ITTO20130749A1

ITTO20130749A1 - Dispositivo tensionatore e misuratore di tensione di almeno una fune.

Info

Publication number: ITTO20130749A1
Application number: IT000749A
Authority: IT
Inventors: Massimo Ippolito
Original assignee: Kite Gen Res Srl
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2013-12-13
Also published as: ES2648917T3; EP3044557A1; WO2015037027A1; EP3044557B1

Description

Descrizione dell’Invenzione Industriale avente per titolo:

“DISPOSITIVO TENSIONATORE E MISURATORE DI TENSIONE DI ALMENO UNA FUNE”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una dispositivo tensionatore e misuratore di tensione di almeno una fune.

Sono noti diversi campi applicativi nei quali è necessario tensionare e misurare in modo automatico la tensione a cui è sottoposta una fune. Uno di tali campi applicativi è quello che riguarda i generatori eolici di energia elettrica che sfruttano il volo di tali profili alari come quelli, per esempio, descritti in WO2008004261, WO2007122650, EP1672214, WO2008120257: in particolare, in tali generatori è necessario comandare in modo automatico il volo dei profilo alari di potenza, quale per esempio kite-surf, attraverso le rispettive funi di comando ed opportuni argani o altri meccanismi di trazione/rilascio di tali funi, quali per esempio pulegge conduttrici, di tali profili alari stessi.

Nelle suddette applicazioni, le variazioni di trazione della fune devono essere continuamente monitorate per offrire al sistema di controllo una informazione in tempo reale per pilotare la rotazione delle pulegge conduttrici o degli argani al fine di stabilizzare e limitare dinamicamente la forza sulle funi stesse.

Scopo quindi della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un dispositivo in grado sia di misurare in tempo reale e con continuità la tensione a cui è sottoposta almeno una fune sia di mantenere costantemente in tensione la fune stessa onde evitare l’accumulo dell’imbando di una tale fune in condizione non tesa.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un dispositivo tensionatore e misuratore di tensione di almeno una fune come quello descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti. Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.

Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.

La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la FIG. 1 mostra una vista laterale ed in sezione di una realizzazione preferita del dispositivo secondo la presente invenzione in una sua posizione di funzionamento;

- la FIG. 2 mostra una vista laterale ed in sezione del dispositivo secondo la presente invenzione in un'altra posizione di funzionamento; - la FIG. 3 mostra una vista laterale ed in sezione del dispositivo secondo la presente invenzione in ancora un’altra posizione di funzionamento; e

- la FIG. 4 mostra vista in prospettiva ingrandita del dispositivo nella sua posizione di funzionamento della FIG. 3.

Facendo riferimento alle Figure è possibile notare che un dispositivo 1 tensionatore e misuratore di tensione di almeno una fune 3,secondo la presente invenzione comprende:

- almeno un primo mezzo di supporto 5a di un primo capo 3a di tale fune 3, tale primo capo 3a essendo collegato, per esempio, ad almeno un sistema di trazione e/o rilascio di tale fune 3 (non mostrato come, per esempio, un argano, o un verricello);

- almeno un secondo mezzo di supporto 5b di un secondo capo 3b di tale fune 3, tale secondo capo 3b essendo collegato ad un carico utile (non mostrato come, per esempio, un profilo alare di potenza di un generatore eolico della tecnica nota);

- almeno un mezzo mobile tensionatore dotato di almeno un terzo mezzo di supporto 5c di un tratto intermedio 3c di tale fune 3 interposto tra tale primo 5a e secondo 5b mezzo di supporto, tale tratto intermedio 3c essendo compreso tra tale primo capo 5a e tale secondo capo 3b di tale fune 3, tale terzo mezzo di supporto 5c di tale mezzo mobile tensionatore essendo portato in compressione di tale tratto intermedio 3c di tale fune 3 mediante l’azione di almeno un mezzo elastico 6; - almeno un mezzo misuratore (non mostrato) atto a misurare almeno un valore χ di una distanza lineare d o angolare α compresa tra un punto di riferimento ed una posizione di tale mezzo misuratore e ad inviare tale valore χ ad almeno un mezzo di elaborazione atto a calcolare in modo indiretto un valore σ di tensione della fune 3 mediante una funzione σ = f(χ, k), dove k è il coefficiente elastico di tale mezzo elastico 6.

Vantaggiosamente, tale mezzo di elaborazione può cooperare operativamente con almeno un mezzo di controllo (non mostrato), quale per esempio un motore a corrente continua o altro mezzo, atto a ricevere dei segnali di comando da tale mezzo di elaborazione per regolare tale sistema di trazione e/o rilascio fissato al primo capo 3a di tale fune 3, per esempio al fine di stabilizzare il valore di tensione a cui è sottoposta la fune 3 stessa.

