IT201900005490A1 - PERFECTED DEVICE FOR THE SPEED REDUCTION OF HYDRAULIC MOTOR VEHICLES - Google Patents
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Description
DISPOSITIVO PERFEZIONATO PER LA RIDUZIONE DI VELOCITÀ DEI VEICOLI A MOTORE IDRAULICO PERFECTED DEVICE FOR THE SPEED REDUCTION OF HYDRAULIC MOTOR VEHICLES
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo perfezionato per la riduzione di velocità dei veicoli a motore idraulico. The present invention relates to an improved device for reducing the speed of vehicles with a hydraulic motor.
Come noto, una trasmissione idrostatica trasmette potenza tramite l'impiego di un fluido in pressione, tipicamente olio idraulico, ed è essenzialmente costituita da una pompa idraulica che alimenta uno o più motori idraulici, e da un sistema di regolazione della portata e del senso di mandata della pompa. As is known, a hydrostatic transmission transmits power through the use of a pressurized fluid, typically hydraulic oil, and is essentially constituted by a hydraulic pump that powers one or more hydraulic motors, and by a flow rate and direction control system. pump delivery.
Questi elementi sono normalmente collocati all'interno di un circuito idraulico chiuso, nel quale trovano generalmente sede anche altri componenti come serbatoi, valvole di sicurezza, valvole di ritegno, etc. These elements are normally placed inside a closed hydraulic circuit, in which other components are generally located, such as tanks, safety valves, check valves, etc.
La pompa idraulica ha la funzione di convertire la potenza meccanica, proveniente da un motore a combustione interna o elettrico, in potenza idraulica del fluido, mentre i motori idraulici ricevendo il fluido in pressione, hanno la funzione di trasformare a loro volta la potenza idraulica nuovamente in potenza meccanica, ad esempio per movimentare le ruote motrici di un veicolo. The hydraulic pump has the function of converting the mechanical power, coming from an internal combustion or electric engine, into hydraulic power of the fluid, while the hydraulic motors, receiving the fluid under pressure, have the function of transforming the hydraulic power again. in mechanical power, for example to move the driving wheels of a vehicle.
In altri termini la pompa è in grado di generare pressione e portata di fluido, ed i motori idraulici generano coppia motrice e quindi velocità di rotazione, che nei veicoli si traduce in velocità di marcia. In other words, the pump is able to generate pressure and flow rate of fluid, and the hydraulic motors generate torque and therefore rotation speed, which in vehicles translates into travel speed.
In numerose applicazioni vengono impiegati una pompa idraulica a cilindrata variabile e motori idraulici a cilindrata fissa. A variable displacement hydraulic pump and fixed displacement hydraulic motors are used in many applications.
La portata della pompa idraulica è proporzionale alla sua cilindrata e influenza direttamente la velocità di rotazione dei motori idraulici, e quindi la velocità di spostamento del veicolo su cui tali motori sono montati. The flow rate of the hydraulic pump is proportional to its displacement and directly affects the speed of rotation of the hydraulic motors, and therefore the speed of movement of the vehicle on which these motors are mounted.
La cilindrata e la portata della pompa idraulica sono generalmente controllabili tramite una coppia di pedali, o di leve, attraverso le quali si definisce anche il senso di mandata della pompa e, di conseguenza, il senso di marcia del veicolo. The displacement and the flow rate of the hydraulic pump can generally be controlled by means of a pair of pedals, or levers, through which the pump delivery direction is also defined and, consequently, the direction of travel of the vehicle.
In pratica quindi, se un pedale di comando viene premuto completamente, il veicolo si muove alla massima velocità e sui motori idraulici è disponibile la massima potenza. In practice, therefore, if a control pedal is fully depressed, the vehicle moves at maximum speed and maximum power is available on the hydraulic motors.
Invece, se il pedale di comando viene premuto parzialmente, il veicolo si muove a una velocità inferiore a quella massima per esso prevista, ed anche la potenza disponibile sui motori idraulici è inferiore a quella massima. On the other hand, if the control pedal is partially depressed, the vehicle moves at a speed lower than the maximum speed foreseen for it, and the power available on the hydraulic motors is also lower than the maximum one.
Queste soluzioni non permettono tuttavia ai motori idraulici di erogare la massima potenza con una velocità di rotazione, e quindi di avanzamento/arretramento del veicolo, inferiore a quella massima. However, these solutions do not allow the hydraulic motors to deliver maximum power with a speed of rotation, and therefore of forward / backward movement of the vehicle, lower than the maximum one.
