WO2012045893A1 - Sables de vela con estabilidad mejorada - Google Patents

Abstract

Sable para velas que comprende láminas primera y segunda (3) que soportan una estructura de tipo intercalado interna de material incompresible (4) formada por elementos discontinuos y topes (6) que actúan conjuntamente con los elementos de modo que cuando una fuerza dobla el sable el elemento entra en contacto con el tope, proporcionando de este modo al sable una estabilidad secundaria. Por tanto aumenta la resistencia a la tensión de flexión y el efecto global es la estabilización del sable y la vela a la combadura deseada.

Description

SABLES DE VELA CON ESTABILIDAD MEJORADA

DESCRIPCIÓN

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a velas para embarcaciones, en particular a un nuevo sable para soportar velas.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Los sables de vela se usan comúnmente para reforzar la baluma de una vela. Para obtener un área de vela máxima para una longitud de botavara y una altura de mástil dadas, la baluma de la vela normalmente tiene una curvatura convexa relativamente pronunciada cuando se observa en alzado lateral, que necesita el uso de sables, distribuidos a lo largo de la longitud de la baluma, para evitar que la vela se sacuda.

Un sable de vela convencional está constituido habitualmente por un nervio delgado, relativamente estrecho pero largo, de un material flexible tal como madera, plásticos o más recientemente, carbono. Se inserta en una cavidad en la vela, comenzando la cavidad en la baluma y continuando más o menos horizontalmente hacia proa o en algunos casos perpendicularmente a la línea de la baluma. El sable se fija en la cavidad de sable mediante atadura u otra manera adecuada. El documento US 4633798 A describe un sable compuesto por elementos elásticos delgados largos de sección transversal curvada, de modo que cuando se instalan una pluralidad de sables en la baluma de una vela a un ángulo con respecto al mástil, evitan que la baluma de la vela se ondule. Los sables son también suficientemente flexibles para permitir su enrollamiento en una bobina helicoidal con la vela alrededor del mástil. Los elementos están encerrados en una funda estrecha y elástica para mantener juntos los bordes longitudinales de dos elementos y aumentar la rigidez del sable pero no aumentar la resistencia al enrollamiento.

Hay situaciones en las que la rigidez de los sables es un problema, por ejemplo, durante una trasluchada en la que la compresión de los sables dentro de su cobertura pasa a ser muy elevada y el sable puede romperse o la tela puede desgarrarse en la extremidad del sable. También en presencia de rachas de viento, la vela no debe ser rígida sino que debe doblarse de modo que se desvíe el viento. En tercer lugar, durante una virada a barlovento la compresión aplicada a un sable es baja, y un sable demasiado rígido puede mantener la combadura incorrecta tras la virada. Actualmente, los perfiles usados para los sables pueden presentar una rigidez decreciente hacia el mástil (el perfil pasa a ser más delgado). Esto proporciona flexibilidad al sable mientras que mantiene la baluma estirada de manera rígida.

Sin embargo, esta solución es sólo un compromiso: en la sección más flexible del sable, es decir, más cercana al mástil, el sable no contribuye mucho a mantener el perfil de la vela.

Con el fin de mantener mejor el perfil de la vela, los denominados sables completos se extienden desde la baluma hasta el mástil y se comprimen en el mástil por medio de una pieza deslizante. Esto permite aplicar una elevada compresión previa al sable, pero esta posibilidad es difícil de explotar completamente: cuando la compresión previa es demasiado elevada, el sable no puede cambiar el lado de su combadura, tal como se produce durante una virada. Además, el perfil de un sable completo es más grueso con el fin de soportar compresiones previas más elevadas.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene como objetivo solucionar los problemas mencionados anteriormente proporcionando un sable que presente una estabilidad primaria en una posición recta, y una estabilidad secundaria a ambos lados cuando el sable se dobla, es decir, se curva hacia la izquierda o hacia la derecha en un plano horizontal, con un perfil de combadura predeterminado. Por tanto aumenta la resistencia a la tensión de flexión y el efecto global es la estabilización del sable y la vela a la combadura deseada. En algunas secciones del sable de la invención (al menos en la sección más cercana al mástil), la estructura interna es de tipo intercalado, con un relleno separado y no continuo soportado por dos láminas, estando libre al menos una de las láminas en una extremidad del sable, de modo que el sable puede doblarse y la lámina puede oscilar o desplazarse. Los elementos internos mantienen la separación de las láminas. El sable comprende además al menos un tope fijado en la lámina opuesta a un elemento discontinuo, en una posición en la que el tope puede actuar conjuntamente con el elemento de modo que cuando una fuerza dobla el sable el elemento entra en contacto con el tope. Los topes pueden ser salientes internos en posiciones predeterminadas, de modo que cuando se dobla el sable, los elementos pueden deslizarse sobre una de las láminas. Pueden tener una forma triangular, estar formados por dos elementos intercalados discontinuos adicionales opuestos y a cada lado de un primer elemento, o pueden estar formados por un saliente que coopera con una muesca en el propio elemento. Otras formas son posibles, siempre que el desplazamiento del elemento intercalado se limite a un segmento particular para una fuerza particular aplicada al sable.

