IT8319942A1 - Elica a passo variabile per propulsione navale - Google Patents

Description

DESCHI ZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"ELICA A PASSO VARIABILE PER PROPULSIONE NAVALE"

RIASSUNTO

L'elica a passo variabile ha un corpo di spostamento (31) il quale ad un'estremit? prende la forma di uno stantuffo tuf fante (32), che s'impegna in un foro cilindrico (11), e sulla altra estremit? forma un perno (34), che serve per l'adduzione del fluido idraulico da un lato al cilindro (11) dello stantuffo tuffante (32) e, dall'altro, alla camera interna (8), abbracciente il corpo di spostamento (31), della scatola d'elica (11). Il corpo di spostamento (31) ? provvisto sulla sua periferia di scanalature (44) a forma di L, nelle quali sono guidati dei pioli eccentrici (47) della parte di sostegno (21) delle pale d'elica.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un'elica a passo variabile per propulsione navale, con una scatola di mozzo, che ? chiusa ermeticamente ed ? destinata al fissaggio sull'estremit? di un al bero porta elica, nonch? con un corpo di spostamento, ohe ? me viblle nella scatola nella sua direzione assiale, ? azionabile con un fluido idraulico, presenta una parte di un meccanismo cilindro/stant?ffo ed ? collegato mediante un meccanismo di accoppiamento alle pale d'elica.

Eliche a passo variabile di questo tipo, note per esempio dalla domanda di brevetto tedesca 2528 387, sono molto diffuse. Esse sono per? relativamente costose per quanto riguarda la loro fabbricazione.

l'invenzione si prefigge lo scopo di creare un'elica a passo variabile del tipo accennato, che senza perdita di qualit? e d'affidabilit?, sia pi? semplice di quelle finora costruite, possa venire fabbricata in modo pi? favorevole e presenti addirittura anche dei vantaggi per quanto riguarda l'af fidabilit?.

l'elica a passo variabile secondo l'invenzione, con cui si raggiunge questo risultato, ? caratterizzata dal fatto che l'estremit? del corpo di spostamento, rivolta all'albero porta elica, ha la forma costruttiva di un perno, che passa con chiusura ermetica attraverso una parete di delimitazione della scatola, ? collegabile a dei tubi, montati entro un foro dell'albero porta elica e serventi per l'alimentazione e lo scarico del fluido in pressione idraulico, e presenta dei canali, che sono collegabili a questi tubi e servono per il collegamento della camera cilindrica del meccanismo cilindro/stan, ruffo, nonch? della camera interna della scatola d'elica, ad un dispositivo di comando.

Grazie a questo accorgimento s'ottiene una semplificazio ne, in quanto anche nel caso delle grandi eliche a passo variabile, a cui oggi ai tende per motivi di rendimento, ed aventi un basso numero di giri, basta un unico meccanismo cilindro/stantuffo per il movimento del corpo di spostamento, la camera interna della scatola d'elica formando una seconda camera in pressione, cosicch? il meccanismo cilindro/stantuffo funziona a doppio effetto.

Preferibilmente il corpo di spostamento pu? essere conformato sulla sua estremit? pi? distante dall'albero porta elica, come stantuffo tuffante, che ? guidato ermeticamente in un foro cilindrico disposto nella scatola. In confronto con la disposizione inversa, in cui il foro cilindrico ? conforma to nel corpo di spostamento, s'ottiene costruttivamente in questo modo un diametro del cilindro maggiore, ci? che permette la formazione di maggiori forze di regolazione a parit? di pressione d'azionamento, oppure l'impiego di pressioni d'azio namento pi? piccole a parit? di forze di regolazione. Si comprende per? che si pu? impiegare anche la disposizione inversa con un foro cilindrico nel corpo di spostamento.

Bench? il meccanismo d'accoppiamento possa presentare, per esempio, delle aste di collegamento orientabili, sul corpo di spostamento si possono conformare preferibilmente delle scanalature, ohe sono assegnate alle pale d'elica ed in cui si impegnano dei pioli eccentrici delle pale d'elica stesse, le scanalature essendo conformate ad L e presentando un'ala che s'estende nella direzione di moto del corpo di spostamento, nonch? una seconda ala trasversale alla precedente. Grazie ad una tale conformazione delle scanalature, di per s? note, vie ne facilitata l'introduzione dei pioli delle pale d'elica ne.1 le scanalature durante il montaggio dell'elica.