Questo costituisce un grosso svantaggio in quanto il veicolo non riesce ad avanzare a basse velocità e usufruire contemporaneamente della massima potenza, ad esempio nel caso in cui debba affrontare una salita. This is a major disadvantage as the vehicle is unable to advance at low speeds and simultaneously use maximum power, for example in the event that it has to tackle a hill.
Inoltre se nelle operazioni di lavoro sorge l'esigenza di spostare il veicolo ad una velocità inferiore a quella massima, l'operatore deve dosare continuamente la pressione sui pedali, in modo da regolare la velocità del veicolo. Furthermore, if the need arises during the work operations to move the vehicle at a speed lower than the maximum speed, the operator must continuously dose the pressure on the pedals, in order to regulate the speed of the vehicle.
Compito della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo perfezionato per la riduzione di velocità dei veicoli a motore idraulico che superi gli inconvenienti della tecnica nota citata. The aim of the present invention is to provide an improved device for reducing the speed of hydraulic motor vehicles which overcomes the drawbacks of the cited known art.
Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare un dispositivo che in una particolare condizione operativa consenta ad un veicolo a trasmissione idrostatica di muoversi a basse velocità e contemporaneamente di usufruire della massima potenza erogabile dai motori idraulici che lo movimentano. Within the scope of the above aim, a particular object of the invention is to provide a device which in a particular operating condition allows a vehicle with hydrostatic transmission to move at low speeds and at the same time to take advantage of the maximum power that can be supplied by the hydraulic motors which move.
Altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo che nella particolare condizione operativa sopra menzionata consenta di spostare il veicolo ad una velocità inferiore a quella massima, indipendentemente dall'esperienza e dall'abilità dell'operatore. Another object of the invention is to provide a device which in the particular operating condition mentioned above allows the vehicle to be moved at a speed lower than the maximum speed, regardless of the experience and skill of the operator.
Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo in cui sia possibile scegliere selettivamente se il veicolo debba operare nella particolare condizione operativa sopra citata, o in una condizione operativa che può essere definita normale. Another object of the invention is to provide a device in which it is possible to selectively choose whether the vehicle is to operate in the particular operating condition mentioned above, or in an operating condition that can be defined as normal.
Altro scopo ancora dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo in cui il passaggio da una condizione operativa all'altra sia semplice ed agevole. Yet another object of the invention is to provide a device in which the transition from one operating condition to another is simple and easy.
Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo che sia sicuro ed affidabile. Not least object of the invention is to provide a device which is safe and reliable.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un dispositivo perfezionato per la riduzione di velocità dei veicoli a motore idraulico, comprendente almeno una pompa idraulica connessa ad uno o più motori idraulici e ad un regolatore idraulico della portata e del senso di mandata, detta pompa idraulica essendo provvista di un dispositivo di variazione della cilindrata azionato da un pistone di comando, detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di fine corsa atti a limitare selettivamente la corsa massima di detto pistone di comando in modo tale da definire una prima condizione operativa, in cui la corsa di detto pistone di comando è massima e la cilindrata di detta pompa idraulica può variare sostanzialmente fino al suo valore massimo nominale, ed almeno una seconda condizione operativa, in cui la corsa di detto pistone di comando è ridotta e la cilindrata di detta pompa idraulica può variare fino ad un valore prefissato. The aforementioned aim, as well as the aforementioned objects and others which will become clearer hereinafter, are achieved by an improved device for reducing the speed of hydraulic motor vehicles, comprising at least one hydraulic pump connected to one or more hydraulic motors and to a regulator. flow rate and direction of delivery, said hydraulic pump being provided with a device for varying the displacement operated by a control piston, said device being characterized by the fact that it comprises end stroke means adapted to selectively limit the maximum stroke of said piston control so as to define a first operating condition, in which the stroke of said control piston is maximum and the displacement of said hydraulic pump can vary substantially up to its maximum nominal value, and at least a second operating condition, in which the stroke of said control piston is reduced and the displacement of said hydraulic pump can vary air up to a predetermined value.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of a device according to the invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings in which:
- la figura 1 è una vista schematica di un dispositivo secondo l'invenzione, - figure 1 is a schematic view of a device according to the invention,
- la figura 2 è una vista schematica di un veicolo equipaggiato con il dispositivo secondo l'invenzione. Figure 2 is a schematic view of a vehicle equipped with the device according to the invention.
