EP0863837B1 - Propulseur retractable pour bateau ou navire muni de moyens de blocage en rotation - Google Patents

Propulseur retractable pour bateau ou navire muni de moyens de blocage en rotation Download PDF

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EP0863837B1
EP0863837B1 EP96941071A EP96941071A EP0863837B1 EP 0863837 B1 EP0863837 B1 EP 0863837B1 EP 96941071 A EP96941071 A EP 96941071A EP 96941071 A EP96941071 A EP 96941071A EP 0863837 B1 EP0863837 B1 EP 0863837B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
thruster
well
arm
male part
hull
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96941071A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0863837A1 (fr
Inventor
Guy Fontanille
Klara Elise Skaaltveit
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Max Power SA
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B63H2025/425—Propulsive elements, other than jets, substantially used for steering or dynamic anchoring only, with means for retracting, or otherwise moving to a rest position outside the water flow around the hull
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/14—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in non-rotating ducts or rings, e.g. adjustable for steering purpose

Definitions

  • the present invention relates to a retractable thruster inside the hull of a floating or submersible vehicle.
  • This propellant is particularly interesting for equipping bows and the prows of boats or ships.
  • Document EP-A-0-503.206 of the applicant relates to a retractable or retractable thruster using a trapezoidal device with deforming rotation causing a rectilinear movement inside from a well.
  • the thruster is retractable or retractable and is composed a box, tightly fixed, on joint planes, on a well forming an integral part of the structure of the machine. Inside this box are folded two asymmetrically pivoting arms, a base motorized, a stirrup and a helical assembly. Both arms, one part are focused on the box and, on the other hand, on the stirrup integral with the propulsion base. Under the manual or mechanical action exerted on a lever secured to one of the arms by the shaft, said arm in rotation composed with the other triangulation arm orders the deformation of the trapezoid obtaining a rectilinear movement of the base in its center.
  • the document FR-A-2.229.608 proposes a motor, for example hydraulic which drives a vertical or inclined shaft, in two pieces, that can slide relative to each other.
  • the lower part of this shaft drives through a reference a propeller.
  • This one thanks the sliding of the drive shaft, can be retracted in rising above the water level.
  • This sliding can be caused by a hydraulic cylinder controlled by the same oil under pressure than the hydraulic motor.
  • the propeller can be steered for maneuvering the boat. In the high position, retracted into a well provided for this purpose, the lifting part can seal this well so to restore to the hull of the boat all its performance hydrodynamics.
  • this device lies in the fact that the thruster is orientable.
  • this kind of propellant is used for displacement, substantially perpendicular to the longitudinal axis of a ship, the bow of this ship. This movement is always the same, the orientation must be constant.
  • the orientation of the propellant leads to an increase in the financial costs of studies, construction and therefore sale of this type of device.
  • Document FR-A-2,348,850 relates to a blocking device a retractable boat thruster: this blocking is done by means of four articulated inclined locks producing thrusts of vertical and horizontal components, and four articulated locks producing horizontal thrusts.
  • the invention applies to large vertically retractable thrusters in a very important housing of a boat, which accommodation receives a mobile box carrying the propulsion unit whose thrust forces are transmitted to the boat by the entire guide structure of this box.
  • the device blocking this boat thruster acts as well vertically only horizontally. It is complex in structure and therefore expensive, with four locks with specific orientations and must therefore resist pushing efforts.
  • the present invention for its part, is simple, inexpensive, and comprises, on the one hand, a function of resumption of the thrust forces on the hull without complex mechanical element having to support significant constraints and / or be well adjusted, and secondly a function preventing rotation of the thruster relative to the boat or to the ship using it.
  • the invention relates to a transverse or longitudinal thruster, associated with inlet and outlet means inside a so-called retraction well, of longitudinal shape, present at the level of the hull of a floating or submersible device and comprising means for locking in rotation relative to the longitudinal axis ZZ 'of the well;
  • said propellant comprises a male part transverse to the axis ZZ 'and of any shape complementary to that of the female inside of said well in which it slides longitudinally along this axis, and an operating support arm which can be described as a column sliding or translational, of cylindrical shape along this same axis and passing through a guide bearing integral with said well, with a clearance ⁇ 1 between their respective complementary shapes, compatible with that ⁇ 2 obtained, in the propelled out position, between said male part transverse and the edge of the well connecting it to the hull, and thus allowing this male part to bear there.
  • said shaped part male and female form or inner part of the well are shaped polygonal in cross section, and also constitute said means for blocking the thruster from rotating relative to the axis longitudinal ZZ 'of the well.
  • said male part and the part inside the well can be circular: in this case, for constitute said rotation locking means, ie the axes longitudinal ZZ 'of the well and the guide arm are then offset one relative to each other, either a female or male guide rail is produced or fixed longitudinally on the inner side wall of the well, and said male part which slides therein respectively has an appendage or a notch compatible with the shape of this rail; said rail can even stop at its end before the edge of the well and the workpiece male, then going down a little lower than this rail, can get free while being guided in the well, and thus, as necessary, be made, in this position, free to rotate.
