ITBO20000484A1

ITBO20000484A1 - Meccanismo per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei .

Info

Publication number: ITBO20000484A1
Application number: IT2000BO000484A
Authority: IT
Inventors: Aurelio Ortelli
Original assignee: Aurelio Ortelli
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2000-08-03
Publication date: 2002-02-03
Also published as: EP1177974A3; ITBO20000484A0; DE60124037T2; US6715439B1; EP1177974A2; ES2275643T3; EP1177974B1; DE60124037D1

Description

Titolo : MECCANISMO PER LA TRASLAZIONE VERTICALE DI STRUTTURE TUBOLARI PER MEZZI SUBACQUEI

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un meccanismo per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei, in particolare per sommergibili

Sui sommergibili esiste il problema di portare fuori acqua, quando il sommergibile è a quota periscopica, un certo numero di sensori di tipo passivo od attivo, come antenne radar antenne radio, teste optroniche ecc.: tali sensori sono alloggiati all’interno della torre (o vela) del sommergibile e, quando è richiesto, vengono traslati verticalmente da opportuni dispositivi di sollevamento (idraulici o elettromeccanici) sino a farli emergere fuori dal pelo libero dell’acqua sovrastante la torre

A questi meccanismi di traslazione verticale si richiede di avere una notevole rigidità e robustezza per sostenere gli effetti della resistenza idrodinamica, di avere peso e dimensioni ridotti, di essere facilmente installabili e rimovibili (per la manutenzione), di avere semplicità costruttiva, tale da renderli affidabili, ed infine di avere un costo accettabile.

I sistemi di sollevamento esistenti sul mercato non sono in grado di soddisfare contemporaneamente tutte queste esigenze: è noto ad esempio un tipo di sollevamento che è basato sull’utilizzazione di una guida rettilinea a sezione rettangolare che è fissata verticalmente nella torre del sommergibile, di una canna traslantc verticalmente all’interno della guida clic porta all’estremità supcriore il sensore c di un dispositivo per In movimentazione vellicale della canna, ma la realizzazione funzionale e costruttiva di tali clementi risulta essere notevolmente complessa e porta quindi a dei costi notevoli.

Una soluzione di guida nota è realizzata con una struttura rettangolare divisa in due metà, che porta quattro vie di corsa in corrispondenza degli spigoli del rettangolo; a parte l’esigenza di lavorare quattro vie di corsa, esiste l’esigenza di un preciso accoppiamento a flangia tra le due metà e ciò implica un sensibile aggravio di costi.

Per quanto riguarda la canna, in una soluzione nota essa è costruita in acciaio con saldate alla base, a due livelli diversi, due strutture in acciaio dotate ciascuna di quattro bracci per portare i pattini in corrispondenza dei quattro spigoli della guida.

A parte la complessità di tale struttura, con elementi saldati fra di loro, le lavorazioni di precisione delle sedi dei pattini, dovendo necessariamente essere eseguite dopo saldatura, costituiscono operazione onerosa; trattandosi di un pezzo di notevoli dimensioni (5 o 6 metri di lunghezza) e di considerevole peso, la lavorazione meccanica deve essere necessariamente eseguita su una grossa alesatrice con lunghi tempi di piazzamento e di lavorazione.

Il trovato si prefigge di ottenere un meccanismo per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei che, salvaguardando tutte le esigenze di carattere tecnico e funzionale, sia di tipo semplice e quindi di costo ridotto.

Questo compito c questi scopi vengono raggiunti dal presente meccanismo per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei del tipo costituito da una guida rettilinea a sezione chiusa che è fissata verticalmente nella torre del mezzo subacqueo, da una canna traslantc verticalmente all’interno di detta guida che porta all’estremità supcriore un sensore c da un dispositivo per la movimentazione verticale di detta canna caratterizzato dal fatto che delta guida è costituita da un montante appiattilo che lungo i Ciancili ha solidali due vie di scorrimento aperte una verso l’altra ed ha i bordi vincolali da un robusto c semplice elemento di irrigidimento costituito da una struttura conformata ad U e che detta canna in prossimità della estremità inferiore è dotata di due supporti che portano pattini di scorrimento lungo dette vie, detta canna essendo vincolata ai detti supporti per colata di un opportuno materiale plastico indurente.

Per quanto riguarda il dispositivo di sollevamento, potranno essere adottate soluzioni già note nella tecnica.

Ulteriori particolarità risulteranno maggiormente chiare ed evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un meccanismo per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei secondo il trovato, illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni, in cui:

• la fig.l e la fig.2 sono viste laterali schematiche in sezione di una torre di sommergibile, dotata di un meccanismo per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei secondo il trovato, rispettivamente in configurazione retratta e sollevata;

• la fig.3 è una vista in pianta sezionata della guida del meccanismo secondo il trovato in condizione di premontaggio;

• la fig.3 a è un particolare di una soluzione alternativa di quella illustrata in fig.3;

• la fig.4 c una vista in pianta sezionata secondo il piano di traccia IV-IV di fig. I cd ingrandita della guida c della canna secondo il trovato in condizione montata;

• la fig. 4a è un particolare di una soluzione alternativa di quella illustrata in fig. 4;

• la fig. 4b è un particolare di una soluzione ulteriore alternativa di quelle illustrate in fìg. 4;

la lig.5 è una vista in alzalo sezionala secondo il piano di traccia V-V delle figure 1 e 4.

