CONJUNTO PARA DIRIGIR Y CONTROLAR UNOS MEDIOS DE DIRECCIÓN DE UNA EMBARCACIÓN MARINA.

Conjunto (1) para dirigir y controlar unos medios de dirección (2) de una embarcación marina;

incluyendo el conjunto (1) medios de accionamiento (3) (4) y medios de transmisión (7) controlados por dichos medios de accionamiento con el fin de girar los medios de dirección (2) alrededor de al menos un eje articulado (2a); incluyendo dichos medios de accionamiento una primera (3) y una segunda unidad de accionamiento electromecánico (4) mutuamente independientes, e incluyendo dichos medios de transmisión un solo dispositivo de accionamiento (23) para controlar dichos medios de dirección y medios selectores (33, 38, 45) para conectar positivamente dicho único dispositivo de accionamiento (23) a una o a ambas de dichas unidades electromecánicas (3) (4); dichos medios selectores incluyen, para cada una de dichas unidades de accionamiento electromecánico, un acoplamiento relativo (33) para transmitir movimiento, y medios de dirección (38, 45) para conmutar dicho acoplamiento (33) entre una condición de acoplamiento, en la que acopla la unidad de accionamiento electromecánico relativa a dicho dispositivo de accionamiento (23), y una condición de liberación, en la que desacopla la unidad de accionamiento electromecánico relativa de dicho dispositivo de accionamiento, caracterizado porque cada unidad de accionamiento incluye una caja de traslación relativa (18), y el acoplamiento relativo (33) está interpuesto entre la caja de traslación relativa (18) y dicho dispositivo de accionamiento (23).

Conjunto para dirigir y controlar unos medios de dirección de una embarcación marina La presente invención se refiere a un conjunto para dirigir y controlar unos medios de dirección de una embarcación marina.

Es conocido en la técnica anterior el uso de mandos hidráulicos para controlar unos medios de dirección de una embarcación marina tal como, por ejemplo, un timón o un estabilizador. Este tipo de sistema incluye un accionador hidráulico para cada medio de dirección que esté conectado a los medios de dirección directamente o a través de una transmisión mecánica, y una unidad hidráulica para operar el accionador hidráulico.

Aunque se usan porque son fiables, estos sistemas de accionamiento hidráulico no son muy satisfactorios, por una parte, porque implican la conversión de electricidad a energía hidráulica y después a energía mecánica con los problemas que implica la presencia de fluido operativo y, por otra parte, porque, en caso de fallo, no siempre permiten un grado mínimo de controlabilidad de la embarcación marina.

Para superar los inconvenientes descritos anteriormente, también se conoce el uso de unidades electromecánicas, por ejemplo, por WO 2004/108523 A1. Aunque éstas aseguran un nivel suficiente de maniobrabilidad de la embarcación marina incluso en caso de fallo parcial de dichas unidades electromecánicas, deben estar necesariamente sobredimensionadas en gran medida o los accionadores deben estar provistos de una carrera adicional superior a la normalmente requerida y, en algunos otros casos, hay que disponer deslizaderas adicionales para soportar cargas aplicadas transversalmente en relación a la dirección normal de operación de los medios de dirección, lo que implica inevitablemente costos adicionales y complicaciones de construcción inaceptables.

La finalidad de la presente invención es proporcionar un conjunto para dirigir y controlar unos medios de dirección de una embarcación marina que supera los problemas descritos anteriormente de manera sencilla y de costo razonable y que es, en particular, simple y barato de producir, altamente eficiente y funcionalmente fiable.

Según la presente invención se produce un conjunto para dirigir y controlar unos medios de dirección de una embarcación marina según la reivindicación 1.

Convenientemente, cada uno de dichos acoplamientos es un acoplamiento monoestable con dientes frontales normalmente dispuestos en la condición de acoplamiento; se han previsto medios de accionamiento para mover cada uno de dichos acoplamientos monoestables a la condición de liberación.

Convenientemente, dichos acoplamientos también incluyen un eje de par común en el que dichos medios de accionamiento están montados y, para cada una de dichas unidades de accionamiento electromecánico, una manivela relativa movida por los medios de accionamiento relativos y acoplada rotativamente al eje de par en una posición axialmente fija; cada uno de dichos acoplamientos también incluye un selector relativo acoplado a dicho eje de par en una posición angularmente fija y de manera axialmente deslizante y adecuado para acoplar con dicha manivela relativa para mantener la manivela relativa en una posición angularmente fija en relación a dicho eje de par.

La invención se describirá ahora con referencia a las figuras acompañantes que ilustran un ejemplo no limitativo de una realización de la misma, en los que:

La figura 1 ilustra esquemáticamente y esencialmente como un diagrama de bloques una realización preferida del conjunto para dirigir y controlar unos medios de dirección de una embarcación marina según la presente invención.

La figura 2 ilustra, en una escala ampliada en gran medida y parcialmente en sección transversal, un detalle de la figura 1.

