Sistema de presión de apriete hidráulica activa.

Sistema (100, 200, 300) de presión de apriete hidráulica activa para un apero agrícola,

en donde el sistema (100,200, 300) puede ser acoplado a una fuente (130, 230, 330) de fluido hidráulico a presión a través de una válvula(132, 232, 332) de control selectivo de múltiples posiciones que puede conectarse entre la fuente (130, 230, 330) yel sistema (100, 200, 300) de presión de apriete, teniendo la válvula (132, 232, 332) de control selectivo una posiciónneutra (132N, 232N, 332N), una posición (132R, 232R, 332R) para levantamiento, una posición (132L, 232L, 332L)para bajada y una posición (132F, 232F, 332F) para flotación, e incluyendo también el sistema: una estructura (112,212, 312) de cilindro, una válvula (118, 218, 318) de presión ajustable, que tiene una entrada (134, 234, 334) y unasalida, conectada entre la válvula (132, 232, 332) de control selectivo y la estructura (112, 212, 312) de cilindro paramantener la presión de apriete de la estructura (112, 212, 312) de cilindro en un nivel preseleccionado, y una línea(144, 244, 344) de fluido que se puede conectar a la salida de fluido de la fuente (130, 230, 330) y conectada a laentrada de la válvula (118, 218, 318) de presión ajustable, proporcionando la línea (144, 244, 344) de fluido unafuente de fluido hidráulico a presión hacia la válvula (118, 218, 318) de presión ajustable con independencia delfluido hidráulico a presión procedente de la válvula (132, 232, 332) de control selectivo de manera que se puedemaniobrar la válvula (132, 232, 332) de control selectivo a la posición neutra (132N, 232N, 332N) y la posición(132F, 232F, 332F) de flotación, mientras el sistema (100, 200, 300) está funcionando en un modo de presión deapriete controlada de forma automática, caracterizado porque comprende una línea (142, 242, 342) de detección decarga que se extiende desde la salida de la válvula (118, 218, 318) de presión ajustable a la fuente (130, 230, 330)de fluido hidráulico a presión, y medios de válvula en la línea (144, 244, 344) de fluido para abrir y cerrar la línea(144, 244, 344) de fluido al flujo de fluido, incluyendo los medios de válvula medios que pueden ser maniobradospara cerrar la línea (144, 244, 344) de fluido hasta que la estructura (112, 212, 312) de cilindro esté extendida eincluyendo los medios de válvula medios para abrir la línea (144, 244, 344) de fluido cuando se extiende laestructura (112, 212, 312) de cilindro y para mantener los medios de válvula en una posición abierta cuando sedevuelve la válvula (132, 232, 332) de control selectivo a la posición neutra (132N, 232N, 332N), con lo cual elsistema (100, 200, 300) es hecho funcionar en el modo de presión de apriete controlada de forma automática con laválvula de control selectivo en la posición neutra (132N, 232N, 332N).

Sistema de presión de apriete hidráulica activa La presente invención se refiere a un sistema de presión de apriete hidráulica activa para un apero agrícola, en donde el sistema puede estar acoplado a una fuente de fluido hidráulico a presión a través de una válvula de control selectivo de múltiples posiciones conectada entre la fuente y el sistema de presión de apriete, teniendo la válvula de control selectivo una posición neutra, una posición para levantamiento, una posición para bajada y una posición para flotación, incluyendo también el sistema: una estructura de cilindro, una válvula de presión ajustable, que tiene una entrada y una salida, conectada entre la válvula de control selectivo y la estructura de cilindro para mantener la presión de apriete de la estructura de cilindro en un nivel preseleccionado, y una línea de fluido conectada a la salida de fluido de la fuente y a la entrada de la válvula de presión ajustable, proporcionando la línea de fluido una fuente de fluido hidráulico a presión hacia la válvula de presión ajustable con independencia del fluido hidráulico a presión procedente de la válvula de control selectivo de manera que se puede maniobrar la válvula de control selectivo a la posición neutra y la posición de flotación mientras el apero está funcionando en el modo de presión de apriete controlada de forma automática.

