Timón de alta potencia para barcos.

Timón de alta potencia (100) para barcos, que está configurado como timón totalmente compensado,

que comprende una pala de timón (10), una limera de timón (50) y una mecha de timón (40), en el que la pala de timón (10) presenta un borde de ataque (13) y un borde de fuga (18),

en el que el perfil de la pala de timón (10) visto en sección transversal se ensancha con un primer ángulo de flanco (β) del borde de ataque (13) en la dirección longitudinal del timón hasta una zona central (14), que forma el punto más ancho del perfil del timón, se estrecha con un segundo ángulo de flanco (ß) desde la zona central (14) hasta la zona trasera (16), que forma el punto más estrecho del perfil del timón, y se ensancha de nuevo de la zona trasera (16) hasta el borde de fuga (18), en particular de tipo cola de milano,

en el que la limera de timón (50) está provista como viga en voladizo de un orificio longitudinal interior (52) central para la recepción de la mecha de timón (40) y esta configurada llegando hasta la pala de timón (10), en el que para el apoyo de la mecha de timón (40) está dispuesto un cojinete (53) en el orificio longitudinal interior (52) de la limera de timón (50), que llega con su extremo libre (51) a una escotadura, retraimiento o similares (11) en la pala de timón (10), en el que una zona final (41) de la mecha de timón (40) sale fuera de la limera de timón (50) y está conectada con la pala de timón (10), en el que no está previsto ningún apoyo entre la pala de timón (10) y la limera de timón (50), y en el que el cojinete interior (53) para el apoyo de la mecha de timón (40) en la limera de timón (50) está dispuesto en la zona del extremo libre (51) de la limera de timón (50),

en el que el borde de ataque (13) está configurado de forma redondeada,

en el que el primer ángulo de flanco (α) es de 5º a 25º, y

en el que el segundo ángulo de flanco (β) es de 5º a 17º.

Timón de alta potencia para barcos La invención se refiere a un timón de alta potencia para barcos, que está configurado como timón totalmente compensado y presenta una pala de timón, una limera de timón y una mecha de timón, comprendiendo la pala de timón un borde de ataque y un borde de fuga. Timones semejantes se conocen por el estado de la técnica. En el estado montado en un barco, el timón está dispuesto normalmente en la dirección de marcha del barco detrás de una hélice prevista en el casco, estando dirigido el borde de ataque de la pala de timón hacia la hélice y estando opuesto el borde de fuga a la hélice. Los bordes de ataque y de fuga están orientados normalmente esencialmente de forma vertical en el estado montado.

Los timones de alta potencia, también denominados “high lift rudder”, son aquellos timones que generan un elevado empuje vertical dinámico y de este modo presentan un efecto de timón especialmente bueno. Como timones de alta potencia se ven en particular aquellos timones que presentan un factor K2 de 1, 4 o mayor. El valor de este factor K2 depende en particular de la forma del perfil. El factor K2 es un factor que se usa para la determinación de la fuerza del timón según la fórmula siguiente:

CR = 132 • A • v2 • K1 • K2 • K3 • Kt [N]

v = velocidad

K1 = factor en función de la relación lateral de la superficie del timón K2 = factor en función del tipo de perfil del timón K3 = factor en función de la disposición del timón Kt = factor en función del grado de carga por unidad de empuje.

Para las finalidades de la presente invención, bajo el término “timón rígido” se debe entender a continuación una pala de timón que se compone de un único cuerpo rígido y no presenta piezas articulables o movibles, como por ejemplo, una aleta articulable o similares.

El documento US 3, 847, 104 que se ve por la División de Examen de la Oficina Europea de Patentes como el estado de la técnica más próximo, muestra un timón para barcos fluviales con paredes laterales que discurren de forma rectilínea, que en una vista de perfil discurren ensanchándose de un borde de ataque rectilíneo de arista viva hasta una zona en la que está dispuesta la mecha de timón, desde allí se estrechan de nuevo hacia atrás y finalmente terminan en un borde de fuga de tipo cola de milano, presentando el borde de fuga la mayor anchura de perfil del timón.

El objetivo de la presente invención es poner a disposición un timón de alta potencia del tipo mencionado al inicio, en el que con una pala de timón en particular rígida sin piezas móviles se pueden obtener buenas propiedades de maniobrabilidad y que al mismo tiempo se pueda exponer a elevadas solicitaciones, en particular momentos de flexión, y por consiguiente también se pueda utilizar para barcos muy grandes.

Este objetivo se resuelve con un timón de alta potencia con las características especificadas en la reivindicación 1.

