Brevet FR2524940A1 — publié le 19831014

OUTIL HYDRAULIQUE SOUS-MARIN. La présente invention se rapporte à un outil hydraulique sous-marin qui utilise un moteur hydraulique miniature de poids léger et qui peut facilement être manoeu- vré, sous l'eau, par un plongeur. Des outils sous-marins conventionnels sont des ou- tils pneumatiques sous l'eau, des outils hydrauliques sous l'eau et des outils à commande électrique sous l'eau, qui utilisent respectivement de l'air sous pression, de l'huile sous pression et du courant électrique pour les entraîner. De tels outils conventionnels sous-marins présentent cer- tains inconvénients. Dans les outils pneumatiques sous-marins, l'air s'échappe habituellement dans l'eau qui l'entoure, de sorte que la profondeur à laquelle l'outil pneumatique sous-marin peut être utilisé est limitée du fait de la contrepression sur l'air évacué Par ailleurs, de grandes quantités de bulles sont produites, de sorte que la visibilité dans l'eau est perturbée, et, dans certains cas, l'utilisation d'une communication acoustique à travers l'eau est perturbée. Dans les outils hydrauliques sous-marins, deux tuyaux flexibles doivent être connectés entre l'outil à huile hydraulique et une alimentation en huile hydraulique pour faire circuler l'huile, de sorte que la structure est compliquée et le fonctionnement est fastidieux, et par ailleurs l'eau peut être contaminée par une fuite d'huile résultant d'une dégradation des tuyaux flexibles. Dans des outils sous-marins à commande électrique, une fuite électrique dans l'eau peut se produire, de telle sorte qu'il est dangereux, pour le plongeur, de faire fonc- tionner l'outil sous-marin à commande électrique. Afin d'éliminer ces défauts, un outil hydraulique sous-marin qui utilise un moteur hydraulique miniature et de poids léger utilisant l'eau sous pression comme source de puissance a été imaginé, ledit moteur hydraulique étant entraîné en rotation en y introduisant de l'eau sous pres- sion provenant d'un tuyau flexible, ladite eau sous pression étant produite en aspirant l'eau d'une masse d'eau qui l'en- toure par toute pompe appropriée disposée sur un bateau de travail ou sur terre etc et en le plaçant sous pression, et en déchargeant l'eau sous pression après rotation dudit moteur hydraulique dans la masse d'eau qui l'entoure. Lorsqu'on utilise un tel outil hydraulique sous- marin doté du moteur hydraulique miniature et de poids léger, un grippage de l'arbre rotatif dudit moteur hydraulique peut se produire du fait d'une surchauffe des pièces rotatives- coulissantes dudit moteur hydraulique. La présente invention a pour but d'éliminer de tels défauts Cela est accompli en refroidissant les pièces rotatives-coulissantes du moteur hydraulique en utilisant l'eau évacuée par le moteur hydraulique, ce par quoi un mau- vais fonctionnement dé à une surchauffe des pièces rotatives- coulissantes est éliminé. A cette fin la présente invention propose un outil hydraulique sous-marin comprenant: -unmoteo hydraulique présentant un orifice d'en- trée et un orifice de sortie pour recevoir et évacuer de l'eau sous pression, et un arbre rotatif entratné en rota- tion par l'eau sous pression, ledit arbre rotatif ayant une extrémité avant faisant saillie dudit moteur pour maintenir un organe formant outil de travail; un moyen formant vanne connecté audit orifice d'entrée; un organe de montage arrière attaché à une par- tie arrière dudit moteur hydraulique, ledit organe de mon- tage arrière ayant des ouvertures circonférentiellement espacées autour de lui, au moins des parties desdites ouver - tures étant placées vers l'extérieur de la paroi circonfé- rentielle externe dudit moteur hydraulique; un organe de montage avant attaché à une partie avant dudit moteur hydraulique, ledit organe de montage avant ayant des ouvertures espacées circonférentiellement autour de