ES2204814T3 - Conjunto para orientar un organo de gobierno de un navio. - Google Patents
Conjunto para orientar un organo de gobierno de un navio.Info
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Abstract
Conjunto para orientar un órgano de gobierno (1) de un navío, caracterizado porque comprende P motores eléctricos (M1, M2 ... MP) para accionar la rotación del citado órgano de gobierno (1) por mediación del árbol de salida accionado (7) de un reductor sumador de velocidades (5) que comprende P árboles de entrada motores (61, 62 ... 6P) y el citado árbol de salida accionado (7), comprendiendo el citado reductor (5) P-1 diferenciales asociados (20, 21, 22), comprendiendo cada diferencial dos piñones planetarios (13, 14), al menos un piñón satélite (15, 16) y una envuelta o casco de diferencial (17, 23), siendo los árboles de los piñones planetarios de cada diferencial (61, 62, 22, 63) tomados aisladamente, para el diferencial considerado, árboles motores, mientras que su casco (17, 23) es accionado, siendo el citado árbol de salida accionado (7) del citado reductor sumador de velocidades (5) impulsado en rotación por el casco de uno de los P-1 diferenciales, permitiendo un medio (31, 32 ...3P) asegurar la irreversibilidad de cada motor dispuesto entre cada árbol de entrada motor (61, 62 ... 6P) y el motor eléctrico (M1, M2 ... MP) asociado.
Description
Conjunto para orientar un órgano de gobierno de
un navío.
La presente invención concierne a un conjunto
para orientar un órgano de gobierno de un navío.
La invención se aplica para que la función
gobierno de un navío sea asegurada por una o dos palas de timón o
bien por uno o dos pods orientables. Un pod, tal como se le conoce,
es un conjunto sumergido, exterior al casco de un navío y que
contiene la motorización de propulsión y, del que sale la hélice.
Tal pod es orientable y asegura así, además de la función de
propulsión, la función de gobierno de una pala de timón
tradicional.
En los navíos de gran tonelaje, estos órganos de
gobierno están accionados por conjuntos
electro-hidráulicos: La energía eléctrica alimenta a
motores eléctricos que impulsan a bombas hidráulicas que alimentan
bien a motores hidráulicos, bien a gatos rotatorios o lineales que
actúan sobre el órgano de gobierno. Tales conjuntos
electro-hidráulicos, en los cuales se pone en
funcionamiento aceite a alta presión, son pesados, voluminosos,
ruidosos y generadores de riesgos de pérdidas de aceite, tanto más
cuando, por razones de seguridad, la reglamentación impone como
mínimo un conjunto principal de mando de gobierno y un conjunto
auxiliar de gobierno en caso de avería del conjunto principal.
Un conjunto de este tipo es conocido por el
documento GB 2012387.
La presente invención propone una nueva solución
para el mando de un órgano de gobierno de un navío, solución que no
presenta los inconvenientes citados más arriba, de un conjunto de
accionamiento electro-hidráulico y que es menos
costosa.
La invención tiene así por objeto un conjunto
para orientar un órgano de gobierno de un navío, caracterizado
porque comprende P motores eléctricos para impulsar la rotación del
citado órgano de gobierno por mediación de un árbol de salida
accionado por un reductor sumador de velocidades que comprende P
árboles de entrada motores y el citado árbol de salida accionado,
comprendiendo el citado reductor P-1 diferenciales
asociados, comprendiendo cada diferencial dos piñones planetarios,
al menos un piñón satélite y una envuelta o casco de diferencial,
siendo los árboles de los piñones planetarios de cada diferencial
tomados aisladamente, para el diferencial considerado, árboles
motores, mientras que su casco es accionado, siendo el citado árbol
de salida accionado del citado reductor sumador de velocidades
impulsado en rotación por el casco de unos de los
P-1 diferenciales, estando dispuesto entre cada
árbol de entrada motor y el motor eléctrico asociado un medio que
permite asegurar la irreversibilidad de cada motor.
Se va ahora a dar la descripción de un ejemplo de
realización de la invención que se muestra en el dibujo anejo, en
el cual:
La fig. 1 es un esquema general de un conjunto,
según la invención, para orientar un órgano de gobierno de un
navío.
La fig. 2 muestra un elemento del conjunto
representado en la fig. 1. Este elemento es el reductor sumador de
velocidades en el caso de que el conjunto comprenda dos motores,
estando entonces el reductor compuesto por un solo diferencial.
La fig. 3 muestra igualmente un reductor sumador
de velocidades para el caso en el que el conjunto comprenda tres
motores de impulsión. Aquí, el reductor sumador tiene dos
diferenciales asociados.
Las fig. 4 y 5 son esquemas en los que figuran
dos tipos distintos de asociación de tres diferenciales para formar
un reductor sumador para un conjunto en el que hay cuatro motores
de impulsión.
