IT9019938A1 - Circuito di comando per un sollevatore meccanico azionato idraulicamente con una pompa a portata variabile - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un circuito di comando per un sollevatore meccanico azionato idraulicamente con una pompa a portata variabile secondo il concetto principale della rivendica? ione 1.

E’ già noto un circuita di comando per un elevatore meccanico azionato idraulicamente con una pompa a portata variabile che presenta una valvola di intercettazione che può essere sbloccata almeno per movimenti di abbassamento dell’elevatore meccanico, una conduttura di segnalazione del carico che porta la pressione di carica e un dispositivo di comando che apre e chiude la valvola di intercettazione e regola il -flusso volumetrico proveniente da una conduttura della pompa in una conduttura di lavoro che porta all’elevatore meccanico o rispettivamente dall’elevatore meccanico in una conduttura di serbatoio che porta ad un serbatoio.

In un circuito di comando di questo tipo, è prevista una valvola servocomandata che con uno spigolo pilota aziona una valvola di intercettazione o rispettivamente un blocco di sbarramento, con uno spigolo pilota aziona una parte costruttiva idraulica che commuta una pompa a portata variabile che alimenta un sistema idrau-1 ico in differenti stati di esercizio, con uno spigola pilota con super-Ficie di apertura variabile regola un Flusso di portata della pompa tra una conduttura della pompa e una conduttura dell’utenza che porta al sollevatore meccanico e nella quale è disposto il blocco di sbarramento, e con un ulteriore spigolo pilota con superficie di apertura variabile regola un -Flusso di serbatoio tra la conduttura dell’utenza e una conduttura di serbatoio.

Questo circuito di comando comune era necessar1o per un sistema idraulico alimentato da una pompa a portata costante perchè in sistemi idraulici di questa tipo nella posizione neutra della servovalvola la pompa a portata costante doveva venire disinserita e il blocco di sbarramento chiuso per evitare un elevato spreco di potenza. Questo circuito di comando viene impiegato anche per sistemi idraulici che, per diminuire lo spreco di potenza, vengono azionati in maniera crescente con pompe a portata variabile.

Per le -Funzioni di commutazione e di regolazione della portata volumetrica della servovalvola, dall’inevitabile intreccio di -Funzioni di commutazione B -Funzioni di regolazione del -Flusso volumetrico ne derivano notevoli svantaggi in quanta la dinamica e la precisione del circuito di comando sono limitate. A causa di ciò ne risulta una ridotta qualità del comportamento di ri— sposta del circuito di comando perchè al collegamento della conduttura dell’utenza che porta all’utenza o rispettivamente al sollevatore meccanico può solo aver luogo un accumulo graduale di pressione nella conduttura d'utenza.

Per la soluzione del problema di perfezionare ulteriormente il circuito di comando in modo tale che, con una struttura semplice e una -Fabbricabi1ità economica, venga migliorato il comportamento di risposta del sollevatore meccanico, nella più vecchia domanda di brevetto P—37.33-679.7—14 viene proposto un circuito di comando conforme al preambolo della rivendicazione 1.

