ES2324347T3 - Sistema de suspension de cubierta activo. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de suspensión de cubierta activo para usar en barcos marinos que tienen un casco (70) y una cubierta de operarios, que comprende: un medio de chasis (45, 42) para montar dicho sistema dentro de dicho casco; medio de cubierta para proporcionar una plataforma móvil (26), estando dicho medio de cubierta al menos parcialmente soportado por dicho medio de chasis (45, 42), medios de amortiguación (76, 77) para absorber las fuerzas de impacto que actúan sobre dicho casco y medio de cubierta, dicho medio de amortiguación (76, 77) montado dentro de dicho medio de chasis (45) y un medio de control de torsión (78) para limitar el movimiento de dicho medio de cubierta, dicho medio de control de torsión (78) montado dentro de dicho medio de chasis (45, 42) en el que dicho medio de control de torsión (78) comprende una pluralidad de miembros de placa (92, 93), estando dichos miembros de placa asegurados de forma articulada entre sí y que están montados adicionalmente de forma giratoria dentro de dicho medio de chasis, de manera que evitan el movimiento traslacional, rotacional o de un lado a otro de una viga de soporte de chasis superior (42), con lo que un área de cubierta suspendida proporciona un rendimiento al barco y un viaje a los ocupantes mejorados reduciendo los efectos de las fuerzas externas indeseables.
Description
Sistema de suspensión de cubierta activo.
La presente invención se refiere a un montaje de
cubierta para barcos marinos y, más particularmente, a un sistema
de suspensión de cubierta activo que incorpora amortiguadores de la
fuerza de impacto o absorbedores de choque por debajo de un área de
la cubierta de los ocupantes, para reducir o eliminar los efectos de
dichas fuerzas o de la fatiga vibracional y proporcionar un viaje
más cómodo y estable.
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Los diseños de casco y cubierta en la industria
marina hasta ahora han intentado abordar el problema de reducir los
efectos perjudiciales de las fuerzas de impacto que actúan sobre el
casco cuando el barco está navegando en alta mar, o en aguas
agitadas o picadas. Sin embargo, los intentos anteriores para
minimizar los efectos de la energía de la fuerza de las olas y
proporcionar un viaje más cómodo para el maquinista del barco o los
pasajeros implica diseños más complicados que carecen de aplicación
y/o son poco prácticos desde el punto de vista de los diseños
ingenieriles y las consideraciones financieras. Aunque la técnica
anterior ha abordado los principios generales respecto a
estabilizar el interior de los cascos o cubiertas mediante el uso de
medios de acolchado u otros amortiguadores que intentan reducir las
fuerzas de choque indeseables encontradas en gran medida por el
casco externo, la industria hasta ahora ha fallado a la hora de
proporcionar un sistema de suspensión mejorado, dinámico y
eficaz.
La técnica anterior ha intentado resolver estos
problemas de diversas maneras. Por ejemplo, la Patente de Estados
Unidos Nº 6.182.596 expedida a Johnson se titula "System for
Minimizing the Effects of Shock and Vibration in a High Speed
Vessel" y muestra un sistema de absorción de choques diseñado
para incluirlo en los buques Cigarette de alta velocidad, e
incorpora un casco interno completo que se estabiliza mediante un
montaje complicado de amortiguador y unión por resorte situado
alrededor del perímetro del caso interno. Hay numerosos resortes y
mecanismos de soporte de amortiguación asegurados a las paredes
laterales del casco externo, intentando amortiguar tanto el
movimiento vertical como el movimiento traslacional. El casco
interno constituye una "superestructura" que está completa en
y por sí misma, y es esencialmente un barco de doble casco, opuesto
a una construcción convencional de casco y cubierta.
Adicionalmente, el sistema de '596 incluye numerosos montajes de
barra de torsión que son inaccesibles entre los dos (2) cascos.
La Patente de Estados Unidos Nº 6.176.190
expedida a Ozga se titula "Suspension System for a Speedboat" e
intenta proporcionar un aislamiento dinámico de la cubierta
incorporando una serie de amortiguadores y montajes de giro
multieje para tener en cuenta el movimiento de cabeceo, guiñada y
alabeo. El documento '190 de Ozga describe también, en una
realización, un casco interno completo para un barco monocasco y
tiene aplicación también para catamaranes.
La Patente de Estados Unidos Nº 5.348.265
expedida a Burg, se titula "Air Cushion Supported Secondary
Structure" y muestra un sistema de acolchado de gas presurizado
en el que una enorme cabina de pasajeros interna está soportada en
su totalidad por gases presurizados. Un montaje complicado de
soplante y conducto se diseña en el barco externo y suministra gas
a través del conducto sellado y el sistema de cámaras. La cabina
interna está soportada de una manera secundaria mediante
accionadores y puntos de conexión giratorios.
