Brevet FR2297769A1 — publié le 19760813

La présente invention concerne un dispositif propulseur à arbres d'hélices, jumelés et coudés, dit Z drive,pour remorqueurs et plus particulièrement pouvant assurer une vitesse inférieure à celle que l'on pourrait obtenir avec le moteur à sa vitesse minimale de rotation, par glissement d'accouplements à frottement, afin d'améliorer la manoeuvrabilité du remorqueur. I1 est bien connu dans cette technique que les remorqueurs doivent accomplir diverses opérations caractéristiques, telles que changement de caps, avant ou arrière, au repos, déplacement latéral ou oblique à vitesse minimale de manoeuvrabilité, en avant ou en arrière, en des zones portuaires de dimensions limitées. Ces fonctions sont actuellement accomplies dans les remorqueurs classiques,ayant un dispositif propulseur du genre Z drive, à arbres jumelés, par commande de la direction des poussées des deux arbres. C'est- -dire que,pour manoeuvrer à ladite vitesse réduite, les hélices doivent etre orientées en divergeant, coupe représenté sur la figure 1 des dessins annexés, de manière à neutraliser ou équilibrer une partie de leur poussée vers l'extérieur, cette vitesse ou allure animale étant difficile à obtenir avec des poussées exercées dans la direction longitudinale de la coque. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un dispositif propulseur Z drive constitué par deux hélices adaptées chacune pour engendrer leur poussée, représentée par les vecteurs F1. La poussée résultante de ces deux composantes F1 est représentée par le vecteur F. L'angle d'inclinaison des arbres d'hélices,par rapport à l'axe du bateau étant Q > la résultante F a pour expression F = 2F1 cos Q Il est évident que, si le remorqueur doit manoeuvrer à une vitesse inférieure à celle qui peut Entre obtenue avec des efforts F1 > correspondant à la vitesse minimale du moteur, l'angle # toit Entre réglé de panière à permettre un établissaient précis de la poussée F. Ce procédé de counande de poussée est défectueux en ce que l'écoulement violent d'eau, orienté en direction latérale du remorqueur, balaye les petits bateaux d'enrourage, ou les smene à se heurter brutalement, ou peut arracher des filets de pêche. L'invention a donc pour objet un dispositif propulseur Z drive perfectionné, à arbres jumelés > pour remorqueurs, dans lequel la vitesse minimale de manoeuvrabilité est obtenue sans modification de l'orientation des hélices. Dans ce nouveau dispositif de propulsion, la poussée de chaque hélice est modifiée par réglage du patinage d'un embrayage,ou ou accouplement,à friction, intercalé entre le moteur et les hélices afin de permettre la réalisation des manoeuvres à vitesse minimale, sans modifier l'orientation de ces hélices. Il faut remarquer que la seule poussée nécessaire étant engendrée par les hélices, l'éventualité des accidents mentionnés ci-dessus par les vagues d'eau, qui sont inévitables avec les dispositifs classiques, est sensiblement évitée. Ce nouveau dispositif peut etre commandé à pleine vitesse ou à vitesse réduite, par la seule manoeuvre d'un levier ou barre. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation, et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en plan schématique d'un dispositif classique du genre Z drive, à arbres jumelés, permettant la manoeuvrabilité à vitesse lente minimale; - le figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais un dispositif selon l'invention utilisé aux mêmes fins étant substitué; - la figure 3 est une coupe schématique longitudinale d'une transmission Z drive selon l'invention; - la figure 4 est un schéma des transmissions de commande d'un dispositif selon l'invention; - la figure S est une coupe longitudinale d'un embrayage ou accouplesent à friction utilisé dans le dispositif de l'invention;; - la figure 6 est un schéma d'un exemple de commande de l'arbre de sortie; et - la figure 7 est une courbe représentant la relation entre la vitesse de rotation du moteur et la puissance absorbée par les hélices. Dans le dispositif selon l'invention, représente sur la figure 3, le couple d'entratnement d'un moteur 3 est transmis par l'arbre de sortie 5à l'arbre d'entrée 4 d'un embrayage 2. L'srbre de sortie 5 comporte un pignon conique d'extrémité 105 qui engrène avec un autre pignon 109, calé å l1extrémité supérieure d'un arbre 107. Cet arbre 107 comporte, d son extrémité inférieure, un autre pignon conique 11 qui engrène avec un pignon 117 calé sur l'arbre 115 d'une hélice 113. L'arbre 107 et les pignons coniques 109, 111 sont protégés par un carter 119, alors que les pignons 105, 109 sont protégés par un second carter 121. Sur la partie médiane du carter 119, est calée une roue 123, entrainée par une vis sans fin 127, par laquelle l'hélice 113 peut pivoter sur 3600 autour de l'arbre 107. Cet agencement constitue le dispositif propulseur du genre Z drive ou renvois d'angles. La figure 4 représente scbématiqueaent les arbres jumelés du dispositif Z drive de l'invention indiqué par la référence 1, la référence 2 désignant un embrayage ou accouplement a friction, 3 le moteur principal du bateau, 4 l'arbre