Accionamiento de regulación para una hélice de dirección accionada eléctricamente de un buque de alta mar.

Accionamiento de regulación para una hélice de dirección, en particular accionada eléctricamente,

de un buque de alta mar, que está dispuesta en la zona de la popa en una caña giratoria (1) debajo del fondo del buque, en el que la caña (1) de la hélice de dirección es giratoria a través de al menos dos servo-motores eléctricos (8), que están configurados de tal manera que actúan a través de piñones (6) sobre una corona dentada (5), que está en conexión con la parte superior de la caña, de una manera preferida sobre una corona dentada que está dispuesta en el interior de la parte superior de la caña y a cuyo fin se pueden controlar y regular de forma conjunta, y en el que los servo-motores (8) están configurados de tal forma que con ellos se puede aplicar un par motor permanente, y en el que el par motor permanente de los al menos dos servo-motores (8) se puede aplicar de tal manera que se puede contrarrestar la deformación de la corona dentada.

Accionamiento de regulación para una helice de dirección accionada electricamente de un buque de alta mar

La invención se refiere a un accionamiento de regulación para una helice de dirección, en particular accionada electricamente, de un buque de alta mar, que esta dispuesta en la zona de la popa en una caja giratoria debajo del 5 fondo del buque.º

Las helices de dirección de los buques grandes son movidas por servomotores, que estan configurados, en general, como motores hidraulicos. Los motores hidraulicos tienen el inconveniente de que se pueden producir fugas en los puntos de transición desde los conductos hidraulicos hacia los motores, especialmente en el caso de solicitación a vibración de larga duración, como existe en las helices de dirección. La instalación hidraulica necesaria (bombas y

motores) tiene un peso relativamente alto y una necesidad de espacio considerable.

Para evitar los inconvenientes anteriores ha se han propuesto servomotores electricos, tal como, por ejemplo, en el documento WO 00/15495 en el modelo de un motor. Una forma de realización de un servomotor electrico para una helice de dirección mecanica grande ya ha sido suministrada tambien por la Firma Solicitante en 1998 a la compania KAMEWA. En este caso, se trata de un servomotor electrico con un accionamiento helicoidal para la corona dentada de la cana de la helice de dirección. Tales accionamientos helicoidales son del tipo de retención automatica y permiten una relación de multiplicación grande.

Se conoce, ademas, a partir del documento WO 89/05262 una helice de dirección con dos motores de accionamiento, que hacen gira, de la misma manera que se describe en la publicación anterior y en el suministro anterior la helice de dirección por medio de un disco con dentado exterior, presentando en este caso el

accionamiento, que se muestra en el documento WO 89/05262 y que puede tener opcionalmente motores hidraulicos o electricos, dos motores de accionamiento.

Una construcción similar se muestra tambien en el documento WO 00/44617 para motores hidraulicos como servomotores.

Un accionamiento de regulación con un motor electrico para la rotación de la cana de una helice de dirección se 25 conoce, ademas, a partir del documento WO-A-0037308.

Se conoce a partir del documento US 4 634 389 (D2) un accionamiento de regulación para una helice de dirección accionada electricamente de un buque. La helice de dirección esta prevista en una cana giratoria debajo del fondo del buque y puede estar dispuesta en la zona de la popa del buque. Para la rotación de la cana estan previstos dos servomotores, pudiendo tratarse en este caso de servo motores electricos. Los servomotores actuan a traves de pinones sobre una corona dentada que esta en conexión con la parte superior de la cana.

El cometido de la presente invención es mejorar un accionamiento de regulación electrico de este tipo para la rotación del la caja de una helice de dirección, de tal manera que se posibilita una fijación eficiente de la caja de la helice de dirección.

El cometido se soluciona porque la cana de la helice de dirección es giratoria a traves de al menos dos servomotores electricos, que estan configurados de tal manera que actuan a traves de pinones sobre una corona dentada, que esta en conexión con la parte superior de la cana y esta dispuesta en el interior de la parte superior de la cana y a tal fin se pueden controlar y regular conjuntamente, y en el que los servomotores estan configurado y activados de tal forma que con ellos se aplica un par motor permanente y en el que el par motor permanente de los al menos dos servomotores se aplica de tal manera que se contrarrestan para evitar la deformación de la corona dentada.

De esta manera, se suprime un freno de detención adicional para la cana y se puede realizar incluso a traves de una activación electrica adecuada, una amortiguación de la caja. A traves del muelle de compresión, que parte desde las helices, se obtiene una excitación permanente de la caja, especialmente en las helices de dirección electricas con una helice de tracción, puesto que las helices de dirección electricas requieren una cana con sección 45 transversal grande. En este caso, se puede evitar con seguridad por medio de la retención mutua de los al menos dos servomotores un impacto de los pinones y se puede suprimir un freno.

De esta manera, resulta una forma de realización configurada especialmente economizadora de espacio de un accionamiento de regulación para helices de dirección grandes, en la que se puede prescindir totalmente de elementos hidraulicos. Se pueden evitar las dificultades unidas con una instalación hidraulica con respecto a la 50 hermeticidad del entubado, a la regulación del aceite hidraulico y a la necesidad grande de espacio. El personal de reparación de un buque equipado con el accionamiento de regulación segun la invención no tiene que estar instruido para la manipulación y el mantenimiento de componentes hidraulicos, es suficiente el conocimiento del manejo de motores electricos.

En una configuración de la invención esta previsto que los servomotores esten configurados como motores electricos (PEM) excitados de forma permanente, que estan conectados a traves de pinones con una corona dentada. Los motores electricos excitados de forma permanente tienen la ventaja de que pueden ceder un par motor alto tambien con numeros de revoluciones bajos. De esta manera, es posible de forma muy ventajosa la utilización de motores relativamente pequenos, que ahorran espacio. Se conocen, por ejemplo, a partir de la construcción de maquinas herramientas motores electricos correspondientes, excitados de forma permanente.

