ITGE20130062A1

ITGE20130062A1 - ANTI-ROLLS APPARATUS AND FOR CHECKING THE STRUCTURE DURING NAVIGATION IN MOTOR BOATS

Info

Publication number: ITGE20130062A1
Application number: IT000062A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Brighi
Original assignee: Giorgio Brighi
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-03

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione Industriale dal titolo: "Apparato antirollio e per il controllo dell'assetto durante la navigazione nelle imbarcazioni a motore" appartenente DESCRIPTION of the Industrial Invention entitled: "Anti-roll and trim control apparatus during navigation in motor boats" belonging

STATO DELL'ARTE STATE OF THE ART

Un'imbarcazione a motore, per ottenere le migliori condizioni di navigazione deve essere dotata, oltre che di adeguati apparati di propulsione e di governo, di sistemi in grado di mantenere le migliori condizioni di assetto del natante stesso e ciò vale sia per quanto concerne l'assetto longitudinale (pitching) sia per quello trasversale (rolling or heeling). In order to obtain the best navigation conditions, a motor boat must be equipped, in addition to adequate propulsion and steering systems, with systems capable of maintaining the best trim conditions of the vessel itself and this applies both to the 'longitudinal trim (pitching) and transversal (rolling or heeling).

In merito al primo (pitching) già negli anni '50 dello scorso secolo l'americano Chuck Bennet per primo ha sperimentato e diffusamente realizzato un sistema basato sull'applicazione di una coppia di alettoni, che oggi tutti conoscono come "flaps" "o trim tabs", applicati all'estrema poppa, capaci, una volta abbassati durante la navigazione, di sollevare la poppa stessa e facilitare la planata del motoscafo anche con una potenza ridotta. Vedasi fig.l pos. 1 e 2. With regard to the first (pitching) already in the 50s of the last century the American Chuck Bennet was the first to experiment and widely developed a system based on the application of a pair of ailerons, which today everyone knows as "flaps" "or trim tabs ", applied to the extreme stern, capable, once lowered during navigation, to raise the stern itself and facilitate the glide of the motorboat even with reduced power. See fig. L pos. 1 and 2.

Il vantaggio dell'applicazione è anche quella di poterli sollevare e quindi di ritrarli dal flusso dell'acqua quando il natante è in assetto e non servono più e, in particolare, durante la navigazione con mare in poppa, allorquando potrebbero essere oltremodo pericolosi. The advantage of the application is also that of being able to lift them and therefore to withdraw them from the water flow when the vessel is in trim and no longer needed and, in particular, during navigation with the sea astern, when they could be extremely dangerous.

Non meno importante per un'imbarcazione a motore è quella di poter disporre, durante la navigazione, di un apparato capace di consentire il controllo dell'assetto trasversale (detto anche sbandamento) ottenuto oggi a mezzo di pinne antirollio ampiamente note, capaci di ridurre il rollio stesso in condizioni di mare agitato, migliorando così il comfort durante la navigazione. No less important for a motor boat is that of being able to dispose, during navigation, of an apparatus capable of allowing the control of the transverse attitude (also called heeling) obtained today by means of widely known anti-roll fins, capable of reducing the roll itself in rough sea conditions, thus improving comfort during navigation.

Questo tipo di stabilizzatori, che sostanzialmente costituiscono lo stato attuale dell'arte, sono essenzialmente costituiti da una coppia di pinne basculanti poste l'una sulla fiancata di dritta e l'altra sulla fiancata di sinistra, ciascuna azionata da un macchinario situato entrobordo, simile ad una macchina del timone capace di imporre un movimento oscillatorio alle pinne stesse e creare così una coppia di raddrizzamento sul natante in opposizione a quella generata dal mare agitato. Queste pinne vengono posizionate prossime alla sezione maestra dello scafo e sono generalmente fabbricate in due versioni entrambe note: l'una che prevede le pinne sempre esposte fuoribordo, anche quando non necessitano, e l'altra che prevede il rientro a bordo di tutto l'apparato, pinne comprese, quando non necessitano. Si consultino a questo proposito alcuni brevetti esistenti in parte abbandonati come quelli diSuberkrub 888452; Bouiges 1.301.936; Muirhead 803,602 od altri. This type of stabilizers, which substantially constitute the current state of the art, essentially consist of a pair of tilting fins placed one on the starboard side and the other on the left side, each operated by a machinery located inboard, similar to a rudder machine capable of imposing an oscillating movement on the fins themselves and thus create a righting torque on the vessel in opposition to that generated by the rough sea. These fins are positioned close to the main section of the hull and are generally manufactured in two versions, both known: one which foresees the fins always exposed outboard, even when they are not needed, and the other which foresees the return on board of the whole apparatus, including fins, when not needed. In this regard, consult some existing patents partially abandoned such as those of Suberkrub 888452; Bouiges 1,301,936; Muirhead 803,602 or others.

