| REIVINDICACIONES 1. Sistema de propulsión multidireccional para buques con transformador mecánico hipocicloide de los que cuentan, para cada línea de propulsión, con un sistema motriz (100) del tipo transformador mecánico hipocicloide, un sistema de conexión multidireccional (200) y la parte sumergida (300), formada esta última por una propulsión tipo "cola de pez" que comprende dos ejes concéntricos (15, 16), a cada uno de los cuales se une una lira (17, 17') formada por un cuerpo (18) y unos brazos (19) que tienen instalados unas palas giratorias (21) con sus correspondientes ejes (22) y topes (20) y que serán las que se encarguen de crear la fuerza de empuje del buque; el movimiento de las liras (17, 17') es de tipo oscilante y gracias al sistema de conexión multidireccional (200), puede cambiarse la orientación de la fuerza de propulsión de las palas (21) esto es, la dirección y el sentido de la fuerza de propulsión aplicada al buque; el sistema de conexión multidireccional (200) que orienta la fuerza de propulsión de las palas (21) en cualquier dirección y sentido horizontales entre 0o y 360° mediante un embrague en cada eje concéntrico (15, 16) comprendiendo cada embrague dos discos (12, 13), donde el sistema de propulsión multidireccional está caracterizado porque el motor propulsor del buque hace girar el eje motriz (1) el cual está conectado a través de la cadena motriz (2) al sistema motriz (100) y esta cadena motriz (2) transmite los giros a través de su eje (7) a dos engranajes satélites (3) que ruedan por el interior de sus respectivas coronas directrices dentadas (6); siendo los dos engranajes satélites (3) solidarios de sus respectivos discos de bulón (8) y cada disco de bulón (8) lleva fijado sobre él un bulón (5) situados ambos bulo- nes (5) a 180° uno de otro; cada bulón (5) describe un recorrido de vaivén en línea recta de longitud constante e igual al diámetro primitivo de la corona dentada directriz (6); los bulones (5) se conectan a dos bielas elásticas (4) montadas en el mismo lado de la línea de propulsión y que transmiten su vaivén a los respectivos discos motrices (13) del sistema de conexión multidireccional (200); los discos motrices (13) mueven sus respectivos ejes concéntricos (15, 16) por medio de los discos deslizantes (12) realizando ambos ejes (15, 16) movimientos giratorio-oscilantes sincronizados y en sentidos opuestos (recorridos encontrados) y nunca revoluciones completas; los ejes concéntricos (15, 16) a través de una conexión elástica (36), mueven las liras (17, 17'). 2. Sistema de propulsión multidireccional según reivindicación 1 caracterizado porque el sistema motriz (100) puede ser girado todo él en su conjunto sobre su propio eje geométrico, variando de forma progresiva la amplitud del ángulo de barrido I V l l kU ¿ U · w w U w v 16 (β) de las liras (17, 17'), tanto si el sistema de propulsión está en marcha como si está parado. 3. Sistema de propulsión multidireccional para buques con transformador mecánico hipocicloide según reivindicación 1 caracterizado porque en el sistema de co- nexión multidireccional (200): - Cada uno de los dos pares de discos (13, 12) cuentan con una conexión entre si que permite transmitir, cuando los discos (12, 13) están juntos (embragados), los vaivenes de las bielas (4) a sus ejes correspondientes (15 y 16), para hacerlos roto-oscilar; - un mecanismo auxiliar (24) permite la desconexión simultánea de los dos ejes concéntricos (15, 16) del sistema motriz (100); - un mecanismo de sincronización (25) permite unir temporalmente ambos ejes concéntricos (15, 16), una vez han sido desconectados del sistema motriz (100) por la acción del mecanismo auxiliar (24), para poder girarlos de forma conjunta sobre su eje geométrico común; - un mecanismo de giro (26) permite el giro conjunto sobre su eje geométrico común de los ejes (15, 16), una vez están desconectados del sistema motriz (100) por la acción del mecanismo auxiliar (24) y sincronizados entre sí por la acción del mecanismo de sincronización (25). 4. Sistema de propulsión multidireccional para buques con transformador mecánico hipocicloide según reivindicación 3 caracterizado porque el mecanismo auxiliar (24) comprende dos barras (37), paralelas y opuestas diametralmente (una a cada lado de la multidireccion) y que pueden subir o bajar simultáneamente para mover los dos discos deslizantes (12), por medio de los cuatro rodamientos (27) alojados por parejas en las respectivas ranuras anulares practicadas en el cuerpo de ambos discos deslizantes (12) y con holgura suficiente para que no dificulten las roto- oscilaciones de estos discos (12) durante el funcionamiento de la línea de propulsión. 