ITBL20010020A1 - Una macchina a pistoni rotanti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell' invenzione avente per titolo:

UNA MACCHINA A PISTONI ROTANTI

Una macchina a pistoni rotanti o rotori che forma camere a volume variabile, ossia camere che si espandono e si contraggono ciclicamente, proporzionando un flusso del fluido con il quale lavorano, continuo e praticamente costante, cioè, senza pulsazioni.

Queste camere si formano fra dei pezzi costituiti esclusivamente da materiali rigidi, alcuni dei quali pezzi sono fissi o stazionarli, ed altri invece sono mobili.

I pezzi mobili girano a velocità costante montati su degli alberi che sono paralleli fra loro, i quali a loro volta sono disposti parallelamente all' asse geometrico longitudinale della cavità cilindrica della carcassa stazionaria, all' interno della quale sono situati.

Serve per la costruzione di:

Pompe utilizzabili per varii propositi, compressori, soffiatori, motori idrostatici e pneumatici, contatori per liquidi, ed incluso macchine a vapore, ecc.

Per poter definire esattamente la categoria alla quale questa macchina appartiene, è conveniente, o meglio detto, indispensabile utilizzare la "CLASSIFICAZIONE DELLEMACCHINE A PISTONI ROTANTI" di Felix Wankel. (Inventore del motore omonimo).

Qui a continuazione su questa pàgina 2 e sulla 3, è allegata una nota esplicativa circa questa classificazione.

Sulle pagine 7 e 10 sono aggiunte altre riferenze alla stessa.

NOTA

Nella classificazione delle macchine a pistoni rotanti di Felix Wankel, in tedesco: "EINTEILUNG DER ROTATIONS-KOLBENMASCHINEN" si trova inquadrata secondo i criteri utilizzati per definirla, la categoria alla quale evidentemente questa macchina appartiene.

Il posto dove è situata la detta categoria si trova sulla tavola 8, fila VI, sotto le indicazioni di:

KKM = "Kreiskolbenmaschinen" = macchine a pistoni rotanti con movimenti di rotazione e di traslazione a velocità costante.

II. B. = "Innenachsige Bauarten" = Tipi di costruzione di asse interiore.

(Questo concetto si riferisce al tipo di posizione reciproca degli alberi rotanti della macchina e corrisponde agli alberi paralleli di due ruote dentate cilindriche, come il pignone con dentatura frontale esterna e la corona con dentatura interna.)

(S H) = "Hubeingriff undSchlupfeingriff bzw, schlupfeingriffanlich"

= Sistema di accoppiamento o di indentamento a modo di movimento di pistone e di'slittamento di un corpo in un incavo o capsula di un' altro corpo, oppure, movimento di un pezzo contro la superficie similare ad un incavo o capsula di un' altro pezzo.

Questo più specificamente è:

Accoppiamento o indentamento fra i corpi che formano le camere (con forma di un incavo, ossia di una particolare capsula), costituito da dei movimenti rettilinei alternativi, - come corsa di pistone nel suo cilindro -, combinati con dei movimenti circolari che conservano nei punti di indentamento, ossia di contatto fra i detti corpi, la stessa direzione di rotazione o di rotolamento. 0 anche, in questo particolre caso,modo di ingranare del tipo denominato "schlupfeingriffanlich", cioè, tipo di indentamento similare a quello che produce camere con forma di un peculire incavo o capsula Per definire la colonna nella quale va posizionata questa macchina, esiste in più l' indicazione di:

"Innere ruhende Arbeitsraumwandung" = Pezzo stazionario, o meglio detto, parete fissa che contribuisce a formare le camere, situata in una posizione interna. (Tramezzo (E).) Questa indicazione stabilisce la posizione della casella corrispondente a questa macchina nella colonna 6. Finalmente, con le indicazioni delle caratteristiche date viene determinta esattamente la casella corrispondente a questa macchina, che è quella corrispondente alla:

Tavola 8, fila VI, colonna 6.

(Come si può vedere, questa casella è vuota di figure, ciò che fa presumere che questa macchina sia effettivamente nuova o che possieda caratteristiche vantaggiose o miglioramenti che siano nuovi, anche se questa classificazione data dall'anno 1963.) La denominazione abbreviata completa della categoria di questa macchina è:

Osservazione

(Questa macchina, o queste macchine,si denominano a pistoni rotanti anche quando l' elemento che funge da pistone non ha nessuna somoglianza fisica con questi, ma ne fa le veci. In questi casi si tratta in realtà di dei rotori.)

Tutte le varianti di questa macchina riuniscono tutte le caratteristiche essenziali per il loro efficiente funzionamento, caratteristiche non riunite nella loro totalità da nessuna macchina a pistoni rotanti fino ad ora conosciuta.

Tali caratteristiche si elencano qui a continuazione. 1) Il movimento a velocità costante di tutti i suoi pezzi mobili, non si producono per tanto in essi variazioni di velocità durante il giro, e dovuto a questo, non si generano forze di inerzia limitatrici della loro velocità di rotazione.

2) L' ottenzione di un flusso del fluido con il quale questa macchina lavori, continuo e costante, ossia praticamente senza pulsazioni. Cosa questa molto conveniente in moltissimi casi, specialmente quando la macchina lavori con liquidi.

3) La possibilità di un' ermetizzazione rigorosa delle camere, dovuta alla semplice geometria dei pezzi fra i quali esse si formano. Infatti, nessuno di questi possiede superfici complicate, ma completamente piane o cilindriche di base circolare.

4) La possibilità di una libera circolazione del fluido con il quale questa macchina debba lavorare, circolazione che si produce lungo ampi canali di entrata alle camere e di uscita da esse.

5) La favorevole relazione fra il volume totale della macchina e la capacità delle sue camere. (Camere di un volume convenientemente grande in relazione alla grandezza della macchina.)

6) Non esiste praticamente l' effetto di nocivi grandi spazi morti residui come quelli che si presentano in molte altre macchine a pistoni rotanti, data appunto la piccolezza di quelli che in questa macchina si producono.

7) La possibilità di ottenere una lubrificazione ed una refrigerazione efficenti di tutti i suoi pezzi.

8) La robustezza di tutti i pezzi mobili, la loro semplicità e quella di tutto il sistema.

9) La possibilità di montare i rotori su dei cuscinetti di piccolo diametro in vista delle alte velocità di rotazione, i quali appunto permettono che le stesse possano essere raggiunte.

10) La possibilità di una meccanizzazione precisa, facile ed economica di tutti i suoi pezzi, dovuto alla semplicità geometrica di tutti loro.

La riunione di tutti questi requisiti, non ottenuta precedentemente nella sua totalità da nessuna macchina a pistoni rotanti, fa che questa macchina possa raggiungere alti rendimenti, non conseguiti fino ad ora in tale misura da macchina alcuna.

La stessa pertanto in tutte le sue varianti risulta atta per compiere molti propositi in un modo più efficente che con nessun' altra macchina fino ad ora conosciuta, o eventualmente compierne alcuni il cui raggiungimento fu fino a questo momento impossibile. Può ad esempio essere impiegata come pompa per liquidi, dove sia specialmente richiesto un flusso costante, senza pulsazioni, potendo il medesimo essere proporzionato in grandi o.piccole portate, secondo sia la grandezza della medesima, o anche, con costruzioni speciali, proporzionare portate variabili.

Può anche essere che possa venire utilizzata con esito come compressore d' aria per piccole turbine a gas, anche constando la stessa di un solo stadio,(potendo però lavorare molto bene anche come macchina a varii stadii),dato che può proporzionare volume e pressione in quantità adeguate, essendo allo stesso tempo compatta e semplice .

Può anche risultare sicuramente efficente nel suo eventuale impiego come soffiatore per il lavaggio dei gas bruciati e la sostituzione dei medesimi con aria o miscela fresca nei motori a combustione interna a 2 tempi, anche quando questi siano di molto piccole dimensioni, proposito questo non raggiunto con nessun soffiatore rotativo attualmente in uso.

Riferita a questa macchina, una questione di somma importanza che è necessario far risaltare è quella riferita ai

2 sistemi pratici di guida delle sue pale, perche in base a questi questa macchina è stata suddivisa in 2 differenti varianti.

Questi due sistemi di guida delle pale permettono che le stesse lavorando in combinazione con gli altri pezzi mobili e fissi della macchina, possano formare le camere ed i loro cicli in un modo tale che possa essere ottenuto un flusso del fluido, continuo e costante, praticamente senza pulsazioni, ciò che è una delle principali caratteristiche vantaggiose di questa macchina.

Nota n. 1

Questi 2 metodi di guida delle pale, corrispondono ai sistemi rappresentati sulle figure delle:

(Fila 3, colonna 1) e (fila 2, colonne 1 e 2) della tavola 19, o delle forme di costruzione della menzionata classificazione di Felix Wankel. (In tedesco: 19 Bauforroenblatt).

Questi due modi di guida delle pale corrispondono ai sistemi denominati naturalmente: "Sistemi centrali di guida delle pale" .

Gli stessi si descrivono sommariamente qui a continuazione solo perche si abbia una idea della loro costituzione.

(Più avanti questi sistemi si spiegheranno in modo dettagliato).

1) Guida delle pale per mezzo del perno della manovella di un albero a gomito, il quale albero o rotore porta pale, gira al doppio della velocità del rotore concentrico.

(Corrispondente alla prima variante).

(Fig. 1- 6, tav. 1- 5), (fig. 16 - 17, tav. 11),

(fig. 18 - 21, tav. 12 - 13).

2) Sistema di guida delle pale mediante pattini di forma adeguata, formanti un solo corpo con le pale stesse. Questi pattini slittano in un movimento alternativo montati su di un blocco giratorio, a sua volta montato su di un perno centrale fisso, solidario di un coperchio laterale della carcassa.

(Corrispondente alla seconda variante).

(Fig. 7 — 15, tav. 6 — 10).

Breve descrizione delle figure menzionate

Prima variante

(Fig. 1 - 2 - 3 - 4 - 5, tav. 1- 3 - 4) (fig. 16 - 17, tav. 11) Sezioni traversali generali della macchina.

(Fig. 3, tav. 2) e (fig· 6, tav. 5)

Schemi dimostrativi dei movimenti dei pezzi mobili.

(Fig. 18, tav. 12)

Sezione lungo 1' asse verticale di simmetria (E - E) della figura 19.

(Fig. 19, tav. 12)

Sezione traversale (D ~ D) della figura 18-

(Fig. 20, tav. 13)

Sezione (A - B - C - A) della figura 18.

Nota: Il tratto (C - A) di questa sezione coincide con la sezione (G - G) della figura 21.

(Fig. 21, tav. 13)

Sezione traversale (F - P) della figura 20.

Seconda variante

(Fig. 7- 8 - 10 - 11- 12 - 13 - 14 - 15, tav. 6 - 8 - 9 - 10). Sezioni traversali generali della macchina.

(Fig. 9. tav. 7)

Schema dimostrativo dei movimenti dei pezzi mobili.

Nota n. 2

Ci sono per lo meno altri 2 sistemi possibili di guida delle pale, però dato che per questa macchina non risultano pratici non saranno desritti qui, e pertanto nenche saranno descritte le altre due varianti della macchina corrispondenti appunto a questi altri due sistemi.

Nota n. 3

Comparazione di questa macchina con macchine preesistenti che effettuano un lavoro similare a quello di questa e così come questa stessa appartengono al tipo che possiede tutti suoi elementi mobili girando a velocità costante.*

(Agli effetti di comparazione nessuna macchina che non abbia assolutamente tutti i suoi pezzi mobili girando a velocità costante è stata presa qui in considerazione, perche tali macchine non possono raggiungere le alte velocità di rotazione e pertanto gli elevati rendimenti di quelle che si questo requisito lo compiono.) A modo di esempio, uno dei tipi di macchina a pistoni rotanti più notabile con il quale questa macchina nelle sue due varianti può essere comparata è quello rappresentata nella classificazione di Felix Wankel, nelle seguenti caselle;

Fila XII, colonna 8, tavola 7 o (DKM) D

Fila XII, colonna 6, tavola 8 o (KKM) K

Comparazione con la macchina della casella;

XII/6 della tavola 8 o (KKM)

1) Costruzione più semplice dato che non è necessario un treno di di ingranaggi sicronizzatori dei 2 rotori planetari i quali assieme al resto dei pezzi, nel corrispondente spazio anulare del rotore principale o concentrico, nella macchina della riferita casella, contribuiscono a formare le camere.

