DISPOSITIVO ANTISBANDAMENTO E ANTIROVESCIAMENTO PER IMBARCAZIONI A VELA

L'invenzione si riferisce ad imbarcazioni a vela ad un solo scafo o a più scafi. Nel caso di imbarcazione ad un solo scafo, vengono applicati lateralmente allo scafo due galleggianti appositamente sagomati, che scorrono dall’alto verso il basso su apposite guide; nel caso di imbarcazioni pluriscafo, sono gli scafi laterali che scorrono dall’alto verso il basso su apposite guide.

Il dispositivo è costituito da un albero delle vele che si muove in dipendenza della spinta laterale del vento sulle vele ed il movimento dell’albero causa l’affondamento del galleggiante o dello scafo sottovento; l’affondamento del galleggiante o dello scafo sottovento viene utilizzato per contrastare sia lo sbandamento che la deriva dell’imbarcazione.

Gli effetti dell'applicazione dell'invenzione sono: il miglioramento delle condizioni di comfort e di sicurezza dell'imbarcazione, l'aumento del rendimento della velatura e l'ottimizzazione delle prestazioni idrodinamiche dello scafo.

 


Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo "DISPOSITIVO ANTISBANDAMENTO E ANTIROVESCIAMENTO PER IMBARCAZIONI A VELA" a nome di Immordino Pietro - strada Torino, 24 ter - 10024 Moncalieri - TO- (Italia)

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

Imbarcazione a vela ad uno o a più scafi, ad uno o più alberi, in cui la pressione del vento sulle vele ha come effetto il movimento dell'albero delle vele rispetto allo scafo su cui esso insiste ed il movimento dell’albero a sua volta causa lo spostamento dei mezzi di contrasto dello sbandamento e della deriva rispetto allo scafo o agli scafi dell'imbarcazione.

I mezzi di contrasto dello sbandamento e della deriva dell'imbarcazione sono costituiti, per un'imbarcazione ad un solo scafo, da specifici galleggianti opportunamente sagomati e disposti sui due fianchi dell’imbarcazione; quando il vento esercita sulle vele una pressione che tende a fare sbandare l'imbarcazione, l’albero si muove e trasmette il suo movimento al galleggiante sottovento che si immerge nell’acqua, in maniera tale da contrastare lo sbandamento dell’imbarcazione.

Nel caso di un’imbarcazione a più scafi, lo stesso effetto è ottenuto immergendo in acqua lo scafo sottovento.

I mezzi di contrasto dello sbandamento dovuto all’azione del vento sulle vele servono anche per contrastare la spinta laterale (deriva) agente sullo scafo.

Il collegamento fra albero delle vele e mezzi di contrasto dello sbandamento è effettuato in maniera tale da consentire un’immersione del galleggiante o dello scafo sottovento compatibile con un assetto dell’imbarcazione poco o nulla sbandato.

I movimenti dell’albero e dei mezzi di contrasto dello sbandamento e della deriva si realizzano senza alcun intervento dell’equipaggio.

TECNICA PREESISTENTE

Le imbarcazioni a vela, in generale, subiscono uno sbandamento in dipendenza della pressione del vento sulle vele; tale sbandamento viene parzialmente o totalmente corretto dagli spostamenti sottovento dell’equipaggio.

I brevetti U.S. 3,985,106 del 12 Ott. 1976 e 4,094,263 del 13 Giu. 1978 ed il PCT/NO91/00086 del 17 Giugno 1991 (WO 91/19641 del 26 dicembre 1991) descrivono dei dispositivi che correggono lo sbandamento di un’imbarcazione ad un solo scafo attraverso lo spostamento automatico della zavorra indotto dallo spostamento dell’albero.

Il brevetto U.S. 4,286,533 del 1 Settembre 1981 descrive un dispositivo in cui la correzione dell’effetto sbandante è ottenuta attraverso lo spostamento sopravvento dell’albero, realizzato mediante intervento dell’equipaggio, e lo spostamento dell’equipaggio stesso.