  • said well is closed at its upper part by a sealing plate sealed relative to the side walls of the well and carrying said bearing, which bearing comprises a lip seal on the arm and authorizing said ⁇ 1 clearance between them.
  • transverse thruster or longitudinal which is simple to make, inexpensive and ensuring the previously defined functions, both to take up thrust on the hull of the ship without support and intermediate mechanism adjusted and complicated to lock in rotation; these last two functions can be carried out by the same means also ensuring the guiding of the propellant in its retraction well.
  • the existence of defined games previously and described more precisely below makes it possible to carry out a very light structure while ensuring the above functions, then that in current techniques, the propellant is cantilevered at the end of a recessed support structure and carried by a guidance system, thus representing a large lever arm, the assembly having to absorb then a significant bending moment caused by the thrust of the propellant; so in structures current, we notice mechanical systems adjusted without play, heavy and of a necessary resistance all the more important as the height of fitting parts fitted into each other is enough weak relative to the lever arm at the end of which is mounted the propellant.
  • the other support necessary at the level of the bearing and making a feedback on the arm of maintenance of the propellant takes less effort in the ratio of the lever arm lengths to the fulcrum the male part at the level of the hull, than that of the thrust of the propellant, allowing to lighten the structure even more.
  • the well in which the said retracts thruster can be perfectly sealed from the rest of the hull surrounding, thus allowing its implantation, even under the line of floating or in a submersible.
  • such a device according to the invention is well suited to fairly low power thrusters enabling them to be used on small floating units, particularly in pleasure craft, where said thruster must be installed far forward in the bow of the boat, without take up space in the living area; moreover, due to its price of returns in itself relatively reduced, thanks to the characteristics of the present invention, it does not increase the budget of such units; of large thrusters can also be considered for large floating units, with some precautions additional to be taken by the skilled person to take into account shocks, in this case important, caused by mechanical play wanted according to the invention.
  • the present invention relates to a propellant 1 intended to be mounted movable longitudinally along an axis ZZ 'along a well 3, by means of input and output means 2.
  • the well 3 is made at the level of the hull 4 of a floating machine or submersible: it opens here under it is its axis ZZ 'is then vertical.
  • the propellant 1 is intended to allow lateral movement or longitudinal such as the bow of a boat, a ship, a submarine, etc ...
  • the longitudinal axis YY 'of the tunnel 19 in which the propeller is placed 18, is transverse and therefore perpendicular to the longitudinal axis XX 'of the floating or submersible machine, just like the ZZ 'axis here vertical of the well 3 is perpendicular to these two axes.
  • the propellant 1 is associated with a guide arm 9 which comprises in its upper part the motorization 20 intended for setting rotation of said propeller 18, thanks to a shaft 32 rotating inside said arm 9 and causing at its other end a return device to gear as shown in Figure 5 in dotted lines, because normally of course folded down in a plane perpendicular to said figure so that the axis of the propeller 18 is according to the representation of Figures 1 and 2 in the axis of the tunnel 19 which contains it.
  • the transmission can be hydraulic or electric and therefore without bevel gear, or shaft 32. This is the whole constituted by the arm 9 and the propellant 1 which is movable along F1, for allow the exit of said propellant relative to well 3 and to the shell, which is well represented in Figures 1, 2, 4 and 5.
  • this propulsion unit 1, arm 9 can be reassembled and retracted inside the well 3, the advantage being that the propellant 1 in retracted position does not exceed the plane of the hull 4.
  • a tape 26 such that shown in Figure 5, may be present at the free end of the assembly formed by the propellant 1 and the arm 9, so that retracted position, the thruster, by means of this step 26, forms a continuous surface with the adjacent shell 4, in order to preserve the hydrodynamic properties of the hull 4.
  • This closing tape 26 can be adapted to any shape of shell 4 and, fixed on demand and adjusted in position and relative to the tunnel 19 such as by collars 28: these maintain an intermediate plate 23 on which is reported step 26, for example by screwing 24.
  • the propeller 18 may be non faired in a tunnel: in this case, the closing tape 26 can be fixed on a lower heel carried by the propulsion support column.
  • the essence of the invention resides in the fact that a so-called male part 6 transverse to the axis ZZ ', and of a shape complementary to that of the female 5 of the well 3, slides longitudinally in the latter along this axis, and that a support arm 9 for operating the propellant, of cylindrical shape along this same axis, passes through a bearing 21 for integral guidance of said well 3, with a clearance ⁇ 1 between their respective complementary shape compatible with that ⁇ 2 obtained in the output position of the propellant 1 between said transverse male part 6 and the rim 25 of the well 3 connecting it to the shell 4, and thus allowing this male part 6 to bear there.
