ITGE20110146A1

ITGE20110146A1 - Timoneria per imbarcazioni

Info

Publication number: ITGE20110146A1
Application number: IT000146A
Authority: IT
Inventors: Marco Campagna; Giorgio Gai
Original assignee: Ultraflex Spa
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-06-24
Also published as: US20130160689A1; US9242711B2; EP2607228B1; EP2607228A1

Description

"Timoneria per imbarcazioni"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto una timoneria per imbarcazioni comprendente almeno un organo di comando del tipo volante, leva o simili, collegato ad un albero di azionamento di una trasmissione, che Ã ̈ costituita da almeno due elementi di trasmissione fra loro impegnati dinamicamente, dei quali elementi di trasmissione un elemento di entrata ed uno di uscita, il quale elemento di uscita aziona almeno un organo di trasferimento del moto del detto organo di comando ad una unitÃ operativa, in modo tale per cui uno spostamento/rotazione del detto organo di comando viene trasmesso al detto organo di trasferimento attraverso la detta trasmissione.

Quella appena descritta Ã ̈ la comune configurazione di una timoneria per imbarcazioni, in particolare una timoneria meccanica per il comando di imbarcazioni .

CosÃ¬ come descritto tali timonerie presentano un organo di comando, il cui spostamento aziona le componenti di una trasmissione che Ã ̈ atta a trasferire lo spostamento dell'organo di comando in un corrispondente azionamento di una unitÃ operativa per il comando ad esempio di attuatori di sterzatura.

La trasmissione di tali timonerie deve essere particolarmente efficiente, ossia l'elemento di entrata si deve impegnare dinamicamente con l'elemento di uscita senza creare "giochi" per trasmettere in maniera efficace lo spostamento dell'organo di comando all'organo di trasferimento ad una unitÃ operativa.

Le componenti di tale trasmissione sono inoltre sottoposte a stress elevati. Innanzitutto tali componenti sono sottoposte a stress legati al funzionamento meccanico, ossia i continui cambi di direzione legati alla movimentazione dell'imbarcazione creano cicli di fatica continui che usurano le componenti, le quali deteriorandosi creano malfunzionamenti e inefficienze di rendimento dell'intero sistema timoneria.

Secondariamente l'usura delle componenti della trasmissione puÃ² anche essere causata dagli agenti esterni appartenenti all'ambiente all'interno del quale le timonerie lavorano, ossia quello marino, che si presente particolarmente aggressivo nei confronti delle diverse componenti.

Infine la presenza di "giochi" nell'accoppiamento dinamico delle componenti della trasmissione, puÃ² creare una movimentazione relativa tra le componenti stesse che incide anche sulla "morbidezza" della timoneria, ossia sulla fluiditÃ dell'organo di comando durante lo spostamento, nonchÃ© sulla prontezza di risposta dell'unitÃ operativa in base alla movimentazione dell'organo di comando.

Esiste dunque una necessitÃ non soddisfatta di realizzare una timoneria per imbarcazioni, in particolare una timoneria meccanica, che tramite accorgimenti relativamente semplici e poco costosi permetta di risolvere gli svantaggi dell'arte nota, in particolare di migliorare il rendimento e l'efficienza delle trasmissioni appartenenti alle timonerie note allo stato dell'arte.

La presente invenzione consegue gli scopi di cui sopra realizzando una timoneria del tipo descritta in precedenza, in cui almeno il detto elemento di entrata Ã ̈ costituito da un materiale ottenuto attraverso un procedimento di sinterizzazione.

Generalmente le componenti delle trasmissioni note allo stato dell'arte, come ingranaggi o simili, sono costituite da materiali metallici ottenuti mediante processi di pressofusione, in quanto tali procedimenti permettono di ottenere componenti valide dal punto di vista del rendimento in rapporto al basso livello di usura che le stesse componenti presentano in risposta all'effetto degli agenti esterni .

