Brevet FR2488852A1 — publié le 19820226

La présente invention concerne une barre automatique du genre régulateur d'allure pour voilier, qui permet de maintenir le bateau dans une direction fixe par rapport à la direction du vent. Plus particulièrement, le régulateur d'allure suivant l'invention est constitué par une pale immergée montée pivotante autour d'un axe vertical et d'un axe horizontal pour entraîner un système de drosses commandant la barre, le bord de fuite de la pale immergée portant un fletner dont l'orientation est commandée par un aérien soumis au vent. Un régulateur de ce type est, par exemple, décrit dans le brevet français NO 2 051 979. Dans les régulateurs connus de ce type, on utilise un système de biellettes pour transmettre la rotation autour d'un axe vertical de l'aérien à l'axe du fletner, qui est essentiellement mobile dans l'espace, puisque monté derrière la pale qui tourne à la fois autour de deux axes perpendiculaires. Ce système de biellettes est relativement fragile, donc sujet à des avaries. Par ailleurs, en cas d'avaries, les pales et fletners des régulateurs d'allure existants ne sont pas facilement relevables en mer, si bien que leur réparation nécessite pratiquement de relâcher dans un port. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un régulateur d'allure dans lequel les moyens de transmission des rotations de l'aérien à l'axe du fletner sont particulièrement simples. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un régulateur d'allure comportant des moyens de transmission de la rotation de l'aérien à l'axe du fletner qui ont plusieurs rapports de transmissions que l'on peut choisir en fonction de l'allure du voilier. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un régulateur d'allure dont la pale, avec son fletner, sont facilement relevables en pleine mer. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un régulateur d'allure dont l'ensemble est très facile à démonter, au moins en eau calme. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un régulateur d'allure comportant une pale immergée montée pivotante autour d'un axe sensiblement vertical, lui-même monté pivotant autour d'un axe horizontal, lequel entrain la barre, le bord de fuite de la pale immergée portant un axe de fletner dont l'orientation est commandée par un aérien soumis au vent et monté sur un axe vertical, dans lequel l'axe horizontal de la pale immergée est monté dans une cage cylindrique solidaire du bateau et dirigée parallèlement à l'axe de celui-ci, la cage étant ouverte vers le bas pour permettre le mouvement pendulaire de la pale, ledit axe horizontal étant un cylindre creux, l'axe vertical de l'aérien portant, sensiblement à l'intersection de son axe avec celui dudit cylindre creux de l'axe horizontal, une première poulie, l'axe de commande de rotation du fletner étant relié à la dite première poulie par un système de transmission comportant une seconde poulie à axe parallèle à celui du fletner et disposée sensiblement à l'intersection de son axe avec celui dudit cylindre creux de l'axe horizontal, une première courroie de transmission passant sur les réas des première et deuxième poulies. Suivant une autre caractéristique, l'axe de la seconde poulie est logé dans la partie alésée de l'axe supportant la pale et porte à sa partie inférieure une troisième poulie qui entraîne l'axe du fletner par des moyens appropriés. Suivant une autre caractéristique, lesdits moyens appropriés sont une quatrième poulie montée en haut de l'axe du fletner et une seconde courroie couplant la troisième et la quatrième poulies. Suivant une autre caractéristique, l'axe de la seconde poulie est confondu avec l'axe du fletner. Suivant une autre caractéristique, ladite cage est pourvue de coulisseaux pouvant être déplacés dans une structure à coulisses horizontales fixée sur le tableau du voilier, la direction de translation