ES2206671T3 - Dispositivo de mando hidraulico del cilindro de elevacion de un brazo de un cargador agricola. - Google Patents

Abstract

EL DISPOSITIVO COMPRENDE UNA VALVULA DE CORREDERA (1), QUE SE COMUNICA CON UN CIRCUITO DE DISTRIBUCION HIDRAULICO (9, P, 95, 90) Y CON EL CILINDRO DE ELEVACION (8); ESTA VALVULA FUNCIONA DE TAL MANERA QUE, CUANDO LA CORREDERA (6) SE ENCUENTRA EN POSICION NEUTRA, LAS DOS CAMARAS (A, B) DEL CILINDRO QUEDAN AISLADAS, MIENTRAS QUE CUANDO ESTA DESPLAZADA EN EL SENTIDO DE ELEVACION, LAS CAMARAS MAYOR Y MENOR (A, B) SE COMUNICAN RESPECTIVAMENTE CON LAS FUENTES DE ALTA (95) Y BAJA (90) PRESION; FINALMENTE, CUANDO ESTA DESPLAZADA EN SENTIDO INVERSO (DESCENSO), SE PRODUCEN SUCESIVAMENTE, EN LA PRIMERA PARTE DEL RECORRIDO, LA COMUNICACION DE LAS DOS CAMARAS (A, B) CON LA FUENTE DE BAJA PRESION Y, EN LA SEGUNDA PARTE DEL RECORRIDO, LA COMUNICACION DE LA CAMARA MAYOR (A) CON LA FUENTE DE BAJA PRESION (90) Y DE LA CAMARA MENOR (B) CON LA FUENTE DE ALTA PRESION (95). EQUIPO HIDRAULICO DE APLICACION EN CARGADORES AGRICOLAS.

Description

Dispositivo de mando hidráulico del cilindro de elevación de un brazo de un cargador agrícola.

La presente invención se refiere a un dispositivo de mando hidráulico del cilindro de elevación de un brazo de carga agrícola, y más particularmente a un cilindro montado de forma que trabaje en extensión en el sentido de elevación del brazo.

El dispositivo se aplica más especialmente a un cargador destinado a equipar a un tractor agrícola, y está constituido por un brazo formado por un par de lanzas acodadas pivotantes, cuyo extremo libre lleva una herramienta de asido articulada, preferentemente intercambiable, tal como un cuchara excavadora, un gancho, unas mordazas para manipular las balas de forraje, una pala o una horquilla de transpaletas.

En general, en este tipo de cargador, un par de cilindros de elevación montados en paralelo están asociados cada uno a una de las lanzas que constituyen el brazo de elevación.

Sin embargo, en la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas, se considerará únicamente un cilindro de elevación, entendiéndose por supuesto que este vocablo también comprende un par de cilindros.

Los cilindros de elevación tradicionalmente utilizados son de dos tipos, a saber de simple efecto o de doble efecto.

El mando del cilindro de elevación se realiza por medio de un órgano de mando, por ejemplo una palanca de maniobra, por medio de una válvula distribuidora, en general una válvula de corredera.

Cuando se tiene que tratar con un cilindro de simple efecto, únicamente la cámara grande del cilindro, es decir la cámara situada en el lado del émbolo opuesto al vástago, se puede conectar con la fuente de alta presión hidráulica, encontrándose la cámara opuesta - o cámara pequeña - permanentemente a la presiona atmosférica.

Este tipo de cilindro presenta la ventaja de una gran comodidad de utilización, realizándose la elevación del brazo del cargador por aportación de líquido a presión a la cámara grande; por el contrario, el descenso del brazo se puede realizar, de forma controlada, haciendo que se comunique la cámara grande del cilindro con el circuito de baja presión (retorno del líquido hidráulico al depósito).

El brazo desciende por lo tanto simplemente por gravedad, siguiendo un movimiento controlado por el operario, mediante el gobierno de la válvula, en función del caudal de retorno del líquido hidráulico al depósito, cuyo caudal depende de la posición de la corredera.

Con este tipo de cilindro de simple efecto, la herramienta llega a reposar en el suelo simplemente por gravedad cuando el brazo se encuentra en posición bajada, lo cual permite especialmente raspar el suelo, por ejemplo para recoger unos materiales extendidos en éste con la ayuda de la herramienta, como particularmente una cuchara excavadora.

Un inconveniente del cilindro de simple efecto, sin embargo, resulta de hecho que no es posible de utilizar la herramienta que lleva el brazo del cargador para efectuar unos trabajos de excavación a un nivel más bajo que el del suelo.