L’impiego di Lina pompa a portata variabile in combinazione con la conformazione proposta del dispositivo di comando permette di -Far sì che le -funzioni di commutazione del circuito di comando possano venire separate dalle funzioni di regolazione della portata volumetrica. Il circuito di comando apre pertanto possibilità dì reagire differentemente a differenti esigenze di esercizio richieste al sollevatore meccanico. Se si richiedono precisione e velocità di reazione, la pompa a portata variabile viene fatta funzionare nel modo "loadsensing" (percezione carico) e il blocco di sbarramento rimane aperto. In fasi di funzionamento con esigenze più scarse, per esempio durante il viaggio sotto carico di un veicolo equipaggiato di un sollevatore meccanico ad azionamento idraulico, la pompa di regolazione, mediante collegamento della conduttura di segnalazione carico ad un serbatoio, può venire commutata nel -Funzionamento di "standby" (attesa) , mentre il blocco di sbarramento viene chiuso automaticernente e con ciò il carico viene assicurato. Poiché la pompa a portata variabile è sempre commutata sulla pressione di carico prima che il blocco di sbarramento si apra, anche ad una elevata pressione di carico si può evitare un comando anticipato del blocco di sbarramento. Cioè, il blocco di sbarramento può venire configurato dal punto di vista costruttivo molto meno costoso, mentre in aggiunta diverse condutture di comando idraulico e elementi del comando idraulico del circuito di comando comune non sono più necessari. La combinazione del -Funzionamento "loadsensing" con l’azionamento del blocco di sbarramento non provvisto di un comando anticipato offre un -funzionamento di sicurezza per sistemi idraulici pilotati e regolati con un carico di massa. Poiché il livello della pressione di pilotaggio è basso in confronto con la pressione di carico, l’abbassamento di un grande carico può sempre effettuarsi solo dalla posizione neutra della servovalvola. La caduta improvvisa di un grande carico all’avviamento è cosi esclusa anche quando la servovalvola per motivi di qualunque genere rimane o rimaneva per difetto nella sua posizione di abbassamento. A questo proposito è possibile eseguire la regolazione del flusso volumetrico mediante la servovalvola e la funzione di commutazione, tramite cui viene messo in atto lo sblocco della valvola di intercettaz ione e rispettivamente del blocco di sbarramento, con l'aiuto di un’unica pressione di comando, dove preferenz ia1mente una parte del campo di comando della pressione di comando viene riservata per la funzione di commutazione e la superficie di comando del membro di regolazione del pistone di azionamento della valvola di intercettaz ione è maggiore di quella del membro di regolazione della servova1vo1a .

Con il circuita di comando conforme alla più vecchia domanda di brevetto P-37.33.679.7-14 , solo mediante una armonizzaz ione ottimizzata della caratteristica di comando della servovalvola da una parte e dell'unità di regolazione 30 dall’altra parte con la valvola di intercettazione si riesce, al momento del disinserimento delia pressione di comando nella posizione neutra C della servovalvola, a confinare reazioni nella conduttura di lavoro a valle della valvola di intercettazione.

La presente invenzione si pone pertanto come obbiettivo l’ulteriore sviluppo della soluzione proposta conforme alla più vecchia domanda di brevetto P~ 37.33.679.7-14 fino al punto che all'inserimento e disi nserimento della pressione di comando dalla posizione neutra C della servovalvola vengano impedite reazioni nella conduttura di lavora e valle della valvola di intercettazione. A questo proposito contemporaneamente bisogna provvedere in modo affidabile affinchè le precauzioni circuitali previste a questo scopo non abbiano alcuna influenza di nessun genere sul modo di funzionamento della valvola di intercettazione quando la servovalvola attraversa la posizione-neutra suddetta.

Questo problema viene risolto conformemente all’invenzione mediante i caratteri distintivi della parte caratterizzante della rivendicazione 1.

Conformemente all’invenzione, nella zona dell’unità di regolazione è. previsto un membro di regolazione aggiuntivo che si oppone al membro di regolazione alimentato dalla conduttura di comando comune. Questo membro di regolazione aggiuntivo viene alimentato, attraverso una conduttura di comando in diramazione con due strozzature col legate in serie, dalla pressione di comando comune. Tra le due strozzature si dirama una conduttura di scarico che porta al serbatoio, che nella posizione neutra o rispettivamente nella posizione centrale della servovalvola viene chiusa. Nelle altre due posizioni di commutazione della servovalvo la, il membro di regolazione aggiuntivo s-Foga il suo carico verso il serbatoio attraverso le due strozzature, mentre nella posizione neutra della servovalvola tramite le due strozzature collegate in serie avviene una compensazione di pressione tra i due membri di regolazione dell’unità di regolazione 30. Quando la servovalvola rimane così per un tempo prolungato nella posizione neutra, la molla di ritorno della valvola di intercettazione può portare il rispettivo elemento di valvola nella sede con una velocità di posizionamento che.è. stabilita mediante le due strozzature nella conduttura di comando in diramazione. In questo modo, mediante un disinserimento brusco della pressione di pilotaggio nella conduttura di comando comune è passibile portare l’intera unità nello stato disinserito senza che si presentino reazioni di pressione nella conduttura di lavoro a valle della valvola di intercettazione, cioè senza che da questa conduttura di lavoro possa sfuggire olio verso il serbatoio- D’altra parte le precauzioni circuitali provvedono a che nel passaggio veloce della servovalvola attraverso la posizione neutra l’elemento di valvola della valvola dì intercet tazione rimanga sollevato, poiché attraverso le due strozzature collegate in serie avviene uno smorzamento dell’accumulo di pressione. La conduttura di segnalazione del carico rimane cosi sempre sulla pressione di carico anche in un passaggio veloce attraverso la posizione neutra.