5. Sistema de propulsión multidireccional para buques con transformador mecánico hipocicloide según reivindicación 3 caracterizado porque el mecanismo de sin- cronización (25) comprende un disco sincronizador (28) que puede deslizarse, pero no girar, sobre el extremo superior del eje externo (15) y que va alojado en el cuerpo del disco deslizante superior (12) y en su cara superior lleva una corona con orificios; y un disco soporte (29), fijo sobre el eje interno (16), con ocho punzones (30), lastrados con muelles y desfasados angularmente entre si. 6. Sistema de propulsión multidireccional para buques con transformador mecánico hipocicloide según reivindicación 3 caracterizado porque el mecanismo de giro comprende un eje de giro (32) con la cabeza inferior estriada, fijo en altura y que puede ser girado sobre su eje geométrico por medio de un volante (38) fijado en el extremo superior de dicho eje (32) y un anillo con estriado interno (31) que cuando sube acompañando al disco deslizante superior (12) se inserta en el estriado del eje (32) creando así una conexión temporal entre los dos ejes (16, 32), que permite transmitir los giros del volante (38) a los dos ejes concéntricos (15, 16) sincronizados. |
Sector técnico de la invención
Esta invención se engloba dentro del campo de la construcción naval, más concretamente, dentro de los sistemas de propulsión y dirección de embarcaciones, en especial, buques a motor.
Antecedentes de la invención
Son conocidas y descritas en el documento ES 2319149 A1 del mismo solicitante, las claras ventajas que presenta el sistema de propulsión multidireccional sobre los actuales medios de propulsión y maniobra de buques. Concretamente, la invención descrita en el documento ES 2319149 A1 se caracteriza por perseguir dos objetivos principales como son: el aumento del rendimiento de propulsión y la mejora en la maniobrabilidad de los buques.
De forma general, para aumentar el rendimiento de la propulsión, en dicho documento se presenta un mecanismo formado por un sistema motriz tipo cigüeñal-biela que mueve un eje principal oscilante; solidario a dicho eje se encuentran, la lira (estructura que soporta las palas) y las palas. Cuando el eje (que se encuentra perpendicular a la superficie del agua en reposo) gira, arrastra las palas que son las encargadas de ejercer la fuerza de propulsión que mueve el buque.
En cuanto a la mejora de la maniobrabilidad del buque se describe un mecanismo de conexión multidireccional, que consta de un disco deslizante y otro motriz y un mecanismo auxiliar el cual se encarga de separar ambos discos, girar el eje en la dirección deseada y volver a juntar los dos discos. De esta manera se pueden orientar las palas en la dirección que se desee, desde 0 o hasta 360°.
Esta invención avanza sustancialmente en el desarrollo anterior, tanto en la forma de generar la fuerza de propulsión como en la orientación de esta con respecto al buque, gracias a la introducción de una serie de elementos esenciales que se describen más adelante.
Existen otros documentos como el US272949 (Augustus M. Freeman, 1883), en el cual se muestra un sistema de propulsión oscilante a base de un doble juego de aletas pivotantes montadas en "liras" que giran alternativamente, en movimiento oscilatorio o de vaivén, sobre un mismo eje vertical para producir la fuerza de empuje. Sin embargo, esta embarcación es un tipo de embarcación de propulsión manual que, por cuestiones constructivas, no tiene la posibilidad de adaptar ningún tipo de propulsión mecánica ni mecanismo de conexión multidireccional.
En cuanto al sistema de propulsión, sin tener ya la estructura de liras y palas de la invención, el documento US6193466 describe un sistema propulsor a base de unas palas que giran en direcciones opuestas solidariamente a sendos árboles verticales coaxiales movidos por una transmisión de engranajes. En este caso el movimiento que realizan los ejes no es alternante como el de la invención presentada, con un ángulo de barrido mínimo y uno máximo, si no que es circular (360°), de manera que no se puede regular la velocidad regulando la amplitud del ángulo de barrido de las palas. Además, en este documento el mecanismo de orientación del empuje o mecanismo de gobierno, es accionado mediante una caña de timón.
En cuanto al mecanismo de conexión multidireccional, en el documento US2573382 se representa un mecanismo de inversión de la marcha, es decir, cambia su orientación pero solo en dos posiciones 0 o o 180°. Este mecanismo tiene el inconveniente de que no permite maniobrar, por ejemplo, en un muelle.