La Patente de Estados Unidos Nº 2.617.377
expedida a Evans, se titula "Boat Construction" y describe un
diseño secreto que incorpora una rueda giroscópica central que
soporta un segmento de la cubierta. La cubierta puede moverse con
respecto al casco mediante el giroscopio y un sistema de unión
complejo que incluye puntos de giro de junta universal, montajes de
rodillo, resortes y cables.
La técnica anterior, por lo tanto, falla a la
hora de proporcionar un montaje de suspensión de cubierta dinámico,
particularmente para un casco con cubierta integral convencional,
que puede incorporarse fácilmente en los métodos de fabricación y
diseños de barco actuales, estructuralmente robusto, operativamente
eficaz y eficaz respecto a costes. Adicionalmente, es necesario que
dicho sistema controle constantemente las cargas situadas sobre el
área de cubierta seleccionada y que compense automáticamente las
fuerzas de impacto que actúan sobre el casco.
Por consiguiente, lo que se necesita en la
industria marina es un sistema de suspensión de cubierta activo
mejorado que supere los problemas asociados con los diseños
mecánicos complejos y poco prácticos que requieren alteraciones
extensivas en la construcción de los barcos, proporcionan numerosos
componentes que están sometidos a un mantenimiento extensivo o a
fallo de componentes en condiciones marinas o son poco prácticos por
otras causas. La suspensión de cubierta no debe impedir el
rendimiento general del barco cuando funciona a velocidades
relativamente altas o en mares agitados, debe ser integral con las
secciones rígidas restantes de la cubierta y debe ser fácil de
instalar y mantener. Por lo tanto, la presente invención se refiere
a la resolución eficaz de los problemas y defectos de la técnica
anterior mencionados anteriormente. Sin embargo, en vista de los
diseños de cubierta en la industria marina que existen en el momento
de la presente invención, no era obvio para aquellas personas
especialistas habituales en la técnica pertinente cómo las
necesidades identificadas podrían satisfacerse de una manera
ventajosa.
El documento
FR-A-2450192 describe un vehículo
náutico suspendido en el que un casco se suspende por encima o
entre un casco o cascos que están en contacto con el agua. Los
amortiguadores hidráulicos o equivalentes absorben los choques para
mejorar la comodidad de los pasajeros.
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La presente invención proporciona un sistema de
suspensión de cubierta activo de acuerdo con la reivindicación 1 de
la memoria descriptiva de la presente patente.
La presente invención contempla una plataforma
de suspensión de cubierta dinámica modificada y mejorada que es
integral con una cubierta de barco convencional montada dentro de un
casco. Un casco de barco generalmente incluye una sección inferior
que puede tener un diseño de semi-V o V profunda
aunque un casco de cualquier forma puede realizarse de forma
práctica en la presente invención. El barco incluye adicionalmente
paredes laterales, bordas, un área de popa o proa, así como una
sección en popa y un montante.
El diseño mejorado incluye un chasis o
estructura que puede ser discontinuo y se monta en el casco en un
plano generalmente vertical y se sitúa transversalmente con
respecto al eje longitudinal del barco. En una realización, el
chasis constituye un inserto mecánico y soporta cilindros de
amortiguación o resortes de torsión que actúan como absorbedores de
choque sobre extremos opuestos del chasis. En su sección más
superior, el chasis incluye una viga esencialmente horizontal que
soporta la sección de cubierta de la presente invención. En su
sección más inferior, el chasis incorpora una forma geométrica que
se ajusta a la forma de casco deseada y, en ciertas realizaciones,
es de un diseño en semi-V. El medio de amortiguación
puede montarse en una posición generalmente recta entre las
secciones superior e inferior del chasis.
Adicionalmente, se montan placas de control de
torsión de forma giratoria y articulada alrededor del centro del
chasis, entre los amortiguadores. Este medio de control de torsión
mantiene los componentes del chasis en una posición generalmente
coplanar y limita el movimiento de la sección superior al movimiento
vertical. Es decir, el medio de control de torsión evita el
movimiento de un lado a otro (u horizontal), así como el movimiento
traslacional o rotacional de la sección superior, que a su vez evita
dicho movimiento del área de la cubierta suspendida.
Los accionadores de emergencia o soportes
regulables están disponibles en la opción del operario o, en el
caso de fallo de los medios de amortiguación primarios. Los
accionadores de emergencia mantienen el área de cubierta suspendida
en una posición recta, enrasada con la cubierta principal del barco
y constituyen un elemento de bloqueo. Los accionadores podrían
hacerse funcionar también manualmente.