Pueden usarse una amplia gama de materiales para las láminas, elementos intercalados y salientes, y todos estos últimos también pueden estar formados de manera solidaria.

Realizaciones y ventajas adicionales resultarán evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para completar la descripción y con el fin de proporcionar una mejor comprensión de la invención, se proporciona un conjunto de dibujos. Dichos dibujos ilustran una realización preferida de la invención, que no debe interpretarse como que restringe el alcance de la invención, sino sólo como un ejemplo de cómo puede implementarse la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras:

Figura 1 : representa una realización de la invención en reposo.

Figuras 2a y 2b: muestran cómo se dobla el sable de la invención en respuesta a las fuerzas del viento y la combadura resultante.

Figura 3: muestra una realización alternativa con una válvula para extraer el aire del interior del sable.

Figura 4: es una representación de un sable de la invención dotado de anillos.

Figuras 5a y 5b: son representaciones de posibles topes según la invención dotados de medios para cambiar su posición horizontal y/o vertical.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El sable de la invención (véase la figura 1 ) presenta una o dos secciones denominadas en lo sucesivo "secciones deslizantes/no deslizantes" (1 , 2) en las que la estructura interna está compuesta de piezas de tipo intercalado (4) y capas o láminas de soporte (3), de manera que en un extremo del sable al menos una lámina no está fija, de modo que puede oscilar o doblarse libremente, o presionarse contra las piezas de tipo intercalado con el fin de reforzar la estructura.

Las capas de soporte (3), o láminas, se extienden a lo largo de todo el sable. Pueden estar hechas de plástico rígido, o capas de fibra de vidrio o fibra de carbono incrustadas en poliéster o resina epoxídica. En una sección deslizante, las láminas están fijadas entre sí en una extremidad y al menos una de ellas está libre en la otra extremidad, de modo que se permite su desplazamiento; en una sección no deslizante (2), las láminas están fijadas entre sí en ambas extremidades y a lo largo de la sección.

En las secciones deslizantes (1 ), la intercalación es discontinua y está compuesta por piezas denominadas en lo sucesivo elementos intercalados (4). Cada elemento intercalado está fijado a la cara interna de una de las láminas mediante una superficie de contacto (5) y puede deslizarse sobre la otra lámina, esto es, la posición relativa de la estructura intercalada y una de las láminas cambia cuando se aplica una fuerza al sable (figura 2b). Los elementos intercalados pueden fijarse todos a la misma lámina. En otra realización, se fijan en diferentes láminas, por ejemplo de manera alternante. Ambas realizaciones son funcionalmente equivalentes. La amplitud de deslizamiento está limitada por salientes (6) fijados a la cara interna de la otra lámina. La distancia entre los salientes y el elemento intercalado determina la curvatura local máxima en condiciones normales, es decir, el equilibrio secundario del sable. Los elementos intercalados son incompresibles en una dirección perpendicular a las láminas y están hechos de materiales como resina epoxídica, poliéster, ABS, balsa, corcho, poliestireno, metales de baja densidad como el aluminio o titanio, espumas sintácticas como Advantic®, espumas de células cerradas como Airex®, panales de nido de abeja de PTFE, aluminio o aramida. Las láminas y los elementos intercalados pueden producirse como una única pieza del mismo material, en cuyo caso, la superficie de contacto 5 no es necesaria. Para esto, los materiales más adecuados son los materiales compuestos a base de resina epoxídica, es decir, las láminas están hechas de capas de tela de carbono o fibra de vidrio infundida con resina epoxídica y los elementos intercalados se moldean en resina epoxídica cargada con relleno, es decir, polvos que aumentan la resistencia mecánica y superficial de la resina epoxídica, como fibras cortadas o fibra de vidrio triturada. Las interrupciones entre elementos intercalados permiten que la estructura se doble como un todo, reduciendo así la tensión de corte dentro de la intercalación y en la unión de intercalación-capas externas.

