ITMO20090232A1 - Apparato di comando per valvole di frenatura per macchine operatrici o simili - Google Patents

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

“APPARATO DI COMANDO PER VALVOLE DI FRENATURA PER MACCHINE OPERATRICI O SIMILI”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un apparato di comando per valvole di frenatura per macchine operatrici o simili.

Molte macchine operatrici, quali carrelli elevatori, trattori, gru e simili, prevedono la possibilità di controllare elettronicamente la trasmissione del moto dal motore alle ruote.

Come noto al tecnico del settore, queste macchine operatrici sono dotate di una funzione detta “inching” che consente all’operatore, agendo sul pedale del freno, di ridurre e controllare la velocità della macchina operatrice modificando il rapporto di trasmissione.

La funzione di “inching” consente, durante una prima parte della corsa del pedale del freno, di parzializzare la trazione senza azionare i freni.

Più particolarmente, durante la prima parte della corsa del pedale l’operatore modula la velocità della macchina operatrice intervenendo sulla velocità di trasmissione del moto, mentre nella seconda parte della corsa lo spostamento ulteriore del pedale comporta l’intervento diretto dei freni. Come noto al tecnico del settore, la funzione di “inching” è gestita mediante un apparato di comando comprendente:

- una valvola a fluido che è atta a comandare l’impianto di frenatura della macchina operatrice ed è provvista di almeno un cursore di distribuzione del fluido operatore collegato al pedale del freno;

- un potenziometro, a sua volta collegato alla valvola a fluido o al pedale del freno, che è atto ad emettere un segnale elettrico proporzionale allo spostamento del pedale del freno stesso.

Il segnale elettrico emesso dal potenziometro viene inviato alla centralina elettronica che controlla la trazione, che ha il compito di regolare la velocità della trasmissione in funzione del segnale ricevuto dal potenziometro.

Nelle macchine operatrici di tipo noto, il collegamento tra la valvola a fluido od il pedale del freno ed il potenziometro è di tipo meccanico.

Più particolarmente, l’apparato di comando comprende mezzi meccanici di trasmissione del moto dal cursore della valvola a fluido o dal pedale del freno al potenziometro.

Il potenziometro prende il moto direttamente dal cursore della valvola a fluido ed i mezzi meccanici che trasferiscono il moto al potenziometro possono essere di tipo rotativo o lineare.

In questa forma di realizzazione, i mezzi meccanici di trasferimento del moto comprendono un albero di trasmissione, azionato in rotazione attorno al proprio asse dal cursore della valvola a fluido, che si accoppia meccanicamente con un elemento esterno fuoriuscente dal potenziometro. Lo spostamento del cursore é trasferito mediante l’albero di trasmissione all’elemento esterno del potenziometro che emette, di conseguenza, un segnale elettrico variabile in funzione del movimento dell’elemento esterno stesso.

Questi apparati di comando noti presentano alcuni inconvenienti.

In particolare, risultano essere poco affidabili a causa dei possibili trafilamenti di olio che possono verificarei dalla valvola di frenatura verso il potenziometro.

Infatti, nonostante sull’albero di trasmissione sia calzata una guarnizione di tenuta, può comunque accadere che, in uso, si verifichino delle perdite dovute all’usura, ad un errato montaggio, a difettosità della tenuta stessa o ad altre cause.

Tali perdite comportano come ovvia conseguenza il malfunzionamento del potenziometro e, quindi, dell’apparato di comando stesso.

Un altro inconveniente degli apparati di comando di tipo noto è dovuto all’ attrito che la guarnizione di tenuta esercita sull’albero di collegamento e che, oltre a provocare l’usura della guarnizione stessa, rende difficoltosi i movimenti dell’albero di collegamento.

Un ulteriore inconveniente consiste nella elevata complessità costruttiva, da cui ne consegue una complessa fase di montaggio e, quindi, elevati costi che si ripercuotono sul prezzo finale dell’apparato stesso.

Il compito principale della presente invenzione è quello di escogitare un apparato di comando per valvole di frenatura per macchine operatrici o simili che, in uso, sia sensibilmente più affidabile e sicuro rispetto agli apparati di comando di tipo noto.

