ITMO970236A1 - Metodo per la fabbricazione di eliche e dispositivo per attuare il met odo - Google Patents

Description

D E S C RI Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: METODO PER LA FABBRICAZIONE DI ELICHE E DISPOSITIVO PER ATTUARE IL METODO.

Formano oggetto del presente trovato un metodo per la fabbricazione di eliche e un dispositivo per attuare il metodo.

In modo specifico, ma non esclusivo, il trovato può essere utilmente impiegato per realizzare l’elica di un trasportatore a coclea.

E noto fabbricare un’elica a partire da una barra, generalmente rettilinea ed avente sezione trasversale retta costante e di forma piatta, che viene avvolta su se stessa a formare una spirale relativamente corta che viene successivamente allungata sottoponendola ad uno sforzo di trazione.

Tuttavia la forma dell’elica così ottenuta normalmente non corrisponde alla forma voluta, per cui l’elica in genere deve essere assoggettata ad un’ulteriore lavorazione di aggiustamento nella quale viene deformata plasticamente fino a raggiungere la conformazione prevista. La suddetta fase di aggiustamento deve essere eseguita con una certa precisione; inoltre tale fase risulta particolarmente laboriosa e richiede tempi relativamente lunghi.

Un altro inconveniente della tecnica nota è rappresentato dal fatto che la fabbricazione di eliche con passo variabile comporta notevoli complicazioni. Questo tipo di eliche viene realizzato ad esempio congiungendo l’uno dopo l’altro più tratti di elica aventi passo diverso tra loro. Questo modo di operare, oltre a risultare alquanto complicato, non consente di ottenere eliche con passo variabile in modo continuo ma soltanto in modo discreto.

Scopo del presente trovato è quello di ovviare ai suddetti limiti ed inconvenienti della tecnica nota fornendo un metodo che vantaggiosamente consente di fabbricare in modo semplice ed economico le eliche destinate, ad esempio, alla realizzazione di trasportatori a coclea.

Un altro vantaggio del trovato in oggetto è quello di ridurre notevolmente i tempi di fabbricazione delle eliche.

Un ulteriore vantaggio del trovato è l’estrema precisione e la costanza dei risultati nella costruzione delle eliche, nel rispetto delle dimensioni nominali di progetto particolarmente per quanto riguarda il passo. Inoltre il trovato in oggetto consente vantaggiosamente di ottenere eliche di forma assai precisa qualunque sia il materiale con cui è realizzata l’elica stessa.

Un altro vantaggio ancora è quello di consentire la realizzazione di eliche con passo variabile in modo relativamente semplice ed economico.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo costruttivamente e semplice ed economico in grado di attuare il suddetto metodo.

Questi scopi e vantaggi ed altri ancora vengono tutti raggiunti dal trovato in oggetto così come esso risulta caratterizzato dalle rivendicazioni sotto riportate.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione del trovato in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure.

La figura 1 mostra una schematica vista dall’ alto di un dispositivo realizzato in accordo con il presente trovato durante il suo funzionamento.

La figura 2 mostra una vista laterale d^l basso di figura 1.

La figura 3 mostra un particolare ingrandito di figura 1 con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre.

La figura 4 mostra il particolare di figura 3 in una diversa configurazione operativa.

La figura 5 mostra schematicamente la vista di figura 2 con evidenziate due diverse possibili configurazioni operative assunte dai mezzi di guida del corpo longitudinale destinato a formare l’elica.

Con riferimento alle sopra menzionate figure, con 1 è indicato complessivamente un dispositivo per la fabbricazione di un’elica 2, ad esempio per un’elica di una coclea di trasporto.

11 dispositivo 1 comprende un supporto 3 avvolgitore, costituito nella fattispecie da un tubo cilindrico, esteso in lunghezza con asse x-x longitudinale disposto in direzione orizzontale. Il supporto 3 cilindrico è serrato alle proprie estremità da due teste 4 e 5 contrapposte di un mandrino ad asse orizzontale che riceve la potenza motrice da un motore 6 elettrico. Il supporto 3 è dotato della possibilità di ruotare dietro comando attorno al proprio asse x-x longitudinale, con velocità di rotazione controllata e regolabile.

