Il nuovo dispositivo per innesti Eaton Multiplate consente un collegamento rapido e affidabile delle linee idrauliche sui macchinari mobili.

Il nuovo sistema Eaton Multi-FF (Multiplate Flat Face) è un dispositivo di innesto rapido che semplifica il collegamento di più linee idrauliche per la trasmissione dell’energia sulle macchine mobili. Oltre agli ulteriori vantaggi che questo sistema compatto e leggero porta agli innesti serie FF in termini di superiore portata e resistenza alla pressione, gli OEM di macchine mobili e di veicoli commerciali trarranno particolare beneficio dal design modulare e flessibile di Multi-FF, che permette personalizzazioni che includono innesti speciali per il trasporto di acqua o aria come pure un connettore elettrico. Un innesto rapido a faccia piana è un dispositivo di chiusura doppia ad elevate prestazioni in cui le valvole su entrambe le metà dell’innesto sono a filo con il corpo principale. In sintesi, il dispositivo Multiplate raggruppa numerosi innesti rapidi in una piastra per permettere il collegamento di tutte le linee in un’unica operazione.

Multiplate è ideale per l’uso su macchinari mobili in settori quali agricoltura, edilizia e forestale, in cui il cambio degli attacchi delle attrezzature costituisce una necessità frequente.

Nella maggior parte dei macchinari mobili e dei veicoli commerciali, diverse attrezzature hanno due o tre cilindri idraulici a doppia azione per molteplici funzioni. A loro volta, le linee idrauliche necessarie per trasferire energia dalla macchina all’attrezzatura sono quattro o sei. Collegare tutte queste linee una ad una utilizzando un innesto rapido alla volta non è solo faticoso per l’operatore, ma richiede anche lunghi tempi ed è soggetto a errati collegamenti incrociati. Queste situazioni evidenziano il valore aggiunto, sia per gli OEM che per gli utenti finali, di un collegamento facile e veloce di tutti gli innesti in un’unica operazione senza strumenti speciali.

Negli ultimi anni, il trend del settore è stato quello di offrire macchine e veicoli compatti, ma con la stessa potenza e le stesse funzionalità degli equivalenti di maggiore dimensione. Questo trend, di conseguenza, richiede una maggiore resistenza alla pressione dei componenti del sistema idraulico, ma senza aumentarne troppo dimensioni e peso.

Specialmente per i macchinari mobili e i veicoli commerciali, è necessario realizzare sottosistemi più leggeri e compatti. Per i componenti idraulici dislocati sulle attrezzature mobili, gli ambienti difficili e sporchi rappresentano una vera e propria sfida. Oltre a soddisfare le richieste di pressione più elevata, gli ingegneri devono fare in modo che i componenti idraulici siano sufficientemente robusti e affidabili da offrire maggiore durata, protezione dall’ingresso polvere o sporcizia e consentano una manutenzione semplice in caso di malfunzionamenti sul campo. Inoltre, per dispositivi come gli innesti Multiplate, che sono progettati per migliorare il comfort dell’operatore, l’ergonomia e la sicurezza delle operazioni sono di primaria importanza.

Limiti di pressione: maggiore pressione di esercizio per soddisfare i requisiti delle applicazioni

Gli innesti Eaton Multi-FF soddisfano i requisiti di pressione di numerosi campi d’impiego. Per esempio, se da un lato i macchinari mobili per le applicazioni agricole funzionano in genere con una pressione di esercizio fino a 250 bar (3625 psi), gli utilizzi più gravosi come quelli del settore edilizio richiedono una maggiore pressione. Per questo motivo Multi-FF è stato sviluppato per resistere a pressioni di esercizio fino a 350 bar (5075 psi), con alcune configurazioni ottimizzate per 250 bar (3625 psi). Anche nei casi di elevate pressioni di esercizio, Multi-FF ha un coefficiente di sicurezza 4:1 prima che si arrivi alla rottura. Grazie a un sistema di blocco compatto basato su un meccanismo pignone-cremagliera, Multi-FF è estremamente robusto e resistente alle alte pressioni. L’accoppiamento è inoltre certificato per un milione di cicli ad impulso, con un coefficiente di sicurezza di 1,33 alla pressione pulsante, per garantire la massima resistenza alla rottura a fatica per shock idraulico.

L’affidabilità è un’altra caratteristica intrinseca del design che garantisce un ciclo di vita esteso per gli utenti. Eaton si avvale dell’analisi ad elementi finiti per simulare e ottimizzare ciascun componente del sistema e, di conseguenza, ottenere la resistenza di Multi-FF, riducendo al minimo l’ingombro. Eaton esegue simulazioni virtuali di tutte le combinazioni di carico possibili che agiscono su Multi-FF al variare della posizione del comando dell’attrezzatura, garantendo così la massima sicurezza del sistema. Le immagini a destra illustrano in che modo lo stress dei componenti è stato neutralizzato dopo una serie di simulazioni, migliorando così l’affidabilità del prodotto.

