IT202000026422A1 - Gruppo di comando rotazione timone - Google Patents

Description

Titolo: GRUPPO DI COMANDO ROTAZIONE TIMONE

DESCRIZIONE

Campo dell?invenzione

[0001] La presente invenzione si riferisce ad un gruppo di comando rotazione timone per un mezzo di navigazione galleggiante, come ad esempio uno yacht, nonch? ad un sistema di timoneria in grado di garantire una elevata manovrabilit? di detto mezzo di navigazione galleggiante. Stato della tecnica

[0002] Nel settore della nautica, al fine di impartire una direzione di navigazione o di spostamento ad un mezzo di navigazione galleggiante, come ad esempio una imbarcazione, una nave, uno yacht, ? ben noto l?uso del timone.

[0003] Il timone comprende una pala di timone ed un?asta di timone saldamente fissata ad essa.

[0004] La pala di timone definisce due opposte superfici direzionali di pala e definisce idealmente un piano mediano di timone interposto tra dette due opposte superfici direzionali di pala.

[0005] L?asta di timone ? un elemento allungato definente un asse principale di asta di timone disposto lungo una direzione di estensione principale dell?asta, ed ? rigidamente fissata alla pala di timone in modo che l?asse principale di asta di timone appartenga, o sia parallelo, al piano mediano di timone.

[0006] L?asta di timone ? girevolmente impegnata rispetto allo scafo del mezzo di navigazione galleggiante attorno ad un asse di rotazione di timone coincidente con l?asse principale di asta di timone.

[0007] L?asse di rotazione di timone ? disposto generalmente verticale in uso, e la pala di timone ? disposta in una posizione sommersa in uso.

[0008] L?asta di timone sporge dalla pala di timone lungo il piano mediano di timone definendo una estremit? libera di dell?asta di timone, opposta alla pala.

[0009] Applicando una coppia di forze di rotazione all?asta di timone attorno all?asse di rotazione di timone, di valore maggiore di una opposta coppia di forze applicate all?asta di timone da parte della pala a causa dell?azione idrodinamica dell?acqua nella quale ? immersa, viene causata una rotazione della pala stessa, e quindi delle superfici direzionali della stessa.

[0010] Dall?angolo di incidenza della direzione di moto relativo dell?acqua rispetto alle superfici direzionali della pala di timone, deriva una forza di spinta idrodinamica applicata dall?acqua alla pala, la quale forza di spinta viene trasmessa allo scafo del mezzo di navigazione galleggiante tramite l?asta di timone, causando una variazione di direzione di navigazione del mezzo di navigazione e/o una traslazione dello stesso.

[0011] L?estremit? libera dell?asta di timone generalmente entra nel mezzo di navigazione attraverso un foro passante attraverso lo scafo dello stesso ed ? incernierata allo scafo tramite un accoppiamento girevole, cosiddetto ?losca? comprendente una struttura tubolare che riveste internamente detto foro passante e che accoglie girevolmente al suo interno detta estremit? libera dell?asta, a tenuta d?acqua.

[0012] Per applicare la suddetta coppia di forze di rotazione attorno all?asta di timone e ruotare il timone attorno all?asse di rotazione timone, ? noto associare, all?asta del timone, un gruppo di comando rotazione del timone, in altre parole un dispositivo di attuazione per ruotare la pala del timone fino ad una posizione angolare desiderata rispetto alla linea di mezzeria del mezzo di navigazione.

[0013] Inoltre, in una postazione di governo del mezzo di navigazione ? previsto l?uso di un dispositivo di governo, ad esempio una ruota timone girevole attorno al suo asse di rotazione, azionabile da una persona che conduce tale mezzo, in modo che ad ogni angolo di rotazione della ruota timone corrisponda un rispettivo angolo di rotazione della pala di timone, e quindi del piano mediano di timone, rispetto ad una linea di mezzeria del mezzo di navigazione.

[0014] Per linea di mezzeria si intende una linea che corre longitudinalmente da prua a poppa del mezzo di navigazione, in particolare dell?imbarcazione o nave.

[0015] Infine, il dispositivo di governo ? collegato col gruppo di comando rotazione del timone in modo che il gruppo comando rotazione del timone possa ricevere dal dispositivo di governo le informazioni di posizione angolare da imporre alla pala di timone rispetto alla linea di mezzeria.

[0016] Sono note diverse tipologie di gruppo di comando rotazione di timone.

[0017] Sono noti gruppi di comando rotazione di timone aventi un attuatore lineare che pu? essere idraulico o elettromeccanico. In particolare, le figure 19 e 20 mostrano viste schematiche lungo una direzione parallela agli assi di rotazione timone di due timoni, che rappresentano schematicamente un esempio di questa tecnica nota.

[0018] In particolare, nel caso di gruppo di comando rotazione di timone avente un attuatore lineare idraulico, tale attuatore comprende un cilindro idraulico avente uno stelo di spinta lineare avente una estremit? libera traslante tra una posizione di minima lunghezza ed una posizione di massima lunghezza, e sull?asta di timone ? fissato un braccio trasversale all?asse di timone, la cui estremit? libera ? incernierata all?estremit? libera dello stelo di spinta lineare. In tal modo una traslazione dello stelo di spinta lineare impartisce una corrispondente rotazione al braccio del timone e quindi al timone stesso.

[0019] Nel caso di gruppo di comando rotazione di timone avente un attuatore lineare elettromeccanico, tale attuatore comprende un cilindro avente uno stelo di spinta lineare avente una estremit? libera traslante tra una posizione di minima lunghezza ed una posizione di massima lunghezza, in cui il comando di tale spinta ? dovuta alla rotazione di un riduttore posto all?interno del cilindro, che a sua volta ? fatto ruotare da un motore elettrico con asse di rotazione assiale a riduttore ed allo stelo.

[0020] In entrambi i casi, tali gruppi di comando rotazione del timone noti presentano alcune limitazioni.