Con riferimento alle citate figure, un dispositivo perfezionato per la riduzione di velocità dei veicoli a motore idraulico, è indicato nel suo complesso con il numero di riferimento 1. With reference to the aforementioned figures, an improved device for reducing the speed of hydraulic motor vehicles is indicated as a whole with the reference number 1.
Nell'esempio illustrato, il dispositivo 1 è installato su un veicolo 100, costituito nella fattispecie da una spazzatrice, che comprende un corpo-macchina con almeno una ruota direzionale 101 e ruote motrici 102. In the illustrated example, the device 1 is installed on a vehicle 100, consisting in this case of a sweeper, which comprises a machine body with at least one directional wheel 101 and drive wheels 102.
Risulterà tuttavia evidente alla persona esperta del ramo che il dispositivo oggetto della presente invenzione è applicabile a qualunque veicolo a trasmissione idrostatica. However, it will be evident to those skilled in the art that the device object of the present invention is applicable to any hydrostatic transmission vehicle.
Il dispositivo 1 comprende una pompa idraulica 2 azionata da un motore di tipo endotermico o elettrico, la quale alimenta uno o più motori idraulici 3 a cilindrata fissa. The device 1 comprises a hydraulic pump 2 driven by an endothermic or electric motor, which powers one or more fixed displacement hydraulic motors 3.
Nella fattispecie, sono presenti due motori idraulici 3, uno per ciascuna ruota motrice 102. In this case, there are two hydraulic motors 3, one for each driving wheel 102.
Opportunamente, la pompa idraulica 2 è connessa ad un regolatore idraulico 4 che consente di variarne la portata e il senso di mandata. Conveniently, the hydraulic pump 2 is connected to a hydraulic regulator 4 which allows its flow rate and direction of delivery to be varied.
Preferibilmente, il regolatore idraulico 4 è comandato tramite una coppia di leve di comando a pedale 6a e 6b, note anche con il nome di “pedipolatori”, attraverso le quali è possibile regolare sia il senso di marcia del veicolo 100, sia la velocità di marcia di quest'ultimo. Preferably, the hydraulic regulator 4 is controlled by means of a pair of pedal control levers 6a and 6b, also known as "pedipulators", through which it is possible to regulate both the direction of travel of the vehicle 100 and the speed of march of the latter.
Vantaggiosamente, la pompa idraulica 2 è provvista di un dispositivo di variazione della cilindrata, di per sé noto, il quale è azionato da un pistone di comando 5. Advantageously, the hydraulic pump 2 is provided with a displacement variation device, known per se, which is operated by a control piston 5.
In pratica, la posizione del pistone di comando 5 determina la cilindrata della pompa idraulica 2. In practice, the position of the control piston 5 determines the displacement of the hydraulic pump 2.
Secondo la presente invenzione, il dispositivo 1 comprende mezzi di fine corsa 10 predisposti per limitare selettivamente la corsa massima del pistone di comando 5 in modo tale da definire una prima condizione operativa, in cui la corsa del pistone di comando 5 è massima e la cilindrata della pompa idraulica 2 può variare sostanzialmente fino al suo valore massimo nominale, ed almeno una seconda condizione operativa, in cui la corsa del pistone di comando 5 è ridotta e la cilindrata della pompa idraulica 2 può variare fino ad un valore prefissato. According to the present invention, the device 1 comprises end-of-stroke means 10 arranged to selectively limit the maximum stroke of the control piston 5 in such a way as to define a first operating condition, in which the stroke of the control piston 5 is maximum and the displacement of the hydraulic pump 2 can vary substantially up to its maximum nominal value, and at least a second operating condition, in which the stroke of the control piston 5 is reduced and the displacement of the hydraulic pump 2 can vary up to a predetermined value.
Più in dettaglio, i mezzi di fine corsa 10 comprendono almeno un perno di arresto 11 azionato da un attuatore 12, costituito preferibilmente da un pistone 13 scorrevole in un cilindro 14. More in detail, the end-of-stroke means 10 comprise at least one stop pin 11 operated by an actuator 12, preferably consisting of a piston 13 sliding in a cylinder 14.