2) Nelle sue costruzioni con 2 o più pale, ossia nelle costruzioni più comuni, che presentano pertanto 4 o più estremi o braccia di pala, questa macchina presenta la possibilità di costruire i condotti di entrata e di uscita delle camere, (situati in uno dei coperchi della carcassa), molto più ampi che quelli delle macchine che adottano il sistema di costruzione con due rotori sincronizzati con ingranaggi, come appunto quella menzionata nel punto (1). Questo si deve al fatto che in questa macchina i detti condotti possono comprendere un arco dello spazio anulare del rotore concentrico dove si formano le camere, molto grande, di circa (115a a 130a), (quando le pale sono 2), o corrispondentemente di più quando le pale sono dipiù. In comparazione, 1' arco che possono comprendere nel corrispondente spazio anulare del rispettivo rotore concentrico i condotti delle camere della macchina di questa riferita casella XII/6, della tavo— la 8 è ridotto, tanto che al massimo può comprendere solamente un' angolo di circa (40° — 45°).

Orbene, essendo che l' ampiezza dei detti condotti condiziona la capacità delle camere, l' ottenere che la stessa sia molto più grande che nelle macchine conosciute, comporta poter costruire lo spazio anulare dove esse si formano con una lunghezza abbastanza maggiore, potendo così essere aumentata la capacità delle camere di questa macchina di quasi il triplo per esempio, della capacità delle camere di questa riferita macchina della casella K XII/6, tavola 8.

Riferito a questa stessa macchina K XII/6 della tavola8, può sembrare che in essa aumentando il numero dei suoi rotori planetari sincronizzati con ingranaggi, si possa aumentre l' arco compreso dai suoi condotti di entrata e di uscita. Uno studio attento rivela però che questo risulta molto complicato o addrittura impossibile. Non potendo allora in questa macchina essere ottenuto questo, la stessa non può raggiungere la capacità ed il rendimento di quella appunto qui presentata.

* Un esempio di costruzione di questa macchina K XII/6 è la pompa "Ritz & Schweitzer". nominata a pagina 25 della classificazione di Felix Wankel.

* Una costruzione un po differente ma tuttavia similare, è quella rappresentata dalla macchina "Keelavite"■ Vedere:

Comparazione con la macchina della casella:

XII/8 della tavola 7 o (DKM)

1) I condotti di entrata e di uscita delle camere in questa macchina sono situati su di un pezzo o coperchio che gira, uno davanti ed uno dietro il tramezzo che solidario del coperchio stesso, funge da pistone e separa la camera di entrata da quella di uscita. Questo tipo di costruzione comporta per i detti condotti, una complicazione molto maggiore che nelle costruzioni dove gli stessi sono situati in un pezzo fisso, così come giustamente è il caso della nuova macchina qui presentata.

2) Le restanti questioni agli effetti di comparazione sono le stesse che quelle descritte della macchina della casella XII/6, del— la tavola 8.

Al proposito di comparazione, un'altra questione degna di essere presa in considerazione è la seguente.

Rispetto delle dimensioni delle camere delle macchine delle riferite caselle delle menzionate tavole della classificazione di Wankel, le dimensioni delle camere di questa macchina, risultano molto aumentate non solo nella loro lunghezza, come è già stato spiegato, ma anche in altezza, aumentando con questo ulteriormente la capacità delle stesse e pertanto incrementando ancora comparativamente il rendimento di questa macchina qui presentata.

Nota n. 4

Una delle caratteristiche più notevoli o principali di questa macchina, consiste nel fatto che lo spazio anulare dove si formano le camere è situato in un unico rotore, o meglio detto è ricavato nel corpo di un unico rotore, (il concentricocon la carcassa). Dovuto a questo allora, la pressione del fluido con il quale la macchina lavori, per quello che concerne la forza che questa pressione eserciterebbe in senso radiale, la stessa rimane confinata fra le pareti di questo rotore.

Grazie a questo fatto non si produce carico alcuno sui cuscinetti sui quali questo rotore viene montato, (ciò che equivale a quello che succede in altre macchine con pressione in senso radiale, per così dire, bilanciata.)

Con questo allora, i detti cuscinetti non dovendo sopportare nessun carico, per prima cosa possono avere una durazione molto lunga e secondariamente, più importante ancora, possono girare ad una velocità molto più alta che quando un carico si lo debbono sopportare .

Questo contribuisce ad un corrispondente aumento della velocità di rotazione della macchina e pertanto ad un' altro incremento del suo rendimento.

Questa macchina allora, dovuto alla possesione della caratteristica qua spiegata, presenta un evidente vantaggio, per esempio, sulle molto conosciute e comuni maccine a pistoni rotanti il cui spazio dove si formano le camere è situato fra un rotore eccentrico e la carcassa, dove si la pressione del fluido è esercitata in senso radiale sul detto rotore, dovento pertanto i suoi cuscinetti, molte volte sopportare un gran carico.

Descrizione dettagliata dell' invenzione

Così come è stato detto a pagina 6, prendendo in considerazione i 2 sistemi di guida delle pale, questa macchina è stata suddivisa in 2 corrispondenti varianti. Ogni una di queste due varianti può sembrare una macchina differente, la caratteristica però che le unisce e che fa che fa che possano essere considerate solo varianti di una stessa macchina, è che i due differenti sistemi di guida delle pale anche se sono radicalmente differenti, permettono che le stesse siano guidate e sostenute in modo che possano prodursi le camere ed i loro cicli nella medesima particolare maniera comune ad ambedue, la quale cosa è giustamente la caratteristica primordiale di questa macchina.

Descrizione della prima variante

Dato che la prima delle due varianti è quella che presenta le migliori condizioni per spiegare il sistema costruttivo e funzionale di questa macchina, si comincerà per descrivere qui a continuazione questa variante.

Per rappresentare la stessa si sono allegate le seguenti figure suddivise in 2 gruppi.

1) Gruppo o delle sezioni schematiche traversali e dei 2 diagrammi dimostrativi dei movimenti dei pezzi mobili.

Figure 1 - 6 Tavole 1 - 5

Figure 16 — 17 Tavola 11

2) Gruppo o del prototipo

Figure 18 — 21 Tavole 12 — 13

Sulle figure del gruppo (1), n. 1 — 2 — 4 — 5, e 16 — 17, che mostrano sezioni schematiche traversali, sono visibili tutti i pezzi principali di questa variante n. 1.

Sulle figure di questo stesso gruppo (1) n. 3 e 6, che anche rappresentano sezioni traversali,invece si mostrano gli schemi esplicativi del funzionamento di questa variante, con 1' indicazione dei movimenti di tutti i suoi pezzi mobili.

Per spiegare dovutamente questi movimenti, in queste figure sono stati aggiunti altri elementi indispensabili a questo proposito e non esistenti nel resto delle figure.

Sulle figure del gruppo (2) o del prototipo, in più delle sezioni traversali di questa variante della macchina, sono incluse rappresentazioni di sezioni longitudinali della stessa, così come si dettaglia a continuazione.

Fig. 18, tav. 12: Sezione lungo un piano che passa per l1 asse verticale di simmetria (E — E) della figura 19. Fig. 19, tav. 12: Sezione traversale (D — D) della figura 18.

Fig. 20, tav. 13: Sezione (A — B — C — A) della figura 18.

Nota: Il tratto (C - A) di questa sezione coincide con la sezione (G — G) della fig. 21. Fig. 21, tav. 13: Sezione traversale (F — F) della figura 20.

Nota n. 5

Sulle due figure n. 18 e 20 di questo gruppo 2, che mostrano sezioni longitudinali della macchina, come può vedersi, in più dei pezzi rappresentati in ogni figura del gruppo 1, si possono vedere anche gli altri pezzi che completano questa macchina.

Nella lista che si allega a continuazione sono elencati tutti i pezzi rappresentati ed indicati con riferenze nelle corrispondenti figure di questa prima variante.

A continuazione della stessa, si allega anche la lista degli altri importanti elementi indicati negli schemi rispettivi delle (fig. 3, tav. 2) e (fig. 6, tav. 5) i quali schemi spiegano i movimenti dei pezzi mobili ed il funzionamento di tutto il sistema di questa prima variante di questa macchina.

Elenco dei pezzi della macchina

(Variante n. 1) (Gruppi 1 e 2)

Gruppo 1: (Fig. 1- 6, tav. 1- 5)

(Fig. 16 — 17, tav. 11)

Gruppo 2; (Fig. 18 — 21, tav. 12 — 13)

Albero a gomito.

B) Pale o pala.

C) Rotore concentrico.

D) Carcassa.

E) Listello o blocco che interrompe per un certo corto arco lo spazio anulare (I) nel quale si formano le camere, separando il settore di entrata da quello di uscita delle stesse e che forma parte integrale del coperchio laterale destro della carcassa (D). E) Coperchio laterale destro della carcassa (D).*

F) Coperchio laterale sinistro della carcassa (D).*

G) Condotto di entrata alle camere.**

H) Condotto di uscita dalle camere.**

I) Spazio anulare nel quale si formano le camere.

J) Intaccature per lo scarico delle scanalature dove penetrano le pale (B) nella parte esteriore cilindrica del rotore (C) nel settore dove si formano le camere. (Indicate con riferenze solo sulle figure 19 - 20 - 21.)

L) Aperture di accesso alle camere, praticate radialmente nel rotore (C).***

* Elementi visibili solamente sulle:

(figure del gruppo 2. n. 18 e 20, tavole 12 e 13.)

** Elementi visibili su di tutte le figure di sezioni traversali, meno sulle seguenti:

(fig. 3, tav. 2), (Fig. 6, tav. 5),

e nella (fig. 20, tav. 13) che mostra una sezione longitudinale lungo un piano che passa per 1' asse verticale di simmetria.

*** Elementi rappresentati solamente sulle:

(Figure 16 e 17, tavola 11).

Elenco di altri dati o elementi

necessari per spiegare il funzionamento di questa prima variante di questa macchina, rappresentati gli stessi sulle:

(Figura 3, tavola 2) e (figura 6, tavola 5).

X) Centro del rotore concentrico (C).

Y) 1) Centro del gomito o centro dei gomiti dell' albero a gomito (A).

2) Anche centro di rotazione e di gravità della pala o delle pale (B).

Z) 1) Centro dell' albero a gomito (A).

2) Centro anche del circolo (CX).

ά ) Circolo con centro in (Z), descritto dal centro (Y) nel suo giro attorno appunto al centro (Z).

β) Curva trocoidale descritta dalle punte della o delle pale (B) nei suoi o nei loro movimenti combinati di rotazione e di traslazione.

Nota n. 6

Le camere si formano nello spazio anulare (I) fra i seguenti pezzi:

B) Pala o pale.

C) Rotore concentrico.

E) Coperchio laterale destro della carcassa (D), con la sua prolungazione o listello che interrompe per un corto arco lo spazio anulare (I) del rotore concentrico (C), separando fra loro i settori di entrata e di uscita appunto delle camere.

Per poter esporre nel modo più chiaro e conciso possibile l' essenziale della costituzione di questa prima variante el il suo funzionamento, sono state prese in conto solo le seguenti figure: (Del gruppo 1, le n. 1 - 2 - 3, tavole 1 e 2) che rappresentano sezioni schematiche traversali della macchina.

La particolare figura n. 3, tavola 2 rappresenta lo schema esplicativo del funzionamento dei pezzi mobili e quello di tutto il sistema.

(Del gruppo 2 o del prototipo, le n. 18 — 19 — 20 - 21, tav. 12 e 13), che mostrano sezioni della macchina traversali e longitudinali.

Costituzione della macchina

Pezzi fissi o stazionari

Descrizione della loro costituzione e funzionamento

Pezzo D) o carcassa.

Questo pezzo è costituito da un corpo che presenta nella sua parte centrale una cavità la cui parete è perfettamente cilindrica. All·' interno di questa cavità sono situati tutti i pezzi mobili della macchina e l' unico fisso, tutti quali contribuiscono assieme ad altri pezzi a formare le camere. Nei suoi estremi laterali porta in più incastrati ed abbullonati,due coperchi,(E ed F). Visibili questi, entrambi sulle figure 18 e 20, tavole 14 e 15, essendo il coperchio (E) visibile anche in tutte le figure di sezioni traversali .