Esiste dunque un pregiudizio tecnico legato all'utilizzo dei materiali sinterizzati all'interno di timonerie meccaniche che viene risolto dalla presente invenzione.

Infatti le componenti di materiale sinterizzato in teoria risentono maggiormente dell'ossidazione causata dagli agenti esterni rispetto ai materiali pressofusi, tale ossidazione perÃ² non entra in gioco nÃ© nella timoneria oggetto della presente invenzione, nÃ© nelle timonerie note allo stato dell'arte in quanto la trasmissione Ã ̈ generalmente prevista all'interno di una cassa stagna e le diverse componenti vengono lubrificate per migliorarne il funzionamento .

Un aspetto particolarmente vantaggioso dell'utilizzo di materiali sinterizzati rispetto ai materiali pressofusi Ã ̈ dato dal fatto che il procedimento di pressofusione non risulta facilmente controllabile, per cui Ã ̈ elevato il rischio che si formino soffiature o cricche all'interno delle componenti, cosa che non avviene con il procedimento di sinterizzazione che oltre ad essere facilmente controllabile risulta maggiormente ripetibile.

L'assenza di cricche o soffiature all'interno delle componenti della trasmissione ovviamente aumenta la sicurezza dell'intera timoneria, diminuendo la frequenza di rottura delle singole componenti della trasmissione.

Inoltre il procedimento di sinterizzazione presenta una lavorazione piÃ¹ semplice, realizzando cosÃ¬ componenti il cui accoppiamento dinamico Ã ̈ ottenuto con una maggiore precisione, aumentando il rendimento della trasmissione e diminuendo l'usura delle diverse componenti.

L'utilizzo dunque di materiali sinterizzati permette di realizzare timonerie che si presentano piÃ¹ "morbide" dal punto di vista della fluiditÃ di comando e allo stesso tempo piÃ¹ performanti rispetto alle timonerie note allo stato della'arte.

Secondo una possibile forma esecutiva la trasmissione Ã ̈ costituita da almeno una prima ruota dentata che si impegna con almeno una seconda ruota dentata, che aziona l'organo di trasferimento del moto dell'organo di comando ad una unitÃ operativa.

Tali ruote dentate sono realizzate almeno in parte attraverso l'utilizzo di materiali sinterizzati .

Preferibilmente dunque la trasmissione della timoneria oggetto della presente invenzione Ã ̈ costituita da ingranaggi, realizzati attraverso ruote dentate che si impegnano dinamicamente al fine di trasmettere il movimento dell'organo di comando ad una unitÃ operativa, attraverso l'organo di trasferimento del moto.

Secondo una configurazione preferita la trasmissione Ã ̈ costituita da un pignone centrale azionato a rotazione dall'organo di comando, il quale pignone centrale si impegna con almeno due pignoni periferici, che si impegnano con la dentatura interna di una ruota dentata, che aziona l'organo di trasferimento del moto.

Il pignone centrale e i pignoni periferici risultano montati girevoli ciascuno attorno ad un corrispondente asse di rotazione in modo tale per cui la rotazione del pignone centrale aziona l'organo di trasferimento del moto.

La configurazione descritta risponde ad uno dei requisiti necessari alle timonerie meccaniche, ossia il fatto di avere un buon rapporto di trasmissione tra lo spostamento dell'organo di comando e il moto dell'organo di trasferimento, in modo tale per cui siano richiesti brevi spostamenti dell'organo di comando per effettuare le manovre necessarie.

Oltre a migliorare il rapporto di trasmissione, la trasmissione appena descritta consente di scaricare la forza che il pignone centrale deve imprimere su uno o piÃ¹ pignoni periferici limitando l'usura ed eventuali danneggiamenti dei denti dei pignoni.

La diminuzione dell'usura e la maggiore efficienza di funzionamento Ã ̈ inoltre garantita dalla realizzazione del pignone centrale e dei pignoni periferici in materiale sinterizzato.

Una variante attuativa prevede che anche la ruota dentata sia realizzata in materiale sinterizzato .