Una riduzione ulteriore del costo tecnico dei circuiti e dei dispositivi si ottiene con il perfezionamento conforme alla rivendicazione 2, dove il cassetto della servovalvola viene utilizzato per chiudere la conduttura di comando in diramazione nella posizione neutra della servovalvola e nelle due altre posizioni di commutazione -farne sfogare il carico verso il serbatoio.

Nel seguito l’invenzione viene illustrata con maggior precisione in base ad un esempio di esecuzione con ri-ferimento al disegno, che mostra uno schema a blocchi del circuito di comando.

Il circuito di comando rappr esentato in -figura 1 serve per il pilotaggio di un sollevatore meccanico ad azionamento idraulico non rappresentata al quale porta una conduttura dell’utenza Z.

Il circuito di comando presenta una servovalvola 4/3 10 che ha collegamenti ad una conduttura della pompa P, che viene alimentata da una pompa a portata variabile non rappresentata, ad una conduttura di serbatoio T, che porta ad un serbatoio non rappresentato, e ad una conduttura di lavoro A, che porta attraverso un blocco di sbarramento 20 alla conduttura dell’utenza Z, e possiede una conduttura di sfogo del carica 62, che viene descritta con maggior precisione nel seguito, e per cui si usa uno spigolo di comando aggiuntivo 41.

Alla conduttura di lavoro A porta una conduttura di segnalazione carico che, nella posizione di commutazione iniziale della servovalvola 4/3 10, stoga la pressione nel serbatoio attraverso lo spigolo pilota A-T della stessa e fornisce un segnale di indicazione ad un blocco di comando non rappresentato per la pompa a portata variabile non appena in essa si verifica un accumulo di pressione. La pompa a portata variabile conformemente a ciò, in presenza del segnale di comunicazione, cioè quando la pressione di segnalazione carico supera un valore di soglia, viene messa nel funzionamento "loadsensing" e in mancanza del segnale di comunicazione, cioè nel caso di una pressione al di sotto del valore di soglia, viene fatta funzionare nello stato di attesa.

La servovalvola 4/3 10 viene messa in tensione preliminare mediante una molla 11 nella sua posizione di commutazione iniziale B e mediante una applicazione di pressione pilota di un membro di regolazione 12 che lavora contro la forza della molla può essere spostata contro la forza della molla in ulteriori posizioni C e 0.

Il blocca di sbarramento 20 è disposto tra la conduttura di lavora A e? la conduttura dell'utenza Z. Esso presenta un elemento a valvola 21 che mediante una molla 22 viene premuta, per sbarrare la conduttura dell’utenza Z, contro la conduttura di lavoro A contro una sede vaivo la 23.

Per sbloccare il blocco di sbarramento 20, si usa una unità di regolazione 30 che presenta una punteria di regolazione 31 e nella posizione mostrata è tenuta da un membro di regolazione 42 in una posizione nella quale la punteria di regolazione 31 non in-fluisce per quanta riguarda la suppor tazione sull'elemento di valvola 21. La molla 22 provvede affinchè in caso di compensazione di pressione sui due lati dell'unità di regolazione 30 quest’ultima assuma la posizione mostrata. Sul lato contrapposto all’organo di regolazione 42 dell'unità di regolazione 30, questa è provvista di un membro di regolazione 33 applicando pressione pilota al quale l’unità di regolazione può essere spostata contro la -Forza della pressione agente sull’unità di regolazione 42 e contro la -Forza della molla 22 e con ciò la punteria di regolazione 31 può essere spostata per sbloccare il blocco di sbarramento 20.