Los sistemas hidráulicos de tractores agrícolas que hacen funcionar equipos de alta capacidad generan típicamente una cantidad considerable de calor que debe ser disipado. Por ejemplo, un apero tal como una herramienta sembradora grande, con ventilador accionado hidráulicamente, incluye a menudo un sistema de fuerza de apriete hidráulica activa que trabaja al mismo tiempo que el ventilador. Muchos tractores incluyen una conexión de salida adicional, frecuentemente denominada conexión de presión "power beyond" o "de toma directa de potencia", que se conecta a los componentes de accionamiento hidráulico del apero con el fin de proporcionar capacidad hidráulica adicional.

Durante la activación del sistema de fuerza de apriete, el circuito hidráulico debe funcionar en un modo de espera con alta presión. La válvula de control selectivo del tractor es desplazada a una posición activa, por ejemplo la posición para bajada y, mientras la válvula de control de presión de apriete ajusta la presión a los cilindros del apero, la bomba hidráulica recibe una señal desde el sistema que indica un estado de "calado" o caudal nulo. La señal de caudal nulo hace que la bomba funcione en el modo de alta presión que requiere más potencia y genera más calor. Cuando el apero requiere un gran caudal de aceite, como ocurre por ejemplo en el caso del ventilador, durante el modo de espera con alta presión las válvulas del sistema deben disipar una gran cantidad de energía hidráulica. Esta disipación de energía genera una gran cantidad de energía térmica. En ciertas condiciones extremas de temperatura, los tractores con sistemas de refrigeración hidráulica de escasa capacidad pueden sobrecalentarse.

La publicación de patente de EE.UU. US2010/0078185, cedida conjuntamente con la presente solicitud e incorporada en la presente memoria por referencia, proporciona una solución parcial. En dicha publicación, en el circuito de fuerza de apriete activa están configurados componentes de válvula adicionales para hacer que el sistema hidráulico del tractor funcione por debajo de la presión de caudal nulo o del modo de espera de alta presión. Una válvula antirretorno conecta la línea de suministro de toma directa de potencia del tractor con la válvula reductora de presión que está conectada a los extremos de los cilindros del apero y que controla la presión de apriete. Después se maniobra la válvula de control selectivo del tractor (SCV) , bajo presión de carga, al modo de flotación cuando el circuito de fuerza de apriete controla la presión de apriete del apero. El circuito elimina la señal de caudal nulo a la bomba hidráulica que, de no ser así, haría que la bomba subiera a la elevada presión de caudal nulo, produciendo calor, cuando estuviera trabajando en el modo de presión activa. Cuando se levanta el apero, una válvula antirretorno permite que el flujo hidráulico desde los cilindros sortee la válvula reductora de presión. Por tanto, el sistema trabaja a menor presión y con menor consumo de energía, generando menos calor y aumentando el ahorro de combustible.

Un sistema de detección de carga mantiene la presión del sistema en el nivel más bajo posible. El sistema de toma directa de potencia proporciona una opción externa de detección de carga. Sin embargo, el sistema de toma directa de potencia no permite al operador controlar su salida. Existe la necesidad de suministrar al sistema una presión con detección de carga de manera externa, permitiendo al mismo tiempo que el sistema sea controlado por una válvula de control selectivo con detección de carga que no sea de manera externa. Para evitar que la presión con detección de carga comande el flujo de la bomba durante el arranque del motor del tractor, lo que crearía problemas de arranque del tractor en determinadas circunstancias, es necesario evitar que se comunique al tractor, durante el arranque del motor, la presión de señal de detección de carga. Esto se podría conseguir con una válvula eléctrica de solenoide, pero tendría que existir una señal eléctrica y hacerla disponible para el circuito. Se necesita un método para conseguir la activación y desactivación de la fuerza de apriete que no requiera una señal eléctrica. Puesto que no todos los tractores están equipados con toma directa de potencia, también es necesario que se puedan hacer funcionar normalmente los cilindros del eje basculante y un circuito de fuerza de apriete, sin recurrir a suministro de toma directa de potencia, retorno de toma directa de potencia, ni líneas de detección de carga en el circuito.

En consecuencia, es un objeto de esta invención proporcionar un sistema hidráulico del tipo anteriormente mencionado que supere uno o más de los problemas mencionados.

El objeto se logrará mediante la enseñanza de la reivindicación 1. En las reivindicaciones asociadas se describen

otras formas de realización ventajosas.