Anche in questo caso l'utilizzo di materiali sinterizzati aumenta la sicurezza della timoneria evitando le rotture degli ingranaggi della trasmissione e inoltre il procedimento di sinterizzazione consente di ottenere oggetti senza angolo di sformo, migliorando la precisione nell'accoppiamento dinamico tra i pignoni.

Le ulteriori caratteristiche e migliorie della timoneria oggetto della presente invenzione descritte in seguito sono principalmente volte ad un miglioramento delle prestazioni della timoneria.

Secondo una forma esecutiva Ã ̈ previsto un elemento di scorrimento del tipo cuscinetto o simili montato sulla ruota dentata per facilitare lo scorrimento della stessa e migliorare la trasmissione del moto dell'organo di comando all'organo di trasferimento .

Generalmente si utilizza una qualsiasi tipologia di cuscinetto di quelle note allo stato dell'arte, come ad esempio cuscinetti radianti, volventi, magnetici che vanno inseriti al posto delle comuni boccole a strisciamento previste nelle timonerie note allo stato dell'arte.

In alternativa per assolvere alla stessa funzione Ã ̈ possibile prevedere boccole ad alte prestazioni, ossia realizzate di materiali che permettono di diminuire il coefficiente di attrito tra le parti in movimentazione.

Simili accorgimenti volti dunque a facilitare la movimentazione relativa tra due parti possono essere previsti in tutte le componenti della trasmissione della timoneria.

Si puÃ² dunque prevedere l'inserimento di cuscinetti o di boccole ad elevate prestazioni sui pignoni o sull'albero di azionamento dell'organo di comando.

Come anticipato, la ruota dentata Ã ̈ l'organo di uscita atto a trasmettere il moto all'organo di trasferimento atto al trasferimento del moto dell'organo di comando ad una unitÃ operativa.

Conseguentemente l'organo di trasferimento puÃ² essere di una qualsivoglia tipologia nota allo stato dell'arte, per cui la movimentazione della ruota dentata puÃ² ad esempio azionare una leva oscillante, un attuatore od un bilanciere.

Secondo una variante esecutiva preferita l'organo di trasferimento del moto Ã ̈ costituito da un cavo di trascinamento e/o spinta montato scorrevole all'interno di una guaina e lo spostamento del detto cavo Ã ̈ azionato dalla ruota dentata, essendo previsto sulla ruota dentata almeno un elemento di bloccaggio del cavo.

Il cavo di trasmissione e/o spinta puÃ² presentare le caratteristiche note dei cavi cosiddetti "push/pull" e che sono ampiamente descritti all'interno delle domande di brevetto GE2007A000066 , SV2004A000001 di proprietÃ della stessa richiedente e GE2008A000089.

Il cavo della timoneria oggetto della presente invenzione deve presentare caratteristiche che permettano di installarlo cercando di evitare percorsi tortuosi e curve troppo strette per consentire al guidatore di poter manovrare l'imbarcazione facilmente a tutte le velocitÃ e per ridurre inefficienze e giochi nel sistema.

Secondo una forma attuativa il cavo di trascinamento e/o spinta appartenente alla timoneria oggetto della presente invenzione comprende un nucleo centrale rivestito da una molteplicitÃ di filamenti avvolti in maniera elicoidale attorno all'asse longitudinale del nucleo centrale.

Inoltre la molteplicitÃ di filamenti Ã ̈ costituita da filamenti di materiale metallico e da filamenti di materiale plastico.

La presenza dei filamenti plastici facilita lo scorrimento del cavo all'interno della guaina senza la necessitÃ di rivestire interamente il cavo con materiale plastico. Il rivestimento plastico effettuato sui cavi noti allo stato dell'arte infatti facilita lo scorrimento dello stesso, ma presenta problematiche legate all'individuazione dei punti dove il cavo deve essere fissato alla ruota dentata.

Infatti il rivestimento plastico dei cavi noti allo stato dell'arte Ã ̈ saldato al nucleo metallico e l'individuazione dei punti di fissaggio richiedere di rimuovere, almeno parzialmente, il rivestimento stesso.

