ITTO20090497A1 - Motore ad azionamento fluidodinamico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“MOTORE AD AZIONAMENTO FLUIDODINAMICO”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un motore ad azionamento fluidodinamico.

Il compito della presente invenzione è quello di realizzare un motore atto a trasformare in lavoro meccanico un’energia cinetica fornita da un fluido in movimento, in particolare di una corrente gassosa.

Nell’ambito di tale compito costituisce uno scopo della presente invenzione la realizzazione di un motore in grado di poter essere utilizzato non solo come propulsore, ma anche con funzioni di attuatore in macchine operatrici ed utensili.

Tale compito e tale scopo vengono ottenuti con un motore ad azionamento fluidodinamico caratterizzato dal fatto che comprende un corpo scatolare definente una cavità avente un asse di simmetria di rotazione, detta cavità essendo definita da una parete periferica costituita da una porzione di sfera concentrica a detto asse di simmetria e da due superfici coniche aventi assi coassiali a detto asse di simmetria e le estremità convergenti l’una verso l’altra, un organo di trasmissione è supportato girevole in detto corpo scatolare secondo detto asse di simmetria, un piattello circolare collegato rotatoriamente a detto organo di trasmissione supportato basculante in detta cavità in modo da dividere detta cavità in due camere collegate con la mandata ed il ritorno di un fluido di azionamento convogliato in dette camere attraverso un’apertura di ingresso ed una di uscita di detto corpo scatolare, detto piattello essendo basculante in modo che le sue facce opposte siano a contatto di strisciamento su dette superfici coniche secondo linee radiali di tangenza.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue di una forma di esecuzione illustrata a titolo puramente esemplificativo, non limitativo, negli uniti disegni in cui:

- la figura 1 è una vista prospettica del motore, - la figura 2 è una vista prospettica dopo la rimozione della parte periferica del corpo scatolare,

- la figura 3 è una vista laterale del motore illustrato in figura 2,

- la figura 4 è una vista in sezione secondo il piano IV-IV di figura 1, e

- la figura 5 è una vista in sezione secondo il piano V-V di figura 1.

Nelle figure il motore ad azionamento fluidodinamico è indicato complessivamente con 1. Esso è composto da un corpo scatolare 2 di foggia prismatica a pianta quadrata realizzata per assemblaggio di una carcassa 3 fra due piastre 4, 5. Naturalmente il corpo scatolare può essere di qualsiasi forma e struttura, ad esempio cilindrica, ed essere dotato di attacchi per il suo montaggio o accoppiamento ad altri organi.

La carcassa 3 e le piastre 4, 5 racchiudono una cavità 6 definita da una superficie perimetrale 7 a forma di settore sferico e da due superfici coniche 8, 9 definite da rispettive sporgenze coniche 10, 11 che dalle piastre 4, 5 si proiettano l’una contro l’altra. Gli assi delle sporgenze coniche 10, 11 sono coassiali fra di loro ed alla superficie perimetrale 7 cosìcche la cavità 6 presenta una simmetria di rotazione secondo un asse A.

La piastra superiore 5 presenta un alloggiamento 12 coassiale all’asse A nel quale, per mezzo di un cuscinetto 13, è supportato girevole un organo di trasmissione 14 dotato di un perno 15 che costituisce l’albero di uscita del motore 1. L’organo 14 è accessibile dalla cavità 6 attraverso un’apertura 16 ricavata all’estremità della sporgenza 11.

Nelle estremità contrapposte della sporgenza conica 10 e dell’estremità dell’organo 14 ad essa contrapposta sono ricavate rispettive cune 17, 17a a forma di calotta sferica che si integrano fra di loro a formare una sede per accogliere girevolmente un elemento sferico 18.

All’elemento sferico 18 è solidalmente unito un piattello circolare 19 che, con il bordo periferico, è a contatto di strisciamento sulla superficie sferica 7. Le facce opposte del piattello sono inoltre a contatto di strisciamento l’una con la superficie conica 8 della sporgenza inferiore 10 e l’altra con la superficie conica 9 della sporgenza superiore 11. Il contatto di strisciamento è limitato a due linee radiali rispetto all’asse A. Dalle geometrie delle superfici coniche 8, 9, della superficie sferica 7 e delle facce opposte del piattello 19 deriva che la cavità 6 risulta divisa in due camere 20, 21 che comunicano con l’esterno attraverso due rispettive aperture laterali 22, 23 rettangolari. In particolare le aperture sono collegate con la mandata e rispettivamente il ritorno di un fluido gassoso ed ognuna è divisa dal piattello 19 in due luci di ingresso sovrapposte attraverso le quali il fluido gassoso può accedere contemporaneamente in entrambe le camere 20, 21 e fuoriuscire dalle stesse.

Il piattello 19 è rotatoriamente accoppiato all’organo di trasmissione 11 per mezzo di un perno 24 inserito diametralmente nell’elemento 18 e perpendicolarmente al piattello 19. Il perno 24 è fissato nel suo foro di alloggiamento per mezzo di una vite 25 che lo serra contro uno spallamento del foro stesso.

L’estremità del perno 24, opposta alla vite 25, è inserita in una sede 26 che interseca obliquamente l’asse A dell’organo di trasmissione 11. Il perno 24 è portato girevole nella sede 26 per mezzo di un cuscinetto a rullini 27 e sulla sua estremità appoggia una sferetta 28 su cui agisce una molla 29 che riscontra su un tappo 30 avvitato a chiusura della sede 26.

La molla 29, agendo sul perno 24, mantiene l’elemento 18 premuto contro la superficie della cuna 16 in modo da ridurre i giochi di articolazione del piattello.

