ITMI20120093A1 - Autobetoniera con dispositivo per portare in rotazione il tamburo della betoniera - Google Patents

Autobetoniera con dispositivo per portare in rotazione il tamburo della betoniera Download PDF

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Description

"AUTOBETONIERA CON DISPOSITIVO PER PORTARE IN ROTAZIONE IL TAMBURO DELLA BETONIERA"
CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un'autobetoniera provvista di un dispositivo per portare in rotazione il tamburo per la miscelazione del calcestruzzo.
In particolare, il dispositivo utilizza almeno in parte l'energia meccanica del motore termico, preposto allo spostamento dell'autoveicolo, per alimentare un secondo motore associato al tamburo rotante.
STATO DELLA TECNICA
È noto l'utilizzo di autobetoniere per trasportare il calcestruzzo da un impianto di produzione alla sede del cantiere in cui il calcestruzzo stesso viene utilizzato. Sia durante la fase di carico nell'impianto di produzione, sia durante la fase di trasporto verso il cantiere, il calcestruzzo deve essere mantenuto malleabile, e quindi il tamburo rotante, che contiene il calcestruzzo, deve essere mantenuto in costante rotazione per non provocare il suo essiccamento ed il suo indurimento.
Inoltre all'arrivo in cantiere, l'autobetoniera a volte deve attendere il proprio turno per la fase di scarico. Anche in questa fase il tamburo rotante deve essere mantenuto in costante rotazione.
Prima della fase di scarico, il calcestruzzo subisce una fase di omogeneizzazione, in cui il tamburo dell'autobetoniera viene fatto girare alla massima velocità di rotazione.
Durante la fase di scarico del calcestruzzo si fa ruotare il tamburo rotante in direzione opposta a quella di miscelazione .
Nelle autobetoniere note, la rotazione del tamburo rotante avviene normalmente mediante un motore idraulico, il quale à ̈ movimentato da un gruppo di pompe comandate da un motore termico che di solito à ̈ un motore diesel. Il motore termico può essere quello che movimenta l'autoveicolo oppure un motore ausiliario indipendente da quello dell'autoveicolo che viene montato su di esso.
Un inconveniente delle autobetoniere note à ̈ dato da fatto che il motore termico, per comandare il motore idraulico associato al tamburo rotante, deve essere tenuto sempre in moto, sia durante la fase di caricamento del calcestruzzo, sia durante la fase di scarico dello stesso, almeno fino a quando quest'ultima non à ̈ terminata, con conseguenti emissioni di gas di scarico nocivi, sia per la salute, sia per l'ambiente.
Uno scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un'autobetoniera provvista di un dispositivo in grado di far ruotare il tamburo rotante della betoniera senza la necessità di mantenere in funzione il motore termico quando il veicolo à ̈ fermo.
Un altro scopo del presente trovato à ̈ quello di ottenere la riduzione del consumo di carburante, ad esempio gasolio, e la riduzione delle relative emissioni, ad esempio di anidride carbonica e di particolato, evitando così problemi di costo e di inquinamento ambientale.
Un ulteriore scopo à ̈ quello di ottenere la riduzione del rumore e la salvaguardia della salute delle persone che si trovano nei pressi dell'autobetoniera, ivi inclusi gli operatori del cantiere edile interessati dalla sua presenza .
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
II presente trovato à ̈ espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.
In accordo con i suddetti scopi, un'autobetoniera secondo il presente trovato, comprende un autoveicolo provvisto di primi mezzi motori, che cooperano con un gruppo di movimentazione a ruote per effettuare lo spostamento dell'autoveicolo, una betoniera montata sull'autoveicolo ed avente un tamburo rotante, e un dispositivo per portare selettivamente in rotazione il tamburo mediante secondi mezzi motori.
In accordo con una caratteristica principale del presente trovato, i suddetti secondi mezzi motori comprendono un motore elettrico collegato al tamburo della betoniera e un'unità di generazione di energia elettrica adatta ad alimentare selettivamente il motore elettrico. Secondo un ulteriore aspetto, l'unità di generazione di energia elettrica à ̈ adatta ad essere associata ai primi mezzi motori, per trasformare in energia elettrica almeno parte dell'energia meccanica prodotta dagli stessi primi mezzi motori.