[0021] Indipendentemente dalla tipologia di attuatore idraulico, infatti, esso deve essere azionato da un impianto idraulico in grado di portare in pressione un liquido di spinta e di condurlo attraverso l?attuatore. In altre parole, l?attuatore idraulico richiedono una centralina idraulica per portare in pressione il liquido, un impianto con tubazioni che collegano la centralina con l?attuatore, serbatoi per il liquido di spinta, varie elettrovalvole che comandano l?impianto, una unit? di controllo.

[0022] Questi componenti riducono lo spazio utile nell?imbarcazione, gi? di per se limitato, oltre che comportare elevati tempi d?installazione e costi di manutenzione.

[0023] Pertanto, ? sentita l?esigenza di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone di forma compatta e sostanzialmente auto-contenuto, ad ingombro ridotto rispetto a quello della tecnica nota.

[0024] Inoltre, ? sentita l?esigenza di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone in grado di evitare la necessit? di installare a bordo ingombranti apparecchiature esterne, quali serbatoi, centraline di pressurizzazione di fluido, tubazioni, ecc, in modo lasciar liberi maggiori spazi utilizzabili a bordo del mezzo di navigazione.

[0025] Un altro importante svantaggio dei gruppi di comando rotazione di timone aventi un attuatore lineare ed un braccio trasversale fissato all?asta di timone ? dato dal fatto che l?attuatore lineare ed il braccio trasversale del timone limitano fisicamente gli angoli di rotazione massima a destra e a sinistra del timone rispetto ad una linea di mezzeria longitudinale del mezzo di navigazione, a causa dell?ingombro dello stelo dell?attuatore lineare e dell?estremit? libera dell?asta di timone, che andrebbero in collisione tra loro.

[0026] Oltretutto, le rotazioni effettuate per angoli superiori ai 90? diventerebbero di difficile gestione per via delle geometrie di movimento e per le angolazioni delle forze che ne determinano la rotazione.

[0027] Inoltre, nel caso di rotazioni del timone ad angoli elevati, le corse degli attuatori lineari dovrebbero essere molto elevate, portando ad ingombri maggiori degli attuatori stessi.

[0028] Per questi motivi, normalmente, le timonerie note come quelle descritte sopra non consentono una rotazione angolare del timone maggiore di 35? a destra e di 35? a sinistra.

[0029] Durante la navigazione, tali angoli di rotazione massimi del timone a destra e a sinistra risultano generalmente sufficienti a governare il mezzo di navigazione secondo una rotta desiderata, ed a modificare agevolmente la direzione di navigazione, ma insufficienti per facilitare le manovre di ormeggio.

[0030] E? sentita, quindi, l?esigenza di mettere a disposizione un gruppo di comando di rotazione di timone in grado di ruotare il timone di un angolo di rotazione a destra e a sinistra maggiore di 35? rispetto alla linea di mezzeria, preferibilmente anche fino 90?.

[0031] Inoltre, nel caso in cui il mezzo di navigazione, comprenda due timoni, la tecnica nota prevede di collegarli tra loro tramite una barra di sincronizzazione avente le sue opposte estremit? incernierate a rispettivi bracci trasversali fissati all?asta di timone dei due timoni, in modo da mantenere le pale dei due timoni sempre parallele tra loro.

[0032] Questa barra di sincronizzazione, che ? interposta tra i due timoni occupa anch?essa un ingombro a bordo del mezzo di navigazione.

[0033] E? sentita, quindi, l?esigenza di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione di timone, che nel caso siano presenti pi? timoni, sia in grado di muoverli paralleli tra loro, evitando l?ingombro della barra di sincronizzazione.

[0034] E? sentita, anche, l?esigenza di mettere a disposizione un gruppo di comando timone, che nel caso siano presenti pi? timoni, sia in grado posizionare la pala di ciascun timone secondo angoli di rotazione non necessariamente uguali tra loro, e quindi di ruotare le pale dei timoni secondo angoli di rotazione differenti, e quindi di azionare i vari timoni in modo indipendente.

Sintesi dell?invenzione

[0035] Scopo della presente invenzione ? quello di escogitare e mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone che consenta di soddisfare le suddette esigenze e di ovviare almeno parzialmente agli inconvenienti qui sopra lamentati con riferimento alla tecnica nota.

[0036] In particolare, un compito della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone in grado di ruotare la pala timone di oltre 35? a destra e a sinistra rispetto alla linea di mezzeria del mezzo di navigazione galleggiante, in modo da far traslare, durante le operazioni di ormeggio, il mezzo di navigazione a destra o a sinistra in senso ortogonale alla linea di mezzeria, in cooperazione con i propulsori di navigazione agenti parallelamente alla linea di mezzeria, evitando la necessit? di un trascinatore di poppa agente ortogonalmente alla linea di mezzeria.

[0037] E?, quindi, uno scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone in grado di consentire la traslazione del mezzo di navigazione durante l?ormeggio ortogonalmente alla sua linea di mezzeria, agendo esclusivamente su angolo del timone rispetto alla linea di mezzeria e propulsione di navigazione in modo coordinato tra loro.

[0038] In particolare, compito della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone di forma compatta e di ingombro ridotto.

[0039] Uno scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone modulare che formi un modulo indipendente ed autonomo, di ingombro contenuto e forma compatta, e che contenga al suo interno tutti i suoi componenti meccanici.

[0040] Un altro scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone di facile e rapida installazione, evitando qualsiasi impianto idraulico esterno all?ingombro del gruppo stesso.

[0041] Un altro scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un gruppo di comando rotazione timone che, nel caso in cui il mezzo di navigazione comprende due o pi? timoni, consenta di azionare ciascun timone secondo angoli differenti tra loro rispetto alla linea di mezzeria.

[0042] Questi ed ulteriori scopi e vantaggi sono raggiunti mediante un gruppo di comando rotazione timone, nonch? da un sistema di timoneria, in accordo alle rivendicazioni indipendenti.

