TIMON PARA BUQUE.

Buque con un timón que se compone de una hoja de timón (30) con una mecha del timón (40) sujeta y alojada en una limera del timón (20),

caracterizado porque la limera del timón (20) es de un material reforzado con fibra (100) y va introducida en un tubo de limera exterior de construcción naval (90) de acero o de otro material adecuado, preparado en astillero, de construcción naval, que llega hasta el borde inferior (11a) de la caja de cabeza (11), donde después de alinear la limera del timón (20) en el tubo de limera (90) de construcción naval, el espacio intermedio entre los dos componentes (20, 90) se rellena con una resina colada (95) o se pegan entre sí los dos componentes (20, 90)

Timón para buque.

La invención se refiere a un buque con un timón conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Es sabido que la limera del timón de un sistema de gobierno es de acero forjado de modo que tales sistemas de gobierno presentan unos pesos elevados.

Así se conoce de acuerdo con el documento EP 1 739 008 A1 una mecha del timón para timones para vehículos acuáticos cuyos tramos finales son de un material metálico, en particular de acero forjado, y cuyo tramo central de la mecha unido a los tramos finales es de un material no metálico, tal como un material reforzado con fibra de carbono, fibras de carbono o fibras de grafito, de modo que se pueden fabricar longitudes muy grandes de mechas de timón con un peso mínimo. La configuración de la mecha del timón es en este caso tal que los dos tramos extremos de la mecha del timón que son de acero forjado presentan en sus extremos enfrentados entre sí unos tramos reducidos a modo de cuello, en forma cónica, cuya superficie periférica está dotada de una estructuración como superficies adherentes para el tramo central fabricado de fibras de carbono, que rodean en forma de arrollamientos los tramos de forma cónica, estando las fibras de carbono en todo el tramo de arrollamiento que se extiende a lo largo del tramo central, revestidas y rellenas de una resina colada.

El objetivo de la presente invención es el de encontrar para el componente mecha del timón un material alternativo. Si bien una única sustitución de material en el componente mecha del timón puede dar lugar a dificultades en el conjunto del sistema, por ejemplo rebasamiento de la holgura de cojinete máxima admisible, demasiadas diferencias en la rigidez de los componentes mecha del timón y limera del timón. Por este motivo se ha previsto también una sustitución de material para la limera del timón, creando una limera de timón con peso reducido y que a pesar del peso reducido presente elevada resistencia a la flexión y rigidez a la torsión.

Este objetivo se resuelve en un buque con un timón conforme a la clase descrita inicialmente por las características indicadas en la reivindicación 1.

De acuerdo con esto la invención consiste en que la limera del timón para buque se compone de la pala del timón, la mecha del timón y la limera del timón de un material reforzado con fibra, y que después de insertadas y alineadas en una limera del timón exterior preparada en el astillero, que llega hasta el borde inferior de la caja de cabeza, va rellenada o pegada.

La integración de la limera del timón de una construcción con material reforzado con fibra, en la estructura de acero de construcción naval tiene lugar de forma similar como en un tubo de codaste: la limera del timón se introduce en una limera del timón exterior de construcción naval preparada por el astillero que llega hasta el borde inferior de la caja de cabeza, se alinea y a continuación se rellena y se pega. Para el borde inferior de la limera del timón de construcción naval hay que hallar soluciones de detalle (p.ej. con colocación de arandelas de cuña de materiales blandos) para reducir aquí concentraciones de tensión en la limera del timón de material reforzado con fibra.

Con la configuración de la limera del timón conforme a la invención se consiguen las siguientes ventajas: El argumento principal para emplear un material alternativo al acero forjado es la difícil situación de acopio y los elevados costes para grandes piezas forjadas. El empleo de materiales reforzados con fibra aporta grandes ventajas de coste en combinación con un procedimiento de fabricación efectivo. El empleo de una mecha de timón de material reforzado con fibra también requiere sustituir el material de la limera del timón. Con los materiales reforzados con fibra se pueden conseguir unas ventajas notables de peso frente a los componentes de acero forjado. La incorporación de la limera del timón en la estructura del buque preparada de construcción naval mediante procedimientos de pegado aporta ventajas tecnológicas tales como mejores posibilidades de alineación, supresión de soldaduras y de las deformaciones por soldadura.