En efecto, un cilindro de este tipo no permite desa-
rrollar en la herramienta un esfuerzo dirigido de arriba hacia abajo, distinto del resultante de la gravedad, cuyo esfuerzo es necesario para cavar.

La utilización de un cilindro de doble efecto permite resolver este problema.

Sin embargo, un cilindro de doble efecto, cuya característica consiste en que sus dos cámaras pueden estar conectadas selectivamente con la fuente de presión hidráulica, mientras que la otra cámara está conectada a la baja presión (retorno del líquido al depósito), adolece sin embargo también de algunos inconvenientes.

Uno de estos inconvenientes resulta del hecho de que el movimiento de descenso se obtiene alimentando la cámara pequeña del cilindro con líquido hidráulico a presión, mientras que la cámara grande está unida a un conducto de retorno al depósito. Esto significa que una gran parte, incluso la totalidad del caudal de líquido hidráulico a presión producido por la bomba que equipa el tractor, está consagrada a este movimiento de descenso, si bien no existe, o casi no existe, caudal disponible para gobernar otros cilindros, y especialmente el cilindro (o los cilindros) de volcado de la herramienta.

Por lo tanto, resulta difícil, incluso imposible, controlar la orientación de la herramienta, en el transcurso del movimiento de descenso del brazo.

Otro inconveniente está asociado al hecho de que cuando la herramienta se hace descender y está en la proximidad del suelo, no resulta fácil asegurar que se vaya a apoyar exactamente contra la superficie del suelo, de modo que el rastrillado es una operación delicada. La herramienta puede incluso ir a presionar contra el suelo de manera excesiva, levantando la parte delantera del tractor, lo cual genera unos problemas de deterioro de la herramienta.

Una ventaja, en cambio, del cilindro de doble efecto es que permite realizar los trabajos de excavación, hundiendo la herramienta en el suelo, por debajo del nivel del suelo, mediante la puesta a presión de la pequeña cámara del cilindro.

Se conocen por otra parte, por el documento US-A-2 628 731, un circuito de mando de los cilindros de elevación 20, o de volcado 30 (esto a través de una válvula de aguja designada con la referencia 41) de una cuchara excavadora que equipa un vehículo automotor del tipo tractor.

Este circuito comprende una unidad hidráulica designada con la referencia 31, calificada de "convencional", y constituida por una bomba hidráulica (fuente de alta presión), un depósito (fuente de baja presión) y una válvula de control de corredera, cuya estructura no se describe en el documento sino que sólo se representa esquemáticamente, presumiéndose que este tipo de unidad hidráulica ya es conocido. Se precisa que la corredera, designada con la referencia 34, pueda ocupar sucesivamente cinco posiciones, que corresponden - cuando el mando se dirige a los cilindros de elevación- a la elevación, a una posición de mantenimiento (o neutra), a un descenso lento, a un descenso normal, y a una posición flotante. En la posición llamada de descenso lento (en inglés: "Slow lower position"), una ranura (en inglés: "bleeder") prevista en la válvula provoca el retorno del líquido hidráulico de la cámara grande -o cámara de elevación- de los cilindros al depósito, mientras que el líquido es aspirado en la cámara pequeña -o cámara de descenso (lado vástago)- para compensar esta evacuación (cebado). El descenso de la cuchara excavadora se realiza entonces bajo el efecto de la gravedad. No se precisa de dónde proviene el líquido de cebado de la cámara pequeña. Por lo tanto, no está establecido que la bomba esté entonces aislada de la válvula de control, y que la misma esté por tanto disponible para gobernar otros cilindros. La única certidumbre deducible del documento US-A-2 678 731 es que, en esta posición de descenso lento, dicha bomba no es susceptible de gobernar los cilindros de volcado 30, que están desconectados por la válvula de aguja 41.

Por otra parte, la válvula de control 31 está pilotada por una palanca pivotante 100 cuyas cinco posiciones - que corresponden a las posiciones de la corredera citadas anteriormente - están perfectamente definidas por unas muescas de paralización (véase la figura 11). Se trata por lo tanto de un mando del tipo "todo o nada", por medio del cual el operario no tiene la posibilidad de controlar ni de dominar los caudales ni - correlativamente - las velocidades de bajada o de reelevación de la cuchara excavadora.

Un objetivo de la invención es el de proponer un dispositivo de mando hidráulico del cilindro de elevación que permita acumular las ventajas de los cilindros de simple y de doble efecto, a la vez que elimina los inconvenientes.

Otro objetivo de la invención es el de permitir al operario controlar y dominar permanentemente la posición y las velocidades de desplazamiento de los brazos del cargador.

Otro objetivo de la invención es hacer disponible la bomba que genera la alta presión en el curso de la fase de descenso por gravedad (o lento), con el fin de poder utilizarla para otros fines, y en particular para gobernar el o los cilindros de volcado, por ejemplo.

