ITPV20090015A1 - Motore fuoribordo per natanti a trasmissione del moto perfezionata - Google Patents

Description

MOTORE FUORIBORDO PER NATANTI A TRASMISSIONE DEL MOTO PERFEZIONATA

La presente invenzione riguarda un motore fuoribordo per natanti, in particolare un motore fuoribordo avente caratteristiche perfezionate di trasmissione del moto.

E' universalmente noto che, per far avanzare lo scafo sull'acqua, i motori fuoribordo prevedono l'uso di un propulsore - di qui in avanti identificato per semplicità con un'elica - atto ad imprimere una spinta tale da produrre come reazione l'avanzamento oppure l'arretramento dello scafo. Il senso di spostamento è determinato dal senso di rotazione dell'elica: nel caso in cui l'elica ruoti in senso orario si prevede una spinta in avanti; in caso contrario la spinta è alllndietro.

Di norma, la rotazione dell'asse elica è determinata da un accoppiamento meccanico, esso è costituito da una coppia di ingranaggi conici, noti anche come "coppia conica", fìssati sui terminali degli assi di rotazione; tali ingranaggi interferiscono tra loro mettendo in comunicazione l'albero di trasmissione verticale e l'asse elica orizzontale. In particolare, il sistema maggiormente in uso è costituito da un ingranaggio conico, posto all'estremità dell'albero di trasmissione, che interferisce con uno dei due ingranaggi conici contrapposti, opportunamente distanziati tra loro, fissati sull'asse portaelica. Il senso di rotazione è determinato dal tipo di accoppiamento dell'ingranaggio fissato all'estremità dell'albero di trasmissione con quello fissato sull'asse elica: se questo avviene con quello anteriore si ha la rotazione in un senso, se avviene con quello posteriore il senso di rotazione risulta essere opposto.

Tale sistema produce un notevole consumo di energia, oltre a costituire un complesso meccanico assai delicato nel suo insieme.

Si è inoltre riscontrato che nei sistemi di tecnica nota gli assi di trasferimento del moto risultano trovarsi perpendicolari tra loro, con la conseguenza che l’elica viene a trovarsi in posizione praticamente molto prossima alla poppa. Secondo recenti studi, questa conformazione non costituisce un vantaggio, soprattutto per scafi veloci da diporto e per uso professionale, tanto che recentemente si è provveduto ad aumentare l’utilizzo di “bracket” e di trasmissioni di superficie, comportando così il posizionamento dell’elica a debita distanza dallo specchio di poppa.

Scopo della presente invenzione è pertanto di realizzare un motore fuoribordo per natanti che possegga una struttura semplice e leggera che sia in grado di applicare la propulsione a distanza dallo specchio di poppa senza l'ausilio di artifizi.

Inoltre, il desiderio di ridurre l'inquinamento e la rumorosità dei motori ha portato recentemente sul mercato i motori fuoribordo elettrici, che fino ad ora, data l'esigua potenza, sono stati utilizzati come propulsori prevalentemente per spostarsi lentamente e per brevi tratti in rada o per praticare la pesca a traina lenta.

In questo tipo di motore, l'inversione di rotazione avviene più semplicemente scambiando tra loro le fasi. Se si tratta di motori elettrici monofase lo scambio è semplicemente tra le due fasi presenti; nel caso dei motori multifase, vengono scambiate tra loro le fasi aventi la medesima polarità. E' pertanto evidente che propulsiva non è necessario disporre è sufficiente invece, disporre di un deviatore in grado di commutare l'impulso elettrico cambiando la polarità sui cavi dell'alimentazione del motore.

La tecnica nota per i motori fuoribordo elettrici prevede attualmente di alloggiare il gruppo motore nel torpedo del piede per soddisfare criteri di economia e semplicità in fase di produzione. Tuttavia, in questo modo, l'efficienza di tali complessi viene notevolmente inficiata dalle generose dimensioni del torpedo al quale di norma è associata un'elica con pale di piccole dimensioni. Questa, tra l'altro, subisce l'influsso della resistenza idrodinamica sul torpedo stesso e, avendo un mozzo di grosso diametro, vede la sua efficienza quasi dimezzata a causa della forza frenante dovuta alla vorticosità indotta dal trascinamento della propria scia.

