IT201800002731A1

IT201800002731A1 - Apparecchiatura per regolarizzare la corsa di attuatori oleodinamici a doppio effetto

Info

Publication number: IT201800002731A1
Application number: IT201800002731A
Authority: IT
Inventors: Riccardo Magni
Original assignee: Magni Telescopic Handlers S R L
Priority date: 2018-02-15
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2019-08-15
Also published as: WO2019158989A1; EP3752739B1; EP3752739A1

Description

APPARECCHIATURA PER REGOLARIZZARE LA CORSA DI ATTUATORI

OLEODINAMICI A DOPPIO EFFETTO

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Il presente ritrovato ha per oggetto un‘apparecchiatura per regolarizzare la corsa di attuatori oleodinamici a doppio effetto per l’azionamento idraulico di organi di manovra di macchine operatrici. Nella tecnica nota ciascuno di tali attuatori oleodinamici, costituiti da cilindri oleodinamici a doppio effetto, è singolarmente dotato, per motivi di sicurezza, di una propria valvola di blocco fissata al cilindro stesso la quale ha lo specifico compito di garantire, in caso di rottura di un tubo idraulico, la tenuta del cilindro, evitando che questo si svuoti e lasci cadere l’organo di manovra e con esso il carico applicato.

Per conseguire una certa precisione e linearità nella discesa di un organo come un braccio sollevatore di una macchina operatrice azionato da un cilindro a doppio effetto, normalmente è previsto l’uso di una valvola over center idraulica attraverso la quale viene data pressione al lato stelo del cilindro e viene aperto il lato fondello in modo da far scendere il braccio in sicurezza. Tale soluzione però, essenzialmente per il fatto che impiega una valvola idraulica-meccanica, comporta, che al momento dell’apertura, durante la fase di discesa, vi sia uno scatto, più o meno vistoso a seconda delle tarature e via via di maggiore importanza all’aumentare dei carichi in gioco.

Inoltre, soprattutto per le macchine operatrici di grosse dimensioni che utilizzano grandi bracci azionati da grossi cilindri soggetti al peso proprio e a quello di carichi importanti, si produce, nella discesa , un vero e proprio saltellamento, originato dal verificarsi di un calo repentino della pressione nel lato stelo (dovuta al fatto che il liquido idraulico che viene fornito alla camera lato stelo dal distributore è insufficiente a riempire il volume necessario a mantenere in pressione la camera stessa) che produce la momentanea chiusura della valvola di blocco con l’arresto della discesa del braccio. La discesa peraltro riprende subito dopo dando origine ad una successione di interventi in rapida successione della valvola di blocco (saltellamento) finché nel cilindro lato stelo viene ripristinatala pressione di esercizio.

Per risolvere questo problema è noto utilizzare un accumulatore idraulico appositamente predisposto per alimentare la camera lato stelo e mantenerla in pressione durante tutta la corsa di discesa. La tecnica nota presenta però lo svantaggio di comportare una certa complicazione funzionale e costruttiva nei lati fondello.

Cosa che si rivela evidente nel caso in cui due o più attuatori oleodinamici collaborano insieme all’azionamento idraulico di organi di manovra di macchine operatrici.

Scopo del presente trovato è quello di limitare gli svantaggi e gli inconvenienti della tecnica nota mantenendone inalterati gli standard di sicurezza secondo quanto di seguito descritto, illustrato e rivendicato.

Un altro scopo del trovato consiste nel sincronizzare e nel rendere uniformi le pressioni in ogni punto del circuito di due o più attuatori oleodinamici che collaborano insieme accoppiati all’ azionamento idraulico di organi di manovra e o sollevamento equipaggianti macchine operatrici.

Un vantaggio del trovato consiste nel possedere una struttura relativamente semplice sotto il profilo circuitale.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di alcune forme preferite, ma non esclusive, di applicazione del trovato illustrate a titolo puramente esemplificativo nella allegate figure in cui:

- la figura 1 mostra una schematica vista laterale in elevazione verticale una macchina operatrice semovente dotata di un organo di manovra costituito da un braccio telescopico per il cui sollevamento idraulico è utilizzato un attuatore o cilindro idraulico a doppio effetto;

- la figura 2 mostra uno schematico schema idraulico di una prima forma di realizzazione del trovato;

- a figura 3 mostra uno schematico schema idraulico di una seconda forma di realizzazione del trovato.