Entrambe le versioni hanno seri inconvenienti: la prima ha il difetto che le pinne, sempre esposte fuoribordo, costituiscono una costante resistenza all'avanzamento del natante, in particolare se dotato di elevata velocità, mentre gli apparati relativi alla seconda versione totalmente rientrabili sono estremamente ingombranti, complicati e molto costosi, riducendone così in modo drastico l'applicazione sulla maggior parte delle imbarcazioni da diporto eccettuati i grandi yachts. Both versions have serious drawbacks: the first has the defect that the fins, always exposed outboard, constitute a constant resistance to the movement of the vessel, in particular if equipped with high speed, while the equipment relating to the second version, totally retractable, is extremely bulky. , complicated and very expensive, thus drastically reducing their application on most pleasure boats except for large yachts.

Il problema si complica ulteriormente nel caso di imbarcazioni dotate di carena planante in quanto, in tal caso, la carena, al momento dell'entrata in planata si solleva notevolmente sul livello dell'acqua con il rischio che le pinne vengano, in questa situazione, a lavorare al di sopra dello stesso livello dell'acqua. The problem is further complicated in the case of boats equipped with a planing hull since, in this case, the hull, at the moment of planing, raises considerably above the water level with the risk that the fins are, in this situation, to work above the same water level.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

L'apparato oggetto del trovato, che sarà di seguito dettagliatamente descritto ed illustrato, elimina gli inconvenienti sopra lamentati ed è invece tale da offrire i seguenti vantaggi rispetto all'attuale stato dell'arte: The apparatus according to the invention, which will be described and illustrated in detail below, eliminates the aforementioned drawbacks and is instead such as to offer the following advantages with respect to the current state of the art:

Ingombro all'interno dello scafo ridotto al minimo, praticamente nullo, come si vedrà dalla dettagliata descrizione del trovato. Space required inside the hull reduced to a minimum, practically nil, as will be seen from the detailed description of the invention.

- Nessuna appendice di carena esposta durante la navigazione in situazioni normali, allorquando non serve - No hull appendage exposed during navigation in normal situations, when not needed

possibilità di ottenere una riduzione del rollio durante la navigazione in mare agitato, utilizzando gli stabilizzatori oggetto del trovato utilizzati in modalità automatico. possibility of obtaining a reduction of the roll during navigation in rough sea, using the stabilizers object of the invention used in automatic mode.

- mantenimento durante la navigazione, sia in manuale che in automatico, dell'assetto trasversale più confortevole - anche diverso da 0 - in relazione alle condizioni del mare del vento, della velocità e del servizio svolto, come ad esempio in pesca od altro (tutti i velisti sanno, che, con pochi gradi di sbandamento ottenuti anche con l'esposizione di una piccola vela si ottengono condizioni di navigazione molto più gradevoli). - maintenance during navigation, both in manual and automatic mode, of the most comfortable transverse attitude - even if different from 0 - in relation to the sea conditions of the wind, the speed and the service performed, such as in fishing or other (all sailors know that, with a few degrees of heel obtained even with the exposure of a small sail, much more pleasant sailing conditions are obtained).

