Brevet FR2021857A1 — publié le 19700724

Des véhicules du type sous-marin, équipés de bras de manipulation, peuvent effectuer sous l'eau divers travaux. L'exécution de ces travaux soulève divers problèmes majeurs. Par exemple, le véhicule doit s'aligner sur l'objet devant subir des travaux, de façon que les bras de manipulation puissent parvenir au bon endroit. En pratique c'est là une tâche difficile, parce que le vé hui cule est continuellement soumis aux forces des courants et à la poussée d'Archimède. Même quand un bras de manipulation est finalement mis en place concavement, l'application à l'objet d'un couple de torsion par-le bras de manipulation provoque sur le véhicule une réaction qui tend à faire tourner celui-ci.Une tentative de solution a consisté à munir le véhicule d'ancres qui sont fixées à des câbles, afin de l'amarrer étroitement pour l'amener à être aligné de très près et à maintenir cet alignement à l'encontre des couples de torsion de réaction. Une autre tentative pour résoudre ce problème a consisté à munir le véhicule d'un bras de manipulation supplémentaire utilisé pour saisir et maintenir l'objet pendant que les autres bras de manipulation effectuent le travail nécessaire. Aucun des procédés précédents n'est complètement satisfaisant, car il n'est pas possible de réaliser une mise en position précise avec le procédé d'ancrage, du fait qu'un déplacement relatif peut se produire sous l'effet des courants qui poussent le véhicule dans le sens de la traction des lignes. En outre, si l'on doit assurer un service à un grand nombre d'objets, il est nécessaire de relever les ancres et de les refixer pour chaque objet. Les véhicules sous-marins possèdent une réserve d'énergie limitée, et une telle opération diminuerait nettement la durée de temps pendant laquelle on peut effectuer un travail utileà un emplacement.Le procédé à bras de manipulation supplémentaire nécessite une manoeuvre supplémentaire du sous-marin qui doit être placé en position initiale pour chaque objet avant qu'on puisse fixer le bras de manipulation. On ne peut efficacement contrebalancer, à l'aide d'un seul bras de manipulation, que des couples de réaction de valeur limitée, particulièrement quand on emploie le bras de manipulation pour maintenir le véhicule en place à l'encontre des forces provoquées par des courants marins. I1 serait pour cette raison très avantageux de disposer d'un ensemble de retenue dont le maintien ne nécessite que peu ou pas d'énergie et qui puisse résister à des couples de torsion importants. I1 serait également souhaitable de disposer d'un ensemble qui puisse amener le véhicule dans des positions bien déterminées par rapport à un certain nombre d'objets en émployant l'e- nergie minimum et en effectuant dès manoeuvresqli puissent effectivement maintenir ces positions sans autre dépense d'énergie. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, un groupe de têtes de puits sous-marins sont reliées par un rail placé à proximité immédiate de chaque tête de puits. Une couronne dentée est fixée sur le rail. Un dispositif de préhension est fixé à la cqque du sous-marin. Un dispositif d'entraînement est fixé sur la coque de manière qu'il engrène avec la couronne dentée. Le dispositif d'entralnement positionne le véhicule sur le rail par rapport à la tête de puits. Un amortisseur est interposé entre la coque et le dispositif de préhension du rail, pour absorber toute force de choc qui pourrait être engendrée pendant la mise en prise et pendant que le submersible est positionné sur le rail. L'amortisseur comprend un dispositif de manoeuvre extensible qu'on met en action pour faire varier l'angle du véhicule par rapport à l'amortisseur et, en conséquence, parrapport au rail. L'invention a donc pour objet un ensemble de positionnement perfectionné destiné à un véhicule sous-marin et permettant à celui-ci d'opérer sur une structure sous-marine et d'être posi tionné sur celle-ci, notamment au moyen d'un rail de commande. D'autres buts et caractéristiques de la présente invention ressortiront de la description détaillée suivante considérée en liaison avec les dessins annexés, représentant à