Nella fattispecie, il perno di arresto 11 sporge dal pistone 13 ed è disposto in modo tale da aggettare nella camera di scorrimento del pistone di comando 5. In this case, the stop pin 11 protrudes from the piston 13 and is arranged in such a way as to project into the sliding chamber of the control piston 5.
Preferibilmente, il perno di arresto 11 è disposto coassialmente al pistone di comando 5 ed è montato in modo scorrevole in un alloggiamento realizzato su una parete di fondo della camera di scorrimento dello stesso pistone di comando 5. Preferably, the stop pin 11 is arranged coaxially to the control piston 5 and is mounted in a sliding manner in a housing made on a bottom wall of the sliding chamber of the control piston 5 itself.
In pratica, nella seconda condizione operativa, il perno di arresto 11 va a definire con la sua estremità libera una superficie di riscontro per il pistone di comando 5. In practice, in the second operating condition, the stop pin 11 defines with its free end a contact surface for the control piston 5.
Opportunamente, l'attuatore 12 è controllato attraverso una valvola 15, preferibilmente un'elettrovalvola, la quale può essere comandata tramite un pulsante di abilitazione 16 remoto. Conveniently, the actuator 12 is controlled through a valve 15, preferably a solenoid valve, which can be controlled by means of a remote enabling button 16.
Nella fattispecie, il pulsante di abilitazione 16 è posto sulla plancia di comando del veicolo 100, esternamente ad una leva di manovra 104. In this case, the enabling button 16 is located on the control panel of the vehicle 100, externally to a maneuvering lever 104.
Il funzionamento del dispositivo perfezionato per la riduzione di velocità dei veicoli a motore idraulico secondo il trovato è il seguente. The operation of the improved device for reducing the speed of hydraulic motor vehicles according to the invention is as follows.
Supponendo, ad esempio, che il dispositivo 1 si trovi inizialmente nella prima condizione operativa, che potremmo anche definire funzionamento a velocità normale, il perno di arresto 11 è retratto e non sporge nella camera di scorrimento del pistone di comando 5, così da consentire a quest'ultimo la massima corsa. Assuming, for example, that the device 1 is initially in the first operating condition, which we could also define operation at normal speed, the stop pin 11 is retracted and does not protrude into the sliding chamber of the control piston 5, so as to allow the latter the maximum stroke.
In questa condizione operativa la cilindrata della pompa idraulica 2, e di conseguenza la sua portata, può variare sostanzialmente fino al suo valore massimo nominale. In this operating condition, the displacement of the hydraulic pump 2, and consequently its flow rate, can vary substantially up to its maximum nominal value.
La cilindrata e la portata della pompa idraulica 2 sono comunque proporzionali alla pressione esercitata sulle leve di comando a pedale 6a, 6b, attraverso le quali si definisce anche il senso di mandata e, di conseguenza, il senso di marcia del veicolo 100. The displacement and the flow rate of the hydraulic pump 2 are in any case proportional to the pressure exerted on the pedal control levers 6a, 6b, through which the direction of delivery is also defined and, consequently, the direction of travel of the vehicle 100.
La velocità di marcia del veicolo 100 dipende invece dalla velocità di rotazione di ciascun motore idraulico 3, che è proporzionale alla cilindrata della pompa idraulica 2, ovvero alla sua portata. The running speed of the vehicle 100 instead depends on the rotation speed of each hydraulic motor 3, which is proportional to the displacement of the hydraulic pump 2, that is to its flow rate.
In pratica quindi, se una delle due leve di comando a pedale 6a, 6b, viene premuta completamente, il veicolo 100 si muove alla massima velocità e sui motori idraulici 3, che azionano le ruote motrici 102, è disponibile la massima potenza. In practice, therefore, if one of the two pedal control levers 6a, 6b is fully pressed, the vehicle 100 moves at maximum speed and maximum power is available on the hydraulic motors 3, which drive the drive wheels 102.
Invece, se una delle due leve di comando a pedale 6a, 6b viene premuta parzialmente, il veicolo 100 si muove a una velocità inferiore a quella massima per esso prevista e anche la potenza disponibile sui motori idraulici 3 è inferiore a quella massima nominale. On the other hand, if one of the two pedal control levers 6a, 6b is partially pressed, the vehicle 100 moves at a speed lower than the maximum speed foreseen for it and also the power available on the hydraulic motors 3 is lower than the maximum nominal one.