Pezzo E) Listello ο blocco che serve da tramezzo per interrompere nel luogo adeguato, per un certo corto arco, lo spazio anulare (I) del rotore (C) doveisi formano le camere, separando ermeticamente fra loro i settori di entrata e di uscita delle stesse.

Questo listello forma (in questo modello, e nella maggioranza dei casi), un unico pezzo assieme al coperchio (E) e si progetta a partire da questo in senso parallelo all' asse geometrico longitudinale della carcassa (D),ffno in fondo allo spazio anulare (I), cioè attraverso tutta la lunghezza delle camere.

Pezzi E ed F) Coperchi della cavità della carcassa (D).

((E) coperchio destro. (F) coperchio sinistro ). Questi due coperchi sono situati uno in ogni estremo laterale della carcassa (D), gli stessi determinano la lunghezza delle camere e servono in più da sopporto del rotore (C) e dell' asse dell' albero a gomito (A).

Il coperchio (E) in più porta incorporato (e nella maggiranza dei modelli) formando un unico pezzo, il listello cotrassegnato con la sua stessa lettera (E). Uno ad ogni lato di questo listello, porta in più praticati il condotto di entrata alle camere e quello di uscita da esse, così come si vede su di tutte le figure di sezioni traversali, e specialmente sulla n. 20, tavola 13, che mostra una sezione longitudinale lungo piani orizzontali della macchina prototipo .

IL coperchio (F) invece presenta in più delle caratteristiche sopra specificate, la perforazione lungo la quale una punta dell' albero a gomito (A) fuoriesce all' esterno per essere accoppiata alla relativa trasmissione.

Pezzi mobili

Descrizione della loro costituzione e funzionamento

Pezzo (A) o albero a gomito.

Quest' albero a gomito è costituito da un' asse che possiede nella maggioranza dei modelli di macchina, due gomiti situati ad una distanza di 1805 uno dall' altro affinché le loro masse si controbilancino mutuamente.

I centri di questi gomiti sono i centri (Y), situati sul circolo (CC); di questi due centri sulla figura 3, tavola 2, solo è rappresentato uno, essendo che la posizione dell' altro si sottintende .

Su di questi gomiti vanno montate le pale (B) su dei cuscinetti. (Ci sono modelli di macchina con un solo gomito ed una unica pala.)

Quest' albero a gomito stesso è montato sui due coperchi (E ed F) della carcassa (D) su dei cuscinetti, ed in una posizione che corrisponde al centro (Z), coincidendo questo centro (Z) col suo stesso centro di gravità e di rotazione designato con la stessa lettera .

In più è situato, come si vede, interiormente al rotore (C) e fuoriesce dal coperchio (F), (Il sinistro nellefigure 18e 20, tavole 12 e 13) per ricevere l' impulso o trasmetterlo secondo sia la macchina pompa o motore.

(11 movimento di questo pezzo è spiegato assieme alla spiegazione dei movimenti del rotore (C) e delle pale (B) a pagina(24) di questa descrizione.)

Pezzo (B) Pala o pale.

Questi pezzi sono gli elementi che attuano sul o con il fluido col quale la macchina lavori, trasmettendo impulso al medesimo o ricevendolo da esso secondo sia la macchina pompa o motore. Per mezzo dell' albero a gomito (A) questo impulso lo ricevono dall' esterno o all' esterno lo trasmettono, giustamente secondo sia la macchina pompa o motore. Nei loro movimenti concatenano anche il rotore concentrico (C).

Sono costituite da dei corpi con le forme adeguate per essere montate sui gomiti dell' albero (A) su dei cuscinetti, comprendere tutta la lunghezza delle camere, passare le loro braccia o estremi attraverso le scanalature praticate a questo scopo nel corpo interiore del rotore (C) ed a continuazione passando attraverso lo spazio anulare (I),estendersi fino al corpo o parte esteriore dello stesso rotore nella parte del ciclo che questo corrisponde; per penetrare dopo nelle corrispondenti scanalature aperte nello stesso, al fine di dividere convenientemente lo spazio anulare (I) e contribuire cosi assieme al resto dei pezzi, a formare le camere con i loro settori di entrata e di uscita.

Dalla parte opposta, ossia nella posizione situata a 1802 da dove le pale presentano la loro penetrazione massima nel cilindro o corpo esteriore del rotore (C), le stesse si nascondono totalmente nel corpo interno del detto rotore e passano sotto il tramezzo divisore (E) molto approssimate ad esso ma senza toccarlo.

Durante questo passo sotto il detto tramezzo, le pale sono rilevate dal compito di ermetizzazione contro di esso, dato che in questo punto questo lavoro lo realizza la superficie esterna cilindrica del medesimo rotore (C).

Questo in più che su di tutte le corrispondenti figure di sezioni traversali, si vede specialmente chiaro nello schema della figura 3, tavola 2, dove è rappresentata la curva trocoide (β). che mostra il percorso completo delle punte di queste pale.

(I movimenti di questo pezzo o di questi pezzi, sono spiegati assieme alle spigazioni dei movimenti dell' albero a gomito (A) e del rotore (C), sulle pagine (24 e 25)).

Pezzo (C). Rotore concentrico.

Questo rotore è costituito da un corpo che viene montamontato sui due coperchi della carcassa (E ed F) nel centro (X), concentricamente giustamente alla carcassa (D) e con un piccolo gioco fra egli stesso e la parete interna cilindrica della carcassa medesima.(Vedere figura 3, tavola 2.)

Presenta la forma di un cilindro cavo, affinché all' interno della sua cavità possa passare eccentricamente montato 1' albero a gomito o rotore (A).

Questo stesso corpo è costituito generalmente da due parti, una o interna, situata interiormente al listello separatore (E), la quale ha le forme adeguate per essere montata giustamente sui due coperchi (E ed F) della carcassa (D) su dei cuscinetti.

L' altra o esteriore, è montata così come si vede chiaramente sulle (figure 18 e 20, tavole 12 e 13), sulla prima, e circonda il listello (E), estendendosi a partire dal posto dove è montata, solamente fino alla parete interna del coperchio (E).

Fra queste due parti viene delimitato lo spazio anulare (I),nel quale con l' aiuto dei restanti elementi che sono le pale (B) ed il coperchio (E) col suo listello (E) incorporato, le camere si formano.

Questo rotore porta in più praticate in senso radiale e per tutta la lunghezza delle camere, le scanalature (che finiscono nel corpo cilindrico o parte esteriore del medesimo senza che fuoriescano da esso) attraverso le quali scorrono le braccia o estremità delle pale (B), montate queste sui gomiti dell' albero o rotore (A).

(Il movimento di questo pezzo è spiegato assieme alla spiegazione dei movimenti dell' albero a gomito (A) e delle pale (B) qui a continuazione ed a pagina (25)).

Spiegazione dei movimenti dei pezzi (A), (B) e (C). L' albero a gomito (A) gira attorno al centro (Z) (suo centro di gravità), nello stesso senso del rotore (C) ed al doppio della sua velocità .

Il rotore concentrico (C) gira attorno al centro (X), (suo centro di gravità) nello stesso senso del rotore o albero a gomito (A) ed alla metà della sua velocità.

Le pale (B) hanno 2 movimenti, uno di rotazione ed uno di traslazione.

1) Rotazione sui perni delle manovelle di centri (Y), (centri che a loro volta sono anche i loro propri centri di gravità) dell' albero a gomito (A), in senso contrario al giro di questo ed alla metà della sua velocità.

2) Traslazione. Montate sui gomiti dell' albero (A) girano attorno al centro (Z). I loro centri di gravità (Y) descrivono con questo giro il circolo (OC) di raggio uguale alla distanza (Z - X).

Questo movimento che per le pale è di traslazione, si effettua logicamente alla stessa velocità di rotazione dell' albero a gomito o rotore (A) e nello stesso senso.

Nota n. 7

Quando tutto l' insieme formato dalle pale (B), l' albero a gomito (A) ed il rotore (C), gira, le estremità o braccia delle pale scorrono lungo le loro scanalature del rotore (C) in un movimento derivato di andata e ritorno, la cui lunghezza è uguale al quadruplo del raggio delle manovelle dell' albero a gomito (A). La lunghezza di questo percorso determina 1' altezza teorica massima dello spazio anulare (I) del detto rotore (C), e consecuentemente anche l' altezza massima teorica delle camere.

In più e dovuto ai due movimenti combinati descritti di rotazione e di traslazione delle pale (B), le punte delle stesse descrivono la curva trocoidale (β). (Vedere il diagramma della figura 3, tavola 2.)

Nota n. 8

Una questione di importanza per questa prima variante (e anche per la seconda), è la possibile utilizzazione di elementi di guarnizione fatti di materiali adeguati, inseriti nei posti dovuti dei pezzi che formano le camere per ottenere 1' ermetizzazione delle stesse e con questo nei casi che sia necessario, poter raggiungere alte pressioni.

Per esempio, certi listelli di guarnizione si possono situare nel tramezzo (E) per ermetizzare la sua superficie di contatto con il rotore (C). Altri possono venire inseriti lateralmente nelle pale (B), ed altri ancora nelle scanalature della parte o corpo interiore del rotore (C) per ottenere ermetizzazione contro le estremità o braccia delle pale che passano attraverso di esse scanalature, ecc.

Si deve tuttavia notare che queste macchine possono essere costruite con la sufficiente precisione come da poter rendere superflua 1' utilizzazione di tali guarnizioni, anche quando le stesse debbano lavorare ad alte pressioni, come è il caso per esempio quando vengano usate nel maneggio di liquidi.

Nota n. 9

Osservando le figure allegate di questa prima variante, (ed anche della seconda, la cui spiegazione si darà più avanti) n: 1 - 3 - 16 - 19, tavole: 1 - 2 - 11 - 12, si vede che quando le pale (B) sono due le quattro braccia delle stesse, penetrano ogni una a suo tempo nelle corrispondenti scanalature del cilindro o corpo o come si voglia dire, parte esteriore del rotore (C), in teoria per un periodo di circa 45-, in pratica, per un periodo che comporta !qualche grado di più. Questa prolungazione si fa affinché quando una punta di una pala finisce di uscire dalla sua corrispondente scanalatura del detto corpo o cilindro esteriore del rotore (C), la corrispondente punta della pala susseguente sia già entrata nella sua.

Con questo procedimento viene chiusa in questo punto ogni intercomunicazione fra le camere e fra i loro condotti di entrata e di uscita.

Nota n. 10

Le intaccature o cavità (J), scavate a lato delle scanalature dove si introducono le punte delle pale nella parte esteriore del rotore concentrico (C), servono per evacuare la quantità di fluido che si trova in ogni scanalatura dove una pala penetra e per travasare la stessa quantità ad un' altra scanalatura dove allo stesso tempo la rispettiva pala esce, evitando così che nelle dette scanalature rimanga imprigionato del fluido, il quale impedirebbe a suo tempo l' entrata in esse scanalature della corrispondente pala.

Queste scanalature nelle macchine che formano 4 o più camere, o meglio detto, 4 o più sezioni separate nello spazio anulare (I), mediante le intaccature o cavità (J) rimangono comunicate esclusivamente con una stessa camera. Questo si fa affinché non ci sia mai intercomunicazione fra camera e camera, evitando così possibili travasamenti di fluido che dovuto alla differente pressione, si produrrebbero fra l' uscita e l' entrata della macchina.

Nota n. 11

Nella maggioranza dei casi o modelli di questa macchina, così come è già stato spiegato, il rotore (A) o albero a gomito è l' elemento che funge da conduttore di tutto il meccanismo, perché 'una punta del suo asse è il pezzo che fuoriesce da un coperchio della carcassa (D) per essere accoppiato alla relativa trasmissione.

Questo sistema di trasmissione, come detto, è quello che come regola generale in questa macchina si adotta. Tuttavia possono ;esistere casi nei quali sia conveniente utilizzare, per così dire, da conduttore, l' altro rotore, ossia il concentrico (C). In questi casi per trasmettere il movimento al medesimo o riceverlo da egli, secondo sia la macchina pompa o motore, è necessario utilizzare una trasmissione ad ingranaggi. Ossia una trasmissione con un ingranaggio montato in un estremo del detto rotore (C), ed un' altro che ingranando con questo, sia montato su di un albero che fuoriesca dalla macchina per essere connesso ad una corrispondente trasmissione.