Il foro cilindrico pu? essere conformato nel coperchio, che ? fissato sull'estremit? di una parte di scatola esterna' non contigua all'albero porta elica. Viene cos? semplificata la fabbricazione della scatola di mozzo.

Il coperchio pu? presentare preferibilmente una superficie esterna piana, alla quale ? applicata con chiusura ermetica una lastra fatta di materiale resistente alla corrosione. In una tale forma d'esecuzione, il coperchio pu? essere realizzato in un materiale ferroso, come per esempio ghisa sferoidale, che ? resistente all'abrasione, ? notevolmente pi? rigida, vale a dire presenta un modulo d'elasticit? pi? alto, e quindi ? ancora pi? economica del solito bronzo che viene impiegato per parti di mozzo. La protezione alla corrosione vie ne assunta da una semplice lastra, per esempio di lamiera di acciaio inossidabile.

Il coperchio pu? presentare sulla periferia un bordo anulare, che sporge nella direzione assiale della scatola ed abbraccia con la sua superficie interna, con piccolo gioco, una sporgenza anulare della parte di scatola esterna. Si utilizza cos? il coperchio per sostenere radialmente la parte di scatola esterna, venendo utilizzata vantaggiosamente la rigidit? del coperchio, dovuta alla forma piatta del coperchio stessa ed al suo materiale avente un modulo d'elasticit? pi? alto. La parte di scatola esterna pu? venire conformata perci? note volmente pi? leggera, con minore impiego di materiale, ci? che d? ulteriori vantaggi per quanto riguarda il costo della elica.

Preferibilmente le pale d'elica possono essere provviste di radici di sopporto, che stringono con delle superfici di sopporto dei listelli anulari della scatola, essendo montata volta per volta nell?intercapedine esterna, tra radice di sopporto ed il corrispondente foro di scatola, almeno una guarni zione, ed essendo disposto sul lato della guarnizione rivolto al fluido in pressione idraulico, almeno un canale di scarico, che porta lo una camera d'efflusso per il fluido idraulico. Me diente il canale di scarico si provvede ad una lubrificazione delle superficirdi sopporto, venendo sfruttata la circostanza che la camera interna della scatola d'elica ? piena di fluido idraulico in pressione. Il canale di scarico permette nello stesso tempo di scaricare la guarnizione dalla pressione.