En una realización particular, se usan cilindros
neumáticos como los amortiguadores o absorbedores de choque y un
tablero de componentes proporciona el compresor de aire, el tanque
de aire inverso, los calibres de control de presión y la
electrónica de control del sistema. El circuito de control del
sistema incluye una pluralidad de interruptores de lámina y
solenoides, temporizadores e interruptores de activación. El sistema
incluye componentes y circuitos electrónicos, componentes de
control electromagnéticos y control dinámico, de manera que las
cargas o fuerzas de choque que actúan sobre el área de cubierta
suspendida se controlan constantemente y el sistema ajusta
automáticamente la presión independientemente de los cilindros
neumáticos y la expansión o repliegue de las varillas del cilindro
como respuesta a ello. De esta manera, el sistema compensa
automáticamente las fuerzas de impacto o la energía de las olas que
actúan sobre la sección del casco o la cubierta y mantiene las
fuerzas resistivas o la "rigidez" de la plataforma suspendida
en un estado deseado.
La sección principal del área de cubierta
suspendida se une de forma segura a la parte superior del inserto
del chasis. La sección de popa del área de cubierta suspendida se
une a la sección de cubierta adyacente usando una articulación u
otro mecanismo giratorio. En realizaciones alternativas, una
pluralidad de los montajes de chasis descritos podría utilizarse en
las áreas de cubierta suspendida tanto en popa como en proa. En una
realización preferida, con respecto a la consola central de un
buque, el área de cubierta suspendida se extiende desde el montante
hasta la base de la consola central y puede acomodar cualquier tipo
de diseño de asiento, silla de timón, poste inclinado u otro
accesorio de cubierta deseado.
En diseños alternativos, pueden incorporarse en
la presente invención cilindros hidráulicos, absorbedores de choque
de resorte de compresión o montajes de compresión de tecnología
emergente, mecánicos, eléctricos o similares y miembros de chasis.
El diseño global de todo el sistema debe ser compatible con los
cascos de buque convencionales y las secciones de cubierta rígidas,
y con los métodos y tecnología de fabricación. El diseño debe
proporcionar un rendimiento superior y no ser demasiado prominente,
de manera que no constituya un impedimento mecánico o eléctrico
sustancial, un montaje poco práctico o impida de otra manera el
funcionamiento del barco en condiciones marinas. Esta invención
proporciona una solución limpia e inteligente a los problemas
indicados anteriormente. No tiene conexiones en términos de integrar
el sistema en la construcción de un barco convencional y en las
técnicas de fabricación con una varianza mínima, es financieramente
robusto y fácil de mantener.
De acuerdo con la presente invención, un objeto
de la misma es proporcionar un sistema de suspensión de cubierta
activo mejorado para usar en barcos marinos que reduzca o elimine
las fuerzas de impacto o la energía de las olas que actúa sobre el
casco del barco.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de suspensión de cubierta activo que incluya
un diseño mecánico y electromecánico mejor, sea operativamente
eficaz y sea fácil de mantener.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de suspensión de cubierta activo que no
interfiera con el funcionamiento o el rendimiento del barco y que
esté totalmente integrado en una cubierta de ocupantes
convencional.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de cubierta activo que sea eficaz respecto
a costes y que tenga un diseño de fabricación mejor.
Un objeto adicional de la presente invención es
proporcionar un sistema de suspensión de cubierta que sea dinámico,
controle constantemente las fuerzas de carga que actúan sobre la
cubierta suspendida, compense automáticamente dichas fuerzas y
regule la rigidez del área de cubierta relacionada.
Otro objeto más de la presente invención es
proporcionar un sistema de suspensión de cubierta activo que sea
compatible con los diseños de casco y buque y que pueda incorporarse
en el equipo original o, como alternativa, pueda actualizar los
barcos existentes.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un montaje de suspensión de cubierta dinámico que
incluya todas las características y objetos mencionados
anteriormente para proporcionar un diseño mejor, eliminando los
problemas encontrados por los dispositivos anteriores y resolviendo
de forma general los problemas asociados con hacer funcionar los
barcos en condiciones marinas agitadas.
Estos y otros objetos, ventajas y
características de esta invención quedarán claros según vaya
transcurriendo esta descripción a lo largo de este documento. La
invención, por consiguiente, comprende los elementos de
construcción, métodos de fabricación, diseños ingenieriles y
componentes, la interrelación entre los mismos, la combinación de
elementos y la disposición de partes que se ejemplificará en la
descripción indicada posteriormente en este documento.
De acuerdo con estos y otros objetos que
resultarán evidentes en lo sucesivo en este documento, la presente
invención se describirá ahora con referencia particular a los
dibujos adjuntos.
La Figura 1 es una vista en planta superior de
un montaje de buque y cubierta que incorpora la presente
invención.