El documento WO2005/047100 muestra una forma de variar la dirección de la embarcación pero utilizando un sistema distinto al de la invención y que no podría adaptarse al tipo de propulsión de nuestro buque, ya que en este caso lo que se varía es el ángulo de ataque de cada una de las palas, las cuales van montadas sobre una cadena sin fin.
El documento US975972 propone un conjunto de tres propulsores (uno central y dos laterales) que utiliza dos ejes concéntricos pero de rotaciones completas (no oscilantes) y propone un sistema motriz diferente al de la invención aquí reivindicada (no es hipocicloide) con una multidirección que no es aplicable a una línea de propulsión única.
El documento US4568290 propone el uso de dos ejes oscilantes, no concéntricos, para la propulsión. La multidirección no es tal al no poder asumir giros de 360° sobre el plano horizontal.
Así pues, en ninguno de los documentos localizados por el solicitante se divulga un sistema para buques a motor que cuente con un equipo de propulsión y al mismo tiempo de giro, que solvente de forma conjunta los problemas encontrados en los desarrollos hasta ahora conocidos y con una eficiencia comprobada mucho mayor que la de los sistemas existentes en la actualidad. Descripción de la invención
En la presente invención se cuenta, para cada línea de propulsión, con una parte sumergida en el agua, de forma similar a otras existentes en el estado de la técnica y que está formada por dos ejes concéntricos rotatorios y oscilantes en sentido opues- to uno de otro (recorridos encontrados). Estos ejes trasmiten un movimiento oscilante, del tipo "cola de pez", con un ángulo de barrido entre dos límites (límite superior y límite inferior) a dos liras, formadas cada una por un cuerpo de lira unido a unos brazos en los que se montan las palas, que serán las que generen la fuerza de propulsión para mover el buque. Esta transmisión de las oscilaciones de los ejes a sus liras correspondientes, se realiza a través de un medio elástico intercalado entre cada eje y su cuerpo de lira correspondiente, con el fin de dar elasticidad a la línea de propulsión y evitar así las vibraciones.
Para generar la fuerza de propulsión necesaria para mover el buque se cuenta con el motor de propulsión del buque el cual, a través de un sistema motriz del tipo trans- formador mecánico hipocícloide, transmite su movimiento a los ejes concéntricos.
Para entender el funcionamiento del sistema motriz conviene recordar que una hipo- cicloide es la curva que describe la trayectoria de un punto situado sobre una circunferencia generatriz que rueda, sin deslizar, por el interior de otra circunferencia directriz y que, cuando el diámetro de la circunferencia que rueda es la mitad del de la circunferencia directriz, la hipocícloide engendrada es una recta de la misma longitud que el diámetro de la circunferencia directriz.
Así pues, se ha diseñado el transformador mecánico hipocícloide de la invención, para que esas rectas que se generan se correspondan con los caminos recorridos por los bulones de dos bielas, que conectadas a sendos discos motrices muevan los dos ejes concéntricos y estos a su vez a las palas propulsoras.
El uso de dos ejes rotatorios y oscilantes (roto-oscilantes) concéntricos y de recorridos en sentidos opuestos en lugar de un eje roto-oscilante único, se justifica en la necesidad de anular las componentes laterales generadas por las palas cuando trabajan, cosa que sería imposible de lograr con un eje único.
El eje exterior es siempre tubular y el interior tubular o macizo. Su posición de trabajo es perpendicular a la superficie del agua en reposo, siendo admisible una cierta inclinación hacia popa sobre el plano longitudinal de simetría del buque o sobre dos planos paralelos a éste, si el buque lleva dos líneas de propulsión, tomando como vértice del ángulo de esta inclinación, el extremo inferior del eje interno correspondiente. El uso del transformador mecánico hipocicloide como sistema motriz permite variar de forma progresiva el valor del ángulo de barrido de las liras entre sus dos limites (límite superior para el ángulo de barrido mayor posible y límite inferior para el ángulo de barrido menor posible). Esta variación progresiva entre ambos límites se puede realizar tanto con la línea de propulsión funcionando, activa, como cuando está inactiva.
Es importante señalar que con la línea de propulsión en acción, las variaciones aplicadas al ángulo de barrido de las liras, conllevan respuestas distintas en la propulsión generada, que pueden ir progresivamente desde barridos de amplitud pequeña (límite inferior) a barridos de amplitud grande (límite superior).
Esta variación de la amplitud del ángulo de barrido de las liras es posible gracias a que el transformador hipocicloide (sistema motriz) tiene permitido el giro de todo él en su conjunto sobre su propio eje geométrico, lo cual permite cambiar la orientación del camino rectilíneo (hipocicloide) de vaivén descrito por los bulones de las bielas, siendo esta acción la que hace variar el citado ángulo de barrido de las liras.