titre illus tratifmais nullement limitatif, un mode de réalisation de l'invention. Sur les dessins, des numéros de référence analogues indiquent des pièces analogues. Sur les dessins, la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation préféré de l'invention la figure 2 est une vue en plan de l'ensemble de fixation du véhicule la figure 3 est une vue frontale de l'ensemble de fixation du véhicule la figure 4 est une vue latérale de l'ensemble de fixation du véhicule la figure 5 est une coupe axiale d'un dispositif amortisseur utilisable dans l'ensemble de l'invention la figure 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 du dispositif amortisseur de la figure 5 ; et les figures 7 à 10 montrent la séquence des manoeuvres de fixation du véhicule sur une voie sous-marine. La figure 1 illustre le véhicule sous-marin 10 fixé sur un rail 20 au moyen d'une structure de fixation et d'amortissement 30. Plusieurs têtes de puits 40 sont placées autour de la périph6- rie intérieure de la voie 20. En fonctionnement, le véhicule 10 estentrainé autour de la voie, en étant aligné avec une tête de puits choisie, au moyen d'un dispositif d'entrainement fixé sur l'ensemble de fixation et d'amortissement 30, qui est décrit plus en détail dans la suite de l'exposé. Les figures 2, 3 et 4 illustrent deux paires de dispositifs de fixation 21 et 22, qui sont montées sur le véhicule 10. La paire d'organe de fixation 21 est montée à la partie antérieure inférieure, ou surface inférieure du véhicule, la paire d'organes de fixation 22 étant fixée à la partie antérieure supérieure du véhicule. Chacun des deux cylindres amortisseurs 12 est monté sur l'un des organes de fixation intérieurs 21. Un croisillon transversal 45 est monté entre les dispositifs amortisseurs 12 pour renforcer la structure et constituer un support de base pour le dispositif 14 de mise en position et d'amortissement. Des bras verticaux de support 24 sont disposés entre chaque dispositif amortisseur 12 et une pièce 23 qui, à son tour, est montée sur l'organe de fixation 22 et constitue une structure de support supplémentaire. Des pistons 13 se déplacent dans les cylindres amortisseurs 12 sous l'influence de forces appliquées le long du grand axe du piston. Les figures 5 et 6 illustrent le dispositif amortisseur 12 dont le cylindre extérieur comporte des orifices multiples 46, a travers lesquels coule l'eau de mer qui est employée comme fluide amortisseur. Le piston 13 se termine par une tête 47 maintenue en place par des goujons 48. Un palier 44 à alignement automatique est monté à l'extrémité de la tête de piston, sur l'extrémité de tige de piston 43. Un ressort de rappel 49 tend a ramener le piston en position d'extension dans laquelle il ne subit pas de contrainte. Un guide de ressort et un tube antirotation 50 passe concentriquement à travers le centre du cylindre 12 et est fixé à un bout au piston 13 par des goujons de retenue 51. Un tube de fermeture 52, à fente anti-rotation est monté à l'autre extrémité du tube 50.Une fente 54 a extrémités fermées ou boutonnière s'étend le long d'une section du tube 52. La fente 54 doit être assez longue pour permettre au piston de parcourir entièrement sa course de compression. Des boulons 53 passent à travers les fentes et la base du cylindre 12 pour empêcher le piston 13 d'être séparé du cylindre et pour l'empêcher de tourner à l'intérieur du cylindre. Pendant le fonctionnement, lorsque le piston 13 se déplace dans le cylindre 12, le nombre des orifices 46 qui sont fermés augmente, ce qui ralentit l'échappement de fluide hors du cylindre et qui, à son tour, augmente la résistance rencontrée par le piston 13. Les figures 2, 3 et 4 illustrent le bâti principal 11 fixé au piston 13 par des boulons 27 qui passent àttavers les oreilles 32 fixées au bâti 11 et à travers les paliers 44 à alignement automatique. Des ressorts de centrage 43 sont placés de chaque c6té du palier 44 pour permettre au bâti principal de glisser de côté pour empêcher le coincement, mais pour maintenir les paliers dans une position pratiquement centrée. Le dispositif de positionnement et d'amortissement 14 est relie à un bout au