La sección no deslizante presenta una rigidez elevada, constante. Está normalmente recta en cualquier circunstancia. Está normalmente en la extremidad más cercana a la baluma, pero puede colocarse en cualquier posición intermedia (en este caso hay dos secciones deslizantes) o puede estar finalmente ausente. La sección no deslizante puede estar compuesta por cualquier estructura que fije las capas externas de manera rígida y mantenga la distancia entre las mismas, como una intercalación sencilla, elementos intercalados discontinuos o capas intermedias de material rígido como fibra de vidrio.

Las piezas de tipo intercalado (4) pueden presentar diferente altura (grosor) y longitud, y se colocan en posiciones predeterminadas. Estos elementos definen la distancia mínima entre las láminas (3), que a su vez define la rigidez local. Los elementos se dimensionan y colocan según la rigidez deseada, más gruesos, más grandes y más cercanos entre sí en los lugares en los que el sable debe ser más rígido (normalmente cerca de la baluma), más delgados, más cortos y más distantes en los lugares en los que el sable debe ser más flexible (por ejemplo, cerca del mástil).

Los elementos intercalados (4) pueden estar rodeados por anillos (10) que encierran localmente las láminas (3) y el elemento intercalado. Los anillos pueden estar compuestos por un tejido no extensible (figura 3), cables no extensibles (por ejemplo, dyneema®, spectra®, carbono, acero), etc. Las láminas pueden deslizarse dentro de los anillos, y dado que los anillos no son extensibles, limitan la separación máxima entre las láminas. El papel principal de los anillos no extensibles es evitar que los salientes que limitan el deslizamiento de los elementos intercalados se desconecten, bloqueando así el sable cuando se obtenga su curvatura deseada. Esto es útil para una sección deslizante cercana al mástil con el fin de evitar una combadura excesiva.

En otra realización, los anillos están formados por una espiral de tela no extensible enrollada alrededor del sable y fijada en sus extremidades de modo que la espiral no pueda desenrollarse. Esta realización permite limitar la separación máxima de las láminas en cada punto de la sección deslizante mientras que los múltiples anillos separados sólo permiten puntos de control diferenciados.

En otra realización mostrada en la figura 4, los anillos son elásticos y presionan las láminas entre sí de manera permanente mientras que les permiten deslizarse cuando se aplica una tensión de flexión suficiente. Los anillos elásticos aumentan la fricción entre la lámina y los elementos intercalados, por tanto contribuyen a aumentar la rigidez. Sin embargo, a diferencia de los anillos no extensibles, permiten que los salientes se desconecten, por tanto en caso de sobrecarga (tensión de flexión excesiva), el sable puede curvarse más allá del equilibrio secundario. Esto es útil para una sección deslizante cercana a la baluma, de modo que en caso de viento excesivo, el sable puede doblarse y la vela desvía el viento. La superficie de contacto (5) fija una lámina y un elemento intercalado. Está compuesta normalmente por resina epoxídica, pegamento sintético y/o tornillos u otros sistemas de fijación clásicos. Estas realizaciones no son limitativas. En el sable de la invención, las fuerzas de corte en la superficie de contacto (5) se reducen debido a que el doblamiento no tiene lugar en el elemento intercalado, por tanto la superficie de contacto es menos crítica que para una intercalación continua.

Con referencia a las figuras 2 y 3 la estructura funciona tal como sigue:

En reposo (figura 2a), las láminas (3) pueden deslizarse dentro de los anillos (ref. 10, figura 3), la estructura es flexible y las láminas garantizan la forma de referencia (una línea recta cuando no está soplando el viento).