Agendo sul pulsante di abilitazione 16 è possibile portare il dispositivo 1 nella seconda condizione operativa, che potremmo anche definire funzionamento a velocità ridotta. By acting on the enabling button 16 it is possible to bring the device 1 into the second operating condition, which we could also define operation at reduced speed.
Quando il pulsante di abilitazione 16 viene premuto, eccita la bobina della valvola 15 che si apre provocando lo scorrimento del pistone 13 nel cilindro 14. When the enabling button 16 is pressed, it energizes the coil of the valve 15 which opens causing the piston 13 to slide in the cylinder 14.
Per effetto del movimento del pistone 13, il perno di arresto 11 va a sporgere nella camera di scorrimento del pistone di comando 5 e rimane fisso in quella posizione fino a quando la valvola 15 rimane aperta. By effect of the movement of the piston 13, the stop pin 11 protrudes into the sliding chamber of the control piston 5 and remains fixed in that position as long as the valve 15 remains open.
Il perno di arresto 11 va quindi a limitare la corsa del pistone di comando 5. The stop pin 11 therefore limits the stroke of the control piston 5.
La cilindrata e la portata della pompa idraulica 2 potranno pertanto variare solo fino ad un valore prefissato, inferiore al valore massimo nominale. The displacement and the flow rate of the hydraulic pump 2 can therefore vary only up to a predetermined value, lower than the maximum nominal value.
Anche premendo completamente una delle due leve di comando a pedale 6a, 6b, il pistone di comando 5, andandosi ad appoggiare alla superficie di riscontro definita dal perno di arresto 11, consente di avere tutta la pressione disponibile ai motori idraulici 3, ma con una portata d'olio ridotta. Even by completely pressing one of the two pedal control levers 6a, 6b, the control piston 5, going to rest on the abutment surface defined by the stop pin 11, allows to have all the pressure available to the hydraulic motors 3, but with a reduced oil flow.
I motori idraulici 3 sono pertanto in grado di erogare la massima potenza con una velocità di rotazione ridotta. The hydraulic motors 3 are therefore capable of delivering maximum power with a reduced rotation speed.
In altri termini, quando si utilizza il dispositivo 1 nella seconda condizione operativa, anche premendo una delle due leve di comando a pedale 6a, 6b fino a finecorsa, il veicolo 100 marcia ad una velocità ridotta, ma con tutta la potenza disponibile. In other words, when the device 1 is used in the second operating condition, even by pressing one of the two pedal control levers 6a, 6b to the limit switch, the vehicle 100 runs at a reduced speed, but with all the power available.
Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un dispositivo perfezionato per la riduzione di velocità dei veicoli a motore idraulico che consente ad un veicolo a trasmissione idrostatica di muoversi a basse velocità e contemporaneamente di usufruire della massima potenza erogabile dai motori idraulici che lo movimentano. In practice it has been found that the invention achieves the intended aim and objects, having realized an improved device for reducing the speed of hydraulic motor vehicles which allows a hydrostatic transmission vehicle to move at low speeds and at the same time to take advantage of the maximum speed. power that can be supplied by the hydraulic motors that move it.
Il dispositivo secondo il presente trovato offre inoltre altri vantaggi rispetto ai sistemi noti finora. The device according to the present invention also offers other advantages with respect to the systems known up to now.
Infatti, il presente dispositivo permette anche di spostare un veicolo ad una velocità inferiore a quella massima, indipendentemente dall'esperienza e dall'abilità dell'operatore. In fact, the present device also allows a vehicle to be moved at a speed lower than the maximum speed, regardless of the experience and skill of the operator.
Il presente dispositivo permette inoltre di scegliere se il veicolo debba funzionare a velocità ridotta o normale. This device also allows you to choose whether the vehicle should run at reduced or normal speed.
Un altro importante vantaggio del presente dispositivo riguarda il fatto che il passaggio da una condizione operativa all'altra è molto semplice ed agevole. Another important advantage of the present device relates to the fact that the transition from one operating condition to another is very simple and easy.
Il presente dispositivo risulta inoltre sicuro ed affidabile. This device is also safe and reliable.
Il dispositivo perfezionato per la riduzione di velocità dei veicoli a motore idraulico secondo l'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti. The improved device for reducing the speed of hydraulic motor vehicles according to the invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by technically equivalent elements.
Naturalmente, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. Naturally, the materials used, as well as the dimensions and shapes, may be any according to the requirements and the state of the art.
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