Con particolare riferimento a tali figure è indicato globalmente con 1 il meccanismo per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei secondo il trovato.

Il dispositivo 1 è costituito da una guida rettilinea 2 a sezione rettangolare chiusa che è fissata verticalmente nella torre 3 del sommergibile, da una canna 4 traslante verticalmente all’interno della guida 2 e che porta all’estremità superiore un sensore 5 e da un dispositivo 6 per la movimentazione verticale della canna che può essere di qualsiasi tipo ma che nel caso illustrato è un cilindro idraulico.

La guida 2 è costituita da un montante appiattito 7 costituito da due profilati 8a, 8b speculari fra di loro, ottenuti vantaggiosamente per estrusione, che lungo un bordo presentano porzioni 9 con sezione ad U atte a definire vie di scorrimento per i pattini della canna e che sono uniti fra di loro mediante una robusta struttura saldata 10.

Le due vie di scorrimento definite nelle porzioni 9 sono aperte una verso l’altra : sulla superficie esterna dei profilati 8 sono vincolabili i bordi 12 di un robusto elemento 13 di irrigidimento che ha sezione sostanzialmente ad U: si realizza così un insieme scatolare di grande rigidezza.

La canna 4 ha sezione vantaggiosamente a profilo idrodinamico ed in prossimità della estremità inferiore è dotata di due supporti 14a, 14b provvisti ognuno di una coppia di appendici laterali 15 che portano pattini 16 di opportuno materiale antifrizione atti a scorrere lungo le vie 9.

La canna 4 è fissata rigidamente ai supporli 14 per mezzo di materiale plastico 17 indurente colato fra la canna c rispettive aperture sagomate 18 presenti nei supporti che hanno forma complementare a quella della canna.

Il montant appiattito 7, di per se, presenta una notevole rigidezza alla flessione nel piano orizzontale tale da consentirgli di sopportare adeguatamente i momenti flettenti generati dalle forze locali L longitudinali e T trasversali che gli vengono trasmesse dai pattini della canna (conseguenti alla resistenza idrodinamica F della canna che si muove in acqua) (v. fig.2 e 4) .

Questa struttura peraltro non è assolutamente in grado da sola di resistere, data la sua esilità in spessore ed alla sua lunghezza, al momento flettente nel piano verticale longitudinale; in altri termini questa struttura ha rigidezza adeguata nel piano orizzontale, ma assolutamente insufficiente nel piano verticale longitudinale. A conferire la necessaria rigidezza in questo piano provvede l’elemento 13 che viene accoppiato al montante 7; si tratta sostanzialmente di una lamiera di opportuno spessore piegata ad U vedere figura 3, oppure di tre lamiere metalliche 13a, 13b, 13c disposte ad U e saldate una all’altra delle quali la lamiera intermedia, 13b, per aumentare il momento di inerzia, potrà avere maggiore spessore.

Dette lamiere potranno prevedere fori di alleggerimento e nervature trasversali di irrigidimento

Si prevede la possibilità che l’elemento 13 possa esser realizzato in vetroresina o altro materiale composito.

Il vincolo tra i due elementi 13 e 7 può essere realizzato o con viti di fissaggio 19( vedere fig.4 ) o 20 ( vedere fig.4a) o con semplice saldatura 21 dei due elementi tra di loro (v. fig. 4b): raggiunta dellelemento 13 accresce enormemente il momento di inerzia della sezione della guida nel senso della flessione nel piano verticale longitudinale; essa è pertanto in grado di sostenere i notevoli momenti flettenti dovuti alla forza idrodinamica F.

La semplificazione costruttiva della guida secondo il trovato consiste nel fatto che l’unica lavorazione di precisione richiesta è di portare a misura le due sole vie 9 di scorrimento ad ; questa operazione, clic viene effettuata prima della congiunzione all'elemento di irrigidimento 13, risulta facile e relativamente poco onerosa essendo possibile piazzare un’unica volta il montante sulla macchina utensile (fresa-pialla o alesatrice) con conseguente facilità di rispettare le tolleranze e le finiture superficiali richieste.

D’altra parte l’elemento strutturale 13 (lamiera conformata ad U) non richiede nessuna particolare precisione nella sua configurazione geometrica e non deve essere sottoposto a lavorazioni meccaniche di precisione, con conseguente costo estremamente ridotto.

