BOCINA AUTO-ALINEABLE PARA LA SALIDA DEL EJE PORTAHELICE DE BUQUES.

Bocina para la salida del eje porta hélice de buques, que comprende una carcasa tubular cilíndrica dentro de la que va fijado un cojinete tubular,

a través del que pasa el eje portahélice. La carcasa citada está compuesta por dos cuerpos tubulares coaxiales independientes, uno interno (7) y otro externo (8), los cuales presentan superficies de apoyo de sección coincidente y con curvatura longitudinal esférica de radio aproximadamente igual. El cuerpo tubular interno (7) es portador del cojinete (2). El cuerpo tubular externo (8) está constituido por dos mitd4s (9) y (10) unidas por medios de fijación desmontables

Bocina auto-alineable para la salida del eje portahélice de buques.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una bocina autoalineable para la salida del eje portahélice de buques, que está compuesta por una carcasa cilíndrica, dentro de la que va fijado un cojinete tubular, a través del que pasa el eje portahélice.

La bocina es un componente importante dentro de la estructura y construcción del buque, por lo que su diseño y estudio se encuadra dentro del sector de la construcción naval y, dentro de ella, se integra entre los componentes del equipo propulsor.

Antecedentes de la invención

Básicamente, la bocina consiste en el orificio cilíndrico en la popa del casco o estructura del buque, que permite la salida hacia el mar del eje portahélice.

Además de permitir la salida del eje propulsor, la bocina debe incorporar aquellos elementos que permitan soportar el giro del eje, manteniendo la correspondiente y necesaria capacidad de "cojinete".

Dada que esta capacidad de cojinete precisa del suministro continuo del correspondiente fluido lubricante, mientras que obligatoriamente y de forma simultánea debe trabajar sumergida, la bocina debe incorporar externa e internamente además, los elementos obturadores necesarios para impedir, por una parte la entrada de agua de mar al elemento cojinete, y subsiguientemente al interior del buque, y por otra, impedir que el líquido lubricante se evacúe al exterior por el propio juego del cojinete.

Tradicionalmente, y en la actualidad esta forma constructiva se mantiene, la bocina está formada básicamente, y prescindiendo de los elementos de obturación mencionados, de una carcasa cilíndrica rígida de acero en forma de linterna o casquillo de gran dimensión, en cuyo interior va soldado o fundido y torneado después, el metal componente del cojinete.

Todo el conjunto va montado a presión y con alto grado de ajuste, en un orificio cilíndrico, torneado en el cuerpo del codaste, como continuación de la línea del eje propulsor, desde la chumacera de empuje, y desde el propio equipo propulsor.

El material de la superficie de cojinete está formado por "metal blanco", compuesto en su casi totalidad de plomo y estaño.

En la actualidad este material se sustituye en algunas ocasiones, por productos termoplástico, como el "Vesconite" u otros.

El empuje del buque, es decir su fuerza desplazante, lo ejerce la hélice sobre la masa de agua que la rodea. Durante su trabajo, la hélice del buque está sometida, en base primeramente a la diferente columna hidrostática que la rodea, y segundo y principalmente por las inmensas masas de agua que de forma aleatoria, y que con unas intensidades y fuerzas variables sobre ella inciden, a unas presiones de empuje muy diferentes sobre sus palas.

Estas diferencias de fuerza sobre las palas, y en las que las de la parte inferior siempre están más sometidas, hace, que el par flector correspondiente se transmita al eje portahélice.

El eje portahélice aunque está dimensionado para soportar estas diferencias de par flector, como elemento elástico que es, se deforma adquiriendo una flecha variable, en función del empuje aleatorio de las masas de agua sobre la hélice.

Estas deformaciones son mucho más acusadas en ejes apoyados en arbotantes, y precisamente en el cojinete de éstos, ya que en estos casos la distancia entre el apoyo del arbotante y el primer cojinete de bocina del interior del casco puede superar los diez metros, y la deformación que propicia en los ejes es mayor.