I filamenti plastici vengono preferibilmente termosaldati al nucleo centrale.

Secondo un perfezionamento la molteplicitÃ di filamenti prevede che ciascun filamento plastico venga posizionato tra due filamenti metallici e/o ciascun filamento metallico venga posizionato tra due filamenti plastici.

Le caratteristiche appena descritte possono presentarsi in alternativa o in combinazione alle caratteristiche costruttive descritte all'interno delle domande di brevetto citate in precedenza.

La presente invenzione ha inoltre per oggetto un cavo di trasmissione e/o spinta comprendente un nucleo centrale rivestito da una molteplicitÃ di filamenti avvolti attorno al nucleo centrale in maniera elicoidale, essendo la detta molteplicitÃ di filamenti costituiti da filamenti di materiale metallico e da filamenti di materiale plastico.

Inoltre ciascun filamento plastico Ã ̈ posizionato tra due filamenti metallici e/o ciascun filamento metallico Ã ̈ posizionato tra due filamenti plastici.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno piÃ¹ chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

la fig.la illustra uno schema di principio della timoneria per imbarcazioni oggetto della presente invenzione secondo una variante esecutiva preferita;

la fig. lb illustra una sezione lungo un piano laterale della variante esecutiva della timoneria oggetto della presente invenzione;

la fig. 2 illustra un particolare della timoneria per imbarcazione oggetto della presente invenzione ;

le figg. 3a e 3b illustrano il cavo appartenente alla timoneria oggetto della presente invenzione, rispettivamente secondo una vista e secondo un piano di sezione passante per l'asse longitudinale del cavo stesso .

Si specifica che gli esempi illustrati riportati qui di seguito fanno riferimento ad una forma esecutiva specifica della timoneria per imbarcazioni oggetto della presente invenzione e non sono da considerarsi limitativi del concetto inventivo alla base della presente invenzione.

In via generale la timoneria per imbarcazioni oggetto della presente invenzione comprende almeno un organo di comando del tipo volante, leva o simili, collegato ad un albero di azionamento di una trasmissione, che Ã ̈ costituita da almeno due elementi di trasmissione fra loro impegnati dinamicamente, dei quali elementi di trasmissione un elemento di entrata ed uno di uscita.

L'elemento di uscita aziona almeno un organo di trasferimento del moto dell'organo di comando ad una unitÃ operativa, in modo tale per cui uno spostamento/rotazione dell'organo di comando venga trasmesso all'organo di trasferimento attraverso la trasmissione .

Almeno l'elemento di entrata Ã ̈ costituito da un materiale ottenuto attraverso un procedimento di sinterizzazione .

Negli esempi esecutivi illustrati di seguito il concetto generale di realizzare una o piÃ¹ delle componenti della trasmissione in materiali sinterizzati resta tale, ma viene illustrata una particolare configurazione delle dette componenti, nonchÃ© una particolare realizzazione dell'organo di trasferimento .

Con particolare riferimento alle figure la e lb, la timoneria oggetto della presente invenzione comprende un organo di comando sotto forma di volante, la cui rotazione aziona un albero di azionamento 11 collegato ad una trasmissione costituita da una catena di ruote dentate, in cui la ruota dentata di uscita aziona l'organo di trasferimento in base alla rotazione del volante e dell'albero di azionamento.

In particolare l'albero di azionamento 11 si collega ad un pignone centrale 12, azionato a rotazione, che si impegna con tre differenti pignoni periferici 13, i quali pignoni periferici 13 si impegnano con la dentatura interna di una ruota dentata 14 che aziona l'organo di trasferimento del moto.

Il pignone centrale 12 e i pignoni periferici 13 sono montati girevoli ciascuno attorno ad un corrispondente asse di rotazione, rispettivamente 121 e 131, in modo tale per cui la rotazione del pignone centrale 12 aziona l'organo di trasferimento del moto attraverso la rotazione della ruota dentata 14.