In tutti i brevetti suddetti non si ha l’immersione progressiva del sistema di correzione dello sbandamento, la quale immersione, nel caso del dispositivo oggetto del presente brevetto, è utilizzata, oltre che per compensare lo sbandamento, anche per contenere la deriva laterale dell’imbarcazione.

Il fatto di immergere i mezzi di contrasto della deriva dell’imbarcazione solo quando se ne presenta la necessità costituisce un vantaggio analogo a quello che si ha nelle piccole imbarcazioni con deriva mobile, nelle quali l’equipaggio abbassa la deriva solo nelle condizioni di navigazione che rendono necessaria questa manovra.

ESPOSIZIONE DELL'INVENZIONE

L'invenzione riguarda un'imbarcazione a vela ad uno o più scafi in cui l'albero delle vele si muove rispetto allo scafo su cui insiste; il movimento dell'albero viene trasmesso attraverso opportuni dispositivi ai mezzi di contrasto dello sbandamento dell'imbarcazione.

Tali mezzi di contrasto sono costituiti, per un'imbarcazione ad un solo scafo, da specifici galleggianti opportunamente sagomati e disposti sui due fianchi dell’imbarcazione, di cui quello sottovento viene immerso, in dipendenza della pressione del vento sulle vele, in maniera da contrastare l’azione sbandante esercitata dal vento sulle vele.

I mezzi di contrasto dello sbandamento dovuto all’azione del vento sulle vele servono anche per contrastare la spinta laterale (deriva) agente sullo scafo.

Nel caso di un’imbarcazione a più scafi, lo stesso effetto è ottenuto immergendo in acqua lo scafo sottovento, che si muove dall’alto verso il basso rispetto al sistema di collegamento degli scafi dell’imbarcazione.

I dispositivi di trasmissione del movimento dell'albero ai mezzi di contrasto dello sbandamento sono realizzati in maniera tale da garantire assetti di navigazione dell'imbarcazione che consentano un buon rendimento della velatura, un corretto assetto idrodinamico dello scafo e un'andatura sicura dell'imbarcazione.

Inoltre l'albero delle vele ha la possibilità di muoversi in maniera parzialmente indipendente dai mezzi di contrasto dello sbandamento, in caso di raffica improvvisa, per diminuire la superficie velica esposta al vento.

Sebbene le descrizioni e i disegni seguenti si riferiscano ad un'imbarcazione ad un solo albero, l'invenzione è applicabile, come risulterà chiaramente ad un tecnico del settore, anche ad imbarcazione a più alberi.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L'invenzione verrà di seguito spiegata, con riferimento ai disegni delle figure 1, 1a, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 e 11 allegate, sia applicata ad un’imbarcazione ad un solo scafo che ad un’imbarcazione a più scafi (trimarano); i disegni suddetti illustrano, inoltre, tre distinte forme di attuazione, che si applicano ad ambedue i tipi di imbarcazione suddetti.

Il tracciamento grafico dei particolari delle attrezzature veliche e della velatura esposta è stato omesso in tutte le figure citate, per semplicità di disegno e chiarezza di esposizione; inoltre, nelle figure non è mostrato il dispositivo di tensione che serve a tenere tesata la sartia sottovento in navigazione.