Ma vi è infine un'ulteriore prospettiva favorevole derivante dall'applicazione del trovato, costituita dal fatto che il sostentamento dello scafo per effetto degli alettoni esposti sottocarena, potrebbe portare come conseguenza un un maggiore sostentamento dello scafo in navigazione con conseguente aumento della velocità del natante. But finally there is a further favorable prospect deriving from the application of the invention, consisting of the fact that the support of the hull due to the effect of the ailerons exposed under the hull, could result in a greater support of the hull during navigation with a consequent increase in the speed of the vessel. .

DESCRIZIONE DEL SISTEMA E DISEGNI SYSTEM DESCRIPTION AND DRAWINGS

La descrizione del trovato è corredata di 4 tavole contenenti complessivamente 8 figure. The description of the invention is accompanied by 4 tables containing a total of 8 figures.

Nella fig. 1 relativa alla pianta del fondo dell'imbarcazione si vede come dovrebbero essere posizionate tutte le appendici di carena al fine di ottenere le migliori condizioni di navigazione e precisamente: le posizioni 1 e 2 si riferiscono ai noti trim tabs poppieri, destro e sinistro, molto importanti, come già si è già accennato, per il mantenimento del giusto assetto longitudinale (pitching) e facilitare la planata, le posizioni 3 e 4 sono relative a timoni tradizionali, ma che potrebbero essere convenientemente sostituiti, per un risparmio di combustibile e per facilitare il governo e le virate con i timoni retrattili descritti nel brevetto internazionale WO2012152864 Al tuttora in validità, pure depositato a nome di Brighi Giorgio. In fig. 1 relating to the plan of the bottom of the boat you can see how all the hull appendages should be positioned in order to obtain the best navigation conditions and precisely: positions 1 and 2 refer to the well-known stern trim tabs, right and left, very much important, as already mentioned, for maintaining the correct longitudinal trim (pitching) and facilitating gliding, positions 3 and 4 relate to traditional rudders, but which could be conveniently replaced, to save fuel and to facilitate steering and steering with retractable rudders described in the international patent WO2012152864 Al still valid, also filed in the name of Brighi Giorgio.

Le posizioni 5 e 6 infine, si riferiscono agli alettoni sinistro e destro oggetto del trovato, che qui vediamo posizionati prossimi alla mezzeria dello scafo, affiancati quanto possibile alle murate di destra e sinistra, allo scopo di ottenere la maggior coppia possibile di raddrizzamento o di sbandamento in navigazione e, naturalmente, le stesse appendici dovranno essere disposte sottocarena in apposito incasso, come sarà illustrato. Finally, positions 5 and 6 refer to the left and right ailerons object of the invention, which we see here positioned close to the center line of the hull, flanked as much as possible to the right and left sides, in order to obtain the greatest possible righting torque or heeling in navigation and, of course, the same appendages must be arranged under the hull in a special recess, as will be illustrated.

In particolare lo stesso alettone di dritta viene anche rappresentato più dettagliatamente nelle fig. 2, 3, 4, (l'alettone di sinistra sarà simmetrico) e, in particolare, nella fig. 2 viene rappresentata una sezione longitudinale verticale dell'alettone in posizione retratta ossia orizzontale e posizionata a paro con il fondo dello scafo 11. In particular, the starboard aileron itself is also shown in greater detail in figs. 2, 3, 4, (the left aileron will be symmetrical) and, in particular, in fig. 2 shows a vertical longitudinal section of the aileron in a retracted position, i.e. horizontal and positioned flush with the bottom of the hull 11.

Gli alettoni possono essere costituiti da un qualsivoglia materiale comunemente utilizzato nei dispositivi noti allo stato dell'arte. The ailerons can be made of any material commonly used in devices known in the state of the art.

Gli alettoni possono essere ad esempio essere ottenuti da una lega di Peraluman, oppure costituiti da una composizione in acciaio inox saldato o in alternativa da fibra al carbonio nei casi che si voglia ottenere il massimo della resistenza e leggerezza . The ailerons can for example be obtained from a Peraluman alloy, or consist of a welded stainless steel composition or alternatively of carbon fiber in cases where maximum strength and lightness are to be obtained.

