Hélice.

Una hélice (10) que comprende un núcleo (14) con un diámetro (Ø

B) del núcleo y al menos una pala (12) de lahélice, comprendiendo además dicha hélice (10) un elemento (34) de ajuste, adaptado para ser desplazado a lolargo de una primera dimensión (L), y un sistema (64) de transformación que conecta dicho elemento (34) de ajustecon dicha pala (12) de la hélice de tal manera que un desplazamiento, en dicha primera dimensión (L), de dichoelemento (34) de ajuste produce un cambio en el paso de la citada pala (12) de la hélice, comprendiendo dichosistema (64) de transformación una ranura (54) que comprende una porción (56) de la ranura con un centro (CS) dela ranura que se extiende en una dirección (EDS) de extensión de la ranura, siendo dicha dirección curva con unradio (RC) de curvatura, comprendiendo además dicho sistema (64) de transformación un elemento (62) de controlengranado con el deslizamiento permitido con al menos dicha porción (56) de la ranura, caracterizada porque dichoradio (RC) de curvatura está dentro del rango de 0,2 a 0,7 veces el citado diámetro (ØB) del núcleo y porque dichoelemento de ajuste comprende una cabeza (34) del vástago del pistón, donde dicha ranura (54) se proporcionasobre dicha cabeza (34) del vástago del pistón y la citada cabeza (34) del vástago del pistón comprende un primerelemento (50) de la cabeza del vástago del pistón y un segundo elemento (52) de la cabeza del vástago del pistón,comprendiendo cada uno de dichos elementos primero (50) y segundo (52) de la cabeza del vástago del pistón unaporción de la citada ranura (54) y haciendo contacto entre sí dichos elementos primero y segundo de la cabeza delvástago del pistón en un plano (AP) de contacto que se extiende de forma substancialmente perpendicular a dichaprimera dimensión (L).

Hélice.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a una hélice que comprende un núcleo con un diámetro del núcleo y al menos una pala de la hélice. La hélice comprende además un elemento de ajuste, adaptado para ser desplazado a lo largo de una primera dimensión, y un sistema de transformación que conecta el elemento de ajuste con la pala de la hélice de tal manera que un desplazamiento de dicho elemento de ajuste, en la primera dimensión, produce un cambio en el paso de la pala de la hélice. El sistema de transformación comprende una ranura que comprende una porción de la ranura con un centro de la ranura que se extiende en una dirección de extensión de la ranura, siendo esta dirección curva con un radio de curvatura. El sistema de transformación comprende además un elemento de control engranado con el deslizamiento permitido con al menos la porción de la ranura.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las embarcaciones flotantes de la actualidad, en particular los buques de carga y los buques de abastecimiento, están provistas generalmente de un sistema de propulsión que incluye una hélice ajustable. Con este objetivo, la hélice incluye al menos una pala de la hélice, pero a menudo una pluralidad de palas de la hélice, donde el paso de cada una de las palas antes mencionadas está controlado por un sistema de servos. Por lo general el sistema de servos es un sistema hidráulico cuyo pistón y cuyas cámara de fluido están situados generalmente dentro del núcleo de la hélice.

El pistón del sistema de servos antes mencionado está conectado generalmente a un elemento de ajuste de tal manera que el elemento de ajuste está adaptado para ser desplazado en una dirección longitudinal. Dado que las cámaras de fluido del sistema hidráulico pueden estar sometidas a altas presiones, el elemento de ajuste está situado preferiblemente fuera de las cámaras de fluido. A su vez, el desplazamiento longitudinal del elemento de ajuste es transformado en un giro – es decir, un cambio de paso – de una pala de la hélice por medio de un sistema de transformación. Normalmente, el sistema de transformación incluye un elemento de control, como por ejemplo un pivote, que está conectado rígidamente a la pala de la hélice y que engrana con una ranura del elemento de ajuste, extendiéndose dicha ranura en una dirección de extensión rectilínea de la ranura que es substancialmente perpendicular a la dirección longitudinal.

Aunque, por lo general, la hélice presentada anteriormente es apropiada para muchas aplicaciones marinas, existen algunos inconvenientes asociados con dichas hélices. Por ejemplo, generalmente es difícil obtener una posición de bandera de las palas de la hélice – es decir, una posición con resistencia hidrodinámica mínima de las palas. Esto es debido a que una posición de bandera requiere un desplazamiento relativamente grande del elemento de control, en la dirección de extensión de la ranura, al mismo tiempo que el citado elemento de control está engranado con el deslizamiento permitido con la ranura, lo cual puede producir que el elemento de control se pueda adherir a la estructura que delimita la ranura.