lui, au moins des parties desdites ouvertures étant placées vers l'extérieur de ladite paroi circonféren- tielle externe dudit moteur hydraulique; et un logement fait d'un matériau flottable qui ré- siste à la pression, ledit logement présentant un espace creux ouvrant à son extrémité avant, ledit moteur hydrauli- que étant placé dans ledit espace avec ladite extrémité avant dudit arbre rotatif faisant saillie vers l'avant dudit logement, ledit organe de montage arrière ayant son pourtour en engagement avec la paroi interne dudit logement définis- sant ledit espace, et ledit organe de montage avant étant fixé audit logement à ladite ouverture dudit espace creux, au moins des parties desdites ouvertures dans ledit organe de montage avant étant vers l'intérieur de la paroi interne dudit logement, lesdits organes de montage avant et arrière supportant ledit moteur hydraulique dans ledit espace avec l'extérieur dudit moteur hydraulique espacé de la paroi interne dudit logement pour laisser un intervalle entre eux par o l'eau sous pression évacuée dudit orifice de sortie s'écoule le long dudit moteur hydraulique à travers les ouvertures desdits organes de montage arrière et avant et au-delà de l'extrémité avant dudit arbre. Les avantages de l'outil hydraulique sous-marin selon la présente invention sont les suivants: ( 1) Comme l'on n'utilise pas d'air, la visibilité dans l'eau à proximité de l'outil est améliorée. ( 2) Il est très facile d'obtenir de l'eau comme fluide d'entratnement. ( 3) Un seul tuyau flexible doit ftre connecté entre l'outil hydraulique sous-marin et la pompe. ( 4) L'outil hydraulique sous-marin peut-8 tre uti- lisé à toutes profondeurs. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif un mode de réalisation repré- senté sur le dessin annexé. Sur ce dessin: la figure 1 est une vue latérale de l'outil hydraulique sous-marin selon la présente invention, avec une partie d'un logement arrachée; la figure 2 est une vue avant et agrandie d'un organe de montage arrière; la figure 3 est une vue avant et agrandie d'un organe de montage avant avec des vis à tête noyée de montage qui y sont fixées; la figure 4 est une vue en coupe transversale faite suivant la ligne F-F de la figure 3; les figures 5 et 6 sont respectivement une vue avant agrandie et une vue en plan agrandie d'un organe intermédiaire de montage; et -la figure 7 est une vue schématique d'un système o est utilisé l'outil hydraulique sous-marin. L'outil hydraulique sous-marin T selon l'invention est illustré sur la figure 1 et il comprend un logement 1 pourvu d'un espace cylindrique 2 ayant une extrémité ouver- te débouchant à l'avant dudit logement Un moteur hydrauli- que 3 est placé dans l'espace cylindrique 2 De préférence, un moteur hydraulique sous-marin tel que décrit dans la demande de brevet US n' 338 061 de Kenji Sugino et Yukiaki Nagata déposée le 8 Janvier 1982 est utilisé pour le moteur hydraulique 3, mais tout moteur hydraulique approprié peut Étre utilisé Le moteur hydraulique 3 dans le mode de réaliu sation représenté est un moteur à injecteur-roue mobile- turbine ayant un orifice d'entrée 19 a et un orifice de sor- tie 19 b pour l'eau sous pression et un arbre rotatif 4 auquel est attachée une roue mobile (non représentée). L'extrémité avant de l'arbre rotatif 4 fait saillie vers l'avant d'une extrémité avant 8 du moteur hydraulique 3. Tout outil de travail approprié peut être attaché à l'ex- trémité avant Il est avantageux que l'orifice de sortie l 9 b soit placé à l'extrémité arrière du moteur hydraulique 3, mais l'orifice de sortie 19 b ne doit pas nécessairement être placé à l'extrémité arrière du moteur hydraulique 3. Un organe de montage arrière 5 tel qu'illustré sur la figure 2, est fixé sur une partie arrière du moteur hydraulique 3, le moteur étant dans un trou central 6 de l'organe 5 La partie annulaire de