Como los dispositivos conocidos, por ejemplo por el documento JP-A-61 116 105, el dispositivo según la invención comprende:

\bullet

un circuito de distribución hidráulico que comprende una fuente de alta presión y una fuente de baja presión;

\bullet

una válvula de corredera conectada, por un lado a dichas fuentes de alta y de baja presión y, por otro lado a cada una de las cámaras del cilindro, la cámara pequeña en el lado del vástago, y la cámara grande en el lado opuesto al vástago;

\bullet

un sistema elástico que actúa sobre la corredera de la válvula para mantenerla normalmente en una posición dada, llamada neutra;

\bullet

un órgano de gobierno de los movimientos de elevación y de descenso del brazo del cargador, apto para desplazar la corredera de la válvula por un lado o por el otro con relación a su posición neutra,

estando dicha válvula dispuesta de tal modo que:

a)

cuando la corredera se encuentra en posición neutra, cada una de las dos cámaras del cilindro se encuentran aisladas;

b)

cuando la corredera se desplaza en un sentido dado con el fin de elevar el brazo con relación a su posición neutra, las cámaras grande y pequeña se comunican respectivamente con las fuentes de alta y de baja presión;

c)

cuando la corredera se desplaza en sentido inverso, con el fin de hacer descender el brazo, con relación a su posición neutra, se observa sucesivamente:

\bullet

en una primera parte del recorrido de la corredera, la puesta en comunicación de cada una de las dos cámaras del cilindro con la fuente de baja presión;

\bullet

en una segunda parte del recorrido de la corredera, la puesta en comunicación de la cámara grande con la fuente de baja presión y la de la cámara pequeña con la fuente de alta presión.

Los objetivos mencionados anteriormente se alcanzan, según la invención, gracias al hecho de que:

\bullet

dicha válvula comprende un cuerpo macizo en el que puede deslizar dicha corredera, y porque

por una parte, durante dicha primera parte del recorrido, cada una de las dos cámaras del cilindro se puede comunicar con la fuente de baja presión a través de las cámaras ahuecadas en el interior del cuerpo de la válvula, y porque,

por otra parte, dichas puestas en comunicación se realizan por unas secciones de paso del líquido hidráulico que son variables progresivamente en función del recorrido de desplazamiento de la corredera de la válvula,

de forma que dichas puestas en comunicación, incluso durante dicha primera parte del recorrido, se pueden controlar por el operario que, en función de la posición que asigna a la corredera es capaz de dominar respectivamente la aceleración y la velocidad de elevación o de descenso del brazo del cargador;

estando el sistema elástico, además, dispuesto de tal modo que opone una resistencia progresivamente creciente al desplazamiento de la corredera, tanto en un sentido como en el otro con relación a su posición neutra, y que genera para el operario una percepción sensitiva de un apoyo de esfuerzo suplementario a proporcionar cuando la corredera pasa de la primera parte a la segunda parte de su recorrido, en el sentido del descenso del brazo.

En el transcurso de la primera parte del recorrido de la posición b citada anteriormente, la fuente de alta presión se encuentra aislada de la válvula de corredera, de tal manera que se puede utilizar integralmente para otros usos, especialmente para gobernar un(os) cilindro(s) de volcado.

En un modo de realización preferido del dispositivo, el sistema elástico comprende un par de resortes de rigidez desigual, y que está dispuesto de tal manera que el más pequeño sólo está solicitado cuando la corredera está desplazada en el sentido de elevación o en la primera parte del recorrido en el sentido del descenso, mientras que en la segunda parte del recorrido, en el sentido del descenso, también está solicitado el más fuerte.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la descripción y de los dibujos anexos que representan, únicamente a titulo de ejemplo no limitativo, un modo de realización preferido.

En los dibujos:

\bullet la figura 1 es una vista en corte, según un plano de corte intermedio que pasa por el eje de la corredera, de una válvula de corredera que equipa el dispositivo según la invención;

\bullet la figura 2 es una vista esquemática frontal de un tractor equipado de un cargador con mando hidráulico, en el que el dispositivo se puede utilizar ventajosamente;

\bullet las figuras 3 a 6 son unas vistas esquemáticas, a escala más pequeña, de la válvula de corredera de la figura 1, que está conectada a la vez al circuito de distribución y al cilindro de elevación, representando la figura 3 la corredera en su posición neutra, la figura 4 en su posición de elevación, la figura 5 en la primera parte del recorrido de su posición de descenso y la figura 6 en su segunda parte del recorrido de la posición de descenso.