All’intemo di tale compito, uno scopo del presente trovato è quello di isolare in modo più affidabile e sicuro il potenziometro dalla valvola a fluido, così da ridurre quanto più possibile il rischio di trafilamenti verso il potenziometro stesso, mantenendo al contempo la piena funzionalità ed efficienza dell’ apparato di comando.

Ancora uno scopo del presente trovato è quello di escogitare un apparato di comando per valvole di frenatura per macchine operatrici o simili che sia più semplice dal punto di vista costruttivo e di realizzazione rispetto agli apparati di comando di tipo noto e, quindi, anche più economico.

Gli scopi sopra esposti sono tutti raggiunti dal presente apparato di comando per valvole di frenatura per macchine operatrici o simili, comprendente ima valvola a fluido atta a comandare l’impianto di frenatura di una macchina operatrice e provvista di almeno un cursore di comando per la distribuzione del fluido operatore, almeno un meccanismo di comando di detto cursore azionabile da un operatore, almeno un dispositivo sensore atto a rilevare la posizione di almeno uno tra detto meccanismo di comando e detto cursore, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi magnetici operativamente collegati ad almeno uno tra detto meccanismo di comando e detto cursore ed atti ad attivare detto dispositivo sensore, quest’ultimo essendo sensibile alle variazioni di campo magnetico e non essendo previsti mezzi meccanici di collegamento tra detto dispositivo sensore ed almeno uno tra detto meccanismo di comando e detto cursore. Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un apparato di comando per valvole di frenatura per macchine operatrici o simili, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nella unita tavola di disegni in cui:

la figura 1 è una vista in sezione longitudinale dell’ apparato secondo il trovato;

la figura 2 e la figura 3 sono due viste parziali dell’apparato secondo il trovato, che illustrano il principio di trasferimento del moto del cursore all’elemento magnetico.

Con particolare riferimento a tale figura, si è indicato globalmente con il numero di riferimento 1 un apparato di comando per valvole di frenatura per macchine operatrici o simili.

L’apparato 1 è destinato ad essere montato su macchine operatrici, ad esempio del tipo di carrelli elevatori, trattori, gru o simili, dotate di un impianto di frenatura ad azionamento idraulico e/o pneumatico e di un sistema di trazione da motore a ruote il cui rapporto di trasmissione è gestito elettronicamente da una centralina elettronica.

L’apparato 1, ad esempio, permette di gestire la cosiddetta funzione di “inching”, per consentire all’operatore che aziona rimpianto di frenatura di ridurre e controllare la velocità della macchina operatrice modificando il rapporto di trasmissione.

In dettaglio, l’apparato 1 comprende una valvola 2 a fluido atta a comandare rimpianto di frenatura della macchina operatrice.

La valvola 2 illustrata in figura 1 è ima valvola idraulica ma non si escludono alternative forme di attuazione in cui essa sia di tipo pneumatico. La valvola 2, in particolare, comprende un corpo esterno al cui interno è inserito scorrevole almeno un cursore 3 di comando per la distribuzione del fluido operatore nell’impianto di frenatura.

Al corpo esterno della valvola 2 è associato un meccanismo di comando 4 del cursore 3 azionabile da un operatore.

A puro titolo esemplificativo, il meccanismo di comando 4 è scelto dall’elenco comprendente: un pedale, una leva o simili.

Nella particolare forma di attuazione illustrata in figura 1 , il meccanismo di comando 4 è costituito da un pedale incernierato ad un elemento di supporto 5 in prossimità di un corpo di attacco 6 che permette di montare Γ apparato 1 sul pavimento P di una postazione di comando, ad esempio una cabina di guida o simili, della macchina operatrice.

In particolare, il corpo di attacco 6, del tipo di una piastra forata che sporge dal corpo esterno della valvola 2, è destinato ad essere avvitato sul pavimento P in modo che il pedale 4 rimanga sopra allo stesso pavimento P, con il corpo esterno della valvola 2 almeno parzialmente alloggiato sotto di esso.

Utilmente, il pedale 4 è associato al cursore 3 della valvola 2 in modo che la variazione della sua posizione angolare determini lo scorrimento in verticale del cursore 3 all’ interno del corpo esterno della valvola 2.

