ES2313690T3 - Timon para embarcaciones. - Google Patents
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Abstract
Timón para embarcaciones que comprende una pala (15) del timón a la que está asociada una hélice (12) dispuesta en un eje de hélice propulsable, estando dispuesto en la pala (15) de hélice un cuerpo (20) hidrodinámico que está configurado en forma de bulbo o en forma de zeppelín y dispuesto en prolongación del eje de hélice en la zona de la pala (15) del timón, caracterizado porque el cuerpo (20) hidrodinámico está configurado de manera que se destruye automáticamente o se separa automáticamente en caso de efecto de fuerza, golpe, sacudida o presión fuerte.
Description
Timón para embarcaciones.
La invención se refiere a un timón para
embarcaciones según el preámbulo de la reivindicación 1.
Los timones para embarcaciones presentan en un
propulsor de hélice en la actualidad a menudo un denominado bulbo
de Costa. El denominado bulbo de Costa o también bulbo de propulsión
sirve para que en la prolongación del eje de la hélice en la zona
de la pala del timón esté configurado un abombamiento, que está
configurado en forma de bulbo o en forma de zeppelín y representa
un cuerpo hidrodinámico. Este cuerpo hidrodinámico tiene la
finalidad de prolongar todo el perfil del cubo hasta que sólo
aparezca un reducido torbellino de la corriente de agua.
Un bulbo de Costa de este tipo se conoce por
ejemplo por las publicaciones DE 198 44 353 A1, DE 84 23 818 U y DE
82 24 238 U.
El efecto del bulbo de Costa se basa en su forma
de bulbo, con la que se eleva del timón o pala del timón para que
produzca un guiado hidrodinámico favorable.
No obstante, así el bulbo de Costa sobresale
lateralmente con respecto a la pala del timón y está, en caso de
una sacudida o golpe o un efecto de presión, en la zona de peligro
directa, antes de que se ponga en peligro a la propia pala del
timón.
No obstante, en caso de un efecto sacudida,
golpe o presión sobre el bulbo de Costa, también se perjudica la
pala del timón, ya que el bulbo de Costa transmite la fuerza
ejercida sobre el mismo a la pala del timón y por tanto existe el
riesgo aumentado de dañar la pala del timón antes de lo que
ocurriría con una pala del timón sin bulbo de Costa.
El objetivo de la invención es crear una pala
del timón para embarcaciones que, a pesar de un guiado hidrodinámico
favorable, frente a efectos externos debidos a una sacudida, golpe
o efecto de presión, sea menos susceptible con respecto al daño o
destrucción y se destruya automáticamente el cuerpo hidrodinámico en
caso de efecto de presión o golpe.
A este respecto es ventajoso que el cuerpo
hidrodinámico divida la pala del timón, vista en dirección en
altura, en dos zonas (A, B), estando ambas zonas configuradas de
manera idéntica o no idéntica en el perfil. A este respecto es
conveniente que las líneas medias longitudinales de las zonas de la
pala del timón no coincidan con las líneas medias del cuerpo
hidrodinámico y formen un ángulo \alpha.
También es conveniente que el ángulo \alpha
entre la línea media longitudinal de una zona de la pala del timón
y las líneas medias del cuerpo hidrodinámico sean diferentes para
ambas zonas (A, B).
Según la invención es ventajoso que el cuerpo
hidrodinámico presente puntos de rotura controlada que, en caso de
efecto de fuerza, golpe, sacudida o presión fuerte, lleven a la
destrucción del cuerpo hidrodinámico. A este respecto es
adicionalmente ventajoso que los puntos de rotura controlada estén
configurados como líneas de rotura controlada. También es
conveniente que las líneas de rotura controlada estén orientadas en
dirección longitudinal y/o transversal del cuerpo hidrodinámico.
Aunque también es ventajoso que las líneas de rotura controlada
estén distribuidas a modo de red por el cuerpo hidrodinámico.
Según la invención es conveniente que los puntos
de rotura controlada o líneas de rotura controlada estén
configurados como debilitamientos de material, reducciones de
material y/o líneas de entalladura.
En un ejemplo de realización ventajoso es
conveniente que el cuerpo hidrodinámico esté compuesto por metal o
un material no metálico o una mezcla de metal y no metal.
En otro ejemplo de realización ventajoso es
conveniente que el cuerpo hidrodinámico esté compuesto por un
material compuesto de fibra de carbono.
En un ejemplo de realización ventajoso adicional
es conveniente que el material presente fibras de carbono, fibras
de grafito y/o fibras de vidrio incrustadas.
