FR2972705A1

FR2972705A1 - Systeme d'actionnement rotatif pour appareil a gouverner de navire

Info

Publication number: FR2972705A1
Application number: FR1152182A
Authority: FR
Inventors: Philippe Paumier
Original assignee: DCNS SA
Current assignee: Naval Group SA
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-09-21
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: FR2972705B1; WO2012123569A1

Abstract

Ce système d'actionnement rotatif pour appareil à gouverner de navire, raccordé à un organe de manœuvre (1) de cet appareil, est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens à actionneurs mixtes (3) comportant en association d'une part un moteur couple électrique (4) pour les mouvements de faible amplitude et à faible couple de l'appareil et d'autre part un vérin annulaire (5) pour les mouvements de forte amplitude et à fort couple de l'appareil.

Description

Système d'actionnement rotatif pour appareil à gouverner de navire La présente invention concerne un système d'actionnement rotatif pour un appareil à gouverner de navire. Des systèmes d'actionnement de ce type sont déjà connus pour des bâtiments de surface et des sous-marins. Ainsi par exemple il existe déjà dans l'état de la technique des systèmes d'actionnement qui utilisent des actionneurs ou vérins hydrauliques. Ces vérins ou actionneurs hydrauliques offrent en effet un fort couple mais ils sont relativement bruyants en raison du fonctionnement de leurs accessoires tels que par exemple leurs électropompes et leurs servovalves et présentent par ailleurs un rendement relativement médiocre au sein de l'architecture des installations actuelles notamment en matière de sécurité plongée pour les sous-marins. Par ailleurs, ceux-ci posent également un certain nombre de problèmes, notamment au niveau de la sécurité du navire, de la disponibilité de l'appareil à gouverner, de la discrétion acoustique résultante, du rendement, de la compacité et des coûts d'entretien et de maintenance de telles installations. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un système d'actionnement rotatif pour appareil à gouverner de navire, raccordé à un organe de manceuvre de cet appareil, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens à actionneurs mixtes comportant en association d'une part un moteur couple électrique pour les mouvements de faible amplitude et à faible couple de l'appareil et d'autre part un vérin annulaire pour les mouvements de forte amplitude et à fort couple de l'appareil. Selon d'autres caractéristiques prises seules ou en combinaison : - le moteur électrique comporte un stator et un rotor raccordé à l'organe de l'appareil à gouverner et en ce que le vérin annulaire comporte une partie mobile raccordée à cet organe à travers des moyens formant palonnier complémentaires ; - le vérin est un vérin hydraulique ; - le moteur et le vérin sont placés autour de l'organe de manceuvre de l'appareil à gouverner; - l'appareil à gouverner est un safran ; et - l'appareil à gouverner est une barre de plongée. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 représente une vue en perspective de côté avec des portions en transparence d'un système d'actionnement rotatif d'un appareil à gouverner selon l'invention ; et la figure 2 représente un schéma synoptique des moyens de commande d'un tel système. On a en effet illustré sur ces figures et en particulier sur la figure 1, un système d'actionnement rotatif pour un appareil à gouverner de navire, tel que notamment un bâtiment de surface ou encore un sous-marin. L'appareil à gouverner est schématisé sur cette figure 1 par l'intermédiaire d'une mèche par exemple de safran, désignée par la référence générale 1. Le système d'actionnement est quant à lui désigné par la référence générale 2. En fait, ce système d'actionnement comporte des moyens à actionneurs mixtes associés, ces moyens étant désignés par la référence générale 3. Comme cela est illustré, ces moyens comportent en association un moteur couple électrique désigné par la référence générale 4 et un vérin annulaire par exemple hydraulique, désigné par la référence générale 5, associés au reste du navire désigné par la référence générale 6. Sur cette figure 1, le moteur électrique 4 comporte alors un stator désigné par la référence générale 7 et un rotor désigné par la référence générale 8 relié à la mèche 1 de l'appareil à gouverner. Le vérin annulaire hydraulique 5 comporte une partie fixe désignée par la référence générale 9 et une partie mobile désignée par la référence générale 10 raccordée à la mèche de l'appareil à gouverner 1 par l'intermédiaire de moyens formant palonnier complémentaires, désignés par la référence générale 11.

Ceux-ci se présentent alors par exemple sous la forme d'une fourchette de la partie mobile du vérin, d'entrainement d'une forme complémentaire par exemple à méplats de la mèche. Bien entendu d'autres formes de ces pièces et d'autres moyens peuvent être envisagés.