En referencia a la fig. 1, se ve un conjunto,
según la invención, para orientar un órgano de gobierno 1 de un
navío del cual se representa sólo una parte de la estructura del
fondo del casco 2.
El órgano de gobierno 1 es bien una pala de
timón, bien, como se dice más arriba, un pod.
El conjunto de accionamiento para orientar el
órgano 1 comprende P motores eléctricos referenciados M_{1},
M_{2}, M_{3}, M_{P}. Cada uno de estos motores es un
moto-reductor, o bien un motor asociado a una etapa
reductora externa o a un freno, respectivamente 3_{1}, 3_{2},
3_{3}... 3_{P}. Si se trata de un freno, puede también,
naturalmente, estar integrado en el motor.
Los motores son fijos, unidos a la estructura 4
del navío. Ocurre lo mismo con la caja 26 del reductor de velocidad
5.
Los motores accionan la rotación del órgano de
gobierno 1 por mediación de un reductor sumador de velocidades 5 que
comprende P árboles de entrada motores, respectivamente
referenciados 6_{1}, 6_{2}, 6_{3}... 6_{P}, unidos
respectivamente a los motores M_{1}, M_{2}, M_{3},... M_{P},
y un árbol de salida accionado 7.
El árbol de salida accionado 7 impulsa al órgano
de gobierno 1 en rotación por mediación de una etapa final de
reducción 8 que comprende un piñón 9 unido al árbol de salida 7 y
que engrana sobre una corona 10 unida al órgano 1.
Los reductores 3_{1}, 3_{2}, 3_{3}...
3_{P}, si se trata de reductores, o de
moto-reductores, si los motores son
moto-reductores, son tales que el sistema es
irreversible, es decir que si un motor cualquiera se avería, el
árbol de entrada correspondiente es bloqueado, de forma que éste
árbol no se convierta en árbol accionado y que la salida sea
siempre el árbol 7.
Esta irreversibilidad puede también ser asegurada
por un freno sobre cada motor, que bloquea el árbol si el motor
correspondiente está averiado.
Se ha de entender que la rotación de los motores
puede ser impulsada en un sentido o en el otro para orientar el
órgano de gobierno 1 hacia babor o hacia estribor.
Al menos uno de los motores, aquí el motor
M_{p}, es alimentado por una alimentación eléctrica de emergencia
11, por ejemplo por baterías.
Los otros motores son alimentados por la
alimentación general 12 del navío.
El reductor sumador de velocidades 5 comprende
así P árboles de entrada si hay P motores y un solo árbol de salida,
accionado, 7.
Tal reductor está compuesto por uno o varios
diferenciales asociados: P-1 diferenciales para P
motores de accionamiento o impulsión.
La fig. 2 muestra un ejemplo de reductor 5 en el
caso en el que se utilicen dos motores para el accionamiento del
órgano de gobierno.
En este caso, el reductor se compone de un solo
diferencial 20 que lleva clásicamente dos piñones planetarios 13 y
14, dos piñones satélites 15, 16, y un casco de diferencial 17. Los
árboles motores 6_{1} y 6_{2} están unidos a los piñones
planetarios 13 y 14, y el árbol de salida, accionado, 7 recoge el
movimiento del casco 17 accionado por mediación de los piñones 18 y
19, cuya relación es elegida en función de la reducción que se
desea con relación a la velocidad de rotación del piñón 18, es
decir, del casco 17.
Los motores M_{1} y M_{2} están así acoplados
a los árboles de entrada 6_{1} y 6_{2} y, se ha de entender que
los piñones de reenvío permiten, si se desea, alinear estos dos
motores para tener, por ejemplo, la disposición de la fig. 1.
La fig. 3 muestra el caso de un reductor 5 si se
utilizan tres motores M_{1}, M_{2} y M_{3} para el
accionamiento del órgano de gobierno 1.
Se tienen entonces dos diferenciales 20 y 21
asociados. Uno, 22, de las dos entradas 22 y 6_{3} del diferencial
21 proviene de la salida del diferencial 20. Los tres motores
M_{1}, M_{2} y M_{3} están acoplados a los tres árboles
motores de entrada 6_{1}, 6_{2} y 6_{3} y la salida accionada
7 corresponde al movimiento del casco 23 del diferencial 21
recogido por mediación de los piñones 24 y 25.
Los motores están siempre unidos a un árbol de
entrada unido a un piñón planetario de los diferenciales, mientras
que la salida 7 está siempre tomada sobre el casco de un
diferencial. Además, los tres árboles de entrada 6_{1}, 6_{2} y
6_{3} pueden estar alineados en un mismo plano por piñones de
reenvío de forma que se alineen los motores como en la fig. 1.
