117. A válvula de retenção com controlo da pressão 117 está ligada à área oca 124 e à área anular 125 da carcaça do êmbolo 71 pelas tubagens hidráulicas de alta pressão 126 e 127 respectivamente. A válvula de retenção com controlo da pressão 117 está também ligada à válvula de pressão 119 através da tubagem hidráulica 128. A ligação entre a válvula de pressão 119 e a válvula de retorno de mola de 4 vias e 2 posições operada por solenoide 118 é representada pela tubagem hidráulica 129. Deve ter-se em conta que as tubagens hidráulicas são representadas esquematicamente para evidenciar a comunicação do fluído hidráulico e não a configuração física exacta do sistema, por exemplo, as válvulas 118 e 119 podem formar uma única unidade. A válvula de 4 vias 118 controla a direcção do caudal de óleo de e para o êmbolo do acoplador 70. 0 sinal de comando 50 desta válvula é um sinal eléctrico proveniente da consola de comando 130.

Uma ligação eléctrica 131 liga a válvula de 4 vias 118 à consola de comando 130. Esta consola pode ficar instalada em posição remota relativamente ao circuito de comando hidráulico, de preferência na janela lateral da cabina da escavadora. Uma bateria 150 alimenta a consola de comando 130. Aquando do accionamento (sequencial) de dois interruptores 134, 135 disponíveis na consola de controlo (os interruptores podem estar configurados para um intervalo temporizado, para que o sinal de activação resulte ineficaz a menos que os interruptores sejam ambos accionados com um intervalo específico), é transmitido um sinal eléctrico através da ligação 131 para abertura de uma das vias da válvula de 4 vias 118. 0 óleo é bombeado (da bomba 104) através da válvula de 4 vias 118 para a válvula de pressão 119 através da tubagem hidráulica 129. Esta é a primeira de diversas condições que têm que ser preenchidas antes que o êmbolo hidráulico 70 possa deslocar o elemento de engate 58 para a posição de desconexão (conforme indicado acima). A válvula de pressão 119 controla o caudal de óleo para o êmbolo 70. 0 sinal de comando para a válvula é um sinal de controlo de pressão recebido através da tubagem hidráulica 132. Na versão, o sinal hidráulico é captado na tubagem 132 em ramificação da tubagem hidráulica 109 que é a via de 51 passagem do caudal de óleo de e para o êmbolo de comando do balde 20. Isto permite que a pressão existente na tubagem 109 seja transmitida através da tubagem 132 à válvula de pressão 119. A posição predefinida (indicada na fig. 17) do êmbolo 70 permite que este receba pressão hidráulica para o impulsionar no sentido da posição de extensão máxima (avanço). Como se referiu anteriormente, o êmbolo 70 em posição de avanço mantém o acoplador 14 com o elemento de engate 58 na condição de engate (ver fig. 3 acima).

Nesta posição predefinida, a bomba 104 bombeia óleo a partir do depósito principal 102 através da tubagem hidráulica 120 para a válvula de 4 vias 118. Em seguida, o óleo passa através da válvula de 4 vias 118 e da válvula de retenção com controlo da pressão 117 por intermédio da tubagem hidráulica 123. 0 óleo atravessa a válvula de retenção 117 acedendo à área oca 124 da carcaça do êmbolo 71 através da tubagem hidráulica 126. Este caudal de óleo que acede à carcaça do êmbolo 71 impulsiona a haste do pistão 74 para a posição de extensão (avanço).

Esta impulsão para fora (avanço) da haste do pistão 74 força o óleo contido na área anular 125 da carcaça do êmbolo 71 a fluir para a tubagem hidráulica 127 acedendo à válvula de retenção 117. 0 óleo atravessa a válvula de retenção 117 e é desviado da válvula de pressão 119 fluindo através das tubagens hidráulicas 128 e 136. Em seguida, o 52 óleo circula pela tubagem hidráulica 129, acedendo à válvula de 4 vias 188. Por fim, o óleo passa da válvula 118 para a tubagem hidráulica 122, partir da qual retorna ao depósito 121. Uma vez mais, o depósito 121 e o depósito 102 constituem normalmente uma única unidade.