La válvula de corredera, designada con la referencia 1, ilustrada en la figura 1 es del tipo general conocido, que comprende un cuerpo macizo 10, de forma aproximadamente paralelepipédica rectangular atravesada de un lado a otro por un orificio taladrado 2, en el que puede deslizar, según un movimiento de translación axial, una corredera 6.

La corredera 6 adopta la forma general de un vástago rectilíneo que atraviesa coaxialmente, de un lado a otro el canal 2, y que presenta varias partes cilíndricas del mismo diámetro, designadas con las referencias 64, 62, 60, 68, 65, 67, separadas por unas partes cilíndricas de un diámetro más pequeño.

Estas partes de menor diámetro, o gargantas, pretenden permitir - como ya es bien conocido- la puesta en comunicación de ciertas cámaras ahuecadas en el bloque 10 de la válvula, en función de los desplazamientos axiales de la corredera 6.

En el ejemplo de válvula ilustrado, se tiene que tratar con un modo de distribución llamado "presión a mantener", y la zona central de la corredera (a la altura de la parte 68) forma la cámara pasante que realiza el estrangulamiento. Este aspecto, que es bien conocido en sí mismo por un experto en la materia, y que no se refiere directamente al objeto de la invención, no se desarrollará aquí, con el fin de no cargar innecesariamente la presente descripción.

Se ha designado por la referencia 63 la garganta que separa las partes 64 y 62, por la referencia 61 la garganta que separa las partes 60 y 62; por el otro lado, una parte de un diámetro más pequeño 66 separa las partes 65 y 67.

Unas ranuras de progresividad aseguran la transición de la garganta 61 con las partes 60 y 62 y la transición de la garganta 66 con las partes 67 y 65.

Uno de los extremos de la corredera 6 situado en la derecha de la figura, y designado con la referencia 600, está destinado a ser unido a un órgano de mando, por ejemplo a una palanca articulada, designada L en las figuras 3 a 6.

En el otro extremo está montado un vástago roscado coaxial 69, enroscado en la corredera, y que lleva una cabeza hexagonal 690. En el interior del bloque 10 está excavado un canal en forma general de "U", en el que cada uno de sus extremos desemboca en el taladrado central que acoge a la corredera 6.

Como se aprecia en la figura 1, en la que la corredera se encuentra en posición neutra, dicho canal 5 desemboca normalmente a la altura de las partes 60, 65, de mayor diámetro, de la corredera.

Como se podrá apreciar más adelante, el canal 5 está destinado a estar empalmado a la fuente hidráulica de alta presión, y las porciones 60, 65 presentan, de manera bien conocida, unas gargantas anulares periféricas dotadas de juntas de estanqueidad apropiadas.

En posición neutra, la corredera obtura por lo tanto las dos embocaduras del canal 5.

A uno y a otro lado de dichas zonas de embocadura, están excavados dos canales (o cámaras) 3, 4, perpendiculares al eje de la corredera, y que salen al exterior de la válvula por unos orificios roscados 30, respectivamente 40, en los que es posible enroscar unos extremos de empalme para los conductos hidráulicos, con el fin de enchufar la válvula al cilindro de elevación, esto de manera clásica.

Cuando - como se ilustra en la figura 1 - la corredera se encuentra en su posición neutra, los canales 3 y 4 desembocan en el taladrado 2, respectivamente enfrentados a las zonas de diámetro reducido 61, 66, las cuales están situadas hacia el exterior con relación a las partes 60 y 65 respectivamente.

En el exterior de los canales 3 y 4, están excavadas unas cámaras 11 y 12 respectivamente, que como se apreciará más adelante, están destinadas a ser empalmadas en la fuente de baja presión, es decir a un conducto de retorno del líquido hidráulico al depósito, a la presión atmosférica.

En posición neutra, la cámara 11 se encuentra enfrentada a una porción de pequeño diámetro 63; por el contrario, la cámara 12 se encuentra enfrentada a una porción de diámetro grande 67.

Dicha parte 67, que se empalma a la porción del extremo 600, sale del cuerpo 10, atravesando los órganos 13 que aseguran la estanqueidad a este nivel.

Unos medios de estanqueidad similares, no representados, están previstos en el extremo opuesto, para el paso de la parte 64.

En este mismo lado - a la derecha en la

\hbox{figura -,}

está montado un sistema elástico 7 dispuesto para asegurar el mantenimiento natural de la corredera en su posición neutra.

Este sistema 7 comprende un manguito cilíndrico 78, montado coaxialmente a la corredera 6, sobre el extremo sobresaliente de éste, constituido por el vástago 69.

El manguito 78 está montado sobre una placa de fondo 79, estando a su vez fijada al bloque 10 por unos medios apropiados, tales como unos tornillos por ejemplo.

