Brevet FR2464187A1 — publié le 19810306

La présente invention se rapporte à un dispositif d'em- brayage associé à une hélice de bateau, de manière à diminuer la résistance à l'avancement causée dans l'eau par l'hélice, lorsque le bateau se déplace sans que le moteur entraînant l'hélice soit en fonctionnement, par exemple lorsque le bateau navigue à la voile ou est remorqué. Lorsqu'un bateau se déplace sans que fonctionne le mo- teur qui entraîne l'hélice, la rotation de l'hélice fixée sur son arbre d'entraînement est freinée par les frottements au niveau des paliers, des coussinets, des presse-étoupe et des arbres, ceci sur toute la partie de la transmission qui tourne avec l'hélice. Il en résulte une forte résistance à la libre rotation de l'hélice, même si l'inverseur de sens de marche est mis en position neutre. Ainsi, la résistance à l'avancement due à l'hélice, dans certaines conditions de rotation freinée provoquée par le déplacement de celle-ci dans l'eau, peut même être supérieure à la résistance s'exer- çant lorsque l'hélice est complétément bloquée, donc empê- chée de tourner. Compte tenu de ce qui précède, pour réduire efficacement la résistance a l'avancement, il faut permettre à l'hélice de tourner facilement. En particulier, dans le cas de bateaux à voiles équipés de moteurs auxiliaires, et sur lesquels les hélices ne peuvent ni être "mises en dra- peau", ni être rétractées, il est ainsi souhaitable de pou- voir réaliser une déconnexion aussi totale que possible de l'hélice, pour lui permettre de tourner très facilement, en vue de diminuer la résistance à l'avancement due à l'hélice pendant que l'on navigue seulement à la voile. Ce résultat est obtenu, selon la présente invention, 3o en prévoyant un embrayage disposé entre l'hélice et son moteur, de préférence à l'intérieur du moyeu de l'hélice. L'hélice est désaccouplée de ses moyens d'entraînement, ou "débrayée", de façon automatique, de manière. à lui permettre de tourner facilement en avançant dans l'eau, avec des frot- tements très réduits et une résistance totale très faible, et avec une masse tournante fortement limitée. Grâce à un tel embrayage, placé en aval de l'inverseur de sens de mar- -2- che, à l'intérieur ou à proximité du moyeu de l'hélice, la résistance provoquée par cet inverseur etc... devient insi- gnifiante. De toute façon, l'invention sera bien copprise, et d'autres caractéristiques seront mises en évidence, à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schémati- que annexé représentant, à titre d'exemplesnon limitatifs, deux formes de réalisation de ce dispositif Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une héli- ce équipée d'un dispositif d'embrayage conforme a l'inven- tion, logé dans son moyeu; Figure 2 est une vue en coupe transversale de cette hélice, suivant II-II de figure 1; Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une secon- de forme de réalisation du dispositif selon l'invention, avec l'embrayage placé sur l'arbre de l'hélice, à l'intérieur ou à l'extérieur de la coque du bateau. Les figures 1 et 2 représentent un embrayage associé au moyeu 2 d'une hélice de bateau. Lorsque le moteur est en fonctionnement, soit pour les manoeuvres de départ, soit en cours de traversée, un certain nombre d'organes de l'embra-. yage coopèrent, pour réaliser et maintenir l'accouplement entre l'arbre d'entraînement 1 de l'hélice et l'hélice elle- même, en vue de transmettre à cette dernière le couple mo- teur disponible sur l'arbre 1. Ainsi, lorsque le moteur tourne et entraîne en rotation l'arbre 1, ce couple est transmis au moyeu 2 de l'hélice par l'intermédiaire d'un ensemble comprenant un manchon À, deux clavettes plates 4 et deux pièces d'entraînement j, lesquelles comportent une couche extérieure 6 en matériau à coefficient de frottement élevé. Le couple moteur agit sur les pièces d'entraînement j, par l'intermédiaire des clavettes 4, de manière à les écarter, de sorte qu'elles sont appliquées contre la face cylindrique interne d'un tambour 7 délimitant extérieurement le moyeu 2, ce qui permet de s'opposer au couple résistant provenant des pales 8 de l'hélice en fonctionnement. En raison de l'inertie des pièces massives j et du faible - "bras de levier" des clavettes 4, le couple de démarrage est déjà suffisant pour que la mise en rotation de l'arbre 1 applique les pièces d'entraînement î contre le tambour 7, par l'intermédiaire des clavettes 4. Ce contact reste main- tenu aussi longtemps que l'arbre I est entraîné par le moteur, et les pièces 5 sont ainsi appliquées de manière permanente contre le tambour 7 du moyeu. Les forces centri- fuges contribuent aussi à déplacer les pièces d'entraînement vers l'extérieur, en les appuyant contre le tambour 7, déjà à partir des vitesses de rotation "au ralenti", c'est- à-dire habituellement de l'ordre de 200 tours/minute. Lorsque le moteur est à l'arrêt et n'entraîne plus l'arbre 1, un ressort de rappel 11, en forme d'anneau, re- pousse les pièces d'entraînement 5 vers l'intérieur, suppri- mant ainsi leur contact avec le tambour 7 et les amenant dans une position inactive, appliquées contre le manchon 2. Le moyeu 2 de l'hélice, avec ses pales 8, est de cette ma- nière désaccouplé de l'arbre d'entraînement 1. Si le bateau se déplace, il s'exerce une force axiale sur l'hélice, diri- gée vers l'avant ou vers l'arrière dans la direction de déplacement, force qui pousse la paroi avant ou arrière 9 du moyeu