Si se llama N a la velocidad de rotación del
árbol de salida 7, N_{1} a la velocidad de rotación del árbol de
entrada 6_{1}, N_{2} a la del árbol de entrada 6_{2}...
N_{P} a la del árbol de entrada 6_{P}, se tiene: N =
aN_{1}+bN_{2}+cN_{3}+... +kN_{P}.
En el caso de la fig. 2, con dos motores y si los
piñones de salida 18 y 19 son idénticos, se tiene pues: N =
1/2(N_{1}+N_{2}).
En el caso de la fig. 3, si los piñones 18 y 19
son idénticos y si los piñones 24 y 25 son idénticos, se tiene: N =
1/4 (N_{1}+N_{2})+... + 1/2 N_{3}
En la fórmula anterior, los coeficientes a, b,
c... k se obtienen por la elección de las relaciones de engranajes
de los piñones de salida 18, 19; 24, 25, etc. y los eventuales
piñones de reenvío. Estos coeficientes pueden tener todos valores y
algunos pueden asimismo ser negativos si se quieren velocidades muy
lentas.
La fig. 4 es un esquema de bloques que muestra la
asociación de tres diferenciales 20, 21 y 22 para cuatro motores de
accionamiento M_{1}, M_{2}, M_{3} y M_{4} acoplados
respectivamente a los árboles 6_{1}, 6_{2}, 6_{3} y 6_{4}
unidos a piñones planetarios.
La salida 7 está tomada sobre el casco de un
diferencial 22. La salida del diferencial 20 es una entrada motora
unida pues a un piñón planetario del diferencial 22 e, igualmente,
la salida del diferencial 21 es una entrada motora unida así a un
piñón planetario del diferencial 22.
La fig. 5 es una variante de asociación de
diferenciales para el mismo número de motores.
Los árboles de entrada 6_{1}, 6_{2}, 6_{3}
y 6_{4} que están siempre unidos a un piñón planetario de los
diferenciales y la salida 7 que está siempre tomada sobre el casco
de un diferencial.
De forma general, tomando un diferencial aislado
y para este diferencial, los piñones planetarios son entradas, pues,
motoras y el casco es una salida, pues, accionada.
Con la solución de la presente invención, la tasa
de disponibilidad del conjunto es extremadamente elevada. En efecto,
mientras que quede al menos un motor en marcha, el órgano de
gobierno 1 puede ser maniobrado.
Siendo el reductor 5 un reductor sumador de
velocidades, el par nominal sobre el órgano de gobierno 1 está
disponible permanentemente cualquiera que sea el número de motores
en servicio, cambiando sólo la velocidad de salida.
La pérdida de alimentación o la avería de un
motor conduce automáticamente al funcionamiento en modo degradado
inmediatamente inferior (sólo en velocidad) sin intervención de un
operador y sin influencia sobre el funcionamiento de los otros
motores.
Pueden combinarse motores, potencias, velocidades
y tipos diferentes sin ninguna perturbación del funcionamiento
global del conjunto. Un motor de corriente continua, alimentado
directamente por baterías, que constituye por ejemplo el motor de
emergencia, puede ser combinado con motores de corriente alterna de
potencia más elevada.
Claims (3)
1. Conjunto para orientar un órgano de gobierno
(1) de un navío, caracterizado porque comprende P motores
eléctricos (M_{1}, M_{2}... M_{P}) para accionar la rotación
del citado órgano de gobierno (1) por mediación del árbol de salida
accionado (7) de un reductor sumador de velocidades (5) que
comprende P árboles de entrada motores (6_{1}, 6_{2}... 6_{P})
y el citado árbol de salida accionado (7), comprendiendo el citado
reductor (5) P-1 diferenciales asociados (20, 21,
22), comprendiendo cada diferencial dos piñones planetarios (13,
14), al menos un piñón satélite (15, 16) y una envuelta o casco de
diferencial (17, 23), siendo los árboles de los piñones planetarios
de cada diferencial (6_{1}, 6_{2}, 22, 6_{3}) tomados
aisladamente, para el diferencial considerado, árboles motores,
mientras que su casco (17, 23) es accionado, siendo el citado árbol
de salida accionado (7) del citado reductor sumador de velocidades
(5) impulsado en rotación por el casco de uno de los
P-1 diferenciales, permitiendo un medio (3_{1},
3_{2}... 3_{P}) asegurar la irreversibilidad de cada motor
dispuesto entre cada árbol de entrada motor (6_{1}, 6_{2}...
6_{P}) y el motor eléctrico (M_{1}, M_{2}... M_{P})
asociado.
2. Conjunto según la reivindicación 1,
caracterizado porque el número P de motores eléctricos es al
menos igual a dos.
3. Conjunto según una de las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque al menos un motor eléctrico (M_{P})
es alimentado por un medio (11) de alimentación eléctrico de
emergencia.
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