Los detalles del sistema motriz se explican más concretamente en la realización preferente de la invención.
El sistema de propulsión incluye un sistema de conexión multidireccional que permite reorientar la fuerza de propulsión generada por las palas en cualquier dirección y sentido horizontales entre 0 o y 360°, de manera que la embarcación puede desplazarse, por ejemplo, lateralmente para atracar en un muelle.
Este sistema comprende dos embragues, uno sobre cada uno de los ejes de propulsión concéntricos, que permiten desconectar y conectar dichos ejes al sistema motriz, algo necesario para realizar el cambio de orientación de las palas (principio bási- co de la multidireccionalidad) ya que se requiere que el sistema motriz esté desconectado. Cada embrague consta de dos discos, uno motriz y otro deslizante.
Cada disco motriz está conectado al sistema motriz a través de una biela y es el que transmite el movimiento oscilatorio a las liras por medio de su eje correspondiente. El disco deslizante solo puede deslizarse sobre su eje correspondiente, para poder ser separado o unido al primero.
La unión entre sí de los dos discos de cada embrague para que realicen su función de transmitir los vaivenes de las bielas a los ejes concéntricos correspondientes, puede ser una unión mecánica simple, electromecánica o cualquier sistema equivalente. Para la conexión-desconexión simultánea de los discos deslizantes de los dos ejes se utiliza un mecanismo auxiliar que puede ser, en función del tipo de buque, electromecánico, hidráulico, etc.
Para que el giro de los ejes concéntricos durante los cambios de reorientación de las palas se haga de forma sincronizada una vez que están desconectados, se utiliza un dispositivo de sincronización de ambos ejes.
Las acciones del mecanismo auxiliar y las del dispositivo de sincronización son antagónicas: cuando se desconecta uno entra en acción el otro de manera automática y viceversa. Es decir, si el mecanismo auxiliar desconecta el sistema motriz de los ejes concéntricos, entonces el mecanismo de sincronización une ambos ejes para que su giro se realice conjuntamente.
Además, se conecta un mecanismo de giro al extremo superior del eje interno para poder girar los dos ejes sobre sí mismos, una vez están desconectados y sincronizados, hasta llegar a una nueva orientación de las palas propulsoras.
Estos ejes desconectados y sincronizados son girados por acción del mecanismo de giro hasta que llegan al nuevo rumbo elegido para el empuje de las palas, en cuyo momento, el mecanismo auxiliar invirtiendo su acción, volverá a conectar los discos deslizantes a los motrices correspondientes a la vez que de forma simultánea y automática se suprime la unión temporal de los dos ejes, creada por el dispositivo de sincronización. El mecanismo de giro puede adoptar varias formas, ninguna de ellas preceptiva, dependiendo del tipo y tamaño del buque.
Son muchas las ventajas que se obtienen con este nuevo sistema de propulsión y giro de buques como son, entre otras:
1. Multidireccionalidad real de 360° durante la marcha del buque: acciones de di- rección, desplazamiento y maniobras del buque (rumbo, marcha avante, marcha atrás, atraque, etc.,) disponibles en cualquier dirección y sentido horizontales.
2. Compensación de los esfuerzos laterales generados por las palas durante su trabajo de propulsión evitando las vibraciones, gracias al doble eje con giros opuestos y sincronizados (recorridos encontrados).
3. Posibilidad de variar la amplitud del ángulo de barrido de las palas durante la marcha del buque, para aumentar la velocidad de barrido de las palas o disminuirla y todo ello manteniendo fijo el número de revoluciones del sistema motriz. 4. Eliminación del uso de las clásicas bocinas y sus correspondientes empaquetaduras, propias de los ejes horizontales cuando se usan hélices convencionales, ya que el paso de los ejes concéntricos a través del casco se realiza por encima del nivel del mar.
Todo esto se traduce en una importantísima mejora del rendimiento y la eficiencia con respecto a todo lo existente en el estado de la técnica, lo que implica menores costes y resultados mucho mejores.
Descripción de los dibujos
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña un juego de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: Figura 1 : Esquema general de la invención
Figura 2: Esquema en planta del transformador mecánico hipocicloide y su relación con los discos motrices
Figura 3: Esquema en planta de la variación del ángulo de barrido (beta) de las palas, entre os límites superior (A) e inferior (B)
Figura 4: Detalle de la sección AB de la Figura 2
Figura 5: Detalle de la sección CD de la Figura 2
Figura 6: Esquema en planta de la línea de propulsión completa
Figura 7: Detalles de la conexión multidireccional conectada (A) y desconectada (B). Figura 8: Esquema en perspectiva de la conexión multidireccional, desconectada (A, ejes sincronizados) y conectada (B).