En un otro ejemplo de realización ventajoso más
es conveniente que el cuerpo hidrodinámico esté compuesto por
plástico o plásticos.
\newpage
En un ejemplo de realización ventajoso es
conveniente que el cuerpo hidrodinámico esté compuesto por plástico
POM, tal como polioximetileno, poliformaldehído o poliacetatos.
Perfeccionamientos ventajosos se describen en
las reivindicaciones dependientes.
Es especialmente ventajosa a este respecto una
configuración del cuerpo hidrodinámico según la cual éste está
compuesto por dos cuerpos longitudinales individuales en forma de
casco que se complementan para formar el cuerpo hidrodinámico, que
en la zona de sus bordes longitudinales están sujetos a través de
líneas de rotura controlada a las superficies de pared exterior de
la pala del timón, estando unidas las zonas de borde dirigidas a la
hélice de los dos cuerpos longitudinales en forma de casco a través
de líneas de rotura controlada con un componente a modo de casquete
esférico, que está unido de manera fija o separable con la pala del
timón.
Con la configuración según la invención del
cuerpo hidrodinámico de una pala del timón de un timón para
embarcaciones se logra la ventaja de que, debido a la posibilidad
de destrucción del cuerpo hidrodinámico se logra que el timón, en
caso de efecto de presión, golpe o sacudida, no se vea perjudicado.
Además existe la posibilidad de que pueden reequiparse palas del
timón convencionales con posterioridad con el cuerpo hidrodinámico
según la invención.
A continuación se explica con más detalle la
invención tomando como base un ejemplo de realización con ayuda de
los dibujos. Muestran:
la figura 1, en una vista esquemática la popa de
una embarcación con una hélice de propulsión, la pala del timón de
un timón, estando dotada la pala del timón de un cuerpo
hidrodinámico en forma de bulbo según la invención,
la figura 2, una vista esquemática de la pala
del timón con un cuerpo hidrodinámico compuesto por tres componentes
en estado de destrucción en una representación en despiece
ordenado,
la figura 3, una vista anterior de la pala del
timón con el cuerpo hidrodinámico en estado de destrucción,
la figura 4, una vista esquemática de la pala
del timón con el cuerpo hidrodinámico,
la figura 5, una vista posterior de la pala del
timón con el cuerpo hidrodinámico,
la figura 6, una vista lateral de la pala del
timón con el cuerpo hidrodinámico,
la figura 7, una vista anterior de la pala del
timón con el cuerpo hidrodinámico,
la figura 8, una vista desde arriba de la pala
del timón con el cuerpo hidrodinámico, y
la figura 9, una vista desde abajo de la pala
del timón con el cuerpo hidrodinámico.
La figura 1 muestra la popa 11 de una
embarcación 10 con una hélice 12 de propulsión y un timón 13, cuya
pala 15 del timón está dotada de un cuerpo 20 hidrodinámico en
forma de bulbo o en forma de zeppelín, que está configurado
preferiblemente como cuerpo hueco y que puede tanto estar integrado
en la pala 15 del timón como estar compuesto por dos o más
componentes 21, 22, que están fijados a las superficies 15a, 15b de
pared exterior de la pala 15 del timón. El cuerpo 20 hidrodinámico
puede estar configurado también como cuerpo macizo. En la
prolongación del eje de la hélice en la zona de la pala 1 del timón
está configurado un abombamiento, que forma el cuerpo 20
hidrodinámico, también denominado bulbo de propulsión o bulbo de
Costa.
El cuerpo 20 hidrodinámico está configurado de
manera que en caso de efecto de presión, golpe o sacudida se
destruye automáticamente.
Para lograr la posibilidad de destrucción
automática, la pared 25 del cuerpo 20 hidrodinámico está compuesta
por secciones 30 de pared individuales que están unidas entre sí a
través de líneas 40 de rotura controlada en forma de
debilitamientos de material o líneas de entalladura (figura 6). Las
líneas de rotura controlada están configuradas discurriendo en
dirección longitudinal y/o transversalmente a la dirección
longitudinal del cuerpo 20 hidrodinámico en la pared 25 del cuerpo
20 hidrodinámico, pudiendo ser las líneas 40 de rotura controlada
irregulares. Las líneas 40 de rotura controlada pueden estar
distribuidas también a modo de red por el cuerpo 20
hidrodinámico.