  • This male part 6 which, as required, is not limited to thickness, in fact has the main function of taking up the efforts of thrust of the propellant 1 by pressing directly on said flange 25 at the outer wall of the shell structure 4 to which is thus transmitted directly all the thrust.
  • said male part 6 is a plate present between the propellant 1 and the input and output means 2 of said propellant 1, or in fact between the propellant 1 and the arm 9.
  • This male part 6, as well as the female form 5 of the well 3 can be of polygonal shape in cross section, such as for example square section, as shown in Figure 3 and then constitutes also said means for blocking the propellant in rotation by relative to the longitudinal axis ZZ 'of well 3 and therefore relative to the shell 4.
  • said part 6 and the female form 5 complementary to the wells 3 act as guide means for the propellant 1 in its retraction or exit movement relative to said well 3.
  • the part 6, as indicated above, can be of square section and be inscribed inside a female form 5 also square of the well 3; of course, the square 5 of the well 3 is a recess whose dimensions are just greater than the dimensions of the part 6: thus for example the desired ⁇ 2 clearance between these forms 5, 6, whether square or otherwise, is 1 per 1000 at least, and at most by what is allowed by the clearance ⁇ 1 left at the level of the bearing 21 between, on the one hand the external shape of the arm 9 and on the other hand the complementary internal shape of the said bearing 21 .
  • Said well 3 is preferably closed at its upper part by a sealing shutter plate 29 with respect to the side walls 5 of the well and carrying said bearing 21, which then comprises a lip seal 27 for sealing on the arm 9 and allowing said clearance ⁇ 1 , as shown in FIG. 5.
  • the upper plate 29 for closing the well 3 also includes at its periphery any sealing device such as an O-ring 30, pressing on the upper rim and opposite that of the well 3, and the shaft 32 for rotating the propeller 18 inside the arm 9, is also made leaktight such as by a seal 31, for example of the lip type preferably located at the top of said arm 9.
  • the motorization 20 of the propeller 18 which is mounted at the other end of the arm 9 relative to the latter, will also move in pendulum with an amplitude ⁇ 3 : this movement is authorized by the longitudinal motorization means of the propellant along the axis ZZ ', such as those described below.
  • the outer face 8 of the male part which can therefore be a plate 6 and located on the side of the propellant, can, according to a particular embodiment, be in the plane of the shell 4 and thus become co-planar with the adjacent faces of it, so that no disturbance can come inside of well 3 isolated via this plate 6, always for keep the hydrodynamic properties of the hull 4.
  • this plate 6 has an anti-cavitation role with respect to the propeller 18.
  • the socket of the male part 6 in the female form 5 of the well 3 can be of any polygonal and even circular shape, always keeping said clearance ⁇ 2 between them to allow the recovery of forces thrust directly at the shell 4 in the extended position; if the shapes are circular, the resumption of the rotational forces which are weaker than those of direct thrust, can be ensured for example by off-center of the axis 7 of the arm 9 relative to the axis ZZ 'of the well 3.
  • motorization to allow movement along said axis ZZ 'of the arm 9 - propeller 1 assembly.
  • this motorization 10 is constituted by a screw 12, moved in rotation by means of a motor 13, this screw 12 cooperating with a nut 14 present at arm 9. rotation of the screw 12 will therefore allow the displacement of the nut 14 and thus of the arm 9, propellant 1 assembly, according to F1 or F2.
  • the guide columns 22 may be present, as in Figure 2; two cylinders can also be mounted diametrically in relation to axis 7 of arm 9 and operate in synchronization, the play existing between the male part 6 and the female form 5 of the well 3 allowing a possible offset, as mentioned above.
  • the input and output means 2 are constituted by another type of mechanical motorization 11, ensuring said operating movement of the arm 9.
  • This motorization mechanical includes a traction line which can be a chain or cable 15, moved along F3 to allow exit along F1, and along F4 to allow the entry according to F2 of the propellant 1, and moult longitudinally by means of a jack 16 secured to the shell 4: one end of the chain 15 is connected to the jack 16 while the other end is connected to the other end of the arm 9.
  • a return pulley 17 is present between the jack 16 and the arm 9, substantially in the extension of the longitudinal axis of the well 3 and also of the arm 9.
  • This pulley allows a return of the chain according to a angle which is preferably less than 20 °, and even in FIG. 4 of 15 °, thus enabling the well 3 and the jack 16 to be brought closer together close to the hull 4, so that the volume of the propellant 1 and of its annexes 2, 3, 10 and 11 is as low as possible and picked up at closer on said hull 4.

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Description

La présente invention concerne un propulseur rétractable à l'intérieur de la coque d'un engin flottant ou submersible. Ce propulseur est particulièrement intéressant pour équiper les étraves et les proues de bateaux ou de navires.
L'état de la technique est constitué par de nombreux documents dont les plus pertinents, connus du déposant, sont les suivants.