Y la figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema de control de un componente del conjunto en la figura 1.

En la figura 1, el número 1 indica, en conjunto, un conjunto de dirección y control para ajustar la posición de unos medios de dirección 2, por ejemplo un timón o un estabilizador, de una embarcación marina, que no se ilustra, alrededor de un eje articulado 2a.

El conjunto 1 incluye dos unidades de accionamiento electromecánico mutuamente independientes que se indican con los números 3 y 4, un dispositivo de transmisión 6 conectado de forma conocida y no ilustrada al timón 2 y un dispositivo de acoplamiento y selección 7 interpuesto entre las unidades 3 y 4 y el dispositivo de accionamiento 6 con el fin de conectar positivamente dicho dispositivo de accionamiento 6 a una o ambas unidades electromecánicas 3, 4 como se describe más plenamente más adelante.

De nuevo con referencia a la figura 1, cada unidad 3, 4 incluye su propio motor eléctrico 10 y una transmisión de

tornillo-tuerca 11. A su vez, cada transmisión 11 incluye un tornillo relativo 12 articulado en un extremo a un soporte fijo correspondiente 13 que está conectado al motor eléctrico relativo 10 a través de una correa de transmisión respectiva 15, y una tuerca relativa 16 acoplada al tornillo 12 y alojada en una caja de traslación 18.

Las cajas 18 están articuladas al dispositivo 7, que, según lo ilustrado en la figura 2, incluye un bastidor de soporte 19, un eje de par acanalado 20 que tiene su eje 21 ortogonal a los tornillos 12 y acoplado al bastidor 19 a través de un par de cojinetes 22 con el fin de pivotar alrededor de dicho eje 21 y en una posición axialmente fija.

El dispositivo 7 también incluye una manivela 23 con un pie 24 fijado a una porción central del eje 20 y un cabezal 25 articulado al dispositivo de accionamiento 6 y, para cada unidad electromecánica de accionamiento 3, 4, una manivela respectiva 26. Las manivelas 26 están dispuestas simétricamente en lados opuestos de la manivela 23, están articuladas en un extremo a la caja de traslación relativa 18 y, en el otro extremo, terminan con pies relativos 27 acoplados rotativamente a las respectivas partes terminales 20a del eje 20 y dispuestos de manera que apoyen contra una pestaña radial externa relativa 28 firmemente conectada a dicho eje 20.

Cada pie 27 lleva una pluralidad de dientes frontales 30 mirando a los dientes frontales del otro pie 27 y constituye, conjuntamente con la porción respectiva 20a del eje 20, parte de un acoplamiento relativo 33 para transmitir el movimiento a dientes frontales del tipo normalmente acoplado (figura 2) .

Cada acoplamiento 33 también incluye un selector relativo 34, que está acoplado a una porción central 20b del eje 20 de manera axialmente deslizante y en una posición angularmente fija, y está provisto de una pluralidad de dientes frontales 35 adecuados por sí mismos para acoplar con los dientes 30 del pie relativo 27. Cada selector 34 es móvil a lo largo de la porción relativa 20b entre una posición de acoplamiento delantera, en la que sujeta la manivela relativa 26 en una posición angularmente fija al eje 20 y en consecuencia conecta la unidad relativa 3, 4 al dispositivo 6 a través de la manivela 23, y una posición liberada retirada, en la que libera la manivela relativa 26 de la posición angular con el eje 20 y, en consecuencia, desacopla la unidad relativa de accionamiento 3, 4 del dispositivo de accionamiento 6.

Los selectores 34 son axialmente móviles entre las posiciones de acoplamiento y liberación bajo la presión de respectivos accionadores lineales 38, que son parte del dispositivo 7 y tienen respectivas camisas o cajas exteriores 39 conectadas al bastidor 19, y respectivos vástagos de salida 40 paralelos al eje 21 y articulados a elementos de horquilla relativos 41 firmemente fijados a los respectivos selectores 34 con el fin de definir un sistema de accionamiento simétrico con respecto a la manivela 23.

Cada accionador lineal 38, cuando es activado, mueve el selector respectivo 34 hacia su posición de liberación retirada, que ejerce presión opuesta a la ejercida por un muelle relativo 43, que está dispuesto alrededor de una porción relativa 20b y entra entre el soporte 24 de la manivela 23 y el selector relativo 34 para empujar dicho selector 34 hacia su posición de acoplamiento.

