IT201900002803A1 - Sistema di governo per imbarcazioni con motori fuoribordo - Google Patents

Description

TITOLO: SISTEMA DI GOVERNO PER IMBARCAZIONI CON MOTORI FUORIBORDO

Descrizione

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di governo per imbarcazioni equipaggiate con motori fuoribordo, in particolare per imbarcazioni monocarena da competizione.

Come noto, i motori fuoribordo sono molto utilizzati nelle competizioni nautiche, per il loro indubbio vantaggio di rapporto peso/potenza rispetto a qualunque altro tipo di motorizzazione applicabile. Queste configurazioni si caratterizzano anche per una grande efficienza idrodinamica propulsiva, in quanto riescono ad essere equipaggiati con elementi di trasmissione di piccole dimensioni, posti per lo più fuori dal pelo dell’acqua.

Le imbarcazioni munite di motori fuoribordo, a differenza delle imbarcazioni a vela o con motore interno allo scafo, non hanno un timone, ma ottengono il direzionamento tramite il movimento del motore stesso. La struttura di questi motori è infatti caratterizzata da due o più gradi di libertà, in particolare il cosiddetto trim (inclinazione del motore attorno ad un asse orizzontale trasversale rispetto all’imbarcazione), il lift (innalzamento o abbassamento del gruppo motore) e l’asse timone (rotazione del motore attorno ad un asse verticale perpendicolare alla superficie dell’acqua). Mentre il trim ed il lift permettono di regolare l’assetto dinamico per il miglioramento e l’ottimizzazione dell’assetto dell’imbarcazione, la rotazione attorno all’asse timone serve per la variazione di traiettoria da impartire all’imbarcazione, facendo in modo che, cambiando l’angolo tra l’asse di spinta del o degli elementi propulsivi e la linea di carena, si creino delle coppie che permettano la variazione direzionale del natante.

L’architettura qui sopra descritta rappresenta un problema rilevante dei motori fuoribordo, in particolare quando utilizzati su imbarcazioni da competizione, in quanto non permette virate rapide con perfetto controllo di assetto dell’imbarcazione, le componenti di spinta non mantenendo la direzione dell’imbarcazione e provocando così sollecitazioni atipiche sull’assetto della stessa. In aggiunta, a causa della mancanza di contrasto di deriva, si rischiano fenomeni di “spin-out” e conseguenti testacoda.

Il problema indirizzato dalla presente invenzione è quindi quello di mettere a disposizione un sistema di governo per imbarcazioni con motorizzazione fuoribordo che superi gli inconvenienti sopra delineati e che sia particolarmente adatto all’applicazioni su imbarcazioni da competizione.

Tale problema è risolto da un sistema di governo per imbarcazioni con motorizzazione fuoribordo come delineato nelle annesse rivendicazioni, le cui definizioni formano parte integrante della presente descrizione.

Un oggetto della presente invenzione è pertanto un sistema di governo per imbarcazioni con motorizzazione fuoribordo installata su uno specchio di poppa di detta imbarcazione, comprendente un gruppo timone ed una o più unità di motorizzazione fuoribordo, caratterizzato dal fatto che l’una o più unità di motorizzazione fuoribordo è configurata in modo tale da essere fissa rispetto ad una rotazione attorno ad un asse verticale perpendicolare al piano dell’acqua.

Un ulteriore oggetto dell’invenzione è un’imbarcazione non a vela con motorizzazione fuoribordo, comprendente il sistema di governo sopra delineato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcuni esempi di realizzazione, fatta qui di seguito a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle seguenti figure:

Figura 1 rappresenta una vista laterale parziale di un sistema di governo per imbarcazioni con motorizzazione fuoribordo secondo l’invenzione;

Figura 2 rappresenta una vista parziale dal basso del sistema di governo della figura 1;

Figura 3 rappresenta una vista secondo la direzione A di figura 1.

Il sistema di governo per imbarcazioni con motorizzazione fuoribordo secondo l’invenzione, indicato nel suo complesso con il numero 1, comprende un gruppo timone 2 ed una o più unità di motorizzazione fuoribordo 3. L’esempio realizzativo mostrato nelle figure comprende due motori fuoribordo posti ai lati del gruppo timone 2, ma dev’essere inteso che, nel caso di un diverso numero di motorizzazioni, la loro disposizione sarà tale da ottimizzare la spinta e l’assetto dell’imbarcazione. Ad esempio, nel caso di un solo motore, esso sarà posto sullo stesso piano verticale passante dall’asse X-X di figura 2, dimensionando e conformando adeguatamente il gruppo timone 2 in modo da consentire una corretta installazione e gestione degli ingombri.

Ogni unità di motorizzazione fuoribordo 3 è fissata allo specchio di poppa P dell’imbarcazione mediante supporti 4 ed è configurata in modo tale da essere fissa rispetto ad una rotazione attorno ad un asse verticale Z’-Z’ perpendicolare al piano dell’acqua, mentre puòconservare sia un movimento di trim che di lift come precedentemente definiti. In questo modo, la rigidezza e la stabilità dei motori vengono migliorate. L’unità di motorizzazione fuoribordo 3 comprende un motore atto a trasmettere un movimento rotatorio ad un’elica 7.