Cuando se aplica una tensión de flexión (lateral) (figura 2b), por ejemplo sopla el viento y se comba la vela, las láminas se doblan y los elementos se deslizan sobre la lámina en la que no están fijados (o los topes se deslizan sobre el elemento), hasta que los topes bloquean los elementos y se obtiene un equilibrio secundario. En esta posición, aumenta la resistencia de la estructura a la tensión lateral. En la realización de las figuras 1 -4, los topes son salientes a cada lado de los elementos intercalados en una vista longitudinal, fijados a la lámina opuesta. Los topes pueden tener la misma anchura que las láminas y/o los elementos intercalados pero también pueden ser más estrechos, siempre que los elementos intercalados bloquen la mayor parte de la torsión axial. Los topes pueden estar hechos de los mismos materiales que los elementos intercalados y pueden fijarse a la lámina opuesta mediante medios similares, concretamente por medio de una superficie de contacto (5) o pueden ser solidarios con la lámina, por ejemplo estar hechos de resina epoxídica cargada con material de carga. En otra realización (figuras 5a y 5b), los topes se fijan a la lámina mediante medios que posibilitan cambiar su posición (13), como uno o varios tornillos colocados en muescas que permiten ajustar la distancia entre el tope y el elemento intercalado correspondiente y la altura del tope con respecto a la lámina. Dado que cada equilibrio secundario implica diferentes topes, esta realización permite ajustar la forma del sable por separado para cada equilibrio secundario. En otra realización, el elemento intercalado presenta una muesca o cavidad central y sólo hay un tope por elemento intercalado, fijado en la lámina opuesta enfrente de la muesca del elemento. Esta realización requiere menos topes y es por tanto más ligera que la realización de las figuras 1 -4 pero no permite ajustar independientemente la forma del sable en cada equilibrio secundario. En otra realización, los topes son elementos intercalados colocados en la lámina opuesta. El equilibrio secundario se obtiene cuando elementos intercalados vecinos en láminas opuestas entran en contacto. Esta realización es más pesada que las realizaciones previas, pero proporciona una mayor rigidez en la sección deslizante, dado que hay más elementos intercalados y la rigidez de flexión en el equilibrio secundario es mayor, dado que la amplitud transversal necesaria para evitar los elementos intercalados es más grande. Con esta clase de topes, sin embargo, el sable no puede desconectarse, es decir, no puede ir más allá del equilibrio secundario.

Normalmente, el perfil de la estructura en un equilibrio secundario corresponde a la combadura deseada de la vela, por tanto el efecto global es que el sable pasa a ser más rígido en el lado del viento cuando la vela alcanza su perfil deseado.

La estructura (es decir, los materiales y la sección de las láminas, las dimensiones y la separación de los elementos intercalados, la extensión máxima de los elementos de anillo) está diseñada para proporcionar el equilibrio secundario para un intervalo de tensión lateral que corresponde a condiciones de viento normales.

Cuando la tensión de flexión es todavía más elevada, por ejemplo, en caso de rachas de viento, las láminas tienden a separarse y si los elementos de anillo lo permiten, los topes se desplazan y la estructura se desliza adicionalmente. El sable se dobla en la dirección opuesta a la tensión. En las realizaciones de las figuras 1 -

4, el perfil de los salientes o topes es asimétrico, con una superficie de fuerte pendiente en el lado orientado hacia el elemento y una superficie más suave en el otro lado, de modo que no bloquean el elemento que tiende a volver a la posición de reposo entre salientes cuando se detiene la tensión lateral. En estas realizaciones, el perfil de los topes es tal que cuando los elementos se desplazan y se detiene la tensión lateral, el sable vuelve al equilibrio secundario bajo el efecto de su propia rigidez de flexión.

Cuando las láminas se presionan entre sí, la estructura pasa a ser más rígida en sus secciones deslizantes porque se contrarresta la flexión mediante la fricción entre las láminas y los elementos intercalados. La estructura permanecerá en su posición (posición impuesta externamente o de equilibrio) hasta que las fuerzas longitudinales alcancen un umbral determinado mediante la presión sobre las láminas y el coeficiente de fricción estática entre las láminas y los elementos intercalados.

Cuando la estructura está en su equilibrio primario (recta) y las láminas se presionan entre sí, la resistencia a la tensión lateral pasa a ser más elevada. El efecto global es la estabilización del equilibrio primario, es decir, el mantenimiento del perfil de la vela localmente recto (no combado).

Cuando la estructura está en un equilibrio secundario y se aplica una presión, la resistencia a la tensión de flexión aumenta y la estabilidad del equilibrio secundario aumenta. El efecto global es la estabilización del sable y la vela a la combadura deseada.

Cuando las condiciones de viento pasan a ser más intensas, es decir, en caso de rachas de viento y se libera la presión sobre las láminas, el sable pasa a estar libre para doblarse adicionalmente de modo que no se rompa. Además, cuando la embarcación vira, a barlovento o sotavento, y se libera la presión, el sable pasa a estar libre para moverse desde un equilibrio secundario hasta el otro, en el lado opuesto.

En la realización mostrada en la figura 3, se dota a una envoltura sellada (7) de una válvula (9). La envoltura puede por tanto desinflarse con el fin de presionar las láminas entre sí de manera uniforme. El sable presenta por tanto la ventaja adicional de que puede reforzarse dinámicamente con el fin de resistir a la tensión de flexión cuando tiene la configuración deseada, o aflojarse con el fin de facilitar el cambio de configuración y/o para evitar sobrecargas.