Le document EP-A-0-503.206 du demandeur a pour objet un propulseur rétractable ou escamotable utilisant un dispositif trapézoïdal à rotation déformante engendrant un mouvement rectiligne à l'intérieur d'un puits. Le propulseur est rétractable ou escamotable et est composé d'un caisson, fixé de façon étanche, sur plans de joint, sur un puits faisant partie intégrante de la structure de l'engin. A l'intérieur de ce caisson sont repliés deux bras pivotants asymétriquement, une embase motorisée, un étrier et un ensemble hélicoïdal. Les deux bras, d'une part sont axés sur le caisson et, d'autre part, sur l'étrier solidaire de l'embase de propulsion. Sous l'action manuelle ou mécanique exercée sur un levier solidaire d'un des bras par l'arbre, ledit bras en rotation composé avec l'autre bras de triangulation ordonne la déformation du trapèze obtenant un mouvement rectiligne de l'embase en son centre.
Bien que techniquement très efficace, le coût de fabrication d'un tel propulseur est prohibitif.
Le nombre de pièces mobiles et l'étude de leur cinématique grèvent considérablement le prix de vente du propulseur.
Le document FR-A-2.229.608 propose un moteur, par exemple hydraulique qui entraíne un arbre vertical ou incliné, en deux pièces, pouvant coulisser l'une par rapport à l'autre. La partie inférieure de cet arbre entraíne par l'intermédiaire d'un renvoi une hélice. Celle-ci, grâce au coulissement de l'arbre d'entraínement, peut s'escamoter en remontant au-dessus du niveau de l'eau. Ce coulissement peut être provoqué par un vérin hydraulique commandé par la même huile sous pression que le moteur hydraulique. L'hélice peut être orientable pour la manoeuvre du bateau. En position haute, rétractée dans un puits prévu à cet effet, la partie relevable peut venir obturer ce puits de façon à rendre à la coque du bateau toutes ses performances hydrodynamiques.
Le problème essentiel avec ce dispositif réside dans le fait que le propulseur est orientable. Dans le mode de réalisation le plus intéressant, ce genre de propulseur est utilisé pour le déplacement, sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal d'un navire, de l'étrave de ce navire. Ce mouvement étant toujours le même, l'orientation doit être constante. De plus, l'orientation du propulseur entraíne une augmentation des coûts financiers d'études, de construction et donc de vente de ce type de dispositif.
Le document FR-A-2.348.850 a trait à un dispositif de blocage d'un propulseur rétractable de bateau : ce blocage s'effectue au moyen de quatre verrous inclinés articulés produisant des poussées de composantes verticales et horizontales, et de quatre verrous articulés produisant des poussées horizontales. L'invention s'applique à de gros propulseurs rétractables verticalement dans un logement très important d'un bateau, lequel logement reçoit un caisson mobile portant l'ensemble propulseur dont les efforts de poussée sont transmis au bateau par toute la structure de guidage de ce caisson. Le dispositif de blocage de ce propulseur de bateau agit aussi bien verticalement qu'horizontalement. Il est de structure complexe et donc onéreuse, avec quatre verrous ayant des orientations spécifiques et devant donc résister aux efforts de poussée.
La présente invention quant à elle est simple, peu onéreuse, et comporte, d'une part une fonction de reprise des efforts de poussée sur la coque sans élément mécanique complexe devant supporter des contraintes importantes et/ou être bien ajusté, et d'autre part une fonction empêchant la rotation du propulseur par rapport au bateau ou au navire qui l'utilise.
A cet effet et pour atteindre ces objectifs, l'invention concerne un propulseur transversal ou longitudinal, associé à des moyens d'entrée et de sortie à l'intérieur d'un puits dit de rétractation, de forme longitudinale, présent au niveau de la coque d'un engin flottant ou submersible et comportant des moyens de blocage en rotation par rapport à l'axe longitudinal ZZ' du puits ; ledit propulseur comporte une pièce mâle transversale à l'axe ZZ' et de toute forme complémentaire à celle femelle de l'intérieur dudit puits dans lequel elle coulisse longitudinalement suivant cet axe, et un bras support de manoeuvre que l'on peut qualifier de colonne coulissante ou de translation, de forme cylindrique suivant ce même axe et traversant un palier de guidage solidaire dudit puits, avec un jeu Δ1 entre leurs formes complémentaires respectives, compatible avec celui Δ2 obtenu, en position sortie du propulseur, entre ladite pièce mâle transversale et le bord du puits le reliant à la coque, et permettant ainsi à cette pièce mâle d'y prendre appui.
Dans un mode particulier de réalisation, ladite pièce de forme mâle et la forme femelle ou partie intérieure du puits sont de forme polygonale en coupe transversale, et constituent également lesdits moyens de blocage en rotation du propulseur par rapport à l'axe longitudinal ZZ' du puits.