étant parallèle à l'axe du voilier. Suivant une autre caractéristique, ladite structure à coulisses est fixée sur le tableau du voilier par l'intermédiaire de deux potences qui l'encadrent et qui lui sont couplées par des axes horizontaux transversaux autour desquels ladite structure peut tourner pour relever la pale et l'ensemble des axes qui la supportent. Suivant une autre caractéristique, l'axe supportant la pale sous l'axe horizontal est formé de deux axes alignés qui sont couplés l'un à l'autre de manière à ce que l'axe solidaire de la pale puisse tourner légèrement par rapport à l'autre en fonction de la rotation du fletner. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la des cription suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue en perspective du régulateur d'allure suivant l'invention, la Fig. 2 est une vue de profil du régulateur de la Fig. 1, monté à l'arrière d'un voilier, la Fig. 3 est une vue en perspective à plus grande échelle du support de pale du régulateur de la Fig. 1, la Fig. 4 est une vue en coupe verticale longitudinale de la partie cylindrique du support de pale de la Fig. 3, la Fig. 5 est une vue en coupe verticale transversale de la partie cylindrique de la Fig. 4, et la Fig. 6 est une vue en coupe horizontale des moyens reliant la pale au support de pale. Le régulateur d'allure de la Fig. 1 comprend un aérien 1 monté en haut d'un axe vertical 2 au bas duquel est monté une poulie 3 qui tourne avec l'axe 2. Comme le montre la Fig. 2, l'axe 2 est soutenu par des paliers de soutien 4 montés aux bouts de bras 5 solidaires de l'arrière du voilier. Le régulateur d'allure comprend encore une pale immergée 6 suspendue à un système d'axes 7 pendu au bas d'un cylindre horizontal 8 pouvant tourner dans un support cylindrique à axe horizontal 9. Le support 9 est rendu solidaire du tableau du bateau par un ensemble de moyens que l'on décrira en détail dans la suite. A l'arrière de la pale 1, est articulé un fletner 10 dont la rotation est commandée par un axe 11 au bout supérieur duquel est montée une poulie 12. Le système d'axes 7 comporte, en pratique, deux axes creux alignés 13 et 14, l'axe 13 étant partiellement enfilé dans l'alésage de l'axe 14. L'axe 13 a son extrémité supérieure solidaire de la pièce cylindrique 8 tandis que l'axe 14 a son extrémité inférieure solidaire de la partie supérieure de la pale 6. Les axes 13 et 14 sont solidarisés par des moyens de clavetage 15 qui bloquent axialement 13 et 14 l'un par rapport à l-'autre, mais qui permettent la rotation de 14 par rapport à 13 dans des limites prédéterminées. En pratique, 13 est partiellement enfilé dans 14. Sensiblement à la hauteur de la poulie 12 et orientée vers celle-ci, la paroi de l'axe creux 14 présente une ouverture 16. A l'intérieur des alésages des axes 13 et 14, est placé un axe de rotation 17 qui porte, à son extrémité supérieure, une poulie horizontale 18, Figs. 4 et 5, et, à son extrémité inférieure, une poulie horizontale 19, Fig. 3. La poulie 18 se trouve à la hauteur de la poulie 3 tandis que la poulie 19 se trouve à la hauteur de la poulie 12, c'est à dire en face de l'ouverture 16. Une courroie droite de transmission 20 est passée sur les réas des poulies 3 et 18 tandis qu'une courroie droite de transmission 21 est passée sur les réas des poulies 19 et 12. Bien entendu, au lieu de deux courroies droites, on peut utiliser deux courroies croisées. Comme le montrent plus en détail les Figs. 3, 4 et 5, le tube 13 est soudé à la pièce 8 qui est une portion de cylindre d'axe 22 et d'angle au sommet légèrement inférieure à 1800, symétrique par rapport au plan vertical contenant l'axe du tube 13. La pièce 8 est fixée, par des vis 23 sur une pièce cylindrique creuse 24 dont le rayon extérieur est égal au rayon intérieur de la pièce 8. Dans le sens axial, de part et d'autre de la pièce 8, la pièce 24 a son diamètre extérieur réduit