L'alettone è inoltre coperto e protetto in un involucro dotato di un robusto coperchio stagno 7 che può nascere anche come incasso facente parte della struttura dello scafo, e questo a garanzia di una costante e perfetta tenuta stagna. Nelle stesse figure è indicata con la posizione 13 la robusta cerniera o snodo, che consente all'alettone di inclinarsi per il rientro o l'esposizione durante la navigazione, comandato da una apposito sistema di comando. The wing is also covered and protected in a casing equipped with a sturdy watertight lid 7 which can also be created as a recess forming part of the hull structure, and this guarantees a constant and perfect watertight seal. In the same figures, position 13 indicates the sturdy hinge or joint, which allows the aileron to be tilted for re-entry or exposure during navigation, controlled by a special control system.

Il sistema di comando consente la movimentazione indipendente degli alettoni, in modo tale per cui ciascun alettone può brandeggiare in su e in giù per almeno una ventina di gradi, l'uno indipendente dall 'altro . The control system allows independent movement of the ailerons, so that each aileron can swing up and down for at least twenty degrees, one independent of the other.

Il sistema di comando consente un controllo interamente manuale e/o automatico della movimentazione della coppia di alettoni. The control system allows fully manual and / or automatic control of the movement of the pair of ailerons.

Secondo una prima forma esecutiva il sistema di comando è costituito da un sistema di comando manuale, il quale sistema di comando manuale consente il mantenimento di un angolo costante di estrazione di ciascun alettone. According to a first embodiment, the control system consists of a manual control system, which manual control system allows the maintenance of a constant extraction angle of each aileron.

Alternativamente il sistema di comando è costituito da un sistema di comando automatico, il quale sistema di comando automatico consente il mantenimento di un angolo costante di sbandamento dell'imbarcazione, attraverso la movimentazione della coppia di alettoni. Alternatively, the control system consists of an automatic control system, which automatic control system allows the maintenance of a constant angle of heel of the boat, through the movement of the pair of ailerons.

Vantaggiosamente dunque è possibile impostare un angolo di sbandamento che va mantenuto tale durante la navigazione e il sistema di comando movimenta la coppia di alettoni in base alle condizioni del mare e atmosferiche in modo che l'angolo impostato resti tale . Advantageously, therefore, it is possible to set a heel angle which must be maintained during navigation and the control system moves the pair of ailerons according to the sea and atmospheric conditions so that the set angle remains the same.

Come verrà descritto successivamente, in questo caso il sistema di comando comprende almeno un attuatore ed almeno un trasmettitore di pozione. As will be described later, in this case the control system comprises at least one actuator and at least one position transmitter.

Con particolare riferimento alle figure stesse il sistema di comando comprende un attuatore 9 che potrà essere di qualsiasi tipo elettrico od idraulico; nel caso di comando elettrico 1'attuatore può essere costituito anche da un riduttore epicicloidale ovvero del tipo a vite senza fine e il comando potrà trasferirsi all'alettone attraverso un asse contenuto nella cerniera dotato di chiavette o di struttura così detta millerighe. L'alettone sarà inoltre dotato naturalmente di opportune robuste nervature 8 per 1'irrobustimento della struttura soggetta ad un carico elevato. Nella fig. 3 vediamo invece l'alettone 12 in condizione abbassata, inclinato di 15°, corrispondente circa a metà corsa, essendo prevista una massima inclinazione pari a 20 o 25° With particular reference to the figures themselves, the control system comprises an actuator 9 which can be of any electric or hydraulic type; in the case of electric control, the actuator can also be constituted by a planetary reduction gear or of the worm screw type and the control can be transferred to the aileron through an axis contained in the hinge equipped with keys or with a so-called ribbed structure. The aileron will also naturally be equipped with suitable robust ribs 8 for strengthening the structure subjected to a high load. In fig. 3 instead we see the aileron 12 in a lowered condition, inclined by 15 °, corresponding to approximately halfway, with a maximum inclination of 20 or 25 ° being envisaged