Dans un autre mode de réalisation, ladite pièce mâle et la partie intérieure du puits peuvent être de forme circulaire : en ce cas, pour constituer lesdits moyens de blocage en rotation, soit les axes longitudinaux ZZ' du puits et du bras de guidage sont alors décalés l'un par rapport à l'autre, soit un rail de guidage femelle ou mâle est réalisé ou fixé longitudinalement sur la paroi intérieure latérale du puits, et ladite pièce mâle qui y coulisse comporte respectivement un appendice ou une échancrure compatible avec la forme de ce rail ; ledit rail peut même s'interrompre à son extrémité avant le bord du puits et la pièce mâle, en descendant alors un peu plus bas que ce rail, peut s'en dégager tout en étant guidée dans le puits, et ainsi, suivant les besoins, être rendue, dans cette position, libre en rotation.
Suivant un mode préférentiel de réalisation, ledit puits est fermé à sa partie supérieure par une plaque d'obturation étanche par rapport aux parois latérales du puits et portant ledit palier, lequel palier comporte un joint à lèvres d'étanchéité sur le bras et autorisant ledit jeu Δ1 entre eux.
Le résultat est un nouveau type de propulseur transversal ou longitudinal qui est de réalisation simple, peu onéreuse et assurant les fonctions définies précédemment, à la fois de reprise de poussée sur la coque du navire sans support et mécanisme intermédiaire ajusté et compliqué de blocage en rotation ; ces deux dernières fonctions peuvent être réalisées par les mêmes moyens assurant de plus le guidage du propulseur dans son puits de rétractation.
En effet, suivant la présente invention, l'existence des jeux définis précédemment et décrits plus précisément ci-après permet de réaliser une structure très légère tout en assurant les fonctions ci-dessus, alors que dans les techniques actuelles, le propulseur est monté en porte-à-faux au bout d'une structure de support encastrée et portée par un système de guidage, représentant ainsi un grand bras de levier, l'ensemble devant encaisser alors un moment fléchissant important provoqué par la poussée du propulseur ; ainsi, dans les structures actuelles, on remarque des systèmes mécaniques ajustés sans jeu, lourds et d'une résistance nécessaire d'autant plus importante que la hauteur d'encastrement des pièces emboítées les unes dans les autres est assez faible relativement au bras de levier au bout duquel est monté le propulseur. Au contraire dans la présente invention, en plus de la reprise de la poussée directement au niveau de la coque, l'autre appui nécessaire au niveau du palier et faisant contre-réaction sur le bras de maintien du propulseur, encaisse un effort moins important dans le rapport des longueurs de bras de levier par rapport au point d'appui de la pièce mâle au niveau de la coque, que celui de la poussée du propulseur, permettant d'alléger d'autant plus la structure.
De plus, l'existence de tels jeux, entre les parties mobiles et les parties fixes du dispositif, limite les risques de coincement.
Suivant la présente invention, le puits dans lequel se rétracte ledit propulseur peut être étanché parfaitement du reste de la coque environnante, permettant ainsi son implantation, même sous la ligne de flottaison ou dans un submersible.
On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt.
On notera qu'un tel dispositif suivant l'invention est bien adapté à des propulseurs d'assez faible puissance permettant de les utiliser sur de petites unités flottantes, en particulier dans la plaisance, où ledit propulseur doit être installé très en avant dans l'étrave du bateau, sans prendre de place dans la partie habitable ; de plus, du fait de son prix de revient en lui-même relativement réduit, grâce aux caractéristiques de la présente invention, il n'alourdit pas le budget de telles unités ; des propulseurs de puissance importante peuvent être également envisagés pour des grandes unités flottantes, avec alors quelques précautions supplémentaires à prendre par l'homme du métier pour tenir compte des chocs, en ce cas importants, qu'occasionnent les jeux mécaniques voulus suivant l'invention.
Les dessins ci-joints sont donnes à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs. Ils représentent plusieurs modes de réalisation préférés selon l'invention. Ils permettront de comprendre celle-ci, mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles, dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier en changeant les formes transversales des pièces mâles et de la forme femelle du puits dans lequel elles coulissent.
  • La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un puits, au niveau d'une coque de bateau, où sont présents un propulseur et un bras de guidage.
  • La figure 2 représente une vue en coupe identique à la figure 1, mais où sont présents en plus du propulseur et du bras de guidage, un premier mode de réalisation des moyens d'entrée et de sortie dudit propulseur.
  • La figure 3 représente une vue en coupe transversale selon A-A de la figure 1 ou de la figure 2.
  • La figure 4 représente une vue en coupe identique à la figure 2, mais où les moyens d'entrée et de sortie du propulseur constituent un second mode de réalisation.
  • La figure 5 est une vue identique de la partie inférieure du dispositif de la figure 1 et sur laquelle sont représentées des caractéristiques spécifiques de réalisation suivant l'invention.