I disegni delle figure 1, 2, 3 e 4 mostrano l’applicazione dell’invenzione ad un’imbarcazione ad un solo scafo nella prima forma di attuazione; in dettaglio:

Le figure 5, 6, 7 e 8 mostrano l’applicazione dell’invenzione ad un’imbarcazione del tipo trimarano, nella stessa forma di attuazione delle figure 1, 2, 3 e 4, e precisamente:

Le figure 9 e 10 mostrano l’applicazione dell’invenzione ad un’imbarcazione di tipo trimarano in una diversa forma di attuazione, consistente nel far traslare l’albero trasversalmente rispetto all’asse longitudinale dello scafo. invece che farlo ruotare intorno al suo piede, e precisamente:

Infine, la fig. 11 mostra l’applicazione dell’invenzione ad un’imbarcazione ad un solo scafo in una terza forma di attuazione, consistente nel trasmettere il moto dell’albero al galleggiante sottovento mediante un sistema costituito da pistoni idraulici e tubazioni invece che da funi, pulegge e paranchi., e precisamente:

Le tre forme di attuazione dell’invenzione descritte nei disegni suddetti sono, come risulta chiaro ad un esperto del settore, tutte applicabili sia ad un’imbarcazione ad uno scafo che ad un’imbarcazione a più scafi, anche se solo per la prima di tali forme il dispositivo è stata disegnata con riferimento ad ambedue i tipi di imbarcazione.

MODI DI ATTUARE L'INVENZIONE

1 - PRIMA FORMA DI ATTUAZIONE

1a - APPLICAZIONE DELL'INVENZIONE AD UNA IMBARCAZIONE AD UN SOLO SCAFO

Le figure 1, 2, 3 e 4 descrivono graficamente l'applicazione dell'invenzione ad una imbarcazione ad un solo scafo.

Nella figura 1 il dispositivo adottato è stato disegnato, allo scopo di facilitarne la comprensione, solo in riferimento alla sartia di sopravvento S2; nelle figure 2, 3 e 4 il dispositivo è invece disegnato con riferimento ad ambedue le sartie.

Con riferimento alla figura 1, il dispositivo è essenzialmente costituito da:

In fig. 1a è mostrato un dettaglio costruttivo della molla M2, che viene pre-tensionata fra le spine N1 e N2, inserite nei cilindri C1 e C2; quando la tensione sulla sartia supera la pre-tensione della molla M2, la molla si allunga, i due cilindri scorrono uno dentro l’altro e l’albero si inclina, per effetto dell’allungamento della sartia.

In condizioni di navigazione normale la pressione esercitata del vento sulle vele tende a fare ruotare l'albero T attorno al perno O e la sartia S2 entra in tensione e tende ad allungarsi trasmettendo la forza esercitata su di essa dall'albero alla fune F2, con l'interposizione del paranco P2; la fune F2 trasmette a sua volta la forza all'asta A1, che scorre dall'alto verso il basso, all’interno della sua guida, facendo immergere il galleggiante G1, la cui spinta di galleggiamento equilibra la spinta laterale del vento sulle vele; il galleggiante funge così anche da deriva per l’imbarcazione, contenendo le spinta laterale esercitata dal vento sulle vele (fig. 3).

In tali condizioni il sistema consente determinate inclinazioni dell'albero, entro limiti atti ad ottenere buoni rendimenti della velatura e andature sicure dell'imbarcazione, tramite un corretto dimensionamento della molla M2, del rapporto di riduzione dei paranchi P1 e P2 e della forma e volume dei galleggianti G1 e G2.

Quando la forza del vento aumenta oltre i limiti consentiti per una navigazione sicura con la velatura utilizzata, la molla pre-tensionata M2 si allunga, in dipendenza dall'aumento della tensione della sartia S2 su cui insiste, consentendo all'albero T di inclinarsi ulteriormente rispetto allo scafo, senza che l’affondamento del galleggiante G1 subisca aumenti rilevanti (fig. 4).

Il comportamento del dispositivo descritto, quindi, consente all'imbarcazione anche di superare eventuali raffiche senza eccessive inclinazioni dello scafo e in condizioni di elevata sicurezza al rovesciamento.

1b - APPLICAZIONE DELL'INVENZIONE AD UNA IMBARCAZIONE A PIÙ' SCAFI

Le figure 5, 6, 7 e 8 descrivono graficamente l'applicazione dell'invenzione ad un'imbarcazione a più scafi (trimarano).