I due membri di regolazione 12 e 33 sono collegati ad una conduttura di pressione pilota comune 35 e sono caricati mediante la stessa pressione di pilotaggio La superficie di comando del membro di regolazione della servovalvola 4/3 IO è minore di quella del membro di regolazione 33 dell'unità di regolazione 30.

Dalla conduttura comune della pressione di comando 35 si ramifica una conduttura di comanda in diramazione 60 che porta ad un membro di regolazione aggiuntivo, definito con 42, dell’unità di regolazione 30. Il membro di regolazione 42 è disposto sul lato dell’unità di regolazione 30 rivolto dalla parte opposta rispetto al membro di regolazione 33, cioè su quel lato di cornando sul quale agisce la punteria di regolazione 31 con la quale è possibile sollevare, contro la forza della molla 22, il corpo valvola 21 della valvola di intercettazione 20 dalla sede. Nella conduttura di comando in diramazione 60 sono disposte in serie due strozzature 43 e 44. Tra le strozzature 43 e 44 si dirama una conduttura di sfogo della pressione 62, che porta ad uno spigolo di comando 41 della servovalvola 4/3 IO.

Dalla Figura si riconosce che nelle posizioni di commutazione B e D della servovalvola 10 avviene uno sfogo del carico della conduttura 62 verso il serbatoio T, e che invece nella posizione di commutazione C, cioè nella posizione neutra della servovalvola 10, la conduttura di sfogo del carico 62 è chiusa. In questo modo si ottiene il seguente modo di azione del circuito di co— mando:

Nella sua posizione di partenza B, la servovalvola 4/3 10 apre la conduttura di lavoro A, che è sbarrata dalla conduttura di utenza 1 attraverso il blocco di sbarramento 20, e in questo modo la conduttura di segnalazione del carico Χls verso la conduttura di serbatoio T. La conduttura di segnalazione del carico Xls è decompressa, il blocco di comando della pompa a portata variabile non contiene alcun segnale di comunicazione, per cui la pompa a portata variabile lavora nel -funzionamento di attesa ( "standby"). La posizione di commutazione di partenza B della servovalvola 4/3 10 viene mantenuta mediante la molla 11 -Fino a che la conduttura della pressione di comando 35 non contiene pressione. Il blocca di sbarramento 20 rimane chiuso per azione della molla 22

Non appena nella conduttura pilota 35 si accumula una pressione pilota X2, questa agisce sul membro di regolazione 33 dell’unita di regolazione 30 e sul membro di regolazione 12 della servovalvola 4/3 10. Poiché la conduttura di s-fogo del carico 62 è aperta verso il serbatoio, nel membro di regolazione 42 non si accumula pressione, per cui la unità di regolazione 30 viene spostata .

La pressione pilota X2 cresce molto velocemente ulter iormente -Fino ad un livello neutro mentre la servovalvola 4/3 10 essendo il suo membro di regolazione 12 caricato dalla pressione pilota X2 viene mantenuta nella sua posizione di sbarramento C contro la -Forza della molla 11. Per evitare che la servovalvola 4/3 10 dopo aver superato il livello di pressione di commutazione che -Fa partire il procedimento di sblocco del blocco di sbarramento 20 e prima del raggiungimento del livello neutro nel quale essa assume la sua posizione di sbarramento C rimanga troppo a lungo nella posizione di commutazione iniziale B, l’aumento della pressione pilota X2 al livello neutro avviene con una elevata velocità. Dopo che la pressione pilota Χ2 ha raggiunto il livello neutro, la servovalvola 4/3 10 mediante una riduzione della pressione pilota X= al di sotto del livello neutra, operazione nella quale il limite inferiore di questa riduzione è predeterminato dal livello della pressione di commutazione, può venire impiegata nella sua posizione di commutazione iniziale B, che a blocco di sbarramento 20 aperto è la posizione di abbassamento e nella quale essa viene spinta mediante la molla 11, per la regolazione del -Flusso volumetrico dalla conduttura dell'utenza 2 verso la conduttura di serbatoio T in -Funzione della pressione pilota X2.

