ES2561205T3

ES2561205T3 - Disposición de válvula hidráulica con mecanismo de bloqueo de válvula

Info

Publication number: ES2561205T3
Application number: ES09718999.7T
Authority: ES
Inventors: Pavel Dosedel
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2016-02-25
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: US20090229678A1; CN101970921B; CA2715028C; CA2715028A1; CN101970921A; US7967024B2; EP2276955A1; WO2009114165A1; EP2276955B1

Abstract

Una disposición de válvula hidráulica (25) para una excavadora, incluyendo la disposición de válvula al menos una válvula hidráulica (105) que puede moverse a lo largo de un eje longitudinal (120) para controlar un flujo de fluido, una brida (125) acoplada a la válvula hidráulica, incluyendo la brida un receptor (140), un mecanismo de bloqueo (110) que puede moverse entre una orientación bloqueada y una orientación desbloqueada, en que en la orientación bloqueada el mecanismo de bloqueo coopera con el receptor para inhibir el movimiento de la válvula hidráulica a lo largo del eje longitudinal y en la orientación desbloqueada la válvula hidráulica es libre de moverse a lo largo del eje longitudinal, caracterizada por comprender además: un miembro de precarga (115) acoplado al mecanismo de bloqueo para precargar el mecanismo de bloqueo en la orientación bloqueada y en la orientación desbloqueada, en que el miembro de precarga incluye una primera parte de alojamiento de precarga (185B) acoplada de forma deslizante a una segunda parte de alojamiento de precarga (185A), definiendo las partes primera y segunda de alojamiento de precarga conjuntamente una cámara cilíndrica, y en que la segunda parte de alojamiento de precarga está acoplada a la disposición de válvula hidráulica, resistiendo el miembro de precarga el movimiento del mecanismo de bloqueo apartándose tanto de la orientación bloqueada como de la desbloqueada.

Description

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DESCRIPCION

Disposicion de valvula hidraulica con mecanismo de bloqueo de valvula CAMPO DE LA INVENCION

La presente invencion se refiere a una disposicion de valvula hidraulica con un mecanismo de bloqueo de valvula que puede utilizarse, por ejemplo, en un vehfculo de construccion compacto tal como una micro-excavadora.

ANTECEDENTES

Las excavadoras estan equipadas tfpicamente con un sistema de accionamiento y direccion y un utensilio principal, tal como un brazo de pluma con un accesorio de pala. Un fluido hidraulico es suministrado a presion al sistema de accionamiento y al utensilio principal por medio de bombas hidraulicas que son accionadas bajo la influencia de un motor de combustion interna.

El brazo de pluma es levantado y bajado bajo la influencia de un cilindro de elevacion, y la pala es rotada y volcada bajo la influencia de un cilindro de basculacion. La pala puede ser reemplazada o mejorada con diversos utensilios auxiliares, tales como tornillos sinfm o taladradoras, que dotan de funcionalidad adicional a la micro-excavadora. Una valvula principal controla a menudo el suministro de fluido hidraulico al cilindro de elevacion, cilindro de basculacion, y utensilios auxiliares en respuesta a la actuacion de una palanca de mando u otro elemento de control.

El documento DE 10 35 996 describe una valvula con autocierre que tiene un resorte que se acopla a la pieza de mando de un husillo, por medio del cual el disco de valvula es presionado contra el asiento de valvula, y un brazo de bloqueo que esta soportado de forma pivotante en un alojamiento e interacciona con la pieza de mando.

El documento US 2005/0274831 da a conocer una disposicion de valvula de escape que incluye un tubo que tiene una parte roscada circular adyacente a un primer extremo que recibe de forma rotatoria un medio de interconexion. El otro extremo del tubo tiene roscas macho para la conexion a una toma de agua. Un actuador de medio de valvula tiene una cabeza de seccion decreciente que puede ser accionada manualmente para ser dispuesta en relacion de bloqueo o desbloqueo dentro de una abertura en el tubo para emitir selectivamente lfquido al entorno y reducir la presion de agua interna del tubo. Un bloqueo de sistema permite el bloqueo o desbloqueo de la disposicion de valvula de escape.