I canali di scarico possono sfociare, passando in derivazione la parete di delimitazione della scatola, in una camera, che ? in collegamento con la camera anulare del foro dell'albero porta elica circondante i tubi. In questo modo la camera anulare del foro dell'albero porta elica viene utilizzato per scaricare dalla pressione le guarnizioni delle radici di pala* La parete di delimitazione della scatola di mozzo, attra verso la quale passa ermeticamente il perno del corpo di spostamento, pu? avere la forma di un disco che ? separato dalla scatola ed ? fissato nella scatola stessa. Anche mediante tale tipo costruttivo si rende meno costosa la costruzione, par ticolarmente delle grandi eliche. ;Qui di seguito vengono illustrati degli esempi d'esecuzio ne rappresentati schematicamente nel disegno; e precisamente: la figura 1 mostra una sezione assiale schematica della elica secondo l'invenzione; ;la figura 2 mostra una vista in direzione della freccia II della figura 1, essendo il coperchio della scatola smontato; ;la figura 3 mostra la sezione III-III della figura 1; la figura 4 mostra una vista parziale del corpo di spostamento della figura 1, in cui esso viene visto dall'alto; ;le figure 5, 6 e 7 mostrano una successione di fasi di lavoro per l'introduzione del corpo di spostamento nella scatola di mozzo durante .il montaggio. ;L'elica a passo variabile rappresentata nelle figure da 1 a 4 ha una scatola di mozzo 1, in cui sono sopportate le pa le d'elica 2. La scatola di mozzo contiene una parte di scato la esterna 3, che ? fissata mediante le viti 4 sulla flangia 5 di un albero porta elica cavo 6 avente un foro 7. Una camera interna 8 della scatola d'elica ? -chiusa sulla sua estrie mit? pi? distante dall'albero 6, da un coperchio 10, In cui ? conformato un foro cilindrico 11. Il coperchio 10 ha una su perfide esterna piana 12, alla quale ? applicata a tenuta una lastra 13 fatta con materiale resistente alla corrosione, la chiusura a tenuta avviene da un lato mediante un anello di guarnizione 14 sulla periferia della lastra 13, dall'altro la to mediante delle rondelle di tenuta non rappresentate, monta te sotto le teste delle viti di fissaggio 15, 16. ;Sull'estremit? rivolta all'albero porta elica 6, la carne ra interna 8 della scatola d'elica 1 ? chiusa da una parete di delimitazione 17, che ha la forma di un disco piatto, fissato nella parte di scatola esterna 3 mediante le viti 18. ;Come si vede ancora specialmente nella figura 1, le pale d'elica 2 sono provviste di radici di pala 20, che assieme al le parti di sostegno a forma di dischi 21, alle quali esse so no collegato mediante le viti 22 e le spine 23, stringono i listelli anulari 24 della parte di scatola esterna 3? I listel li anulari 24 formano in questo caso le superfici di sopporto 25. Nell'intercapedine esterna 26 nella parte di scatola esterna 3, tra la radice di pala 20 ed il suo foro, ad essa assegnato, ? montato un anello di guarnizione 27, che chiude verso l'esterno la camera interna 8 della scatola d'elica 1. Sul lato dell'anello di guarnizione 27 rivolto al fluido idrati lico, ? previsto un canale di scarico 28, che ? collegato tramite una camera intermedia 30, tra il disco 17 e la flangia 5, al foro 7 dell'albero porta elica 6. ;Nella camera interna 8 della scatola d'elica 1 si trova un corpo di spostamento 31, la cui estremit? pi? distante dall'albero porta elica 6 ha la forma costruttiva di uno stantuffo tuffante 32 avente una guarnizione di stantuffo 33. Io stantuffo tuffante 32 forma con il foro cilindrico 11 un meccanismo cilindro/stantuffo per il movimento del corpo di spostamento 31. Come verr? chiarito pi? avanti, la pressione di azionamento pu? venire fornita anche alla camera interna 8 della scatola d'elica 1, cosicch? il corpo di spostamento con il suo stantuffo tuffante 32 ? a doppio effetto. ;A tale scopo il corpo di spostamento ? provvisto sulla sua estremit? rivolta all'albero porta elica di un perno 34, che passa a tenuta attraverso un foro 35 nel disco 17 e presenta dei canali 36 e 37, collegati ai tubi 38 e 40, che si trovano nel foro 7 dell'albero porta elica 6 e servono per la alimentazione e lo scarico del fluido in pressione idraulico per muovere l'elica a passo variabile. Come si vede nella figura 1, il tubo 38 ? collegato ad un canale centrale 36, che porta nella camera cilindrica 11. la camera intermedia 41, tra i tubi 40 e 38, ? collegata ai canali 37, che portano nella rispettivamente fuori dalla