    • La présente invention concerne un propulseur 1 destiné à être monté mobile longitudinalement suivant un axe ZZ' selon un puits 3, par l'intermédiaire de moyens d'entrée et de sortie 2.
    Le puits 3 est pratiqué au niveau de la coque 4 d'un engin flottant ou submersible : il débouche ici sous celle-ci est son axe ZZ' est alors vertical.
    Le propulseur 1 est destiné à permettre le déplacement latéral ou longitudinal tel que de l'étrave d'un bateau, d'un navire, d'un sous-marin, etc...
    Néanmoins, il peut être implanté au niveau de la proue et/ou de la poupe.
    L'axe longitudinal YY' du tunnel 19 dans lequel est placée l'hélice 18, est transversal et donc perpendiculaire à l'axe longitudinal XX' de l'engin flottant ou submersible, tout comme l'axe ZZ' ici vertical du puits 3 est perpendiculaire à ces deux axes.
    Le propulseur 1 est associé à un bras de guidage 9 qui comporte dans sa partie supérieure la motorisation 20 destinée à la mise en rotation de ladite hélice 18, grâce à un arbre 32 tournant à l'intérieur dudit bras 9 et entraínant à son autre extrémité un dispositif de renvoi à engrenage tel que représenté sur la figure 5 en pointillés, car normalement bien sûr rabattu suivant un plan perpendiculaire à ladite figure pour que l'axe de l'hélice 18 soit suivant la représentation des figures 1 et 2 dans l'axe du tunnel 19 qui la contient. Dans d'autres modes de réalisation, la transmission peut être hydraulique ou électrique et donc sans renvoi d'angle, ni arbre 32. C'est l'ensemble constitué par le bras 9 et le propulseur 1 qui est mobile selon F1, pour permettre la sortie dudit propulseur par rapport au puits 3 et à la coque, ce qui est bien représenté sur les figures 1, 2, 4 et 5.
    Selon le mouvement inverse, bien représenté sur les figures 4 et 5 selon F2, cet ensemble propulseur 1, bras 9, peut être remonté et rétracté à l'intérieur du puits 3, l'intérêt étant que le propulseur 1 en position rentrée ne dépasse pas du plan de la coque 4.
    Selon un mode particulier de réalisation, une tape 26 telle que représentée sur la figure 5, peut être présente à l'extrémité libre de l'ensemble constitué par le propulseur 1 et le bras 9, de sorte qu'en position rentrée, le propulseur, par l'intermédiaire de cette tape 26, forme une surface continue avec la coque 4 adjacente, afin de conserver les propriétés hydrodynamiques de la coque 4. Cette tape de fermeture 26 peut être adaptée à toute forme de coque 4 et, fixée à la demande et réglée en position et par rapport au tunnel 19 telle que par colliers 28 : ceux-ci maintiennent une plaque intermédiaire 23 sur laquelle est rapportée la tape 26, par exemple par vissage 24.
    Dans d'autres modes de réalisation, l'hélice 18 peut être non carénée dans un tunnel : en ce cas, la tape de fermeture 26 peut être fixée sur un talon inférieur porté par la colonne support de propulsion.
    L'essentiel de l'invention réside dans le fait qu'une pièce 6 dite mâle transversale à l'axe ZZ', et de forme complémentaire à celle femelle 5 du puits 3, coulisse longitudinalement dans celui-ci suivant cet axe, et qu'un bras support 9 de manoeuvre du propulseur, de forme cylindrique suivant ce même axe, traverse un palier 21 de guidage solidaire dudit puits 3, avec un jeu Δ1 entre leur forme complémentaire respective compatible avec celui Δ2 obtenu en position sortie du propulseur 1 entre ladite pièce 6 mâle transversale et le rebord 25 du puits 3 le reliant à la coque 4, et permettant ainsi à cette pièce mâle 6 d'y prendre appui.
    Cette pièce mâle 6 qui, suivant les besoins, n'est pas limitée en épaisseur, a en effet la fonction principale de reprendre les efforts de poussée du propulseur 1 en s'appuyant directement sur ledit rebord 25 au niveau de la paroi extérieure de la structure de la coque 4 à laquelle est ainsi transmise directement toute la poussée.
    Selon les figures jointes, ladite pièce mâle 6 est une plaque présente entre le propulseur 1 et les moyens d'entrée et de sortie 2 dudit propulseur 1, soit en fait entre le propulseur 1 et le bras 9.
    Cette pièce mâle 6, ainsi que la forme 5 femelle du puits 3, peut être de forme polygonale en coupe transversale, telle que par exemple de section carrée, telle que représentée sur la figure 3 et constitue alors également lesdits moyens de blocage en rotation du propulseur par rapport à l'axe longitudinal ZZ' du puits 3 et donc par rapport à la coque 4. De plus, ladite pièce 6 et la forme 5 femelle complémentaire du puits 3 font office de moyens de guidage du propulseur 1 dans son mouvement de rétractation ou de sortie par rapport audit puits 3.