La envoltura puede estar hecha de caucho, que es extensible, pero también puede estar hecha de material de plástico tal como poliuretano, polipropileno o PVC o tela recubierta con cualquiera de estos materiales o en general cualquier material que sea deformable y no poroso al aire. La envoltura se fija en dos capuchones (8), es decir, elementos terminales rígidos en los que se insertan las láminas. Los capuchones protegen las extremidades de la estructura en caso de compresión axial. Pueden estar hechos de ABS, nailon o cualquier plástico o metal que sea suficientemente rígido y no poroso al aire. Esta realización permite controlar la rigidez, desinflando la envoltura o poniéndola a presión atmosférica.

En la realización mostrada en la figura 4, las láminas se presionan entre sí por medio de anillos elásticos (12). Los anillos elásticos no permiten controlar la rigidez pero permiten un funcionamiento normal, es decir, la transición entre el equilibrio primario y secundario en condiciones de viento predeterminadas, y un doblamiento adicional en caso de rachas de viento. Tal como anteriormente, una de las láminas se deja libre para permitir el desplazamiento de la misma.

En otra realización, se combinan ambos mecanismos de presión (válvula y anillos). Los anillos elásticos o no extensibles (10, 12) se colocan dentro de una envoltura sellada. Los anillos elásticos determinan una rigidez mínima y sirven como mecanismo de emergencia en caso de que se rompa la envoltura. La envoltura permite aumentar la rigidez siempre que se desee, por ejemplo, cuando el sable deba permanecer en su equilibrio para condiciones de viento más intensas.

En este texto, el término "comprende" y sus derivaciones (tal como "que comprende", etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, esto es, estos términos no deben interpretarse como que excluyen la posibilidad de que lo que se describe y define pueda incluir elementos, etapas, etc. adicionales.

Por otro lado, la invención obviamente no se limita a la(s) realización(es) específica(s) descrita(s) en el presente documento, sino que también abarca cualquier variación que pueda considerar cualquier experto en la técnica (por ejemplo, en lo que respecta a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro del alcance general de la invención tal como se define en las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

Sable para velas que comprende una primera y una segunda lámina (3) que soportan una estructura interna de tipo intercalado de material incompresible (4), caracterizado porque, al menos en una parte del sable, la estructura de tipo intercalado está formada por elementos discontinuos fijados a una lámina, al menos una de las láminas está libre en uno de los extremos del sable y el sable comprende además al menos un tope (6) fijado en la lámina opuesta a un elemento discontinuo, en una posición en la que el tope puede cooperar con el elemento de modo que cuando una fuerza dobla el sable el elemento entra en contacto con el tope.

Sable para velas según la reivindicación 1 , en el que los elementos de tipo intercalado (4) son solidarios a y del mismo material que una de las láminas (3).

Sable para velas según la reivindicación 1 , que comprende además una superficie de contacto (5) entre el elemento de tipo intercalado y la lámina para fijarlas entre sí.

Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las láminas (3) comprenden fibra de vidrio, plástico rígido o fibra de carbono.

Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los elementos de tipo intercalado (6) comprenden resina epoxídica, poliéster, ABS, balsa, corcho, poliestireno, metales de baja densidad como el aluminio o titanio, espumas sintácticas, espumas de células cerradas, panales de nido de abeja de PTFE, aluminio o aramida.

Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además anillos elásticos (12) que rodean las láminas.

Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones 1 -5, que comprende además anillos no extensibles

(10) que rodean las láminas. Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una envoltura (7) que rodea las láminas y capuchones (8) en las extremidades de las láminas.

Sable para velas según la reivindicación 8, que comprende además una válvula (9) para evacuar la envoltura.

Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una parte (2) en la que la estructura interna es continua y está fijada a ambas láminas.

1 1 . Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además dos topes a cada lado del elemento intercalado.

12. Sable para velas según la reivindicación 1 1 , en el que los topes tienen una forma asimétrica, con una superficie de fuerte pendiente en el lado orientado hacia el elemento y una superficie con una variación más suave en el otro lado.

13. Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones 1 -10, en el que el elemento comprende una muesca adaptada para actuar conjuntamente con un tope de una forma correspondiente orientado hacia el elemento.

14. Sable para velas según cualquiera de las reivindicaciones 1 -12, en el que los topes están dotados de medios (13) para cambiar su posición horizontal y/o vertical a lo largo de y con respecto a la lámina.