ITTO20090497A1 - FLUID DYNAMIC DRIVE MOTOR - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:

“MOTORE AD AZIONAMENTO FLUIDODINAMICO” "FLUID DYNAMIC DRIVE MOTOR"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un motore ad azionamento fluidodinamico. The present invention relates to a fluid-dynamic drive motor.

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. The task of the present invention is to create an engine capable of transforming kinetic energy supplied by a moving fluid, in particular of a gaseous current, into mechanical work.

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. As part of this task, an aim of the present invention is the realization of an engine capable of being used not only as a propeller, but also with actuator functions in operating machines and tools.

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. This task and this purpose are achieved with a fluid-dynamic drive motor characterized in that it comprises a box-like body defining a cavity having an axis of rotation symmetry, said cavity being defined by a peripheral wall consisting of a portion of a sphere concentric with said axis of symmetry and by two conical surfaces having coaxial axes to said axis of symmetry and the ends converging towards each other, a transmission member is rotatably supported in said box-like body according to said axis of symmetry, a circular plate rotatably connected to said transmission member pivoting supported in said cavity so as to divide said cavity into two chambers connected with the delivery and return of an actuation fluid conveyed into said chambers through an inlet and an outlet opening of said box-like body, said plate being pivoting so that its opposite faces are in contact with the strip ento on said conical surfaces according to radial lines of tangency.

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: Further features of the invention will become clearer from the following description of an embodiment illustrated purely by way of non-limiting example, in the accompanying drawings in which:

- 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, - figure 1 is a perspective view of the engine, - figure 2 is a perspective view after removing the peripheral part of the box-shaped body,

- la figura 3 è una vista laterale del motore illustrato in figura 2, Figure 3 is a side view of the engine illustrated in Figure 2,

- la figura 4 è una vista in sezione secondo il piano IV-IV di figura 1, e - figure 4 is a section view according to the plane IV-IV of figure 1, and

- la figura 5 è una vista in sezione secondo il piano V-V di figura 1. - figure 5 is a section view according to the V-V plane of figure 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. In the figures, the fluid-dynamic drive motor is indicated as a whole with 1. It is composed of a box-like body 2 with a prismatic shape with a square plan made by assembling a casing 3 between two plates 4, 5. Of course the box-like body can be of any shape and structure, for example cylindrical, and be equipped with attachments for its assembly or coupling to other members.

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. The casing 3 and the plates 4, 5 enclose a cavity 6 defined by a perimeter surface 7 in the shape of a spherical sector and by two conical surfaces 8, 9 defined by respective conical projections 10, 11 which project from the plates 4, 5 the against each other. The axes of the conical projections 10, 11 are coaxial with each other and with the perimeter surface 7 so that the cavity 6 has a symmetry of rotation along an axis 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. The upper plate 5 has a housing 12 coaxial to the axis A in which, by means of a bearing 13, a transmission member 14 equipped with a pin 15 which constitutes the output shaft of the motor 1 is rotatably supported. 14 is accessible from the cavity 6 through an opening 16 obtained at the end of the projection 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. In the opposite ends of the conical protrusion 10 and of the end of the organ 14 opposite it, respective wedges 17, 17a in the shape of a spherical cap are obtained which are integrated with each other to form a seat to rotatably accommodate a spherical element 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. A circular plate 19 is integrally joined to the spherical element 18 which, with the peripheral edge, is in sliding contact on the spherical surface 7. The opposite faces of the plate are also in sliding contact with one another with the conical surface 8 of the projection. 10 and the other with the conical surface 9 of the upper projection 11. The sliding contact is limited to two radial lines with respect to the axis A. From the geometries of the conical surfaces 8, 9, of the spherical surface 7 and of the opposite faces of the plate 19 results that the cavity 6 is divided into two chambers 20, 21 which communicate with the outside through two respective rectangular lateral openings 22, 23. In particular, the openings are connected with the delivery and respectively the return of a gaseous fluid and each is divided by the plate 19 into two overlapping inlet ports through which the gaseous fluid can simultaneously enter both chambers 20, 21 and exit from them. .

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. The plate 19 is rotatably coupled to the transmission member 11 by means of a pin 24 inserted diametrically in the element 18 and perpendicular to the plate 19. The pin 24 is fixed in its housing hole by means of a screw 25 which tightens it against a shoulder of the hole itself.

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. The end of the pin 24, opposite the screw 25, is inserted in a seat 26 which intersects obliquely the axis A of the transmission member 11. The pin 24 is rotatably carried in the seat 26 by means of a roller bearing 27 and on its end rests a small ball 28 on which a spring 29 acts which rests on a cap 30 screwed to close the seat 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. The spring 29, acting on the pin 24, keeps the element 18 pressed against the surface of the wedge 16 in order to reduce the joint play of the plate.