En particular, es deseable la posibilidad de tener hélices que estén adaptadas para ser puestas en una posición de bandera, para embarcaciones provistas de al menos dos hélices – a un sistema de hélices con exactamente dos hélices a veces se le denomina sistema de hélices gemelas – donde cada una de las hélices está conectada a una sala de máquinas individual.

Con el fin de reducir el riesgo de que el elemento de control se adhiera a la ranura, soluciones de la técnica anterior, tales como las presentadas en los documentos GB821824, DE 3321968, el cual se considera que es la técnica anterior más próxima, y US5464324, enseñan que la ranura puede ser curva. Mediante la provisión de una ranura curva, las fuerzas de contacto impartidas por la ranura sobre el elemento de control no son perpendiculares a la dirección de desplazamiento del elemento de control cuando se desplaza el elemento de ajuste a lo largo de la primera dimensión. Sin embargo, la provisión de la ranura curva requerirá a su vez que se aumente la longitud del recorrido del elemento de ajuste – esto es debido a que la ranura curva hará que un cierto desplazamiento en la primera dimensión del elemento de ajuste produzca un desplazamiento menor en la primera dimensión del elemento de control – lo cual a su vez introduce la necesidad de un aumento en el tamaño del cubo de la hélice, siendo dicho aumento generalmente no deseado.

Como se puede deducir de lo anterior, existe necesidad de mejoras en los sistemas de hélices ajustables de la técnica anterior, en particular en lo que se refiere a los sistemas de transformación de la técnica anterior que incluyen una ranura curva y un elemento de control.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un primer objeto de la presente invención es proporcionar una hélice en la que las palas de la hélice se puedan colocar en una posición de bandera.

Un segundo objeto de la presente invención es proporcionar una hélice en la que las palas de la hélice se puedan colocar en una posición de bandera así como en una posición de propulsión marcha atrás sólo con ajustar el paso de las palas de la hélice.

Un tercer objeto de la presente invención es proporcionar una hélice en la cual el paso de las palas de la hélice se pueda modificar mediante el uso de un sistema de transformación que comprende una ranura y un elemento de control, en el cual se pueda mantener bajo el riesgo de que el elemento de control se adhiera a la ranura durante un cambio del paso, al mismo tiempo que se mantiene apropiadamente pequeño el tamaño del cubo de la hélice.

Un cuarto objeto de la presente invención es proporcionar una hélice en la cual se pueda modificar el paso de las palas de la hélice mediante el uso de un sistema de transformación, donde el sistema de transformación imparte un par apropiadamente grande – incluso cuando la pala de la hélice está cerca de una posición de bandera – sobre la pala o las palas de la hélice cuando se quiere cambiar el paso de la pala o de las palas de la hélice.

Al menos uno de los objetos anteriores es resuelto por un sistema de distribución de acuerdo con la reivindicación 1.

De esta manera, la presente invención se refiere a una hélice que comprende un núcleo con un diámetro del núcleo y al menos una pala de la hélice. La hélice comprende además un elemento de ajuste, adaptado para ser desplazado a lo largo de una primera dimensión, y un sistema de transformación que conecta el elemento de ajuste a la pala de la hélice de tal manera que un desplazamiento, en la primera dimensión, del elemento de ajuste produce un cambio en el paso de la pala de la hélice. El sistema de transformación comprende una ranura que comprende una porción de la ranura con un centro de la ranura que se extiende en una dirección de extensión de la ranura, siendo dicha dirección curva con un radio de curvatura. El sistema de transformación comprende además un elemento de control engranado con el deslizamiento permitido con al menos la porción de la ranura.

De acuerdo con la presente invención, el radio de curvatura está dentro del rango de 0, 2 a 0, 7 veces el diámetro del núcleo.

Dado que el radio de curvatura está dentro del rango de 0, 2 a 0, 7 veces el diámetro del núcleo, el riesgo de que el elemento de control se adhiera a la ranura se mantiene bajo. Al mismo tiempo, el uso de un radio de curvatura en la zona especificada anteriormente permite que la pala de la hélice se pueda adaptar para ser colocada en una posición de bandera así como en una posición de marcha inversa – o de marcha atrás – sin necesidad de un gran cubo.

Además, los inventores de la presente invención han observado que el intervalo presentado anteriormente referente al radio de curvatura hará que, cuando se quiera colocar la pala de la hélice en una posición de bandera, el sistema de transformación imparta un par apropiadamente alto sobre la pala de la hélice incluso cuando la pala de la hélice se encuentre cerca de la posición de bandera, lo cual garantiza que se pueda colocar la pala de la hélice en una posición de bandera de una manera eficiente.