In figura 5 il dispositivo adottato è stato disegnato, allo scopo di facilitarne la comprensione, solo in riferimento alla sartia di sopravvento S2; la forza trasmessa dall'albero T alla sartia di sopravvento S2 viene rinviata, attraverso il paranco P2, la fune F2 e la puleggia R1, ad un'asta A1, libera di scorrere in senso verticale rispetto alla traversa V di collegamento con lo scafo principale; tale asta A1 è collegata solidalmente allo scafo laterale sottostante L1.

Anche in questo caso, è stata inserita sulla sartia S2 una molla pre-tensionata M2, che ha lo scopo di limitare la forza trasmessa dalla sartia S2 allo scafo laterale L1.

Le figure 6, 7 e 8 mostrano una vista frontale dell'imbarcazione, in tre differenti assetti di navigazione, con il dispositivo montato su ambedue le sartie S1 e S2.

La figura 6 rappresenta l'imbarcazione in assenza di momento di sbandamento.

La figura 7 mostra l'imbarcazione in condizioni di navigazione normale; la rotazione dell'albero T rispetto al perno longitudinale O causa un corrispondente affondamento dello scafo sottovento L1, fin quando la spinta di galleggiamento di detto scafo non compensa la forza trasmessa dall'albero T alla sartia di sopravvento S2.

Lo scafo centrale subisce così un limitato o nullo sbandamento per l'azione compensatrice della spinta di galleggiamento dello scafo sottovento L1.

Quando, in dipendenza dell'aumentare dell'intensità del vento, la forza sulla sartia sopravvento S2 aumenta oltre il valore di pre-tensionamento della molla M2, tale molla si allunga, consentendo un ulteriore rotazione all'albero T, in maniera parzialmente indipendente dall'affondamento dello scafo sottovento L1 (fig. 8).

Si è così raggiunto, anche nel caso in esame, attraverso l'inserimento delle due molle M1 e M2 il risultato di consentire ampie rotazioni dell'albero T attorno al perno O, in maniera da ridurre l'effetto dell'azione del vento sulle vele, qualora la forza del vento aumenti oltre i limiti consentiti per una navigazione sicura, limitando nel contempo anche l'affondamento dello scafo sottovento a valori compatibili con un corretto assetto di navigazione.

2 - SECONDA FORMA DI ATTUAZIONE

Le figure 9 e 10 mostrano l’applicazione della seconda forma di attuazione dell’invenzione ad uno scafo trimarano.

La fig. 9 è la vista frontale dell’imbarcazione, in condizioni di navigazione normale, con il dispositivo oggetto dell’invenzione mostrato, per ragioni di chiarezza espositiva, solo con riferimento alla sartia do sopravvento S2.

L’albero T poggia su una slitta W, a cui à solidale sia alla traslazione che alla rotazione; la slitta si sposta trasversalmente rispetto agli scafi dell’imbarcazione, scorrendo su apposite guide posizionate sul collegamento fra gli scafi e il movimento laterale della slitta comporta l’allungamento della sartia S2.

La sartia a sua volta è collegata all’asta A1, attraverso il paranco P2, la fune F2 e la puleggia R1; tale asta A1 si muove dall’alto in basso rispetto alla traversa di collegamento V, solidalmente allo scafo sottostante L1 e causa l’affondamento di quest’ultimo, fin quando la spinta di galleggiamento dello scafo L1 non compensa la forza trasmessa dall’albero T alla sartia di sopravvento S2; sulla slitta W sono posizionati anche i punti di mura delle vele.

La fig. 10 mostra la stessa imbarcazione nelle stesse condizioni di fig. 9, con il dispositivo applicato ad ambedue le sartie.

La maggiore complicazione costruttiva di questa seconda forma di attuazione è compensata dal miglior rendimento della velatura, poiché l’albero delle vele può' essere mantenuto verticale.