l'organe arrière de retenue 5 est pourvue d'un certain nombre d'ouvertures cir- culaires 7 Comme on le décrira ci-après, l'eau qui traverse les ouvertures circulaires 7 peut s'écouler le long de la paroi circonférentielle externe du moteur hydraulique 3 Un organe de montage avant 9, que l'on peut voir sur la figure 3, est fixé sur une partie avant du moteur hydraulique 3, le moteur étant dans un trou central 10 de l'organe 9 La partie annulaire de l'organe de montage avant 9 est pourvue d'un certain nombre d'ouvertures arquées Il Si on le souhaite, une pluralité de trous de boulon 12 peuvent être formés dans la partie annulaire pour attacher l'organe de montage avant 9 à la partie avant du moteur hydraulique 3 au moyen de vis ou de boulons 13 L'arbre 4 fait saillie à travers le trou central 10 De m&me, la partie annulaire de l'organe de montage arrière 5 peut être pourvue d'une pluralité d'ouvertures de boulons (non représentées) pour attacher l'organe de montage arrière 5 à l'extrémité arriè- re du moteur hydraulique 3 au moyen de boulons (non représen- tés), afin de laisser le trou central 6 pour le passage de l'eau évacuée du moteur hydraulique 3 Alternativement, l'organe de montage avant 9 peut Etre monté sur une patte (non représentée) à l'extrémité avant du logement 1 au moyen des vis à tête fraisée 13, ou de tout boulon ou adhé- sif approprié Ainsi, le moteur hydraulique 3 est supporté dans l'espace 2 par l'organe de montage arrière 5 et l'orga- ne de montage avant 9 Quand l'orifice de sortie 19 b est à l'arrière du moteur 3, l'arrière du moteur 3 doit être espacé vers l'avant de l'extrémité interne de l'espace 2. Si on le souhaite, une pluralité d'organes arqués intermé- diaires de montage 15, par exemple, six organes intermédiai- res de montage, peuvent Etre agencés autour de la paroi circonférentielle externe d'une partie intermédiaire du moteur hydraulique 3 ou autour de la paroi circonférentielle interne correspondante de l'espace cylindrique 2 pour suppor- ter une partie centrale du moteur hydraulique 3. Quand l'organe de montage arrière 5 et l'organe de montage avant 9 sont attachés au moteur hydraulique 3, au moins des parties des ouvertures 7 et 11 se trouvent vers l'extérieur de la paroi circonférentielle externe du moteur hydraulique 3 Par ailleurs, quand l'organe de montage avant 9 est fixé à l'extrémité avant du logement 1, au moins des parties des ouvertures 11 se trouvent vers l'intérieur de la paroi circonférentielle interne de l'espace cylindrique 2. Lorsque l'orifice de sortie 19 b est placé & l'extrémité arrière du moteur 3, l'eau évacuée s'écoulera vers l'exté- rieur, puis vers l'avant le long de la paroi circonférentiel- le externe du moteur 3 à travers les ouvertures 7 et 11 Si l'orifice de sortie 19 b est placé vers l'avant de l'organe de montage arrière 5, il est clair qu'une partie de l'eau évacuée par l'orifice de sortie 19 b s'écoulera vers l'arriè- re à travers les ouvertures 7 et s'écoulera de nouveau vers l'avant à travers les ouvertures 7. De préférence, le logement se compose de deux piè- ces semi-cylindriques dont chacune a un espace semi-cylin- drique, et les pièces sont assemblées en insérant des bou- lons à travers des trous 14 qui sont formés dans les pièces semicylindriques, en plaçant des écrous sur les boulons et en serrant les écrous De préférence, le logement est fait en un matériau flottable qui résiste à la pression, comme une mousse synthétique vendue par Emerson & Cuming, Inc, sous la désignation commerciale "Eccofloat", pour faciliter l'utilisation par le plongeur sous l'eau. Un logement de vanne 16 contenant une vanne pour contraler l'écoulement d'eau sous pression est connecté à l'orifice d'entrée 19 a du moteur hydraulique 3, et une poi- gnée 17 est connectée à la vanne pour la manoeuvrer Comme le montre la figure 7, un tuyau flexible H de transfert