El documento US 5 622 199 da a conocer una disposicion de valvula hidraulica para uso con un motor de fluido que tiene un dispositivo de control, por ejemplo, un carrete de valvula, montado para movimiento entre una posicion neutral para desactivacion del motor y una posicion activa para funcionamiento del motor. Una superficie de bloqueo esta prevista sobre el dispositivo y un miembro de bloqueo se acopla a la superficie cuando el dispositivo esta en la posicion neutral. Un miembro de bloqueo asf evita el movimiento del dispositivo a la posicion activa. Se dan a conocer tambien medios para desplazamiento manual y a distancia del miembro de bloqueo.

SUMARIO

La invencion proporciona una disposicion de valvula hidraulica para una excavadora, tal como se define en la reivindicacion independiente 1. Realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en perspectiva de un vetnculo de construccion para uso con realizaciones de la invencion.

La figura 2 es una vista en perspectiva de una disposicion de valvula hidraulica del vetnculo de construccion de la figura 2 segun una realizacion de la invencion.

La figura 3 es una vista en corte lateral del mecanismo de bloqueo de valvula de la figura 2 tomada a lo largo de la lmea 2-2 en una orientacion desbloqueada.

La figura 4 es una vista en corte lateral del mecanismo de bloqueo de valvula de la figura 3 en una orientacion bloqueada.

La figura 5 es una vista en perspectiva del mecanismo de bloqueo de valvula en una orientacion desbloqueada segun una realizacion de la invencion.

La figura 6 es una vista en perspectiva del mecanismo de bloqueo de valvula de la figura 5 en una posicion bloqueada.

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DESCRIPCION DETALLADA

Antes de que sea explicada en detalle cualquier realizacion de la invencion, debe entenderse que la invencion no esta limitada en su aplicacion a los detalles de construccion y a la organizacion de componentes expuesta en la siguiente descripcion o ilustrada en los siguientes dibujos. La invencion es apta para otras realizaciones y para ser puesta en practica o llevada a cabo de diversos modos. Debe entenderse tambien que la fraseologfa y terminologfa usada aqu es con fines de descripcion y no debe considerarse limitativa. Se pretende que el uso de “que incluye”, “que comprende” o “que tiene” y variaciones de ellos abarque los elementos listados a continuacion y equivalentes de ellos asf como elementos adicionales. Salvo que se especifique o limite de otro modo, los terminos “montado”, “conectado”, “soportado” y “acoplado” y variaciones de ellos se usan en sentido amplio y abarcan montajes, conexiones, soportes y acoplamientos tanto directos como indirectos. Ademas, “conectado” y “acoplado” no estan restringidos a conexiones o acoplamientos ffsicos o mecanicos.

La figura 1 ilustra un vetnculo de construccion de tipo de excavadora 10 que es compacto y que puede ser denominado mini-excavadora. La excavadora 10 ilustrada incluye un cuerpo 15 que aloja un motor 20 y una disposicion de valvula hidraulica 25. El motor 20 y la disposicion de valvula hidraulica 25 pueden operar proporcionando energfa y fluido hidraulico para mover tanto la excavadora 10 como diversos accesorios. El motor 20 esta situado debajo de un soporte de operador 30 soportado sobre el cuerpo 15. La disposicion de valvula hidraulica 25 esta situada dentro de un alojamiento hidraulico 27 del cuerpo 15 delante del soporte de operador 30, de modo que las piernas del operador estan situadas entre el soporte de operador 30 y el alojamiento hidraulico 27. Una cubierta 29 del alojamiento hidraulico 27, orientada hacia las piernas del operador, resiste danos a la disposicion de valvula hidraulica 25. Una pluralidad de elementos de control manipulables por el operador, tal como las palancas de mando 40 ilustradas, estan situados delante del soporte de operador 30 y pueden ser accionados para comunicacion con el motor 20 y la disposicion de valvula hidraulica 25 para controlar el funcionamiento de la excavadora 10.

Un accesorio inferior, tal como una hoja empujadora 45, esta acoplado de forma pivotante al cuerpo 15. Un cilindro de elevacion de empujadora 50 esta acoplado entre el cuerpo 15 y la hoja empujadora 45 para hacer pivotar la hoja empujadora 45 con respecto al cuerpo 15. La hoja empujadora 45 esta situada por delante de la excavadora 10 para ayudar a crear un camino suave de desplazamiento.