Al supporto 3 cilindrico è previsto che sia collegata in modo amovibile un’estremità 7a di un corpo 7 esteso longitudinalmente e destinato ad avvolgersi a spirale attorno al supporto stesso per formare l’elica 2. Il corpo 7 longitudinale è costituito nel caso particolare da una barra avente sezione trasversale retta costante e di forma rettangolare piatta. Nel caso particolare la barra, prima del suo avvolgimento a spirale attorno al supporto, è di forma rettilinea. Il fissaggio amovibile dell’estremità 7a del corpo longitudinale al supporto 3 rotante può essere realizzato, ad esempio, mediante uno o più collegamenti a vite. Come evidenziato nelle allegate figure, la suddetta barra viene fissata al supporto con la parte piatta disposta perpendicolarmente rispetto alla superficie esterna del supporto stesso.

Il dispositivo 1 in oggetto comprende un equipaggio mobile, indicato complessivamente con 16, che può compiere movimenti lungo una direzione orizzontale parallela all’asse x-x del supporto 3 in entrambi i sensi. L’equipaggio mobile 16 reca una guida 8, situata in prossimità del supporto 3, alla quale è vincolato il corpo 7 longitudinale prima di essere avvolto attorno al supporto 3. La guida 8 comprende due pulegge 9 girevoli ciascuna delle quali presenta sulla propria periferia una gola dentro la quale può rotolare il corpo 7 longitudinale. Le due pulegge 9 sono montate su di un corpo di sostegno 10 con possibilità di ruotare in modo folle attorno a due rispettivi assi di rotazione tra loro paralleli. Le due pulegge 9 sono sostanzialmente complanari e disposte allineate l’una di seguito all’altra in modo da individuare una direzione di guida del corpo 7 longitudinale destinato a formare l’e!ica. L’inclinazione della direzione di guida rispetto all’asse x-x di rotazione del supporto 3 è variabile dietro comando. Con a si è indicato l’angolo formato dalla direzione di guida e dall’asse x-x. La guida 8 comprende inoltre un organo pressore 11 , costituito nella fattispecie da un cilindro ad azionamento fluidodinamico, atto a premere il corpo 7 longitudinale contro le pulegge 9 in modo da trattenerlo in posizione, in particolare durante il suo avvolgimento attorno al supporto 3. È possibile prevedere altri tipi di guide conformate e disposte in modo da guidare il corpo 7 longitudinale secondo una direzione di guida prestabilita e da consentire il suo avvolgimento a spirale attorno al supporto 3 girevole.

L’equipaggio mobile 16 comprende una base 12 mobile in direzione parallela all’asse x-x longitudinale del supporto. Tale base 12 comprende un carrello scorrevole su ruote lungo due guide 13 rettilinee orizzontali tra loro affiancate ai lati opposti del supporto girevole. Il corpo 10 di sostegno dei mezzi di guida della barra è girevolmente accoppiato alla base 12 con possibilità di ruotare attorno ad un asse verticale. Inoltre il.gruppo di guida formato dalle pulegge 9 e dall’organo pressore 11 è girevole dietro comando rispetto al corpo 10 di sostegno attorno ad un asse di rotazione parallelo alla direzione di guida.

La guida 8 è pertanto dotata della possibilità di compiere dietro comando almeno i seguenti spostamenti:

i) movimenti in direzione parallela all’asse x-x longitudinale del supporto in solidarietà con l’equipaggio mobile 16;

ii) spostamenti rispetto alla base 12 in modo da variare la direzione di guida, ovverosia l’inclinazione con la quale il corpo longitudinale viene avvolto sul supporto 3 e quindi il passo dell’elica che viene realizzata attorno al supporto medesimo.