Un ulteriore svantaggio connesso con i motori elettrici fuoribordo di tecnica nota è costituito dal maggiore ingombro del motore, e di conseguenza del torpedo, rispetto ai tradizionali motori a scoppio; qualora si desideri disporre di potenze maggiori che consentano una navigazione vera e propria, e non solo piccoli spostamenti a bassa velocità. In tal caso gli svantaggi tecnici descritti al paragrafo precedente risulterebbero amplificati; al punto da rendere antieconomico, in termini di prestazioni, procedere su tale percorso.

In alternativa alcune case che recentemente hanno avviato la produzione e commercializzazione di fuoribordo elettrici, dispongono il motore elettrico alloggiandolo sulla sommità del gambale tradizionale avente la coppia conica inserita nel torpedo del piede, mantenendo così sostanzialmente identici i costi di produzione, il peso, il calo di rendimento -a parità di potenza erogata-, e le complicanze del motore fuoribordo tradizionale.

La presenza di diverse realizzazioni nel settore dei motori elettrici fuoribordo è certamente indice di interesse per nuove soluzioni che offrano prestazioni tali da soddisfare le esigenze dei consumatori.

Ulteriore scopo della presente invenzione è di realizzare un motore elettrico fuoribordo che riduca l'evidente squilibrio di prestazioni posseduto rispetto ai motori a scoppio tradizionali, e renda ottimale la propulsione.

Detti scopi sono ottenuti realizzando un motore fuoribordo per natanti avente un sistema di trasmissione diretta del moto all'elica.

Ulteriori caratteristiche preferite secondarie, possedute dal trovato secondo il modello sono oggetto delle rivendicazioni secondarie.

L'invenzione viene ora descritta in una particolare forma d'esecuzione preferita, nella particolare veste di motore elettrico, con riferimento alle figure allegate, in cui:

fìg. 1 è una vista laterale a parti asportate di un sistema di trasmissione per mezzo di albero di trasmissione flessibile;

fìg. 2 è una vista come in 1, in cui l'albero di trasmissione prevede un giunto cardanico doppio; fìg. 3 è una vista come in 1, in cui l'albero di trasmissione prevede un giunto omocinetico.

Il motore 1 secondo il modello è composto da un gambale 2 che sostiene alla sua estremità superiore un corpo motore 3 ed alla sua estremità inferiore un piede 4. Il piede 4 a sua volta sostiene un' elica montata sul suo asse 5 ed un torpedo 6, mentre a sostegno del corpo motore 3 è prevista una mensola di impegno con il natante, sono infine previsti mezzi a staffa 8 e mezzi a timone 9 che si conal detto gambale 2. Dal corpo motore 3 si diparte un albero di trasmissione 10, che è composto da un segmento IOa flessibile, che attraverso il piede 5 si va ad impegnare direttamente con l'asse elica e relativa elica 6.

Qualora si renda necessario, è possibile prevedere inoltre un secondo segmento 10b rigido, che funga da collegamento tra l'albero motore e l'albero di trasmissione flessibile. Il motore prevede inoltre supporti di banco dell'albero di trasmissione che dovranno essere posizionati e dimensionati secondo necessità, qui non illustrati per comodità di lettura.

Come bene illustra fig. 1 , il motore 1 così realizzato prevede che l’elica 6 venga a trovarsi in posizione piuttosto arretrata rispetto alla poppa dell’imbarcazione (qui non illustrata per comodità): si rende così possibile predisporre l’albero di trasmissione 10a flessibile con un raggio di curvatura minima, e - come conseguenza diretta - prevedere che l’elica venga a trovarsi in posizione piuttosto arretrata rispetto alla poppa dell'imbarcazione.