d'admission de l'embrayage 2, 5 désigne l'arbre de sortie, 6 un levier ou barre de manoeuvre, 7 et 8 des caties asservies å la barre 6, 9 désigne un uicro-interrupteur qui envoie des signaux d'embrayage et de débrayage de 1 'accouplement, 10 10 une vanne de commande du patinage de 1 'accouplement 2 > 11 une vanne de commande de vitesse du moteur, 12 une alinentation d'air comprimé vers les vannes 10 et 11, 13 une vanne d'actionnement de l'eMbrayage, reliée électriquesant au micro-contacteur 9 et connectée a la vanne de coi-ande 10 du patinage par l'intermédiaire d'un conduit à air, 14 un conduit d'air agencé pour faire passer l'air comprimé de cette vanne 10 à l'embrayage 2, par l'intermédiaire de la vanne d'actionnement 13, 15 désigne un piston de commande de vitesse,actionné pneumatiquement depuis la vanne de commande 11, et 16 un régulateur de la vitesse du moteur du bateau. La figure 5 représente en détail l'embrayage 2, lequel est à commande pneuiatique et comprend des disques à frottement, respectivement d'entrée 16 et de sortie 17, des arbres correspondants 4, 5. Une série d'ailettes 18 de radiation dissipent la chaleur engendrée par le patinage des disques. La référence 19 désigne tizi piston d'embrayage qui est connecté å la vanne de coi-nde de patinage 10 par l'intermédiaire du conduit d'air 14. En fonctionnement, les signaux électriques envoyés par le sicro-contactour 9, résultant de la manoeuvre de la barre 6, mettent en position d'actionnement la vanne 13, de sorte que l'air passe de cette vanne vers le piston 19 d'embrayage qui repousse les disques 16 et 17. L'agencement est tel que l'action de l'air sur le piston 19 est modifiée par le fonctionnement de la vanne de patinage 10, actionnée par la barre, et la pression de contact des deux disques 16, 17 est alors modifiée pour assurer.l1intensité variable du patinage. il est clair que la vitesse de rotation de l'arbre 5 de sortie peut être modifiée, alors que celle de l'arbre d'admission 4 est constante, du fait de la vanne 10. Ce fonctionnement, habituellement obtenu lorsque l'arbre d'entrée est h la vitesse minimale, constitue la caractéristique principale du dispositif de l'invention, c'est-h-dire que, de ce fait, il est possible de manoeuvrer le bateau b la faible vitesse limite, sans modifier l'orientation des arbres de renvoi. La figure 6 donne un exemple de commande de l'arbre de sortie 5 par la barre 6; par a est indiquée la position de la barre pour laquelle I'accouplement est débrayé, b représente la position de début d'embrayage. I1 est clair que la position b correspond au patinage maximal de l'accouplement, alors que c correspond å la position de patinage nul. lesvitessesde rotation du moteur du bateau et valeursdu patinage de l'embrayage sont indiquées respectivement en d et e. f désigne une zone pour laquelle la barre assure la vitesse minimale du moteur, alors que g désigne la position de vitesse maximale. La figure 7 représente le rapport entre la vitesse de rotation du moteur et la puissance absorbée h la propulsion, cette puissance variant selon la position de la barre 6. Les références b, c, et g de la figure 7 correspondent respectivement aux mêmes références de la figure 6. Ainsi, entre les limites b et c, la puissance transmise h l'hélice est modifiée par variation du patinage de l'embrayage, la vitesse du moteur du bateau étant maintenue minimale, alors que,dans la région limitée par c et > cet embrayage ne patine pas et la puissance absorbée par l'hélice est modifiée par variation de la vitesse de rotation de ce moteur. Il est clair que l'invention n'est pas limitée par l'exemple particulier de réalisation décrit. Ainsi, tout dispositif de transmission pouvant assurer un patinage variable, par exemple un embrayage hydraulique à friction, un embrayage électromagnétique ou un accouplement hydraulique, peut être utilisé convenablement en place de l'accouplement å commande pneumatique. Il est possible en messe temps de constituer l'embrsyage de tanière que la valeur du patinage augmente avec l'effort exercé par le piston 14 ou encore que la valeur du patinage diminue, alors que l'effort du piston 10 augmente. REVENDZCATIONS 1. Dispositif propulseur h arbres d'hélices, jumelés et coudés, dit Z drive, notamment pour remorqueurs, caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme de transmission h patinage variable, intercalé entre le moteur de propulsion et les arbres, et des moyens pour réaliser ce patinage variable lorsque le moteur tourne A sa vitesse minimale. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit mécanisme est un embrayage, ou accouplement friction, agencé pour réaliser le patinage variable, par variation de la pression d'un fluide d'actionnement. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel ledit mécanisme å patinage variable comprend une vanne de serrage de l'embrayage, une vanne commandant le patinage, une vanne de commande de la vitesse de rotation du monteur. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans lequel 1 'embrayage comporte des ailettes de refroidissement pour dissiper la chaleur engendre par le patinage de l'embrayage.