Sobre la porción exterior de la parte cilíndrica 64 de la corredera, y sobre el vástago 69, está montado un manguito cilíndrico 73, de forma escalonada, que presenta hacia el interior, un soporte 730 que se apoya contra la placa del fondo 79. En su otro extremo, el manguito 73 lleva una arandela 74, que es retenida axialmente por un anillo de retención (aro) 740, la cual impide su desplazamiento hacia el exterior. En cambio, la arandela 74 puede desplazarse, en un cierto recorrido, hacia el interior, es decir hacia la derecha de la figura 1.

Un resorte de compresión helicoidal 71, interpuesto entre la arandela 74 y el soporte 730, coaxialmente al tornillo 69, tiende a aplicar la arandela 74 contra el anillo de retención 740.

En la prolongación del resorte 71, se encuentra un segundo resorte de compresión helicoidal, también coaxial al tornillo 69. Éste está interpuesto entre dos arandelas 75, 76, en forma de cubetas.

El manguito 78 está cerrado, por el lado exterior (a la izquierda de la figura 1) por un fondo 780, cuya parte central está reforzada, de manera que presente una parte 780' desplazada hacia el exterior, en frente de la cabeza del tornillo 690.

La arandela 75 se apoya contra la zona periférica del fondo 780, mientras que la arandela 76 se apoya contra la arandela 74 ya mencionada.

Entre las arandelas 75, 76 en forma de cubetas, está colocada una arandela intermedia 77, enmangada libremente en el vástago 69.

La misma desempeña un papel de riostra, que limita y que calibra el acercamiento mutuo de los dos elementos 75, 76, cuando el resorte 70 está comprimido al máximo.

Debe observarse que el refuerzo 780' del fondo 780 sirve de tope de final de carrera para la cabeza hexagonal 690 del vástago fileteado 69, y en consecuencia para la corredera 6 de la cual es solidaria.

Según una característica de la invención, el resorte 71 tiene una rigidez sensiblemente mayor que la del resorte 70.

A título indicativo, la longitud total (comprendido el vástago roscado 69) de la corredera 6 es del orden de 200 mm, su diámetro máximo es del orden de 15 mm, el diámetro medio de los resortes 70 y 71 es del orden de 25 mm, la rigidez del resorte 70 es del orden de 7 Newton por milímetro y la rigidez del resorte 71 es del orden de 13 Newton por milímetro.

La figura 2 representa esquemáticamente un tractor agrícola T, delante del cual está montado un cargador C. Éste comprende un brazo acodado, compuesto por dos lanzas paralelas (de las cuales sólo una es visible en la vista frontal de la figura 2), en el extremo libre de las cuales está montado una herramienta O, tal como una cuchara excavadora articulada por ejemplo.

Un cilindro, o un juego de cilindros, de los cuales sólo uno es visible en la figura, designado con la referencia 8, interpuesto entre el bastidor D de montaje del cargador en el tractor y el brazo del cargador permite asegurar la elevación y el descenso del brazo, y ello de manera bien conocida.

Uno o varios cilindros adicionales, no representados, aseguran el basculamiento de la herramienta O en el extremo del brazo.

La presente invención se refiere al mando hidráulico del cilindro 8.

La figura 3 muestra cómo la válvula 1 está conectada hidráulicamente, por una parte a un circuito de distribución hidráulico, y por otra parte al cilindro 8.

En esta figura, la corredera 6 se encuentra en la misma posición que en la figura 1, es decir en posición neutra.

En este estado de la válvula, cada uno de los dos resortes 70, 71 está ligeramente pretensado.

El circuito de distribución hidráulico comprende un depósito de aceite 9, en el que el aceite se encuentra a la presión atmosférica. De forma bien conocida, una bomba P proporciona el aceite a presión en un conducto de distribución 95, siendo la presión a titulo indicativo, del orden de 180 bars.

Siempre a titulo indicativo, el caudal de la bomba está comprendido entre 40 y 120 litros por minuto.

El conducto 95 - que será denominado a continuación "fuente de alta presión" - se conecta por un canal apropiado, no visible en las figuras, al canal 5 ya mencionado.

Este conducto 95 también se conecta, por un conducto secundario 95', al circuito de mando 96 de uno o de otros cilindros, por ejemplo del (o de los)

\hbox{cilindro(s)}

de volcado VB.

Las cámaras 11 y 12 de la válvula comunican, a través de unos taladrados apropiados, con unos conductos 91, 92 respectivamente, conectándose ambos a un conducto 90 de retorno al depósito 9, es decir de puesta a presión atmosférica.