Descrizione di alcuni modelli di macchina di questa prima variante che si distinguono per determinate caratteristiche.

Le: (fig. 4, tav.3), (fig. 5, tav. 4), (fig. 6, tav. 5), mostrano un modello di macchina che presenta una gran semplicità costruttiva, giacché funziona con una sola pala (B), montata la stessa su di un unico gomito dell' albero (A).

In questo modello, a differenza del descritto che possiede due pale, le punte della sua unica pala si introducono nelle rispettive scanalature della parte o corpo esteriore del rotore (C) che circonda il listello (E) e lo spazio anulare (I) dove si formano le camere,durante una porzione del giro di questo rotore che in teoria comprende 180°, ma in pratica per impedire ogni intercomunicazione fra entrata ed uscita è un poco più estesa.

In questo modo anche in questo modello nel detto spazio anulare (I) si possono formare le camere.

(vedere posizione I, figura 5, tavola 4.)

Nello schema della figura 4, tavola 3, si può apprezzare la costituzione di questo modello ad una sola pala, nel quale schema i rispettivi pezzi sono contrassegnati con lettere che corrispondono esattamente a quelle del già descritto modello a due pale (B).

Nella sequenza delle 4 posizioni rappresentate sulla figura 5, tavola 4, invece si può appezzare chiaramente il ciclo di funzionamento di questo modello.

Sulla figura 6, tavola 5, finalmente è rappresentatao lo schema dei movimenti di ogni pezzo mobile, assieme alla rappresentazione dei loro centri di gravità, di rotazione e di traslazione, essendo rappresentate anche le curve (01) e ( )β

Per la spiegazione di questo schema, specialmente per quello che riguarda il suo funzionamento, ossia, per ciò che si riferisce ai movimenti dei pezzi mobili, vale tutto quanto è stato detto per lo schema della figura 3, tavola 2, e sulle pagine 24 — 25 e 26 di questa descrizione dove si spiegano i movimenti di ognuno dei pezzi mobili del modello di macchina a due pale (B).

Questo modello che possiede una unica pala, come controparte della sua semplicità presenta una capacità delle camere minore che il modello a due pale, nondimeno, nelle occasioni nelle quali sia necessario o conveniente priorizzare la semplicità della macchina sulla sua capacità, questo modello presenta una soluzione adeguata.

Questa peculiarità della costruzione di questa macchina con una sola pala, solo è possibile in questa prima variante, con questo sistema di montaggio e guida della stessa qua descritto, perché la massa eccentrica costituita dall' unico gomito dell' albero (A) e dalla sua pala (B), è facilmente bilanciabile con adeguati contrappesi montati sui due estremi laterali del medesimo albero a gomito, esteriormente ad ognuno dei due coperchi della carcassa (D).

In questo modo anche questo modello di macchina può girare ad alta velocità con tutti i suoi pezzi dovutamente bilanciati, potendo la stessa così proporzionare tutto il rendimento del quale è naturalmente capace.

m

(Nella seconda variante qui presentata e più avanti descritta, la costruzione con una sola pala di una macchina che giri ad alta velocità in pratica non è possibile. Questo è dovuto a che la massa eccentrica di una pala solo si può controbilanciare in modo pratico con la massa di perlomeno un' altra pala disposta convenientemente, così come si spiegherà più avanti quando si descriva la detta seconda variante.)

Nota n. 12.

Le figure n. 16 e 17, tavola 11, mostrano un modello di questa prima variante che può prescindere dei condotti di entrata e di uscita praticati in un coperchio laterale della carcassa (D). In questo modello di macchina in sostituzione dei detti condotti del detto coperchio, nella parte esteriore del rotore (C) che circonda il tramezzo (E) e lo spazio anulare (I) dove si formano le camere, sono state praticate delle aperture (L) che comunicano direttamente con i condotti praticati questa volta nella carcassa.

In più perché questo sistema possa funzionare, il tramezzo (E) è stato ingrandito affinché possa comprendere un arco di almeno 45- del giro del rotore (C), o un po' di più, così come è conveniente in pratica. Con questa estensione il detto tramezzo copre totalmente lo spazio aperto costituito dalle aperture (L), impedendo che le stesse in questo punto costituiscano una gran via di intercomunicazione fra 1' entrata e l' uscita della macchina, cosa che succederebbe se il detto tramezzo (E) avesse solo le dimensioni presentate nei modelli di macchina dove i condotti di accesso e di uscita delle camere sono praticati in uno dei coperchi della carcassa (D).

Questo sistema che adotta queste descritte aperture o feritoie, come vie di accesso alle camere e di uscita da esse, solo è pratico quando si usino non meno di 2 pale (B) con le loro 4 estremità, anche se in teoria possono utilizzando questo sistema, essere costruite macchine con una unica pala.

È particolarmente utile dovuto alla sua semplicità per essere usato per lavorare con liquidi, (data l' incompressibilità degli stessi) già che la parte di questi che immancabilmente rimane durante il mezzo giro del rotore (C), per così dire di ritorno, stazionata negli spazi costituiti dalle aperture (L), non pregidica di molto 1' efficenza del funzionamento della macchina.

Invece quando la macchina debba lavorare con dei gas, questo sistema di aperture solo può presentare interesse quando le pressioni si mantengano basse e non rimanga molto fluido imprigionato sotto pressione negli spazi delle dette feritoie (L), il quale si tornerebbe ad espandere nella camere di ammissione durante appunto la fase di aspirazione, pregiudicando così grandemente il rendimento della macchina.

Un esempio di applicazione realmente utile di questo sistema di feritoie nei casi nei quali la macchina lavori con dei gas o semplicemente con aria, è quando la stessa si adoperi come soffiatore, dove giustamente non è necessario raggiungere alte pressioni .

Questo sistema di aperture (L) praticate nella parte esterna del rotore (C) per gli stessi propositi che quelli descritti per questa prima variante, può essere utilizzato anche per la seconda. Una tale soluzione per la detta seconda variante però non è stata rappresentata su di nessuna figura, dato che questo non è stato considerato necessario giacché la stessa in questo aspetto presenterebbe esattamente le stesse caratteristiche di questa prima.

Descrizione della seconda variante

Di questa seconda variante non è stata rappresentata nessuna figura che mostri sezioni longitudinali. Solo ci sono disponibili figure schematiche che rappresentano sezioni traversali della medesima, le quali figure sono sufficenti per esporre esaustivamente la sua essenza.

Tali figure sono le seguenti

(N. 7 - 8 - 10 - 11 - 12 - 13 - 14 - 15 -). (Tavole 6 - 8 - 10).

Sulla figura 9, tavola 7, è rappresentato lo schema dimostrativo dei movimenti dei pezzi mobili, con l' indicazione dei loro centri di gravità, di rotazione e di traslazione.

Elenco dei pezzi fissi e mobili

A) Blocco o rotore che serve da guida e sostegno delle pale (B), montato giratoriamente sul nucleo (F). (Ha il suo centro in (W).) B) Pale. (Con i loro centri nei punti (Y).)

C) Rotore concentrico, col suo albero. (Con centri in (X).)

D) Carcassa. (Con centro in (X).)

E) Blocco o listello tramezzo per la separazione ermetica della parti di entrata e di uscita delle camere. Forma parte del coperchio laterale destro (E) della carcassa (D).

E) Coperchio laterale della carcassa (D). (Visibile solo in parte sulle figure presentate.)

F) Nucleo fisso e solidario di un coperchio della carcassa (D), (il quale coperchio è designato con la sua stessa lettera (F) e non è visibile sulle figure qua presentate) serve da sostegno e guida del blocco o rotore (A). (Ha il suo centro in (W).)

G) Condotto di entrata alle camere. (Segnalato con una riferenza unicamente sulla figura 7, tavola 6.)

H) Condotto di uscita dalle camere. (Indicato con una riferenza unicamente sulla figura 7, tavola 6.)

I) Spazio anulare nel quale si formano le camere. (Ricavato nel rotore (C).)

K) Guide ausiliari delle pale (B) sul blocco o rotore (A). (Rappresentate solamente sulle figure 10 e 11, tavola 8.)

Elenco di altri importanti elementi rappresentati nello schema dimostrativo dei movimenti dei pezzi mobili della (figura 9, tavola 7.)

W) Centro di gravità e di rotazione del rotore o blocco (A) che serve da guida e sostegno delle pale (B). Centro anche del nucleo fisso (F).

X) Centro del rotore concentrico (C) e della carcassa (D).

Y) Centri di gravità e di rotazione delle pale (B), disposti sul circolo (a ) ad una distanza di 1809 uno dall' altro, in modo che le masse delle loro pale (B) si controbilancino mutuamente. (Di questi centri solo uno è stato rappresentato.)

Z) Centro del circolo (a ).

ά ) Circolo con centro in (Z), descritto dal centro (Y) nel suo movimento attorno al centro (Z).

β) Curva trocoide descritta dalle punte delle pale (B) nei loro due movimenti combinati di rotazione e di traslazione.

Prima di descrivere dettagliatamente la costituzione di questa seconda variante, è stato considerato conveniente allegare la seguente nota per chiarificare alcune questioni che la relazionano con la prima e che a loro volta anche la differenziano radicalmente.

A questo proposito si espongono a continuazione alcune importanti considerazioni.

La prima di loro è che i movimenti basici dei pezzi mobili di questa seconda variante sono esattamente uguali a quelli della prima.

In secondo luogo, trattandosi specialmente dei movimenti combinati di rotazione e di traslazione delle pale (B), si deve osservare che gli stessi vengono eseguiti allo stesso modo come succede nella prima variante, dove le pale sono montate su di un autentico albero a gomito, anche se qui non esiste albero a gomito alcuno dove le stesse siano montate. In sostituzione di un albero a gomito, per sostenere e guidare le pale in questa variante esistono delle peculiari guide, le quali funzionano in maniera che il centro di gravità di ogni pala corrisponda al medesimo centro (Y) di ogni gomito dell' albero (A) della prima variante. (Qui per facilitare la comprensione forse conviene immaginare che l' albero a gomito (A) ipoteticamente sussista.)

Allora, così come succede nella prima variante, lo stesso centro (Y) di ogni gomito dell' ipotetico albero a gomito e a sua volta centro reale di gravità di ogni pala, nel suo movimento di traslazione attorno al centro (Z) descrive il medesimo circolo (OC), così come succede quando 1' albero a gomito è reale.

Al medesimo tempo ogni pala attorno al suo centro reale di gravità (Y), gira in senso contrario a quello del suo movimento di traslazione ed alla metà della velocità di questo movimento, in un modo esattamente uguale a quado 1' albero a gomito è autentico.

Con questi due movimenti combinati le punte di ogni pala descrivono la solita curva trocoidale (β).

Un' altra questione importante è che in questa seconda variante a differenza della prima, il rotore conduttore dei movimenti di tutti i pezzi mobili non è più l' albero a gomito (A), ma il rotore concentrico (C). Questo è pertanto in questo caso il rotore il cui albero fuoriesce all' esterno da uno dei coperchi laterali della carcassa (D), per ricevere o trasmettere impulso secondo siano le macchine di questa variante, pompe o motori.

Per poter raggiungere alte velocità di rotazione, le macchine di questa seconda variante è necessario che posseggano come minimo due pale (B), i cui centri di gravità (Y) vengano a situarsi sul circolo (a) ad una distanza di 180° uno dall' altro. Con questa disposizione le forze centrifughe delle masse di ambedue le pale attuando in direzioni diametralmente opposte, si controbilanciano mutuamente, possibiltando così che anche queste macchine ottengano quanto anteriormente detto, cioè poter raggiungere alte velocità di funzionamento e con questo elevati rendimanti.

È anche possibile costruire macchine ben bilanciate con 3 o più pale se i loro centri di gravità (Y) vengono disposti attorno al circolo (OC) in angoli uguali. Però queste costruzioni di macchine con pale multipli, cioè, con pale in quantità superiori a 2, risultano molto poco convenienti dovuto alla loro complicata costruzione.

Una cosa da notare è che la prima variante è l' unica che si presta per essere costruita per funzionare ad alte velocità con una sola e semplice pala, però per poter ottenere questo richiede di due contrappesi, montati ognuno su di ogni estremo dell' asse dell' albero a gomito (A), esteriormente ad ogni coperchio laterale della carcassa (D), per poter contrappesare con questo le sue masse sbilanciate e così la stessa poter rotare come detto ad alte velocità .