Como las referencias son numerosas, para una mayor claridad a continuación se ofrece un listado de todas ellas:
1. Eje motriz. Recibe las rotaciones del motor propulsor del buque
2. Cadena motriz. Engranajes, cadena-ruedas dentadas, etc.
3. Engranajes satélites (circunferencias que ruedan)
4. Bielas
5. Bulones giratorios de las bielas
6. Corona dentada directriz (circunferencia directriz)
7. Eje principal
8. Discos de bulón (solidarios de los engranajes satélites respectivos)
9. Rodamientos del eje principal
10. Cuerpo del transformador mecánico hipocicloide (dos mitades acopladas)
11. Rodamientos de los engranajes satélites
12. Disco deslizante 13. Disco motriz
14. Soporte para la conexión mecánica entre el transformador mecánico hipocicloide y resto del sistema de propulsión multidireccional
15. Eje externo
16. Eje interno
17. Lira superior
17'. Lira inferior
18. Cuerpos de las liras
19. Brazos de las liras
19'. Brazos intermedios (opcionales)
20. Topes de las palas
21. Palas
22. Ejes de las palas
23. Encastres macho-hembra
24. Mecanismo Auxiliar para separar-juntar los dos discos deslizantes
25. Dispositivo de Sincronización de los ejes concéntricos
26. Mecanismo de Giro para girar los dos ejes juntos, durante la reorientación de la fuerza de propulsión
27. Rodamientos de mecanismo auxiliar
28. Disco sincronizador
29. Disco soporte del sincronizador
30. Punzones del sincronizador
31. Anillo del mecanismo de giro
32. Eje del mecanismo de giro
33. Pasacascos para los dos ejes concéntricos
34. Rodamientos-soporte del eje externo
35. Retenes del pasacascos
36. Conexión elástica de las liras
37. Barras separadoras de los discos deslizantes (12)
38. Volante del mecanismo de giro
100. Sistema motriz
200. Sistema de conexión multidireccional (sistema de orientación de la propulsión del buque)
300. Parte de la linea de propulsión que queda sumergida Realización preferente de la invención
Para lograr una mayor comprensión de la invención se van a describir de manera precisa todos los elementos que comprende el sistema de propulsión multidireccional con transformador mecánico hipocicloide para buques, así como su funcionamiento. En la figura 1 se muestra un esquema general para una línea de propulsión, del conjunto completo de la invención. El sistema motriz, de tipo transformador mecánico hipocicloide (100), el sistema de conexión multidireccional o sistema de orientación de la fuerza de propulsión del buque (200) y la parte de la línea de propulsión que queda sumergida en el agua (300).
La parte de la línea de propulsión que queda sumergida en el agua, aunque con ciertas variantes, es similar a las existentes en el estado de la técnica. Comprende dos ejes concéntricos oscilo-rotatorios (15, 16), dos liras (17, 17') formadas cada una de ellas por un cuerpo (18) al que se unen los brazos principales de las liras (19), con la opción de introducir entre estos brazos principales (19) unos brazos intermedios (19'), los ejes de las palas (22), dos o más topes en cada pala (20) y las palas (21 ). Los dos ejes concéntricos y oscilo-rotatorios (15, 16) le transmitirán un movimiento oscilante a sus liras (17, 17') correspondientes, originando un movimiento del tipo "cola de pez" y lo harán a través de un medio elástico (36) intercalado entre el cuerpo de cada lira (18) y la fijación a su eje correspondiente, todo ello con el fin de dotar de elasticidad a la línea de propulsión y así evitar vibraciones.
Una de las diferencias que la invención reivindicada tiene respecto a las otras patentes del estado de la técnica, es que en el caso que nos ocupa los dos ejes concéntricos (15, 16) nunca realizan revoluciones completas sobre su eje geométrico común. Rotan sobre dicho eje geométrico en sentidos opuestos (recorridos encontrados) una fracción de vuelta (ángulo de barrido) y regresan a su posición inicial para completar una oscilación. La magnitud de este ángulo de barrido (β, figura 3) puede ser variada de forma progresiva entre dos límites (límite superior, figura 3A y límite inferior figura 3B, donde el ángulo de barrido (β) es de 0 o ), incluso mientras la línea de propulsión está trabajando y todo ello sin necesidad de variar el número de revoluciones del sistema motriz (100).