Il gruppo timone 2 comprende una pala 5 di direzionamento, mobilmente associata ad un organo di supporto e movimentazione 6, configurato in modo da poter essere inclinato in modo comandato verso il basso o verso l’alto di un angolo definito.

L’organo di supporto e movimentazione 6 comprende un sistema a parallelogramma articolato comprendente un primo braccio 8 ed un secondo braccio 9, in cui il primo braccio 8 è posto superiormente al secondo braccio 9 ed allineato con esso su un piano verticale.

Entrambi i bracci 8, 9 comprendono rispettive estremità prossimali 8a, 9a e distali 8b, 9b rispetto allo specchio di poppa P. Dette estremità distali 8b, 9b sono allineate su un medesimo asse verticale, parallelo all’asse Z-Z in figura 1, mentre le rispettive estremità prossimali 8a, 9a sono incernierate a elementi di supporto 10a, 10b fissati allo specchio di poppa P, in cui il punto di incernieramento del secondo braccio 9 sull’elemento di supporto 10b è posto ad una distanza dallo specchio di poppa P maggiore della distanza del punto di incernieramento del primo braccio 8 sull’elemento di supporto 10a, in modo tale che la lunghezza del primo braccio 8 è maggiore della lunghezza del secondo braccio 9.

Le estremità distali 8b, 9b dei bracci 8,9 sono incernierate su un elemento a manicotto 11 su cui è fissata la pala 5 e che è girevole attorno all’asse Z-Z di rotazione, verticale e perpendicolare al piano dell’acqua, definito da un perno 12. In questo modo la pala 5 può essere posta ad un angolo desiderato attorno a tale asse Z-Z per permettere il direzionamento dell’imbarcazione.

Tale movimento è operato tramite un primo attuatore 13, tipicamente un attuatore lineare quale un cilindro idraulico, che collega il primo braccio 8 all’elemento a manicotto 11 in una posizione eccentrica rispetto all’asse Z-Z. In questo modo, ad esempio, l’estensione del pistone dell’attuatore 13, rispetto ad una posizione iniziale corrispondente alla traiettoria rettilinea dell’imbarcazione (pala 5 posta sul piano verticale passante per l’asse X-X), provoca una rotazione della pala 5 nel verso B di figura 2 di un angolo desiderato, mentre la sua retrazione provoca una rotazione nel verso opposto B’. Dev’essere compreso tuttavia che, nel caso in cui il pistone fosse incernierato sul lato opposto dell’elemento a manicotto 11, i suddetti movimenti sarebbero invertiti. In altre forme di realizzazione sarà anche possibile posizionare l’attuatore 13 sul secondo braccio 9 invece che sul primo braccio 8.

Il primo ed il secondo braccio 8, 9 dell’organo di supporto e movimentazione 6 sono operativamente collegati da un secondo attuatore 14, tipicamente un attuatore lineare quale un cilindro idraulico, incernierato:

- sul primo braccio 8 in corrispondenza del punto di incernieramento del primo braccio 8 sul suo elemento di supporto 10a, e

- sul secondo braccio 9 in posizione intermedia, ma non necessariamente mediana, tra le rispettive estremità prossimale 9a e distale 9b.

In questo modo, quando il pistone dell’attuatore 14 si estende, rispetto ad una posizione iniziale corrispondente all’allineamento orizzontale dei bracci 8, 9, i bracci 8, 9 ruoteranno verso il basso e la pala 5 si inclinerà nel verso C’ di figura 1, mentre quando il pistone si ritrae, la rotazione dei bracci 8, 9 e conseguentemente della pala 5 avverrà nel verso C opposto.

In certe forme di realizzazione, la pala 5 è munita di alette 15 orizzontali per la stabilizzazione ed il sostentamento verticale dell’imbarcazione.

Una caratteristica importante consiste nel fatto che la pala 5 del gruppo timone 2 è posta, rispetto allo specchio di poppa, ad una distanza maggiore dell’una o più unità di motorizzazione fuoribordo 3.

Le suddette movimentazioni del gruppo timone 2 tramite i rispettivi attuatori 13, 14, nonché i movimenti di trim e lift delle unità di motorizzazione 3, sono comandati per mezzo di un’unità di comando e controllo remota.

In certe forme di realizzazione, le una o più unità di motorizzazione fuoribordo 3 sono accoppiate all’organo di supporto e movimentazione 6 mediante barre 16 trasversali che irrigidiscono la struttura oltre che consentire il movimento di trimdei motori unitamente all’innalzamento o abbassamento del gruppo timone 2 come precedentemente descritto.

Il sistema di governo dell’invenzione comporta una serie di vantaggi rispetto alla nota soluzione che prevede l’utilizzo del motore fuoribordo anche per il direzionamento dell’imbarcazione.

Infatti, portando la superficie del timone oltre al piano di spinta delle eliche si ottiene un’elevata coppia laterale resistente, in modo da evitare fenomeni di spin-out. Si ottiene inoltre un’elevata reazione vincolare grazie all’aumento della distanza della pala del timone dal baricentro dinamico dell’imbarcazione.