Più particolarmente, il pedale 4 è mobile tra una posizione sollevata, corrispondente alla sua posizione di riposo e nella quale la condizione di funzionamento della macchina operatrice rimane inalterata, ed almeno una posizione abbassata, nella quale il pedale stesso è ruotato verso il corpo di attacco 6 rispetto alla posizione sollevata e provoca lo spostamento verso il basso del cursore 3.

Opportunamente, la valvola 2 comprende anche una molla 7 di richiamo calzata sul cursore 3 ed atta a contrastare lo spostamento del pedale 4 verso la posizione abbassata.

L’apparato 1 comprende, inoltre, un dispositivo sensore 12 atto a rilevare la posizione di almeno uno tra il meccanismo di comando 4 ed il cursore 3 e vantaggiosamente atto a comandare elettronicamente la trasmissione di potenza nel sistema di trazione della macchina operatrice.

Il dispositivo sensore 12 è collegato al corpo esterno della valvola 2 inferiormente al corpo di attacco 6, ovvero dalla parte sostanzialmente opposta del pedale 4, così che anch’esso risulti montato sotto al pavimento P e quindi fuori dalla postazione di comando della macchina operatrice e lontano dall’operatore che conduce il veicolo.

Secondo il trovato, l’apparato 1 comprende mezzi magnetici 8 operativamente collegati ad almeno uno tra il meccanismo di comando 4 ed il cursore 3 ed atti ad attivare il dispositivo sensore 12, quest’ultimo essendo sensibile alle variazioni di campo magnetico. Tra il dispositivo sensore 12 ed almeno uno tra il meccanismo di comando 4 ed il cursore 3 non sono quindi previsti mezzi di meccanici di collegamento.

Vantaggiosamente, i mezzi magnetici 8 comprendono almeno un elemento magnetico 9, trascinabile in movimento da almeno uno tra il meccanismo di comando 4 ed il cursore 3, ed il dispositivo sensore 12 è atto a rilevare la variazione del campo magnetico conseguente al movimento dell’elemento magnetico 9.

Preferibilmente, l’elemento magnetico 9 è costituito da un magnete permanente, ma non si escludono alternative forme di attuazione in cui esso sia costituito da un elettromagnete o simili, ed il dispositivo sensore 12 è del tipo ad effetto Hall.

Più particolarmente, l’elemento magnetico 9 è disposto mobile aU’intemo di una sede 10, ricavata in un supporto 11 realizzato in un materiale amagnetico permeabile al campo magnetico, ed il dispositivo sensore 12 è associato al supporto 11 da parte sostanzialmente opposta rispetto alla sede 10.

Più in dettaglio, la sede 10 è sagomata sostanzialmente cilindrica, con sezione circolare ed asse di simmetria orientato ortogonalmente alla direzione di scorrimento del cursore 3, e l’elemento magnetico 9 è mobile in rotazione attorno a tale asse di simmetria. Il dispositivo sensore 12 ad effetto Hall è quindi sensibile alla variazione del campo magnetico conseguente alla rotazione deH’elemento magnetico 9 attorno all’asse di simmetria della Sede 10.

Per la messa in rotazione dell’elemento magnetico 9, i mezzi magnetici 8 comprendono un alberino 13 sostanzialmente cilindrico inserito motabile sostanzialmente a misura nella sede 10.

L’alberino 13, disposto mobile aH’intemo della sede 10, è opportunamente realizzato in materiale amagnetico e supporta solidalmente in rotazione l’elemento magnetico 9.

Più in dettaglio, l’alberino 13 è provvisto di una prima estremità 13a, che fuoriesce dalla sede 10 ed è azionabile in rotazione dal moto di almeno uno tra il cursore 3 ed il meccanismo di comando 4, e di una seconda estremità 13b, che supporta l’elemento magnetico 9 all’interno della sede 10.

Utilmente, la prima estremità 13a è azionata dal moto del cursore 3 e, a tale scopo, comprende un pemetto eccentrico 14; a questo proposito si specifica che nella presente trattazione il termine eccentrico deve essere valutato con riferimento all’asse di rotazione dell’ alberino 13.

Come visibile nelle figure 2 e 3, il pemetto eccentrico 14 è impegnato in una corrispondente gola di trascinamento 15 che è ricavata nel cursore 3 e che permette di trascinare il pemetto eccentrico stesso durante lo scorrimento del cursore 3 nel corpo esterno della valvola 2.