[0043] Ulteriori scopi, soluzioni e vantaggi sono presenti nelle forme di realizzazione di seguito descritte e rivendicate nelle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

[0044] L?invenzione verr? di seguito illustrata con la descrizione di alcune sue forme realizzative, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:

[0045] - la figura 1 illustra una vista isometrica di una prima forma realizzativa di un gruppo di comando rotazione timone secondo la presente invenzione, comprendente un riduttore cicloidale;

[0046] ? la figura 2 illustra una vista in sezione del gruppo di comando rotazione di figura 1, secondo un piano di sezione II comprendente l?asse di rotore ed ortogonale al piano mediano di timone;

[0047] ? la figura 3 mostra una vista laterale del gruppo di comando rotazione timone di figura 1 secondo una direzione ortogonale al piano mediano di timone;

[0048] ? la figura 4 mostra una vista laterale del gruppo di comando rotazione timone di figura 1 secondo una direzione parallela al piano mediano di timone;

[0049] ? la figura 5 mostra un particolare ingrandito della vista in sezione di figura 2, in cui l?accoppiamento ad innesto ? in una posizione vincolata all?asta timone;

[0050] ? la figura 6 mostra il particolare ingrandito della fura 5, in cui l?accoppiamento ad innesto ? in una posizione svincolata all?asta timone;

[0051] ? la figura 7 mostra una porzione ingrandita dell?accoppiamento di innesto della figura 6;

[0052] ? la figura 8 mostra una vista prospettica parziale dell?accoppiamento di innesto di figura 7;

[0053] ? la figura 9 mostra una vista isometrica del gruppo di comando rotazione timone di figura 1 in cui ? stata montata una barra a leva azionabile manualmente da un operatore per comandare manualmente il timone nella posizione svincolata dell?accoppiamento ad innesto;

[0054] ? la figura 10 mostra una vista laterale del gruppo di comando rotazione timone di figura 9, secondo una direzione ortogonale al piano mediano di timone;

[0055] - la figura 11 mostra una vista laterale del gruppo di comando rotazione timone di figura 9, secondo una direzione parallela al piano mediano di timone;

[0056] ? le figure 12 e 13 mostrano il gruppo di comando rotazione timone di figura 1, avente una porzione di fissaggio ad una struttura solidale allo scafo differente da quella di figura 1;

[0057] ? le figure 14 e 15 mostrano rispettivamente una prima porzione ed una seconda porzione di un impianto di azionamento di timoneria per comandare due gruppi di comando rotazione timone di figura 1 per due rispettivi timoni montati al mezzo di navigazione galleggiante;

[0058] ? la figura 16 mostra una vista isometrica di una seconda forma realizzativa del gruppo di comando rotazione timone secondo l?invenzione, comprendente un riduttore epicicloidale;

[0059] ? la figura 17 mostra una vista laterale del gruppo di comando rotazione timone di figura 16;

[0060] ? la figura 18 mostra una vista in sezione del gruppo di comando rotazione timone di figura 17, tramite un piano di sezione assiale XVIII contenente l?asse di rotore;

[0061] ? le figura 19 e 20 mostrano due posizioni angolari di due timoni secondo una tecnica nota ad azionamento idraulico, in cui i timoni non sono in grado di essere ruotati secondo un angolo di rotazione di timone maggiore di 35? a destra e a sinistra rispetto alla linea di mezzeria, a causa degli ingombri meccanici dell?azionamento noto;

[0062] ? la figura 21 mostra due gruppi di comando rotazione timone secondo l?invenzione, che consentono di ruotare i timoni secondo angoli di rotazione a destra ed a sinistra, maggiori di 35?;

[0063] ? la figura 22 mostra una vista schematica in sezione di una ulteriore forma realizzativa del gruppo di comando rotazione timone secondo l?invenzione, in cui il riduttore di velocit? ? di tipo cicloidale ed ? disposto assialmente all?esterno rispetto al motore elettrico rotativo, ed in cui il dispositivo di collegamento timone ? stato omesso per comodit? di illustrazione.

Descrizione delle forme realizzative preferite

[0064] Con riferimento alle figure, un gruppo di comando rotazione timone secondo l?invenzione per un mezzo di navigazione galleggiante, ? complessivamente indicato con il riferimento 1.

[0065] Il mezzo di navigazione galleggiante comprende uno scafo ed un timone direzionale 90 montato girevole rispetto ad una struttura 50 solidale a detto scafo, attorno a d un asse di rotazione timone U.

[0066] Il gruppo di comando rotazione timone 1 comprende un motore elettrico rotativo 10, il quale comprende uno statore 11 ed un rotore 12 atto a ruotare rispetto a detto statore 11 attorno ad un asse di rotore R.

[0067] Il gruppo di comando rotazione timone 1 comprende una struttura di sostegno 60 comprendente una porzione di fissaggio motore 62 configurata per fissare detto statore 11 a detta struttura di sostegno 60, ed una opposta porzione di fissaggio scafo 61 atta a fissare detta struttura di sostegno 60 rispetto a detta struttura 50 solidale a detto scafo.

[0068] Il gruppo di comando rotazione timone 1 comprende, inoltre, un dispositivo di collegamento timone 30 disposto per ricevere un moto rotativo da detto rotore 12 e fissabile a detto timone direzionale 90, in modo da correlare la rotazione di detto rotore 12 rispetto a detto statore 11, con la rotazione di detto timone direzionale 90 rispetto a detta struttura di sostegno 60.

[0069] In accordo ad una realizzazione, detto asse di rotore R-R ? disposto coassiale con, o parallelo a, detto asse di rotazione timone U.

[0070] In altre parole, sia il rotore 12 che il dispositivo di collegamento timone 30, sono atti a ruotare attorno ad un asse di rotazione comune, in particolare l?asse di rotore R.

[0071] In altre parole, il rotore 12 e il dispositivo di collegamento timone 30 sono atti a, o disposti in modo da, ruotare in linea, o allineati, tra loro.

[0072] In accordo ad una realizzazione, lo statore 11 ? di forma anulare coassiale con detto asse di rotore R e presenta una cavit? centrale di statore 13 all?interno della quale ? alloggiato girevolmente detto rotore 12, ed in cui detto rotore 12 ? di forma anulare coassiale con detto asse di rotore R e presenta una cavit? centrale di rotore 14.