Nel trovato, poi, per quanto riguarda la canna, i due supporti 14a, 14b porta pattini 16 sono costituiti da pezzi separati in acciaio ( ricavati eventualmente di fusione) le cui sedi dei pattini sono lavorate prima della unione alla canna; l’unione di questi due pezzi alla canna viene effettuata mediante colata di opportuno materiale plastico indurente tra la canna e i due supporti portapattini in modo da andare a riempire ed intasare l’interstizio che è stato opportunamente previsto tra i due pezzi (v. fig. 5) e conseguentemente bloccare i tre pezzi tra di loro; ovviamente la canna e i due supporti porta pattini vengono mantenuti nella loro corretta mutua posizione durante l’operazione di colata e successiva solidificazione mediante una opportuna attrezzatura.

Dopo questa semplice e rapida operazione la canna è finita ed è pronta per essere accoppiata alla guida.

Si fa rilevare che la lavorazione meccanica delle sedi dei pattini in questo caso viene effettuata su due pezzi di modeste dimensioni e peso e può essere pertanto utilizzata una macchina utensile di piccole dimensioni con beneficio nei tempi di piazzamento e lavorazione.

Una variante che porta ad una ulteriore semplificazione costruttiva e riduzione dei costi, nonché ad una riduzione del peso, può essere quella di realizzare la canna, anziché in acciaio, in vetroresina o altro materiale composito.

In tal caso possono essere inserite al’inlcrno della canna 4 due vie di corsa 4a in acciaio (vedi fig.4) che possono servire per lo scorrimento verticale dei pattini di una seconda canna ( soluzione telescopica); queste vie di corsa vengono finite di macchina utensile prima di essere inglobate nel composito e saranno tenute in posizione , durante la stratificazione, mediante apposita attrezzatura.

In questo caso la procedura sopradescritta per l' accoppiamento tra canna e supporti 14a, b portapattini (sempre in acciaio) risulta essere la più appropriata, efficace ed a basso costo; qualsiasi altra ipotizzabile soluzione di vincolo tra questi tre pezzi risulterebbe assai complessa, costosa e di scarsa affidabilità data la notevole diversità dei materiali della canna e dei supporti portapattini

Nella realizzazione pratica delle varie parti del trovato possono essere introdotte diverse varianti, senza per questo uscire dall’ambito della protezione del presente trovato, come definito nelle rivendicazioni che seguono.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall’ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Meccanismo (1)per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei del tipo costituito da una guida rettilinea (2) a sezione chiusa che è fissata verticalmente nella torre (3) del mezzo subacqueo, da una canna 4) traslante verticalmente all' interno di detta guida che porta all’ estremità superiore un sensore (5) e da un dispositivo (6) per la movimentazione verticale di detta canna caratterizzato dal fatto che detta guida è costituita da un montante appiattito 7) che lungo i fianchi ha solidali due vie di scorrimento (9) aperte una verso l’altra ed ha i bordi vincolati da un robusto e semplice elemento (13) di irrigidimento costituito da una struttura conformata ad U e che detta canna in prossimità della estremità inferiore è dotata di due supporti (14a), (14b) che portano pattini (16) di scorrimento lungo dette vie, detta canna essendo vincolata ai detti supporti per colata di un opportuno materiale plastico indurente 17).
2) Meccanismo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto montante è costituito da due profilati (8a) , (8b) che lungo i bordi presentano porzioni (9) con sezione ad U atte a definire dette vie di scorrimento, detti profilati 8(a), (8b) essendo uniti fra di loro mediante una struttura saldata 10) .
3) Meccanismo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i fianchi di detto montante 7) sono collegati ai rispettivi bordi (12 di detto elemento di irrigidimento (13 con una pluralità di viti I9)o 20).
4) Meccanismo secondo la rivendicazione l caratterizzato dal fatto che i fianchi di detto montante 7 sono collegati ai rispettivi bordi di detto elemento di irrigidimento (13 per saldatura (21).
5) Meccanismo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento di irrigidimento 13) è costituito da una lamiera metallica piegata ad U.
6) Meccanismo secondo la rivendicazione I caratterizzalo dal fallo clic dello elemento di irrigidimento 13) è costituito da tre lamiere metalliche 13a), 13b), (13c) disposte ad U e saldate una all’altra.
7) Meccanismo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto elemento di irrigidimento (13) è realizzato in materiale del tipo della vetroresina o altro materiale composito.
8) Meccanismo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta canna 4 è realizzata in materiale del tipo della vetroresina o altro materiale composito.
9) Meccanismo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta canna (4) è realizzata’ in materiale del tipo dell’acciaio.
10) Meccanismo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta canna (4), realizzata in vetroresina o altro materiale composito, ha, inglobate all’interno, due vie di corsa simmetricamente contrapposte (4a ) in acciaio per lo scorrimento dei pattini di una seconda canna ( soluzione telescopica).
11 ) Meccanismo per la traslazione verticale di strutture tubolari per mezzi subacquei secondo una o più delle rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato agli scopi specificati.