de l'eau est attaché à un raccord 18 sur le logement 16 de la vanne. Le logement 16 de la vanne est placé dans un évi- dement 27 qui est défini par des encoches opposées dans les deux pièces semi-cylindriques constituant le logement 1. Dans l'assemblage de l'outil sous-marin T, le mo- teur hydraulique 3 auquel ont été attachés le logement 16 de la vanne et l'organe de montage arrière 5, est monté dans l'espace semi-cylindrique et l'encoche de l'une des pièces semi-cylindriques constituant le logement 1 et l'au- tre pièce semi-cylindrique est placée sur le moteur hydrau- lique 3 et contre la première pièce semi-cylindrique Alors, les deux pièces semi-cylindriques sont fixées ensemble au moyen de boulons et d'écrous, et, ensuite, l'organe de mon- tage avant 9 est attaché à l'extrémité avant du logement assemblé 1 par les vis à tête fraisée 13 ou des boulons ou des adhésifs, le moteurhy&aulique 3 étant ainsi placé dans l'espace cylindrique 2 comme le montre la figure 1. La partie avant du logement 1 est pourvue, par exemple, de deux trous de boulon semblables aux trous de bou- lon 14 et les têtes 20 des boulons insérés dans ces trous reposent sur des plats 21 sur la paroi circonférentielle externe de l'une des pièces semi-cylindriques De m&me, des plats sont prévus sur la paroi circonférentielle externe de l'autre pièce semi-cylindrique, et des écrous vissés aux extrémités des boulons s'étendant à travers les pièces semi- cylindriques reposent sur ces plats sur l'autre pièce semi- cylindrique, de façon que les deux organes semi-cylindriques puissent encore être fixés l'un à l'autre. Un organe formant poignée avant 22 est monté mobi- le sur le logement 1 à proximité de son extrémité avant Une bague 23 est montée rotative sur le logement 1 à son extrémi- té arrière Deux bras allongés 24 sont attachés à la bague 23 et une tige de serrage 25 est attachée aux bras 24 Un organe formant poignée arrière est ainsi constitué par la bague 23, les bras 24 et la tige 25 De préférence, le loge- ment 1 est pourvu à la fois de l'organe formant poignée avant et de l'organe formant poignée arrière Iloet cepen- dant clair qu'un seul organe formant poignée ou trois orga- nes formant poignées ou plus peuvent 8 tre montés sur le lo- gement 1 en toutes positions appropriées. Tout organe formant outil de travail, par exemple, une roue à meuler 26 est attaché à l'extrémité avant de l'arbre rotatif 4. En se référant à la figure 7, un tuyau flexible E de transfert de l'eau est attaché au raccord 18 et l'eau sous pression provenant d'une pompe P disposée sur un ba- teau de travail ou sur terre est amenée au moteur hydrauli- que 3 par le tuyau flexible H de transfert de l'eau L'eau sous pression amenée au moteur hydraulique 3 entraîne la roue mobile pour faire tourner l'arbre rotatif 4, et ensuite, elle est évacuée par l'orifice de sortie 19 b dans l'espace cylindrique 2 La pompe P est entraînée par une source appro- priée d'entratnement M et elle aspire l'eau adjacente à la surface de l'eau WL à travers un tube d'aspiration S. Le fonctionnement de l'outil hydraulique sous-marin selon la présente invention est le suivant. La source d'entrafnement M sur le bateau de travail ou sur terre est entraînée pour faire fonctionner la pompe M. Le plongeur manoeuvre la poignée 17 pour ouvrir la vanne dans le logement de vanne 16, de façon que de l'eau sous pression provenant de la pompe P soit amenée au moteur hydraulique 3 pour faire tourner l'arbre rotatif 4 Ensuite, cette eau est évacuée par l'orifice de sortie 19 b dans l'espace cylin- drique 2 Comme le montrent les flèches sur la figure 1, l'eau évacuée par l'orifice de sortie 19 b s'écoule par les ouvertures 7 dans l'organe de montage arrière 5 et l'espace entre la paroi circonférentielle externe du moteur hydrauli- que 3 et la paroi circonférentielle interne de l'espace cy- lindrique 2 Si les