[0073] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1 comprende un riduttore di velocit? 40 collegato a, ed interposto tra, detto rotore 12 e detto dispositivo di collegamento timone 30.

[0074] In accordo ad una realizzazione, il riduttore di velocit? 40 ? almeno in parte alloggiato all?interno di detta cavit? centrale di rotore 14 e/o di detta cavit? centrale di statore 13.

[0075] Il riduttore di velocit? 40 presenta un ingresso del moto di rotazione accoppiato e coassiale con detto rotore 12 ed una uscita del moto di rotazione accoppiata e coassiale detto dispositivo di collegamento timone 30.

[0076] L?ingresso del moto di rotazione definisce un asse di rotazione di ingresso e l?uscita del moto di rotazione definisce un asse di rotazione di uscita, preferibilmente parallelo all?asse di rotazione di ingresso, ancora pi? preferibilmente coassiale con l?asse di rotazione di ingresso.

[0077] Questa configurazione consente di montare il motore elettrico 10, il riduttore di velocit? 40, il dispositivo di collegamento timone 30, tutti coassiali tra loro, cio? in linea. In tal modo viene ottimizzata la distribuzione delle forze scambiate tra i componenti meccanici durante l?uso, vengono ridotte le perdite di energia meccanica e quindi il rendimento meccanico, si ottiene una coppia meccanica di uscita sull?elemento di azionamento timone 30 stabile e costante in ogni posizione angolare lungo la rotazione del timone, si ottiene una coppia meccanica elevata pur contenendo notevolmente l?ingombro complessivo del gruppo di comando rotazione timone 1.

[0078] In accordo ad una realizzazione, ad esempio mostrata nelle figure 1-13, il riduttore di velocit? 40 ? un riduttore cicloidale.

[0079] Tale riduttore cicloidale risulta particolarmente vantaggioso in quanto, a parit? di valore di rapporto di riduzione presenta un ingombro molto ridotto lungo una direzione parallela all?asse di rotore R.

[0080] In accordo ad un?altra realizzazione, ad esempio mostrata nelle figure 16-18, il riduttore di velocit? 40 ? un riduttore epicicloidale.

[0081] Questa seconda forma realizzativa differisce dalla prima forma realizzativa mostrata nelle figure da 1 a 13 soltanto per il fatto di comprendere un riduttore epicicloidale invece che un riduttore cicloidale.

[0082] Il riduttore epicicloidale presenta un maggiore ingombro assiale rispetto al riduttore cicloidale, pertanto rimane assialmente maggiormente distanziato dal motore, rispetto alla prima forma di realizzazione.

[0083] E? presente, quindi, una porzione aggiuntiva 64 della struttura di sostegno 60, che rimane assialmente interposta tra il riduttore di velocit? 40 epicicloidale ed il motore elettrico rotativo 10.

[0084] Tale porzione aggiuntiva 64 ha forma preferibilmente tubolare.

[0085] In accordo ad una realizzazione, il motore elettrico rotativo 10 ? un motore ?brushless?

[0086] In una forma di realizzazione preferita, il motore elettrico rotativo 10 ? un motore ?torque?.

[0087] La tecnologia un motore torque (in italiano motore coppia), in particolare di un motore brushless torque, riguarda una tipologia di motore elettrico avente un rotore ed uno statore entrambi di forma generalmente anulare, coassiali tra loro, di cui l?elemento a raggio minore di detti rotore e statore ? accolto assialmente dentro all?elemento a raggio maggiore di detti rotore e statore.

[0088] Questa configurazione consente di ottenere un motore elettrico rotativo avente una dimensione molto ridotta lungo l?asse di rotore anche se presenta un raggio esterno di dimensioni maggiori.

[0089] Praticamente, un motore di questo tipo si presenta generalmente a forma di anello o di disco. Si presta bene, ad esempio, ad essere inglobato nell?ingombro di una ruota di un mezzo semovente a propulsione elettrica.

[0090] In accordo ad una realizzazione, la cavit? centrale di statore 13 definisce una superficie radialmente interna 18 dello statore 11, avente forma preferibilmente cilindrica, coassiale con l?asse di rotore R, ed il rotore 12 definisce una superficie radialmente esterna di rotore, avente forma preferibilmente cilindrica, coassiale con l?asse di rotore R.

[0091] Il raggio della superficie radialmente interna 18 dello statore 11 ? preferibilmente maggiore del raggio della superficie radialmente esterna di rotore in modo da permettere la rotazione del rotore 12 rispetto allo statore 13.

[0092] In accordo ad una realizzazione, il riduttore di velocit? 40 ? almeno in parte alloggiato all?interno di detta cavit? centrale di rotore 14.

[0093] Questa configurazione ? particolarmente vantaggiosa in quanto consente di ridurre notevolmente l?ingombro assiale del gruppo di comando rotazione timone 1.

[0094] In accordo ad una realizzazione detta trasmissione meccanica 40 ? almeno in parte alloggiata all?interno di detta cavit? centrale di statore 13.

[0095] Anche questa disposizione ? particolarmente vantaggiosa in quanto consente di ridurre l?ingombro assiale del gruppo di comando rotazione timone 1.

[0096] In accordo ad una realizzazione, il rotore 12 comprende magneti permanenti installati in esso, e lo statore 11 comprende una pluralit? di avvolgimenti elettrici, non mostrati nelle figure, configurati per generare un campo magnetico rotante atto a portare in rotazione detto rotore 12.

[0097] In tal modo, il rotore 12 pu? presentare uno spessore radiale piuttosto ridotto mettendo a disposizione una cavit? centrale di rotore 14 avente dimensioni maggiorate, per alloggiare una porzione maggiore di detto riduttore di velocit? 40.

[0098] In accordo ad una realizzazione, la cavit? centrale di rotore 14 definisce una superficie radialmente interna di rotore di forma cilindrica coassiale con detto asse di rotore R e quindi coassiale con la superficie radialmente esterna di rotore.

[0099] Questo semplifica l?introduzione di detta almeno una parte del riduttore di velocit? 40 nella cavit? centrale di rotore 14, durante le operazioni di assemblaggio.