La ruota dentata 14 presenta il medesimo asse di rotazione 121 del pignone centrale 12 per semplicitÃ costruttiva, ma puÃ² prevedere un qualsivoglia asse di rotazione .

Allo stesso tempo in figura la sono illustrati tre pignoni periferici 13 disposti in modo tale da impegnarsi contemporaneamente in punti differenti del pignone centrale 12 e in modo tale da presentare assi di rotazione distanziati tra di loro di una distanza angolare pari a 120°.

Tale configurazione Ã ̈ quella che meglio permette di ottenere un compromesso tra elevato rapporto di trasmissione e ingombro della timoneria, ma sono possibili tutte le configurazioni note allo stato dell'arte .

La trasmissione Ã ̈ inoltre contenuta all'interno di una cassa esterna 1, all'interno della quale scorre un cavo 3 che costituisce l'organo di trasferimento del moto, che verrÃ descritto in seguito .

In figura lb viene illustrata una sezione secondo un piano laterale della timoneria oggetto della presente invenzione in cui Ã ̈ previsto un elemento di scorrimento del tipo cuscinetto o simili 2, montato sulla ruota dentata 14, in modo da facilitare la rotazione della stessa.

Il cuscinetto 2 Ã ̈ posto tra la ruota dentata 14 e l'albero di azionamento 11.

Tutte le componenti della trasmissione che presentano una rotazione possono essere previste in combinazione a tale elemento di scorrimento, tale elemento di scorrimento puÃ² essere costituito o da un cuscinetto o da una boccola realizzata con materiale ad alte prestazioni, che presenta un basso coefficiente d'attrito.

In particolare in figura lb tali elementi di scorrimento 2 sono previsti montati sul pignone centrale 12 e sui pignoni periferici 13.

Secondo la variante attuativa illustrata nelle figure da la a 3b, l'organo di trasferimento del moto Ã ̈ costituito da un cavo di trascinamento e/o spinta montato scorrevole all'interno di una guaina 15 di scorrimento, essendo lo spostamento del cavo 3 azionato dalla rotazione della ruota dentata 14.

Vengono previsti sulla ruota dentata 14 elementi di bloccaggio 141 del cavo di trascinamento e/o spinta 3, in modo tale per cui il cavo 3 sia solidale con la ruota dentata 14 e la rotazione della stessa corrisponda ad uno spostamento del cavo 3.

I terminali 31 del cavo 3 verranno poi collegati ad una unitÃ operativa non illustrata nelle figure, per effettuare il moto comandato dall'organo di comando .

Nelle figure 3a e 3b Ã ̈ illustrata una variante esecutiva del cavo di trascinamento e/o spinta 3, in particolare viene illustrata una vista ed una sezione lungo un piano passante per l'asse longitudinale.

Secondo tale variante esecutiva, il cavo di trascinamento e/o spinta comprende un nucleo centrale 32, che Ã ̈ rivestito da una molteplicitÃ di filamenti avvolti in maniera elicoidale attorno all'asse longitudinale del nucleo centrale 32.

La molteplicitÃ di filamenti Ã ̈ costituita da filamenti di materiale metallico 33 e da filamenti di materiale plastico 34.

In particolare i filamenti di tipo metallico 33 e i filamenti di materiale plastico 34 sono disposti in modo tale per cui ciascun filamento plastico 34 Ã ̈ posizionato tra due filamenti metallici 33 e ciascun filamento metallico 33 Ã ̈ posizionato tra due filamenti plastici 34.