En la continuación, los conductos 90, 91 y 92, serán designados "fuente de baja presión".

Los canales 3 y 4 están unidos respectivamente a la cámara pequeña B - lado vástago del cilindro 81 - y a la cámara grande A - lado opuesto del vástago - del cilindro de elevación 8, y ello por medio de los conductos 31, 41 respectivamente.

Es evidente que, en las figuras 3 a 6, las dimensiones respectivas de la válvula de corredera y del cilindro no han sido respetadas, estando representado el cilindro esquemáticamente y a pequeña escala, únicamente para explicar el funcionamiento del dispositivo.

Asimismo, el circuito de distribución hidráulica está representado de manera muy esquemática.

En la práctica, los conductos 31 y 41 son unos tubos flexibles, que no estorban el desplazamiento del cilindro en el curso de los diferentes movimientos del brazo, estando la válvula montada en una parte fija del tractor, y encontrándose la palanca de mando L al alcance de la mano del operador. Cuando la corredera se encuentra en la posición neutra de la figura 3, el canal 3 que comunica con la cámara del cilindro B está obturada a la altura de la corredera por las partes 60 y 62. El espacio que corresponde a la cámara B y al canal 3 está por lo tanto perfectamente aislado, no pudiendo ni entrar ni salir aceite en él.

De la misma manera, la cámara 4 que comunica con la cámara A del cilindro está aislada, estando la obturación asegurada a la altura de la corredera por las partes 65 y 67.

En razón de la incompresibilidad del aceite, el vástago del cilindro está por lo tanto inmovilizado con respecto al cuerpo del cilindro, en una posición determinada, dependiendo de los volúmenes de aceite contenidos respectivamente en las cámaras A o B.

En este estado, el brazo cargador se encuentra en consecuencia en una posición bien determinada en altura, perfectamente constante.

Esta situación se requiere por ejemplo, cuando se trata de transportar una carga soportada por la herramienta de un lugar a otro, sin tener que levantarla ni bajarla.

También es el caso cuando el tractor, equipado con un cargador, circula "en vacío", con el brazo en posición elevada.

Cuando el operario desea elevar el brazo del cargador, actúa sobre la palanca de mando L como está simbolizado por la flecha F_{1} en la figura 4, para desplazar la corredera 6 hacia la izquierda.

Este desplazamiento provoca la compresión del resorte más débil, en el ejemplo del resorte 70, mientras que la arandela 76 se acerca a la arandela fija 75.

Por el contrario, el resorte 71, de mayor rigidez, no se deforma.

A consecuencia de este desplazamiento hacia la izquierda de la corredera, la porción 61 de menor diámetro asegura una comunicación entre las cámaras 3 y 11, aunque el aceite se puede escapar, como está simbolizado por la flecha j de la cámara 3 hacia el depósito 9.

La cámara B del cilindro se encuentra por lo tanto puesta a la presión atmosférica.

Al mismo tiempo, la sección 66 de diámetro pequeño hace comunicar el canal de alta presión 5 con la cámara 4, como está simbolizado por la flecha i, llevando aceite a presión a la cámara A.

Se provoca así la extensión del cilindro 8, como está simbolizado por la flecha F_{2}.

El hecho de que la conexión de las porciones de pequeño diámetro 61 y 66 con las porciones de diámetro grande que las rodean, se realice por medio de secciones progresivamente variables, -o "ranuras de progresividad"- permite evitar los golpes de ariete, y permite al operario controlar los caudales y, correlativamente, las velocidades de elevación o de descenso de los brazos del cargador.

Siendo la amplitud de compresión del resorte 70 proporcional al desplazamiento de la corredera, y por lo tanto del órgano de mando L, el operario debe vencer una resistencia que es cada vez mayor en función de la velocidad de elevación, lo cual, en el plano sensitivo es favorable para un buen control de la operación.

La compresión máxima del resorte 70 corresponde a la puesta a tope de las arandelas 76 y 75 contra la arandela central 77. Desde esta puesta a tope, si el movimiento de la corredera continúa, la cabeza 690 topará contra la parte central 780' del fondo 780, evitando la solicitación del segundo resorte 71.

Cualquiera que sea el grado de elevación del brazo del cargador, es posible inmovilizarlo en su posición dejando a la corredera simplemente volver a la posición neutra, lo que tiene por efecto aislar cada una de las dos cámaras del cilindro.

Para hacer descender el brazo, a partir de la posición neutra, el operario debe hacer pivotar la palanca L en sentido inverso, simbolizado por la flecha G_{1} en la figura 5, con el fin de desplazar la corredera hacia la derecha de la figura.