camera interna 8 della scatola d'elica 1. I tubi 38 e 40 sono collegati in modo noto ad un dispositivo di comando non rappresentato, che comanda l'adduzione del fluido in pressione idraulico nel cilindro 11 oppure .nella camera interna 8 e d? luogo cos? ai movimenti di regolazione del corpo di spostamento 31. ;Come si vede ancora in modo speciale nelle figure 3 e 4, il corpo ?di spostamento 31 ha sulla sua periferia delle supera fici piane 42, che oooperano con le superfici piane 43 delle parti di sostegno 21. Nelle superfici 42 sono conformate delle scanalature 44 a forma di 1, ohe presentano volta per volta un'ala 45, che s'estende nella direzione di moto del corpo di spostamento, parallela all'asse A dell'elica. La seconda ala 46 ? trasversale a questa direzione, preferibilmente perpendi. colare. Nella scanalatura 44 a forma di L, e precisamente durante il funzionamento nella sua ala 46, s'impegna un piolo 47 della relativa parte di sostegno 21, che ? abbracciato da una bussola di guida 48 avente delle superfici di guida piane. ;Le figure da 5 a 7 mostrano nelle successive fasi di mon taggio, come viene introdotto il corpo di spostamento 31 nella scatola d? mozzo, con le pale d'elica gi? montate. ;Corrispondentemente alla figura 5, le pale d'elica vengono regolate con le loro radici 20 in modo che i pioli 47 si trovino volta per volta di fronte alle ali 45 delle scanalatu re 44. ;Poi il corpo di spostamento 31 viene introdotto cosi profondamente nella scatola di mozzo che i pioli 47 con le loro bussole 48 vanno ad urtare contro l'estremit? dell'ala 45 del. la scanalatura 44. Quindi, secondo la figura 6, il corpo di spostamento viene mosso ulteriormente verso destra con contem poranea rotazione della pala d'elica nel senso rappresentato da una freccia, i pioli 47 venendo introdotti nell'ala 46 del la scanalatura 44 a forma di L. la figura 7 mostra infine la posizione del piolo 47 nella scanalatura 44 in posizione di funzionamento. Mediante i triangoli 50 ? indicata la posizione delle pale d'elica 2. ;Come gi? accennato, in funzionamento, per un movimento di regolazione ad una delle camere in pressione, alla camera cilindrica 11 oppure alla camera interna 8, viene alimentato il fluido in pressione, mentre si provvede al suo scarico dal l'altra camera. Quando viene intercettato il flusso attraverso i tubi 38 e 40, il corpo di spostamento 31, e con esso le pale 2 dell'elica, vengono bloccati nella relativa posizione. ;Il canale di scarico 28 permette una certa corrente mini, ma del fluido idraulico, vale a dire di un olio, davanti alle superfici di sopporto 25 nel foro 7 dell'albero porta elica 6 in cui in tutte le condizioni di funzionamento regna una pressione minore di quella esistente nella camera interna 8. In questo modo si provvede ad una lubrificazione perfetta di queste superfici di sopporto. Nello stesso tempo, con questa disposizione viene scaricata la guarnizione 27, perch? essa non ? esposta alla pressione di lavoro regnante nella camera inter na 8, ma alla pressione pi? bassa regnante nel foro 7 dell'albero porta elica. ;Goine gi? accennato, il coperchio 10 ha eolia eoa periferia un bordo anulare 51, che sporge nella direzione assiale A della scatola e che abbraccia con la sua superficie interna, con piccolo gioco, una sporgenza anulare 52 della parte di sca tola esterna 3. ;Preferibilmente, in modo di per s? noto, le pale d'elica sono conformate rispettivamente i loro assi di rotazione sono montati in modo che esse, in funzionamento, premano con la lo ro forza di reazione il corpo di spostamento 31 verso sinistra nella figura 1. Da ci? deriva che le pressioni di lavoro agenti nel foro cilindrico 11 sono maggiori delle pressioni di la voro, che vengono in considerazione durante il funzionamento nella camera interna 8. ;la pressione idraulica, agente nella camera interna 8 della scatola di mozzo, ha come conseguenza l'esistenza di una forza di pressatura, che agisce sulle parti di sostegno 21 e le preme uniformemente aontro i listelli anulari 24. Quest'ef fetto ? particolarmente conveniente per le grandi eliche, rotanti lentamente, perch? in questo modo vengono almeno ridotte le forze di rovesciamento nella disposizione di sopporto per l'influsso delle forze idrauliche agenti sulle pale d'elica. Viene scaricata cosi la radice di pala 20 dalle forze agenti sul suo bordo. ;Nell'elica rappresentata, il corpo di spostamento 31 pu? venire smontato verso sinistra nella figura 1 , dopo aver le ;