La Figura 1A es una vista en perspectiva desde
atrás del área de popa/montante de un barco que incorpora la
presente invención.
La Figura 2 es una vista en perspectiva desde
delante de la presente invención, que ilustra la sección delantera
de la cubierta suspendida junto con una consola central.
La Figura 3 es una vista en perspectiva,
ampliada, de la invención ilustrada en la Figura 2.
La Figura 4 es una vista en planta superior de
una sección de cubierta de la presente invención, que ilustra la
integración del montaje de cubierta suspendida con la cubierta
convencional, y componentes de la misma.
La Figura 5 es una vista en perspectiva de la
presente invención, que ilustra el miembro de chasis superior, con
la cubierta suspendida retirada.
La Figura 6 es una vista en perspectiva de la
presente invención ilustrada con el recipiente de goteo
retirado.
La Figura 7 es una vista en perspectiva de la
presente invención, que ilustra el tablero de componentes montado
dentro de la consola.
La Figura 8 es una vista en planta de la
presente invención, que ilustra el panel de control montado en la
consola.
La Figura 9 es una vista en perspectiva del
chasis de la suspensión principal y componentes asociados de la
presente invención en una posición generalmente recta.
La Figura 9B es una vista en perspectiva del
chasis de la suspensión principal y componentes asociados de la
presente invención, en una posición generalmente descendida.
La Figura 9C es una vista en perspectiva del
chasis de la suspensión principal y componentes asociados de la
presente invención, en una posición generalmente recta, con los
soportes auxiliares conectados.
La Figura 9D es una vista en perspectiva,
parcial, de la sección derecha más superior del chasis de suspensión
de la presente invención, que ilustra soporte físico de montaje y
ensamblaje.
La Figura 9E es una vista en planta delantera de
la presente invención, que ilustra el chasis en su posición recta y
más extendida, con el medio de amortiguación conectado, y los
soportes auxiliares desconectados.
La Figura 10 es un esquema del cableado
eléctrico para los componentes electrónicos y electromagnéticos de
la presente invención.
La Figura 11 es un esquema neumático de la
presente invención.
La Figura 12 es una vista en perspectiva, que
ilustra la estructura de soporte para la cubierta suspendida de la
presente invención.
La Figura 12A es una vista en planta superior de
la invención descrita en la Figura 12.
La Figura 12B es una vista delantera descrita en
la Figura 12A.
La Figura 12 C es una vista en sección
transversal de un componente estructural de la presente
invención.
La Figura 13A es una vista en planta superior de
una sección del montaje de articulación de la presente
invención.
La Figura 13B es una vista en planta lateral de
la articulación ilustrada en la Figura 13A.
Volviendo a la Figura 1, se ilustra una vista en
planta superior de un buque 10, incluyendo el casco 14, el área de
proa 16, paredes laterales externas 15, bordas 17 y montante 18.
Este buque particular incluye motores fueraborda 19 y una cubierta
convencional 22. Una consola central 24 está representada junto con
la cubierta de suspensión activa 26. Sin embargo, debe apreciarse
que la presente invención podría incorporarse en cualquier tipo de
buque o diseño, tal como transportadores de proa, cruceros de
cabina, etc. La cubierta de suspensión 26 se muestra en una
configuración de plataforma rectangular, sin embargo, como apreciará
un especialista habitual en la técnica, puede utilizarse cualquier
forma particular. Finalmente, los asientos de timón o de los
pasajeros 29 se muestran como montados encima de la cubierta de
suspensión 26.
Con referencia a la Figura 1A, se ilustra una
vista en perspectiva de la cubierta de suspensión 26, junto con el
montante 18 y la pared lateral interna 20. En esta realización
particular, la cubierta de suspensión 26 se observa como que
termina en el área inmediata del montante 18. Se muestra la cubierta
convencional 22, que se fabrica y ensambla de acuerdo con las
prácticas industriales actuales y los métodos típicos, de manera
que la cubierta 22 es permanente, rígida e inamovible. Como se
apreciará posteriormente en este documento, la cubierta de
suspensión 26 está unida de forma articulada a la cubierta
convencional en el área del montante y está suspendida para el
movimiento de desviación de una manera controlada en el extremo
opuesto hacia la consola.
La Figura 2 ilustra la sección delantera 28 de
la cubierta de suspensión y su proximidad a la base de la consola
central 30. La base de la consola 30 se ilustra como que tiene
brazos en torre o tuberías 32 que proporcionan soporte para el
operario del barco, así como para las partes superiores en T,
torres, componentes accesorios o similares. La Figura 2 representa
también la cubierta convencional 22 así como un compartimento de
cubierta convencional 25, que puede constituir una caja para
pescado o hielo, un pozo de almacenamiento o un compartimento
adicional. Los espaciadores 34 proporciona una interfaz entre la
cubierta convencional 22 y la cubierta de suspensión 26 y evitan
adicionalmente el movimiento de un lado a otro de la cubierta de
suspensión 26. Se ilustra que los pernos 36 proporcionan el medio
para unir la cubierta de suspensión 26 al chasis de la suspensión
principal.