Preferibilmente, tale mezzo mobile tensionatore è costituito da almeno una leva tensionatrice 4 basculante intorno ad un proprio asse di rotazione 4c e tale mezzo misuratore è almeno un inclinometro atto a misurare almeno un valore χ dell’angolo della distanza angolare α compresa tra il un punto di riferimento ed una posizione angolare di tale leva tensionatrice 4 e ad inviare tale valore χ a tale mezzo di elaborazione atto a calcolare in modo indiretto il valore σ di tensione della fune 3 mediante la funzione σ = f(χ, k), dove k è il coefficiente elastico del mezzo elastico 6 e χ = α.

Preferibilmente, ciascuno di tali primo 5a, secondo 5b e terzo 5c mezzo di supporto è costituito da una rispettiva puleggia, o altro mezzo analogo, preferibilmente rotante intorno ad un proprio asse di rotazione 10a, 10b, 10c per favorire lo scorrimento di tale fune 3 in entrambi i versi di rotazione di tali mezzi 5a, 5b e 5c stessi.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione può inoltre comprendere almeno un mezzo frenante 8, comprendente preferibilmente una pluralità di elementi dentati di forma preferibilmente parallelepipedica disposti perpendicolarmente a tale fune 3, tale mezzo frenante 8 essendo atto a bloccare per contatto e/o attrito almeno tale tratto intermedio 3c di tale fune 3 sotto l’azione di compressione di tale terzo mezzo di supporto 5c contro tale mezzo frenante 8 stesso sotto l’azione di tale mezzo elastico 6.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione può inoltre comprendere almeno una struttura di supporto 5 di materiale, forma e dimensioni idonee al sostegno almeno di tale mezzo frenante 8 (preferibilmente integrato in tale struttura 5), di tali mezzi di supporto 5a, 5b e di tale mezzo mobile tensionatore.

Ovviamente, tale mezzo elastico 6 può essere, per esempio, una molla ad elica a torsione, o una molla a spirale a torsione o altro mezzo funzionalmente analogo: per esempio, tale mezzo elastico 6 può comprendere almeno un corpo centrale 6a, almeno un primo gambo 6c perpendicolare a tale corpo centrale 6a connesso fisicamente alla struttura di supporto 5 mediante almeno un foro 9 di dimensioni compatibili con tale primo gambo 6c, ed almeno un secondo gambo 6b collegato con tale mezzo mobile tensionatore, ed in particolare con tale leva tensionatrice 4.

Inoltre, preferibilmente, la leva tensionatrice 4 è dotata di almeno un primo incavo atto a favorire l’inserimento di almeno un perno di rotazione coassiale a tale asse di rotazione 4c e del corpo centrale 6a di tale mezzo elastico 6, e di almeno un secondo incavo atto a favorire l’inserimento del secondo gambo 6b di tale mezzo elastico 6 per la connessione di tale mezzo elastico 6 stesso con tale leva tensionatrice 4.

E’ di seguito descritto un funzionamento preferenziale ed esemplificativo di un dispositivo 1 secondo la presente invenzione:

- come mostrato nella FIG. 1, la fune 3 è sottoposta ad un valore massimo di tensione in conseguenza di almeno un carico fissato al secondo capo 3b della fune 3, tale fune 3 essendo in una fase tensiva massima che supera la forza elastica massima applicata dal mezzo elastico 6 sul tratto intermedio 3c della fune 3: in tale situazione, il mezzo mobile tensionatore, ed in particolare la leva tensionatrice 4, assume una posizione corrispondente ad un massimo valore di tensione della fune 3 e relativa ad un valore χ di distanza lineare o angolare (ed in particolare di angolo α) dal punto di riferimento che viene misurato dal mezzo misuratore ed inviato al mezzo di elaborazione che può calcolare indirettamente il corrispondente valore σ di tensione massimo a cui è sottoposta la fune 3 ed inviare eventualmente un corrispondente comando di controllo ai mezzi di controllo per regolare il sistema di trazione e/o rilascio collegato al primo capo 3a della fune 3, stabilizzando tale valore di tensione massima a cui è sottoposta la fune 3;