Per lavorare a basse velocità, tuttavia è sempre possibile costruire le macchine di questa seconda variante con una unica e semplice pala, anche se questo evidentemente non è molto conveniente.

Avendo chiarificato queste questioni, si procederà a continuazione a descrivere il più brevemente possibile la costituzione delle macchine di questa variante

È da notare che molti dei suoi pezzi costitutivi sono gli stessi che quelli della prima variante, tuttavia ce ne sono alcuni che solo propri di quest1 altra, ed altri ancora che sebbene sono comuni ad ambedue, in questa seconda variante presentano particolarità differenti che nella prima. Queste questioni si tratteranno dettagliatamente dove si descriva la costituzione di questa seconda variante.

Si presterà speciale attenzione alla descrizione del modo di guida delle sue pale perché questo è quello che realmente la distingue dalla prima.

Costituzione della macchina

Pezzi fissi o stazionari

Descrizione della loro costituzione e funzionamento

Pezzo D) o carcassa.

Questo pezzo è costituito da un corpo che presenta nella sua parte centrale una cavità la cui parete è perfettamente cilindrica. All' interno di questa cavità sono situati tutti i pezzi mobili della macchina e 1' unico fisso, tutti i quali contribuiscono assieme ad altri pezzi a formare le camere. Nei suoi estremi laterali porta in più incastrati ed abbuilonati,due coperchi,(E ed F).

Il coperchio (E) è visibile su di tutte le figure presentate, ma solo parzialmente.

Il coperchio (F) non è visibile su di nessuna figura, formando parte dello stesso solo si vede il nucleo (F).

Pezzo E) Listello o blocco che serve da tramezzo per interrompere nel luogo adeguato e per un certo corto arco, lo spazio anulare (I) del rotore (C), dove si formano le camere, separando ermeticamente fra loro i settori di entrata e di uscita delle stesse.

Questo listello forma (in questo modello e nella maggioranza dei casi), un unico pezzo assieme al coperchio (E) e si progetta a partire da questo in senso parallelo all1 asse geometrico longitudinale della carcassa (D), fino in fondo allo spazio anulare (I) , cioè attraverso tutta la lunghezza delle camere.

Pezzi E ed F) Coperchi della cavità della carcassa (D).

(E) Coperchio visibile parzialmente su di tutte le figure,meno sulla n. 9, tavola 7 o del diagramma esplicativo dei movimenti dei pezzi mobili.

(F) Coperchio non rappresentato su di nessuna di queste figure di sezioni traversali. Dello stesso solo è visibile la sua parte che costituisce il nucleo (F).

Questi due coperchi sono situati uno in ogni estremo laterale della carcassa (D), gli stessi determinano la lunghezza delle camere e nella maggioranza dei casi ambedue servono da sopporto del rotore concentrico (C). Però in alcuni particolari casi come sono quelli delle figure 7 e 8, tavola 6 e delle figure 10 e 11,tavola 8, il rotore (C) deve essere montato solamente sul coperchio che porta incorporato il nucleo (F), dato che in questi casi il suo asse non può passare attraverso i corpi delle pale (B), per venire montato su di ambedue i coperchi.

Il coperchio (E) porta incorporato e formando un unico pezzo, il listello contrassegnato con la sua stessa lettera (E). Uno ad ogni lato di questo listello, porta in più praticati due condotti, uno di entrata alle camere ed uno di uscita da esse, così come si vede su di tutte le figure di sezioni traversali allegate, meno che sulla n. 9, tavola 7.

Il coperchio (F) che presenta come detto, come unica parte visibile il nucleo contrassegnato con la medesima lettera, possiede la perforazione attraverso la quale passa con un certo gioco 1' asse del rotore (C) che fuoriesce all' esterno per essere accoppiato alla relativa trasmissione.

Pezzo F) Nucleo che forma un unico corpo con il coperchio contrassegnato con la medesima lettera e che non è visibile sulle figure qua presentate. Su di questo nucleo è montato giratoriamente su di un cuscinetto il;rotore o blocco (A), ed il medesimo porta in più praticata nel suo centro e per tutta la sua lunghezza una perforazione (il cui centro coincide col centro (X)) attraverso la quale pon il dovuto gioco passa l' asse del rotore (C). (Il suo centro è il centro (W).)

Pezzi mobili

Pezzo A) Blocco o rotore, costituito da un corpo montato giratoriamente sul nucleo (F) su di un cuscinetto.

Ricavati nella sua superficie esterna cilindrica, presenta certi piani che che servono da sopporto e guida delle pale (B), lungo i quali piani in un derivato movimento alternativo le dette pale scorrono.

Gira attorno al centro (W), suo centro di gravità, alla stessa velocità e nello stesso senso del rotore (C).

Pezzo B) Pale.

Questi pezzi sono gli elementi che attuano sul o con il fluido col quale la macchina lavori, trasmettendo impulso al medesimo o ricevendolo da esso secondo sia la macchina pompa o motore. Per mezzo del rotore (C) con il quale queste pale sono per così dire concatenate, questo impulso lo ricevono dall' esterno o all' esterno lo trasmettono appunto secondo sia la macchina pompa o motore .

Sono costituite da dei corpi con le forme adeguate per essere montate sulle corrispondenti guide del rotore o blocco (A), comprendere tutta la lunghezza delle camere, passare le loro braccia o estremità attraverso le scanalature praticate a questo scopo nel corpo interiore del rotore (C) e a continuazione passando attraverso lo spazio anulare (I), estendersi fino al corpo o parte esteriore dello stesso rotore nella parte del ciclo nella quale questo corrisponde; per penetrare dopo nelle corrispondenti scanalature aperte nello stesso, al fine di dividere convenientemente lo spazio anulare (I) e contribuire così assieme al resto dei pèzzi,a formare le camere con i loro settori di entrata e di uscita.

Dalla parte opposta, ossia nella posizione situata a 180°·da dove le pale presentano la loro penetrazione massima nel cilindro o corpo esteriore del rotore (C), le stesse si nascondono totalmente nel corpo interno del detto rotore e passano sotto il tramezzo divisore (E), molto approssimate ad esso ma senza toccarlo.

Durante questo passo sotto il detto tramezzo, le pale sono rilevate dal compito di emetizzazione contro di esso, dato che in questo punto questo lavoro lo realizza la superficie esterna cilindrica del medesimo rotore (C).

Questo in più che su di tutte le corrispondenti figure di sezioni traversali, si vede specialmente chiaro nello schema della figura 9, tavola 7, dove è rappresentata la curva trocoidale <*>. che mostra il percorso completo delle punte di queste pale.

I movimenti di queste pale sono 2, (uno di rotazione ed uno di traslazione).

1) Rotazione attorno ai loro centri di gravità (Y) in senso contrario al giro dei due rotori (A e C) ed alla stessa velocità

2) Traslazione Con questo movimento girano attorno al centro (Z) assieme ai loro centri di gravità (Y), (i quali con questo giro descrivono il circolo (α ) con raggio uguale alla distanza (Z — X)), al doppio della velocità di rotazione dei due rotori (A e C) e nello stesso senso.

Con questi due movimenti combinati, le punte delle pale descrivono la curva trocoidale (0),rappresentata sulla figura 9 tavola 7,qui anteriormente da poco menzionata.

Pezzo C) Rotore concentrico.

Questo rotore è costituito da un corpo che in alcuni casi viene montato su di ambedue i coperchi della carcassa (D) ed in altri su di una sola, concentricamente alla carcassa stessa nel centro (X) e con un piccolo gioco fra egli stesso e la parete interiore cilindrica della medesima carcassa. Vedere fig. 9, tav. 7.

Presenta la forma di un cilindro cavo affinchè all' interno di questa cavità cilindrica possano venire situati, il nucleo (F), formante parte del coperchio della carcassa designato con la sua stessa lettera, il rotore (A) su di questo nucleo (F) montato, e le parti centrali delle pale (B) con le loro guide.

Questo stesso corpo è costituito da due parti. Una o interiore, situata interiormente al listello separatore (E) ed allo spazio anulare (I) la quale parte possiede un' asse che in certi modelli di macchina è montato su di un solo coperchio della carcassa ed in altri, su di ambedue per essere meglio guidato. Quest' asse passa per una perforazione praticata nel nucleo (F) del coperchio del medesimo segno e da questo coperchio fuoriesce all' esterno per essere accoppiato alla relativa trasmissione.

L ' altra parte o esterna viene motata nel posto e nel modo adeguato (non visibile su di queste figure, ma in una maniera similare a come è montata la stessa corrispondente parte della prima variante, vedere figure 18 e 20, tavole 12 e 13)) sulla parte interiore e ciconda il listello (E) e lo spazio anulare (I), estendendosi a partire dal posto dove è montata solo fino alla parete interna del coperchio (E).

Fra queste due parti viene delimitato lo sapzio anulare (I),nel quale con 1' aiuto del resto degli elementi che sono:

Le pale (B) ed il coperchio (E) col suo listello (E) incorporato, si formano le camere.

Questo rotore possiede in più praticate in senso radiale e per tutta la lunghezza che comprendono le camere, le scanalature (che finiscono nella sua parte esteriore o cilindro che circonda appunto lo spazio anulare (I) ed il tramezzo (E), senza che fuoriescano da essa) lungo le quali scorrono le braccia o estremità delle pale (B), montate queste sulle loro corrispondenti guide del rotore o blocco (A).

Gira attorno al centro (X), suo centro di gravità, alla stessa velocità e nello stesso senso del rotore (A).

Vedere figura 9, tavola 7.

Descrizione di alcuni modelli di macchina di questa seconda variante che si distinguono per determinate caratteristiche.

Le figure 10 e 11, tavola 8, mostrano un modello di macchina le cui pale (B) sono provviste di delle particolari guide ausiliari (K). Queste speciali guide facilitano la costruzione delle pale stesse, il loro montaggio ed il loro funzionamento. La costituzione ed il funzionamento di queste guide sono comprensibili con solo osservare attentamente le corrispondenti figure sopra menzionate.

Le figure 12 e 13, tavola 9, rappresentano un modello di macchina che si distingue per la particolare conformazione delle sue pale (B).

Queste peculiari pale presentano un settore della loro parte media o centrale, convertita in un anello affinché attraverso il medesimo possa passare senza impedimenti 1' asse del rotore (C), per essere questo montato e guidato nel modo più conveniente possibile, su di ambedue i coperchi laterali della carcassa (D).

Questa particolare costruzione delle pale, caratterizza questo modello di macchina e lo differenzia dai precedentemante descritti, le pale dei quali sono costituite da delle smplici placchette rette che attraversano diametralmente il rotore (C) ed occupano la sua parte centrale in modo tale che in questo luogo impediscono il passo dell' asse di questo rotore, non potendo pertanto il medesimo in tali modelli,essere montato su di ambedue i coperchi della carcassa , così come sarebbe conveniente, dovendo per forza allora venire montato su di uno solo.

Le figure 14 e 15, tavola 10, mostrano un modello di macchina che prescinde del rotore o blocco (A) montato giratoriamente sul nucleo (F), le pale (B) allora, mediante la loro parte conformata a modo di pattini o peculiari guide, devono appoggiarsi e guidarsi direttamente sul nucleo (F). Qusto sistema di guida delle pale presenta come vantaggio una maggiore semplicità costruttiva, però come controparte il sostegno e giustamente la guida delle stesse in questo caso non sono così perfetti come quando si dispone del rotore (A) con le sue guide, come nei modelli precedentemente descritti.

Nota n. 13

Tutto quanto è stato detto nelle note riferite alla prima mariante (n. 7, pag. 24), (n- 8, pag. 25), (n. 9 e 10, pag. 26) e (n. 12, pag. 30), vale anche per questa seconda, pertanto non è necessario ripetere qui il loro contenuto, prolungando inutilmente questa descrizione.

Nota n. 14

La capacità di questa macchina nelle sue due varianti, può venire raddoppiata se si montano due unità una contro 1' altra, ossia, una da una parte ed una dall'altra di un apposito pezzo centrale. In questo caso, il come risulterebbe la conformazione della costruzione si sottintende, ma d' ogni modo qui a continuazione si presenta una sommaria descrizione di come sarebbe la stessa.