In questo modo à ̈ possibile sfruttare ed utilizzare almeno una parte dell'energia prodotta dagli stessi primi mezzi motori, preposti principalmente a muovere e a far muovere l'autoveicolo, per comandare il motore elettrico collegato al tamburo rotante.
Inoltre, con il presente trovato, il tamburo viene portato in rotazione unicamente mediante l'utilizzo di mezzi elettrici, evitando l'utilizzo di componenti idraulici. Ciò evita pertanto l'utilizzo di olio con conseguente riduzione sull'impatto ambientale, di costi di smaltimento dello stesso, e riduzione degli interventi di manutenzione .
In accordo con una caratteristica secondaria del presente trovato, i suddetti primi mezzi motori comprendono un motore termico, provvisto di un albero motore, e la suddetta unità di generazione di energia elettrica comprende un alternatore, collegato all'albero motore del motore termico per assorbire energia meccanica dall'albero motore da convertire in energia elettrica.
In accordo con un'altra caratteristica secondaria del presente trovato, la suddetta unità di generazione di energia elettrica comprende, inoltre, almeno un accumulatore elettrico, associabile selettivamente al suddetto alternatore o ad una fonte esterna di energia elettrica che permette l'accumulo di energia elettrica prodotta dall'alternatore almeno quando i primi mezzi motori sono attivati.
Con l'autobetoniera secondo il presente trovato, si ottiene il vantaggio di ridurre il carburante e le relative emissioni gassose, nocive per la salute e l'ambiente.
Inoltre, anche il rumore complessivo generato durante le operazioni di scarico del calcestruzzo viene ridotto al minimo, in quanto le stesse operazioni si possono effettuare con il motore termico spento, alimentando il motore elettrico accoppiato al tamburo della betoniera, con l'energia accumulata negli accumulatori elettrici.
Inoltre, con l'utilizzo del motore elettrico e della associata unità di generazione di energia elettrica, si ottiene una maggiore efficienza nella catena di trasformazione energetica, dato che i componenti elettrici hanno rendimenti di solito migliori rispetto ai componenti idraulici utilizzati nelle autobetoniere note.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma esemplificativa di realizzazione, con riferimento agli annessi disegni in cui:
la fig. 1 Ã ̈ una vista laterale e schematica di un'autobetoniera, secondo il presente trovato;
- la fig. 2 Ã ̈ una vista schematizzata dell'autobetoniera di fig. 1.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA ESEMPLIFICATIVA DI REALIZZAZIONE
Con riferimento alla fig. 1, un'autobetoniera 10 secondo il presente trovato comprende un autoveicolo 11, ad esempio un autocarro, di qualunque tipo noto, provvisto di un telaio 12 sul quale à ̈ montato un tamburo 16 girevole di una betoniera 15. Ad esempio la capacità del tamburo 16 à ̈ compresa fra 4 metri cubi e 12 metri cubi.
L'autoveicolo 11 Ã ̈ provvisto di un gruppo motore 13 principale che comprende un motore termico 20 (fig. 2), ad esempio di tipo diesel, alimentato da carburante contenuto in un serbatoio 19. Il motore termico 20 Ã ̈ provvisto di un'albero motore 21 previsto per portare in rotazione un'albero di trasmissione 22 di un gruppo di movimentazione 14, provvisto di ruote motrici 27, tramite una frizione 23 e un cambio 24, di qualunque tipo noto.
Il motore termico 20, che ad esempio à ̈ in grado di erogare una potenza compresa fra 250 kW e 350 kW, tramite il gruppo di movimentazione 14, consente all'autoveicolo 11 di spostarsi su strada, ad esempio dall'impianto di produzione del calcestruzzo a un cantiere edile o viceversa.
Alle ruote motrici 27 sono associati uno o più dispositivi elettronici 28, noti anche come KERS (Kinetic Energy Recovery System, ovvero Sistema di Recupero dell'Energia Cinetica), che consentono il recupero di parte dell'energia cinetica/meccanica del gruppo di movimentazione 14, che altrimenti verrebbe dissipata dai freni sottoforma di calore, durante le fasi di decelerazione e frenata dell'autobetoniera 10.
Sull'autoveicolo 11 Ã ̈ montato un dispositivo 29 idoneo a portare selettivamente in rotazione il tamburo 16.
Nella fattispecie il dispositivo 29 comprende un'unità di generazione di energia elettrica 30, adatta ad alimentare un motore elettrico 31, ad esempio di tipo trifase, che à ̈ collegato meccanicamente, ad esempio mediante un riduttore di velocità 32, al tamburo 16.