Acto seguido un timón de alta potencia del tipo mencionado al inicio, en vista en sección transversal, presenta un perfil de pala de timón que se ensancha con un primer ángulo de flanco de 5º a 25º del borde de ataque configurado de forma redondeada en la dirección longitudinal del timón hasta una zona central, que forma el punto más ancho del perfil del timón, se estrecha con un segundo ángulo de flanco de 5º a 17º desde la zona central hasta la zona trasera, que forma el punto más estrecho del perfil del timón, y se ensancha de nuevo de la zona trasera hasta el borde de fuga configurado preferiblemente de forma rectilínea, en particular de tipo cola de milano. Además, la relación de anchura del borde de fuga respecto a la anchura de la zona central es de 0, 3 a 0, 5. Adicionalmente la limera de timón está provista como viga en voladizo de un orificio longitudinal interior central para la recepción de la mecha de timón y esta configurada llegando hasta la pala de timón, estando dispuesto para el apoyo de la mecha de timón un cojinete en el orificio longitudinal interior de la limera de timón, que llega con su extremo libre a una escotadura, retraimiento o similares en la pala de timón, saliendo la mecha de timón con una zona final fuera de la limera de timón y estando conectada con esta zona final con la pala de timón, no estando previsto ningún apoyo entre la pala de timón y la limera de timón, y estando dispuesto el cojinete interior para el apoyo de la mecha de timón en la limera de timón en la zona del extremo libre de la limera de timón. Correspondientemente la invención se compone de la colaboración de un perfil del timón configurado especialmente con una disposición de cojinete de timón especial. Mediante el perfil del timón configurado especialmente se mejoran fuertemente en primer lugar las propiedades de flujo y maniobrabilidad del timón de alta potencia. En primer lugar el borde de ataque frontal configurado de forma redondeada garantiza que se ajusten buenas propiedades de flujo para el borde de ataque en todas las posiciones o ángulos del timón. Mediante el apéndice de tipo cola de milano desde la zona trasera hasta el borde de fuga trasero configurado preferentemente de forma rectilínea o mediante el

ensanchamiento de esta zona, el flujo se acelera de nuevo otra vez en esta zona y por consiguiente se aumenta otra vez el empuje vertical en la zona trasera del timón. En conjunto mediante la configuración especial del perfil se mejoran claramente la estabilidad del rumbo mediante una reducción de la deriva, así como las propiedades de control del barco. Con el timón según la invención son posibles ángulos de timón hacia estribor y babor de respectivamente hasta 70º. El borde de fuga puede estar configurado junto a una configuración rectilínea, también de forma convexa o inclusa varias veces convexa, por ejemplo, bi-convexa.

Mediante la disposición de cojinete especial para este perfil del timón se produce la ventaja de que la limera de timón se introduce en la pala de timón y la mecha de timón está montada en la zona final de la limera de timón en un retraimiento o similares de la pala de timón mediante un cojinete. Para ello no se necesita otro apoyo de la pala de timón en la superficie de pared exterior de la limera de timón. Por consiguiente el cojinete principal inferior, también denominado cojinete de cuello, se puede posicionar cerca del centro del empuje vertical del timón y no como en las disposiciones de cojinete convencionales por encima de la pala de timón. De este modo las cargas y momentos de flexión, que actúan sobre la pala de timón, se reducen claramente. En particular no actúan momentos de flexión o sólo pequeños momentos sobre la mecha de timón, al contrario de en timones convencionales, dado que ésta está montada en la limera de timón en su zona inferior, introducida en la pala de timón. De este modo la mecha de timón respecto a su circunferencia, así como la pala de timón misma respecto a su anchura se pueden realizar mucho más esbeltas que en los timones de alta potencia convencionales. Debido a ello también las construcciones de timón del timón de alta potencia según la invención son posibles para barcos muy grandes, es decir, con dimensionados muy grandes. Además, de este modo se reducen los costes de la fabricación respecto a los timones convencionales dado que se necesita menos material. La reducción de la anchura del timón es extraordinariamente ventajosa en particular en el caso de timones con el perfil según la invención, dado que éstos presentan fuerzas de empuje vertical aumentadas debido a su perfilado que actúan sobre la pala de timón, de modo que ésta debe estar realizada de todos modos más fuerte o ancha que lo que es el caso en timones con otros perfiles, y éstos presentan por consiguiente una resistencia relativamente grande que se disminuye por la reducción de la anchura del timón. En este sentido no sería posible un uso de tales timones perfilados para grandes barcos sin la disposición de cojinete según la invención.

Otras configuraciones ventajosas de la invención están caracterizadas en las reivindicaciones dependientes.