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. The motor described is completed by a partition consisting of a wall 31 which separates the two walls 22, 23 from each other and extends inside the cavity 6 up to the axis A to which it is coplanar. The wall 31 is inserted with play in a radial slot 32 of the plate 19 which is therefore unable to rotate around the axis A. However, the slot 32 is dimensioned in such a way as to allow the plate 19 to oscillate moving in sliding contact along the dividing wall 31 and to vary the angle that the plate encloses with the wall.

Il funzionamento del motore descritto risulterà maggiormente chiaro ed evidente dalla descrizione che segue. The operation of the described engine will be more clear and evident from the following description.

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. By connecting an inlet opening 22 with the delivery of a pressurized fluid, for example compressed air, the inlet fluid flow is divided by the plate 19 into two streams which invade the superimposed chambers 20 and 21 and then flow out of the opening 23 after having traveled a path around the axis A. During this path the fluid pressure acts on the plate 19 in the sense that the current which has invaded the lower chamber 20 urges the plate 19 upwards, i.e. towards the upper plate 5, while the current which has invaded the upper chamber 21 acts on the plate 19 exerting a downward thrust on this.

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. Since the areas of maximum thrust on the plate are angularly offset around the axis A, the plate 19 is subjected to a tilting movement which involves a precession movement of the pin 24 following which the pin 24 describes a conical surface having a coaxial axis to axis A and vertex coinciding with sphere 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. It should be noted that during the tilting the plate is prevented from rotating around the axis A by the dividing wall 31 along which it can slide thanks to the slot 32. It should also be noted that the opposite faces of the plate remain in contact with the respective surfaces, 8, 9 of the projections 10, 11 along radial tangency lines, while the edge of the plate slides on the spherical surface 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. Ultimately, the tilting of the plate is accompanied by the expansion in rotation around the A axis of the chambers 20, 21 and therefore of the areas of the plate on which the maximum thrust exerted by the dynamic pressure of the fluid acts. In this way, the pin 24, due to its precession movement, can rotate the transmission member 14 and make available on the output shaft 15 a driving torque for the operation of a pump or other machine or to be able to use the motor described as an actuator.

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. As can be recognized, the described engine perfectly achieves the intended purposes. In particular, the motor offers the advantage of having a reversible operation and of presenting a simple and compact structure.

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. In the practical implementation of the invention, numerous modifications and variations are possible, all falling within the scope of the inventive concept. Thus, for example, the pin 24 can be rotatably supported in the spherical element 18 and integral with the transmission member 11. Furthermore, the thickness of the wall 31 can be differentiated so as to allow the edge of the slot 32 to remain in contact with it. during the tilting movement of the plate.

Le forme e le dimensioni del trovato possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze. The shapes and dimensions of the invention can be any according to requirements.

Claims (7)

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. CLAIMS 1. Fluid-dynamic drive motor characterized in that it comprises a box-shaped body defining a cavity having an axis of rotation symmetry, said cavity being defined by a peripheral wall consisting of a portion of a sphere concentric to said axis of symmetry and by two conical surfaces having axes coaxial to said axis of symmetry and the ends converging towards each other, a transmission member rotatably supported in said box-like body according to said axis of symmetry, a circular plate rotatably connected to said transmission member and supported pivoting in said cavity so as to divide said cavity into two chambers connected with the delivery and return of an actuation fluid conveyed into said chambers through an inlet and an outlet opening of said box-like body, said plate being pivoting so that the its opposite faces are in sliding contact on said conical surfaces along lines r of tangency. 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. 2. Fluid-dynamic drive motor according to claim 1, characterized in that said plate has a radial slot in which a dividing element engages, arranged between said inlet and outlet openings for the actuation fluid and extending radially into said chamber. 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. 3. Fluid-dynamic drive motor according to one of claims 1-2, characterized in that said circular plate is rotatably coupled to said transmission member by means of a pin integral perpendicular to said plate and having an axis intersecting the axis of rotation of the latter, said pin being engaged in said transmission member according to an angle such that the opposite faces of said plate are tangent to said conical surfaces. 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. 4. Fluid-dynamic drive motor according to claim 3, characterized by the fact that said pin engages rotatably in a seat of said transmission member through an opening of a respective conical surface. 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. 5. Fluid-dynamic drive motor according to claim 4, characterized by the fact that at the end of said conical surfaces that face through said opening there are seats for rotating support means of said plate. 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. 6. Fluid-dynamic drive motor according to claim 5, characterized in that said seats consist of hemispherical wedges in which a spherical element integral centrally to said plate is supported. 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.7. Fluid-dynamic drive motor according to claim 4, characterized by the fact that a spring acting on said pin with the interposition of a ball is housed in said seat of said pin.