Un accesorio superior, tal como una pala 55, esta acoplado al cuerpo 15 mediante un brazo de pluma 60, y un brazo de accesorio 65. El brazo de pluma 60 esta acoplado de forma pivotante al cuerpo 15 y es hecho pivotar en torno al cuerpo 15 mediante un primer cilindro de elevacion 70. El brazo de accesorio 65 esta acoplado de forma pivotante al brazo de pluma 60 y es hecho pivotar en torno al brazo de pluma 60 mediante un segundo cilindro de elevacion 75. La pala 55 esta acoplada de forma pivotante al brazo de accesorio 65 y es hecha pivotar en torno al brazo de accesorio 65 mediante un cilindro de basculacion 80.

La excavadora 10 incluye ademas disposiciones de oruga izquierda y derecha 85 que pueden ser manejadas para soportar y mover la excavadora 10. Las disposiciones de oruga 85 incluyen cada una una oruga 87 y una unidad de accionamiento de oruga 95 para dirigir el movimiento de las orugas 87. Las unidades de accionamiento de oruga 95 son accionadas por el motor 20 y la disposicion de valvula hidraulica 25 a traves de una pluralidad de conductos 90. Las unidades de accionamiento de oruga 95 pueden ser motores o cualquier otro mecanismo similar que puede recibir una entrada de fluido a presion y generar una salida de movimiento mecanico. Las disposiciones de oruga 85 pueden incluir ademas una placa de bastidor 100 para cubrir al menos parcialmente el interior de las disposiciones de oruga 85 para evitar la entrada de residuos.

La figura 2 ilustra la disposicion de valvula hidraulica 25, que proporciona energfa mediante fluido a los componentes de la excavadora 10. La cubierta 29 del alojamiento hidraulico 27 mostrada en la figura 1 esta eliminada en la figura 2 por claridad. La disposicion de valvula hidraulica 25 incluye una valvula hidraulica 105 y un mecanismo de bloqueo de valvula 110. La valvula hidraulica 105 facilita el flujo de fluido hidraulico a traves de uno o mas de los conductos 90. El mecanismo de bloqueo de valvula 110 esta acoplado a la valvula hidraulica 105 para bloquear y desbloquear la operacion de la valvula hidraulica 105. Aunque solo se muestra una unica valvula hidraulica 105 en la figura 2, en otras realizaciones la disposicion de valvula hidraulica 25 incluye una pluralidad de valvulas hidraulicas para facilitar el flujo de fluido a los cilindros de elevacion para la pala 70, 75, 80 y la hoja empujadora 50, asf como a cualquier otro componente accionado hidraulicamente del vetnculo 10.

La valvula hidraulica 105 se mueve en vaiven a lo largo de un eje longitudinal 120 para comunicar energfa mediante fluido a los diversos componentes de la excavadora 10, incluyendo, por ejemplo, los cilindros de elevacion 70, 75, el cilindro de basculacion 80 y las unidades de accionamiento de oruga 95. La valvula 105 incluye una primera brida 125 acoplada a un extremo superior 130 de la valvula hidraulica 105 a traves de un sujetador 135. La brida 125 puede moverse a lo largo del eje longitudinal 120 cuando la valvula hidraulica 105 se mueve en vaiven a lo largo del eje longitudinal 120. La posicion de la valvula 105 con respecto al eje longitudinal 120 puede determinar el flujo de fluido a traves de la valvula 105. Por ejemplo, en una posicion bajada con relacion al eje longitudinal 120, la valvula 105 puede permitir flujo de fluido, mientras que en una posicion elevada con relacion al eje longitudinal 120 la valvula 105 puede inhibir el flujo de fluido a su traves. En otras construcciones, la brida 125 puede acoplarse a la valvula hidraulica 105 mediante otros metodos de fijacion, tales como soldadura o encaje a presion.