La Figura 3 proporciona una vista parcial
ampliada de la estructura mostrada en la Figura 2 y representa
adicionalmente placas de acceso 38 para controlar o mantener los
componentes por debajo de la cubierta de suspensión 26.
Con referencia a la Figura 4, las guías de
deslizamiento o espaciadores de plástico 34 se ilustran en la
sección más hacia delante de la cubierta de suspensión 26 y están
conectados con la cubierta convencional 22. Las deslizaderas pueden
hacerse de un material compuesto o de plástico de baja fricción
apropiado, y proporcionar un espaciador para inhibir y prevenir el
movimiento de un lado a otro o unir la cubierta de suspensión, como
se ha descrito anteriormente.
Con referencia a la Figura 5, la cubierta de
suspensión se retira, proporcionando de esta manera acceso a un
recipiente de goteo de agua 40. Se ilustra la sección más superior
42 del chasis de la suspensión principal y se muestra como que
sobresale a través de la abertura 44 formada en el recipiente de
goteo. El recipiente de goteo 40 incluye adicionalmente aberturas
46 que proporcionan drenajes de agua a los orificios de paso del
casco.
Con referencia a la Figura 6, la invención se
muestra con el recipiente de goteo 40 retirado y muestra un tanque
de combustible principal 48. Se ilustra la sección superior 42 del
chasis de la suspensión principal y, en una realización particular,
es una viga horizontal con forma de U, con un diseño de sección
transversal de tipo canal. La viga puede fabricarse de cualquier
material apropiado, tal como acero inoxidable, aluminio estructural
o metales compuestos, maderas nobles, plásticos o combinaciones de
los mismos.
La Figura 7 representa el tablero de componente
50 del diseño del sistema que se monta en el compartimento 52 por
debajo de la base de la consola central 30. El tablero de
componentes contiene un regulador de presión 53, un compresor 54 y
tanques inversos y dispositivos eléctricos como se describe
adicionalmente en este documento.
La Figura 8 ilustra el panel de control 56 del
sistema, según se monta en un panel de instrumentos 58 de buque
convencional. Los reguladores del motor 60 se muestran como una
sección parcial del volante 62. El panel de control incluye
interruptores de conexión/desconexión 64, que se activan y
suministran energía al circuito, al compresor y a los componentes
del sistema.
El interruptor 65 activa los soportes auxiliares
que comprenden una elevación de emergencia en el caso de fallo del
medio de amortiguación primario, los cilindros neumáticos o
hidráulicos.
El interruptor de control de resistencia 66 del
panel de control determina selectivamente la magnitud de la
desviación del sistema de suspensión que puede caracterizarse como
la "rigidez" de la cubierta de suspensión. La presente
invención incorpora un interruptor continuamente ajustable e incluye
tres posiciones primarias relativas entre sí, una primera posición
que es blanda, una posición intermedia que es media y una posición
extrema que es firme. El botón de control de resistencia acciona el
circuito asociado para aumentar la resistencia del aire que escapa
de los cilindros neumáticos y, de esta manera, aumentar el impacto o
las fuerzas de carga que se requerirían para desviar la cubierta de
suspensión.
La Figura 9 representa una realización del
chasis de suspensión que tiene un miembro horizontal superior 42, y
un miembro de soporte de la base inferior 45. En una realización
alternativa, los miembros de soporte se fabrican a partir de un
canal de hierro o acero inoxidable o material compuesto y el miembro
de soporte de la base 45 se ilustra como que tiene una
configuración externa 70 en "semi-V", que
complementa y se ajusta con la forma correspondiente del casco en
el que se monta el medio de chasis. El miembro de soporte de base
en ángulo puede incorporar también puntales rectos 72 y las
secciones individuales del soporte base están aseguradas entre sí
mediante soldaduras 74. Se representan adicionalmente medios de
amortiguación 76, medios de control de torsión 78 y miembros de
soporte auxiliares 80.
En la realización preferida, los medios de
amortiguación 76 constituyen cilindros neumáticos de manera que la
presión puede regularse con precisión y el operario del barco podría
ajustarla selectivamente. Como alternativa, podrían incorporarse
cilindros hidráulicos en la presente invención, que podrían ser los
resortes de compresión, absorbedores de choque o dispositivos de
compresión similares.