Con riferimento alle menzionate figure, con 1 si è complessivamente indicata una macchina operatrice semovente, mobile su ruote 2, la quale è provvista superiormente di un organo di manovra, costituito da un braccio sollevatore telescopico 3, la cui movimentazione è realizzata per mezzo di un attuatore oleodinamico a doppio effetto 4.

L’attuatore oleodinamico 4 non è altro che un cilindro idraulico a doppio effetto che è incernierato con il proprio lato fondello 5 al telaio della macchina operatrice semovente 4 e, con il proprio stelo , al braccio sollevatore telescopico 3.

L’attuatore oleodinamico o cilindro idraulico a doppio effetto 4 è alimentato da un circuito idraulico di comando, facente capo ad un distributore idraulico 7 dal quale hanno origine una linea per l’alimentazione 8 del lato fondello 5 e una linea per l’alimentazione 9 del lato stelo 6

Sulla linea di alimentazione 8 del lato fondello 5 è predisposta una valvola di blocco e regolazione 10 avente la funzione di intercettare e regolare il flusso di fluido in uscita la quale è asservita ad una valvola di regolazione elettronica 11.

Quest’ultima è azionata dal segnale originato da un trasduttore di pressione 12 in funzione di un valore di pressione rilevato in corrispondenza del lato stelo 6.

La valvola di regolazione elettronica 11 è tarata per intervenire sulla valvola di blocco 10 in modo da comandarne e aumentarne l’apertura al raggiungimento da parte della pressione del lato stelo 6, segnalata dal trasduttore di pressione 12, di un valore minimo prefissato e di aumentarne l’apertura fino al raggiungimento della pressione lato stelo 6 di un valore prestabilito.

Nel caso in cui la pressione lato stelo dovesse scendere l’apertura della valvola 10, comandata dalla valvola di regolazione elettronica 11, viene ridotta (in caso di arresto del movimento fino alla chiusura completa), in modo da mantenere la pressione lato stelo 6 entro un intervallo di pressione di “bilanciamento” prestabilito.

La valvola di regolazione elettronica 11 è comandata dal valore della pressione lato stelo 6 attraverso l’interposizione di una valvola riduttrice di pressione 13.

Naturalmente l’entrata in funzione della valvola di regolazione elettronica 11 è determinata dalla sua necessaria taratura con la quale sono stati preventivamente impostati il valore minimo e massimo che ne definiscono il campo di azione della pressione di “bilanciamento”.

Pertanto, durante la fase di discesa, ossia di rientro dello stelo, la pressione effettiva, ridotta dalla valvola riduttrice 13, che viene rilevata in corrispondenza del lato stelo 6 del cilindro idraulico a doppio effetto 4, aziona la valvola di blocco 10.

In altre parole la valvola di blocco 10 viene azionata idraulicamente attraverso l’interposizione della valvola riduttrice di pressione 13 ed è modulata dalla valvola di regolazione elettronica 11 che è una valvola proporzionale.

L’insieme della valvola riduttrice di pressione 13 e della valvola di regolazione elettronica proporzionale 11 è indicato con l’acronimo EVP, e opera il pilotaggio idraulico della valvola di blocco 10 secondo le modalità precedentemente descritte.

In questo modo tutte le sicurezze della macchina ed il controllo della velocità di discesa del braccio rimangono gestite dal distributore idraulico 7.

L’azione del sistema EVP, comprendente la valvola regolatrice elettronica 11, evita così l’inconveniente del possibile verificarsi della chiusura ripetuta della valvola di blocco 10, che produrrebbe una sorta di indesiderato “saltellamento” del braccio sollevatore telescopico 3 e del carico da esso supportato, consentendo una discesa continua e senza scosse dello stelo dell’attuatore oleodinamico costituito dal cilindro idraulico a doppio effetto 4.

