Mecha de timón.

Mecha de timón (40) para timón (100) de embarcación, en el que la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) a introducir en el timón (100) y a montar en el timón (100) presenta un material no metálico,

caracterizada porque

en la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) está previsto un cuerpo de soporte (70) para el soporte de la mecha de timón (40) frente a los efectos exteriores de fuerzas.

Mecha de timón La invención se refiere a una mecha de timón para timones de embarcaciones.

Mediante las mechas de timón se transmite en general el movimiento de control del aparato de gobierno previsto a bordo de una embarcación, en particular de un barco, sobre el timón. Las mechas de timón para timones de embarcaciones se fabrican predominantemente de metal, en particular de acero forjado. En particular en los barcos comerciales, como portacontenedores, petroleros o cruceros, se necesitan mechas de timón con longitudes mayores, parcialmente con longitudes por encima de 10 m. Durante el forjado de mechas de timón semejantes se pueden producir dificultades en el sentido de que para ello en el mundo sólo están a disposición un número relativamente pequeño de forjas con capacidad correspondiente. Se añade que las mechas de timón semejante también presentan con frecuencia diámetros grandes y por consiguiente un peso elevado, que puede sobrepasar en el caso extremo el límite de las 100 toneladas. Esto requiere de nuevo construcciones estables y especialmente configuradas del montaje y suspensión de la mecha de timón en el barco, así como de la pala de timón en la mecha de timón.

Las mechas de timón presentan en general una sección transversal redonda y se solicitan tanto a flexión como también a torsión, siendo las cargas a flexión que aparecen y a absorber normalmente mayores en un múltiplo que las cargas a torsión. Por ello las mechas de timón se deben diseñar correspondientemente respecto a su rigidez o resistencia a flexión y en los barcos comerciales se usan preponderantemente materiales de acero forjado cualitativamente de alto valor. De este modo las mechas de timón se diferencian de otros ejes usados en otros campos técnicos, como por ejemplo la construcción automovilística, que con frecuencia se solicitan exclusivamente o al menos preponderantemente a torsión. Además, las mechas de timón se diferencian por sus dimensionados de otros ejes. Entonces las mechas de timón para timones de embarcaciones, para las que es especialmente apropiada la presente invención, tienen normalmente una longitud de al menos 3 m y un peso de al menos 3, 5 toneladas.

Además, en particular en barcos rápidos con hélices sometidas a grandes cargas, aparecen fuerzas de timón extremadamente elevadas que se transmiten, al menos parcialmente, sobre la mecha de timón. Correspondientemente ésta debe presentar una resistencia y rigidez a flexión suficientes. Según que tipo de timón se use todavía se pueden aumentar estos requerimientos. Así, por ejemplo, en timones totalmente compensados que no presentan un cuerno de timón ni un cojinete de gorrón de apoyo en el fondo del codaste, se plantean los mayores requerimientos en la mecha de timón respecto a las fuerzas a absorber.

Para reducir el peso, en particular de grandes mechas de timón para grandes timones, y pese a ello conservar una resistencia a flexión o rigidez a torsión se ha previsto, en el documento DE 20 2005 013 583 U1 de la solicitante, configurar una mecha de timón de manera que una zona final superior y una inferior de la mecha de timón estén configuradas de un material metálico, en particular de acero forjado, y una sección central conectada con las dos zonas finales de un material no metálico, en particular de un material compuesto de fibras. Mediante la configuración de la sección central de un material no metálico se consigue ventajosamente una reducción de peso de la mecha de timón. Además, sólo se deben fabricar de acero forjado la zona final inferior y la superior de la mecha de timón. Para la fabricación de las zonas finales están a disposición normalmente más expertos de forja que para la fabricación de toda la mecha de timón de gran longitud de acero de forja.

Por el documento EP 0579533 A1, que se ve por el departamento de examen de la Oficina Europea de Patentes como estado de la técnica más próximo, se conoce un timón para barcos grandes y medios grandes. Tanto la pala de timón, como también la mecha de timón montada en el timón están hechas de materiales compuestos. Además, dentro de la pala de timón se sitúa una caja de recepción con sección transversal poligonal que está configurada para el montaje de la mecha de timón en la pala de timón. Para impedir una traslación de la mecha de timón dentro de la pala de timón, en el extremo inferior de la mecha de timón se sitúa una pieza de prolongación metálica que está conectada con un anillo metálico montado en la caja de recepción a través de una conexión de cuña.

El documento US 6, 227, 131 B1 da a conocer un timón para veleros con una estructura de tipo monocasco que está hecho de un plástico reforzado con fibras.