La fig. 5 mostra invece in maniera molto più dettagliata e costruttiva una versione dell'alettone sia di destra che di sinistra, ricavato in apposito recesso 20 ricavato nella struttura del fondo della barca in fase di stampata. Qui il comando è previsto mediante uno o più attuatori costituiti ciascuno da un cilindro idraulico convenzionale 17, direttamente applicato sul cielo della struttura dell'incasso 20. Fig. 5 shows, on the other hand, in a much more detailed and constructive way a version of the aileron both on the right and on the left, obtained in a special recess 20 obtained in the structure of the bottom of the boat during the molding phase. Here the command is provided by means of one or more actuators each consisting of a conventional hydraulic cylinder 17, directly applied to the ceiling of the recessed structure 20.

L'alettone è dotato di cerniera e flangia d'attacco 14 mentre l'estremità dello stelo del cilindro è provvisto di snodo scorrevole 18 per agire sull'alettone stesso, che vediamo retratto nella fig. The aileron is equipped with a hinge and attachment flange 14 while the end of the cylinder rod is provided with a sliding joint 18 to act on the aileron itself, which we see retracted in fig.

5 ed abbassato nella fig. 6. In tutte tre le figure 5, 6 e 7 vediamo rappresentato il dispositivo pos.15 consistente in un trasmettitore di posizione dell'alettone necessario per monitorare la posizione dell'alettone, sia nella fase di controllo manuale sia in quella automatica. Si noti come questo dispositivo sia dotato di una parte meccanica in acqua non soggetta ad avarie, mentre la parte elettrica od elettronica più delicata resta nella parte superiore, e quindi nella zona all'asciutto dello scafo evitando i ben noti frequenti inconvenienti che si verificano nei tradizionali flap poppieri dotati di mezzi di segnalazione esposti fuoribordo . 5 and lowered in fig. 6. In all three figures 5, 6 and 7 we see represented the device pos. 15 consisting of a aileron position transmitter necessary to monitor the aileron position, both in the manual and in the automatic control phase. Note how this device is equipped with a mechanical part in the water that is not subject to breakdowns, while the more delicate electrical or electronic part remains in the upper part, and therefore in the dry area of the hull, avoiding the well-known frequent problems that occur in traditional stern flaps equipped with signaling means exposed outboard.

Sullo stesso disegno viene rappresentato anche il trasmettitore di posizione 15 per il monitoraggio della situazione degli alettoni e per i controlli previsti, manuali od automatici. The same drawing also shows the position transmitter 15 for monitoring the situation of the ailerons and for the foreseen manual or automatic controls.

Altro particolare importante che sarà oggetto di particolare rivendicazione, è costituito dalla struttura dell'alettone caratterizzata dal fatto di avere due alette verticali 19 sui bordi laterali longitudinali come rappresentato nella sezione X-X ben evidenziata nelle fig.5 e 6, capace di conferire una maggior portanza all'alettone stesso. Another important detail that will be the subject of a particular claim, is constituted by the aileron structure characterized by the fact of having two vertical fins 19 on the longitudinal side edges as shown in the section X-X well highlighted in figs. 5 and 6, capable of conferring greater lift. to the aileron itself.

Il montaggio a bordo, che può essere fatto soltanto con barca tirata in secco avviene nel seguente modo: The assembly on board, which can only be done with the boat pulled out of the water, takes place in the following way:

1- Viene fissata la placca di fissaggio dell'alettone 14 dotata di cerniera alla parte rinforzata dell'incasso 25, 1- The aileron fixing plate 14 with hinge is fixed to the reinforced part of the recess 25,

2-viene poi applicato l'alettone 14 infilando la spina, che può essere in vari pezzi, nella cerniera, 3-Viene poi sistemato sul tetto dell'incasso 20 1'attuatore 17 (o gli attuatori se più di uno con gli steli passanti 2-the aileron 14 is then applied by inserting the pin, which can be in various pieces, in the hinge, 3-The actuator 17 is then placed on the roof of the recess 20 (or the actuators if more than one with the through rods

4- viene collegato lo stelo del cilindro dell'attuatore allo snodo 18 agente sull'alettone. 4- the rod of the actuator cylinder is connected to the joint 18 acting on the aileron.