Para libertar o acessório do acoplador 14, o elemento de engate 58 tem que ser movimentado da posição de engate para a posição de desengate por intermédio de um avanço do êmbolo hidráulico 70. Ά fig. 18 mostra a configuração do sistema de comando 200 necessária para colocar o êmbolo 70 em movimento de recuo (libertar um acessório do acoplador 14) . O sistema de comando 200 necessita que se verifiquem duas condições para que o êmbolo 70 execute um movimento de recuo. A primeira condição necessária é a presença do sinal de activação proveniente da consola de comando 130. A segunda condição a preencher é que a natureza do sinal de pressão na tubagem 132 seja tal que permita activar a válvula de pressão 119. Quando o sinal necessário é captado, a válvula 119 movimenta-se para a posição indicada na fig. 18, invertendo a direcção do caudal do fluído hidráulico para o êmbolo 70. O sinal de pressão requerido é gerado quando a pressão na tubagem hidráulica 132 ultrapassa um valor específico, habitualmente da ordem dos 3 x 10 Pascal. A pressão seleccionada representa, de preferência, um limiar de pressão que só é excedido depois 53 da pressão existente na tubagem ter suscitado o avanço completo do êmbolo 20, resultando o acréscimo da pressão do facto de esta aumentar à medida que o êmbolo 20 se aproxima do seu limite de extensão. Quando a válvula de pressão 119 capta este sinal, abre para permitir a passagem do caudal de óleo, acedendo este à válvula de retenção com controlo da pressão 117. Em seguida, o óleo desloca-se para área anular 125 da carcaça do êmbolo do engate 71, possibilitando assim o movimento de recuo do êmbolo. Como é óbvio, o êmbolo 70 só recebe fluído hidráulico sob pressão através das tubagens 128 e 127, caso a válvula 118 já tenha sido activada para permitir o acesso de óleo da tubagem 120 à tubagem 129 (conforme indicado na fig. 18). É evidente que a activação da válvula 119 ou da válvula 118 não é, por si só, suficiente para determinar a libertação de um acessório pelo acoplador 14. Ambas devem ser activadas em simultâneo. Isto significa que é improvável que o operador da máquina possa inadvertidamente libertar o acessório. Mesmo que este seja libertado inadvertidamente, isso acontecerá somente em posições relativas do acessório e do braço. O facto de o acessório não se soltar automaticamente do acoplador, mas ficar parcialmente preso ao mesmo, como descrito acima, constitui uma vantagem adicional do sistema de comando. 54

Depois da activação do mecanismo de libertação, o sistema retorna à posição inicial, onde apenas é necessário accionar a válvula 118 para fechar novamente o acoplador num acessório.

Assim, quando é necessário operar o êmbolo 70 para soltar o acessório do acoplador 14 e efectuar o recuo do êmbolo 70, os dois sinais de activação devem estar activos. A geração destes sinais só é permitida pela acção do operador. 0 operador deve inicialmente accionar uma alavanca para fazer avançar o êmbolo 20 do balde. A pressão do avanço máximo do êmbolo 20 do balde alimenta a válvula de pressão 119 para activar o sinal, de modo a permitir o fluxo de óleo para a válvula de retenção 117. Depois de o êmbolo 20 estar em posição de avanço total, o operador deve premir os dois interruptores de controlo 134 e 135 na consola de controlo 130 (como acima), de modo a gerar o sinal eléctrico que irá inverter a direcção do fluxo através da válvula de 4 vias 118. Este sinal permite que a bomba 104 bombeie o óleo através da tubagem hidráulica 120 para a válvula 118 e depois através da tubagem hidráulica 129 para a válvula de controlo direccional 119. Uma vez que a válvula direccional 119 está aberta, o óleo pode circular através da tubagem hidráulica 128 para a válvula de retenção 117 e para o êmbolo 70 através da tubagem hidráulica 127. Este fluxo de óleo para a área anular 125 da carcaça do êmbolo 71 impulsiona a haste do pistão 74 55 para dentro da carcaça 71. O óleo armazenado na área oca 124 da carcaça do êmbolo 71 é então impelido através da tubagem hidráulica 126 em direcção à válvula de retenção 117. Assim que a pressão de óleo na tubagem hidráulica 128 é suficíentemente alta, a válvula de retenção 117 fica na posição aberta, permitindo o fluxo de óleo através da mesma e da tubagem hidráulica 123 para a válvula de controlo com 4 vias e 2 posições, operada por solenoide 118 e finalmente para o reservatório. Deste modo, como a haste do pistão 74 do êmbolo 70 está acoplada ao elemento de engate 58 do engate 14, este processo de accionamento do êmbolo 70, como descrito anteriormente, determina o movimento do elemento de engate 58, de modo a libertar as cavilhas de engate 30 e 31 do acessório da sua posição de engatadas.