A tale scopo il pemetto eccentrico 14 è disposto sostanzialmente trasversale alla direzione di scorrimento del cursore 3 ed è atto a trasformare tale scorrimento nella rotazione dell’alberino 13.

Il pemetto eccentrico 14 viene quindi portato in rotazione attorno all’asse di simmetria della sede 10 dallo spostamento lineare del cursore 3 e trascina nel suo moto di rotazione sia Γ alberino 13 che l’elemento magnetico 9.

Vantaggiosamente, il supporto 11 consiste in un corpo unico rigido, di forma sostanzialmente cilindrica a sezione circolare, che è provvisto di un primo lato Ila, su cui si apre la sede 10, e di un secondo lato llb, che è opposto al primo lato 1 la ed è chiuso.

La sede 10 è quindi ricavata nel supporto Il a partire dal primo lato 1 la e presenta un fondo cieco.

In prossimità del primo lato Ila il supporto Il e provvisto di mezzi di attacco al corpo esterno della valvola 2, non visibili in dettaglio in figura 1 . Per il corretto funzionamento della valvola 2 sono previsti mezzi di guarnizione 16, 17 interposti tra il suo corpo esterno ed il supporto 11.

Tali mezzi di guarnizione 16, 17, ad esempio, sono costituiti da un anello di tenuta 16 collocabile in una corrispondente scanalatura 17 ricavata sulla superficie laterale del supporto 11.

Il dispositivo sensore 12 comprende un involucro 18 di protezione ermetica in cui sono annegate le componenti elettroniche del sensore ad effetto Hall e da cui escono i cavi elettrici di collegamento alla centralina elettronica, non rappresentati per semplicità in figura 1.

L’involucro 18 ha forma sostanzialmente piastriforme ed è associabile al secondo lato 1 lb del supporto 9 tramite mezzi a vite 20.

In pratica, l’elemento magnetico 9 genera un campo magnetico in grado di attraversare il supporto 11 e l’involucro 18 per investire ed eccitare le componenti elettroniche del dispositivo sensore 12.

A tale scopo il supporto 11, così come ralberino 13, è realizzato in un materiale permeabile al campo magnetico, ad esempio alluminio.

Si è in pratica constatato come l’invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che l’apparato di comando secondo il trovato risulta essere caratterizzato da un funzionamento sicuro ed affidabile dovuto in particolare al collegamento di tipo magnetico tra il meccanismo di comando della macchina operatrice ed il dispositivo sensore collegato alla centralina elettrica della macchina operatrice stessa.

In particolare, l’assenza di un collegamento meccanico di qualsiasi tipo tra il cursore della valvola a fluido ed il dispositivo sensore consente di evitare il rischio di eventuali trafilamenti di olio verso il dispositivo sensore stesso e garantisce quindi un funzionamento più sicuro dell’apparato di comando e quindi della macchina operatrice.

Ancora, l’assenza di guarnizioni e di organi di tenuta direttamente montati sull’albero, o comunque sull’elemento collegato al meccanismo di comando ed atto ad eccitare il dispositivo sensore, consente all’albero stesso di muoversi più agevolmente all’interno della relativa sede e quindi una rilevazione più precisa ed efficace degli spostamenti del meccanismo di comando.