Otras realizaciones ventajosas constituyen el objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Además de la configuración de la limera del timón de un material reforzado con fibra, también la mecha del timón del sistema de gobierno es de un material reforzado con fibras, de acuerdo con otra forma de realización de la invención.

El material reforzado con fibras es un material compuesto con fibras de carbono o de fibras de carbono con una matriz de resina epoxídica o un material compuesto con fibras de vidrio con una matriz de resina de poliéster.

De acuerdo con otra realización, la mecha del timón y/o la limera del timón están fabricadas de acuerdo con el procedimiento de enrollamiento de fibras (arrollamiento de filamentos).

El empleo de una limera del timón y/o de una mecha del timón de un material reforzado con fibras resulta especialmente ventajoso en un timón cuya limera del timón está realizada como viga en voladizo con un orificio longitudinal interior central para alojamiento de la mecha del timón penetrando hasta la pala del timón unida al extremo de la mecha del timón, donde para el apoyo de la mecha del timón hay un cojinete situado en el orificio situado en el orificio longitudinal interior de la limera del timón, que con su extremo libre penetra en un alojamiento, penetración o similar dentro de la pala del timón, para lo cual la mecha del timón sale en su zona extrema con un tramo fuera de la limera del timón, estando unida por este extremo de este tramo con la pala del timón, estando situada la unión de la mecha del timón con la pala del timón por encima del centro del eje de la hélice, y estando situado el cojinete interior para apoyo de la mecha del timón en la limera del timón en la zona extrema de la limera del timón.

La alta estabilidad y resistencia a la flexión de la limera del timón de un material reforzado con fibra permite situar el cojinete para la mecha del timón en la zona extrema de la limera del timón, incluso si la mecha del timón presentase unas longitudes importantes. Únicamente esta disposición de cojinete para la mecha del timón permite que se absorban las fuerzas de presión que actúan sobre la pala del timón.

La mecha del timón puede presentar además unos tramos finales de un material metálico, en particular de hierro forjado, y un tramo central unido a los tramos finales, de un material no metálico.

De acuerdo con otra forma de realización, el tramo intermedio de la mecha del timón que es de un material no metálico, es de un material reforzado con fibra de carbono o de fibras de carbono, preferentemente de fibras de grafito.

Los dos tramos finales de la mecha del timón que son de hierro forjado presentan en sus caras frontales enfrentadas entre sí unos tramos recogidos en forma de cuello con forma cónica cuyas superficies periféricas están dotadas de estructuraciones como superficies adherentes para el tramo intermedio fabricado de fibras de carbono, que en forma de arrollamientos rodean los tramos de forma cónica, estando las fibras de carbono revestidas y rellenas de una resina colada en toda la longitud de la zona de arrollamiento que se extiende a lo largo del tramo intermedio.

Una realización tal de la mecha del timón aporta la ventaja de poderse fabricar mechas de timón de grandes longitudes, mayores diámetros y peso elevado para timones para vehículos acuáticos sin que para ello sea necesario fabricar toda la mecha del timón de hierro forjado ya que únicamente los tramos extremos de la mecha del timón están fabricados en hierro forjado, mientras que el tramo intermedio de la mecha del timón situado entre los tramos extremos es de un material no metálico, concretamente de un material reforzado con fibra de carbono o de fibras de carbono, preferentemente de fibras de grafito, que en forma de arrollamientos forman el tramo intermedio de la mecha del timón, extendiéndose los arrollamientos del material reforzado con fibra de carbono o las fibras de carbono hasta los extremos opuestos de los tramos finales de la mecha del timón, estando firmemente unidos con éstos. De este modo se crea una mecha del timón cuyos tramos finales son de hierro forjado y por tanto se pueden exponer a los máximos esfuerzos. Además, los tramos extremos de la mecha del timón consistentes en hierro forjado alojan los cojinetes para apoyo de la mecha del timón en un cojinete de la limera del timón.