Uma segunda versão do sistema de comando 200 está ilustrada nas figs. 19 e 20. Esta versão é similar à versão preferida, mas sem a inclusão da válvula de controlo de pressão 119. Foram usados os mesmos números de referência para identificar os componentes que são idênticos aos da versão anterior. A tubagem hidráulica 141 liga agora a válvula de retenção com controlo de pressão 117 directamente à válvula de 4 vias 118. Uma tubagem hidráulica 142 deriva da tubagem hidráulica 109 e liga à válvula de 4 vias 118. Esta tubagem hidráulica 142 tem uma válvula 145. Uma outra tubagem hidráulica 143 liga agora a bomba 104 à tubagem hidráulica 56 123. Esta tubagem hidráulica 143 tem uma válvula 144. A consola de comando da versão previamente descrita é substituída nesta versão por um simples interruptor de ligar/desligar 140 (no entanto, poderá também ser utilizada a consola de controlo 130, tal como descrito na versão anterior). É ligado um besouro 160 ao interruptor 140, que emite um sinal sonoro sempre que o interruptor 140 está na posição de ligado. Um fusível 170 está ligado à fonte de alimentação 150. Tal como na versão precedente, a operação predefinida do êmbolo 70 determina a sua fixação na posição avançada, o que corresponde à altura em que o elemento de engate 58 está na posição de engate do acessório.

Na fig. 19, a bomba 104 bombeia o óleo do reservatório 102 através das tubagens hidráulicas 143 e 123 para a válvula de retenção com controlo de pressão 117. O óleo passa através da válvula 117 e para a área oca 124 da carcaça do êmbolo 71 do acoplador através da tubagem hidráulica 126. A pressão força o óleo contido na área anular 125 da carcaça do êmbolo 71 a circular através da tubagem hidráulica 127 até à válvula de retenção 117. O óleo segue então através desta válvula 117 pela tubagem hidráulica 141 até à válvula de 4 vias 118 e daí para o reservatório 121, através da tubagem hidráulica 122.

De acordo com esta versão: o sistema de comando 200, responsável pelo funcionamento do elemento de engate 58 57 visando a libertação do acessório da posição de engate, está configurado para que o mbolo 70 só possa iniciar o seu recuo, após a recepção de 2 sinais de activação (ou quando estão reunidas duas condições) . Um sinal de activação (condição) é gerado pelo fecho do interruptor de ligar/desligar 140. Quando este interruptor está fechado, a válvula de 4 vias 118 recebe um sinal. Este sinal opera uma inversão do fluxo de óleo através das vias da válvula 118, como está ilustrado na fig. 20. A segunda condição ou sinal de activação é um sinal de pressão. A pressão gerada na tubagem hidráulica 141, tem de ser suficientemente elevada para abrir a válvula de retenção 117 e permitir o regresso do óleo da área oca 124 da carcaça do êmbolo 71, através da tubagem hidráulica 126 em direcção ao reservatório 121. A pressão hidráulica na tubagem 141 deve, nomeadamente, atingir um valor suficientemente elevado para operar a válvula 117, quando o êmbolo 20 do balde estiver na posição de avanço total. A válvula de retenção 117 abre então para permitir o retorno de fluido hidráulico, como descrito acima, quando a pressão na tubagem 121 é suficientemente elevada. A determinação do valor da pressão de entrada é feita na tubagem 142. A abertura da válvula de retenção 117 permite que o óleo retorne da área oca 124 da carcaça do êmbolo 71 para a válvula de 4 vias 118. A válvula 117 pode, por exemplo, ser 58 configurada para exigir pelo menos 1/3 da pressão do sistema para efectuar a sua abertura. De forma a conseguir um valor desta magnitude, é necessário aumentar a pressão na tubagem hidráulica 109. Isto tipicamente ocorre quando o êmbolo do balde 20 está na posição de avanço total.