L'unità di generazione di energia elettrica 30 comprende un alternatore 35, che à ̈ collegato all'albero motore 21, tramite un albero condotto 36 con l'eventuale interposizione di un riduttore di velocità 37.
L'alternatore 35 à ̈ adatto a trasformare l'energia meccanica dell'albero motore 21 in energia elettrica, sotto forma di corrente alternata, che successivamente viene trasformata in una corrente continua necessaria per caricare uno o più accumulatori elettrici 40, ricaricabili, ad esempio di tipo al litio.
L'unità di generazione di energia elettrica 30 comprende, inoltre, i seguenti tre convertitori di corrente: un primo convertitore 41, un secondo convertitore 42, che comprendono ciascuno uno o più raddrizzatori, per trasformare la corrente alternata, proveniente dall'alternatore 35, e rispettivamente da una rete elettrica 45 esterna, in un corrente continua, necessaria ad alimentare gli accumulatori elettrici 40, ed un terzo convertitore 43, che nella fattispecie à ̈ un invertitore di corrente, per trasformare la corrente continua disponibile dagli accumulatori elettrici 40, in una corrente alternata, necessaria ad alimentare il motore elettrico 31.
Il motore elettrico 31, alimentato dall'unità di generazione di energia elettrica 30, à ̈ in grado di fornire la potenza necessaria, ad esempio compresa fra 50 kW e 80 kW, per la rotazione del tamburo 16.
La ricarica degli accumulatori elettrici 40, può avvenire in una delle seguenti tre modalità.
Una prima modalità di ricarica prevede di collegare l'unità di generazione di energia elettrica 30 ad una rete elettrica 45 esterna. In questo caso la corrente alternata fornita dalla rete elettrica 45 esterna, viene convertita, attraverso il secondo convertitore 42, in una corrente continua per caricare gli accumulatori elettrici 40. La ricarica degli accumulatori elettrici 40 mediante collegamento alla rete elettrica 45 può essere veloce nel caso si utilizzi una rete industriale oppure più lenta nel caso in cui si utilizzi una rete elettrica di tipo domestico. A tal fine, l'unità di generazione di energia elettrica 30 può essere provvista di opportuni componenti elettrici per permettere il collegamento o ad una rete domestica o ad una rete industriale.
Una seconda modalità di ricarica prevede di utilizzare l'energia meccanica derivabile dall'albero motore 21. Infatti, quest'ultima tramite l'albero condotto 36, à ̈ in grado di rendere attivo l'alternatore 35, che tramite il primo convertitore 41, à ̈ in grado di fornire agli accumulatori elettrici 40 l'energia necessaria a ricaricarli .
Una terza modalità di ricarica prevede che gli accumulatori elettrici 40 siano ricaricati utilizzando parte dell'energia cinetica/meccanica del gruppo di movimentazione 14, tramite i dispositivi elettronici 28 di recupero dell'energia di frenata.
Il funzionamento dell'autobetoniera 10 fin qui descritta à ̈ il seguente.
Quando l'autobetoniera 10 à ̈ ferma per un periodo relativamente lungo, ad esempio superiore a un'ora, come quando à ̈ presso un impianto di produzione di calcestruzzo per essere riempita con quest'ultimo, viene utilizzata la suddetta prima modalità di carica degli accumulatori elettrici 40.
Quando l'autobetoniera 10 à ̈ in movimento, e il tamburo 16 viene fatto ruotare a bassi giri dal motore elettrico 31, avviene anche la contemporanea ricarica degli accumulatori elettrici 40, sfruttando parte dell'energia meccanica dell'albero motore 21, ossia mediante la seconda modalità di ricarica, ed eventualmente parte dell'energia termica prodotta dai dispositivi elettronici 28, ossia mediante la terza modalità di caricamento.
Quando invece, l'autobetoniera 10 à ̈ ferma nel cantiere edile, o nei suoi pressi, e il tamburo 16 deve continuare a ruotare, l'alimentazione del motore elettrico 31 avviene sfruttando esclusivamente l'energia elettrica degli accumulatori elettrici 40. Questa fase à ̈ caratteristica del funzionamento dell'autobetoniera 10 durante le fasi di scarico del calcestruzzo, essendo gli accumulatori elettrici 40 completamente carichi.