Las líneas 40 de rotura controlada están
configuradas y dispuestas de manera que en la superficie de pared
exterior del cuerpo 20 hidrodinámico no aparecen irregularidades,
depresiones, estrías o similares y por tanto se mantiene la
superficie de pared exterior lisa.
En la configuración según la invención de la
pala 15 del timón es esencial que el cuerpo 20 hidrodinámico se
separe automáticamente o se destruya automáticamente en caso de
efecto de sacudida, golpe o presión. Por tanto, a la propia pala
del timón no se transmite una fuerza demasiado grande de modo que
puede evitarse perjudicar la pala del timón de manera que lleve a
un daño considerable o destrucción.
La figura 2 muestra la vista de una pala 15 del
timón con un cuerpo 20 hidrodinámico que está compuesto por tres
partes 50, 51, 55 individuales. A este respecto, las piezas 50, 51
forman los lados del cuerpo 20 hidrodinámico en los lados de la
pala 15 del timón y la parte 55 forma la terminación anterior, es
decir la dirigida a la hélice 12, esencialmente aproximadamente en
forma de semiesfera. Las flechas X, X1, X2 indican que las partes
50, 51, 55 están desmontadas en esas direcciones de la pala 15 del
timón. Normalmente, las partes 50, 51, 55 del cuerpo 20
hidrodinámico están configuradas en forma de casco y preferiblemente
no forman ningún cuerpo macizo, sino únicamente un cuerpo hueco en
el estado montado, que está montado en la pala 15 del timón.
Según esto, el cuerpo 20 hidrodinámico está
compuesto por dos cuerpos 50, 51 longitudinales individuales en
forma de casco, que se complementan para formar el cuerpo
hidrodinámico, que están sujetos en la zona de sus bordes 50a, 51a
longitudinales a través de líneas 40 de rotura controlada a las
superficies 15a, 15b de pared exterior de la pala 15 del timón,
estando unidas las zonas 50a, 51b de borde dirigidas a la hélice 12
de los dos cuerpos 50, 51 longitudinales en forma de casco a través
de líneas 40 de rotura controlada con un componente a modo de
casquete esférico que está fijado de manera fija o separable con la
pala 15 del timón (figuras 2 y 3).
Adicionalmente, en la figura 2 puede observarse
que la pala 15 del timón no es un componente homogéneo, sino que
está formada por una zona A superior y una zona B inferior. La zona
A superior presenta al menos en su lado anterior una curvatura u
orientación que está curvada u orientada más hacia la izquierda y la
parte B inferior presenta al menos una curvatura u orientación que
está curvada u orientada más hacia la derecha. En la superficie de
contacto de ambas zonas A y B puede observarse esta diferencia
porque las dos zonas anteriores están configuradas como lengüetas,
que no se adaptan de manera coincidente una a la otra, sino que
están separadas en forma aproximadamente de y. Las líneas LM1
medias longitudinales de ambas zonas A y B no son coincidentes ni
paralelas, sino que presentan un ángulo \alpha entre sí. Las
líneas LM1 medias longitudinales de las zonas A y B tampoco se
sitúan sobre la línea ML media del cuerpo 20 hidrodinámico.
La figura 3 muestra una vista de la pala 15 del
timón con cuerpo 20 hidrodinámico con las partes 50, 51 y 55. Puede
observarse que en un ejemplo de realización las zonas A y B pueden
ser diferentes, de modo que las líneas LM1 medias longitudinales
intersecan el borde anterior en LM1 y por tanto se sitúan fuera de
la línea ML media del cuerpo 20 hidrodinámico. En un ejemplo de
realización adicional no representado de la invención, la zona A
superior puede ser también sin embargo idéntica a la zona B inferior
de modo que o bien la desviación de la línea LM1 media longitudinal
es igual con respecto a la línea ML media del cuerpo 20
hidrodinámico y puede ser de ángulo diferente de cero o también
igual a cero.
La figura 8 y la figura 9 muestran en cada caso
una vista de la pala 15 del timón desde abajo y desde arriba. Puede
observarse claramente en cada caso el ángulo \alpha entre la línea
LM1 media longitudinal de la pala 15 del timón y la línea ML media
del cuerpo 20 hidrodinámico.
La figura 4 muestra una pala 15 del timón con un
cuerpo 20 hidrodinámico en una vista lateral desde la izquierda
desde atrás. A este respecto pueden observarse las zonas A y B. En
la zona posterior las zonas A y B son idénticas, mientras que en la
zona anterior están configuradas de manera diferente (véase también
la figura 2).