Como no caso da versão preferida, para operar o recuo do êmbolo 70, o operador tem de fechar o interruptor de ligar/desligar 140 para que a válvula (4 vias) 118 fique na posição mostrada na figura 20. A alavanca para fazer avançar o êmbolo do balde 20 deve ser operada ao mesmo tempo e, em particular, para avanço total, de modo a que a pressão na tubagem hidráulica 141 seja suficiente para actuar como sinal de activação e abrir a válvula de retenção 117, quando é atingido um terço da pressão do sistema. Isto causa o bombeamento do óleo para a válvula de 4 orifícios llSatravés da tubagem hidráulica 142. O óleo segue então para a válvula de retenção 117 através da tubagem hidráulica 141. Com a válvula de retenção agora aberta, o óleo segue para a área anular 125 da carcaça do êmbolo do engate 71, impelindo a haste do pistão 74 para o interior da carcaça do êmbolo. O óleo na área anular 124 é empurrado para a tubagem hidráulica 126 e através da válvula de retenção 117 aberta. Segue então através da tubagem hidráulica 123 para a válvula de 4 orifícios 118, e daí para o reservatório de óleo 121 através da tubagem hidráulica 122. O óleo da bomba 104 retorna ao reservatório 59 121 através da tubagem 14 3 e 12 2 devido à comutação da válvula 118.

Uma terceira versão do sistema de comando é ilustrada nas figuras 21 e 22. A figura 21 mostra o circuito quando o sistema de comando está regulado para fazer avançar o acoplador 14 e a figura 22 mostra o circuito quando o sistema de comando está regulado para fazer recuar o acoplador. Esta versão é similar à versão preferida, sendo usados os mesmos números de referência para identificar os componentes que são idênticos. Nesta versão, o circuito utiliza a bomba de baixa pressão ou auxiliar 180 que normalmente faz parte do sistema hidráulico destas escavadoras. Esta pressão auxiliar aumenta quando o operador da escavadora acciona as alavancas para avançar o êmbolo. O circuito gera então o sinal de alimentação de pressão 181 para a válvula lógica 119 a partir da pressão da porta de avanço auxiliar do êmbolo 182 localizada no bloco de válvulas de controlo da escavadora 108, e não da tubagem hidráulica 109 de avanço do êmbolo do balde 20. Nesta versão, a pressão na porta de avanço auxiliar 182 do bloco de válvulas de controlo da escavadora 108 actua como um sinal de activação para abrir a válvula 119 e dar início ao recuo do êmbolo 70 do acoplador. 0 limiar de pressão necessário para activar a abertura da válvula 119 será, de preferência, seleccionado para ser a pressão da porta de avanço auxiliar 182 quando o êmbolo do balde 20 está 60 totalmente avançado. Como nas versões anteriores, os dois sinais de activação devem ocorrer ao mesmo tempo, de forma a permitir o recuo efectivo do êmbolo 70 do acoplador. A posição das válvulas quando o sistema de comando está activado para recuar o acoplador é ilustrada na figura 22. As figuras 23 e 24 mostram uma quarta versão do circuito de comando. A figura 23 mostra o circuito quando o sistema de comando está regulado para fazer avançar o acoplador 14 e a figura 24 mostra o circuito quando o sistema de comando está regulado para fazer recuar o acoplador. Na sua essência, o funcionamento deste circuito é idêntico ao dos circuitos das figuras 17-22. No entanto em vez de ser usada uma bomba principal (bomba 104 ou bomba 105) para fazer recuar ou avançar o êmbolo 70 do acoplador, o circuito desta versão está configurado para usar uma bomba para fazer recuar o êmbolo e outra para fazer avançar o mesmo. O circuito utiliza a bomba de baixa pressão ou auxiliar 180 para fazer avançar o êmbolo 70 e a bomba de alta pressão 104 para o fazer recuar. Este circuito também utiliza uma válvula adicional de 4 vias 188 para controlar o caudal de óleo através do sistema.