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El mecanismo de bloqueo de valvula 110 incluye un par de palancas 160 acopladas a una parte de barra 165 (veanse las figuras 5 y 6). Las palancas tienen forma de L e incluyen una primera parte 162 que define un eje 163 y una segunda parte 164 para agarre por un operador de la excavadora 10. Las primeras partes 162 de las palancas 160 estan situadas dentro de la disposicion de valvula hidraulica 25, mientras que las segundas partes 164 sobresalen hacia fuera de la cubierta 29 del alojamiento hidraulico 27 (vease la figura 1). Las segundas partes 164 del par de palancas 160 estan situadas por el exterior de la cubierta 29 para permitir que un operador accione manualmente el mecanismo de bloqueo de valvula 110. En otras construcciones, el par de palancas 160 pueden estar por el interior o exterior del alojamiento hidraulico 27 y pueden ser accionadas automaticamente dentro del alojamiento hidraulico 27. En otras construcciones, el par de palancas 160 pueden ser reemplazadas por una unica palanca. Adicionalmente, la palanca 160 se muestra con una seccion transversal circular, pero en otras realizaciones la seccion transversal puede tener diversas formas tales como rectangular, ovalada, plana u otras no discutidas aquf

Las figuras 3 y 4 ilustran el mecanismo de bloqueo de valvula 110 en relacion con la valvula 105, con el resto de la disposicion de valvula hidraulica 25 eliminado por claridad. Un enlace 170 acopla la primera parte 162 de la palanca 160 a la parte de barra 165. Cada enlace 170 incluye un primer extremo 175 y un segundo extremo 180 (veanse las figuras 5 y 6). Los primeros extremos 175 estan acoplados a las primeras partes 162 de las respectivas palancas 160 mientras que los segundos extremos 180 estan acoplados a los respectivos extremos de la parte de barra 165. Los primeros extremos 175 de los enlaces 170 pivotan en torno al eje 163 con las primeras partes 162 de las palancas 160. Cuando los primeros extremos 175 pivotan, los segundos extremos 180 recorren una trayectoria arqueada, como se indica mediante la flecha A, llevando entre ellos la parte de barra 165.

La brida 125 incluye un receptor 140 que es generalmente un recorte en forma de V en la brida 125. El receptor 140 recibe, de forma que puede ser soltada, la parte de barra 165 del mecanismo de bloqueo de valvula 110. En general, la forma del receptor 140 es definida por el tamano y la forma del mecanismo de bloqueo de valvula 110. Por ejemplo, en la construccion ilustrada, el mecanismo de bloqueo de valvula 110 tiene una seccion transversal circular; por lo tanto, el receptor 140 tiene una forma curva. En otras realizaciones, el receptor 140 puede tener una variedad de formas de recorte. Aunque la invencion mostrada ilustra cada valvula hidraulica 105 dotada con una combinacion separada de brida y receptor, en otras realizaciones, multiples valvulas 105 pueden estar acopladas a una combinacion compartida de brida y receptor.

La disposicion de bloqueo de valvula 110 puede moverse entre una orientacion bloqueada, mostrada en las figuras 4 y 6, y una orientacion desbloqueada, mostrada en las figuras 3 y 5. En la orientacion desbloqueada, las palancas 160 son hechas pivotar a una orientacion horizontal de modo que la parte de barra 165 esta separada de los receptores de brida 140. En la orientacion bloqueada, las palancas 160 son hechas pivotar a una orientacion vertical de modo que la parte de barra 165 se desplaza hacia las bridas 125 y encaja en los receptores 140.

Algunas veces, la brida 125 no esta alineada con la parte de barra 165 cuando la parte de barra 165 se mueve hacia la orientacion bloqueada. Por lo tanto, la brida 125 puede incluir al menos una superficie de leva adyacente al receptor 140. Un par de superficies de leva 150A y 150b opuestas en la figura 3 son adyacentes al receptor 140. La parte de barra 165 puede acoplarse a una de las superficies de leva 150A, 150B del receptor 140 cuando la parte de barra 165 se aproxima al receptor 140 a lo largo de su trayectoria arqueada. Debido a que la trayectoria arqueada de la parte de barra 165 es fija, la parte de barra 165 fuerza a las bridas 125 a moverse en vaiven a lo largo del eje longitudinal 120 para alinearse con la parte de barra 165. En la realizacion ilustrada, las superficies de leva 150A, 150B permiten que la valvula 105 se mueva en vaiven bidireccionalmente para alinearse con la parte de barra 165.