In primo luogo il coperchio (E) verrebbe convertito in un disco (E) forato nel suo centro e situato in una posizione centrale fra le due unità, il medesimo possederebbe due listelli (E), divisori in questo caso dei due spazi anulari (I) corrispondenti ognuno ad oguna delle due unità. Questi listelli formerebbero un corpo unico con questo disco o anello (E) e si progetterebbero a partire da ognuno dei suoi due lati e nel posto adeguato, fino in fondo agli spazi anulari (I) ricavati nel rotore (C), per separare come è necessario ed abituale i detti due spazi anulari, ognuno nei due settori che corrispondono all' entrata ed all' uscita delle camere

In ambedue i fianchi del medesimo disco (E), in più sarebbero ricavati i condotti di entrata e di uscita per ambedue le unità, i quali sboccherebbero in un' entrata ed una uscita comuni, praticate queste radialmente nel detto disco o anello (E) nel posto adeguato.

La carcassa (D), o meglio detto, le due carcasse (D), sarebbero composte ognuna da un corpo montato uno ad ogni lato del descritto disco centrale (E), coi relativi coperchi di ognuna, montati uno in ogni uno dei loro due risultanti estremi laterali.

La parte interiore del rotore (C), in ambedue le varianti, in questo caso passerebbe da parte a parte per ambedue le unità per essere montata su di ambedue i coperchi delle carcasse (D). Nella prima variante la stessa verrebbe montata direttamente su di ogni coperchio su dei cuscinetti, nella seconda invece sarebbe montata per mezzo del suo asse.

Quest' asse in questa seconda variante deve fuoriuscire come è abituale, da un coperchio per il suo accoppiamento alla relativa trasmissione.

Nella prima variante invece, l1 asse che fuoriesce da un coperchio per essere accoppiato ad una trasmissione è quello del rotore o albero a gomito (A), cosi come è abituale in tutte le versioni di macchine della prima variante descritta.

D' altra parte, la superficie cilindrica esteriore di questa parte interna del detto rotore (C), nella sua rotazione passerebbe rasando non solo i listelli (E), come nelle macchine descritte, ma anche la parete cilindrica della perforazione centrale del detto disco forato o anello (E) nel quale viene convertito appunto in questo caso il coperchio (E).

La parte esteriore cilindrica del rotore (C) che circonda iltramezzo (E), lo spazio anulare (I), ed anche le pale (B), seguiterebbe essendo conformata per ognuna delle due unità esattamente come quando esiste una sola unità, così come nelle macchine qui presentate ed anteriormente descritte.

Nota n. 15

Questa macchina nelle sue due varianti, può anche essere costruita con capacità delle camere variabile. Questo è indispensabile nel suo impiego per trasmissioni idrostatiche con le loro velocità e coppie variabili in modo continuo, ossia senza scalonamenti.

Questo proposito si consegue con la variazione della lunghezza dello spazio anulare (I) del rotore (C), ossia, della lunghezza delle camere. Per raggiungere questo scopo è sufficente situare nel detto spazio anulare (I), un anello con le forme adeguate, cioè un anello che possegga la conformazione e la grandezza appropiateper poter venire montato nel detto spazio (I) in modo spostabile in senso longitudinale, ma con un adattamento tanto preciso da poter impedire ogni fuga di fluido fra egli stesso e le corrispondenti pareti del mentovato spazio anulare (I).

Per poter essere spostato, come detto in senso longitudinale, questo anello in più deve possedere intagliate nel corrispondente fianco e nei modi adeguati,le scanalature nelle quali le pale (B) possano venire introdotte nella proporzione secondo la lunghezza che si debba dare alle camere, o anche,quando le camere siano ridotte a zero, poter introdurre in esse scanalature la totalità delle pale.

Deve anche costruirsi il listello (E) divisore dello spazio anulare (I) nei settori di entrata e di uscita delle camere, non fisso e formante parte del coperchio (E), come succede con le macchine a portata fissa descritte, ma formando un pezzo separato e montato in modo scorrevole in una adeguata scanalatura ricavata giustamente nel detto coperchio (E). Finalmente, questo listello deve poter spostarsi in consonanza , cioè muoversi assieme al detto anello montato in modo spostabile nello spazio (I) del rotore (C).

Nota n. 16

Quando questa macchina nelle sue due varianti pratiche qua descritte si usi come compressore, presenta anche se di scarsa importanza, un inconveniente. Questo inconveniente consiste nei piccoli spazi morti costituiti dalle terminazioni delle scanalature nelle quali a suo tempo penetrano le punte delle pale (B) nel corpo cilindrico esteriore del rotore (C), dato che in questi spazi nel momento nel quale gli stessi passano sopra,cioè al di fuori del listello (E) contengono aria o gas sotto pressione che si espande dopo nella camera di aspirazione, non appena sorpassano il detto listello, togliendo con questo capacità alla detta camera.

Quest' inconveniente è tuttavia facilmente risolvibile praticando adeguati condotti nel medesimo listello (E) e nel suo incorporato coperchio (E),i quali condotti sbocchino nello spazio o camera (I),nel luogo posto a circa 180& da dove il listello (E) è situato, scaricando là la pressione esistente nei detti spazi morti prima che questa camera (I) si comunichi con il condotto di uscita.