In una forma d'esecuzione alternativa, si potrebbe optare di aggiungere un sistema a cardano, o doppio giunto cardanico (11), come schematicamente illustrato in fig. 2, o un sistema di trasmissione di tipo omocinetico (12), come illustrato in fig. 3.

Nel caso di un motore a scoppio, sarà naturalmente necessario installare un invertitore a monte dell'albero di trasmissione 10.

Con la struttura così realizzata, e con le proprietà sopra evidenziate, si comprende bene che è possibile ottenere un notevole risparmio di peso, di numero di componenti e di ingombri a livello del piede. Inoltre, è accresciuto in modo evidente lo sfruttamento della potenza del motore, giungendo ad un rendimento quasi totale, grazie al trasferimento del moto rotatorio dal motore all'organo propulsore in presa diretta.

Inoltre, la particolare conformazione di motore ottenuta consente di ottenere un sensibile incremento di prestazioni a parità di dispendio energetico: l’elica, infatti, si trova a lavorare in una regione della scia che presenta filetti fluidi già allineati e molecole d’acqua già stabilizzate, producendo una migliore spinta propulsiva rispetto ai sistemi di tecnica nota, che devono fare i conti con le vorticosità indotte dall’attrito con le superfici di carena.

Inoltre non è più indispensabile disporre della posizione "in folle" dell' invertitore, atta a scollegare il motore dall'organo propulsore qualora sia richiesta l'assenza di spinta. Infatti, il motore elettrico non deve necessariamente continuare ad essere "in moto" per continuare a funzionare, si può spegnere o far ripartire semplicemente erogando corrente elettrica secondo necessità.

Si può infine constatare che, con questo particolare trovato, è possibile ridurre drasticamente la sezione frontale della parte immersa del piede e del torpedo ottenendo così una sensibile riduzione delle resistenze passive dovute alle appendici immerse.

Alla luce di quanto sopra, appare del tutto evidente che si sono ottenuti gli scopi prefissi, in particolare un motore fuoribordo elettrico che accresce notevolmente le prestazioni rispetto ai motori elettrici fuoribordo di tecnica nota, realizzando un sistema di trasmissione semplice e leggero, tale da consentire una conformazione particolarmente vantaggiosa della struttura portante.

Dalla descrizione che precede, si comprende facilmente che - senza allontanarsi dall'ambito di proteinvenzione - altre potrebbero essere le soluzion a quella della presente in viene definita dalle rivendicazioni allegate.

Claims (8)

1. Rivendicazioni 1) Motore fuoribordo per natanti del tipo composto da un gambale (2) che sostiene alla sua estremità superiore un corpo motore (3) ed alla sua estremità inferiore un piede (4), detto piede (4) a sua volta sostenendo un'elica e il suo asse (5) ed un torpedo (6) caratterizzato dal fatto che la trasmissione del moto dal corpo motore (3) all'elica (5) avviene in presa diretta.
2. 2) Motore come in 1) caratterizzato da ciò che detta presa diretta avviene tramite un albero di trasmissione (10) composto da un segmento (IOa) flessibile, che va ad impegnarsi con la detta elica (5).
3. 3) Motore come in 2) caratterizzato da ciò che detto albero motore 10 prevede ulteriormente un segmento (10b) rigido di raccordo.
4. 4) Motore come in 1) a 3) caratterizzato da ciò che detta presa diretta è ottenuta mediante l'ausilio di un giunto cardanico doppio (11).
5. 5) Motore come in 1) a 3) caratterizzato da ciò che detta presa diretta avviene mediante l'ausilio di un giunto omocinetico (12).
6. 6) Motore come in una qualsiasi delle rivendicazioni 1) a 5) caratterizzato da ciò che è un motore elettrico.
7. 7) Motore come in una qualsiasi delle rivendicazioni 1) a 5) caratterizzato da ciò che è un motore a scoppio.
8. 8) Motore come in 7) caratterizzato da ciò che è presente un invertitore disposto a monte del detto albero (10).