    Pour arriver à ce résultat, la pièce 6, comme indiqué ci-dessus, peut être de section carrée et s'inscrire à l'intérieur d'une forme femelle 5 également carrée du puits 3 ; bien entendu, le carré 5 du puits 3 est un évidement dont les dimensions sont juste supérieures aux dimensions de la pièce 6 : ainsi par exemple le jeu Δ2 voulu entre ces formes 5, 6, qu'elles soient carrées ou autre, est de 1 pour 1 000 au moins, et au plus par ce qui est permis par le jeu Δ1 laissé au niveau du palier 21 entre, d'une part la forme extérieure du bras 9 et d'autre part la forme intérieure complémentaire dudit palier 21.
    Ledit puits 3 est de préférence fermé à sa partie supérieure par une plaque 29 d'obturation étanche par rapport aux parois latérales 5 du puits et portant ledit palier 21, lequel comporte alors un joint à lèvres 27 d'étanchéité sur le bras 9 et autorisant ledit jeu Δ1, comme représenté sur la figure 5. Pour que l'intérieur du puits 3 soit alors complètement étanche et que l'ensemble du dispositif propulseur puisse être mis sous la ligne de flottaison de l'engin flottant ou dans un submersible, la plaque supérieure 29 d'obturation du puits 3 comporte également à sa périphérie tout dispositif d'étanchéité tel qu'un joint 30 de type torique, s'appuyant sur le rebord supérieur et opposé à celui 25 du puits 3, et l'arbre 32 d'entraínement en rotation de l'hélice 18 à l'intérieur du bras 9, est également rendu étanche tel que par un joint 31, par exemple de type à lèvres situé de préférence à la partie supérieure dudit bras 9.
    L'ensemble des autres pièces de fixation pouvant traverser les parois du volume dans lequel se rétractent ainsi le propulseur 1, telles que les boulons d'assemblage du palier 21 sur la plaque d'obturation 29, peuvent être également montées avec des joints toriques ou autres dispositifs d'étanchéité.
    Du fait des jeux Δ1 et Δ2 définis précédemment, la motorisation 20 de l'hélice 18 qui est montée à l'autre extrémité du bras 9 par rapport à celle-ci, se déplacera également en pendule d'une amplitude Δ3 : ce déplacement est autorisé par les moyens de motorisation longitudinales du propulseur suivant l'axe ZZ', tels que ceux décrits ci-après.
    En position de sortie selon F1 du propulseur 1, la face extérieure 8 de la pièce mâle qui peut être donc une plaque 6 et située du côté du propulseur, peut, selon un mode particulier de réalisation, être dans le plan de la coque 4 et devenir ainsi co-planaire avec les faces adjacentes de celle-ci, de sorte qu'aucune perturbation ne pourra venir à l'intérieur du puits 3 isolé par l'intermédiaire de cette plaque 6, toujours pour conserver les propriétés hydrodynamiques de la coque 4.
    De plus, dans les modes de réalisation où il n'y a pas de tunnel 19, cette plaque 6 a un rôle d'anti-cavitation par rapport à l'hélice 18.
    Dans d'autres modes de réalisation, l'emboítement de la pièce mâle 6 dans la forme femelle 5 du puits 3, peut être de toute forme polygonale et même circulaire, en conservant toujours entre elles ledit jeu Δ2 pour permettre la reprise des efforts de poussée directement au niveau de la coque 4 en position sortie ; si les formes sont circulaires, la reprise des efforts de rotation qui sont plus faibles que ceux directs de poussée, peut être assurée par exemple par un décentrage de l'axe 7 du bras 9 par rapport à l'axe ZZ' du puits 3. Il y a plusieurs possibilités de motorisation pour permettre le mouvement suivant ledit axe ZZ' de l'ensemble bras 9 - propulseur 1.
    Des exemples de réalisation sont décrits ci-après, mais d'autres sont également possibles tels que par des systèmes manuels ou des motorisations par vérins ou vis venant de toute direction suivant leur point de fixation par rapport à la coque support avec une ligne de renvoi, comme dans l'exemple de la figure 4.
    Selon la figure 2, cette motorisation 10 est constituée par une vis 12, mue en rotation par l'intermédiaire d'un moteur 13, cette vis 12 coopérant avec un écrou 14 présent au niveau du bras 9. La mise en rotation de la vis 12 va donc permettre le déplacement de l'écrou 14 et ainsi de l'ensemble bras 9, propulseur 1, selon F1 ou F2. Pour améliorer encore le déplacement de cet ensemble, des colonnes de guidage 22 peuvent être présentes, comme c'est le cas sur la figure 2 ; deux vérins électriques peuvent être également montés diamétralement par rapport à l'axe 7 du bras 9 et fonctionner en synchronisation, le jeu existant entre la pièce mâle 6 et la forme femelle 5 du puits 3 permettant un éventuel décalage, comme évoqué précédemment.