In particolare in figura 3b viene illustrato il cavo secondo una sezione lungo un piano passante per l'asse longitudinale, in modo da illustrare la corretta disposizione dei filamenti metallici 33 e plastici 34.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Timoneria per imbarcazioni comprendente almeno un organo di comando del tipo volante, leva o simili, collegato ad un albero di azionamento (11) di una trasmissione, essendo la detta trasmissione costituita da almeno due elementi di trasmissione fra loro impegnati dinamicamente, dei quali elementi di trasmissione un elemento di entrata ed uno di uscita, il quale elemento di uscita aziona almeno un organo di trasferimento del moto (3) del detto organo di comando ad una unitÃ operativa, in modo tale per cui uno spostamento/rotazione del detto organo di comando viene trasmesso al detto organo di trasferimento (3) attraverso la detta trasmissione, caratterizzato dal fatto che almeno il detto elemento di entrata Ã ̈ costituito da un materiale ottenuto attraverso un procedimento di sinterizzazione.
2. Timoneria secondo la rivendicazione 1, in cui la detta trasmissione Ã ̈ costituita da almeno una prima ruota dentata che si impegna con almeno una seconda ruota dentata, la quale seconda ruota dentata aziona il detto organo di trasferimento del moto (3) del detto organo di comando ad una unitÃ operativa.
3. Timoneria secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui la detta trasmissione Ã ̈ costituita da un pignone centrale (12) azionato a rotazione dal detto organo di comando, il quale pignone centrale (12) si impegna con almeno due pignoni periferici (13), i quali pignoni periferici (13) si impegnano con la dentatura interna di una ruota dentata (14), la quale ruota dentata (14) aziona il detto organo di trasferimento del moto (3), essendo il detto pignone centrale (12) e i detti pignoni periferici (13) montati girevoli ciascuno attorno ad un corrispondente asse di rotazione in modo tale per cui la rotazione del detto pignone centrale (12) aziona il detto organo di trasferimento del moto (3) ed essendo almeno il detto pignone centrale (12) ed almeno i detti pignoni periferici (13) costituiti da materiale sinterizzato.
4. Timoneria secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui Ã ̈ previsto un elemento di scorrimento (2) del tipo cuscinetto o simili montato sulla detta ruota dentata (14), in modo da facilitare la rotazione della stessa.
5. Timoneria secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto elemento di scorrimento 82) Ã ̈ previsto montato sul detto pignone centrale (12) e/o sui detti pignoni periferici (13).
6. Timoneria secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto elemento di scorrimento (2) Ã ̈ previsto montato sul detto albero di azionamento (11).
7. Timoneria secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto organo di trasferimento del moto (3) Ã ̈ costituito da un cavo di trascinamento e/o spinta (3) montato scorrevole all'interno di una guaina di scorrimento (15), essendo lo spostamento del detto cavo azionato dalla detta ruota dentata (14), essendo previsto sulla detta ruota dentata (14) almeno un elemento di bloccaggio (141) del detto cavo (3).
8. Timoneria secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui il detto cavo di trascinamento e/o spinta (3) comprende un nucleo centrale (32), il quale nucleo centrale (32) Ã ̈ rivestito da una molteplicitÃ di filamenti avvolti in maniera elicoidale attorno all'asse longitudinale del detto nucleo centrale (32), essendo la detta molteplicitÃ di filamenti costituita da filamenti di materiale metallico (33) e da filamenti di materiale plastico (34).
9. Timoneria secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, in cui la detta molteplicitÃ di filamenti prevede che ciascun filamento plastico (34) Ã ̈ posizionato tra due filamenti metallici (33) e/o ciascun filamento metallico (33) Ã ̈ posizionato tra due filamenti plastici (34).
10. Cavo di trascinamento e/o spinta comprendente un nucleo centrale (32) rivestito da una molteplicitÃ di filamenti, caratterizzato dal fatto che i detti filamenti sono avvolti attorno al detto nucleo centrale in maniera elicoidale, essendo la detta molteplicitÃ di filamenti costituiti da filamenti di materiale metallico (33) e da filamenti di materiale plastico (34).
11. Cavo di trascinamento e/o spinta secondo la rivendicazione 10, in cui ciascun filamento plastico (34) Ã ̈ posizionato tra due filamenti metallici (33) e/o ciascun filamento metallico Ã ̈ posizionato tra due filamenti plastici.