Tali spostamenti della guida 8 rispetto alla base 12 comprendono preferibilmente delle rotazioni attorno ad almeno un asse di rotazione. Nel caso particolare la guida 8 è dotata della possibilità di compiere rotazioni secondo due assi di rotazione non paralleli tra loro, in cui: un primo asse è diretto ortogonalmente sia rispetto alla direzione di guida che rispetto all’asse x-x del supporto girevole; e un secondo asse è diretto parallelamente alla direzione di guida. Nella fattispecie il primo asse di rotazione della guida 8 è verticale; per effetto delle rotazioni della guida attorno al primo asse di rotazione l’angolo a formato dalla direzione (variabile) di guida e dalla direzione (fissa) dell’asse di rotazione del supporto 3 di avvolgimento può variare in un intervallo compreso, ad esempio, tra 30° e 90°. La variazione controllata di questo angolo a può essere eseguita anche durante la fase di avvolgimento del corpo 7 longitudinale, per mezzo di organi di comando noti e non illustrati, così da ottenere la variazione del passo dell’elica. Nelle figure 3 e 4 sono illustrate due diverse configurazioni che possono assumere i mezzi di guida del corpo longitudinale 7 per effetto di rotazioni attorno al primo asse di rotazione verticale.

In figura 5 sono invece illustrate in modo schematico due diverse configurazioni assunte dai mezzi di guida per effetto di rotazioni attorno al secondo asse di rotazione: tali rotazioni comportano variazioni dell’angolo β formato dal piano delle pulegge 9 con un piano normale all’asse di rotazione x-x del supporto 3 avvolgitore. L’angolo β, che può variare preferibilmente in un intervallo compreso tra 0° e 30°, può essere modificato durante la fase di avvolgimento del corpo 7, in modo controllato ad esempio da un programma di comando preimpostato.

Gli spostamenti della guida 8 rispetto alla base 12 possono essere realizzati, ad esempio, mediante un accoppiamento comprendente uno snodo sferico o un accoppiamento equivalente. Il controllo di tali spostamenti durante la fase di awolgimentQ secondo una successione di spostamenti prestabilita consente di ottenere eliche della forma desiderata con estrema precisione. Tale successione di spostamenti può essere prevista in funzione di vari parametri, come ad esempio il tipo di materiale con cui è realizzato il corpo 7 longitudinale che andrà a formare l’elica.

Il dispositivo 1 è preferibilmente, ma non necessariamente, dotato di mezzi per comandare e controllare il suddetto movimento assiale della guida 8. Tali mezzi di comando e controllo agiscono su mezzi traslatori che sono previsti per spostare il carrello porta guida in direzione parallela all’asse del supporto avvolgitore rotante. L’azionamento di tali mezzi traslatori è collegato ai mezzi di comando della rotazione del supporto rotante. Nella fattispecie i mezzi traslatori comprendono una vite senza fine 14 azionata da un motore 15 elettrico ed accoppiata all’equipaggio 16 che supporta la guida 8.

Il motore 6 che pone in rotazione il supporto 3 avvolgitore è provvisto di mezzi sensori che ne rilevano la posizione angolare e la velocità di rotazione. Tali mezzi sensori, che possono comprendere ad esempio un encoder non illustrato, forniscono dei relativi segnali ad una unità di controllo e di comando del dispositivo, non illustrata, che elabora i segnali secondo un prestabilito programma e comanda di conseguenza il motore 15 di azionamento del traslatore dell’equipaggio 16. In questo modo l equipaggio 16 può essere fatto avanzare in modo controllato durante l’avvolgimento del corpo 7 longitudinale attorno al supporto 3 rotante con avanzamenti posti in relazione prestabilita con le rotazioni del supporto 3.

La suddetta unità di controllo e comando può operare anche per modificare l’inclinazione della guida 8 attorno ai due assi di rotazione sopra citati, cioè in sostanza per variare gli angoli a e β. Regolando opportunamente le inclinazioni a e β della guida 8 del corpo 7 longitudinale durante ravvolgimento è possibile realizzare eliche con passo variabile in modo continuo. Inoltre la possibilità di regolare le suddette inclinazioni α e β consente, sia durante la fase di avvolgimento che ad avvolgimento concluso, di mantenere la parte piatta del corpo 7 longitudinale sempre con la voluta inclinazione (in genere ortogonalmente) rispetto all’asse x-x del supporto rotante di avvolgimento.

Il programma di gestione degli avanzamenti dell’equipaggio 16 mobile e dei vari spostamenti dei mezzi di guida 8 del corpo 7 longitudinale è reimpostabile a seconda delle esigenze, ad esempio in funzione del tipo di elica che si vuole ottenere o del materiale con cui è realizzata l elica.