El mecanismo de bloqueo de valvula 110 incluye un mecanismo de precarga 115 para precargar la parte de barra 165 hacia una posicion seleccionada. En la realizacion ilustrada, el mecanismo de precarga 115 incluye una primera parte de alojamiento de precarga 185A acoplada de forma deslizante a una segunda parte de alojamiento de precarga 185b. La segunda parte 185B se desliza dentro de la primera parte 185A. Las partes primera y segunda 185A, 185B definen una camara cilmdrica para acomodar un resorte de compresion (no visible). La segunda parte 185B esta acoplada a la disposicion de valvula hidraulica 25 mientras que la primera parte 185A esta acoplada a la parte de barra 165. El mecanismo de precarga 115 esta sobre-centrado de modo que el mecanismo de precarga 115 resiste el movimiento de la parte de barra 165 apartandose de las orientaciones bloqueada y desbloqueada. En otras palabras, en la orientacion bloqueada, el mecanismo de precarga 115 resiste el movimiento de la parte de barra 165 hacia fuera del receptor 140, mientras que en la orientacion desbloqueada, el mecanismo de precarga 115 resiste el movimiento de la parte de barra 165 hacia el receptor 140.

Cuando el mecanismo de bloqueo de valvula 110 esta en la orientacion desbloqueada, el resorte de compresion precarga la parte de barra 165 apartandola del encaje en los receptores 140. Con la parte de barra 165 retirada del receptor 140, la valvula hidraulica 105 es libre para moverse en vaiven a lo largo del eje longitudinal 120 y con ello dispersar fluido. Para accionar el mecanismo de bloqueo de valvula 110 llevandolo a la orientacion bloqueada desde la orientacion desbloqueada, el operador aplica una fuerza para hacer pivotar la palanca 160 en el sentido de las agujas del reloj contra una fuerza de precarga del mecanismo de precarga 115. A traves del movimiento continuo de la palanca 160, la parte de barra 165 se desplaza a lo largo de una trayectoria arqueada desde la orientacion

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desbloqueada a una orientacion neutral (es dedr, una posicion en la que el mecanismo de precarga 115 no precarga ni hacia la orientacion bloqueada ni hacia la desbloqueada). La continuacion del movimiento de las palancas 160 mas alla de la orientacion neutral activa la fuerza de precarga del mecanismo de precarga 115 para precargar el encaje de la parte de barra 165 en el receptor 140.

En la orientacion bloqueada, la parte de barra 165 bloquea la valvula 105 en una posicion predeterminada a lo largo del eje longitudinal 120. La posicion predeterminada de la valvula 105 en la orientacion bloqueada puede estar configurada para permitir el flujo de fluido, inhibir el flujo de fluido o afectar de otro modo a la operacion de las valvulas 105 de una manera predeterminada. Por ejemplo, en la orientacion bloqueada, la valvula 105 puede bloquear el flujo de fluido para inhibir el movimiento de las disposiciones de oruga 85 o los accesorios 45, 55.

Para desencajar la parte de barra 165 del receptor 140, es aplicada una fuerza por el operador para hacer pivotar la palanca 160 en el sentido contrario a las agujas del reloj. La fuerza se opone al mecanismo de precarga 115 que bloquea la parte de barra 165 dentro del receptor 140. Cuando es aplicada la fuerza, la parte de barra 165 se movera hacia fuera del receptor 140, permitiendo que la valvula hidraulica 105 vuelva a moverse en vaiven a lo largo del eje longitudinal 120. El mecanismo de precarga 115 precarga la parte de barra 165 hacia la orientacion desbloqueada, apartandola de cualquier interaccion con el movimiento de la valvula hidraulica 105 a lo largo del eje longitudinal 120.

Aunque no se muestra en la figura 2, la disposicion de valvula hidraulica 25 puede incluir una pluralidad de valvulas hidraulicas 105, cada una con respectivas bridas 125 acopladas a sus extremos superiores 130. Las figuras 5 y 6 muestran una estructuracion de una pluralidad de valvulas hidraulicas 105 y bridas 125 respectivas. Cada una de las valvulas 105 y bridas 125 puede moverse en vaiven a lo largo de ejes longitudinales 120 paralelos. Como se ilustra en las figuras 5 y 6, la pluralidad de valvulas 105 pueden ser bloqueadas mediante una unica accion del mecanismo de bloqueo de valvula 110.