Soluzione compatta e leggera

Come si aspettano gli OEM, Multi-FF occupa meno spazio sui macchinari mobili e sui veicoli commerciali. Un meccanismo di guida e blocco ottimizzato e montato internamente, oltre a innesti rapidi disposti in modo intelligente e componenti “furbi”, permettono di ridurre l’ingombro di Multi-FF. Inoltre, il meccanismo di guida basato su cremagliera e pignone alleggerisce lo sforzo di collegamento degli innesti rapidi, consentendo di ridurre l’ingombro della maniglia di comando ottenendo la compattezza desiderata. Il cuore delle funzionalità di Multi-FF è la cinematica pignone-cremagliera. Qui il pignone montato sulla piastra fissa ruota tramite la maniglia per trasformare il movimento rotatorio in movimento lineare e di conseguenza effettuare i collegamenti necessari. A differenza dei dispositivi Multiplate basati su camma-rullino, la soluzione pignone-cremagliera ottiene un movimento unicamente lineare senza inclinare la piastra mobile, semplificando il collegamento di due sottosistemi. Inoltre, Eaton utilizza gli stessi componenti per il meccanismo di blocco centralizzato tramite le sezioni non dentate. Quando gli innesti di Multi-FF sono pressurizzati, la piastra superiore tende a separarsi dalla inferiore trasferendo il carico sulla cremagliera e quindi al pignone mediante contatto a frizione. Utilizzando gli stessi componenti per la guida e il blocco, le dimensioni dell’intero sistema rimangono compatte.

Eaton costruisce diverse parti di Multi-FF, come ad esempio componenti della piastra superiore e inferiore e della maniglia, in alluminio, in quanto la leggerezza di questo materiale migliora il comfort per l’operatore. Per bilanciare prestazioni e peso del sistema, l’azienda utilizza acciaio al carbonio solo per i componenti sollecitati a carico.

Design ergonomico per un facile utilizzo

L’ergonomia è tutta una questione di interfaccia uomo-macchina per rendere intuitivo l’utilizzo della macchina. Per sistemi quale Multi-FF, che riducono lo sforzo umano grazie alle loro caratteristiche intrinseche, garantire un funzionamento semplice e comodo è ancora più importante. Eaton Multi-FF offre una combinazione di caratteristiche che aiutano a migliorare l’ergonomia umana e assicurano un funzionamento sicuro. Ad esempio, la maniglia richiede solo una breve rotazione a 130° per il collegamento con posizione iniziale e di arresto ben visibile. Di conseguenza, l’operatore non deve mantenere la maniglia in posizione manualmente mentre collega la piastra superiore con quella inferiore. Le posizioni fisse della maniglia, assieme alle istruzioni stampate sul dispositivo, rendono l’utilizzo particolarmente intuitivo. Inoltre, il sistema emette un suono caratteristico alla fine della rotazione della maniglia, a indicare il completamente del collegamento. Un piccolo collare a destra della piastra fissa ospita tutte queste funzioni, per assicurare ancora una volta dimensioni compatte e un aspetto gradevole. Il collare è dotato di scanalature ellittiche nella superficie interna che non solo funzionano da guide per i pin montati sulla piastra fissa, ma mantengono anche la rotazione della maniglia nei limiti previsti. L’area evidenziata della scanalatura mantiene la maniglia in posizione scollegata con l’aiuto di un pin caricato a molla. Un profilo speciale in questa area impedisce che la maniglia si sposti, riducendo al contempo la forza necessaria per iniziare la rotazione per il collegamento desiderato. Una seconda scanalatura sul collare funziona da arresto di rotazione della maniglia, in modo che possa muoversi solo per l’angolo definito. Il design dell’innesto Multi-FF prevede un meccanismo a doppia sicurezza per evitare eventuali scollegamenti accidentali. In una prima fase, quando è collegato, i denti dell’ingranaggio sulla cremagliera e sul pignone vengono disaccoppiati così come mostrato e descritto in precedenza. Di conseguenza, anche se la pressione tende a sollevare la piastra superiore, il pignone non ruota e, a sua volta, Multi-FF rimane collegato. In una seconda fase, quando Multi-FF è completamente collegato, il pin caricato a molla si innesta nel collare laterale impedendo un’ulteriore rotazione della maniglia. Per scollegare il sistema, lo sforzo dell’operatore è minimo: deve solo premere il pulsante laterale rosso e ruotare la maniglia nella direzione opposta. Il design speciale del pulsante rosso ne impedisce l’attivazione accidentale e azzera il rischio di lesioni per l’operatore. Inoltre, l’intero meccanismo impedisce lo scollegamento accidentale di Multi-FF, garantendo ancora una volta un funzionamento sicuro.