Estas variaciones en el ángulo de barrido (β) de los ejes (15, 16) por supuesto las reciben, a través de las liras (17, 17'), sus palas (21 ) correspondientes y ello repercute en el tipo de respuesta al avance del buque. El hecho de que el transformador mecánico hipocicloide (sistema motriz 100) puede ser girado todo él sobre su eje geométrico, permite variar la orientación del recorrido hipocicloide de los bulones (5) (figura 3, línea recta H), variando así la magnitud del ángulo de la hipocicloide (a), que está relacionada directamente con el valor del ángulo de barrido (β), desde los 0 o del límite inferior (Fig. 3 B) hasta el límite superior (Fig. 3 A).
En la figura 2 (para mayor claridad solo se dibuja uno de los dos discos motrices, el superior, y su biela correspondiente) se muestra un esquema en planta del transformador mecánico hipocicloide (100) y su relación con los discos motrices (13), a través de sus bielas (4) y se marcan dos secciones que aparecen detalladas en las figuras 4 y 5 y que nos van a permitir describir el transformador mecánico hipocicloide.
Como se observa en las figuras 4 y 5, el cuerpo del transformador mecánico hipocicloide (100) se compone de dos mitades acopladas (10).
El sistema motriz del tipo transformador mecánico hipocicloide (100) es un mecanismo pensado para transformar las rotaciones de un eje motriz (1 ) a través de una cadena motriz (2), en dos movimientos hipocicloides rectilíneos de longitud y recorridos bien definidos y en particular para su aplicación a la obtención de los dos movimientos roto-oscilatorios de los dos ejes concéntricos (15, 16) de la línea de propulsión. El sistema motriz del tipo transformador mecánico hipocicloide (100), según se ve en las figuras 1 , 4 y 5, está formado por un eje motriz (1 ) que recibe las rotaciones del motor propulsor del buque y que se une a una cadena motriz (2) de tipo opcional (correa, engranajes, cadena...) son transmitidas por medio del eje principal (7) a dos engranajes satélites (3), para que estos rueden dentro de sus respectivas coronas dentadas (6) y generen así los indicados movimientos rectilíneos aplicables a los dos ejes (15, 16).
Esos engranajes satélites (3) giran solidarios a los discos de bulón (8).
Los discos de bulón (8) tienen instalados un bulón cada uno (5). Con los bulones (5) montados a 180° uno del otro (Fig. 6) y las bielas (4) trabajando en el mismo lado de la línea de propulsión, logramos que la magnitud de los giros (oscilaciones) de los ejes concéntricos (15, 16) sean exactamente iguales y de sentidos opuestos (recorridos encontrados).
Los discos (8) sirven de enlace mecánico de los bulones (5) con sus engranajes satélites (3) correspondientes. Los bulones (5), al describir su movimiento rectilíneo (hipocicloide) mueven las bielas (4) que transmiten su movimiento de vaivén a los discos motrices (13) y estos a sus ejes concéntricos (15, 16) correspondientes.
Las bielas (4) están construidas de forma que son elásticas, lo suficiente como para absorber, durante el funcionamiento de la línea de propulsión, los esfuerzos bruscos generados al pasar estas por sus puntos muertos.
Volviendo a la figura 2, se observa que la longitud del recorrido de cada uno de los bulones (5) y en consecuencia de las bielas (4), es igual a la longitud del diámetro primitivo de la corona dentada directriz (6). Esto se debe a que, como se dijo ante- riormente, en una hipocicloide, cuando el diámetro de la circunferencia que rueda (diámetro primitivo del engranaje satélite (3)) es la mitad del de la circunferencia directriz (diámetro primitivo de la corona dentada (6)), la hipocicloide engendrada es una recta de la misma longitud que el diámetro primitivo de la circunferencia directriz (6).
Así, las bielas (4) generan un movimiento giratorio de vaivén en cada disco motriz (13). Cada uno de los dos ejes concéntricos (15, 16) tiene asociado uno de los dos discos motrices (13) que le transmiten el movimiento recibido de las bielas (4) de manera que ambos ejes (15, 16) giran y oscilan sincronizados y en sentidos opuestos (recorridos encontrados), tal y como se buscaba para que se anulen entre sí los esfuerzos laterales de las palas (21) cuando trabajan.
Tanto el eje principal (7) como los engranajes satélites (3) cuentan con los respectivos rodamientos (9, 11) que permiten su correcto funcionamiento.
Una vez finalizada la explicación del sistema motriz de tipo hipocicloide (100) cabe destacar que la finalidad más importante de este mecanismo, es el hecho de que transforma el movimiento rotatorio del eje principal (7) en dos movimientos rectilíneos mediante recorridos hipocicloides y su transmisión mediante las dos bielas (4) a sus ejes respectivos (15, 16), de manera que estos giro-oscilen completamente sincronizados pero en sentidos opuestos (recorridos encontrados).