Il che consente di mantenere la pressione dell’olio lato stelo 5 entro un intervallo prestabilito. Ciò consente di raggiungere anche il risultato di ridurre lo scatto alla partenza del movimento consentendo un avvio e un funzionamento graduali.

Operativamente il funzionamento è semplice: quando l’operatore dà il segnale di discesa del braccio sollevatore telescopico 3, attraverso il distributore idraulico 7 viene comandato l’invio di olio alla camera lato stelo 6 del cilindro idraulico a doppio effetto 4. La valvola regolatrice elettronica 11 opera in modo da permettere alla pressione lato stelo 6 di cominciare a crescere, fino al raggiungimento di un determinato valore prefissato, raggiunto il quale la valvola di blocco 10, comandata dalla valvola regolatrice elettronica 11 e azionata idraulicamente attraverso la valvola riduttrice 13 dalla pressione lato stelo 6, comincia ad aprirsi sempre di più realizzando la discesa graduale del braccio sollevatore telescopico 3.

Con l’aumentare dell’apertura aumenta progressivamente la velocità di discesa del braccio sollevatore telescopico 3.

Non appena la velocità di discesa dovesse aumentare oltre un certo limite si potrebbe produrre una diminuzione della pressione nel lato stelo 6 che farebbe entrare in funzione la valvola di regolazione elettronica 11 la quale comanderebbe alla valvola di blocco 10 di ridurre la propria apertura, in modo da mantenere la pressione lato stelo 6 entro un limite minimo ed uno massimo prestabiliti .

Si noti che resta comunque sempre e solo il distributore idraulico 7 a controllare la velocità di discesa del braccio.

Se per qualche motivo accidentale, la valvola di regolazione elettronica 11 dovesse bloccarsi, anche tutta aperta, non si avrebbe mai una caduta del braccio sollevatore telescopico 3, in quanto senza pressione nel lato stelo 6, pressione che si verifica soltanto con l’apertura del distributore quindi con il consenso dell’operatore, la valvola di blocco 10 meccanicamente non si apre.

Non vengono quindi né diminuite, né a cadere tutte le sicurezze presenti sulla macchina.

In una seconda forma di realizzazione del trovato la movimentazione del braccio sollevatore telescopico 3 è realizzata mediante due attuatori oleodinamici o cilindrici idraulici a doppio effetto 4 uguali tra loro, i quali lavorano accoppiati collaborando insieme all’azionamento idraulico, in sollevamento e in discesa, del braccio sollevatore telescopico 3.

Ogni attuatore oleodinamico o cilindro idraulico a doppio effetto 4 è servito da un circuito idraulico di comando, facente capo ad un stesso distributore idraulico 7 dal quale hanno origine, per ciascuno di essi, una linea 8 per l’alimentazione del lato fondello 5 e una linea 9 per l’alimentazione del lato stelo 6.

Su ognuna delle linee 8 di alimentazione del lato fondello 5 è predisposta una valvola di blocco 10 avente la funzione di intercettare e regolare il flusso in uscita dal relativo lato fondello 5. Ogni attuatore oleodinamico o cilindro idraulico a doppio effetto 4 è alimentato da un circuito idraulico di comando, facente capo ad uno stesso distributore idraulico 7 dal quale, come precedentemente accennato, hanno origine, per ogni attuatore oleodinamico o cilindro idraulico a doppio effetto 4, la linea 8 per l’alimentazione del lato fondello 5 e la linea 9 per l’alimentazione del lato stelo 6.

Una valvola di regolazione elettronica 11è comandata dal segnale originato da un trasduttore di pressione 12 in funzione di un valore di pressione rilevato in corrispondenza del lato stelo 6 degli attuatori oleodinamici o cilindri idraulici a doppio effetto 4.