organes intermédiaires de montage 15 sont prévus, l'eau évacuée s'écoule à travers les espaces entre les organes intermédiaires de montage 15 Enfin, l'eau évacuée s'écoule à travers les ouvertures arquées 11 dans l'organe de montage avant 9 et elle est évacuée de l'espace cylindrique 2 La chaleur produite du fait de la rotation de l'arbre rotatif 4 dans le moteur hydraulique 3 est absorbée par l'eau évacuée par le moteur hydraulique 3 qui s'écoule ainsi le long de la paroi circonférentielle externe du moteur hydraulique 3, ce par quoi le moteur hydraulique 3 est efficacement refroidi. Par ailleurs, l'eau évacuée par les ouvertures arquées 11 dans l'organe de montage avant 9 s'écoule dans la direction montrée par les flèches pour retirer la poussiè- re et autre produite par l'organe formant outil, par exemple, la roue à meuler 26, ce qui améliore la visibilité dans l'eau autour de l'outil. De plus, comme l'outil hydraulique sous-marin selon la présente invention est utilisé dans l'eau, l'eau utilisée comme fluide d'entraînement peut facilement être obtenue, et seul un simple tuyau flexible doit Otre connecté entre l'outil hydraulique et la pompe L'outil hydraulique sousmarin peut Otre utilisé à toutes profondeurs, simplement en augmentant la pression de la pompe. L'angle d'inclinaison du raccord 18 par rapport à l'axe du logement 1 est de préférence d'environ 309, parce que, à cet angle, le plongeur peut le plus facilement faire fonctionner l'outil hydraulique sous-marin avec le tuyau flexible H de transfert de l'eau attaché au raccord 18. Cependant, tout autre angle approprié d'inclinaison peut Etre adopté. Alternativement, le logement 1 peut Etre fait en acier inoxydable, alliage d'aluminium, bois, matière plasti- que renforcée de fibres (fiber remforced plastics - FRP), résine époxy ou résine polycarbonate, avec un ou plu- sieurs espaces obturés appropriés, autres que l'espace cylin- drique 6, formés pour produire la flottabilité. Le logement 1 décrit ci-dessus comprend deux pièces semi-cylindriques, mais le logement 1 peut Etre un seul organe moulé présentant l'espace cylindrique 2 et un espace pour recevoir le logement de vanne 16 ainsi que le raccord 18 Le moteur hydraulique 3 est inséré dans l'espace cylin- drique 2 et ensuite le logement de vanne 16 est attaché au moteur hydraulique 3. En se référant aux figures 2 et 3, les ouvertures circulaires 7, les ouvertures arquées 11 et les trous de boulon 12 sont régulièrement agencés, mais les formes et les agencements de ces ouvertures et de ces trous peuvent natu- rellement être librement choisis. Enfin, les formes du logement 1 et de l'espace cylindrique 2 peuvent 8 tre de toute forme appropriée autre que cylindrique Dans un tel cas, les formes de l'organe de montage avant 9, des organes intermédiaires de montage 15 et de l'organe de montage arrière 5 doivent Etre changées de façon correspondante. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit/est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Outil hydraulique sous-marin, caractérisé par le fait qu'il comprend: un moteur hydraulique ( 3) présentant un orifice d'entrée ( 19 a) et un orifice de sortie ( 19 b) pour recevoir et évacuer de l'eau sous pression, et un arbre rotatif ( 4) entratné en rotation par l'eau sous pression, ledit arbre rotatif ( 4) ayant une extrémité avant en faisant saillie dudit moteur ( 3) pour maintenir un organe formant outil de travail ( 26); -'un moyen formant vanne connecté audit orifice d'entrée ( 19 a); un organe de montage arrière ( 5) attaché à une partie arrière dudit moteur hydraulique ( 3), ledit organe de montage arrière ( 5) ayant des ouvertures ( 7) qui sont circon- férentiellement espacées autour de lui, au moins des parties desdites ouvertures ( 7) étant placées vers l'extérieur de la paroi circonférentielle externe dudit moteur hydraulique ( 3); un