La figura 5 muestra la pala 15 del timón en una
vista desde atrás y la figura 7 una vista desde delante. A este
respecto puede observarse claramente en cada caso el cuerpo 20
hidrodinámico.
La figura 6 muestra la pala 15 del timón según
la invención con el cuerpo 20 hidrodinámico, presentando el cuerpo
hidrodinámico para una mejor destrucción propia en caso de efecto de
fuerza, sacudida o presión, puntos de rotura controlada. Los puntos
de rotura controlada están previstos ventajosamente como líneas 40
de rotura controlada, que se distribuyen por la superficie del
cuerpo hidrodinámico. Éstas están orientadas ventajosamente en
dirección longitudinal y/o transversal del cuerpo 20 hidrodinámico.
A este respecto es especialmente ventajoso que los puntos de rotura
controlada estén formados por reducciones de material o
entalladuras, es decir mediante líneas de entalladura. De manera
ventajosa, las líneas 40 de rotura controlada están distribuidas a
modo de red por la superficie del cuerpo 20 hidrodinámico.
Según la figura 8 y la figura 9, la pala 15 del
timón presenta una superficie 16 de sección transversal, cuya línea
LM1 media longitudinal está desplazada en un ángulo \alpha con
respecto a la línea ML media del cuerpo 20 hidrodinámico, de modo
que el borde 70 de ataque dirigido a la hélice 12 de propulsión de
la pala 15 del timón se sitúa fuera de la línea ML media del cuerpo
20 hidrodinámico.
El cuerpo 20 hidrodinámico está hecho
ventajosamente de metal. En otro ejemplo de realización puede estar
formado también sin embargo de un material no metálico, tal como de
un material compuesto de fibra de carbono preferiblemente con
fibras de carbono, fibras de grafito y/o fibras de vidrio
incrustadas. También puede preestablecerse una mezcla metal y no
metal.
En un ejemplo de realización adicional, el
cuerpo 20 hidrodinámico también puede estar fabricado de plástico o
plásticos. A este respecto pueden utilizarse plásticos POM, como
polioximetileno, poliformaldehído o poliacetatos. Estos materiales
presentan normalmente una alta capacidad de deslizamiento, lo que es
ventajoso para el rozamiento en el agua.
De manera ventajosa se utiliza la pala 15 del
timón según la invención con el cuerpo 20 hidrodinámico en timones
totalmente suspendidos.
Además es conveniente que el cuerpo 20
hidrodinámico esté integrado en la pala 15 del timón o que el cuerpo
20 hidrodinámico esté fijado por ejemplo por partes iguales a ambos
lados de la pala 15 del timón.
Tal como muestran las figuras 2, 3 y 4, los
bordes 70, 71 de ataque dirigidos a la hélice 12 de ambas zonas A y
B de la pala del timón situadas una sobre otra están desplazados uno
respecto a otro de tal manera que el borde 70 de ataque de la zona
A de la pala del timón superior están desplazados babor BB y el
borde 71 de ataque hacia estribor SB, siendo posible también el
desplazamiento inverso. Las superficies 15a, 15b de pared exterior
de la pala 15 del timón están unidas en un borde 75 de salida
opuesto a la hélice 12 (timón retorcido).
Debido a que los bordes 70, 71 de ataque de las
dos zonas A y B de la pala del timón están desplazados uno respecto
a otro, de modo que el borde de ataque de la sección de la pala del
timón superior está desplazado hacia babor y el borde de ataque de
la sección de la pala del timón inferior hacia estribor o el borde
de ataque de la sección de la pala del timón superior hacia
estribor y el borde de ataque de la sección de la pala del timón
inferior hacia el babor, se obtienen en cada caso dos perfiles de
sección transversal de espejo invertido de ambas zonas de la pala
del timón.
La ventaja de una pala 15 del timón de este tipo
configurada según la invención con dos perfiles de sección
transversal de espejo invertido consiste por un lado en que se evita
la formación de burbujas de vapor y por otro lado en que se evitan
fenómenos de erosión en el timón, que aparecen por la formación de
cavitación en embarcaciones rápidas con hélices muy cargadas. La
configuración especial de la pala del timón contribuye a disminuir
el consumo de combustible. Además de una protección frente a la
cavitación considerable también se obtiene una mejora del nivel de
eficacia. Se logra un ahorro de peso importante.