Ces moyens sont alors placés par exemple autour d'une portion de la mèche de l'appareil à gouverner et le stator et la partie fixe du vérin sont reliés au navire par tous moyens appropriés. On notera bien entendu que des moyens d'amortissement des vibrations peuvent être envisagées entre ces différentes pièces afin d'améliorer la discrétion acoustique de fonctionnement de l'ensemble.

Comme cela est illustré sur la figure 2, la commande de ces moyens se fait alors de façon classique par une commande en alimentation électrique pour le moteur et par une commande de la répartition de la pression hydraulique dans les chambres du vérin par l'intermédiaire de moyens de commande à distributeur de type classique désignés par la référence générale 12 sur cette figure, à partir d'une source de fluide sous pression désignée par la référence générale 13. On conçoit alors qu'une telle structure présente un certain nombre d'avantages. En effet, chaque technologie offre des avantages et des inconvénients qui présentent la particularité de s'annuler dans une séquence d'emplois usuels.

En effet, le moteur électrique est idéal tant que les efforts restent relativement faibles et que l'exigence d'asservissement de précision est forte avec une grande fréquence de changement de positions faible par exemple. Par contre, l'actionneur hydraulique permet de fournir un effort important puis de tenir une position sans consommer d'énergie et est donc plus particulièrement utile lors des mouvements de forte amplitude et à fort couple de l'appareil à gouverner par exemple lors de manceuvre de celui-ci. Le moteur couple électrique peut par exemple être du type sans entretien grâce à un entrefer immergé dans l'eau de mer associé par exemple à des paliers lisses. Ce moteur est d'un diamètre aussi important que possible dans l'environnement disponible afin d'en réduire l'épaisseur pour un couple donné et celui-ci peut par exemple être intégré dans le volume des superstructures telles que par exemple un pont ou encore des ballasts, ou encore dans l'épaisseur d'un aileron fixe, perpendiculaire à l'axe de l'appareil à actionner. Ainsi, le moteur électrique vise à assurer les mouvements fréquents de faible amplitude et à faible couple de l'appareil à gouverner. Durant cette phase de fonctionnement, le distributeur d'alimentation du vérin hydraulique est ouvert, ce qui permet au fluide hydraulique de circuler d'une chambre à l'autre de celui-ci avec un minimum de perte de charge. Le vérin est alors passif. Il n'y a dans ce cas pas de production hydraulique.

Lorsque le couple à fournir sur l'appareil à gouverner est supérieur à la capacité du moteur électrique, les moyens de commande du vérin à savoir la servovalve ou le distributeur à commande proportionnelle, prennent le relais et provoque le déplacement du vérin. Le moteur électrique peut alors rester commandé dans le même sens sans avoir à fournir de puissance car le vérin hydraulique est beaucoup plus puissant (de l'ordre par exemple de dix fois plus puissant que ce moteur électrique).

La coordination des unités de commande de ces deux actionneurs, à savoir moteur et distributeur associé au vérin, est assez simple depuis un calculateur d'asservissement dans le cadre d'une boucle de commande de la position de l'appareil à gouverner.

On conçoit alors que cette structure présente un certain nombre d'avantages au niveau du rendement de l'ensemble, de la discrétion acoustique, de la précision de commande obtenue, de la disponibilité de l'appareil à gouverner, etc...10

Claims

REVENDICATIONS1.- Système d'actionnement rotatif pour appareil à gouverner de navire, raccordé à un organe de manceuvre (1) de cet appareil, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens à actionneurs mixtes (3) comportant en association d'une part un moteur couple électrique (4) pour les mouvements de faible amplitude et à faible couple de l'appareil et d'autre part un vérin annulaire (5) pour les mouvements de forte amplitude et à fort couple de l'appareil.

2.- Système d'actionnement rotatif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur électrique (4) comporte un stator (7) et un rotor (8) raccordé à l'organe (1) de l'appareil à gouverner et en ce que le vérin annulaire (5) comporte une partie mobile raccordée à cet organe à travers des moyens formant palonnier complémentaires (11).

3.- Système d'actionnement rotatif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le vérin (5) est un vérin hydraulique.

4.- Système d'actionnement rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moteur (4) et le vérin (5) sont placés autour de l'organe de manceuvre (1) de l'appareil à gouverner.

5.- Système d'actionnement rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'appareil à gouverner est un safran.

6.- Système d'actionnement rotatif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'appareil à gouverner est une barre de plongée.