D' ogni modo, anche non adottando questo sistema di trasferenza di gas,questa macchina può funzionare bene lo stesso come compressore quando il medesimo lavori con pressioni normali, ossia non troppo elevate, data giustamente la molto piccola quantità di fluido che resta imprigionata negli spazi delle scanalature menzionate, dovuto appunto alla piccolezza degli stessi, ossia alla loro molto ridotta capacità.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI Avendo descritto e determinato la natura della presente invenzione, gli obbiettivi da essa raggiunti ed il modo nel quale la stessa deve essere portata alla pratica, si dichiara che quello che si rivendica come invenzione è: 1) UNA MACCHINA A PISTONI ROTANTI o rotori che produce camere a volume variable ciclicamente che proporzionano un flusso del fluido con il quale la medesima lavori, continuo e costante, praticamente senza pulsazioni. Queste camere si producono fra dei pezzi costituiti esclusivamente da dei materiali rigidi, alcuni dei quali pezzi sono fissi,ossia stazionari ed altri invece sono mobili e girano a velocità assolutamente costante; cosa questa di primordiale importanza in questo tipo di macchine. Serve per la costruzione di: Pompe utilizzabili per varii propositi, compressori, soffiatori, motori idrostatici e pneumatici, contatori per liquidi, ed incluso macchine a vapore, ecc. Questa macchina può essere costruita in 2 varianti basiche pratiche, la costituzione ed il fuzionamento delle quali è essenzialmente similare. Solo si differenziano radicalmente nel modo di guida delle loro pale. Quello che caratterizza questa macchina nelle sue due varianti è il suo peculiare meccanismo o sistema di costruzione, il quale permette che le sue camere, in ambedue le varianti si formino in una medesima particolare maniera, così come si esporrà a continuazione dove si spiegherà concisa ma chiaramente la costituzione ed il fuzionamento di ognuna di esse varianti. A questo scopo è sta presa come modello principale la prima di loro, perche è quella che meglio si presta al proposito di una chiara e relativamente concisa spiegazione di questo sistema di macchina. Per poter esporre, come detto, in un modo chiaro ma conciso l' essenziale della costituzione di questa prima variante ed il suo funzionamento, fra tutte le figure allegate corrispondenti alla stessa, solo sono state prese in considerazione le seguenti: (Del gruppo 1, le n. 1- 2 - 3, tavole 1- 2), che rappresentano sezioni schematiche traversali della macchina. La particolare figura n. 3, tavola 2, che rappresenta lo schema esplicativo del funzionamento dei pezzi mobili e quello di tutto il sistema. (Del gruppo 2 o del prototipo, le n. 18 - 19 - 20 - 21, tavole 12 e 13.) Di queste figure, le n. 18 e 20 mostrano sezioni longitudinali della macchina e le n. 19 e 21, sezioni traversali. Costituzione della macchina Pezzì fissi o stazionari Descrizione della loro costituzione e funzionamento Pezzo D) o carcassa. Questo pezzo è costituito da un corpo che presenta nella sua parte centrale una cavità la cui parete è perfettamente cilindrica. All1 interno di questa cavità sono situati tutti i pezzi mobili della macchina e l1 unico fisso, tutti quali contribuiscono assieme ad altri pezzi a formare le camere. Nei suoi estremi laterali porta in più incastrati ed abbullonati,due coperchi,(E ed F). Visibili questi, entrambi sulle figure 18 e 20, tavole 14 e 15, essendo il coperchio (E) visibile anche in tutte le figure di sezioni traversali. Pezzo E) Listello o blocco che serve da tramezzo per interrompere nel luogo adeguato, per un certo corto arco, lo spazio anulare (I) del rotore (C) doveisi formano le camere, separando ermeticamente fra loro i settori di entrata e di uscita delle stesse. Questo listello forma (in questo modello, e nella maggioranza dei casi), un unico pezzo assieme al coperchio (E) e si progetta a partire da questo in senso parallelo all1 asse geometrico longitudinale della carcassa (D), fino in fondo allo spazio anulare (I), cioè attraverso tutta la lunghezza delle camere. Pezzi E ed F) Coperchi della cavità della carcassa (D). ((E) coperchio destro. (F) coperchio sinistro.) (Vedere figure 18 e 20, tavole 14 e 15). Questi due coperchi sono situati uno in ogni estremo laterale della carcassa (D), gli stessi determinano la lunghezza delle camere e servono in più da sopporto del rotore (C) e dell' asse dell' albero a gomito (A). Il coperchio (E) in più porta incorporato (e nella maggiranza dei modelli) formando un unico pezzo, il listello cotrassegnato con la sua stessa lettera (E). Uno ad ogni lato di questo listello, porta in più praticati il condotto di entrata alle camere e quello di uscita da esse, così come si vede su di tutte le figure di sezioni traversali, e specialmente sulla n. 20, tavola 13, che mostra una sezione longitudinale lungo piani orizzontali della macchina prototipo . IL coperchio (F) invece presenta in più delle caratteristiche sopra specificate, la perforazione lungo la quale una punta dell' albero a gomito (A) fuoriesce all' esterno per essere accoppiata alla relativa trasmissione. Pezzi mobili Descrizione della loro costituzione e funzionamento Pezzo (A) O albero a gomito. Quest' albero a gomito è costituito da un' asse che possiede nella maggioranza dei modelli di macchina, due gomiti situati ad una distanza di 1802 uno dall' altro affinché le loro masse si controbilancino mutuamente. I centri di questi gomiti sono i centri (Y), situati sul circolo (α ); di questi due centri sulla figura 3, tavola 2, solo è rappresentato uno, essendo che la posizione dell1 altro si sottintende . Su di questi gomiti vanno montate le pale (B) su dei cuscinetti. (Ci sono modelli di macchina con un solo gomito ed una unica pala.) Quest' albero a gomito stesso è montato sui due coperchi (E ed F) della carcassa (D) su dei cuscinetti, ed in una posizione che corrisponde al centro (Z), coincidendo questo centro (Z) col suo stesso centro di gravità e di rotazione designato con la stessa lettera . In più è situato, come si vede, interiormente al rotore (C) e fuoriesce dal coperchio (F),.(Il sinistro nellefigure 18 e 20, tavole 12 e 13) per ricevere l' impulso o trasmetterlo secondo sia la macchina pompa o motore. Questo rotore o albero a gomito (A), gira attorno al centro (Z), (suo centro di gravità) nello stesso senso del rotore (C) ed al doppio della sua velocità. Pezzo (B) Pala o pale. Questi pezzi sono gli elementi che attuano sul o con il fluido col quale la macchina lavori, trasmettendo impulso al medesimo o ricevendolo da esso secondo sia la macchina pompa o motore. Per mezzo dell' albero a gomito (A) questo impulso lo ricevono dall' esterno o all' esterno lo trasmettono, giustamente secondo sia la macchina pompa o motore. Nei loro movimenti concatenano anche il rotore concentrico (C). Sono costituite da dei corpi con le forme adeguate per essere montate sui gomiti dell' albero (A) su dei cuscinetti, comprendere tutta la lunghezza delle camere, passare le loro braccia o estremi attraverso le scanalature praticate a questo scopo nel corpo interiore del rotore (C) ed a continuazione passando attraverso lo spazio anulare (I),estendersi fino al corpo o parte esteriore dello stesso rotore nella parte del ciclo che questo corrisponde; per penetrare dopo nelle corrispondenti scanalature aperte nello stesso, al fine di dividere convenientemente lo spazio anulare (I) e contribuire così assieme al resto dei pezzi, a formare le camere con i loro settori di entrata e di uscita. Dalla parte opposta, ossia nella posizione situata a 1802 da dove le pale presentano la loro penetrazione massima nel cilindro o corpo esteriore del rotore (C), le stesse si nascondono totalmente nel corpo interno del detto rotore e passano sotto il tramezzo divisore (E) molto approssimate ad esso ma senza toccarlo. Durante questo passo sotto il detto tramezzo, le pale sono rilevate dal compito di ermetizzazione contro di esso, dato che in questo punto questo lavoro lo realizza la superficie esterna cilindrica del medesimo rotore (C). Questo in più che su di tutte le corrispondenti figure di sezioni traversali, si vede specialmente chiaro nello schema della figura 3, tavola 2, dove è rappresentata la curva trocoide (β), che mostra il percorso completo delle punte di queste pale. Queste pale (B) hanno 2 movimenti, uno di rotazione ed uno di traslazione. 1) Rotazione sui perni delle manovelle di centri (Y), (che sono allo stesso tempo anche i loro propri centri di gravità) dell' albero a gomito (A), in senso contrario al giro di questo ed alla metà della sua velocità. 2) Traslazione. Montate sui loro rispettivi gomiti dell' albero (A), girano attorno al centro (Z). I loro centri di gravità (Y) descrivono con questo giro il circolo (a) il cui raggio è uguale alla distanza (Z - X). Questo movimento che per le pale è di traslazione, si effettua logicamente alla stessa velocità di rotazione dell' albero (A) e nello stesso senso. Pezzo (C). Rotore concentrico. Questo rotore è costituito da un corpo che viene montamontato sui due coperchi della carcassa (E ed F) nel centro (X), concentricamente giustamente alla carcassa (D) e con un piccolo gioco fra egli stesso e la parete interna cilindrica della carcassa medesima.(Vedere figura 3, tavola 2.) Presenta la forma di un cilindro cavo, affinché all' interno della sua cavità possa passare eccentricamente montato 1' albero a gomito o rotore (A). Questo stesso corpo è costituito generalmente da due parti, una o interna, situata interiormente al listello separatore (E), la quale ha le forme adeguate per essere montata giustamente sui due coperchi (E ed F) della carcassa (D) su dei cuscinetti. L' altra o esteriore, è montata cosi come si vede chiaramente sulle (figure 18 e 20, tavole 12 e 13), sulla prima, e circonda il listello (E), estendendosi a partire dal posto dove è montata, solamente fino alla parete interna del coperchio (E). Fra queste due parti viene delimitato lo spazio anulare (I),nel quale con 1' aiuto dei restanti elementi che sono le pale (B) ed il coperchio (E) col suo listello (E) incorporato, le camere si formano. Questo rotore porta in più praticate in senso radiale e per tutta la lunghezza delle camere, le scanalature (che finiscono nel corpo cilindrico o parte esteriore del medesimo senza che fuoriescano da esso) attraverso le quali scorrono le braccia o estremità delle pale (B), montate queste sui gomiti dell' albero o rotore (A). Questo pezzo (C) o rotore concentrico gira attorno al centro (X), (suo centro di gravità) nello stesso senso del rotore o albero a gomito (A) ed alla metà della sua velocità.
2. 2) SI RIVENDICA COME NEL PUNTO (1) il modello di macchina di questa prima variante rappresenatato sulle: (Figura 4, tavola 3), 5, tavola 4), (figura 6, tavola 5) Questa macchina è caratterizzata da una gran semplicità costruttiva, già che funziona con una sola pala (B), montata questa sull' unico gomito che in questo caso possiede 1' albero (A). In questo modello, a differenza del descritto che possiede due pale, le punte della sua unica pala si introducono nelle ripettive scanalature del corpo cilindrico esteriore del rotore (C), che circonda il listello (E) e lo spazio anulare (I) nel quale si formano le camere, durante una porzione del giro di questo rotore di 180° invece di circa 45° ; per poter formare nel detto spazio anulare appunto le camere con i loro settori di entrata e di uscita. (Vedere posizione I, figura 5, tavola 4.) Nello schema della figura 4, tavola 3, si può apprezzare la costituzione di questo modello, nel quale i rispettivi pezzi sono contrassegnati con lettere le quali corrispondono esattamente a quelle degli stessi pezzi del modello a due pale descritto nella prima rivendicazione. Nella secuenza delle 4 posizioni rappresentate sulla figura 5, tavola 4, invece si può apprezzare esaustivamente il ciclo di funzionamento di questo modello. Sulla figura 6, tavola 5, finalmente è rappresentato lo schema dei movimenti di ogni pezzo mobile, assieme alla rappresentazione dei loro rispettivi centri di gravità, di rotazione e di traslazione, essendo rappresentate anche le curve (Ct) e <β>, descritta una, l' (α ) dai centri di gravità (Y) delle pale (B), e la (β) descritta dalle punte delle pale stesse. Per la spiegazione di questo schema, specialmente per quello che si riferisce al suo funzionamento, ossia ai movimenti dei pezzi mobili, vale tutto quanto è stato detto per i movimenti di ogni corrispondente pezzo mobile del modello descritto e rivendicato nel punto (1), movimenti questi rappresentati sullo schema della figura 3, tavola 2. Questa peculiarità della costruzione di questa macchina con una sola pala, solo è possibile in questa prima variante, con questo sistema di montaggio e guida della'medesima qua descritto, perché la massa eccentrica costituita dall' unico gomito dell' albero (A) e dalla sua pala (B) è facilmente bilanciabile con adeguati contrappesi montati su di ogni esterno dell' albero a gomito o rotore (A) stesso, esteriomente ad ognuno dei due coperchi laterali della carcassa (D). In questo modo, con tutti i suoi pezzi mobili dovutamente bilanciati, anche questo modello di macchina può girare ad alta velocità, potendo così la stessa proporzionare tutto il rendimento del quale è naturalmente capace.
3. 3) SI RIVENDICA d' accordo alla rivendicazione (1), la macchina di questa prima variante rappresentata sulle: Figure n. 16 e 17, tavola 11 Questo modello di macchina presenta la caratteristica di poter prescindere dei condotti di entrata e di uscita praticati in un coperchio laterale della carcassa (D). In questa macchina in sostituzione dei detti condotti, nel corpo o parte cilindrica esteriore del rotore (C) che circonda il listello (E) e lo spazio anulare (I) dove si formano le camere, sono state aperte delle feritoie (L) che comunicano direttamente con i condotti di entrata e di uscita praticati questa volta nella carcassa stessa. In più affinché questo sistema possa funzionare, il tramezzo (E) è stato ingrandito per poter comprendere un arco di almeno 45° del giro del rotore (C), o un po' di più, così come è conveniente in pratica. Con questa estensione il detto tramezzo copre totalmente lo spazio aperto costituito dalle feritoie (L), impedendo così che le stesse costituiscano in questo punto una gran via di intercomunicazione fra l' entrata e l' uscita della macchina, ciò che impedirebbe il funzionamento della stessa. Questo succederebbe indefettibilmente se il detto tramezzo (E) avesse in questo caso, solo le dimensioni presentate nei modelli di macchina dove i condotti di accesso e di uscita delle camere sono praticati in un coperchio della carcassa (D).