El efecto técnico adicional que se consigue por el hecho de utilizar una hipocicloide en lugar de cualquier otro método, es poder cambiar con el buque en marcha, la amplitud del ángulo de barrido (β) de las palas propulsoras (figura 3, A y B).
La conexión mecánica entre el transformador mecánico hipocicloide (100) y el sistema de conexión multidireccional (200) se realiza a través de un soporte especial (14), que permite dos cosas básicas: 1. Mantener una conexión mecánica sólida entre el transformador mecánico hipoci- cloide (100) y el resto de la línea de propulsión.
2. Permitir el giro de todo el transformador mecánico hipocicloide (100) sobre su propio eje geométrico.
Con ese giro del transformador se puede variar (como ya se explicó anteriormente) la magnitud del ángulo de barrido (β) de las liras (17, 17'), por la variación de la orientación del recorrido rectilíneo de los bulones (5) (variación del ángulo de la hipocicloide, a). Este cambio del ángulo de barrido (β) es factible tanto si la línea de propulsión está trabajando, como si está parada.
En cuanto al sistema de conexión multidireccional (200) para cambiar la orientación de la propulsión de la embarcación que se muestra en la figura 7, comprende:
• Dos embragues, uno sobre cada eje (15, 16), que permiten desconectar ambos ejes (15, 16) del sistema motriz (100). Cada embrague consta de dos discos, el motriz (13) y el deslizante (12). Ambos discos motrices (13) pueden girar libremente sobre el eje externo (15) y están conectados al sistema motriz (100) por medio de sus bielas (4) correspondientes. Los discos deslizantes (12) sólo pueden deslizarse sobre su eje correspondiente, para poder ser separados (desembragados) de sus discos motrices (13). En una realización preferente, ambos discos (12, 13) llevan, en sus caras de contacto, encastres macho-hembra (23), que permiten transmitir, cuan- do los discos (12, 13) están juntos, los vaivenes de las bielas (4) a sus ejes correspondientes (15 y 16), para hacerlos oscilar.
• Un mecanismo auxiliar (24) para mover de forma simultánea, los discos deslizantes (12) de los dos embragues. Este mecanismo auxiliar (24), mueve simultáneamente los dos discos deslizantes (12) para separarlos (desconexión) o juntarlos (conexión), a sus discos motrices (13). El mecanismo puede ser accionado, en función del tipo de buque, de varias formas (mecánico, electromecánico, hidráulico, etc.). De las diversas formas constructivas que puede adoptar el mecanismo auxiliar, en la realización preferente se utilizan dos barras (37) (figuras 1 , 7, por motivos de claridad sólo se representa una), paralelas y opuestas diametralmente (una a cada lado de la multidirección) y que pueden subirse o bajarse simultáneamente para mover los dos discos deslizantes (12), por medio de los cuatro rodamientos (27) alojados por parejas en las respectivas ranuras anulares practicadas en el cuerpo de ambos discos deslizantes (12) y con holgura suficiente para que no dificulten las roto- oscilaciones de estos discos (12) durante el funcionamiento de la línea de propulsión. • Un mecanismo de sincronización (25) de los dos ejes (15, 16) para poder girarlos juntos (sincronizados) cuando ya están desconectados del sistema motriz (100), durante los cambios de orientación de la fuerza de propulsión. Durante la separación simultánea de los dos discos deslizantes (12) el desplazamiento del disco deslizante superior (12) (el del eje interno, (16)), provoca que entre en acción de forma automática el dispositivo de sincronización (25) de los dos ejes (15, 16), creándose así la unión temporal entre sí de ambos ejes (15, 16) ya desconectados, lo cual permite girarlos juntos sobre sí mismos sin que modifiquen su relación radial (sincronizados).
El dispositivo de sincronización (25) está proyectado para realizar su función sea cual sea la aleatoria posición angular relativa en que van a quedar parados los ejes (15, 16) al realizar su última oscilación, tras parar las rotaciones del eje motriz (1).
De las diversas formas constructivas que puede adoptar el dispositivo de sincronización, para la realización preferente se utiliza:
- Un disco sincronizador (28) que puede deslizarse, pero no girar, sobre el extremo superior del eje externo (15) y que va alojado en el cuerpo del disco deslizante superior ( 2) y en su cara superior lleva una corona con orificios. - Un disco soporte (29), fijo sobre el eje interno (16), con ocho punzones (30), lastrados con muelles y desfasados angularmente entre si, de forma que al menos uno de ellos se encaje en uno de los orificios del disco (28) cuando este suba junto con el disco deslizante superior (12), durante la operación de desconexión de los ejes (15, 16) para que se forme la unión temporal de ambos (sincronización).