Un altro parametro importante per garantire una buona ergonomia a questi sistemi è lo sforzo che richiedono per il funzionamento. Nel mondo degli innesti rapidi, questa affermazione si traduce nella forza necessaria ad effettuare il collegamento. Multi-FF si collega con una forza nettamente inferiore rispetto agli innesti singoli; inoltre la maniglia a U garantisce una presa adeguata all’operatore, semplificando il funzionamento. Uno studio sperimentale ha dimostrato che anche gli operatori con meno esperienza possono effettuare il collegamento di un innesto Multi-FF in circa 9 secondi: un tempo nettamente inferiore rispetto a quello necessario per collegare un numero simile di linee una a una.

Manutenzione semplice

I macchinari mobili e i veicoli commerciali sono utilizzati in tutto il mondo in tantissimi ambienti differenziati e per numerose attività. Tutte queste soluzioni devono ridurre al minimo il tempo di inattività per garantire un buon rendimento dell’investimento. Se un macchinario o un veicolo è guasto, c’è il rischio di mancare le scadenze e quindi ridurre i guadagni. Pertanto, in caso di guasto di un componente, la manutenzione rapida o la sostituzione sul campo diventa fondamentale per rimettere la macchina in servizio. Avendo ben in mente questo fattore, il sistema Eaton Multi-FF offre una manutenzione ancora più semplice. Se uno degli innesti rapidi di Multi-FF presenta perdite o anomalie, non è necessario rimuoverlo dall’attrezzatura. Basta utilizzare strumenti standard per sostituire un innesto in pochi secondi e senza smontare Multi-FF dal macchinario. Anche se Multi-FF può funzionare a secco, per permettere una maggiore durata, Eaton raccomanda di usare uno strato di lubrificante solido sui denti dell’ingranaggio ogni sei mesi. Questa semplice operazione di manutenzione garantisce il funzionamento del sistema per un lungo periodo.

Pulizia

La contaminazione è nemica dei circuiti idraulici, in quanto può deteriorare la funzionalità dei componenti del sistema e addirittura causare malfunzionamenti. Pertanto, è necessario porre la massima attenzione nell’assicurarsi che particelle di sporco non penetrino nel sistema idraulico. La funzionalità del sistema Eaton Multi-FF rimane inalterata anche con l’utilizzo in ambienti sporchi. Un ulteriore vantaggio di Multi-FF è la protezione antipolvere della sua piastra inferiore, che ospita tutte le metà femmine dell’innesto. La protezione antipolvere si chiude automaticamente quando la piastra si scollega, proteggendo i componenti dalla contaminazione senza bisogno di interventi umani. Una fascia di tenuta sulla superficie superiore della piastra impedisce che particelle di polvere penetrino nel sistema, sia quando la piastra è collegata sia quando è scollegata. Inoltre, tutti i componenti critici di guida e blocco sono interni al sistema, mentre l’utilizzo di guarnizioni aggiuntive sul pignone impedisce che la polvere penetri dai giochi di montaggio. Eaton raccomanda di pulire le superfici degli innesti prima di effettuare il collegamento. L’utilizzo di innesti a faccia piana nel sistema Eaton Multi-FF semplifica le operazioni di pulizia, specialmente per la piastra inferiore, in quanto la superficie degli innesti e della piastra sono a filo. Inoltre, il concetto stesso di innesto a faccia piana evita la contaminazione grazie alle valvole a filo.

Sistema modulare e flessibile

Mentre gli innesti rapidi singoli sono generalmente intercambiabili nel settore, il sistema Eaton Multi-FF è personalizzabile per soddisfare le esigenze specifiche di ciascun settore.

Multi-FF è disponibile con connettore elettrico per il collegamento in CC dalla macchina all’attrezzatura, con numerosi contatti per ciascun connettore. Oltre agli innesti standard della serie FF, Eaton può fornire innesti speciali per aria o acqua secondo richiesta dell’applicazione. Un ulteriore punto di vantaggio è che gli innesti FF integrati sono disponibili sia in acciaio al carbonio che in acciaio inox e con diverse opzioni di guarnizioni e collegamenti finali. È inoltre possibile personalizzare la disposizione degli innesti nel sistema Multi-FF per meglio adattar- si a certi macchinari mobili veicoli commerciali e ad eventuali limiti di spazio. Ad esempio, in caso di spazio limitato su un’asse, è possibile modificare la disposizione degli innesti rapidi per allungare il sistema Multi-FF ma ridurlo in larghezza.

Inoltre, Eaton ha incluso nella sua offerta standard una configurazione compatibile con la valvola di controllo direzionale DLM122, eliminando la necessità di collegare tubi flessibili sulla piastra inferiore.

di Christian Kuenstel, product manager connettori Hydraulics EMEA, Eaton; Atul Puranik, progettista senior, connettori Hydraulics APAC, Eaton; Sebastien Lafond, manager progettisti senior Hydraulics EMEA, Eaton