[00100] In accordo ad una realizzazione, il rotore definisce una superficie radialmente esterna di rotore avente forma cilindrica coassiale con detto asse di rotore R.

[00101] Tale superficie radialmente esterna di rotore pu? comprendere una o pi? alette di raffreddamento 19, preferibilmente circonferenziali.

[00102] In accordo ad una realizzazione, lo statore 11 definisce due opposte superfici di base di statore, ortogonali all?asse di rotore R, quindi parallele tra loro, preferibilmente piane.

[00103] In tal modo viene semplificato l?assemblaggio tra statore 11 ed una struttura di supporto e contenimento 60, nella quale ? sufficiente realizzare una svasatura cilindrica.

[00104] In accordo ad una realizzazione, il rotore 12 definisce due opposte superfici di base di rotore ortogonali all?asse di rotore R, quindi parallele tra loro, preferibilmente piane.

[00105] Il motore elettrico rotativo 10 come descritto sopra ? azionabile tramite un controller elettronico, o commutatore elettronico, per alimentare e controllare detti avvolgimenti elettrici.

[00106] Tale controller elettronico ? preferibilmente installato in un quadro elettrico a bordo imbarcazione.

[00107] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1 comprende un sensore di temperatura atto a misurare la temperatura interna del motore elettrico rotativo 10 durante l?uso.

[00108] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1 comprende un encoder angolare 70 configurato per rilevare la posizione angolare del rotore 12 rispetto allo statore 11.

[00109] In accordo ad una realizzazione, la struttura di sostegno 60 ha forma sostanzialmente tubolare coassiale con detto asse di rotazione timone U e definente una estremit? superiore di struttura tubolare 64 comprendente detta porzione di fissaggio motore 62, una opposta estremit? inferiore di struttura tubolare 65 comprendente detta porzione di fissaggio scafo 61, una parete laterale di struttura tubolare 63 che collega tra loro l?estremit? superiore di struttura tubolare 64 e l?estremit? inferiore di struttura tubolare 65, in cui detto dispositivo di collegamento timone 30 ? contenuto all?interno di detta struttura di sostegno 60.

[00110] In accordo ad una realizzazione, detto motore elettrico rotativo 10 ? disposto in modo da chiudere detta estremit? superiore di struttura 64.

[00111] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1 comprende un coperchio contenitore 80 associato a detto statore 11 da parte opposta rispetto a detto dispositivo di collegamento timone 30 per chiudere superiormente detto motore elettrico rotativo 10.

[00112] In accordo ad una realizzazione, detto coperchio contenitore 80 comprende un corpo di coperchio 81 comprendente una sede 82 per accogliere almeno in parte detto statore 11 secondo una direzione parallela a detto asse di rotore R, di forma complementare a detta superficie radialmente esterna 19 dello statore 11.

[00113] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1 comprende almeno una guarnizione O-ring interposta tra detta sede 82 e detta superficie radialmente esterna 19 dello statore 11.

[00114] In tal modo si realizza una tenuta tra il motore elettrico 10 ed il coperchio contenitore 80 per impedire l?ingresso di acqua e nebbie saline.

[00115] In accordo ad una realizzazione, detto coperchio 80 ha forma cilindrica, o a simmetria cilindrica, coassiale con detto asse di rotore R.

[00116] In accordo ad una realizzazione, detto coperchio contenitore 80 definisce una faccia di estremit? superiore 83 da parte opposta rispetto a detto motore 10, in cui detta faccia di estremit? superiore 83 ? disposta ortogonale a detto asse di rotore R, ed ? preferibilmente una superficie piana.

[00117] In accordo ad una realizzazione, detto encoder 70 ? montato all?interno di detto coperchio 80, preferibilmente lungo l?asse di rotore R.

[00118] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1, preferibilmente detto coperchio 80, comprende un primo connettore elettrico 73 per alimentare elettricamente e comandare detto motore elettrico 10, preferibilmente per alimentare e comandare detti avvolgimenti di statore.

[00119] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1, preferibilmente detto coperchio 80, comprende un secondo connettore elettrico 74 per fornire in uscita un segnale elettrico di posizione angolare rilevata tramite detto encoder 70.

[00120] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1, preferibilmente il coperchio 80, comprende un terzo connettore elettrico 75 per fornire in uscita un segnale elettrico di temperatura rilevata tramite detto sensore di temperatura.

[00121] In accordo ad una realizzazione, la faccia di estremit? superiore 83 comprende una finestra di accesso 84 per accedere dall?esterno all?interno del coperchio contenitore 80, e/o preferibilmente per raggiungere l?encoder 70 e/o il sensore di temperatura.

[00122] In accordo ad una realizzazione il coperchio 80 comprende un elemento di chiusura 85 per chiudere non permanentemente detta finestra di accesso 84.

[00123] In accordo ad una realizzazione, ? presente una guarnizione O-ring 86 interposta tra detta finestra 84 e detto elemento di chiusura 85, per realizzare una tenuta tra di essi.

[00124] In accordo ad una realizzazione, detta apertura 84 e detto elemento di chiusura 85 sono di forma circolare con centro sull?asse di rotore R.

[00125] In accordo ad una realizzazione, il riduttore di velocit? 40 ha un valore di rapporto di riduzione prefissato.

[00126] Il valore del rapporto di riduzione prefissato viene scelto in funzione della coppia erogata dal motore elettrico 10, dalla geometria della pala di timone 92 e dalla velocit? massima dell?imbarcazione.

[00127] In particolare, il momento torcente necessario a muovere il timone viene determinato tramite due parametri: geometria della pala di timone e velocit? dell?imbarcazione.

[00128] A seconda del motore elettrico utilizzato e della coppia nominale che pu? erogare, viene scelto il riduttore di velocit? pi? idoneo per avere la coppia necessaria ed il compromesso migliore relativo alla velocit? di rotazione del timone, la quale non deve essere eccessivamente lenta.

[00129] Di conseguenza, la coppia di rotazione che deve essere applicata al dispositivo di collegamento timone 30 dipende dalla dimensione del mezzo di navigazione, quali dislocamento e lunghezza dello stesso, dalla velocit? massima di progetto e dalla superficie del timone.