Questa seconda forma di attuazione può essere evidentemente applicata anche ad un’imbarcazione ad un solo scafo.

3 - TERZA FORMA DI ATTUAZIONE

La fig. 11 è la sezione trasversale di un’imbarcazione ad un solo scafo in condizioni di navigazione normale a cui è stata applicata l’invenzione nella sua terza forma di attuazione; in figura il dispositivo è mostrato, per chiarezza espositiva, solo con riferimento alla sartia di sopravvento S2.

Con riferimento alla fig. 11, il dispositivo è costituito da:

La tensione della sartia S2, indotta dall’azione del vento sulle vele, viene trasmessa, attraverso il paranco P2 e la fune F2, all’asta A1 che comanda il pistone del cilindro idraulico Z1; il movimento del pistone del cilindro Z1 viene trasmesso, attraverso la tubazione U1, al pistone del cilindro idraulico Z3 ed il movimento di quest’ultimo pistone spinge in basso l’asta A3 ed il galleggiante G1 ad essa collegato.

Anche questa terza forma di attuazione può essere naturalmente applicata ad imbarcazioni a più scafi.

ULTERIORI FORME DI ATTUAZIONE

In tutte e tre le forme di attuazione precedenti è previsto l’inserimento nel dispositivo di trasmissione della forza di molle ed ammortizzatori, ciò per ottenere determinati spostamenti dell’albero, in funzione dell’inclinazione dell’imbarcazione.

I dispositivi di limitazione dell’azione del vento sulle vele in condizione anomale (molle meccaniche M1 e M2) possono essere sostituiti da altri tipi di molle pre-tensionate idrauliche o pneumatiche.

In pratica i particolari di esecuzione del dispositivo potranno comunque variare senza uscire dall'ambito del trovato e quindi dal dominio del brevetto d'invenzione.

RISULTATI DELL'APPLICAZIONE DELL'INVENZIONE

I risultati principali dell'applicazione del dispositivo sono:

Qualunque sia il sistema di correzione dello sbandamento adoperato il dispositivo può essere tarato in modo da ottenere un pre-definito comportamento dell'imbarcazione durante la navigazione a vela; ad esempio si può scegliere se compensare parzialmente o totalmente l'effetto sbandante del vento sulla velatura o, addirittura, fare inclinare lo scafo verso il vento.

Ciò variando i rapporti di trasmissione della forza dalle sartie all’asta del galleggiante o dello scafo laterale, la forma ed il volume del galleggiante o dello scafo laterale, l’inclinazione della guida dell’asta che spinge in basso il galleggiante o lo scafo laterale.

Parimenti, il dispositivo di limitazione dello sforzo di sartia può essere tarato con parametri differenti, a seconda che si voglia privilegiare il rendimento della velatura o la sicurezza dello scafo o che altro.

L'ampia possibilità di scelta delle sistemazioni adottabili per il dispositivo in oggetto, di cui si è fatto cenno sopra, consente di potere ipotizzare la sua applicazione su imbarcazione di ogni tipo, costo e dimensione: tale dispositivo potrebbe in effetti aprire strade inesplorate alla navigazione a vela.

E’ da notare che la correzione dello sbandamento dell’imbarcazione è ottenuta senza gravare lo scafo di zavorra; questo arreca notevoli vantaggi in termini di velocità e di tecnica costruttiva dello scafo, nonché di leggerezza dello stesso.

Un grande vantaggio del dispositivo è quello di funzionare del tutto autonomamente dall’intervento dell’equipaggio per tutte le due azioni di contrasto ottenute con l’affondamento del galleggiante o dello scafo sottovento, e cioè per compensare sia l’effetto sbandante che la deriva dell’imbarcazione indotti dalla spinta del vento sulle vele.