Il posizionamento del dispositivo sensore ad effetto Hall alP esterno del corpo della valvola a fluido e l’assenza di collegamenti meccanici con elementi interni alla valvola stessa, o più in generale con il meccanismo di comando della macchina operatrice, consente di agevolare sensibilmente le operazioni di manutenzione del dispositivo sensore stesso, riducendo di conseguenza i relativi costi ed i tempi di fermo macchina.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1) Apparato (1) di comando per valvole di frenatura per macchine operatrici o simili, comprendente una valvola (2) a fluido atta a comandare rimpianto di frenatura di una macchina operatrice e provvista di almeno un cursore (3) di comando per la distribuzione del fluido operatore, almeno un meccanismo di comando (4) di detto cursore (3) azionabile da un operatore, almeno un dispositivo sensore (12) atto a rilevare la posizione di almeno uno tra detto meccanismo di comando (4) e detto cursore (3), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi magnetici (8) operativamente collegati ad almeno imo tra detto meccanismo di comando (4) e detto cursore (3) ed atti ad attivare detto dispositivo sensore (12), quest’ultimo essendo sensibile alle variazioni di campo magnetico e non essendo previsti mezzi meccanici di collegamento di detto dispositivo sensore (12) ad almeno uno tra detto meccanismo di comando (4) e detto cursore (3).
2. 2) Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi magnetici (8) comprendono almeno un elemento magnetico (9) trascinabile in movimento da almeno uno tra detto cursore (3) e detto meccanismo di comando (4), detto dispositivo sensore (12) essendo atto a rilevare la variazione del campo magnetico conseguente al movimento di detto elemento magnetico (9).
3. 3) Apparato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo sensore (12) è del tipo ad effetto Hall.
4. 4) Apparato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto elemento magnetico (9) è disposto mobile all’ interno di una sede (10) ricavata in un supporto (11) permeabile al campo magnetico e dal fatto che detto dispositivo sensore (12) è associato a detto supporto (11) da parte sostanzialmente opposta rispetto a detta sede (10).
5. 5) Apparato (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta sede (10) è sostanzialmente cilindrica, detto elemento magnetico (9) essendo ruotatale attorno all’asse dì simmetria di detta sede (10).
6. 6) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi magnetici (8) comprendono almeno un alberino (13) sostanzialmente cilindrico inserito ruotabile in detta sede (10) sostanzialmente cilindrica e provvisto di una prima estremità (13a), che è azionabile in rotazione dal moto di almeno uno tra detto cursore (3) e detto meccanismo di comando (4), e di una seconda estremità (13b), che è associata a detto elemento magnetico (9).
7. 7) Apparato (1) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta prima estremità (13a) comprende almeno un pemetto eccentrico (14) impegnato in almeno ima corrispondente gola di trascinamento (15) di detto cursore (3).
8. 8) Apparato (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto pemetto eccentrico (14) è sostanzialmente trasversale alla direzione di scorrimento di detto cursore (3) ed atto a trasformare lo scorrimento di detto cursore (3) nella rotazione di detto alberino (13).
9. 9) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto (11) è ricavato in corpo unico rigido.
10. 10) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto (1 1) è provvisto di un primo lato (Ila), su cui si apre detta sede (10), e di un secondo lato (l lb), che è opposto al primo lato (1 la) ed è chiuso.
11. 11) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto (11) comprende mezzi di attacco a detta valvola (2) a fluido disposti in prossimità di detto primo lato (1 la).
12. 12) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di guarnizione (16, 17) interponibili tra detta valvola (2) a fluido e detto supporto (11).
13. 13) Apparato (1) secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di guarnizione (16, 17) comprendono almeno un anello di tenuta (16) collocabile in una scanalatura (17) ricavata sulla superficie laterale di detto supporto (11).
14. 14) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno uno tra detto supporto (11) e detto alberino (13) è realizzato in un materiale permeabile al campo magnetico, ad esempio alluminio.
15. 15) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo sensore (12) è associato a detto secondo lato (llb) del supporto (11).
16. 16) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo sensore (12) comprende almeno un involucro (18) di protezione ermetica associabile a detto supporto con mezzi a vite (20).
17. 17) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo sensore (12) è atto a comandare la trasmissione di potenza di detta macchina operatrice.
18. 18) Apparato (1) secondo ima o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto meccanismo di comando (4) è scelto dall’elenco comprendente: un pedale, una leva o simili.
19. 19) Apparato (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto meccanismo di comando (4) comprende almeno un pedale associato a detta valvola (2) a fluido sostanzialmente in prossimità dì un corpo di attacco (6) al pavimento della postazione di comando di detta macchina operatrice, detto dispositivo sensore (12) essendo associato a detta valvola (2) a fluido da parte sostanzialmente opposta di detto pedale (4) rispetto a detto corpo di attacco (6).
20. 20) Apparato secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che detto pedale (4) è mobile tra una posizione sollevata ed una posizione abbassata e detta valvola (2) a fluido comprende almeno una molla (7) di richiamo associata a detto cursore (3) ed atta a contrastare lo spostamento di detto pedale (4) verso la posizione abbassata.