Nel funzionamento, è previsto di fissare l’estremità 7a del corpo longitudinale al supporto 3 girevole; tale corpo 7 viene orientato in modo prestabilito rispetto all’asse del supporto 3, posizionando opportunamente la guida 8 affinché l’ampiezza degli angoli a e β raggiunga i valori predefiniti; dopodiché il supporto 3 viene fatto ruotare, in genere a velocità di rotazione costante, azionando il relativo motore 6. La rotazione del supporto 3 comporta lavvolgimento a spirale del corpo 7 e lo spostamento assiale dell’equipaggio 16 porta-guida nel verso indicato dalla freccia F.

Nel caso in cui l’equipaggio 16 non sia dotato di propri mezzi motori ma sia invece, ad esempio, liberamente scorrevole sulle relative guide 13, il suo spostamento assiale è determinato dalla rotazione del supporto 3 in virtù della rigidità del corpo 7 e della disposizione di detto corpo 7 nei confronti dell’asse x-x. In altre parole, l’equipaggio 16 è trascinato a spostarsi assialmente ad opera dello stesso corpo 7 longitudinale posto in movimento.

Nel caso in cui l’equipaggio 16 porta-guida sia comandato a spostarsi assialmente da propri mezzi motori, allora questi ultimi vengono azionati in concomitanza con la rotazione del supporto 3. Nel caso particolare del dispositivo ora descritto, il moto dell’equipaggio 16 portaguida è subordinato alla rotazione del supporto 3 di avvolgimento. Si è riscontrato che mettere in relazione reciproca l’avanzamento dell’equipaggio 16 e la rotazione del supporto 3 avvolgitore, secondo una legge prestabilita e controllata dalla suddetta unità di controllo, consente di ottenere un’elica 2 avente dimensioni precise, cioè in conformità alle dimensioni prestabilite di progetto, senza bisogno di ulteriori aggiustamenti.

Inoltre l’impiego del dispositivo in oggetto dà la possibilità di realizzare in un tempo relativamente breve un numero elevato di eliche di caratteristiche costanti e rispondenti con estrema precisione alle caratteristiche di progetto.

Nel suo funzionamento, il dispositivo sopra descritto attua un metodo per la fabbricazione di un’elica che prevede le seguenti operazioni.

In primo luogo un’estremità di un corpo esteso longitudinalmente viene fissata ad un supporto anch’esso esteso longitudinalmente. In seguito il supporto viene posto in rotazione attorno al proprio asse longitudinale, mentre il corpo longitudinale viene vincolato a una guida predisposta in prossimità del supporto e suscettibile di un movimento in direzione parallela all’asse di rotazione del supporto. Durante la rotazione del supporto è previsto che il corpo longitudinale si avvolga a spirale attorno al supporto stesso per effetto della rotazione del supporto e del movimento assiale della guida. Durante la rotazione del supporto il movimento assiale della guida può essere lasciato libero, oppure può essere comandato e controllato in modo prestabilito, in relazione alle caratteristiche dell’elica che si vuole ottenere. In particolare il movimento assiale della guida può essere asservito alla rotazione del supporto in modo che le rotazioni del supporto e gli spostamenti assiali della guida siano tra loro legati da una relazione prestabilita e preferibilmente reimpostabile.

Nel metodo in oggetto è preferibile che il corpo longitudinale sia vincolato a passare attraverso la guida secondo una direzione di guida la cui inclinazione rispetto all’asse longitudinale del supporto può essere modificata nel corso della rotazione del supporto medesimo. Tale variazione di inclinazione può essere realizzata mediante rotazioni della guida attorno ad un asse di rotazione la cui direzione è trasversale (preferibilmente ortogonale) sia rispetto alla direzione di guida che rispetto alla direzione dell’asse longitudinale del supporto.

Inoltre la guida può essere ruotata anche attorno ad un secondo asse di rotazione preferibilmente parallelo alla direzione di guida; tale rotazione può essere comandata e controllata anche nel corso della fase di avvolgimento del corpo longitudinale.