La sección inferior del chasis de suspensión o
el miembro de soporte de la base, incluye adicionalmente superficies
de soporte horizontales 82 aseguradas a la base inferior para
proporcionar una superficie de montaje plana para el medio de
amortiguación individual 76 y soportes auxiliares 80. La Figura 9
representa el chasis en su posición relativamente extendida, con
las varillas de elevación 77 de los cilindros neumáticos extendidas
a su posición más alta.
La Figura 9B representa el medio de chasis en
una posición replegada, en la que la viga del chasis 42 desciende
hacia la parte inferior del casco y el miembro de soporte de la
base. Como la cubierta de suspensión encuentra cargas sustanciales
debido al peso adicional o, como alternativa, a medida que el casco
del buque impacta con una ola, la cubierta de suspensión se
desviaría hacia abajo en la dirección de las flechas 90 y
encontraría la resistencia selectiva de los cilindros neumáticos.
Después de que las fuerzas de impacto se han absorbido, los
mecanismos de control para el sistema de suspensión, como se
describirá posteriormente en este documento en detalle, devolverían
la viga de soporte superior del chasis a su posición recta, enrasada
con la cubierta convencional.
La Figura 9C representa los cilindros neumáticos
76 y las varillas 77 en su posición extendida junto con soportes
regulables auxiliares 80 y varillas auxiliares 81 también en la
configuración más externa y extendida.
Se muestra que el medio de control de torsión 78
tiene una placa superior 92 y una placa inferior 93, que están
conectadas de forma articulada entre sí y puntos de giro 94 junto
con los brazos de soporte 95. Los brazos de soporte 95 están
asegurados a la placa superior 92 y están unidos giratoriamente a la
placa inferior 93. Adicionalmente, la placa superior 92 está unida
giratoriamente alrededor de sus lados en los puntos 96 a la viga
del chasis superior 42. La placa de control de torsión inferior 93
está asegurada similarmente y unida giratoriamente a la base en el
punto 98 y la estructura de carcasa intermedia 100. Las uniones
giratorias pueden conseguirse usando un soporte físico de tipo
perno o clavija, con un reborde apropiado y miembros de viga que se
aseguran a los dos (2) miembros de la estructura primaria del
chasis, como se ilustra.
El diseño y montaje de las placas de control de
torsión y su relación de giro entre sí dentro del chasis evitan el
movimiento traslacional, rotacional o de un lado a otro de la viga
de soporte del chasis superior. El medio de control de torsión está
montado en el centro del chasis y situado entre los cilindros
amortiguadores, así como los soportes de emergencia accionadores.
Las placas de torsión y los brazos de soporte mantienen el chasis
en una posición generalmente coplanar junto con el equipo mecánico
montado dentro del chasis.
Debe apreciarse que el chasis puede ser
discontinuo y, en una realización particular, incluye un soporte
horizontal superior y una base opuesta que se monta dentro del
casco. Adicionalmente, los miembros de chasis individuales podrían
ser placas de soporte discretas o estructuras de montaje o, a
diferencia de esto, podrían tener una periferia continua como
materia de elección de diseño e integridad estructural.
La Figura 9D ilustra el lado inferior 102 de la
viga 42 y los rebordes en ángulo 104 que pueden usarse para
asegurar los componentes mecánicos entre sí y proporcionar puntos de
giro 94. La placa de soporte superior 92 está asegurada a un
miembro estructural intermedio 106, que a su vez está soldado o
asegurado permanentemente de otra manera a la viga 42.
La Figura 9E representa los cilindros neumáticos
y el medio de control de torsión 78 que se extiende hasta su
posición extrema de manera que las placas 92 y 93 están en un plano
esencialmente vertical.
La Figura 9E es una vista en planta delantera de
la presente invención y representa la superficies de soporte
horizontales 82, que están soportadas estructuralmente por un
miembro base 70 y proporcionan el suelo para situar los cilindros
neumáticos y los soportes de emergencia.
La altura de la cubierta de suspensión y la
desviación angular de la plataforma, se controla mediante sensores
localizados en los cilindros neumáticos. Los sensores pueden ser
interruptores de lámina localizados a lo largo de la longitud del
cilindro, que se activan mediante un imán en la cabeza del pistón.
Si la cubierta no está en su altura más alta enrasada con la
cubierta fija, el sistema automáticamente aumenta la presión en los
cilindros neumáticos para conseguir esto. Aunque este es un método
para automatizar la altura de la cubierta, hay otras maneras para
conseguirlo. Un especialista en la técnica apreciará dispositivos
equivalentes para detectar el accionamiento del pistón tales como
dispositivos electrónicos, instrumentos ópticos o componentes
electromagnéticos.
Se prevé también que los sensores de desviación
pueden montarse en o cerca de la propia plataforma de suspensión.
