Brevet FR2486488A1 — publié le 19820115

La présente invention se rapporte à un système de pro- pulsion pour navires naviguant dans des eaux encombrées ou couvertes de glaces, qui comporte des accouplements hydrodyna- miques dans la ligne d'arbres entre la machine de propulsion et l'hélice. En général, les systèmes de propulsion sont composés d'une machine de propulsion, d'un réducteur et d'une ligne d'arbrcs qui relie ces deux constituants de sorte que l'hélice peut être embrayée ou débrayée pendant la marche de la machine de propulsion. L'utilisation de moteurs diesel lents pour les navires naviguant dans des eaux encombrées de glaces nÉatait pas possible jusqu'à présent parce que le contact avec la gla- ce aurait pour conséquence une trop forte réduction de Ia vi- tesse angulaire lors du blocage de l'hélice et conduirait à une surcharge mécanique et thermique du moteur de propulsion. On connaZt un dispositif de propulsion comportant un réducteur dans lequel il est prévu, entre ce réducteur et l'hé- lice, un accouplement hydrodynamique équipé d'une sécuzité de surcharge qui se comporte comme un accouplement a glissement, et un accouplement sans glissement montée en par3lele et Cons- titué par exemple par un embrayage à frictions ces deux consti- tuants A-étant munis d'organes de commande indépendants l'un de l'autre, l'embrayage à friction à l'état embrayé court circui- tant l1accouplement à glissement débrayé (DE-OS 2 106 403). Avec un tel agencement, l'embrayage à friction permet d'obte- nir une transmission du couple sans vibrations avec des pertes de rendement aussi faibles que possible pendant les voyages d'aller et de retour en eaux libres de glaces et on dispose ce- pendant de la possibilité d'interrompre brusquement la conti- nuité de l'arbre lorsque le navire est en contact avec la gla- ce. L'accouplement hydrodynamique qui est alors embrayée peut être réglé, par exemple par un appareil à pression d'huile de maniere à éviter, par vidange automatique de l'accouplement, la surcharge de la ligne d'arbres. On trouve la description d'accouplements hydrodynami- ques appropriés pour ces cas dVutilisation dans la revue MúZ1, Novembre 1958, page 388. Le but de ltinvention est de créer un système de pros pulsion pour navires naviguant dans des eaux encombrées ou couvertes de glaces qui soit mieux adapté que les dispositifs antérieurs aux conditions particuliêres de ce domaine d appli- cation et qui, de prAf6rence, permette également d'utiliser des moteurs diesel lents comme machines de propulsion. L'invention résout ce problème en utilisantr un volant d'inertie monté sur la ligne d'arbres, qui peut être accouplé A la ligne d'arbres a l'aide d'accuplements hydrcdynamuiques. Ce volant est de pré'eence constitué par un corps tubulaire de révolution et il est agencé de manière a envelopper concen- t;iquement la ligne dt arbres en un point de montage approprié Ds qu'on peut s'attendre à entrer en contact avec la glace, le volant d'inertie pett être mis en Z-otation, par remplissage de Y>aceouplement de manière quil at teigne approxima.i vemen_ la vitesse angulaire de la ligne d'arbreso Au moment de l'en- trie en contact avec la glace, la propriété des accouIlements hvdrodynamiques est avantageusement mise à profit et, après la fin du processus d'accélération à faible glissement, l'ac- couplement ne transmet encore qutun très faible couple, qui correspond a peu près au couple qui se manifeste par suite du frottement du volant d'inertie dans ses paliers, mais, d'autre part, le couple pouvant être transmis par l'accouplement avec un diamètre préd&terminé est d'autant plus grand que ile glis- sement de l'accouplement ou la différence de vitesse entre la roue primaire et la roue secondaire de l'accouplement est elle- même plus grande. Ceci signifie que le volant d'inertie est d'autant plus efficace que la vitesse de rotation de la ligne d'arbres est plus faible au moment de l'entrée en contact entre l'hélice et la glace ou un autre obstacle analogue. Ceci est à attribuer au fait que l'arbre primaire de l'accouplement en rotation est brusquement ralenti de sorte qu'il s'établit une grande différence de vitesse entre arre secondaire, qui continue à tourner en raison de son inertie, et l'arbre pri- maire. Par suite du fort glissement, un fort couple est trans- mis par l'accouplement hydrodynamique, de sorte que l'énergie cinétique de rotation de la roue secondaire de l'accouplement et de toutes les masses inertes qui en sont solidaires est transmise à la roue primaire sans àcoup et sans usure. Ainsi qu'on l'a indiqué plus haut, le couple qui est transmis à ce moment est d'autant plus grand que la différence des vitesses angulaires est plus grande. 1() Suivant une variante particulière de l'invention, le. volant d'inertie peut être en supplément accouplé à un entrai- nement auxiliaire. Pour accoupler le volant d'inertie à l'en- trainement auxiliaire, il est également prévu un accouplement hydrodynamique. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, le volant d'inertie peut être relié à la ligne d'arbres par des accouplements hydrodynamiques à double flux de consn truction classique mais on peut toutefois utiliser des accou- plements à simple flux. Cette disposition permet d'accélérer le volant d'iner- tie indépendamment de la ligne d'arbres. Le volant d'inertie peut donc être mis en rotation même lorsque la ligne d'arbres est à l'arr6t. L'énergie cinétique du volant d'inertie en ro- tation peut etre transmise à la ligne d'arbres par remplissa- ge de l'accouplement dont la roue primaire est solidaire du volant d'inertie. L'accélération du volant d'inertie à l'aide de l'entra.tnement auxiliaire peut être répétée aussi souvent qu'on le désire, et dans n'importe lequel des sens de rotation, et ceci jusqu'à ce que l'hélice éventuellement bloquée soit à nouveau dégagée. Cet entraînement auxiliaire peut également être avantageusement utilisé pour accélérer les manoeuvres de renversement de marche, de telle façon que le volant d'inertie soit entraîné constamment au moyen de l'entraînement auxiliai- re dans le sens de rotation inverse du sens de rotation de l'hélice. Dans le cas de manoeuvres de renversement de la mar- che, en remplissant l'accouplement interposé entre le volant d'inertie et la ligne d'arbres, on freine cette dernière et on l'accélère ensuite dans le sens de rotation opposé. En rem- placement de l'accouplement hydrodynamique interposé entre l'entra nement auxiliaire et le volant d'inertie on peut égal lement prévoir un convertisseur de couple hydrodynamique. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue schématique d'un système d'en- 1O traînement pour navires destinés a naviguer dans des eaux en- combrées de glaces; - la Fig. 2 est une coupe à plus grande échelle du dis- positif à volant d'inertie - la Fig. 3 est une vue à plus grande échelle du dis- positif a volant d'inertie équipé d'un entraînement auxiliaire. Danls l'exemple de réalisation considéré, l'hélice 1 est entrainée par un moteur diesel 4 par l'intermédiaire d'une ligne d'arbres 2 en plusieurs parties qui tourillonne dans des paliers 3. Entre les deux paliers 3, il est prévu sur la ligne d'arbres 2, un dispositif à volant d'inertie suivant les Fig. 2 et 3. Le volant d'inertie 5 est monté a cheval sur la ligne d'arbres 2. Le fluide de travail est transmis par les raccords 6 (Fig.l) et sort du carter 8 du dispositif a volant d'inertie par la tubulure 7. L'exemple de la Fig. 2 comprend un accouple- ment hydrodynamique à double flux 9, intercalé entre le volant et la ligne d'arbres 2. La roue primaire double de cet ac- couplement hydrodynamique est calée sur la ligne d'arbres 2. Les deux roues secondaires de l'accouplement hydrodynamique 9 sont solidaires du volant d'inertie 5. En actionnant le dispo- sitif de vidange 10, on peut désolidariser le volant d'inertie ae la ligne d'arbres 2, avec interruption de l'arrivée du fluide de travail. En 11, sont désignés les paliers par les- quels le volant d'inertie 5 est monté à cheval sur la ligne d'arbres 2. En dehors du carter 8, la ligne d'arbres 2 est ac- couplée par des brides, d'une part au moteur de propulsion, d'autre part, avec l'hélice. L'exemple de réalisation de la Fig. 3 montre un volant d'inertie dont la constitution correspond pour l'essentiel à celle représentée sur la Fig. 2. En supplément, un entra ne- ment auxiliaire 13 peut Ctre branché par l'intermédiaire d'un réducteur 12. Suivant un mode de réalisation avantageux, il est également prévu un accouplement hydrodynamique 14 inter- pose entre ce moteur d'entraînement auxiliaire 13 et le réduc- teur 12, pour atteindre les avantages qui ont déjà été mention- nés plus haut. R E V E N D ICAT I A O N S 1 - Systeme d'entraînement pour navires naviguant dans des eaux encombrées de glaces, comportant des accouple- ments hydrodynamiques intercalés dans la ligne d'arbres entre le moteur d'entrainement et l'hélice, caractérisé par un vo- lant d'inertie (5) qui peut être accouple à la ligne d'arbres (2), au moyen d'accouplements hydrodynamiques (9). 2 - Système d'entrainement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le volant d'inertie (5) est constitué par un corps creux de révolution et est monté concentriquement à cheval sur la ligne d'arbres (2). 3 - Système d'entralnement suivant 1lune des revendi- cations 1 et 2, caractérisé en ce que la roue secondaire d'u accouplement hydrodynamique, dont la roue primaire est montre sur la!igne d'arbres (2)3 est realisé sous la formie dOun v - lant d'inertie (5) ou est solidaire du volant d'inertieo 4 - Système d'entrainement suivant l'une des revendi- cations 1 à 3, caraceérisé en ce aque le volant d'inertie (5) peut être couplé avec un entrainement auriliaire (13). 5 - Système d'entra-nement suivant les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que laccouplement (14) de l'entr-ai- nement auxiliaire (13) est également constitué par un accouple- ment hydrodynamique. 6 - Système d'entraînemen't suiv-uant lune des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que l'accouplement (14) de l'entra nement auxiliaire (13) est constitué par un cove-rtis- seur hydrodynamique.