Il sistema di comando degli alettoni consente inoltre il monitoraggio della posizione angolare di ciascun alettone. The aileron control system also allows monitoring of the angular position of each aileron.

Tale monitoraggio può avvenire in qualsivoglia modo noto allo stato dell'arte, ad esempio attraverso l'utilizzo di sensori angolari posti sull'alettone che rilevano lo spostamento angolare dello stesso e comunicano i dati rilevati ad una centralina di comando posizionata entrobordo, o in alternativa attraverso il trasmettitore di posizione 15 descritto in precedenza. This monitoring can take place in any way known to the state of the art, for example through the use of angular sensors placed on the aileron which detect the angular displacement of the same and communicate the detected data to a control unit positioned inboard, or alternatively through the position transmitter 15 described above.

La Fig. 7 illustra uno schema di principio dell'apparato oggetto della presente invenzione, in particolare una vista dall'alto delle immagini precedenti, figure 5 e 6. Fig. 7 illustrates a basic diagram of the apparatus object of the present invention, in particular a top view of the previous images, figures 5 and 6.

In particolare la figura 7 è relativa ad una vista dall'alto dell'incasso stagno 20 ricavato all'interno dello scafo 11, dove vengono alloggiati gli alettoni. In particular, figure 7 relates to a top view of the watertight recess 20 obtained inside the hull 11, where the ailerons are housed.

Si specifica chela figura 7 è relativa ad un solo scasso 20, all'interno del quale è alloggiato un solo alettone, movimentato da due attuatori 17 e la cui posizione angolare è monitorata dal dispositivo 15, così come descritto in precedenza. It is specified that figure 7 relates to a single cutout 20, inside which a single aileron is housed, moved by two actuators 17 and whose angular position is monitored by the device 15, as described above.

La Fig. 8 dell'ultima tavola mostra una vista da poppavia, sottocarena del motoscafo dotato dell' apparato oggetto del trovato ed ove è visibile l'alettone di dritta 6 abbassato, capace di creare una sbandamento dell'imbarcazione in senso antiorario, mentre l'alettone di SN 5 è rientrato. Fig. 8 of the last table shows a view from aft, under the hull of the motorboat equipped with the apparatus according to the invention and where the starboard aileron 6 is lowered, capable of creating a heel of the boat in an anticlockwise direction, while the the aileron of SN 5 has retracted.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus for the reduction of roll and for the control of the transverse attitude during navigation, intended for motor boats, in particular planing, characterized by the fact that the said apparatus comprises at least a pair of ailerons to be applied symmetrically under the hull with respect to the bow-stern axis, placed near the midship, one near the starboard side and the other near the left side, since each aileron is mounted inside a watertight recess obtained inside the hull of the boat, each aileron including a forward hinge, in such a way that each aileron passes from a retracted condition, in which the said aileron is inside the said recess with its lower surface flush with the surface of the bottom of the hull, to a condition of extraction, each aileron being moved by an inboard control system by means of a special transmission system.

2. Apparatus according to claim 1, wherein said inboard control system allows independent movement of the ailerons, so that each aileron can swing up and down for at least twenty degrees, each independent of the other.

3. Apparatus according to claims 1 or 2, wherein said control system allows monitoring of the angular position of each aileron.

4. Apparatus according to one or more of the preceding claims, in which the said control system allows an entirely manual and / or automatic control of the movement of the said pair of ailerons.

5. Apparatus according to claim 4, wherein said control system is constituted by a manual control system, which manual control system allows the maintenance of a constant extraction angle of each aileron.

6. Apparatus according to claim 4, wherein said control system is constituted by an automatic control system, which automatic control system allows the maintenance of a constant angle of heel of the boat, through the movement of said pair of ailerons, comprising said control system at least one actuator (17) and at least one position transmitter (15) for each aileron

7. Apparatus according to one or more of the preceding claims, in which each aileron has a rectangular profile and provides at least two side fins (19), which side fins (19) are connected to the lower surface of each aileron, extending the said side fins vertically in the opposite direction with respect to the hull of said boat.