La valvola di regolazione elettronica 11 è tarata per intervenire sulle valvole di blocco 10 in modo da comandarne e aumentarne l’apertura al raggiungimento da parte della pressione del lato stelo 6, segnalata dal trasduttore di pressione 12, di un valore minimo prefissato e di aumentarne l’apertura fino al raggiungimento delle pressioni lato stelo 6 di un valore prestabilito.

Nel caso in cui la pressione lato stelo dovesse scendere l’apertura della valvola 10, comandata dalla valvola di regolazione elettronica 11, viene ridotta (in caso di arresto del movimento fino alla chiusura completa), in modo da mantenere la pressione lato stelo (6) entro un intervallo di pressione di “bilanciamento” prestabilito.

La valvola di regolazione elettronica 11 è tarata per intervenire sulle valvole di blocco 10 in modo da comandarne e aumentarne l’apertura al raggiungimento da parte della pressione del lato stelo 6, segnalata dal trasduttore di pressione 12, di un valore minimo prestabilito.

Se la pressione lato stelo dovesse scendere l’apertura delle valvole 10, comandata dalla valvola di regolazione elettronica 11, viene ridotta (in caso di arresto del movimento fino alla chiusura completa), in modo da mantenere la pressione lato stelo entro un valore prestabilito.”

In altre parole la valvola di regolazione elettronica 11 interviene sulle valvole di blocco 10 in modo da aumentarne gradualmente l’apertura, a partire dal raggiungimento da parte della pressione di lato stelo 6 di un valore minimo prestabilito, e di ridurne, altrettanto gradualmente, l’apertura nel caso la pressione lato stelo si riduca, in modo da mantenere sul lato stelo un valore di pressione detto di “bilanciamento”prestabilito.

Naturalmente l’entrata in funzione della valvola di regolazione elettronica 11 è determinato dalla sua necessaria taratura con la quale sono stati preventivamente impostati il valore minimo e massimo che ne definiscono il campo di azione della pressione di “bilanciamento”.

In altre parole ogni valvola di blocco 10 viene azionata dal valore della pressione lato stelo 6 attraverso l’interposizione di una valvola riduttrice di pressione 13 e modulata dalla valvola di regolazione elettronica 11.

Si è introdotto un collegamento 16 tra le camere lato fondello 5 e un analogo collegamento 17 tra due le camere lato stelo 6 che assicura la stabilità e l’uniformazione delle pressioni nelle due camere.

In particolare la valvola di regolazione elettronica 11 interviene su entrambe le valvole di blocco 10 secondo le modalità precedentemente illustrate realizzando comunque interventi graduali , senza scatti o scosse.

Così si realizza in modo semplice ed efficace un funzionamento sincrono dei due cilindri oleodinamici a doppio effetto 4.

Con 14 si è indicata la linea di pilotaggio che collega la seconda valvola di blocco 10, operante sul lato fondello 6 alla valvola di regolazione elettronica 11 del secondo attuatore oleodinamico o cilindro idraulico a doppio effetto 4.

Sulla linea di bilanciamento lato fondello 16 dei due attuatori oleodinamici o cilindri idraulici a doppio effetto 4 è disposta e operante una valvola paracadute 15.

Le valvole paracadute 15 operano allo stesso modo sui lati fondello dei attuatori oleodinamici o cilindri idraulici a doppio effetto 4, sono reciprocamente collegate da un collegamento 16 e hanno la funzione di intervenire evitando svuotamento di entrambe le camere in caso di rottura di un tubo.

Ciò permette agli attuatori oleodinamici o cilindri idraulici a doppio effetto 4 di lavorare in sincronismo in particolare nella fase di discesa garantendo gli standard di sicurezza richiesti dalle normative vigenti

Le modalità di funzionamento sono sostanzialmente quelle della prima forma di realizzazione illustrata caratterizzata dalla presenza di un solo attuatore oleodinamico o cilindro idraulico a doppio effetto.