 

RIVENDICAZIONI

1. Un sistema di contrasto dello sbandamento e della deriva per imbarcazioni a vela ad un solo scafo che comprende un albero (o più alberi) inclinabile lateralmente, ambedue le sartie laterali collegate a paranchi, pulegge e fili in maniera da trasmettere la forza agente sulle sartie ai mezzi di compensazione dello sbandamento e della deriva dell’imbarcazione, caratterizzato dal fatto che:

2. Un sistema di contrasto dello sbandamento e della deriva per imbarcazioni a vela ad un solo scafo che comprende un albero (o più alberi) che scorre trasversalmente rispetto allo scafo poggiando su una apposita slitta, su cui insistono anche i punti di mura delle vele, ambedue le sartie laterali collegate a paranchi, pulegge e fili in maniera da trasmettere la forza laterale agente sulle vele al mezzo di compensazione dello sbandamento e della deriva dell’imbarcazione, caratterizzato dal fatto che:

3. Un sistema di contrasto dello sbandamento e della deriva per imbarcazioni a vela a più scafi che comprende un albero (o più alberi) inclinabile lateralmente, ambedue le sartie laterali collegate a paranchi, pulegge e fili in maniera da trasmettere la forza agente sulle sartie al mezzo di compensazione dello sbandamento e della deriva dell’imbarcazione, caratterizzato dal fatto che:

4. Un sistema di contrasto dello sbandamento e della deriva per imbarcazioni a vela a più scafi che comprende un albero (o più alberi) che scorre trasversalmente rispetto allo scafo poggiando su una apposita slitta, su cui insistono anche i punti di mura delle vele, ambedue le sartie laterali collegate a paranchi, pulegge e fili in maniera da trasmettere la forza laterale agente sulle vele al mezzo di compensazione dello sbandamento e della deriva dell’imbarcazione, caratterizzato dal fatto che:

5. Imbarcazione a vela secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, e 4 caratterizzata dalla presenza di sartie in cui è inserito un dispositivo a molla (meccanica o idraulica o pneumatica) che causa l'allungamento delle sartie quanto la tensione agente su di esse supera un valore prefissato, consentendo così l'inclinazione dell'albero o degli alberi delle vele.

6. Imbarcazione a vela secondo le rivendicazioni 1, 2, 3, 4 e 5 caratterizzata dalla presenza di sartie in cui è inserito un dispositivo a molla od elastico che serve a mantenere tesate le sartie sottovento durante la navigazione.

7. Imbarcazione a vela secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che nel dispositivo di trasmissione del movimento dell’albero ai mezzi di correzione dello sbandamento dovuto all’azione del vento sulle vele sono inseriti dispositivi di contrasto e regolazione dell’ampiezza del movimento e di ammortamento delle oscillazioni (molle ed ammortizzatori), allo scopo di realizzare un determinato comportamento dell’imbarcazione in funzione dell’intensità e delle variazioni d’intensità del vento.

Torino, 04 giugno 1996 Firma

(Pietro Immordino)

RIASSUNTO

L'invenzione si riferisce ad imbarcazioni a vela ad un solo scafo o a più scafi. Nel caso di imbarcazione ad un solo scafo, vengono applicati lateralmente allo scafo due galleggianti appositamente sagomati, che scorrono dall’alto verso il basso su apposite guide; nel caso di imbarcazioni pluriscafo, sono gli scafi laterali che scorrono dall’alto verso il basso su apposite guide.

Il dispositivo è costituito da un albero delle vele che si muove in dipendenza della spinta laterale del vento sulle vele ed il movimento dell’albero causa l’affondamento del galleggiante o dello scafo sottovento; l’affondamento del galleggiante o dello scafo sottovento viene utilizzato per contrastare sia lo sbandamento che la deriva dell’imbarcazione.

Gli effetti dell'applicazione dell'invenzione sono: il miglioramento delle condizioni di comfort e di sicurezza dell'imbarcazione, l'aumento del rendimento della velatura e l'ottimizzazione delle prestazioni idrodinamiche dello scafo.










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