Cuando el eje es sometido a un par flector suficiente, la deformación del eje obliga a éste a apoyar su giro, exclusivamente en puntos diametralmente opuestos de los bordes extremos, anterior y posterior, del cojinete.

En esta situación, todo el trabajo de fricción del eje sobre el cojinete, está siendo concentrado en dos superficies mínimas comparativamente con toda la superficie longitudinal del cojinete.

En este punto, se generan, en toda la zona del cojinete unas vibraciones que pueden llegar en casos a ser peligrosas.

Por otra parte, el material de que ésta construido el cojinete tiene unas condiciones físicas, dada su constitución, para trabajar con apoyo en gran superficie, que haga que las cargas por unidad de superficie sean aceptables.

En esta situación mencionada las superficies de apoyo se han reducido casi exclusivamente a los extremos del cojinete, y además de la componente radial de apoyo del eje, aparece una longitudinal, que comprime el eje flexionado sobre la parte exterior del cojinete más próxima a la hélice, aumentando aún más la presión unitaria.

En este punto, estas zonas del cojinete están sometidas a tal sobrecarga, que la temperatura alcanza límites no tolerados por la integridad del material del cojinete, y éste se funde o se agrieta despegándose del casquillo de bocina donde va soldado, y deriva hacia una rápida autodestrucción.

Descripción de la invención

Dado que la deformación elástica del eje portahélice es imposible de evitar, la solución al problema pasa por intentar que la bocina en su longitud, es decir, la generatriz del cilindro interior del cojinete, y consecuentemente la superficie de apoyo del eje, adquiera en cada momento en que el eje se deforma, una orientación similar a esta deformación, con lo que la superficie de apoyo del cojinete, aunque no consiga ser total, al menos aumente sustancialmente de valor, y permita que las cargas superficiales sean de un valor aceptable.

Para ello, de acuerdo con la invención, la carcasa tubular que forma la bocina está constituida por dos cuerpos tubulares coaxiales independientes, uno interno y otro externo. Estos dos cuerpos tubulares presentan superficies de apoyo de sección coincidente y ambas superficies con una curvatura longitudinal esférica de radio aproximadamente igual. Una de estas superficies será curvo-cóncava y la otra curvo-convexa, conteniendo la primera a la segunda.

El cuerpo tubular interior será portador del cojinete tubular de apoyo del eje, y presentará exteriormente la superficie longitudinal curvo-convexa. Por su parte el cuerpo tubular externo presentará interiormente la superficie longitudinal curvo-cóncava y de acuerdo con la invención estará constituido por dos mitades unidas por medios de fijación soltables.

El cuerpo tubular externo estará transversalmente dividido, según su plano transversal medio, en dos mitades y los medios de fijación de ambas mitades consistirán en pernos que se introducirán a través de taladros enfrentados practicados a lo largo de las paredes de dichas mitades.

Con la constitución descrita y con el fin de evitar desplazamientos transversales entre las dos mitades que conforman el cuerpo tubular externo, dichas mitades presentan en sus cantos enfrentados conformaciones anulares axial y radialmente acoplables.

Por otro lado, para evitar el giro relativo entre las dos mitades que conforman el cuerpo tubular exterior, al menos dos de los pernos que constituyen los medios de fijación de las dos mitades del cuerpo tubular externo y preferentemente dos pernos situados en posiciones diametralmente opuestas, junto con los correspondientes taladros, presentarán en la zona de transición entre las dos mitades, tramos de secciones ajustables aproximadamente coincidentes.

Con la constitución descrita se dispone de una bocina cuyos cuerpos tubulares interno y externo tienen un comportamiento a modo de rótula, con lo que se logrará que la superficie de apoyo del eje, definido por la superficie cilíndrica interna del cuerpo tubular interior, adquiera en cada momento en que el eje se deforma una orientación similar a la de dicho eje. Si se quiere disponer de una mayor libertar de movimiento en la orientación de este cuerpo de bocina, la curvatura longitudinal externa del cuerpo tubular interior puede ser de radio ligeramente menor que el de la superficie curvo-cóncava interna del cuerpo tubular exterior.