Na posição predefinida (avançada) indicada na figura 23, o elemento de engate 58 está em posição engatada e o acessório está firmemente fixo no acoplador 14. Nesta posição, a bomba auxiliar 180 bombeia óleo do reservatório principal 102 através da tubagem hidráulica 183 da válvula 61 lógica de controlo direccional de 5 vias operada por solenoide 184. 0 óleo passa então da válvula lógica de controlo direccional de 5 vias operada por solenoide 184 através da válvula de retenção 117 para a área oca 124 do êmbolo 70 do acoplador através das tubagens hidráulicas 123 e 126, como nas versões anteriores. À medida que a haste do pistão 74 é empurrada para fora devido ao aumento de óleo na área oca 124, o óleo na área anular 125 do êmbolo 70 é impelido contra a válvula de retenção 117, de onde passa através da válvula lógica de controlo direccional de 5 vias operada por solenoide 184 para o reservatório 121 através da tubagem hidráulica 122.

Para libertar o acessório do acoplador 14, o elemento de engate 58 passa do estado de engatado predefinido para o estado desengatado por acção do recuo do êmbolo 7 0 do acoplador, como se mostra na figura 24 . Tal como nas versões anteriores, isto requer a presença de duas condições. A primeira condição é o sinal de activação da consola de comando 130. Este sinal activa duas linhas eléctricas, actuando a primeira linha 185 de modo a alterar a direcção do fluxo através da válvula de 4 vias 188, e a segunda linha 131 de forma a alterar a direcção do fluxo através da válvula de 4 vias 118 localizada na válvula lógica de controlo direccional de 5 vias operada por solenoide 184, tal como nas versões anteriores. A segunda condição requerida é que o sinal de pressão na tubagem 132 62 active a válvula de pressão 119 na válvula lógica de controlo direccional de 5 vias operada por solenoide 184. Como nas versões anteriores, ambos os sinais de activação devem ocorrer ao mesmo tempo, de forma a permitir o recuo efectivo do êmbolo 70 do acoplador.

No circuito de comando da presente versão, quando as duas condições acima descritas se encontram satisfeitas, a bomba 104 é activada para bombear óleo para a tubagem hidráulica 186. O óleo passa então através da válvula de 4 vias 188, e segue para a válvula de 4 vias 118 localizada na válvula lógica de controlo direccional de 5 vias operada por solenoide 184 através da tubagem hidráulica 187. O óleo é em seguida bombeado através da válvula de pressão 119 também localizada na válvula lógica de controlo direccional de 5 vias operada por solenoide 184, para a válvula de retenção 117 através da tubagem hidráulica 128, e dai para a área anular 125 do êmbolo 7 0 do acoplador através da tubagem hidráulica 127. Este aumento de óleo na área anular 125 provoca o recuo do êmbolo 70 e força o óleo em excesso na área 124 do êmbolo 7 0 a refluir pelo sistema para o reservatório 121. Tal como nas versões preferidas, este recuo do êmbolo 70 acciona o elemento de engate 58 de modo a permitir a libertação do acessório do acoplador 14.

Numa versão alternativa do sistema de comando, o sinal de activação que preenche uma das condições que permite a abertura da válvula 119 do sistema de comando 200 (ver por 63 exemplo a figura 24) para iniciar o recuo do êmbolo 7 0 do acoplador, é gerado por um sinal eléctrico transmitido por um sensor de posição, o qual na versão em causa é um sensor de proximidade sob a forma de um interruptor de lâminas 190. 0 sensor de posição é um sensor de duas partes. As Figuras 25 a-c mostram esse conjunto. No conjunto ilustrado na figura 25, o interruptor de lâminas 190 é montado no braço 10, sendo um magneto 191 montado na união articulada 18 ligada ao braço 10, para que o interruptor 190 e o magneto 191 fiquem alinhados quando o êmbolo 20 está totalmente avançado. Um fio eléctrico 193 é ligado ao interruptor de lâminas para permitir a transmissão de um sinal actuador para a válvula 119 localizada no circuito de comando (não mostrado).