Mediante un aumento della pressione pilota X2 oltre il livello di neutralità, la servovalvola 4/3 10 può venire impiegata nella sua posizione di lavoro D, che corrisponde alla posizione di sollevamento e nella quale essa viene spinta mediante applicazione sul membro di regolazione 12 della pressione pilota Xa che supera la -forza della molla 11, per la regolazione del flusso volumetrico dalla conduttura di pompa P verso la conduttura di utenza Z.

In questo dispositivo di pilotaggio, per l’azionamento dell’unità di regolazione 30 che provoca lo sblocco del blocco di sbarramento 20 è riservata una parte del campo di pressione pilota che, corrispondentemente ciò, non è disponibile per la regolazione della portata volumetrica da parte della servovalvola 4/3 10.

Nel caso che per esempio per la pressione pilota Xa sia disponibile un campo di pressione di pilotaggio da 0 a 20 bar, mediante una progettazione corrispondente delle molle 11 e 32 è possibile fissare il livello di pressione di commutazione al quale il blocco di sbarramento 20 viene sbloccato a 5 bar e il livello neutro, nel quale la servovalvola 4/3 10 viene mantenuta nella sua posizione di sbarramento G, a 12,5 bar di modo che la regolazione del flusso volumetrico nella posizione di abbassamento B della servovalvola 4/3 10 abbia a disposizione un campo di pressioni di pilotaggio di 7,5 bar, e precisamente tra 12,5 bar come valore limite superio e 5 bar come valore limite inferiore, come pure, per la regolazione del -flusso volumetrico nella posizione di sollevamento 0 della servovalvola 4/3 10, un campo di pressioni di pilotaggio di 7,5 bar, e precisamente tra 20 bar come valore limite superiore e 12,5 come valore limite in-feriore.

Quando la servovalvola IO persiste per un tempo sufficientemente lungo nella posizione neutra C, attraverso le strozzature 44 e 43 può stabilirei una compensazione di pressione tra i membri di regolazione 33 e 42 dell’unità di regolazione 30. Quando per esempio le superfici di regolazione dei membri di regolazione 33 e 42 vengano mantenute di uguale grandezza, la molla 22, per spostamento di una punteria di comando dell'unità di regolazione 30, può portare l’elemento di valvola 21 nella sede. In questo stato di esercizio è possibile poi, mediante un disinserimento brusco della pressione di pilotaggio <χ>2, portare l’intera unità nel suo stato disinserito, senza che in questo modo si abbiano effetti conseguenti nel segmenta Z della conduttura di lavoro a valle del blocco di sbarramento.

Se al contrario la posizione neutra C della servovalvola viene attraversata velocemente nel funzionamento di regolazione, allora a motivo dello smorzamento provocato dalle strozzature 43 e 44 l’elemento di valvola 21 rimane continuamente sollevato e la conduttura d comunicazione del carico XLS rimane sulla pressione di carico. Dalla descrizione che precede dovrebbe pertanto essere chiaro che il circuito di comanda qui descritto è in grado, in modo affidabile, di impedire, con un costo circuitale scarso, reazioni nella conduttura Z al disinserimento e all’inserimento della pressione di comando X2 nella conduttura di comando 35.