croisillon 45, par un amarrage 31 du type à manille, et au bâti principal 11 par un deuxième assemblage 28 du type à manille. Le piston 29 du dispositif 14-est relié à la connexion à manille 28. Une vanne de décompression intégrée (non représentée pour que le dessin soit plus clair) permet au dispositif 14 d'agir comme amortisseur lorsque le véhicule vient pour la première fois en contact avec la voie, en permettant l'échappement du fluide hydraulique sous la pression de la force de compression agissant sur le piston 29. Une fois que le véhicule est en position, on peut continuer a ajuster sa position en déployant ou rétractant le piston 29 au moyen du dispositif de commande hydraulique placé a intérieur du véhicule. Ce dispositif peut comprendre une source d'énergie hydraulique 60 reliée par des conduites hydrauliques 61 et 62, et des vannes correspondantes 63 et 64, à la chambre de piston du dispositif qui n'est pas représentée. En fonctionnement le sens de l'écoulement du fluide par les conduites 61 et 62 est réglé par la source d'énergie 60 et le débit de fluide est réglé par les vannes 63 et 64. Deux roues folles 15 destinées à s'appliquer sur la voie sont fixées par des axes 26 à un carter de-palier 25 qui, à son tour, est porté par le bâti principal 11. Chaque roue comporte un boudin 19 qui vient en contact avec le sommet de la voie 70. Une roue motrice dentée 16 tourne sur le bâti 11 auquel elle est reliée paris arbre d'entraînement 42. Un moteur hydraulique reversible 23 entrain l'arbre d'entrainement 42 par l'intermédiaire d'une boite de vitesses 41. Les dents sur la roue 16 engrènent avec les dents de la couronne dentée fixe 17, qui est fixée sur la péri phérie de la voie de support 20. Le moteur 23 est entraîné au moyen d'une source d'énergie hydraulique 60, son sens de rotation étant commandé par des vannes 64 et 65.Un boudin 18 est fixé au bord de la roue 16, pour maintenir le véhicule en contact avec la structure desupport de voie 20. Les figures 7 à 10 montrent la séquence du fonctionnement de l'ensemble amortisseur. Sur la figure 7, le véhicule submersible 10 auquel l'ensemble de support 30 est fixé s'approche du rail 20 de voie qui est monté sur le fond et vient en contact avec lui en ayant une position avec le nez en bas et dans un état de flottaison neutre. Après avoir pris contact avec le rail 20 monté sur le fond (figure 8) l'ensemble amortisseur incorporé 30 encaisse la charge de choc. Une fois que le contact a été établi l'ensemble de propulsion principal du véhicule exerce une poussée dirigée vers l'avant et vers le bas, ce qui pousse à nouveau le véhicule contre l'ensemble de rail et lui permet néanmoins de glisser vers le bas de ce dernier, mettant ainsi en contact les roues 15 à boudin et le rail 20.En continuant la poussée vers le bas après la mise en contact des roues, on fait tourner le véhicule autour du rail (figure 9) et on fait engrener la roue d'entraînement 16 avec la couronne dentée fixe 17. Le boudin 18 de la partie inférieure de la roue motrice garantit un contact approprié avec le rail inférieur (couronne dentée) et empêche un dégagement accidentel du véhicule. L'application de puissance surla roue motrice fait déplacer le véhicule latéralement le long de la couronne dentée (figure 10). Le véhicule maintient une flottaison négative lorsqu'il est fixé sur l'ensemble de rail de support. Pour le libérer, on change le réglage pour provoquer une flottaison positive, qui amène le véhicule à tourner autour du rail, en se dégageant automatiquement de l'ensemble de ce dernier. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode opératoire et à l'exemple décrit et représenté, et peut recevoirdiverses variantes rentrant dans l'esprit et la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Groupe sous-marin, caractérisé en ce qu'il comprend un véhicule sous-marin, un objet sous-marin, un rail passant à proximité de cet objet, un dispositif fixé sur le véhicule et destiné à entrer en prise avec le rail, et des organes de positionnement destinés à déplacer de manière commandée le véhicule le long du rail pour l'amener dans une position désirée par rapport à l'objet. 2. Groupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif fixé sur le véhicule comprend également des organes d'amortissement des chocs entre l'objet et le véhicule sous-marin. 3. Groupe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les organes de positionnement par déplacement commandé' com- prennent une roue venant en contact avec le rail et un moteur d'entraînement de cette roue. 4. Groupe de travail à voie immergée,caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison un véhicule sous-marin, une voie sous-marine, un bâti fixé au véhicule, des roues fixées au bâti et destinées a rouler sur la voie, et un dispositif d'entraînement d'au moins une des roues pour fixer la position du véhicule sur la voie. 5. Groupe selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une couronne dentée fixée sur la voie et la roue d'entraînement ou roue motrice comporte des dents engrenant avec les dents de la couronne dentée pour fournir une traction positive. 6. Groupe selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif amortisseur interposé entre le bâti et le véhicule pour absorber les chocs. 7. Groupe selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les roues sont équipées de boudins limitant le déplacement duvehicule perpendiculairement à la voie. 8. Groupe selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comprend une commande de l'amortisseur montée entre le bâti et le véhicule, et permettant de modifier l'angle entre le véhicule et le bâti, et d'amortir les chocs. 9. Groupe de travail à voie immergée, pour véhicule submersible, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison un véhicule sous-marin, une voie sous-marine, une couronne dentée fixe montée sensiblement sur la longueur totale de la voie, une paire d'amortisseurs dont chacun comporte un cylindre et un piston, chaque cylindre étant fixé à la partie antérieure du véhicule et étant placé à l'écart de l'autre cylindre, un bâti pivotant sur les pistons des amortisseurs, un dispositif de positionnement monté entre les cylindres amortisseurs et le bâti, pour fixer par pivotement la position du bâti par rapport au véhicule, des roues fixées sur le bâti et destinées a rouler sur la voie, une au moins des roues comportant des dents destinées a engrener avec la couronne dentée fixe, et un dispositif d'entraînement de la roue dentée pour fixer la position du véhicule sur la voie. 10. Groupe selon la revendication 9, caractérisé par le fait quels boudins en saillie sont solidaires des bords des roues pour limiter le déplacement du véhicule perpendiculairement a la voie. 11. Groupe selon la revendication 9, caractérisé en outre par le fait qu'un dispositif de centrage à ressort est placé sur la liaison à pivot du bâti pour permettre de légers déplacements transversaux entre le bâti et les pistons amortisseurs. 12. Groupe selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le dispositif d'entraînement comprend un moteur hydraulique accouplé a la roue dentée, une source d'énergie hydraulique contenue dans le véhicule, une série de conduites hydrauliques reliant la source d'énergie hydraulique au moteur, et des vannes de commande interposées sur les conduites hydrauliques pour commander le sens de rotation du moteur et sa vitesse de rotation. 13. Dispositif amortisseur pour véhicule sous-marin, carac térisé par le fait qu'il comprend en combinaison une paire d'amortisseurs dont chacun comprend un cylindre et un piston, le cylindre de chaque amortisseur étant destiné à être fixé sur un véhicule, un bâti étant monté de manière pivotante sur les pistons des amortisseurs, un dispositif de positionnement étant monté entre les cylindres amortisseurs et le bâti, pour fixer par pivotement la position du bâti par rapport aux amortisseurs, des roues fixées sur le bâti et destinées à rouler sur un châssis, et un dispositif d'entraînement d'au moins une des roues. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en outre par le fait qu'un dispositif de centrage a ressort est placé sur le pivot de la liaison à pivotement du bâti pour permettre un léger déplacement transversal entre le bâti et les pistons amortisseurs.