Al trovato potranno essere applicate numerose modifiche di natura pratico applicativa dei dettagli costruttivi senza che per questo si esca dall'ambito di tutela dell'idea inventiva sotto rivendicata.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la fabbricazione di un’elica, caratterizzato per il fatto di prevedere le seguenti operazioni: fissare un’estremità (7a) di un corpo (7) esteso longitudinalmente ad un supporto (3) di forma allungata; comandare una rotazione del supporto (3) attorno ad un proprio asse (x-x) longitudinale; vincolare il corpo (7) longitudinale a una guida (8) predisposta in prossimità del supporto e suscettibile di un movimento in direzione parallela all’asse (x-x) di rotazione del supporto, essendo previsto che il coipo (7) si avvolga a spirale attorno al supporto (3) per effetto della rotazione del supporto e del movimento assiale della guida (8).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che prevede dì comandare il movimento assiale della guida (8) ponendolo in relazione con la rotazione del supporto (3).
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che le rotazioni del supporto (3) e gli spostamenti assiali della guida (8) sono tra loro legati da una relazione reimpostabile.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il corpo (7) è vincolato alla guida (8) secondo una direzione di guida la cui inclinazione rispetto all’asse (x-x) longitudinale del supporto viene modificata nel corso della rotazione del supporto medesimo.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta variazione di inclinazione è realizzata mediante rotazioni della guida (8) attorno ad un asse di rotazione la cui direzione è trasversale (preferibilmente ortogonale) sia rispetto alla direzione di guida che rispetto alla direzione dell’asse longitudinale del supporto.
6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il corpo (7) è vincolato alla guida (8) secondo una direzione di guida e che detta guida è comandata a ruotare attorno ad un asse di rotazione parallelo a detta direzione di guida.
7. 7. Dispositivo per la fabbricazione di un’elica, caratterizzato dal fatto che comprende: un supporto (3) di forma allungata e dotato della possibilità di ruotare dietro comando attorno ad un proprio asse (x-x) longitudinale, al quale è previsto di collegare in modo amovibile un’estremità (7a) di un corpo (7) esteso longitudinalmente destinato ad avvolgersi a spirale attorno al supporto; una guida (8), situata in prossimità del supporto (3), alla quale è destinato ad essere vincolato detto corpo (7) longitudinale, detta guida (8) essendo dotata della possibilità di compiere movimenti in direzione parallela all’asse (x-x) longitudinale del supporto.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che comprende dei mezzi per comandare detto movimento assiale della guida (8) in relazione prestabilita con la rotazione del supporto (3).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che comprende dei mezzi traslatori, preferibilmente del tipo a vite senza fine (14), previsti per comandare il movimento assiale della guida (8), il cui azionamento è collegato ai mezzi di comando della rotazione del supporto (3) girevole.
10. 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, caratterizzato dal fatto che detta guida (8) è montata su di un equipaggio (16) mobile in direzione parallela all’asse (x-x) longitudinale del supporto ed è dotata della possibilità di compiere dietro comando degli spostamenti rispetto a detto equipaggio (16) mobile in modo da variare Tinclinazione con la quale il corpo (7) longitudinale viene avvolto attorno al supporto (3).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti spostamenti della guida (8) rispetto all’equipaggio (16) mobile comprendono rotazioni attorno ad almeno un asse di rotazione.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detta guida (8), che è conformata e disposta in modo da guidare il corpo (7) longitudinale secondo una direzione di guida prestabilita, è dotata della possibilità di compiere rotazioni rispetto all’equipaggio (16) mobile attorno a due assi di rotazione non paralleli tra loro, in cui un primo asse è preferibilmente diretto ortogonalmente sia a detta direzione di guida che all’asse del supporto (3) girevole, e un secondo asse è preferibilmente diretto parallelamente a detta direzione di guida.
13. 13. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 12, caratterizzato dal fatto che detta guida (8) comprende almeno una puleggia (9) girevole dotata sulla periferia di una gola, prevista per ospitare il corpo (7) longitudinale, e almeno un pressore (11) atto a premere detto corpo contro la puleggia.
14. 14. Metodo secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto sopra descritto con riferimento ai disegni allegati e per gli scopi sopra citati.
15. 15. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti e secondo quanto sopra descritto con riferimento ai disegni allegati e per gli scopi sopra citati.