    Selon la figure 4, les moyens d'entrée et de sortie 2 sont constitués par un autre type de motorisation mécanique 11, assurant ledit mouvement de manoeuvre du bras 9. Cette motorisation mécanique comporte une ligne de traction qui peut être une chaíne ou câble 15, déplacée selon F3 pour permettre la sortie selon F1, et selon F4 pour permettre l'entrée selon F2 du propulseur 1, et mue longitudinalement par l'intermédiaire d'un vérin 16 solidaire de la coque 4 : l'une des extrémités de la chaíne 15 est reliée au vérin 16 tandis que l'autre extrémité est reliée à l'autre extrémité du bras 9.
    Pour obtenir un encombrement minimum de l'ensemble de cette structure, une poulie de renvoi 17 est présente entre le vérin 16 et le bras 9, sensiblement dans le prolongement de l'axe longitudinal du puits 3 et aussi du bras 9. Cette poulie permet un renvoi de la chaíne selon un angle qui est de préférence inférieur à 20°, et même sur la figure 4 de 15°, permettant ainsi le rapprochement du puits 3 et du vérin 16 au plus près par rapport à la coque 4, de sorte que le volume du propulseur 1 et de ses annexes 2, 3, 10 et 11 soit le plus faible possible et ramassé au plus près sur ladite coque 4.

    Claims (11)

    1. Propulseur (1) transversal ou longitudinal d'un engin flottant ou submersible, associe à des moyens d'entrée et de sortie (2) à l'intérieur d'un puits (3), de forme longitudinale et comportant des moyens de blocage en rotation par rapport à l'axe longitudinal ZZ' du puits (3), et une pièce (6) mâle transversale à l'axe ZZ' et de forme complémentaire à celle femelle de l'intérieur du puits (3) dans lequel elle coulisse longitudinalement suivant cet axe, et un bras support (9) de manoeuvre, de forme cylindrique suivant ce même axe, traversant un palier (21) solidaire dudit puits (3) et à l'intérieur duquel tourne un arbre (32) d'entraínement de l'hélice (18) caractérisé en ce que ledit bras support (9) supporte dans sa partie supérieure la motorisation (20) entraínant ledit arbre (32), et les formes complémentaires respectives du palier (21) et du bras support (9) assurent le guidage de celui-ci et comportent un jeu Δ1 entre elles, compatible avec celui Δ2 obtenu, en position sortie du propulseur (1), entre ladite pièce (6) mâle transversale et le bord (25) du puits (3) et permettant ainsi à cette pièce mâle (6) d'y prendre appui.
    2. Propulseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce mâle (6) et la forme (5) femelle du puits (3) sont de forme polygonale en coupe transversale, et constituent également lesdits moyens de blocage en rotation par rapport à l'axe longitudinal ZZ'.
    3. Propulseur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le puits (3) est de section carrée et que la pièce (6) est de forme également carrée complémentaire, faisant office de moyens de guidage du propulseur (1).
    4. Propulseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les axes longitudinaux ZZ' du puits (3), et (7) du bras de guidage (9) sont décalés l'un par rapport à l'autre et constituent lesdits moyens de blocage en rotation.
    5. Propulseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce mâle (6) est une plaque présente entre le propulseur (1) et les moyens d'entrée et de sortie (2) dudit propulseur (1).
    6. Propulseur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la face (8) de la plaque (6), située de côté du propulseur (1) est dans le plan de la coque (4) lorsque ledit propulseur (1) est en position de sortie.
    7. Propulseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'entrée et de sortie (2) sont constitués par une motorisation (10 et 11) assurant le mouvement de manoeuvre du bras (9) effectuant l'entrée et la sortie du propulseur (1).
    8. Propulseur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la motorisation (11) est constituée par au moins une ligne de traction (15) mue longitudinalement bar un vérin (16) solidaire de la coque, l'une des extrémités libres de la chaíne étant solidaire du vérin (16) et l'autre extrémité du bras (9).
    9. Propulseur suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'une poulie de renvoi (17) de la chaíne (15) est présente entre le vérin (16) et le bras (9) et que l'angle entre les deux parties de la chaíne (15) située de part et d'autre de la poulie (17) est inférieur à 20° de sorte que le volume de propulseur (1) et de ses annexes (2, 3, 10 et 11) soit le plus faible possible et soit situé au plus près de la coque (4).
    10. Propulseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le puits (3) est fermé à sa partie supérieure par une plaque (29) d'obturation étanche par rapport aux parois latérales (5) du puits (3) et portant ledit palier (21), lequel palier comporte un joint à lèvres (27) d'étanchéité sur le bras (9) et autorisant ledit jeu Δ1.
    11. Propulseur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte une tape (26) présente à l'extrémité libre de l'ensemble constitué par le propulseur (1) et le bras (9), de sorte qu'en position rentrée ladite tape (26) forme une surface continue avec la coque (4) adjacente.
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