[00130] Un primo esempio di gruppo comando rotazione timone 1 ? configurato in modo da applicare al dispositivo di collegamento timone 30, una coppia di circa 4000 Nm nominali, al lordo del rendimento del riduttore di velocit?. In questo caso il motore elettrico brushless ? preferibilmente alimentato a 24V ed il riduttore di tipo cicloidale presenta un rapporto di riduzione di circa 1:50.

[00131] Un secondo esempio di gruppo di comando rotazione timone 1 ? configurato per applicare al dispositivo di collegamento timone 30, una coppia compresa tra circa 4000 Nm e 9000 Nm nominali, al lordo del rendimento del riduttore di velocit?. In questo caso il motore elettrico brushless ? preferibilmente alimentato a 220V o 380V, ed il riduttore di velocit? ? scelto con un rapporto di riduzione pi? elevato, di circa 1:81.

[00132] In accordo ad una realizzazione, come, ad esempio mostrato nelle figure 2, 5-8, il dispositivo di collegamento timone 30 comprende una flangia di collegamento 42 atta ad essere collegata direttamente o indirettamente a detto rotore 12 ed un corpo di collegamento 31 fissabile a detto timone, detta flangia di collegamento 42 e detto corpo di collegamento 31 essendo ruotabili attorno all?asse di rotazione timone U, e comprendenti un accoppiamento ad innesto 33 configurato in modo da vincolare/svincolare in rotazione detto corpo di collegamento 31 a/da detta flangia di collegamento 42, selettivamente, tra una posizione vincolata ed una posizione svincolata.

[00133] L?accoppiamento ad innesto 33 tra detto corpo di collegamento 31 e detta flangia di collegamento 42 ? configurato per trasmettere il moto di rotazione tra detta flangia di collegamento 42 e detto corpo di collegamento 31, in detta posizione vincolata.

[00134] In accordo ad una realizzazione, detto accoppiamento ad innesto 33 comprende almeno una sporgenza 36 solidale ad uno tra detta flangia di collegamento 42 e detto corpo di collegamento 31, ed almeno una complementare rientranza 46 solidale all?altro tra detta flangia di collegamento 42 e detto corpo di collegamento 31, accoppiabili/disaccoppiabili tra loro per traslazione di detto corpo di collegamento 31 rispetto a detta flangia di collegamento 42 lungo una direzione parallela all?asse di rotazione timone U.

[00135] In accordo ad una realizzazione, ad esempio come mostrato in figura 8, la almeno una sporgenza 36 ? una sporgenza solidale al corpo di collegamento 31, e la almeno una rientranza 46 ? una rientranza solidale a detta flangia di collegamento 42.

[00136] In accordo ad una realizzazione, ad esempio mostrata in figura 8, la almeno una rientranza 46 ? una scanalatura radiale rispetto all?asse di rotazione di timone U, e la almeno una sporgenza 36 ? una costola radiale rispetto all?asse di rotazione di timone U.

[00137] In accordo ad una realizzazione, ad esempio mostrata nelle figure 9-11, il corpo di collegamento 31 presenta una sede di impegno 34 per impegnare rimovibilmente una barra a leva 35 azionabile manualmente da un operatore per comandare manualmente in rotazione detto corpo di collegamento 31, in detta posizione svincolata.

[00138] In accordo ad una realizzazione, il corpo di collegamento 31 ? scorrevole assialmente rispetto a detta flangia di collegamento 42 lungo l?asse di rotazione timone U tra detta posizione vincolata e detta posizione svincolata.

[00139] In tal modo, in caso di avaria del motore ? possibile disaccoppiare il timone 90 dal motore 10 traslando in allontanamento il corpo di collegamento 31 rispetto alla flangia di collegamento 42 fino alla posizione svincolata, per poi agire manualmente sulla barra a leva 35 per comandare la rotazione del timone 90.

[00140] In accordo ad una realizzazione, il gruppo di comando rotazione timone 1 comprendente il timone direzionale 90, detto timone direzionale 90 comprendendo una pala di timone 92 ed un albero di timone 91 fissato lungo detta pala di timone 92, detto albero di timone 91 estendendosi lungo detto asse di rotazione di timone U ed avendo una estremit? libera di albero di timone 93 fissata a detto dispositivo di collegamento timone 30.

[00141] In accordo ad una realizzazione, il dispositivo di collegamento timone 30 comprende un anello distanziale rimovibile 37 coassiale con detto asse di rotazione timone U, configurato per spingere il corpo di collegamento 31 contro detta flangia di collegamento 42 in detta posizione vincolata quando detto anello distanziale 37 ? presente, come mostrato in figura 5, e per permettere la traslazione in allontanamento del corpo di collegamento 31 dalla flangia di collegamento 42 in detta posizione svincolata quando detto anello distanziale 37 ? rimosso, come mostrato in figura 6.

[00142] In accordo ad una realizzazione, l?anello distanziale 37 ? un anello aperto, o ? un anello in due semianelli separabili, in modo che detto anello distanziale 37 possa essere sfilato secondo una direzione trasversale rispetto all?asse di rotazione timone U.

[00143] In accordo ad un?altra realizzazione della presente invenzione, illustrata nella figura 22, il riduttore di velocit? 40 ? di tipo cicloidale ed ? disposto assialmente all?esterno rispetto al motore elettrico rotativo 10.

[00144] Nella figura 22 il dispositivo di collegamento timone ? stato omesso per comodit? di illustrazione, ma si fa presente che anche la forma realizzativa del gruppo di comando rotazione timone 1 di figura 22 comprende il suddetto dispositivo di collegamento timone 30 disposto per ricevere un moto rotativo da detto rotore 12 e fissabile a detto timone direzionale 90, in modo da correlare la rotazione di detto rotore 12 rispetto a detto statore 11, con la rotazione di detto timone direzionale 90 rispetto a detta struttura di sostegno 60.

[00145] Il suddetto dispositivo di collegamento timone 30 comprende qualsiasi delle caratteristiche del dispositivo di collegamento timone descritto sopra per le altre forme realizzative.