Claims (12)
1. Timón para embarcaciones que comprende una
pala (15) del timón a la que está asociada una hélice (12) dispuesta
en un eje de hélice propulsable, estando dispuesto en la pala (15)
de hélice un cuerpo (20) hidrodinámico que está configurado en
forma de bulbo o en forma de zeppelín y dispuesto en prolongación
del eje de hélice en la zona de la pala (15) del timón,
caracterizado porque el cuerpo (20) hidrodinámico está
configurado de manera que se destruye automáticamente o se separa
automáticamente en caso de efecto de fuerza, golpe, sacudida o
presión fuerte.
2. Timón según la reivindicación 1,
caracterizado porque el cuerpo (20) hidrodinámico divide la
pala (15) del timón, vista en dirección en altura, en dos zonas (A
y B), siendo ambas zonas (A y B) idénticas o no idénticas en
perfil.
3. Timón según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque las líneas (LM1) medias longitudinales
de las zonas (A y B) de la pala (15) del timón no coinciden con las
líneas (ML) medias del cuerpo (20) hidrodinámico o difieren una de
otra y forman un ángulo \alpha.
4. Timón según la reivindicación 3,
caracterizado porque el ángulo \alpha entre la línea (LM1)
media longitudinal de una zona (A, B) de la pala (15) del timón y
la línea (ML) media del cuerpo (20) hidrodinámico es diferente para
las dos zonas (A, B).
5. Timón según una de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque la pared (25) del cuerpo (20)
hidrodinámico presenta líneas de rotura controlada o puntos (40) de
rotura controlada con formación de secciones (30) de pared
individuales que, en caso de efecto de fuerza, golpe, sacudida o
presión fuerte llevan a la destrucción del cuerpo (20)
hidrodinámico y están configurados como debilitamientos de material,
reducciones de material, líneas de entalladura o perforaciones.
6. Timón según una de las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque las líneas (40) de rotura controlada
están configuradas discurriendo en dirección longitudinal y/o
transversalmente a la dirección longitudinal del cuerpo (20)
hidrodinámico en la pared del cuerpo (20) hidrodinámico, pudiendo
ser también las líneas (40) de rotura controlada irregulares.
7. Timón según una de las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado porque las líneas (40) de rotura controlada
están distribuidas a modo de red por el cuerpo (20)
hidrodinámico.
8. Timón según una de las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque el cuerpo (20) hidrodinámico está
compuesto por dos cuerpos (50, 51) longitudinales individuales en
forma de casco, que se complementan para formar el cuerpo
hidrodinámico, que en la zona de sus bordes (50a, 51a)
longitudinales están sujetos a través de líneas (40) de rotura
controlada a las superficies (15a, 15b) de pared exterior de la pala
(15) del timón, estando unidas las zonas (50b, 51b) de borde
dirigidas a la hélice (12) de ambos cuerpos (50, 51) longitudinales
en forma de casco a través de líneas (40) de rotura controlada con
un componente (55) a modo de casquete esférico que está unido de
manera fija o liberable con la pala (15) del timón.
9. Timón según una de las reivindicaciones 1 a
8, caracterizado porque la pala (15) del timón presenta una
superficie (16) de sección transversal cuya línea (LM1) media
longitudinal está desplazada en un ángulo \alpha con respecto a
la línea (ML) media del cuerpo (20) hidrodinámico, de modo que el
borde (70; 71) de ataque dirigido a la hélice (12) de propulsión de
la pala (15) del timón queda situado fuera de la línea (ML) media
del cuerpo (20) hidrodinámico.
10. Timón según una de las reivindicaciones 1 a
9, caracterizado porque el cuerpo (20) hidrodinámico y sus
componentes (50, 51) están compuestos por materiales metálicos o no
metálicos, como materiales compuestos de fibra de carbono, o por
materiales compuestos de fibra con fibras de grafito o fibras de
vidrio incrustadas, por una mezcla metal y no metal, por un
plástico.
11. Timón según una de las reivindicaciones 1 a
10, caracterizado porque el cuerpo (20) hidrodinámico está
compuesto por plástico POM, como polioximetileno, poliformaldehído
o poliacetatos.
12. Timón según una de las reivindicaciones 1 a
11, caracterizado porque los bordes (70, 71) de ataque
dirigidos a la hélice (12) de ambas zonas (A y B) de la pala del
timón situadas una encima de otra están desplazados uno respecto a
otro de tal manera que el borde (70) de ataque de la zona (A) de la
pala del timón superior está desplazado hacia babor (BB) y el borde
(71) de ataque hacia estribor (SB), o también a la inversa, estando
las superficies (15a, 15b) de pared exterior de la pala (15) del
timón unidas en un borde (75) de salida opuesto a la hélice
(12).
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