Nel caso in cui gli accumulatori elettrici 40 siano completamente scarichi, Ã ̈ sempre possibile prelevare potenza dal motore termico 20 da convertire in energia elettrica mediante l'alternatore 35.
È chiaro che all'autobetoniera 10 fin qui descritta possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato. È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad un esempio specifico, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di autobetoniere aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni allegate e tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Autobetoniera comprendente un autoveicolo (11) provvisto di primi mezzi motori (13), che cooperano con un gruppo di movimentazione (14) a ruote (27), per effettuare lo spostamento di detto autoveicolo (11), una betoniera (15) montata su detto autoveicolo (11) e comprendente un tamburo (16), e un dispositivo (29) per portare selettivamente in rotazione detto tamburo (16), mediante secondi mezzi motori (30, 31), caratterizzata dal fatto che detti secondi mezzi motori comprendono un motore elettrico (31) collegato a detto tamburo (16), e un'unità di generazione di energia elettrica (30) adatta ad alimentare selettivamente detto motore elettrico (31).
  2. 2. Autobetoniera come nella rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta unità di generazione di energia elettrica (30) à ̈ adatta ad essere associata a detti primi mezzi motori (13) per trasformare in energia elettrica almeno una parte dell'energia meccanica prodotta da questi ultimi.
  3. 3. Autobetoniera come nella rivendicazione 1 o 2, in cui detti primi mezzi motori (13) comprendono un motore termico (20), caratterizzata dal fatto che detta unità di generazione di energia elettrica (30) comprende un alternatore (35) selettivamente collegabile all'albero motore (21) di detto motore termico (20).
  4. 4 Autobetoniera come nella rivendicazione 3 caratterizzata dal fatto che detta unità di generazione di energia elettrica (30) comprende, inoltre, almeno un accumulatore elettrico (40), associabile selettivamente a detto alternatore (35), o a una fonte esterna di energia elettrica (45).
  5. 5. Autobetoniera come nella rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che primi mezzi di conversione della tensione (41, 42), da alternata a continua sono interposti fra detto accumulatore elettrico (40) e detto alternatore (35), o detta fonte esterna di energia elettrica (45).
  6. 6. Autobetoniera come nella rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che secondi mezzi di conversione (42) della tensione da continua ad alternata, sono interposti fra detto accumulatore elettrico (40) e detto motore elettrico (31).
  7. 7. Autobetoniera come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende inoltre, almeno un dispositivo di recupero dell'energia cinetica/meccanica (28), prodotta dai freni di detto gruppo di movimentazione (14), ed à ̈ adatto ad essere associato a detto motore elettrico (31).
  8. 8. Procedimento per portare in rotazione un tamburo (16) di un'autobetoniera (10) avente un autoveicolo (11) provvisto di un primi mezzi motori (13) che cooperano con un gruppo di movimentazione (14) a ruote, per effettuare lo spostamento di detto autoveicolo (11), caratterizzata dal fatto che comprende una prima fase in cui secondi mezzi motori (30, 31), che comprendono un motore elettrico (31), vengono collegati a detto tamburo (16) per portarlo selettivamente in rotazione, e una seconda fase in cui detto motore elettrico (31) viene alimentato da un'unità di generazione di energia elettrica (30).
  9. 9. Procedimento come nella rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che durante detta seconda fase detta unità di generazione di energia elettrica (30) trasforma in energia elettrica almeno una parte dell'energia meccanica prodotta da detti primi mezzi motori (13).
  10. 10. Procedimento come nella rivendicazione 9, in cui detti primi mezzi motori (13) comprendono un motore termico (20), caratterizzato dal fatto che in detta seconda fase, detta energia elettrica à ̈ generata da un alternatore (35) collegato all'albero motore di detto motore termico (20).
  11. 11. Procedimento come nella rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che in detta seconda fase la corrente elettrica generata da detto alternatore (35) viene trasferita ad almeno un accumulatore elettrico (40), collegato elettricamente a detto motore elettrico (31).
  12. 12 Procedimento come nella rivendicazione 11 caratterizzata dal fatto che durante detta seconda fase detto almeno un accumulatore (40) viene selettivamente alimentato elettricamente da detto alternatore (35), da una rete elettrica esterna (45), e/o da almeno un dispositivo di recupero dell'energia cinetica/meccanica (28) prodotta dai freni di detto gruppo di movimentazione (14) .
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