Tras el movimiento hacia abajo, el circuito de detección del sensor
permitiría que el compresor aumentara igualmente la presión del
cilindro o activara un dispositivo de compresión alternativo.
La Figura 10 representa la representación
esquemática del cableado eléctrico para el sistema de control. Los
interruptores de conexión/desconexión 110 proporciona una tensión CC
al circuito y un interruptor de tres posiciones 112 proporciona el
control de resistencia a través del interruptor de control de
solenoide 66 montado dentro de la consola.
Una pluralidad de interruptores de lámina
controla la extensión o el repliegue de los cilindros neumáticos en
el lado de babor así como en el lado de estribor como se indica en
los interruptores de lámina del lado de babor 114 y del lado de
estribor 116. Una pluralidad de temporizadores 118 controla el
periodo de activación de las válvulas de solenoide 120 y, en
respuesta a esto, el compresor 122. Dependiendo de la colocación
selectiva del interruptor de control 112, una vez que el compresor
se ha conectado, el circuito neumático se habilita y presuriza de
acuerdo con el esquema de la Figura 11, descrito posteriormente en
este documento.
Tras habilitar el interruptor de activación de
emergencia, los soportes regulables 124 se activan y proporciona el
soporte de emergencia para la cubierta de suspensión.
Los dispositivos de control neumático y la
configuración del conducto se muestran en la Figura 11, incluyendo
el compresor 122. El compresor suministra una entrada 125 a un
tanque de aire principal y desde la entrada del tanque de aire
principal 126 al dispositivo de control del cilindro neumático 128.
Dependiendo de la colocación del botón selector 131, que determina
la rigidez relativa del sistema de suspensión, se proporcionan las
entradas presurizadas neumáticas 130 y 132 al cilindro de estribor
134 y al cilindro de babor 136.
Un dispositivo de control neumático típico que
puede incluirse en el sistema de suspensión sería el dispositivo
unitario con cuatro válvulas de solenoide internas e independientes.
Esto permite la selección de la fuente presurizada al nivel o
intensidad deseados y también controla la salida relativa para los
cilindros de estribor y babor.
Puede usarse cualquier armazón estructural
adecuado para montar la cubierta de suspensión. Por ejemplo, la
Figura 12 ilustra un armazón estructural relativamente simple, con
lados 140 y brazos de soporte intermedios 142. La sección
transversal de los brazos de soporte puede tener una forma global,
como se muestra en la Figura 12C.
Finalmente, la Figura 13A incluye un montaje
articulado 150, que se muestra en sección transversal en la Figura
13B. El montaje giratorio o articulación proporciona una conexión e
interfaz móviles entre la cubierta convencional 22 y la cubierta de
suspensión 26, como se muestra.
Los diversos componentes en la presente
invención pueden fabricarse usando componentes y extrusiones de
aluminio de alta calidad y gran funcionalidad. Como alternativa,
puede usarse acero inoxidable o diversos otros componentes
materiales y materiales compuestos.
Se observará que los objetos indicados
anteriormente y aquellos que resultan evidentes a partir de la
descripción anterior se obtienen eficazmente y pueden hacerse
ciertos cambios en la ingeniería, diseño y construcción sin
alejarse del alcance de esta invención. Se pretende que la
descripción, los ejemplos y los diseños anteriores mostrados en los
dibujos adjuntos se interpreten como ilustrativos y no en un sentido
limitante.
La presente invención se ha mostrado y descrito
en este documento en lo que se considera que es la realización más
práctica y preferida y en realizaciones alternativas de la misma. Se
reconoce, sin embargo, que podemos alejarnos de la misma pero
dentro del alcance de la invención y que a las personas
especialistas habituales en la técnica se les ocurrirán
modificaciones obvias.
Claims (10)
1. Un sistema de suspensión de cubierta activo
para usar en barcos marinos que tienen un casco (70) y una cubierta
de operarios, que comprende:
un medio de chasis (45, 42) para montar dicho
sistema dentro de dicho casco;
medio de cubierta para proporcionar una
plataforma móvil (26), estando dicho medio de cubierta al menos
parcialmente soportado por dicho medio de chasis (45, 42),
medios de amortiguación (76, 77) para absorber
las fuerzas de impacto que actúan sobre dicho casco y medio de
cubierta, dicho medio de amortiguación (76, 77) montado dentro de
dicho medio de chasis (45) y un medio de control de torsión (78)
para limitar el movimiento de dicho medio de cubierta, dicho medio
de control de torsión (78) montado dentro de dicho medio de chasis
(45, 42) en el que dicho medio de control de torsión (78) comprende
una pluralidad de miembros de placa (92, 93), estando dichos
miembros de placa asegurados de forma articulada entre sí y que
están montados adicionalmente de forma giratoria dentro de dicho
medio de chasis, de manera que evitan el movimiento traslacional,
rotacional o de un lado a otro de una viga de soporte de chasis
superior (42),
con lo que un área de cubierta suspendida
proporciona un rendimiento al barco y un viaje a los ocupantes
mejorados reduciendo los efectos de las fuerzas externas
indeseables.