Completa il motore descritto un divisorio costituito da una parete 31 che separa fra di loro le due pareti 22, 23 e si estende all’interno della cavità 6 fino all’asse A a cui è complanare. La parete 31 è inserita con gioco in una fessura radiale 32 del piattello 19 che pertanto risulta impossibilitato a ruotare attorno all’asse A. Tuttavia, la fessura 32 è dimensionata in modo da consentire al piattello 19 di oscillare muovendosi a contatto di strisciamento lungo la parete divisoria 31 e di variare l’angolo che il piattello racchiude con la parete.

Il funzionamento del motore descritto risulterà maggiormente chiaro ed evidente dalla descrizione che segue.

Collegando un’apertura di ingresso 22 con la mandata di un fluido in pressione, ad esempio aria compressa, il flusso di fluido in ingresso viene suddiviso dal piattello 19 in due correnti che invadono le camere sovrapposte 20 e 21 per poi defluire dall’apertura 23 dopo aver percorso un tragitto attorno all’asse A. Durante tale tragitto la pressione del fluido agisce sul piattello 19 nel senso che la corrente che ha invaso la camera inferiore 20 sollecita il piattello 19 verso l’alto, cioè verso la piastra superiore 5, mentre la corrente che ha invaso la camera superiore 21 agisce sul piattello 19 esercitando su di questo una spinta verso il basso.

Poiché le zone di massima spinta sul piattello sono angolarmente sfalsate attorno all’asse A, il piattello 19 viene sottoposto ad un movimento di basculaggio che comporta un movimento di precessione del perno 24 in seguito al quale il perno 24 descrive una superficie conica avente asse coassiale all’asse A e vertice coincidente con la sfera 18.

E’ da notare che durante il basculamento il piattello è impedito a ruotare attorno all’asse A dalla parete divisoria 31 lungo la quale esso si può scorrere grazie alla fessura 32. E’ inoltre da notare che le facce opposte del piattello rimangono a contatto con le rispettive superfici, 8, 9 delle sporgenze 10, 11 secondo linee di tangenza radiali, mentre il bordo del piattello striscia sulla superficie sferica 7.

In definitiva il basculamento del piattello è accompagnato dall’ampliamento in rotazione attorno all’asse A delle camere 20, 21 e quindi delle zone del piattello su cui agisce la massima spinta esercitata dalla pressione dinamica del fluido. In tal modo il perno 24, per effetto del suo movimento di precessione, può trascinare in rotazione l’organo di trasmissione 14 e rendere disponibile sull’albero di uscita 15 una coppia motrice per l’azionamento di una pompa o altra macchina o per poter utilizzare il motore descritto come attuatore.

Come si può riconoscere il motore descritto raggiunge perfettamente gli scopi preposti. In particolare il motore offre il vantaggio di avere un funzionamento reversibile e di presentare una struttura semplice e compatta.

Nella pratica attuazione dell’invenzione sono possibili numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Così, ad esempio, il perno 24 può essere supportato girevolmente nell’elemento sferico 18 e solidale all’organo di trasmissione 11. Inoltre lo spessore della parete 31 può essere differenziato in modo da consentire al bordo della fessura 32 di rimanere a contatto di essa durante il movimento di basculaggio del piattello.

Le forme e le dimensioni del trovato possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Motore ad azionamento fluidodinamico caratterizzato dal fatto che comprende un corpo scatolare definente una cavità avente un asse di simmetria di rotazione, detta cavità essendo definita da una parete periferica costituita da una porzione di sfera concentrica a detto asse di simmetria e da due superfici coniche aventi assi coassiali a detto asse di simmetria e le estremità convergenti l’una verso l’altra, un organo di trasmissione supportato girevole in detto corpo scatolare secondo detto asse di simmetria, un piattello circolare collegato rotatoriamente a detto organo di trasmissione e supportato basculante in detta cavità in modo da dividere detta cavità in due camere collegate con la mandata ed il ritorno di un fluido di azionamento convogliato in dette camere attraverso un’apertura di ingresso ed una di uscita di detto corpo scatolare, detto piattello essendo basculante in modo che le sue facce opposte siano a contatto di strisciamento su dette superfici coniche secondo linee radiali di tangenza.
2. 2. Motore ad azionamento fluidodinamico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto piattello presenta una fessura radiale in cui si impegna un elemento divisorio disposto fra dette aperture di ingresso e di uscita del fluido di azionamento ed estendentesi radialmente in detta camera.
3. 3. Motore ad azionamento fluido dinamico secondo una delle rivendicazioni 1-2, caratterizzato dal fatto che detto piattello circolare è rotatoriamente accoppiato a detto organo di trasmissione per mezzo di un perno solidale perpendicolarmente a detto piattello ed avente asse intersecante l’asse di rotazione di quest’ultimo, detto perno essendo impegnato in detto organo di trasmissione secondo un angolo tale per cui le facce opposte di detto piattello risultano tangenti a dette superfici coniche.
4. 4. Motore ad azionamento fluidodinamico secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto perno si impegna girevolmente in una sede di detto organo di trasmissione attraverso un’apertura di una rispettiva superficie conica.
5. 5. Motore ad azionamento fluidodinamico secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che all’estremità di dette superfici coniche che si affacciano attraverso detta apertura sono previste sedi per mezzi di supporto girevole di detto piattello.
6. 6. Motore ad azionamento fluidodinamico secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette sedi sono costituite da cune emisferiche in cui è supportato un elemento sferico solidale centralmente a detto piattello.
7. 7. Motore ad azionamento fluidodinamico secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che in detta sede di detto perno è alloggiata una molla agente su detto perno con l’interposizione di una sferetta.