Claims

RIVENDICAZIONI 1).Apparecchiatura per regolarizzare la corsa di attuatori oleodinamici a doppio effetto del tipo impiegato per l’azionamento idraulico di organi di manovra di macchine operatrici in cui il singolo attuatore oleodinamico o cilindro idraulico a doppio effetto (4) è alimentato da un circuito idraulico di comando, facente capo ad un distributore idraulico dal quale hanno origine una linea per l’alimentazione del lato fondello e una linea per l’alimentazione del lato stelo, caratterizzata per il fatto che sulla linea (8) di alimentazione del lato fondello (5) è predisposta una valvola di blocco (10) avente la funzione di intercettare e regolare il flusso in uscita; la valvola di blocco (10) essendo azionata idraulicamente dal valore della pressione lato stelo (6) attraverso l’interposizione di una valvola riduttrice di pressione (13) e modulata da una valvola di regolazione elettronica (11) alla quale è asservita idraulicamente; la valvola di regolazione elettronica (11) essendo azionata dal segnale originato da un trasduttore di pressione (12) in funzione di un valore di pressione rilevato in corrispondenza del lato stelo (6) ed essendo tarata per intervenire sulla valvola di blocco (10) in modo da comandarne e aumentarne l’apertura al raggiungimento da parte della pressione del lato stelo 6, di un valore minimo prefissato e di aumentarne l’apertura fino al raggiungimento della pressione lato stelo 6 di un valore prestabilito essendo previsto che nella situazione in cui la pressione lato stelo dovesse scendere l’apertura della valvola 10, comandata dalla valvola di regolazione elettronica 11, viene ridotta, in caso di arresto del movimento fino alla chiusura completa, in modo da mantenere la pressione lato stelo (6) entro un intervallo di pressione di “bilanciamento” prestabilito. 2).Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata per il fatto che la valvola di regolazione elettronica (11) è di tipo proporzionale e interviene sulla valvola di blocco (10) in modo da aumentarne gradualmente l’apertura a partire dal raggiungimento da parte della pressione del lato stelo (6) di un valore minimo prefissato. 3). Apparecchiatura per regolarizzare la corsa di attuatori oleodinamici a doppio effetto del tipo impiegato per l’azionamento idraulico di organi di manovra di macchine operatrici in cui due o più attuatori oleodinamici o cilindri idraulici a doppio effetto (4) collaborano insieme in coppia al detto azionamento idraulico e ogni attuatore oleodinamico cilindro idraulico a doppio effetto (4) è servito da un circuito idraulico di comando, facente capo ad un distributore idraulico (7) dal quale hanno origine una linea per l’alimentazione del lato fondello e una linea per l’alimentazione del lato stelo, in cui sulla linea di alimentazione del lato fondello è predisposta una valvola di blocco avente la funzione di bloccare il flusso in uscita caratterizzata per il fatto che dette valvole di blocco (10) sono entrambe asservite ad una medesima valvola di regolazione elettronica (11) azionata dal segnale originato da un trasduttore di pressione (12) in funzione di un corrispondente valore di pressione rilevato in corrispondenza del lato stelo (6) di uno degli attuatori oleodinamici o cilindri idraulici (4) per intervenire sulle valvole di blocco 10 in modo da comandarne e aumentarne l’apertura al raggiungimento da parte della pressione del lato stelo 6, segnalata dal trasduttore di pressione 12, di un valore minimo prefissato fino al raggiungimento della pressione lato stelo (6) di un valore prestabilito; entrambe le valvole di blocco 10 essendo azionate dal valore della pressione lato stelo (6) degli attuatori oleodinamici o cilindri idraulici (4) attraverso l’interposizione di una valvola riduttrice di pressione (13) e l’azione di modulazione di una valvola di regolazione elettronica (11) in modo da mantenere la pressione lato stelo (6) entro un intervallo prestabilito. 5). Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, caratterizzata per il fatto che comprende, applicate al lato fondello (6) di ciascun attuatore oleodinamico cilindro idraulico a doppio effetto 4 una valvola paracadute (15); le dette valvole paracadute (15) operando allo stesso modo sui rispettivi lati fondello ed essendo idraulicamente collegate in modo diretto l’una all’altra per tramite di un collegamento idraulico 16 avente la funzione di bilanciare le pressioni lato fondello de due cilindri.