- come mostrato nella FIG. 2, la fune 3 è sottoposta ad un valore di tensione inferiore al valore di tensione massimo in conseguenza di una diminuzione del carico fissato al secondo capo 3b della fune 3, tale fune 3 essendo quindi in una fase tensiva inferiore a quella massima che può essere almeno superata dalla forza elastica massima dal mezzo elastico 6, determinando la flessione del tratto intermedio 3c tra il primo 5a ed il secondo 5b mezzo di supporto, inducendo uno spostamento del mezzo mobile tensionatore stesso verso il mezzo frenante 8, e mantenendo la fune 3 stessa in tensione: in tale situazione il mezzo mobile tensionatore, ed in particolare la leva tensionatrice 4, assume una posizione corrispondente ad un valore di tensione intermedia della fune 3 e relativa ad un corrispondente valore di distanza dal punto di riferimento che viene misurato dal mezzo misuratore ed inviato al mezzo di elaborazione che può calcolare indirettamente il corrispondente valore σ di tensione ed eventualmente, attraverso tali mezzi di controllo, regolare il sistema di trazione e/o rilascio collegato al primo capo 3a della fune 3 per evitare l’eventuale fenomeno dell’imbando di tale fune 3; - come mostrato nelle FIGG. 3 e 4, la fune 3 è sottoposta ad un valore di tensione quasi nullo in conseguenza di almeno una caduta del carico fissato al secondo capo 3b della fune 3, la forza elastica esercitata dal mezzo elastico 6 potendo quindi superare la forza tensiva del tratto intermedio 3c della fune 3 stessa: in tale situazione, il mezzo elastico 6 stesso porta il mezzo mobile tensionatore, ed in particolare il relativo mezzo di supporto 5c, a comprimere il tratto intermedio 3c della fune 3 contro il mezzo frenante 8, bloccando lo scorrimento della fune 3 stessa tra il primo 5a ed il secondo 5b mezzo di supporto, evitando il fenomeno dell’imbando della fune 3 e mantenendo eventualmente almeno il primo capo di tale fune 3 in una fase di tensione non nulla. In questo caso, il mezzo mobile tensionatore, ed in particolare la leva tensionatrice 4, assume una posizione corrispondente ad un valore di tensione nulla della fune 3 e relativa ad un corrispondente valore di distanza dal punto di riferimento che viene misurato dal mezzo misuratore ed inviato al mezzo di elaborazione che può calcolare indirettamente il corrispondente valore σ di tensione ed eventualmente, attraverso tali mezzi di controllo, provvedere ad arrestare il sistema di trazione e/o rilascio.

L’invenzione presenta i seguenti vantaggi:

- effettuare una misurazione precisa e in tempo reale dei valori di tensione a cui e sottoposta la fune;

- evitare il fenomeno dell’imbando con conseguente rilasciamento ed attorcigliamento della fune stessa;

- permettere una misurazione precisa anche di piccoli valori di tensione a cui è sottoposta la fune;

- permettere una misurazione precisa quando il carico a cui è sottoposto la fune diventa improvvisamente di entità tale da richiedere una rapida ed efficace misurazione della brusca variazione di tensione a cui sottoposta la fune.

Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell’invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) tensionatore e misuratore di tensione di almeno una fune (3) caratterizzato dal fatto di comprendere: - almeno un primo mezzo di supporto (5a) di un primo capo (3a) di detta fune (3); - almeno un secondo mezzo di supporto (5b) di un secondo capo (3b) di detta fune (3), detto secondo capo (3b) essendo collegato ad un carico utile; - almeno un mezzo mobile tensionatore dotato di almeno un terzo mezzo di supporto (5c) di un tratto intermedio (3c) di detta fune (3) interposto tra detto primo (5a) e detto secondo (5b) mezzo di supporto, detto tratto intermedio (3c) essendo compreso tra detto primo capo (5a) e detto secondo capo (3b) di detta fune (3), detto terzo mezzo di supporto (5c) di detto mezzo mobile tensionatore essendo portato in compressione di detto tratto intermedio (3c) di detta fune (3) mediante l’azione di almeno un mezzo elastico (6); - almeno un mezzo misuratore atto a misurare almeno un valore χ di una distanza lineare d o angolare α compresa tra un punto di riferimento ed una posizione di detto mezzo misuratore e ad inviare detto valore χ ad almeno un mezzo di elaborazione atto a calcolare in modo indiretto un valore σ di tensione di detta fune (3) mediante una funzione σ = f(χ, k), dove k è un coefficiente elastico di detto mezzo elastico (6).
2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto primo capo (3a) è collegato ad almeno un sistema di trazione e/o rilascio di detta fune (3) e detto mezzo di elaborazione coopera operativamente con almeno un mezzo di controllo atto a ricevere dei segnali di comando da detto mezzo di elaborazione per regolare detto sistema di trazione e/o rilascio fissato a detto primo capo (3a) di detta fune (3).
3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto mezzo mobile tensionatore è costituito da almeno una leva tensionatrice (4) basculante intorno ad un proprio asse di rotazione (4c) e detto mezzo misuratore è almeno un inclinometro atto a misurare almeno un detto valore χ di un angolo di detta distanza angolare α compresa tra detto punto di riferimento ed una posizione angolare di detta leva tensionatrice (4) e ad inviare detto valore χ a detto mezzo di elaborazione atto a calcolare in modo indiretto detto valore σ di tensione di detta fune (3) mediante detta funzione σ = f(χ, k), dove k è detto coefficiente elastico di detto mezzo elastico (6) e χ = α.
4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti primo (5a), secondo (5b) e terzo (5c) mezzo di supporto è costituito da una rispettiva puleggia rotante intorno ad un proprio asse di rotazione (10a, 10b, 10c).
5. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un mezzo frenante (8) atto a bloccare per contatto e/o attrito almeno detto tratto intermedio (3c) di detta fune (3) sotto l’azione di compressione di detto terzo mezzo di supporto (5c) contro detto mezzo frenante (8) stesso sotto l’azione di detto mezzo elastico (6).
6. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto mezzo frenante (8) comprende una pluralità di elementi dentati disposti perpendicolarmente a detta fune (3).