Tal como se usa en este documento, la expresión “ranura” se refiere a cualquier medio de guiado que comprenda dos guías que se extiendan substancialmente paralelas. Como puede observar una persona con experiencia en la técnica, las dos guías se pueden obtener de una pluralidad de formas, por ejemplo fijando dos raíles paralelos entre sí sobre... [Seguir leyendo]

1. Una hélice (10) que comprende un núcleo (14) con un diámetro (0B) del núcleo y al menos una pala (12) de la hélice, comprendiendo además dicha hélice (10) un elemento (34) de ajuste, adaptado para ser desplazado a lo largo de una primera dimensión (L) , y un sistema (64) de transformación que conecta dicho elemento (34) de ajuste con dicha pala (12) de la hélice de tal manera que un desplazamiento, en dicha primera dimensión (L) , de dicho elemento (34) de ajuste produce un cambio en el paso de la citada pala (12) de la hélice, comprendiendo dicho sistema (64) de transformación una ranura (54) que comprende una porción (56) de la ranura con un centro (CS) de la ranura que se extiende en una dirección (EDS) de extensión de la ranura, siendo dicha dirección curva con un radio (RC) de curvatura, comprendiendo además dicho sistema (64) de transformación un elemento (62) de control engranado con el deslizamiento permitido con al menos dicha porción (56) de la ranura, caracterizada porque dicho radio (RC) de curvatura está dentro del rango de 0, 2 a 0, 7 veces el citado diámetro (0B) del núcleo y porque dicho elemento de ajuste comprende una cabeza (34) del vástago del pistón, donde dicha ranura (54) se proporciona sobre dicha cabeza (34) del vástago del pistón y la citada cabeza (34) del vástago del pistón comprende un primer elemento (50) de la cabeza del vástago del pistón y un segundo elemento (52) de la cabeza del vástago del pistón, comprendiendo cada uno de dichos elementos primero (50) y segundo (52) de la cabeza del vástago del pistón una porción de la citada ranura (54) y haciendo contacto entre sí dichos elementos primero y segundo de la cabeza del vástago del pistón en un plano (AP) de contacto que se extiende de forma substancialmente perpendicular a dicha primera dimensión (L) .

2. La hélice (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual el citado radio (RC) de curvatura está dentro del rango de 0, 4 a 0, 6 veces, preferiblemente dentro del rango de 0, 45 a 0, 55 veces, el citado diámetro (0B) del núcleo.

3. La hélice (10) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en la cual dicha hélice (10) comprende un servo (20) situado dentro del citado núcleo (14) , comprendiendo dicho servo (20) un pistón (22) que se puede desplazar a lo largo de la citada primera dimensión (L) , estando dicho pistón (22) rígidamente conectado al citado elemento (34) de ajuste.

4. La hélice (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual el citado elemento (62) de control comprende un bloque (58) y un pivote (42) , comprendiendo dicho bloque (58) una abertura (60) del bloque y estando dicho bloque (58) engranado con el deslizamiento permitido con la citada ranura (54) , engranando dicho pivote (42) con dicha abertura (60) del bloque.

5. La hélice (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual dicha ranura (54) está asociada con dicho elemento (34) de ajuste y al menos una porción de dicho elemento (62) de control está conectado rígidamente a dicha pala (12) de la hélice.

6. La hélice (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la cual el citado elemento (34) de ajuste comprende un vástago (24) del pistón y una cabeza (34) del vástago del pistón, estando dicho vástago (24) del pistón unido fijamente al citado pistón (22) y estando dicha cabeza (34) del vástago del pistón unida fijamente a dicho vástago (24) del pistón, donde la citada ranura (54) se proporciona sobre dicha cabeza (34) del vástago del pistón.

7. La hélice (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual el citado elemento (34) de ajuste comprende una zona (66) de engrane substancialmente rectangular que comprende bordes primero (68) , segundo (70) , tercero (72) y cuarto (74) , estando dichos bordes primero (68) y tercero (72) situados en lados opuestos de dicha zona (66) de engrane y extendiéndose substancialmente paralelos a la citada dimensión longitudinal (L) , estando dichos bordes segundo (70) y cuarto (74) situados en lados opuestos de dicha zona (66) de engrane y extendiéndose substancialmente transversales a la citada dimensión longitudinal (L) , extendiéndose la citada ranura dentro de dicha zona (66) de engrane desde dicho primer borde (68) hasta dicho segundo borde (70) .