organe de montage avant ( 9) attaché à une partie avant dudit moteur hydraulique ( 3), ledit organe de montage avant ( 9) ayant des ouvertures ( 11) qui sont espacées circonférentiellement autour de lui, au moins des parties desdites ouvertures ( 11) étant placées vers l'extérieur de la paroi circonférentielle externe dudit moteur hydraulique ( 3); et un logement ( 1) fait en un matériau flottable qui résiste à la pression, ledit logement ( 1) présentant un espace creux ( 2) ouvrant à son extrémité avant, ledit moteur hydraulique ( 3) étant placé dans ledit espace ( 2) avec ladite extrémité avant dudit arbre rotatif ( 4) faisant saillie vers l'avant dudit logement ( 1), ledit organe de montage arrière ( 5) ayant son pourtour en engagement avec la paroi interne dudit logement ( 1) définissant ledit espace ( 2), et ledit organe de montage avant ( 9) étant fixé audit logement ( 1) à ladite ouverture dudit espace creux ( 2), au moins des parties desdites ouvertures ( 11) dans ledit organe de montage avant ( 9) étant vers l'intérieur de la paroi interne dudit logement ( 1), lesdits organes de montage avant ( 9) et arrière ( 5) supportant ledit moteur hydraulique ( 3) dans ledit espace ( 2), avec l'extérieur dudit moteur hydraulique ( 3) espacé des parois internes dudit logement ( 1) pour laisser un inter- valle entre eux par o l'eau sous pression évacuée dudit ori- fice de sortie ( 19 b) s'écoule le long dudit moteur hydrauli- que ( 3) à travers les ouvertures ( 7, 11) dans lesdits organes de montage arrière ( 5) et avant ( 9) et au-delà de l'extrémité avant-dudit arbre ( 4). 2 Outil hydraulique sous-marin selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que l'organe de montage avant ( 9) est fixé à l'extrémité avant du logement ( 1) autour de l'ouverture de l'espace creux ( 21 3 Outil hydraulique sous-marin selon la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que le moyen formant vanne comprend un logement ( 16) attaché au moteur hydraulique ( 3) et ayant une sortie de vanne connectée à l'orifice d'entrée ( 19 a), ledit logement ( 16) ayant un raccord ( 18) pour un tuyau flexible (H) de transfert de l'eau pour amener de l'eau sous pression, une vanne dans ledit logement ( 16) pour contr 6 ler l'écoulement de l'eau sous pression amenée audit orifice d'entrée ( 19 a) et une poignée ( 17) connectée à ladite vanne. 4 Outil hydraulique sous-marin selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que le matériau flottable est une mousse synthétique. 5 Outil hydraulique sous-marin selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que le logement ( 1) comprend deux pièces semi-cylindriques, dont chacune contient un espace semi-cylindrique opposé à l'espace creux semi-cylin- drique de l'autre. 6 Outil hydraulique sous-marin selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que les organes de montage avant et arrière ( 5) sont des organes de forme annulaire ayant des trous centraux, et le moteur hydraulique ( 3) a une paroi externe cylindrique fixée dans lesdits trous centraux. 7 Outil hydraulique sous-marin selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que l'orifice de sortie ( 19 b) est à l'extrémité arrière du moteur hydraulique ( 3) et ladi- te extrémité arrière est espacée de l'extrémité interne de l'espace creux ( 2), l'eau évacuée s'écoulant ainsi vers l'extérieur dudit moteur hydraulique ( 3), puis, vers l'avant, le long dudit moteur hydraulique ( 3). 8 Outil hydraulique sous-marin selon la revendi- cation 1, caractérisé par le fait qu'il comprend de plus des organes intermédiaires de montage ( 15) autour du moteur hydraulique ( 3) entre les organes de montage avant ( 9) et arrière ( 5), lesdits organes intermédiaires de montage ( 15) étant circonférentiellement espacés autour dudit moteur hy- draulique ( 3) avec des espaces entre eux pour l'écoulement de l'eau évacuée.