[00146] Il motore elettrico rotativo ?, preferibilmente, di tipo a flusso assiale, preferibilmente di tipo brushless a flusso assiale.

[00147] Secondo un aspetto dell?invenzione, i suddetti scopi e vantaggi sono soddisfatti da un sistema di timoneria 200, ad esempio mostrato nelle figure 14 e 15, comprendente:

- almeno una stazione di guida 202, 203 comprendente un rispettivo encoder di posizione angolare 210, 211 di un rispettivo organo di guida (non mostrato nelle figure), ad esempio una ruota timone, in grado di fornire un segnale elettrico di posizione angolare;

- una unit? di controllo elettronica principale 205 collegata a detto rispettivo encoder di posizione angolare 210, 211 di detto rispettivo organo di guida, in modo da ricevere detto segnale elettrico di posizione angolare;

- almeno un gruppo di comando rotazione timone 1A, 1B come descritto sopra, in cui il motore elettrico rotativo 10 ? collegato con detta unit? di controllo elettronica principale 205, in modo che detta unit? di controllo elettronica principale 205 azioni il motore elettrico rotativo 10 in modo da orientare il timone 90 associato a detto almeno un gruppo di comando rotazione timone 1A, 1B, secondo una posizione angolare desiderata in funzione di detto segnale elettrico di posizione angolare.

[00148] In accordo ad una realizzazione, al motore elettrico rotativo 10 di ciascuno di detti almeno un gruppo di comando rotazione motore 1A, 1B, quando detto motore 10 ? brushless, ? associato un rispettivo controllo elettronico di motore 207, 208 configurato per controllare detto motore 10.

[00149] In accordo ad una realizzazione, ciascuno di detti almeno un gruppo di comando rotazione timone 1A, 1B, ? collegato con detta unit? di controllo elettronica principale 205, in modo retroazionato, in cui l?encoder angolare 70 dell?almeno un gruppo di comando rotazione 1A, 1B ? collegato a detta unit? di controllo elettronica principale 205, in modo da fornire a detta unit? di controllo elettronica principale 205 un rispettivo segnale di ritorno dipendente dalla posizione angolare del timone 90.

[00150] In accordo ad una realizzazione, l?almeno un gruppo di comando rotazione timone 1A, 1B ? formato da un gruppo comando rotazione timone destro 1A e da un gruppo rotazione timone sinistro 1B.

[00151] In accordo ad una realizzazione, il sistema di timoneria 200 comprende una unit? di controllo elettronica ridondante 206, uguale a detta unit? di controllo principale 205, collegata a detto motore elettrico rotativo 10 di ciascuno di detti almeno un gruppo di comando rotazione timone 1A, 1B, e a detto rispettivo encoder di posizione angolare 210, 211 di detta almeno una stazione di guida 202.

[00152] In accordo ad una realizzazione, l?unit? di controllo elettronica ridondante 206 ? configurata per entrare in funzione quando l?unit? di controllo elettronica principale 205 ? guasta.

[00153] In accordo ad una realizzazione, la almeno una stazione di guida 202, 203 ? formata da una stazione di guida di principale 202, preferibilmente disposta su un ponte di comando, o plancia, del mezzo di navigazione, e da una stazione di guida secondaria 203, preferibilmente disposta su un ponte differente del mezzo di navigazione, ad esempio sul fly.

[00154] In accordo ad una realizzazione, la stazione di guida principale e la stazione di guida secondaria sono configurate per essere azionabili selettivamente.

[00155] Il confronto tra le figure 19, 20, e 21 illustra un principale vantaggio tecnico dell?invenzione rispetto alla tecnica nota.

[00156] In particolare, le figure 19 e 20 mostrano un sistema di timoneria noto, comprendente due timoni 90, la cui posizione angolare ? comandata da un solo attuatore idraulico lineare 95, ad esempio un cilindro idraulico, e tali timoni sono collegati tra loro da una barra di trasmissione 96 per trasmettere la posizione angolare da uno all?altro dei due timoni.

[00157] Nella figura 19 i timoni 90 sono disposti col proprio piano mediano di timone 94 parallelo alla linea di mezzeria longitudinale M del mezzo di navigazione, al fine di condurre il mezzo di navigazione secondo una rotta rettilinea.

[00158] Nella figura 20, tramite l?attuatore lineare 95, i due timoni vengono ruotati secondo un angolo massimo di rotazione, in cui i piani mediani di timone 94 formano, rispetto alla linea di mezzeria longitudinale M, una angolo massimo di rotazione.

[00159] Tale angolo massimo di rotazione viene meccanicamente limitato dagli ingombri dell?attuatore lineare 95, e della barra di trasmissione 96.

[00160] Pertanto tale angolo di rotazione massimo, secondo la tecnica nota, non pu? superare 35?.

[00161] La figura 21 mostra invece un sistema di timoneria comprendente due gruppi di comando rotazione timone secondo l?invenzione.

[00162] Come ? ben visibile, l?attuatore lineare 95 e la barra di trasmissione 96 sono completamente assenti.

[00163] Questo consente di poter ruotare i timoni 90 secondo un angolo massimo di rotazione ben maggiore di quello possibile secondo la tecnica nota.

[00164] La possibilit? di ruotare i timoni 90 secondo angoli ben maggiori di 35? consente di poter guidare il mezzo di navigazione, in cooperazione con i propulsori, secondo i qualsiasi direzione rispetto alla linea di mezzeria longitudinale M del mezzo di navigazione, facilitando in modo sostanziale le manovre trasversali del mezzo di navigazione durante le manovre di ormeggio.

[00165] Un altro vantaggio dell?invenzione ? quello di consentire di comandare l?angolo di rotazione di ciascuno dei due timoni in modo differente dall?angolo di rotazione dell?altro dei due timoni.

[00166] Alle forme di realizzazione del dispositivo sopra descritte, un tecnico del ramo, per soddisfare esigenze contingenti, potr? apportare modifiche, adattamenti e sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza per questo uscire dall?ambito delle seguenti rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenente ad una possibile forma di realizzazione pu? essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

[00167] Le figure non sono necessariamente in scala.