En consecuencia, a un sistema hidráulico del tipo anteriormente mencionado se le dota de una línea de detección de carga que se extiende desde la salida de la válvula de presión ajustable a la fuente de fluido hidráulico a presión, y medios de válvula en la línea de fluido para abrir y cerrar la línea de fluido al flujo de fluido, incluyendo los medios de válvula medios que pueden ser maniobrados para cerrar la línea de fluido hasta que la estructura de cilindro esté extendida e incluyendo los medios de válvula medios para abrir la línea de fluido cuando se extiende la estructura de cilindro y para mantener los medios de válvula en la posición abierta cuando se devuelve la válvula de control selectivo a la posición neutra, con lo cual el sistema es hecho funcionar en el modo de presión de apriete controlada de forma automática con la válvula de control selectivo en la posición neutra.

Se dispone una conexión de detección de carga entre los cilindros de eje basculante del apero y la fuente de potencia con detección de carga. Sin embargo, para evitar dificultades en el arranque del tractor, se dispone una estructura de válvula en la línea de fluido de toma directa de potencia para mantener cerrada la línea de fluido cuando se arranca el tractor. Esta estructura de válvula proporciona una función de enclavamiento hidráulico que permite activar y desactivar la fuente de potencia con detección de carga, dependiendo de la función de la SCV. La fuente de potencia con detección de carga se activa cuando el cilindro o cilindros del eje basculante son accionados en un sentido, ya sea el de extensión o el de retracción, y permanece activada, o enclavada, cuando se devuelve la SCV a la posición neutra. La fuente de potencia con detección de carga se desactiva o se desenclava cuando posteriormente se acciona en sentido contrario, ya sea el de retracción o el de extensión, el cilindro del eje basculante.

La Figura 1 es un diagrama de circuito hidráulico ilustrativo que muestra una implementación de la presente invención;

la Figura 2 es un diagrama de circuito hidráulico ilustrativo que muestra otra implementación de la presente invención; y

la Figura 3 es un diagrama de circuito hidráulico ilustrativo que muestra otra implementación más de la presente invención.

Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra un circuito hidráulico 100 que incluye un par de cilindros 112 de elevación de herramienta y... [Seguir leyendo]

1. Sistema (100, 200, 300) de presión de apriete hidráulica activa para un apero agrícola, en donde el sistema (100, 200, 300) puede ser acoplado a una fuente (130, 230, 330) de fluido hidráulico a presión a través de una válvula (132, 232, 332) de control selectivo de múltiples posiciones que puede conectarse entre la fuente (130, 230, 330) y el sistema (100, 200, 300) de presión de apriete, teniendo la válvula (132, 232, 332) de control selectivo una posición neutra (132N, 232N, 332N) , una posición (132R, 232R, 332R) para levantamiento, una posición (132L, 232L, 332L) para bajada y una posición (132F, 232F, 332F) para flotación, e incluyendo también el sistema: una estructura (112, 212, 312) de cilindro, una válvula (118, 218, 318) de presión ajustable, que tiene una entrada (134, 234, 334) y una salida, conectada entre la válvula (132, 232, 332) de control selectivo y la estructura (112, 212, 312) de cilindro para mantener la presión de apriete de la estructura (112, 212, 312) de cilindro en un nivel preseleccionado, y una línea (144, 244, 344) de fluido que se puede conectar a la salida de fluido de la fuente (130, 230, 330) y conectada a la entrada de la válvula (118, 218, 318) de presión ajustable, proporcionando la línea (144, 244, 344) de fluido una fuente de fluido hidráulico a presión hacia la válvula (118, 218, 318) de presión ajustable con independencia del fluido hidráulico a presión procedente de la válvula (132, 232, 332) de control selectivo de manera que se puede maniobrar la válvula (132, 232, 332) de control selectivo a la posición neutra (132N, 232N, 332N) y la posición (132F, 232F, 332F) de flotación, mientras el sistema (100, 200, 300) está funcionando en un modo de presión de apriete controlada de forma automática, caracterizado porque comprende una línea (142, 242, 342) de detección de carga que se extiende desde la salida de la válvula (118, 218, 318) de presión ajustable a la fuente (130, 230, 330) de fluido hidráulico a presión, y medios de válvula en la línea (144, 244, 344) de fluido para abrir y cerrar la línea (144, 244, 344) de fluido al flujo de fluido, incluyendo los medios de válvula medios que pueden ser maniobrados para cerrar la línea (144, 244, 344) de fluido hasta que la estructura (112, 212, 312) de cilindro esté extendida e incluyendo los medios de válvula medios para abrir la línea (144, 244, 344) de fluido cuando se extiende la estructura (112, 212, 312) de cilindro y para mantener los medios de válvula en una posición abierta cuando se devuelve la válvula (132, 232, 332) de control selectivo a la posición neutra (132N, 232N, 332N) , con lo cual el sistema (100, 200, 300) es hecho funcionar en el modo de presión de apriete controlada de forma automática con la válvula de control selectivo en la posición neutra (132N, 232N, 332N) .