En el documento DE 20 2005 013 583 U1 de la solicitante se describe una mecha de timón para timones de embarcaciones cuyas secciones finales están hechas de un material metálico, presentando la mecha de timón una sección central de la mecha de un material no metálico.

Por el documento DE 195 24 903 A1 se conoce un dispositivo de transmisión de fuerza en estructuras de marco reforzadas con fibras, así como un procedimiento para la fabricación de éste. Para la fabricación del dispositivo de transmisión de fuerza se conecta un terminal metálico mediante un procedimiento de enrollamiento con una parte principal tubular de plástico reforzado con fibras.

Otra conexión entre un metal y un material compuesto se da a conocer en el documento GB 2 258 032 A. En la

conexión descrita mediante una barra metálica axial se ejerce una fuerza de presión sobre el material compuesto de fibras.

La zona final superior de una mecha de timón se monta en general en el interior de la embarcación y se acopla mecánicamente con el aparato de gobierno, de modo que el movimiento de control del aparato de gobierno se puede transmitir sobre el timón. La zona final inferior de la mecha de timón está introducida por el contrario en el estado montado en el timón y montada en éste. En los timones semicompensados con cuerno de timón, el montaje también se puede realizar dentro del cuerno de timón.

El objetivo de la presente invención es especificar una mecha de timón para timones de embarcaciones que presente propiedades mejoradas respecto a las mechas de timón conocidas del estado de la técnica, en particular un peso reducido.

El objetivo que sirve de base a la invención se resuelve mediante una mecha de timón para timones de embarcaciones con las características de la reivindicación 1.

En la presente invención, la zona final inferior de la mecha de timón presenta un material no metálico, en particular un material compuesto de fibras, o la zona final inferior está fabricada de éste. La zona final inferior de la mecha de timón comprende aquel extremo de la mecha de timón que está introducido en el estado montado en el timón y está montado en el timón / pala de timón. (En timones semicompensados con cuerno de timón, la mecha de timón también puede estar montada en el mismo cuerno de timón. En el presente contexto el cuerno de timón se ve como parte del timón, de modo que en el caso de un montaje en un cuerno de timón también se puede hablar en general de un montaje en el timón.) En este caso es ventajoso que mediante el uso de un material no metálico para la zona final inferior de la mecha de timón se puede reducir en conjunto el peso de la mecha de timón. Además, de este modo se puede disminuir eventualmente el diámetro de la mecha de timón respecto a zonas inferiores de la mecha de timón configuradas de acero forjado.

Como material no metálico se usa ventajosamente un material compuesto de fibras, en particular material compuesto de fibras de carbono. También se pueden usar plásticos reforzados con fibras u otros materiales reforzados con fibras. Como fibras de carbono se pueden usar en particular fibras de grafito. La ventaja del uso de materiales no metálicos, y en particular de materiales reforzados con fibras, consiste en el peso menor y en el caso de materiales reforzados con fibras en la rigidez y resistencia del material. El uso de un material no metálico también en la zona final inferior de la mecha de timón, que está montada en el timón o en el cuerno de timón y que es aquella parte de la mecha de timón sobre la que actúan las solicitaciones más elevadas, en particular solicitaciones a flexión, es apropiado en particular para barcos rápidos con hélices sometidas a grandes cargas. Para garantizar siempre, también en timones con grandes dimensiones y por ello grandes cargas que actúan sobre la mecha de timón, una resistencia suficiente, en particular resistencia a flexión, en la mecha de timón según la invención está... [Seguir leyendo]

1. Mecha de timón (40) para timón (100) de embarcación, en el que la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) a introducir en el timón (100) y a montar en el timón (100) presenta un material no metálico,

caracterizada porque en la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) está previsto un cuerpo de soporte (70) para el soporte de la mecha de timón (40) frente a los efectos exteriores de fuerzas.

2. Mecha de timón según la reivindicación 1,

caracterizada porque la mecha de timón (40) se compone esencialmente de un tubo (46) de material compuesto de fibras, estando fabricada eventualmente la zona final superior (41) de la mecha de timón (40) a acoplar con el aparato de gobierno (11) de la embarcación de un material metálico.

3. Mecha de timón según la reivindicación 1 ó 2,

caracterizada porque el cuerpo de soporte (70) está dispuesto en el interior de la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) .

4. Mecha de timón según la reivindicación 3,

caracterizada porque la mecha de timón (40) en la zona final inferior (42) comprende un tubo hecho de un material no metálico, estando dispuesto el cuerpo de soporte (70) en el interior del tubo y estando conectado de forma fija con el tubo.