Según una forma de realización preferida de la invención, el timón según la invención está previsto en un barco que comprende una hélice asociada al timón y dispuesta sobre un árbol de hélice accionable. La conexión de la mecha de timón con la pala de timón está dispuesta además por encima del centro del árbol de hélice. En este caso es ventajoso que para el cambio del árbol de hélice la mecha de timón ya no se debe extraer del cojinete de la limera de timón después de la toma de la pala de timón, dado que la conexión de la mecha de timón... [Seguir leyendo]

1. Timón de alta potencia (100) para barcos, que está configurado como timón totalmente compensado, que comprende una pala de timón (10) , una limera de timón (50) y una mecha de timón (40) , en el que la pala de timón (10) presenta un borde de ataque (13) y un borde de fuga (18) ,

en el que el perfil de la pala de timón (10) visto en sección transversal se ensancha con un primer ángulo de flanco (α) del borde de ataque (13) en la dirección longitudinal del timón hasta una zona central (14) , que forma el punto más ancho del perfil del timón, se estrecha con un segundo ángulo de flanco (β) desde la zona central (14) hasta la zona trasera (16) , que forma el punto más estrecho del perfil del timón, y se ensancha de nuevo de la zona trasera (16) hasta el borde de fuga (18) , en particular de tipo cola de milano,

en el que la limera de timón (50) está provista como viga en voladizo de un orificio longitudinal interior (52) central para la recepción de la mecha de timón (40) y esta configurada llegando hasta la pala de timón (10) , en el que para el apoyo de la mecha de timón (40) está dispuesto un cojinete (53) en el orificio longitudinal interior (52) de la limera de timón (50) , que llega con su extremo libre (51) a una escotadura, retraimiento o similares (11) en la pala de timón (10) , en el que una zona final (41) de la mecha de timón (40) sale fuera de la limera de timón (50) y está conectada con la pala de timón (10) , en el que no está previsto ningún apoyo entre la pala de timón (10) y la limera de timón (50) , y en el que el cojinete interior (53) para el apoyo de la mecha de timón (40) en la limera de timón (50) está dispuesto en la zona del extremo libre (51) de la limera de timón (50) ,

en el que el borde de ataque (13) está configurado de forma redondeada,

en el que el primer ángulo de flanco (α) es de 5º a 25º, y

en el que el segundo ángulo de flanco (β) es de 5º a 17º.

2. Timón de alta potencia para barcos según la reivindicación 1, caracterizado porque el perfil del timón está configurado de forma simétrica.

3. Timón de alta potencia según la reivindicación 1, caracterizado porque el borde de fuga (18) comprende dos secciones de borde de fuga (18a, 18b) superpuestas que están dispuestas decaladas lateralmente una respecto a otra.

4. Timón de alta potencia según la reivindicación 3, caracterizado porque las secciones de borde de fuga (18a, 18b) en una vista en sección transversal presentan la forma de una media cola de milano dividida longitudinal.

5. Timón de alta potencia para barcos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer ángulo de flanco (α) es de 10º a 20º, preferiblemente de 12º a 16º.

6. Timón de alta potencia para barcos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo ángulo de flanco (β) es de 8º a 13º, preferiblemente de 11º.

7. Timón de alta potencia para barcos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación de anchura del borde de fuga (18) respecto a la anchura de la zona central (14) es de 0, 3 a 0, 5, preferiblemente de 0, 35 a 0, 45, especialmente preferiblemente de 0, 38 a 0, 43.

8. Timón de alta potencia para barcos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación de longitud de la distancia del centro de la mecha de timón hasta el borde de ataque (13) respecto a la longitud total del timón (10) es de 0, 25 a 0, 45, preferiblemente 0, 35 a 0, 43, especialmente preferiblemente 0, 38 a 0, 42.

9. Timón de alta potencia según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mecha de timón está dispuesta en la zona central (14) .

10. Timón de alta potencia para barcos según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación del diámetro de la hélice respecto a la altura de la pala de timón (10) es de 0, 8 a 0, 95, preferiblemente 0, 82 a 0, 9, especialmente preferiblemente 0, 85 a 0, 87.

11. Timón de alta potencia según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el perfil del timón entre la zona central (14) y la zona trasera (16) discurre de forma esencialmente rectilínea o presenta un desarrollo en arco convexo.

12. Barco, caracterizado porque presenta un timón (100) según una de las características anteriores.

13. Barco según la reivindicación 12, que comprende una hélice (30) asociada al timón (100) y dispuesta sobre un árbol de hélice accionable, caracterizado porque la conexión de la mecha de timón (40) con la pala de timón (10) se sitúa por encima del centro del árbol de hélice (31) .