In questo modo l'invenzione -fornisce un circuito di comando per un sollevatore meccanico azionato idraulicamente con una pompa a portata variabile. Questo presenta una valvola di intercettazione che può essere a— perta almeno per movimenti di abbassamento del sollevatore meccanico, una conduttura di segnalazione del carico che porta la pressione di carico e un dispositivo di comando che apre e chiude la valvola di intercettaz ione e regola il -Flusso volumetrico proveniente da una conduttura della pompa in una conduttura di lavoro che porta all’elevatore meccanico o rispettivamente dall’elevatore meccanico in una conduttura di serbatoio che porta ad un serbatoio. Il dispositivo di comando presenta una servovalvola con tre posizioni di commutazione per regolare il flusso volumetrico verso il o rispettivamente dal sollevatore meccanico e una unità di regolaz ione, mediante la quale la valvola di intercettazione viene inser ita e disinserita. La conduttura di segnalazione del carico è col legata alla conduttura di lavoro e nella posizione di commutazione di partenza del dispositivo di comando è collegata tramite la servovalvola con il serbatoio. Alla posizione di commutazione di partenza della servovalvola nella quale la conduttura di lavoro è collegata con la conduttura di serbatoio, segue per prima cosa la posizione centrale o rispett ivamente di sbarramento e a questa segue una posizione di commutazione nella quale la conduttura di lavora è collegata con la conduttura della pompa. Prime molle di regolazione dell’unità di regolazione e della servovalvola sono caricate attraverso una conduttura di comando comune. Per provvedere a-F-Finchè nell’inserimento e di s inserimento della pressione di comando si presentino nella conduttura di comando, a partire dalla posizione neutra della servovalvola, reazioni di pressione nella conduttura di lavoro a valle del blocco di intercettaz ione , dalla conduttura di comando comune si dirama una conduttura di comando derivata che porta ad un membro di regolazione aggiuntivo, che agisce in opposizione al primo membro di regolazione, dell’unità di regolazione e che presenta due strozzature tra le quali si dirama una conduttura di stogo del carico che nella posizione centrale della ser— vovalvola è chiusa.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI: 1. Circuito di comando per un sollevatore meccani -co ad azionamento idraulico azionato con una pompa a portata variabile, con una valvola di inter cetta zione apribile almeno per movimenti di abbassamento del sollevatore meccanico, una conduttura di segnalazione carico che porta la pressione di carico, e un dispositivo di comando che apre e chiude la valvola di intercettazione e regola il -Flusso volumetrico proveniente da una conduttura della pompa e che va in una conduttura di lavoro che porta al sollevatore meccanico o rispettivamente proveniente dal sollevatore meccanica verso una conduttura di serbatoio che porta ad un serbatoio che, per la regolazione del -Flusso volumetrico verso il o rispettivamente dal sollevatore meccanico, presenta una servovalvola con tre posizioni di commutazione e Lina unità di regolazione per aprire e chiudere la valvola di intercettazione, dove la conduttura di segnalazione carico è collegata alla conduttura di lavoro A) ed è unita, nella posizione di commutazione iniziale del dispositivo di comando, tramite la servovalvola (10), con il serbatoio, e alla posizione di commutazione di partenza <B> della servovalvola (10), in cui la conduttura di lavoro (A) è collegata con la conduttura del serbatoio (0), segue per prima cosa la posizione centrale o rispettivamente di sbarramento (C) e poi la posizione di commutazione <D), nella quale la conduttura di lavoro (A) è col legata con la conduttura della pompa (P), e dove primi membri di regolazione dell’unità di regolazione (30) e della servovalvola (10) sono alimentati attraverso una conduttura di comando comune (pressione x2) , conforme al brevetto principale (domanda di brevetto tedesco P—37.33 .679 .7— 14 ), caratterizzato dal -fatto che dalla conduttura di comando comune (35) si dirama una conduttura di comanda in diramazione (60) che porta ad un membro di regolazione aggiuntivo (42), che agisce in contrapposizione al primo membro di regolazione (33), dell’unità di regolazione (30) e presenta due strozzature (43, 44) tra le quali si dirama una conduttura di sfogo del carico (62) che porta al serbatoio (T), che nella posizione centrale (C) della servovalvola (10) è chiusa .
2. 2. Circuito di comando secondo la rivendicazione 1 car atter izzato dal -Fatto che la conduttura di sfogo del carico (62) passa attraverso la servovalvola (10> , che è provvista di uno spigolo di comando aggiuntivo (41) .
3. 3. Circuito di comando secando la rivendicazione 1 o 2 caratter izzato dal fatto che una superficie di comando alimentata da 11a conduttura di comando comune (35) dell'unità di regolazione <30) è maggiore della superficie di comando della servovalvola <10).
4. 4. Circuita di comando secondo una delle rivendi— cazioni da 1 a 3 caratterizzato dal -Fatto che la molla di chiusura (22) della valvola di intercettazione (20) carica attraverso il suo corpo valvola (21) il lato di comando dell’unità di regolazione (30) associato al membro di regolazione aggiuntivo (42).