Il sistema di governo 1 dell’invenzione permette di ottimizzare sia l’immersione che l’angolo di incidenza con l’acqua della pala 5, con lo scopo di aumentare stabilità e manovrabilità, riducendo così le condizioni di attrito in marcia rettilinea, ma aumentando la stabilità e la reattività in virata. Queste caratteristiche risultano particolarmente utili nel caso di competizioni di motonautica.

La presente invenzione è quindi applicabile ad imbarcazioni non a vela munite di motorizzazione fuoribordo, in particolare motoscafi da competizione e non.

Un ulteriore oggetto dell’invenzione è quindi un’imbarcazione non a vela con motorizzazione fuoribordo, comprendente il sistema di governo 1 secondo la presente invenzione.

E’ evidente che sono state descritte solo alcune forme particolari di realizzazione della presente invenzione, cui l’esperto dell’arte sarà in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari applicazioni, senza peraltro discostarsi dall’ambito di protezione della presente invenzione.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di governo (1) per imbarcazioni con motorizzazione fuoribordo installata su uno specchio di poppa (P) di detta imbarcazione, comprendente un gruppo timone (2) ed una o più unità di motorizzazione fuoribordo (3), caratterizzato dal fatto che l’una o più unità di motorizzazione fuoribordo (3) è configurata in modo tale da essere fissa rispetto ad una rotazione attorno ad un asse verticale (Z’-Z’) perpendicolare al piano dell’acqua.
2. 2. Sistema di governo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il gruppo timone (2) comprende una pala (5) di direzionamento, mobilmente associata ad un organo di supporto e movimentazione (6) configurato in modo da poter essere inclinato in modo comandato verso il basso o verso l’alto di un angolo definito.
3. 3. Sistema di governo (1) secondo la rivendicazione 2, in cui l’organo di supporto e movimentazione (6) comprende un sistema a parallelogramma articolato comprendente un primo braccio (8) ed un secondo braccio (9), in cui il primo braccio (8) è posto superiormente al secondo braccio (9) ed è allineato con esso su un piano verticale.
4. 4. Sistema di governo (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detti primo e secondo braccio (8, 9) comprendono rispettive estremità prossimali (8a, 9a) e distali (8b, 9b) rispetto allo specchio di poppa (P) dell’imbarcazione, dette estremità distali (8b, 9b) essendo allineate su un medesimo asse verticale e le rispettive estremità prossimali (8a, 9a) essendo incernierate a primi e secondi elementi di supporto (10a, 10b) fissati allo specchio di poppa (P), in cui il punto di incernieramento del secondo braccio (9) sul secondo elemento di supporto (10b) è posto ad una distanza dallo specchio di poppa (P) maggiore della distanza del punto di incernieramento del primo braccio (8) sul primo elemento di supporto (10a), in modo tale che la lunghezza del primo braccio (8) è maggiore della lunghezza del secondo braccio (9).
5. 5. Sistema di governo (1) secondo la rivendicazione 4, in cui le estremità distali (8b, 9b) del primo e secondo braccio (8,9) sono incernierate su un elemento a manicotto (11) su cui è fissata la pala (5) e che è girevole attorno ad un asse (Z-Z) di rotazione, verticale e perpendicolare al piano dell’acqua.
6. 6. Sistema di governo (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detto asse (Z-Z) è definito da un perno (12).
7. 7. Sistema di governo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, comporendente un primo attuatore (13), preferibilmente un attuatore lineare, più preferibilmente un cilindro idraulico, che collega il primo braccio (8) o il secondo braccio (9) all’elemento a manicotto (11) in una posizione eccentrica rispetto all’asse (Z-Z) di rotazione.
8. 8. Sistema di governo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, in cui il primo ed il secondo braccio (8, 9) dell’organo di supporto e movimentazione (6) sono operativamente collegati da un secondo attuatore (14), preferibilmente un attuatore lineare, più preferibilmente un cilindro idraulico, incernierato: - sul primo braccio (8) in corrispondenza del punto di incernieramento del primo braccio (8) sul suo elemento di supporto (10a), e - sul secondo braccio (9) in posizione intermedia, ma non necessariamente mediana, tra le rispettive estremità prossimale (9a) e distale (9b).
9. 9. Sistema di governo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 8, in cui la pala (5) del gruppo timone (2) è munita di alette (15) orizzontali per la stabilizzazione ed il sostentamento verticale dell’imbarcazione.
10. 10. Sistema di governo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 9, in cui la pala (5) del gruppo timone (2) è posta, rispetto allo specchio di poppa (P), ad una distanza maggiore dell’una o più unità di motorizzazione fuoribordo (3).
11. 11. Sistema di governo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 10, in cui le una o più unità di motorizzazione fuoribordo (3) sono accoppiate all’organo di supporto e movimentazione (6) mediante barre (16) trasversali.
12. 12. Imbarcazione non a vela con motorizzazione fuoribordo, comprendente il sistema di governo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11.