Continuando con referencia a las figuras 1 y 2, el motor 10 y el accionador lineal 38 de cada una de las unidades 3, 4 son controlados por una unidad de control respectiva 45 a la que un sensor relativo 46 está conectado eléctricamente, estando asociado dicho sensor 46 con la tuerca relativa 16 para enviar una señal a la unidad... [Seguir leyendo]

1. Conjunto (1) para dirigir y controlar unos medios de dirección (2) de una embarcación marina; incluyendo el conjunto (1) medios de accionamiento (3) (4) y medios de transmisión (7) controlados por dichos medios de accionamiento con el fin de girar los medios de dirección (2) alrededor de al menos un eje articulado (2a) ; incluyendo dichos medios de accionamiento una primera (3) y una segunda unidad de accionamiento electromecánico (4) mutuamente independientes, e incluyendo dichos medios de transmisión un solo dispositivo de accionamiento (23) para controlar dichos medios de dirección y medios selectores (33, 38, 45) para conectar positivamente dicho único dispositivo de accionamiento (23) a una o a ambas de dichas unidades electromecánicas (3) (4) ; dichos medios selectores incluyen, para cada una de dichas unidades de accionamiento electromecánico, un acoplamiento relativo (33) para transmitir movimiento, y medios de dirección (38, 45) para conmutar dicho acoplamiento (33) entre una condición de acoplamiento, en la que acopla la unidad de accionamiento electromecánico relativa a dicho dispositivo de accionamiento (23) , y una condición de liberación, en la que desacopla la unidad de accionamiento electromecánico relativa de dicho dispositivo de accionamiento, caracterizado porque cada unidad de accionamiento incluye una caja de traslación relativa (18) , y el acoplamiento relativo (33) está interpuesto entre la caja de traslación relativa (18) y dicho dispositivo de accionamiento (23) .

2. Conjunto según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que cada acoplamiento (33) es un acoplamiento monoestable normalmente dispuesto en la condición de acoplamiento, y por el hecho de que incluye medios de accionamiento (38) para mover cada uno de dichos acoplamientos a su condición liberada.

3. Conjunto según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que cada acoplamiento (33) es un acoplamiento con dientes frontales.

4. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos acoplamientos (33) incluyen un eje de par común (20) en el que está montado dicho dispositivo de accionamiento

(23) y, para cada una de dichas unidades de accionamiento electromecánico (3) (4) , una manivela relativa (26) movida por la unidad de accionamiento electromecánico relativa (3) (4) y acoplada rotativamente al eje de par (20) y en una posición axialmente fija; incluyendo también cada uno de dichos acoplamientos un selector relativo (34) acoplado a dicho eje de par (20) en una posición angularmente fija y de manera axialmente deslizante y adecuado para acoplar con dicha manivela relativa (26) para mantener la manivela relativa en una posición angularmente fija en relación a dicho eje de par (20) .

5. Conjunto según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que cada uno de dichos acoplamientos incluye medios elásticos (43) para empujar dicho selector (34) hacia dicha manivela relativa.

6. Conjunto según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por el hecho de que dichos medios selectores están dispuestos simétricamente en relación a dicho dispositivo de accionamiento (23) .

7. Conjunto según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por el hecho de que dicho dispositivo de accionamiento (23) está acoplado a una porción terminal de dicho eje de par (20) de manera angularmente fija.

8. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios selectores incluyen, para cada una de dichas unidades de accionamiento electromecánico (3) (4) , primeros medios

(46) para detectar un nivel de vibración de al menos un elemento (16) de dicha unidad electromecánica, primeros medios comparadores (50) para comparar el nivel de vibración detectado con un nivel de vibración (V1) de referencia y primeros medios operadores (54) para reducir la acción ejercida por dicha unidad electromecánica cuando el nivel de vibración detectado excede del nivel de vibración de referencia.

9. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios selectores también incluyen, para cada una de dichas unidades de accionamiento electromecánico (3) (4) , segundos medios (47) para detectar la temperatura de al menos un elemento (16) de dicha unidad electromecánica, segundos medios comparadores (51) para comparar la temperatura detectada con un límite de temperatura umbral (V2) y segundos medios operadores (54) para reducir la acción ejercida por dicha unidad electromecánica cuando la temperatura detectada excede de la temperatura umbral.

10. Conjunto según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por el hecho de que dichos medios operadores incluyen, para cada una de dichas unidades electromecánicas (3) (4) medios variadores eléctricos (54) para reducir la corriente suministrada a la unidad electromecánica.

11. Conjunto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichos medios selectores incluyen para cada una de dichas unidades de accionamiento electromecánico (3) (4) , medios de cálculo (46, 47, 50, 51, 52) para calcular una condición de fallo de dicha unidad electromecánica de accionamiento y para enviar una señal de fallo relativa, terceros medios (48) para detectar el valor de la corriente suministrada a cada una de dichas unidades de accionamiento electromecánico (3) (4) , medios de adición (55) para determinar la corriente

total suministrada a dichas unidades electromecánicas (3) (4) , terceros medios comparadores (56) para comparar dicha corriente total suministrada con un límite de corriente umbral (V3) y emitir una señal de emergencia y terceros medios operadores (33, 38, 57) para desconectar cada una de dichas unidades electromecánicas (3, 4) de dicho dispositivo de accionamiento (23) en presencia de dicha señal de fallo y dicha señal de emergencia.