2. El sistema (100) según la reivindicación 1 en donde el medio de válvula incluye una primera válvula direccional normalmente cerrada (150) en la línea (144) de fluido que cuando se extiende la estructura (112) de cilindro es movida a una posición abierta para conectar la fuente (130) de fluido hidráulico a presión con la válvula (118) de presión ajustable, siendo comandada la primera válvula direccional (150) a la posición abierta por presión del sistema utilizada para extender la estructura (112) de cilindro, y una segunda válvula direccional (160) entre un extremo (126) de vástago de la estructura (112) de cilindro y el depósito (128) de fluido, estando normalmente cerrada la segunda válvula direccional (160) y siendo movida a una posición abierta cuando se extiende la estructura

(112) de cilindro, siendo comandada la segunda válvula direccional (160) a la posición abierta por presión del sistema utilizada para extender la estructura (112) de cilindro.

3. El sistema (100) según la reivindicación 2 en donde las primera y segunda válvulas direccionales (150, 160) son cada una válvulas mandadas por piloto doble, siendo la presión de mando para cerrar las válvulas (150, 160) suministrada por la presión del sistema utilizada para retraer la estructura (112) de cilindro.

4. El sistema (100) según una de las reivindicaciones 2 a 3 en donde las primera y segunda válvulas direccionales (150, 160) están configuradas como una única válvula de cuatro vías y dos posiciones.

5. El sistema (200, 300) según la reivindicación 1, en donde el medio de válvula incluye: una primera válvula direccional (250, 350) en la línea (244, 344) de fluido, estando la primera válvula direccional (250, 350) normalmente abierta y siendo movida a una posición cerrada durante la retracción de la estructura (212, 312) de cilindro, siendo comandada la primera válvula direccional (250, 350) a la posición cerrada por presión del sistema durante la retracción de la estructura (212, 312) de cilindro, y una segunda válvula direccional normalmente cerrada (260, 360) en la línea (244, 344) de fluido que cuando se extiende la estructura (212, 312) de cilindro es movida a una posición abierta para conectar la fuente (230, 330) de fluido hidráulico a presión con la válvula (218, 318) de presión ajustable, siendo comandada la segunda válvula direccional (260, 360) a la posición abierta por presión del sistema durante la extensión de la estructura (212, 312) de cilindro.

6. El sistema (200) según la reivindicación 5 en donde la primera válvula direccional (250) es una válvula de dos vías y dos posiciones.

7. El sistema (300) según la reivindicación 5 en donde la primera válvula direccional es una válvula de tres vías y dos posiciones.

8. El sistema (200, 300) según una de las reivindicaciones 5 a 7 en donde la segunda válvula direccional (260, 360) es una válvula de cuatro vías y dos posiciones.

9. El sistema (200) según una de las reivindicaciones 5, 6 u 8 que comprende además una válvula antirretorno (268) con piloto para abrir en la línea que conecta la válvula (232) de control selectivo con la entrada de la válvula (218) de presión ajustable, siendo la válvula antirretorno (268) con piloto para abrir comandada por presión del sistema

utilizada para retraer la estructura (212) de cilindro.

10. El sistema (100, 200, 300) según una de las reivindicaciones 1 a 9 en donde los medios de válvula activan la fuente (130, 230, 330) con detección de carga cuando se lleva la válvula (132, 232, 332) de control selectivo desde una posición neutra (132N, 232N, 332N) a una primera posición (132L, 232L, 332L) y mantienen activada la fuente (130, 230, 330) con detección de carga cuando se devuelve la válvula (132, 232, 332) de control selectivo a la posición neutra (132N, 232N, 332N) .

11. El sistema (100, 200, 300) según la reivindicación 10 en donde la fuente (130, 230, 330) con detección de carga es desactivada cuando la válvula (132, 232, 332) de control selectivo es movida después a una segunda posición (132R, 232R, 332R) .