4. 4) SI RIVENDICA d' accordo alla rivendicazione (1), la seconda variante di questa macchina, i modelli di costruzione della quale sono rappresentati unicamente su delle figure che mostrano sezioni traversali degli stessi. Tali figure sono le: (n. 7-8-10-11-12-13-14-15, tavole 6-8-9-10). Sulla particolare figura 9, tavola 7, è rappresentato lo schema dimostrativo dei movimenti dei pezzi mobili, con le indicazioni dei loro centri di gravità, di rotazione e di traslazione. Questa seconda variante è caratterizzata da un particolare sistema di montaggio e di guida delle pale (B), il quale differisce radicalmente da quello della prima variante ed in modo tale come si spiegherà nella descrizione sommaria che si presenta a continuazione. Costituzione della macchina Pezzi fissi o stazionari Descrizione della loro costituzione e funzionamento Pezzo D) o carcassa. Questo pezzo è costituito da un corpo che presenta nella sua parte centale una cavità la cui parete è perfettamente cilindrica. All' interno di questa cavità sono situati tutti i pezzi mobili della macchina e 1' unico fisso, tutti i quali contribuiscono assieme ad altri pezzi a formare le camere. Nei suoi estremi laterali porta in più incastrati ed abbullonati, due coperchi, (E ed F). Il coperchio (E) è visibile su di tutte le figure presentate, ma solo parzialmente. Il coperchio (F) non è visibile su di nessuna figura, formando parte dello stesso solo si vede il nucleo (F). Pezzo E) Listello o blocco che serve da tramezzo per interrompere nel luogo adeguato e per un certo corto arco, lo spazio anulare (I) del rotore (C), dove si formano le camere, separando ermeticamente fra loro i settori di entrata e di uscita delle stesse. Questo listello forma (in questo modello e nella maggioranza dei casi), un unico pezzo assieme al coperchio (E) e si progetta a partire da questo in senso parallelo all' asse geometrico longitudinale della carcassa (D), fino in fondo allo spazio anulare (I) , cioè attraverso tutta la lunghezza delle camere. Pezzi E ed F) Coperchi della cavità della carcassa (D). (E) Coperchio visibile parzialmente su di tutte le figure,meno sulla n. 9, tavola 7 o del diagramma esplicativo dei movimenti dei pezzi mobili. (F) Coperchio non rappresentato su di nessuna di queste figure di sezioni traversali. Dello stesso solo è visibile la sua parte che costituisce il nucleo (F). Questi due coperchi sono situati uno in ogni estremo laterale della carcassa (D), gli stessi determinano la lunghezza delle camere e nella maggioranza dei casi ambedue servono da sopporto del rotore concentrico (C). Però in alcuni particolari casi come sono quelli delle figure 7 e 8, tavola 6 e delle figure 10 e 11.tavola 8, il rotore (C) deve essere montato solamente sul coperchio che porta incorporato il nucleo (F), dato che in questi casi il suo asse non può passare attraverso i corpi delle pale (B), per venire montato su di ambedue i coperchi. Il coperchio (E) porta incorporato e formando un unico pezzo, il listello contrassegnato con la sua stessa lettera (E). Uno ad ogni lato di questo listello, porta in più praticati due condotti, uno di entrata alle camere ed uno di uscita da esse, così come si vede su di tutte le figure di sezioni traversali allegate, meno che sulla n. 9, tavola 7. Il coperchio (F) che presenta come detto, come unica parte visibile il nucleo contrassegnato con la medesima lettera, possiede la perforazione attraverso la quale passa con un certo gioco l' asse del rotore (C) che fuoriesce all' esterno per essere accoppiato alla relativa trasmissione. Pezzo F) Nucleo che forma un unico corpo con il coperchio contrassegnato con la medesima lettera e che non è visibile sulle figure qua presentate. Su di questo nucleo è montato giratoriamente su di un cuscinetto il rotore o blocco (A), ed il medesimo porta in più praticata nel suo centro e per tutta la sua lunghezza una perforazione (il cui centro coincide col centro (X)) attraverso la quale con il dovuto gioco passa l' asse del rotore (C). (Il suo centro è il centro (W).) Pezzi mobili Pezzo A) Blocco o rotore, costituito da un corpo montato giratoriamente sul nucleo (F) su di un cuscinetto. Ricavati nella sua superficie esterna cilindrica, presenta certi piani che che servono da sopporto e guida delle pale (B), lungo i quali piani in un derivato movimento alternativo le dette pale scorrono. Gira attorno al centro (W), suo centro di gravità, alla stessa velocità e nello stesso senso del rotore (C). Pezzo B) Pale. Questi pezzi sono gli elementi che attuano sul o con il fluido col quale la macchina lavori, trasmettendo impulso al medesimo o ricevendolo da esso secondo sia la macchina pompa o motore. Per mezzo del rotore (C) con il quale queste pale sono per così dire concatenate, questo impulso lo ricevono dall' esterno o all' esterno lo trasmettono appunto secondo sia la macchina pompa o motore . Sono costituite da dei corpi con le forme adeguate per essere montate sulle corrispondenti guide del rotore o blocco (A), comprendere tutta la lunghezza delle camere, passare le loro braccia o estremità attraverso le scanalature praticate a questo scopo nel corpo interiore del rotore (C) e a continuazione passando attraverso lo spazio anulare (I), estendersi fino al corpo o parte esteriore dello stesso rotore nella parte del ciclo nella quale questo corrisponde; per penetrare dopo nelle corrispondenti scanalature aperte nello stesso, al fine di dividere convenientemente lo spazio anulare (I) e contribuire così assieme al resto dei pezzi,a formare le camere con i loro settori di entrata e di uscita. Dalla parte opposta, ossia nella posizione situata a 180≥ da dove le pale presentano la loro penetrazione massima nel cilindro o corpo esteriore del rotore (C), le stesse si nascondono totalmente nel corpo interno del detto rotore e passano sotto il tramezzo divisore (E), molto approssimate ad esso ma senza toccarlo. Durante questo passo sotto il detto tramezzo, le pale sono rilevate dal compito di emetizzazione contro di esso, dato che in questo punto questo lavoro lo realizza la superficie esterna cilindrica del medesimo rotore (C). Questo in più che su di tutte le corrispondenti figure di sezioni traversali, si vede specialmente chiaro nello schema della figura 9, tavola 7, dove è rappresentata la curva trocoidale (β), che mostra il percorso completo delle punte di queste pale. I movimenti di queste pale sono 2, (uno di rotazione ed uno di traslazione). 1) Rotazione attorno ai loro centri di gravità (Y) in senso contrario al giro dei due rotori (A e C) ed alla stessa velocità 2) Traslazione Con questo movimento girano attorno al centro (Z) assieme ai loro centri di gravità (Y), (i quali con questo giro descrivono il circolo (CX) con raggio uguale alla distanza (Z - X)), al doppio della velocità di rotazione dei due rotori (A e C) e nello stesso senso. Con questi due movimenti combinati, le punte delle pale descrivono la curva trocoidale (β ) rappresentata sulla figura 9, tavola 7,qui anteriormente da poco menzionata. Pezzo C) Rotore concentrico. Questo rotore è costituito da un corpo che in alcuni casi viene montato su di ambedue i coperchi della carcassa (D) ed in altri su di una sola, concentricamente alla carcassa stessa nel centro (X) e con un piccolo gioco fra egli stesso e la parete interiore cilindrica della medesima carcassa. Vedere fig. 9, tav. 7. Presenta la forma di un cilindro cavo affinchè all' interno di questa cavità cilindrica possano venire situati, il nucleo (F) , formante parte del. coperchio della carcassa designato con la sua stessa lettera, il rotore (A) su di questo nucleo (F) montato, e le parti centrali delle pale (B) con le loro guide. Questo stesso corpo è costituito da due parti. Una o interiore, situata interiormente al listello separatore (E) ed allo spazio anulare (1) la quale parte possiede un' asse che in certi modelli di macchina è montato su di un solo coperchio della carcassa ed in altri, su di ambedue per essere meglio guidato. Quest' asse passa per una perforazione praticata nel nucleo (F) del coperchio del medesimo segno e da questo coperchio fuoriesce all' esterno per essere accoppiato alla relativa trasmissione. L' altra parte o esterna viene motata nel posto e nel modo adeguato (non visibile su di queste figure, ma in una maniera similare a come è montata la stessa corrispondente parte della prima variante, vedere figure 18 e 20, tavole 12 e 13)) sulla parte interiore e ciconda il listello (E) e lo spazio anulare (I), estendendosi a partire dal posto dove è montata solo fino alla parete interna del coperchio (E). Fra queste due parti viene delimitato lo sapzio anulare (I),nel quale con l' aiuto del resto degli elementi che sono: Le pale (B) ed il coperchio (E) col suo listello (E) incorporato, si formano le camere. Questo rotore possiede in più praticate in senso radiale e per tutta la lunghezza che comprendono le camere, le scanalature (che finiscono nella sua parte esteriore o cilindro che circonda appunto lo spazio anulare (I) ed il tramezzo (E), senza che fuoriescano da essa) lungo le quali scorrono le braccia o estremità delle pale (B), montate queste sulle loro corrispondenti guide del rotore o blocco (A). Gira attorno al centro (X), suo centro di gravità, alla stessa velocità e nello stesso senso del rotore (A). Vedere figura 9, tavola 7.
5. 5) SI RIVENDICA d' accordo alla rivendicazione n. (4) il modello di macchina rappresentato sulle figure 10 e 11, tavola 8. Quello che caratterizza questo modello è il fatto che le sue pale (B) sono provviste di certe particolari guide ausiliari (K). Queste guide facilitano la costruzione delle pale stesse, il loro montaggio ed il loro funzionamento. La costituzione e la funzione delle stesse, sono comprensibili con solo osservare attentamente le corrispondenti figure sopra menzionate.
6. 6) SI RIVENDICA d' accordo alla rivendicazione n. (4) il modello di macchina di questa seconda variante rappresentato sulle figure 12 e 13, tavola 9, il quale è caratterizzato dalla particolare conformazione delle sue pale (B). Queste peculiari pal' presentano un settore della loro parte media o centrale, convertita in un anello affinché attraverso lo stesso possa passare senza impedimenti l' asse del rotore (C),per essere montato questo nel modo più conveniente possibile, su di ambedue i coperchi laterali della carcassa (D). Questa particolare costruzione delle pale caratterizza questo modello di macchina e lo differenzia dai precedentemente descritti, le pale dei quali sono costituite da delle semplici placchette rette che attraversano diametralmente il rotore (C) ed occupano la sua parte centrale in un modo tale che impediscono per questo luogo il passo dell' asse di questo rotore, non potendo pertanto 11 medesimo venire montato su di ambedue i coperchi della carcassa, così come sarebbe conveniente. Pertanto nei detti modelli, questo rotore concentrico (C) deve per forza essere montato su di un solo coperchio .
7. 7) SI RIVENDICA d' accordo alla rivendicazione n. (4), la macchina di questa seconda variante rappresentata sulle : figure 14 e 15, tavola 10. Questa macchina si caratterizza dal prescindere del rotore o blocco (A) montato giratoriamente sul nucleo (F). Le sue pale (B) allora, mediante le loro parti conformate a modo di pattini o peculiari guide, devono appoggiarsi e guidarsi direttamente sul detto nucleo (F). Questo sistema di guida delle pale, presenta come vantaggio una maggiore semplicità costruttiva, però d' altra parte il sostegno ed appunto la guida delle stesse non sono tanto perfetti come quando si dispone del rotore (A) per assolvere tali compiti, come succede nelle macchine di questa variante già descritti.
8. 8) SI RIVENDICA d' accordo alla rivendicazione n. (4), anche per questa seconda variante il sistema di accesso e di uscita delle camere impiegato nella prima e rappresentato sulle figure n. 16 e 17, tavola 11, anche se per questa seconda variante non esiste nessuna figura rappresentativa di tale sistema. Il medesimo si caratterizza dal poter prescindere dei condotti di entrata e di uscita praticati in uno dei coperchi laterali della carcassa (D). In questo modello di macchina in sostituzione dei detti condotti, nell' anello o parte cilindrica esterna del rotore (C) che circonda il tramezzo (E) e lo spazio anulare (I) dove si formano le camere, sono state praticate delle aperture (L) che comunicano direttamente con i condotti di ammissione e di scarico praticati nella carcassa stessa.
9. 9) SI RIVENDICA d' accordo alle rivendicazioni (1 e 4), una caratteristica interessante di questa macchina. Questa caratteristica consiste nel fatto che la capacità della stessa nelle sue due varianti può venire raddoppiata se si montano due unità una contro 1' altra, ossia, una da una parte ed una dall' altra di un apposito pezzo centrale. In questo caso, il come risulterebbe la conformazione della costruzione, si sottintende, ma d' ogni modo qui a continuazione si presenta una sommaria descrizione di come sarebbe la stessa. In primo luogo il coperchio (E) verrebbe convertito in un disco (E) forato nel suo centro e situato in una posizione centrale fra le due unità, il medesimo possederebbe due listelli (E), divisori in questo caso dei due spazi anulari (I) corrispondente ognuno di questi ad ognuna delle due unità. Questi listelli formerebbero un corpo unico con questo disco o anello (E) e si progetterebbero a partire da ognuno dei suoi due lati e nel posto adeguato, fino in fondo agli spazi anulari (I) ricavati nel rotore (C), per separare come è necessario ed abituale i detti spazi anulari, ognuno nei due settori che corrispondono all1 entrata e all' uscita delle camere . In ambedue i fianchi del medesimo disco (E), in più sarebbero ricavati i condotti di entrata e di uscita per ambedue le unità, i quali sboccherebbero in un' entrata ed un' uscita comuni, praticate queste radialmente nel detto disco o anello (E) nel posto adeguato . La carcassa (D), o meglio detto, le due carcasse (D), sarebbero composte ognuna da un corpo montato uno ad ogni lato del descritto disco centrale (E), coi relativi coperchi di ognuna, montati uno in ogni uno dei loro due risultanti estremi laterali. La parte interna del rotore (C), in ambedue le varianti, in questo caso passerebbe da parte a parte per ambedue le unità per essere montata su di ambedue i coperchi delle carcasse (D). Nella prima variante la stessa verrebbe montata direttamente su di ogni coperchio su dei cuscinetti, nella seconda invece sarebbe montata per mezzo del suo asse. Quest' asse in questa seconda variante deve fuoriuscire come è abituale, da un coperchio per il suo accoppiamento alla relativa trasmissione. Nella prima variante invece, 1' asse che fuoriesce da un coperchio per essere accoppiato ad una trasmissione è quello del rotore o albero a gomito (A), così come è abituale in tutte le versioni di macchine appunto della prima variante. D<1 >altra parte, la superficie interiore cilindrica di questa parte interna del detto rotore (C), nella sua rotazione passerebbe rasando non solo i due listelli (E), come nelle macchine descritte, ma anche la parete cilindrica della perforazione centrale del detto disco forato o anello (E) nel quale viene convertito appunto in questo caso il coperchio (E). La parte esterna cilindrica del rotore (C) che circonda il tramezzo (E), lo spazio anulare (I), ed anche le pale (B), seguiterebbe essendo conformata per ognuna delle due unità esattamente come quando esiste una sola unità, così come nelle macchine qui presentate ed anteriormente descritte.
10. 10) SI RIVENDICANO d' accordo alle rivendicazioni (1 e 4), le versioni di queste due varianti di macchina che si caratterizzano per poter essere costruite con camere a capacità variabile. Questa condizione o facoltà è indispensabile nel loro impiego per trasmissioni idrostatiche che funzionino con velocità e coppie variabili in modo continuo, ossia senza scalonamenti. Questo proposito si consegue con la variazione della lunghezza dello spazio anulare (I) del rotore (C), ossia della lunghezza delle camere. Per raggiungere questo scopo è sufficente situare nel detto spazio anulare (I), un anello con le forme adeguate, cioè un anello che possegga la conformazione e la grandezza appropiate per poter venire montato nel detto spazio (I) in modo spostabile in senso longitudinale, ma con un adattamento tanto preciso da poter impedire ogni fuga di fluido fra egli stesso e le corrispondenti pareti del mentovato spazio anulare (I). Per poter essere spostato, come detto in senso longitudinale, questo anello in più deve possedere intagliate nel corrispondente fianco e nei modi adeguati, le scanalature nelle quali le pale (B) possano venire introdotte nella proporzione secondo la lunghezza che si debba dare alle camere, o anche, quando le camere siano ridotte a zero, poter introdurre in esse scanalature la totalità delle pale. Deve anche costruirsi il listello (E) divisore dello spazio anulare (I) nei settori di entrata e di uscita delle camere, non fisso e formante parte del coperchio (E), come succede con le macchine a portata o capacità fissa descritte, ma formando un pezzo separato e montato in modo scorrevole in una adeguata scanalatura ricavata appunto nel detto coperchio (E). Finalmente questo listello deve poter spostarsi in consonanza, cioè muoversi assieme al detto anello montato in modo spostabile nello spazio (I) del rotore (C).