• Un mecanismo de giro (26), que entra en conexión de forma simultánea a cuando lo hace el dispositivo de sincronización (25), conectado al extremo superior de dicho eje interno (16), para poder girar los dos ejes (15, 16) juntos, una vez están desconectados y sincronizados, hasta la nueva orientación de las liras (17, 17'). Estos ejes (15, 16) sincronizados pueden ser girados por acción del mecanismo de giro (26) hasta que las liras (17, 17') lleguen al nuevo rumbo elegido para el empuje de las palas (21), en cuyo momento el mecanismo auxiliar (24) invirtiendo su acción volverá a conectar los dos discos deslizantes (12) a los motrices (13) correspondientes, a la vez que de forma simultánea y automática, se suprime la unión temporal de los dos ejes (15, 16), creada anteriormente por el dispositivo de sincronización (25). El mecanismo de giro (26) puede adoptar varias formas, ninguna de ellas preceptiva y dependerá del tipo y tamaño del buque. Su accionamiento normalmente será manual.
De las diversas formas constructivas que puede adoptar el mecanismo de giro, en la actual realización preferente se optó por el uso de:
- Un eje de giro (32) con la cabeza inferior estriada, fijo en altura y que puede ser girado sobre su eje geométrico por medio de un volante (38, fig.1) fijado en el extremo superior de dicho eje (32).
- Un anillo con estriado interno (31) que cuando sube acompañando al disco deslizante superior (12) se inserta en el estriado del eje (32) creando así una conexión temporal entre los dos ejes (16, 32), que permite transmitir los giros del volante (38) a los dos ejes concéntricos (15, 16) recientemente sincronizados.
A continuación y en base a las figuras 7 y 8, se va a explicar que ocurre tras parar las rotaciones del eje motriz (1 ) como paso previo a la realización de cualquier cambio de orientación de las liras (17, 17') con el objeto de variar la dirección y sentido de la fuerza de propulsión (multidireccionalidad).
En la figura 7 A aparece la línea de propulsión conectada. Con los embragues cerrados, se transmite el movimiento del sistema motriz (100) a las palas (21), creando propulsión.
En la figura 7 B aparece la línea de propulsión desconectada. Esta desconexión es el paso previo y necesario para girar los dos ejes sincronizados (15, 16) hasta un nuevo rumbo de las palas (21).
Como se detalla en la figura 8B, esta conexión o desconexión se realiza del siguiente modo: por acción del mecanismo auxiliar (24) los dos discos deslizantes (12) se se- paran simultáneamente de sus respectivos discos motrices (13) (los que reciben los vaivenes de las bielas (4)), con lo cual los encastres macho-hembra (23) dejan de estar ensamblados (en esta realización preferente se ha utilizado este tipo de conexión mecánica macho-hembra para crear la unión de los dos discos (12, 13) de cada embrague, pero podría ser cualquier otro tipo de conexión equivalente, por ejemplo, embragues electromagnéticos). Esto libera los dos ejes concéntricos (15, 16) para que puedan ser girados juntos sobre su eje geométrico común, con el objeto de buscar nuevas orientaciones de las liras (17, 17') y por tanto, de la fuerza de propulsión.
Pero estos giros deben hacerse de forma sincronizada para evitar desfases angula- res entre los dos ejes. De ello se encarga el dispositivo de sincronización (25) que entra en acción de forma automática. Al desplazar el disco deslizante superior (12) se conecta el dispositivo de sincronización (25), estableciéndose así la unión temporal de los dos ejes (15, 16), que permite girarlos al unísono (sincronizados).
Estos giros se realizan por acción del mecanismo de giro (26) que girará los ejes (15, 16) sincronizados a la nueva posición de trabajo que se elija para las palas (21).
Una vez girados los ejes (15, 16) hasta la posición deseada (Figura 8A), se invierte el sentido de acción del mecanismo auxiliar (24), con lo cual se desconectan automáticamente los mecanismos de giro (26) y de sincronización (25) entre los ejes (15, 16) a la vez que se vuelven a juntar los encastres macho-hembra (23). Esto permite hacer girar el eje motriz (1) de nuevo para que las palas (21) generen propulsión en esta nueva orientación.
Next Patent: COMBINED MICROWAVE AND HOT-AIR DEVICE FOR DRYING CONSTRUCTION MATERIALS