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI ;
2. 1, Elica a passo variabile per propulsione navale, con una scatola di mozzo, che ? chiusa ermeticamente ed ? destina ta al fissaggio sull'estremit? di un albero porta elica, nonch? con un corpo di spostamento, che ? movibile nella scatola nella sua direzione assiale, ? azionabile con un fluido idrati lico, presenta una parte di un meccanismo cilindro/stantuffo ed ? collegato mediante un meccanismo d'accoppiamento alle pa le d'elica sopportate orientabili nella scatola di mozzo, il meccanismo cilindro/stantuffo essendo collegabile a dei tubi montati entro un foro dell'albero porta elica e serventi per l'alimentazione e lo scarico di un fluido in pressione idraulico, caratterizzata dal fatto che il corpo di spostamento (31) ? provvisto di una parte (32) di un meccanismo cilindro/ stantuffo (11, 32), che coopera con una seconda parte (10) del lo stesso meccanismo, montata fissa nella scatola di mozzo (1), e che l'estremit? del corpo di spostamento (31), rivolta all'albero porta elica (6), ha la forma costruttiva di un per no (34) che passa ermeticamente attraverso la parete di delimitazione (17) della scatola (1) e presenta dei canali (36, 37), che sono collegabili ai tubi (38, 40), serventi per la alimentazione e lo scarico del fluido in pressione idraulico, e servono per il collegamento della camera cilindrica (11) del meccanismo cilindro/stantuffo (11, 32), nonch? della carne ra interna (8) della scatola d'elica (1) ad un dispositivo di comando, in modo tale che il meccanismo cilindro/stantuffo (11, 32), quale meccanismo a doppio effetto, pu? venire investito dal fluido in pressione nei due sensi. ;2.
3. Elica secondo la riv. 1, caratterizzata dal fatto che il corpo di spostamento (31) sul suo lato pi? distante dall'al bero porta elica (6), ha la forma costruttiva di uno stantuffo tuffante (32), guidato ermeticamente in un foro cilindrico (11) disposto nella scatola (1). ;3* Elica secondo la riv. 1 o 2, caratterizzata dal fatto ohe il meccanismo d'accoppiamento presenta delle scanalature (44), che sono conformate sul corpo di spostamento (31), sono assegnate alle pale d'elica (2) e nelle quali s'impegnano dei pioli eccentrici (47) delle pale d'elica (2), le scanalature (44) avendo una forma ad 1 e presentanti un'ala (45), che si estende nella direzione d? moto del corpo di spostamento (31), nonch? una seconda ala (46) disposta trasversalmente alla prima.
4. 4. Elica secondo la riv. 2, caratterizzata dal fatto che il foro cilindrico (11) ? conformato in un coperchio (10), fissato sull'estremit? di una parte di scatola esterna (3), non contigua all'albero porta elica (6).
5. 5. Elica secondo la riv. 4, caratterizzata dal fatto che il coperchio (10) presenta una superficie esterna piana (12), a cui ? applicata ermeticamente una lastra (11) di materiale resistente alla corrosione.
6. 6. Elica secondo la riv. 5, caratterizzata dal fatto che il coperchio (10) presenta sulla sua periferia un bordo anulare (51), che sporge nella direzione assiale (A) della scatola (1) ed abbraccia con la sua superficie interna, con piccolo gioco, una sporgenza anulare (52) nella parte di scatola esterna (3).
7. 7. Elica secondo una delle riv. da 1 a 6, caratterizzata dal fatto che le pale d'elica (2) sono provviste di radici di pala (20), che stringono dei listelli anulari (24) della scato, la (1) con delle superfici di sopporto.(25), nell'intercapedine esterna (26), tra la radice di sopporto (20) ed il corrispondente foro di scatola, essendo montata volta pervolta almeno una guarnizione (27), e che sul lato della guarnizione (27) rivolto al fluido idraulico, ? previsto almeno un canale di scarico (28), che porta in una camera d'efflusso (7) per il fluido idr?ulico.
8. 8. Elica secondo la riv. 7, caratterizzata dal fatto che il canale di scarico (28), passando in derivazione la parete di delimitazione (17) della scatola (1), sfocia in una camera (30), che ? in comunicazione con lo spazio anulare del foro (7) dell'albero porta elica (6), abbracciante i tubi (38,40).

   9, Elica secondo una delle riv, da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che la parete di delimitazione (17) della scatola di mozzo (1), attraverso la quale passa ermeticamente il perno (34) del corpo di spostamento (31), ha la forma di un disco (17), separato dalla scatola (1) e fissato nella scatola (1) stessa.