2. El aparato de la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente:
un medio de soporte auxiliar para asegurar dicho
medio de cubierta, estando dicho medio de soporte auxiliar montado
dentro de dicho medio de chasis.
3. El aparato de la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente:
un medio de control del sistema para habilitar y
ajustar selectivamente la magnitud de dicho medio de
amortiguación;
incluyendo dicho medio de control de sistema
adicionalmente un medio de control para detectar las cargas que
actúan sobre dicho medio de cubierta y ajustar automáticamente dicho
medio de amortiguación como respuesta a las mismas.
4. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho medio de chasis comprende un miembro de soporte de cubierta,
estando asegurado dicho medio de cubierta al mismo;
incluyendo dicho medio de chasis adicionalmente
un miembro de soporte de la base, estando asegurado dicho miembro
de soporte de la base dentro de dicho casco;
estando interpuesto dicho medio de amortiguación
con dicho miembro de soporte de cubierta y dicho miembro de soporte
de la base.
5. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicho miembro de soporte de la base está configurado generalmente
para complementar la geometría de dicho casco y ajustarse al
mismo.
6. El aparato de la reivindicación 4, en el que
dicho miembro de soporte de cubierta y dicho miembro de soporte de
la base generalmente son coplanares y dicho medio de chasis está
montado vertical y transversalmente dentro de dicho casco.
7. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho medio de amortiguación comprende al menos un cilindro
neumático.
8. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho medio de amortiguación comprende una pluralidad de cilindros
neumáticos.
9. El aparato de la reivindicación 6, en el que
dicho medio de amortiguación comprende una pluralidad de cilindros
neumáticos, estando montados dichos cilindros diametralmente
opuestos entre sí en extremos opuestos de dichos miembro de soporte
de cubierta y dicho miembro de soporte de la base;
y adicionalmente en el que dicho medio de
control de torsión comprende una pluralidad de miembros de placa,
estando dichos miembros de placa asegurados de forma articulada
entres sí y que están montados adicionalmente giratoriamente en la
parte superior de dicho miembro de soporte de cubierta y en la parte
inferior a dicho miembro de soporte de la base;
estando interpuestos dichos miembros de placa
con dichos cilindros neumáticos;
manteniendo dichas placas una alineación
coplanar de dicho miembro de soporte de cubierta y el miembro de
soporte de la base y evitando adicionalmente el movimiento
traslacional de dicho medio de cubierta.
10. Un sistema de suspensión de cubierta activo
de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:
un chasis generalmente vertical que tiene un
miembro de soporte de cubierta superior y un miembro de soporte de
la base inferior;
siendo dicho miembro de soporte de cubierta y
dicho miembro de soporte de la base coplanares y estando espaciados
entre sí;
siendo dicho miembro de soporte de cubierta
generalmente horizontal, siendo dicho miembro de soporte de la base
de una configuración en semi-V para complementar y
ajustarse a dicha forma del casco y asegurarse al mismo,
una pluralidad de cilindros de amortiguación,
estando interpuestos dichos cilindros de amortiguación con dicho
miembro de soporte de cubierta y dicho miembro de soporte de la base
y siendo coplanares con el mismo,
estando montados dichos cilindros de
amortiguación diametralmente opuestos entre sí en extremos opuestos
de dicho miembro de soporte de cubierta y dicho miembro de soporte
de la base;
absorbiendo dichos cilindros de amortiguación
las fuerzas de impacto que actúan sobre dicho casco o cubierta,
siendo dichos cilindros de amortiguación selectivamente extensibles
y replegables;
una cubierta de suspensión, teniendo dicha
cubierta de suspensión una sección de proa y una sección de popa,
siendo dicha cubierta de suspensión integral con dicha cubierta del
barco y estando generalmente enrasada con la misma;
dicha sección de proa de la cubierta de
suspensión está unida de forma segura y amovible a dicho miembro de
soporte de cubierta, estando dicha sección de popa de la cubierta de
suspensión asegurada de forma articulada a dicha cubierta del
barco;
en el que dichos cilindros de amortiguación
absorben cargas, la energía de las olas y la fuerzas de impacto que
actúan sobre la cubierta de suspensión o el casco del buque,
proporcionando una mayor estabilidad y comodidad a los ocupantes
cuando se hace navegar dicho barco en mares agitados o donde puedan
encontrarse objetos indeseables.
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