En otra configuración de la invención esta previsto que los servomotores esten configurados como motores de transmisión, en los que la transmisión presenta un pinón de salida. Se pueden emplear de una manera ventajosa motores de corriente trifasica convencionales, en los que la necesidad de espacio adicional no es muy significativa. Tanto en el caso de utilización de motores electricos excitados de forma permanente como tambien de motores de corriente trifasica habituales con transmisiones embridadas, los servomotores electricos son tan pequenos que se pueden disponer sin mayores dificultades en la parte superior de la cana. De esta manera, se obtiene una reducción mas considerable de la altura de construcción del accionamiento de regulación, de manera que se puede aprovechar el espacio de carga por encima de la helice de dirección mejor que hasta ahora.

Es especialmente ventajoso que los servomotores se puedan controlar y regular de acuerdo con curvas caracteristicas. De esta manera, se puede conseguir un arranque suave para los servomotores durante la realización de movimientos de ajuste, siendo accionado, por ejemplo, uno de los servomotores y siendo frenado el otro -naturalmente con par motor reducido-. A traves de la utilización de una regulación de curvas caracteristicas es posible en este caso de una manera especialmente ventajosa intervenir sobre las propiedades dinamicas especialmente de helices de dirección electricas con dos helices, que necesitan de una manera especial durante la rotación, debido a la diferente corriente de salida en diferentes zonas de la bocana del barco, segun la posición fuerzas de regulación de diferente magnitud para la realización de un movimiento giratorio uniforme.

Los servomotores presentan de una manera ventajosa aparatos de medición del numero de revoluciones y de medición del sentido de giro. De esta manera, se puede establecer la posición exacta de la cana a traves de contadores sencillos y se puede suprimir una instalación sensora adicional de la posición de giro.

De una manera ventajosa, el accionamiento de regulación esta conectado con la instalación de propulsión del buque que trabaja electrica / electrónicamente. De esta manera es posible conseguir una influencia directa del accionamiento de regulación a traves de la instalación de propulsión del buque. La instalación de propulsión del buque contiene en este caso de una manera ventajosa memorizas con curvas óptimas, dado el caso tambien curvas limite, con las que se tienen en cuenta la dependencia de la velocidad de giro de las helices de dirección respecto de la velocidad del buque y/o de la instalación de par de la helice de dirección. De esta manera, se pueden evitar ajustes demasiado rapidos, que conducirian a maniobras no estan adaptadas a la velocidad del buque. Se conoce proveer las helices de dirección electricas con un modo de puerto y un modo de propulsión libre. Entre estos dos estados de funcionamiento resultan, sin embargo, todavia una pluralidad de otros estados de funcionamiento,...

1. Accionamiento de regulación para una helice de dirección, en particular accionada electricamente, de un buque de alta mar, que esta dispuesta en la zona de la popa en una cana giratoria (1) debajo del fondo del buque, en el que la cana (1) de a helice de dirección es giratoria a traves de al menos dos servomotores electricos (8) , que estan configurados de tal manera que actuan a traves de pinones (6) sobre una corona dentada (5) , que esta en conexión con la parte superior de la cana y esta dispuesta en el interior de la parte superior de la cana y a tal fin se pueden controlar y regular conjuntamente, y en el que los servomotores (8) estan configurados y activados de tal forma que con ellos se aplica un par motor permanente y en el que el par motor permanente de los al menos dos servomotores (8) se aplica de tal manera que se contrarrestan para evitar la deformación de la corona dentada.

2. Accionamiento de regulación segun la reivindicación 1, caracterizado porque los servomotores (8) estan configurados como motores electricos (PEM) excitados de forma permanente, que estan conectados con la corona dentada (5) a traves de pinones (6) .

3. Accionamiento de regulación segun la reivindicación 1 6 2, caracterizado porque los servomotores (8) estan configurados como motores de transmisión, en los que la transmisión presenta un pinón de salida.

4. Accionamiento de regulación segun la reivindicación 1, 2 6 3, caracterizado porque los servomotores (8) estan dispuestos en la parte superior de la cana.

5. Accionamiento de regulación segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los servomotores (8) se pueden controlar y regular de acuerdo con curvas caracteristicas.

6. Accionamiento de regulación segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los servomotores (8) presentan aparatos de medición del numero de revoluciones y de medición del sentido de giro (9) .

7. Accionamiento de regulación segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los servomotores (8) presentan instalaciones de conmutación (15) , aparatos de control y reguladores, que estan conectados con una instalación de propulsión del buque que trabaja electrica / electrónicamente.

8. Accionamiento de regulación segun la reivindicación 7, caracterizado porque para los servomotores estan memorizados datos del accionamiento de regulación, de una manera preferida en función de la velocidad del buque y del angulo de giro previsto del buque, especialmente en una memoria no volatil.

9. Accionamiento de regulación segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades de alimentación de energia, que son necesarias para el funcionamiento de los servomotores (8) , presentan una alimentación de corriente (14) ininterrumpida.

10. Accionamiento de regulación segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los servomotores (8) se pueden alimentar con energia a traves de rectificadores de circuitos intermedios de la tensión (10, 11) y presentan de una manera preferida una resistencia de freno (13) .

11. Accionamiento de regulación segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la helice de dirección giratoria esta configurada de forma esencialmente cilindrica y presenta una helice respectiva (3 y 4) en sus extremos, estando optimizadas las curvas caracteristicas de regulación para esta forma.