En otra construccion, las bridas 125 acopladas a las valvulas hidraulicas 105 pueden tener un acoplamiento ajustable. Por ejemplo, encajar y bloquear la parte de barra 165 resulta en que las valvulas hidraulicas 105 entran en las posiciones preseleccionadas. En el caso de que el agente u operador requiera que la posicion bloqueada de las valvulas hidraulicas 105 disperse una cantidad preseleccionada alternativa de fluido, el acoplamiento de las bridas 125 a las valvulas hidraulicas 105 puede ser ajustado para atender el requisito.

En otra construccion, el mecanismo de bloqueo de valvula 110 puede incluir una palanca acoplada a un enlace que provoca que la parte de barra se desliza transversalmente hacia dentro del receptor de la brida, en vez de por pivotamiento.

Asf, la invencion proporciona, entre otras cosas, una disposicion de valvula hidraulica. Diversas caractensticas y ventajas de la invencion se exponen en las reivindicaciones siguientes.

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REIVINDICACIONES

1. Una disposicion de valvula hidraulica (25) para una excavadora, incluyendo la disposicion de valvula al menos una valvula hidraulica (105) que puede moverse a lo largo de un eje longitudinal (120) para controlar un flujo de fluido, una brida (125) acoplada a la valvula hidraulica, incluyendo la brida un receptor (140), un mecanismo de bloqueo (110) que puede moverse entre una orientacion bloqueada y una orientacion desbloqueada, en que en la orientacion bloqueada el mecanismo de bloqueo coopera con el receptor para inhibir el movimiento de la valvula hidraulica a lo largo del eje longitudinal y en la orientacion desbloqueada la valvula hidraulica es libre de moverse a lo largo del eje longitudinal, caracterizada por comprender ademas:

un miembro de precarga (115) acoplado al mecanismo de bloqueo para precargar el mecanismo de bloqueo en la orientacion bloqueada y en la orientacion desbloqueada, en que el miembro de precarga incluye una primera parte de alojamiento de precarga (185B) acoplada de forma deslizante a una segunda parte de alojamiento de precarga (185A), definiendo las partes primera y segunda de alojamiento de precarga conjuntamente una camara cilmdrica, y en que la segunda parte de alojamiento de precarga esta acoplada a la disposicion de valvula hidraulica, resistiendo el miembro de precarga el movimiento del mecanismo de bloqueo apartandose tanto de la orientacion bloqueada como de la desbloqueada.
2. La disposicion de valvula hidraulica segun la reivindicacion 1, en que el mecanismo de bloqueo comprende una palanca (160), una parte de barra (165) que puede ser recibida en el receptor y un enlace (170) que acopla la palanca a la parte de barra para provocar un movimiento entre la orientacion bloqueada y la orientacion desbloqueada.
3. La disposicion de valvula hidraulica segun la reivindicacion 1, en que el mecanismo de bloqueo puede pivotar entre la orientacion bloqueada y la orientacion desbloqueada.
4. La disposicion de valvula hidraulica segun la reivindicacion 1, que comprende ademas una pluralidad de valvulas hidraulicas, cada una de las cuales tiene una brida respectiva, acoplada a ella, que incluye un receptor, en que el mecanismo de bloqueo coopera con los receptores de cada valvula hidraulica en la orientacion bloqueada.
5. La disposicion de valvula hidraulica segun la reivindicacion 1, en que el receptor comprende una superficie de leva que provoca que la valvula hidraulica se mueva a lo largo del eje longitudinal a una posicion preseleccionada cuando coopera con el mecanismo de bloqueo o el miembro alargado.
6. La disposicion de valvula hidraulica segun la reivindicacion 1, en que el receptor comprende un par de superficies de leva (150A, 150B) opuestas que provocan que la valvula hidraulica se mueva bidireccionalmente hacia la posicion preseleccionada cuando cooperan con el mecanismo de bloqueo del miembro alargado.

7 La disposicion de valvula hidraulica segun la reivindicacion 6, en que el receptor es un recorte en forma de V en la brida.