5. Mecha de timón según la reivindicación 3 o 4,

caracterizada porque el cuerpo de soporte (70) comprende un elemento de montaje de introducción de fuerza (43) para la fijación de la mecha de timón (40) en la pala de timón (30) , y/o porque una zona parcial de la superficie del cuerpo de soporte (70) está configurada de forma estructurada y/o perfilada, y/o porque el cuerpo de soporte (70) está configurado de forma elástica y/o porque el cuerpo de soporte (70) está configurado como cuerpo hueco.

6. Mecha de timón según la reivindicación 5,

caracterizada porque el cuerpo de soporte (70) está configurado en dos partes.

7. Mecha de timón según la reivindicación 6,

caracterizada porque al menos una de las dos partes del cuerpo de soporte (71, 72) del cuerpo de soporte (70) configurado en dos partes presenta un nervio (712; 722) circunferencial que sobresale de la parte del cuerpo de soporte (71; 72) y que se puede conectar con el otro componente configurando una cavidad (73) .

8. Mecha de timón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

caracterizada porque la mecha de timón (40) en su zona final inferior (42) comprende un manguito de protección (47) que envuelve la mecha de timón (40) .

9. Timón (100) para embarcación, que comprende una pala de timón (30) y una mecha de timón (40) , en el que la mecha de timón (40) se introduce parcialmente en la pala de timón (30) y una zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) dispuesta en la pala de timón (30) está montada mediante un cojinete (21) dispuesto en la pala de timón

(30) , y en el que la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) presenta un material no metálico,

caracterizado porque en la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) está previsto un cuerpo de soporte (70) para el soporte de la mecha de timón (40) frente a los efectos exteriores de fuerzas, estando configurada la mecha de timón (40) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

10. Timón según la reivindicación 9,

caracterizado porque el cuerpo de soporte (70) está dispuesto en la zona del montaje de la mecha de timón (40) en la pala de timón (30) y/o en la zona de la conexión de la pala de timón (301) con la mecha de timón (40) .

11. Timón según la reivindicación 9 ó 10,

caracterizado porque en la zona final inferior (42) está previsto un manguito de protección (47) que envuelve la mecha de timón (40) , estando dispuesto el manguito de protección (47) en la zona del montaje de la mecha de timón (40) en la pala de timón (30) y/o en la zona de la conexión de la pala de timón (301) con la mecha de timón (40) .

12. Zona final inferior (42) de una mecha de timón (40) para ser introducida en un timón (100) para embarcaciones y para ser montada en el timón (100) ,

caracterizada porque la zona final inferior (42) comprende un cuerpo de soporte (70) para el soporte de la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) frente a los efectos exteriores de fuerzas, alrededor del que está dispuesto material no metálico.

13. Procedimiento para la fabricación de una zona final inferior (42) de una mecha de timón (40) para ser introducida en un timón (100) para embarcaciones y para ser montada en el timón,

caracterizado porque en la zona final inferior (42) se prevé un cuerpo de soporte (70) para el soporte de la zona final inferior (42) de la mecha de timón (40) frente a los efectos exteriores de fuerzas y el material de fibras se enrolla alrededor del cuerpo de soporte (70) , siendo apropiado el procedimiento para la fabricación de una zona final inferior (42) según la reivindicación 12.

14. Procedimiento para la fabricación de una mecha de timón (40) de un timón (100) para embarcaciones, que comprende las etapas siguientes:

a.) previsión de un cuerpo de soporte (70) ,

b.) previsión de un mandril de arrollamiento (80) ,

c.) disposición del mandril de arrollamiento (80) adyacente al cuerpo de soporte (70) , d.) fabricación de un tubo de material compuesto de fibras (46) mediante enrollamiento de material de fibras alrededor del cuerpo de soporte (70) y alrededor del mandril de arrollamiento (80) ,

e.) eventualmente retirada del mandril de arrollamiento (80) , y f.) eventualmente fijación de una zona final superior (41) a acoplar con el aparato de gobierno (11) de una embarcación en el extremo del tubo de material compuesto de fibras (46) opuesto al cuerpo de soporte (70) ,

en el que el procedimiento es apropiado para la fabricación de una mecha de timón (40) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8. 15. Procedimiento según la reivindicación 14,

caracterizado porque el cuerpo de soporte (70) está configurado en dos partes y una primera parte del cuerpo de soporte (71) se usa para las etapas a.) , c.) y d.) , y porque una segunda parte del cuerpo de soporte (72) se introduce después de la realización de la etapa e.) en el tubo de material compuesto de fibras (46) a través del extremo del tubo de material compuesto de fibras (46) opuesto a la primera parte del cuerpo de soporte (71) ,

se mueve a través del tubo de material compuesto de fibras (46) hasta la primera parte del cuerpo de soporte (71) y se conecta con la primera parte del cuerpo de soporte (71) y/o con el tubo de material compuesto de fibras (46) .