de l'hélice contre les extrémités correspondantes des pièces d'entraînement 2. Le moyeu 2 de l'hélice est mobile axialement, entre certaines limites, sur le manchon ; (avec une course de l'ordre de Imm vers l'avant et lmm vers l'arrière), et il est ramené dans une position moyenne de repos par des ressorts de rappel 12, de forme annulaire, lorsque l'hélice n'est soumise à aucune sollicitation. Les forces qui entrent en jeu, pour réaliser la connexion entre le moyeu 2 et les pièces d'entraînement 2, provoquent une telle friction et un tel serrage qu'aucun glissement relatif ne peut se produire, même en fonctionnement à pleine puis- sance, sauf dans le cas o l'hélice serait brusquement ar- rêtée, par exemple en heurtant un récif, un glissement étant alors souhaitable pour protéger l'inverseur de sens de mar- che et le moteur. Les goupilles de retenue 10, qui s'appuient légèrement - 4-_ contre les clavettes 4, maintiennent en place les pièces - d'entraînement 5 avec de bonnes tolérances, même lorsque ces pièces sont écartées. L'embrayage fonctionne de telle manière que, lorsque l'arbre 1 de l'hélice est entraîné avec un certain couple minimum et/ou au-dessus d'une certaine vitesse de rotation, correspondant approximativement au "ralenti", il accouple automatiquement l'arbre avec l'hélice. Ceci est obtenu à la fois en marche avant et en marche arrière, et le couple moteur est alors transmis de l'arbre d'entraînement 1 au moyeu 2 de l'hélice, par l'intermédiaire de l'embrayage. Lorsque l'arbre 1 n'est pas entraîné, cet embrayage supprime l'accouplement entre l'arbre 1 et l'hélice, de sorte que l'hélice peut tourner librement et ceci très facilement, d'o une très faible résistance à l'avancement. La figure 3 illustre une autre forme de réalisation, dans laquelle l'embrayage est placé en avant du moyeu de l'hélice, sur l'arbre d'entraînement 1 de l'hélice associé à un inverseur de sens de marche. Cet embrayage peut être situé à l'intérieur ou à l'extérieur de la coque du bateau (non représentée). Les mêmes repères numériques que sur les figures 1 et 2 désignent les éléments correspondants, notam- ment ceux de l'embrayage. Ce dernier est logé à l'intérieur d'un carter spécial, et non plus dans le moyeu 2 de l'hélice, et le tambour extérieur 7 ne supporte donc pas ici les pales de l'hélice. Une hélice classique, non représentée, est adap- tée sur l'extrémité filetée 13 de l'arbre. Le tronçon termi- nal 14 de cet arbre, c'est-à-dire toute la partie se trouvant au-delà de l'embrayage, est lié en rotation avec le tambour Z, par l'intermédiaire de la paroi terminale 9 tournée vers l'arrière. Les deux parois 2, respectivement avant et arriè- re, sont montées tournantes autour de l'arbre d'entraînement 1, de la même façon que sur la figure 1. L'une des clavettes plates i est la seule partie du manchon 3 visible sur la figure 3. Le principe de fonctionnement reste inchangé, par rapport à la première forme de réalisation. -5- REVENDICATIONS 1. - Dispositif associé à une hélice de bateau (1,8) entraînée à partir d'un moteur par l'intermédiaire d'un arbre (1), et destiné à diminuer la résistance à l'avance- ment causée dans l'eau par l'hélice, lorsque le bateau se déplace sans que le moteur entraînant l'hélice soit en fonc- tionnement, par exemple lorsque le bateau navigue à la voile ou est remorqué, caractérisé en ce qu'il est constitué par un embrayage (3, 7) disposé entre l'hélice (2,8) et son moteur, de préférence à l'intérieur du moyeu (2) de l'hélice, de manière à accoupler automatiquement l'hélice avec son arbre d'entraînement (1), lorsque de dernier transmet une puissance motrice, et à désaccoupler automatiquement l'héli- ce de son arbre et à lui permettre de se déplacer facilement dans l'eau, en tournant librement, lorsque l'arbre d'entrai- nement ne transmet pas de puissance motrice. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage (3,7) est placé en aval d'un inverseur de sens de marche. 3. - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce que l'embrayage (3,7) comprend un tambour (7) lié en rotation avec les pales (8) de l'hélice, et un man- chon (3) situé à l'intérieur dudit tambour et lié en rota- tion avec l'arbre d'entraînement (1) de l'hélice, ce manchon étant muni de parties (4) faisant saillie à sa périphérie qui, lorsque l'arbre (1) est entraîné, agissent sur des pièces d'entraînement (5) montées autour du manchon (3), pour appliquer ces pièces (5) contre la face cylindrique interne du tambour précité (7), lequel comporte des parois terminales (9), tandis que les pièces d'entraînement (5) ont des extrémités coopérant avec lesdites parois terminales (9), ces extrémités restant légèrement séparées axialement des parois (9) correspondantes, dans une position de repos, mais venant en contact avec ces parois lorsque 1Rhélice est -35 entraînée par l'intermédiaire de son arbre (1). 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les faces des pièces d'entraînement (5) coopérant 2464 187 -6- avec la face cylindrique interne du tambour (7) et/ou les parois terminales (9) de ce dernier sont revêtues d'une couche extérieure (6) on matériau à coefficient de frotte- ment élevé. 5. - Dispositif selon la revendication 3 ou 4, carac- térisé en-ce que les pièces d'entraînement (5) sont soumises à l'action de moyens de rappel à ressort (12), qui les ramè- nent, sur le manchon (3), dans une position centrée axiale- ment, par rapport au tambour (7).