8. La hélice (10) de acuerdo con la reivindicación 6, en la cual la citada ranura (54) se extiende en una dirección (EDS) de extensión de la ranura desde el citado primer borde (68) , teniendo dicha ranura (54) una anchura (SW) que se extiende en perpendicular a dicha dirección (EDS) de extensión de la ranura, comprendiendo dicha ranura (54) una primera porción (76) de la ranura y una segunda porción (78) de la ranura donde dicha segunda porción (78) de la ranura está situada aguas abajo de dicha primera porción (76) de la ranura en dicha dirección (EDS) de extensión de la ranura, teniendo dicha primera porción (76) de la ranura una primera anchura (SW1) de la ranura y teniendo dicha segunda porción (78) de la ranura una segunda anchura (SW2) de la ranura tal que dicha segunda porción (78) de la ranura está adaptada para albergar al menos un componente de dicho elemento (62) de control.

9. La hélice (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual el citado núcleo (14) comprende una cavidad (36) en la cual está situada al menos una porción del citado elemento (34) de ajuste, comprendiendo además dicha hélice (10) un conducto (37) de entrada y un conducto (39) de salida, estando ambos conductos en comunicación fluida con la citada cavidad (36) , estando el conducto (37) de entrada y el conducto (39) de salida conectados entre sí fuera del núcleo (14) para hacer circular un fluido lubricante a través de dicha cavidad (36) .

10. La hélice (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la cual la citada hélice (10) comprende una pluralidad de palas (12) de la hélice, estando cada una de dicha pluralidad de palas de la hélice provista de un correspondiente sistema (64) de transformación.

11. Una embarcación, caracterizada porque dicha embarcación comprende una hélice (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

12. Un método para montar una hélice (10) que comprende un núcleo (14) con un diámetro (0B) del núcleo y al menos una pala (12) de la hélice que comprende una raíz (38) de la pala la cual a su vez comprende un pivote (42) , comprendiendo además dicha hélice (10) un elemento (34) de ajuste, adaptado para ser desplazado a lo largo de una primera dimensión (L) , y un sistema (64) de transformación que conecta dicho elemento (34) de ajuste a dicha pala (12) de la hélice de tal manera que, después del montaje, un desplazamiento en dicha primera dimensión (L) de dicho elemento (34) de ajuste produce un cambio en el paso de dicha pala (12) de la hélice, comprendiendo dicho elemento (34) de ajuste una cabeza del vástago del pistón la cual a su vez comprende un primer elemento (50) de la cabeza del vástago del pistón y un segundo elemento (52) de la cabeza del vástago del pistón, comprendiendo dicho primer elemento (50) de la cabeza del vástago del pistón una segunda porción (78) de la ranura, comprendiendo dicho núcleo (14) una cavidad (36) en la cual está situada al menos una porción de dicho elemento (34) de ajuste, comprendiendo el citado sistema (64) de transformación una ranura (54) que comprende una primer porción (76) de la ranura con un centro (CS) de la ranura que se extiende en una dirección (EDS) de extensión de la ranura siendo dicha dirección curva con un radio (RC) de curvatura dentro del rango de 0, 2 a 0, 7 veces el citado diámetro (0B) del núcleo, comprendiendo además dichos sistema (64) de transformación un elemento (62) de control engranado con el deslizamiento permitido con al menos dicha primera porción (76) de la ranura, comprendiendo dicho elemento (62) de control el citado pivote (42) caracterizado porque dicho método comprende las fases de

-introducir dicho primer elemento (50) de la cabeza del vástago del pistón en el interior de dicha cavidad (36) ;

-introducir el citado pivote (42) en el interior de dicha cavidad (36) ;

-hacer girar la citada raíz (38) de la pala de tal manera que dicho pivote (42) sea conducido a través de la citada segunda porción (78) de la ranura y de al menos una porción de la citada primera porción (76) de la ranura;

-introducir el citado segundo elemento (52) de la cabeza del vástago del pistón en el interior de la citada cavidad (36) ;

-unir entre sí dicho primer elemento (50) de la cabeza del vástago del pistón y dicho segundo elemento (52) de la cabeza del vástago del pistón para formar de ese modo dicha primera porción (76) de la ranura curva de tal manera que dicho pivote (42) quede situado entre los citados elementos primer (50) y segundo (52) del vástago del pistón dentro de dicha primera porción (76) de la ranura curva.

13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, en el cual el citado elemento (62) de control comprende además un bloque (58) adaptado para ser conectado al citado pivote (42) , donde el método comprende además las fases de:

-alejar la citada primera cabeza (50, 52) del vástago del pistón de dicho pivote (42) ;

-conectar dicho bloque (58) a dicho pivote (42) , y

-mover dicha cabeza del vástago del pistón de tal manera que dicho elemento (62) de control quede contiguo a dicho primer elemento (50) de la cabeza del vástago del pistón.

14. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, en el cual el citado primer elemento (50) de la cabeza del vástago del pistón y el citado segundo elemento (52) de la cabeza del vástago del pistón están unidos entre sí por medio de un sistema de unión atornillada.

ángulo de paso (º)