[00168] Tutte le caratteristiche qui descritte possono essere combinate secondo qualsiasi combinazione, eccetto le combinazioni in cui almeno alcune di tali caratteristiche si escludono a vicenda.

Claims (16)

RIVENDICAZIONI

1. Gruppo di comando rotazione timone (1) per un mezzo di navigazione galleggiante comprendente uno scafo (50) ed un timone direzionale (90) montato girevole rispetto ad una struttura solidale a detto scafo (50) attorno ad un asse di rotazione timone (U),

in cui detto gruppo di comando rotazione timone (1) comprende:

- un motore elettrico rotativo (10) comprendente uno statore (11) ed un rotore (12) configurato per ruotare rispetto a detto statore (11) attorno ad un asse di rotore (R);

- una struttura di sostegno (60) comprendente una porzione di fissaggio motore (62) configurata per fissare detto statore (11) a detta struttura di sostegno (60), ed una opposta porzione di fissaggio scafo (61) atta a fissare detta struttura di sostegno (60) rispetto a detta struttura solidale a detto scafo (50);

- un dispositivo di collegamento timone (30) disposto per ricevere un moto rotativo da detto rotore (12) e fissabile a detto timone direzionale (90), in modo da correlare la rotazione di detto rotore (12) rispetto a detto statore (11), con la rotazione di detto timone direzionale (90) rispetto a detta struttura di sostegno (60).

2. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 1, in cui detto asse di rotore (R) ? disposto coassiale con detto asse di rotazione timone (U).

3. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 1, in cui detto statore (11) ? di forma anulare coassiale con detto asse di rotore (R) e presenta una cavit? centrale di statore (13) all?interno della quale ? alloggiato girevolmente detto rotore (12), ed in cui detto rotore (12) ? di forma anulare coassiale con detto asse di rotore (R) e presenta una cavit? centrale di rotore (14).

4. Gruppo di comando rotazione timone (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente un riduttore di velocit? (40) collegato a, ed interposto tra, detto rotore (12) e detto dispositivo di collegamento timone (30).

5. Gruppo di comando rotazione timone (1) secondo le rivendicazioni 3 e 4, in cui detto riduttore di velocit? (40) ? almeno in parte alloggiato all?interno di detta cavit? centrale di rotore (14) e/o di detta cavit? centrale di statore (13).

6. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 4, in cui detto riduttore di velocit? (40) ? un riduttore cicloidale.

7. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 1, in cui detto motore elettrico rotativo (10) ? un motore ?brushless?.

8. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 1, in cui il motore elettrico rotativo (10) ? un motore ?torque motor?.

9. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 1, in cui la struttura di sostegno (60) ha forma sostanzialmente tubolare coassiale con detto asse di rotazione timone (U) e definente una estremit? superiore di struttura tubolare (64) comprendente detta porzione di fissaggio motore (62), una opposta estremit? inferiore di struttura tubolare (65) comprendente detta porzione di fissaggio scafo (61), una parete laterale di struttura tubolare (63) che collega tra loro l?estremit? superiore di struttura tubolare (64) e l?estremit? inferiore di struttura tubolare (65), in cui detto dispositivo di collegamento timone (30) ? contenuto all?interno di detta struttura di sostegno (60).

10. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 9, in cui detto motore elettrico rotativo (10) ? disposto in modo da chiudere detta estremit? superiore di struttura (64).

11. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 1, comprendente un coperchio contenitore (80) associato a detto statore (11) da parte opposta rispetto a detto dispositivo di collegamento timone (30) per chiudere superiormente detto motore elettrico rotativo (10).

12. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di collegamento timone (30) comprende una flangia di collegamento (42) atta ad essere collegata direttamente o indirettamente a detto rotore (12) ed un corpo di collegamento (31) fissabile a detto timone, detta flangia di collegamento (42) e detto corpo di collegamento (31) essendo ruotabili attorno all?asse di rotazione timone (U), e comprendenti un accoppiamento ad innesto (33) configurato in modo da vincolare/svincolare in rotazione detto corpo di collegamento (31) a/da detta flangia di collegamento (42), selettivamente, tra una posizione vincolata ed una posizione svincolata.

13. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 12, in cui detto corpo di collegamento (31) presenta una sede di impegno (34) per impegnare rimovibilmente una barra a leva (35) azionabile manualmente da un operatore per comandare manualmente in rotazione detto corpo di collegamento (31), in detta posizione svincolata.

14. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo la rivendicazione 12, in cui detto corpo di collegamento (31) ? scorrevole assialmente rispetto a detta flangia di collegamento (42) lungo l?asse di rotazione timone (U) tra detta posizione vincolata e detta posizione svincolata.

15. Gruppo di comando rotazione timone (1), secondo almeno una rivendicazione precedente, comprendente un timone direzionale (90), detto timone direzionale (90) comprendendo una pala di timone (92) ed un albero di timone (91) fissato lungo detta pala di timone (92), detto albero di timone (91) estendendosi lungo detto asse di rotazione di timone (U) ed avendo una estremit? libera di albero di timone (93) fissata a detto dispositivo di collegamento timone (30).

16. Sistema di timoneria (200) per un mezzo di navigazione galleggiante, comprendente:

- almeno una stazione di guida (202, 203) comprendente un rispettivo encoder di posizione angolare (210, 211) di un rispettivo organo di guida, in grado di fornire un segnale elettrico di posizione angolare,

- una unit? di controllo elettronica principale (205) collegata a detto rispettivo encoder di posizione angolare (210, 211) di un rispettivo organo di guida, in modo da ricevere detto segnale elettrico di posizione angolare;

- almeno un gruppo di comando rotazione timone (1A, 1B) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui il motore elettrico rotativo (10) ? collegato con detta unit? di controllo elettronica principale (205), in modo che detta unit? di controllo elettronica principale (205) azioni il motore elettrico rotativo (10) in modo da orientare il timone (90) associato a detto almeno un gruppo di comando rotazione timone (1A, 1B), secondo una posizione angolare desiderata in funzione di detto segnale elettrico di posizione angolare.