Si este desplazamiento tiene lugar en un recorrido limitado, las dos partes de la corredera 60, 65, obturan todavía - como en la posición neutra - las embocaduras del canal bajo alta presión 5.

En cambio, el posicionamiento de la parte estrechada 63 es tal que las cámaras 11 y 3 son puestas en comunicación una con la otra. De la misma manera, el posicionamiento de la parte estrechada 66 asegura la puesta en comunicación de la cámara 4 con la cámara 12.

Bajo el efecto de la gravedad, debido el peso del brazo del cargador y de la herramienta que soporta, el cilindro tiene tendencia a retraerse, como está simbolizado por la flecha G_{2} en la figura 5.

Esta retracción es posible efectivamente, puesto que el aceite puede escaparse de la cámara grande A (sometida a compresión) para retornar al depósito, a través de la cámara 4 y la cámara 12 (como está simbolizado por la flecha k) mientras que el aceite es aspirado en la cámara pequeña B (sometida a depresión), a partir del depósito, a través de las cámaras 11 y 3 (flecha I).

Se obtiene así en efecto regenerador del líquido hidráulico en el cilindro, siendo la cámara B por el lado del vástago cebada automáticamente como consecuencia del vaciado del lado del fondo (cámara A) bajo el efecto del empuje del émbolo del cilindro, que se deriva de la fuerza de la gravedad.

Evidentemente, el operario puede controlar la velocidad de descenso desplazando más o menos la corredera a partir de su posición de neutro. Hace variar así la sección ofrecida al paso del aceite, dominando así la velocidad de retracción de los cilindros.

Este desplazamiento se realiza en contra de la fuerza del resorte más pequeño 70, arrastrando la cabeza 690 la arandela 75, que sirve de asiento a este resorte, en dirección de la otra arandela de apoyo 76.

En cambio, el resorte más fuerte 71, sin embargo no se deforma.

Debe observarse que en esta situación, el caudal de la bomba P no es utilizado por el cilindro de elevación 8 (puesto que el canal 5 está aislado).

La fuente de alta presión se encuentra desconectada de la válvula 1.

Este caudal disponible puede por lo tanto ser aprovechado para mandar otros cilindros, especialmente el (o los) cilindro(s) de volcado VB de la herramienta, que es posible hacer pivotar convenientemente durante el descenso del brazo.

Se obtiene por lo tanto así las mismas ventajas que las proporcionadas por un cilindro de simple efecto en cuanto al movimiento de descenso.

Si el operario continúa con el desplazamiento de la corredera hacia la derecha, mientras que se ha obtenido la compresión máxima del resorte 70, la compresión del resorte 71 comenzará, como está ilustrado en la figura 6. Este desplazamiento suplementario de la palanca L está designado por la flecha H_{1} en la figura.

Estando la arandela intermedia 77 apretada entre las arandelas 75, el resorte 70 no puede comprimirse más, y la continuación del movimiento de la corredera hacia la derecha provocará el desplazamiento de la arandela 74 también hacia la derecha, comprimiendo el resorte 71.

Este cambio de situación es perceptible por el operario puesto que encuentra de repente una mayor resistencia que anteriormente ("apoyo" o "marcha"), debido a que el resorte 71 es netamente más rígido que el resorte 70, por ejemplo dos veces más rígido.

Como se comprende con la observación de la figura 6, este desplazamiento suplementario de la corredera asegura la puesta en comunicación del canal a presión 5 con la cámara 3, autorizando la traída del líquido a presión (flecha m) a la cámara 3, y a continuación a la cámara pequeña B del cilindro 8.

Por el contrario, la cámara 4 está puesta en comunicación con la cámara 12, autorizando el escape de aceite de la cámara A hacia el depósito (flecha n).

Se obtiene así una acción positiva del cilindro, en el sentido de su retracción, como está simbolizado por la flecha H_{2}.

Esto permite al operario ejercer con la ayuda de la herramienta una presión de arriba hacia abajo sobre el suelo, por ejemplo para excavarlo. Esto supone, por supuesto, que el cilindro no está todavía retraído al máximo cuando la herramienta se encuentra a nivel del suelo.

También en esta configuración, el operario debe vencer una resistencia más o menos grande que se le opone por el órgano de mando según el grado de desplazamiento de la corredera en la válvula, siendo esta resistencia proporcional al aplastamiento del resorte más fuerte 71, y en relación con el esfuerzo ejercido por el cargador.

Debe destacarse que el pilotado de la máquina se lleva a cabo por una acción de mantenimiento del órgano de mando por el operario. En cuanto se afloja el órgano, la corredera vuelve automáticamente a la posición neutra, bajo la acción del o de los resorte(s) 70, (71), lo cual inmoviliza el brazo del cargador, y es un factor de seguridad.