Este interruptor de proximidade foi concebido para gerar um sinal eléctrico apenas quando o interruptor 190 está directamente alinhado com o magneto 191. Dado que o interruptor 190 e o magneto 191 estão posicionados para alinharem apenas quando o êmbolo 20 está totalmente avançado, só será transmitido um sinal eléctrico à válvula 119 quando o acessório 12 estiver numa posição em que uma actuação do elemento de engate do acoplador 14 para soltar o acessório do acoplador não cause a queda daquele. A Figura 25b mostra a posição em que é permitida a libertação do acessório do acoplador. A Figura 25c mostra uma vista ampliada da figura 25b, na qual pode ser visto que nesta 64 posição, o interruptor está alinhado com o magneto 191. Nesta posição, o interruptor 190 transmite um sinal eléctrico através do fio eléctrico 193, preenchendo uma das condições necessárias para permitir a actuação do elemento de engate. A invenção não é limitada às versões acima descritas, que podem variar na sua construção e detalhe.

Verifica-se que algumas características desta invenção, que, para maior clareza, são descritas no contexto das versões separadas, podem também ser fornecidas em conjunto numa versão única. Inversamente, várias características da invenção que, por questões de brevidade, são descritas no contexto de uma única versão, podem também ser fornecidas separadamente ou em qualquer subconjunto adequado.

As palavras "compreende/compreendendo" e as palavras "tendo/incluindo" quando aplicadas relativamente à presente invenção são usadas para especificar a presença de características, integrais, passos ou componentes mas não excluem a existência ou aditamento de uma ou mais características, integrais, passos, componentes ou grupos diferentes.

Lisboa, 28 de Dezembro de 2006

Claims (24)

1 Reivindicações 1. Acoplamento de engate rápido (14) para acoplar um acessório a um braço de uma retroescavadora. O acoplamento de engate rápido (14) é composto por um elemento da estrutura (35) adaptado para acoplamento a um braço (10) , um meio de engate fixo (45; 46) montado no elemento da estrutura (35) para engatar a primeira de duas cavilhas de engate (30) montadas no acessório (12), um meio de engate móvel (58) montado no elemento da estrutura (35) para engatar a segunda das duas cavilhas (31) de engate do acessório (12), um meio de engate móvel (58) operável entre o estado engatado com o meio de engate móvel (58) a engatar a segunda cavilha de engate (31), enquanto o meio de engate fixo (45,46) engata a primeira cavilha de engate (30) para acoplar o acessório (12) ao acoplador (14), e o estado desengatado para desengatar a segunda cavilha de engate (31) , uma trava (50) que opera em conjunto com o meio de engate fixo (45,46) para travar a primeira cavilha de engate (30) do acessório (12) presa no meio de engate fixo (45; 46), a qual funciona alternadamente no estado travado, em que opera em conjunto com o meio de engate fixo (45; 46) para travar a primeira cavilha de engate (30) do meio de engate fixo (45; 46), e o estado destravado para soltar a primeira cavilha de engate (30) do meio de engate fixo (45; 2 46) , caracterizado por um meio de impulsão (53) para impulsionar a trava (50) para o estado travado e um meio de accionamento (70) unido ao meio de engate móvel (58) e à trava (55) para mover o meio de engate móvel (58) entre o estado engatado e o estado desengatado e para impulsionar a trava (50) do estado engatado para o estado desengatado em oposição ao movimento de impulso do meio de impulsão (53) quando o meio de engate móvel (58) se encontra no estado desengatado.

2. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 1, em que o meio de accionamento (70) e o meio de impulsão (53) cooperam entre si para que o meio de accionamento (70) apenas opere a trava (50) entre os estados travado e destravado quando o meio de engate móvel (58) for deslocado do estado engatado para desengatado.

3. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, incluindo adicionalmente um meio limitador (66) montado no elemento da estrutura (35) para cooperação com o meio de engate móvel (58), de modo a definir uma posição desengatada do mesmo quando este se encontra no estado desengatado.

4. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que a trava (50) é montada de 3 forma articulada no elemento da estrutura (35) e se move entre os estados travado e não travado.

5. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o meio de accionamento (70) é constituído por duas partes móveis para accionamento do meio de engate (58) e da trava (50) , estando uma destas partes móveis ligada à trava (50) e a outra ao meio de engate móvel (58), sendo que o movimento das respectivas partes entre si faz com que o meio de engate móvel (58) seja operado entre os estados engatado e desengatado e a trava (50) entre o estados travado e destravado.

6. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 5, em que ambas as partes do meio de accionamento (70) são móveis em relação ao elemento da estrutura (35).

7. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 5 ou a reivindicação 6, em que o meio de accionamento (70) inclui um êmbolo que é formado por uma carcaça (71) e uma haste de pistão (74).

8. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o meio de engate móvel (58) desliza entre os estados engatado e desengatado e, com 4 4 (35) com um engatado e vantagem, desliza no elemento da estrutura movimento rectilíneo entre os estados desengatado.

9. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o meio de impulsão (53) actua entre a trava (50) e o elemento da estrutura (35).

10. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o meio de impulsão (53) é accionado por uma mola.

11. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 10, em que o meio de impulsão (53) compreende uma mola de tracção.

12. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 10, em que o meio de impulsão (53) compreende uma mola de compressão.

13. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o meio de engate fixo (45;46) compreende um par de maxilas fixas formadas pelo elemento da estrutura (35) e que definem uma abertura (47) para receber a primeira cavilha de engate (30) entre elas. 5

14. Acoplamento de engate rápido (44) de acordo com a reivindicação 13, em que a trava (50) coopera com as maxilas fixas (45;46) para reter a primeira cavilha de engate (30) na abertura (47) e entre as maxilas fixas (4 5 ; 4 6) .

15. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 13 ou a reivindicação 14, em que está montado um par de travas (50) nos lados opostos das maxilas fixas (4 5 ; 4 6) .

16. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer reivindicação precedente, em que o meio de engate móvel (58) define uma abertura (64) para receber a segunda cavilha de engate (31).

17. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 16, em que o meio de engate móvel (58) define uma abertura (64) com o elemento da estrutura (35).

18. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com a reivindicação 17, em que o meio de engate fixo (4 5,-46) inclui um par de maxilas fixas formadas pelo elemento da estrutura (35) e que definem uma abertura (47) para receber a primeira cavilha de engate (30) entre as maxilas fixas, e 6 em que as aberturas (47,-64) definidas pelos meios de engate móvel (58) e fixo (45,-46) se encontram voltadas em direcções opostas e afastadas uma da outra.

19. Braço equipado com um acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 18.

20. Acessório (12) montado num braço da máquina pelo acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 18.

21. Equipamento de terraplanagem compreendendo um braço equipado com um acoplador de engate rápido de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 18.

22. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, compreendendo adicionalmente um sistema de comando (200) para controlar a libertação de um acessório acoplado pelo acoplador (14) a um braço hidráulico de uma retroescavadora, sendo o braço hidráulico operado por um sistema hidráulico pressurizado da retroescavadora e incorporando o sistema de comando (200) um controlo de segurança para impedir a actuação do meio de engate móvel (58), do estado engatado para o estado desengatado se a pressão hidráulica em pelo menos uma das 7 peças seleccionadas do sistema hidráulico não exceder um valor limiar.

23. Acoplamento de engate rápido (14) de acordo com qualquer reivindicação 1 a 21, compreendendo adicionalmente um sistema de comando (200) para controlar a libertação de um acessório ligado pelo acoplador (14) a um braço hidráulico de uma retroescavadora, incorporando o sistema de comando (200) um controlo de segurança para impedir a actuação do meio de engate móvel (58), do estado engatado para o estado desengatado se o acoplador (14) não se encontrar numa ou mais posições predeterminadas em relação ao braço.

24. Escavadora com um acoplamento de engate rápido de acordo com a reivindicação 22 ou 23. Lisboa, 28 de Dezembro de 2006