Para facilitar la lubricación entre los cuerpos tubulares interno y externo se practican, en la superficie externa curvo-convexa del cuerpo tubular interno, canales de pequeña sección, vaciados en diferentes direcciones.

El huelgo de la rótula que forman las superficies curvas de apoyo de los cuerpos tubulares interno y externo puede ser variado mediante la interposición de suplementos calibrados entre las superficies de unión de los cuerpos exteriores.

Breve...

1. Bocina para la salida del eje portahélice de buques, que comprende una carcasa tubular cilíndrica, dentro de la que va fijado un cojinete tubular, a través del que pasa el eje portahélice, caracterizada porque la carcasa tubular citada está compuesta por dos cuerpos tubulares coaxiales independientes, uno interno y otro externo, los cuales presentan superficies de apoyo de sección coincidente y con curvatura longitudinal esférica de radio aproximadamente igual; cuyo cuerpo tubular interno es portador del cojinete tubular y presenta exteriormente la superficie longitudinal curvo-convexa; y cuyo cuerpo tubular externo presenta interiormente la superficie longitudinal curvo-cóncava y está constituido por dos mitades unidas por medios de fijación desmontables.

2. Bocina según la reivindicación 1, caracterizada porque el cuerpo tubular externo está transversalmente dividido, según su plano transversal medio, en dos mitades, consistiendo los medios de fijación de dichas mitades en pernos introducidos a través de taladros enfrentados practicados a lo largo de las paredes de dichas mitades.

3. Bocina según la reivindicación 2, caracterizada porque las dos mitades del cuerpo tubular externo presentan en sus cantos enfrentados conformaciones anulares, axial y radialmente acoplables, que impiden desplazamientos entre ambas mitades.

4. Bocina según la reivindicación 3, caracterizada porque las conformaciones citadas consisten en escalones periféricos complementarios practicados a partir de la superficie externa de los cantos enfrentados de las dos mitades.

5. Bocina según la reivindicación 2, caracterizada porque al menos dos pernos y taladros situados en posiciones diametralmente opuestos presentan, en la zona de transición y entre las dos mitades que conforman el cuerpo tubular externo, sendos tramos de secciones ajustables coincidentes, para evitar el giro relativo entre dichas mitades.

6. Bocina según la reivindicación 1, caracterizada porque la superficie longitudinal curvo-convexa del cuerpo tubular interno es de radio de curvatura ligeramente menor que el de la superficie curvo-cóncava del cuerpo tubular externo.

7. Bocina según la reivindicación 1, caracterizada porque en la superficie externa curvo-convexa del cuerpo tubular interno se practican canales de pequeña sección, para lubricación entre los cuerpos tubulares interno y externo.

8. Bocina según la reivindicación 1, caracterizada porque entre las superficies enfrentadas de las dos mitades del cuerpo externo se disponen suplementos calibrados, para aumentar el huelgo entre las superficies curvas de los cuerpos interno y externo.

9. Bocina según reivindicación 1, caracterizada porque el semi-cuerpo exterior al buque, dispone de una brida circunferencialmente taladrada, para el empernado de todo el conjunto en el alojamiento cilíndrico del codaste del buque.

10. Bocina según reivindicación 1, caracterizada por disponer de unos pivotes radiales sujetos fuertemente en cavidades cilíndricas, y en su máximo diámetro del cuerpo interior, y alojados con suficiente huelgo en el cuerpo exterior y zona correspondiente, para evitar en todo punto el movimiento relativo rotacional entre ambos cuerpos, pero que permitan la orientación rotular axial de ambos cuerpos en cualquier dirección.