A titulo indicativo, el recorrido máximo de la corredera en el sentido de "elevación" es del orden de 6 mm (desplazamiento de la corredera hacia la izquierda de las figuras).

En el sentido de "descenso", es del orden de 6 mm para la primera parte del recorrido (compresión del resorte 70), y del orden de 5 mm para la segunda parte del recorrido (compresión del resorte 71), dando como resultado alrededor de 11 mm para el

\hbox{recorrido total.}

El dispositivo que es objeto de la presente invención permite, por lo tanto, conferir al cilindro de elevación unas características de un cilindro de simple efecto o de doble efecto, según la configuración perseguida, recogiendo las ventajas sin soportar los inconvenientes, y ello a través de unos medios relativamente simples y poco costosos.

Claims (3)

1. Dispositivo de mando hidráulico del cilindro de elevación apto para ser montado como brazo de un cargador agrícola de modo que el cilindro trabaja en extensión en el sentido de elevación del brazo, que comprende:

-

un circuito de distribución hidráulica que comprende una fuente de alta presión (95) y una fuente de baja presión (90);

-

una válvula de corredera (1) conectada, por una parte a dichas fuentes de alta y de baja presión (95, 90) y, por otra parte a cada una de las cámaras del cilindro (8), la cámara pequeña (B) en el lado del vástago, y la cámara grande (A) en el lado opuesto del vástago;

-

un sistema elástico (7) que actúa sobre la corredera de válvula (6) para mantenerlo normalmente en una posición determinada, denominada neutra;

-

un órgano (L) de mando de los movimientos de elevación y de descenso del brazo del cargador, apto para desplazar la corredera de válvula (6) hacia un lado o hacia el otro con respecto a su posición neutra,

estando la válvula dispuesta de forma que:

a)

cuando la corredera (6) se encuentra en posición neutra, cada una de las dos cámaras (A, B) del cilindro (8) se encuentran aisladas;

b)

cuando la corredera es desplazada en un sentido determinado con el fin de elevar el brazo con respecto a su posición neutra, las cámaras grande y pequeña (A, B) se comunican respectivamente con las fuentes de alta y de baja presión (95, 90);

c)

cuando la corredera (6) es desplazada en sentido inverso, con el fin de descender el brazo, con respecto a su posición neutra, se observa sucesivamente:

\bullet

en una primera parte del recorrido de la corredera (6), la puesta en comunicación de cada una de las dos cámaras (A, B) del cilindro con la fuente de baja presión (90);

\bullet

en una segunda parte del recorrido de la corredera (6), la puesta en comunicación de la cámara grande (A) con la fuente de baja presión (90) y la de la pequeña cámara (B) con la fuente de alta presión (95),

caracterizado porque

dicha válvula comprende un cuerpo macizo en el cual puede deslizar dicha corredera (6), y porque,

por una parte, durante dicha primera parte del recorrido, cada una de las dos cámaras (A, B) del cilindro puede comunicar con la fuente de baja presión a través de las cámaras (4-12; 11-3) practicadas en el interior del cuerpo de la válvula (10) y porque,

por otra parte, dichas puestas en comunicación se realizan por unas secciones de paso del líquido hidráulico que son variables progresivamente en función del recorrido de desplazamiento de la corredera de válvula (6),

de forma que estas puestas en comunicación, incluso durante dicha primera parte del recorrido, pueden ser controladas por el operario que, en función de la posición que da a la corredera es capaz de dominar respectivamente la aceleración y la velocidad de elevación o de descenso del brazo del
cargador;

estando el sistema elástico (7), además, dispuesto de forma que opone una resistencia progresivamente creciente al desplazamiento de la corredera (6), tanto en un sentido como en el otro con respecto a su

\hbox{posición}

neutra, y que genera para el operario una percepción sensitiva de un apoyo de esfuerzo suplementario a proporcionar cuando la corredera (6) pasa de la primera parte a la segunda parte de su recorrido en el sentido del descenso del brazo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque durante la primera parte del recorrido de la posición (b) anterior, la fuente de alta presión (95) se encuentra aislada de la válvula de corredera (1), de manera que puede ser utilizadas íntegramente para otros usos, en particular para mandar uno (o unos) cilindro(s) de volcado (VB).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicho sistema elástico comprende un par de resortes (70, 71) que presentan unas rigideces sensiblemente desiguales, y está dispuesto de tal modo que el más pequeño (70) sólo está solicitado cuando la corredera (6) está desplazada en el sentido de elevación o en la primera parte del recorrido en el sentido del descenso, mientras que en la segunda parte del recorrido también está solicitado el más fuerte (70).