pour s'adapter au diamètre des bagues intérieures de deux roulements à billes 25 et 26. Autour des bagues extérieures des roulements 25 et 26, est enfilée une pièce cylindrique 27. Des flasques annulaires 28 et 29 calent les roulements 25 et 26 respectivement contre les joues formées par la réduction de diamètre de la pièce cylindrique 24.Les flasques 28 et 29 sont fixées à la pièce cylindrique par des vis 30. Dans la partie centrale inférieure de la pièce cylindrique 27, est prévue une ouverture 31 d'angle légèrement inférieur à 1800 qui permet la rotation, dans la limite de cet angle, de la pièce 24 par rapport à 27. En pratique, l'ouverture 31 laisse le passage libre au tube 13 au cours de la rotation de la pièce 24. L'axe 22 est horizontal, parallèle à l'axe du bateau et passe par l'axe de 2 à la hauteur de la poulie 3. La flasque 28 se trouve du côté de la poulie 3 par rapport à 27 tandis que la flasque 29 est plus en arrière. La pièce cylindrique 24 est prolongée vers la poulie 3 par une partie cylindrique 32 qui s'adapte dans le diamètre intérieur de la flasque 28 et qui porte, à son extrémité libre, par l'intermédiaire d'une patte 33, un secteur d'entraînement 34. Sur le bord en forme de gorge du secteur 34, passe une drosse 35 qui passe ensuite sur des poulies de renvois 36, dont deux sont montrées, pour être reliée à la barre, non montrée, par des moyens appropriés. Comme le montrent les Figs. 1, 3 et 5, le long des génératrices équatoriales extérieures de la pièce 27, sont soudées deux plaques étroites horizontales 37 et 38 qui peuvent coulisser dans des glissières horizontales 39 et 40. Les glissières 39 et 40 sont des pièces métalliques à section droite en U dans lesquelles se logent les bords des plaques 37 et 38. Les extrémités des faces supérieures des glissières 39 et 40 sont solidaires de pattes verticales 41 à 44. Les pattes 41 et 42, les plus à l'arrière, sont rendues solidaires des sommets de deux potences formées respectivement de barreaux horizontaux 45 et 46 et de barreaux obliques 47 et 48, au moyen de goupilles 49 et 50. Les pattes 43 et 44, plus à l'avant, sont rendues respectivement solidaires des barreaux 45 et 46 au moyen de petits axes 51 et 52. Les axes 51 et 52 sont, en principe, montés d'une manière définitive.Les goupilles 49 et 50 sont amovibles, verrouillables et, de plus, cisaillables. Enfin, une vis 53, Fig. 2, est vissée dans un trou taraudé traversant la face supérieure de la glissière 39 et permet de bloquer la plaque 37 par serrage mécanique et donc l'ensemble de 27 par rapport à l'arrière du bateau. Comme le montre la Fig. 5, l'axe 17 est maintenu dans l'axe 13 par un dispositif du genre butée axiale qui, dans l'exemple décrit, peut être constitué par un disque 55 solidaire de l'axe 17 qui repose sur un anneau 56 solidaire du tube 13. Le disque 55 et l'anneau 56 peuvent être en téflon pour assurer un bon coefficient de frottement. Le diamètre de 55 est voisin de celui de 13 pour assurer un bon centrage. Plusieurs butées de ce genre peuvent être placées dans 13 et 14 i si nécessaire. La Fig. 6 montre les moyens de couplage entre l'axe 13 et l'axe 14, ces moyens étant constitués par une clavette en épingle 57. L'axe 14 qui est extérieur à l'axe 13 comporte deux paires de trous 58 et 58' diamétralement opposés. La distance entre les trous 58, d'une part, et les trous 58', d'autre part, est égale à l'écart entre les deux branches de l'épingle 57. Les trous 58 et 58' ont un diamètre pratiquement égal à celui du brin replié formant l'épingle 57. D'une manière analogue, l'axe 13 comporte des créneaux plats 59 et 59' diamétralement opposés.Chaque créneau 59 ou 59' a une hauteur de l'ordre du diamètre du brin de l'épingle 57 et une largeur angulaire de l'ordre de 209. L'épingle a ses brins respectivement enfilés dans les trous 58, le créneau 59, le créneau 59' et les trous 58', les extrémités des brins étant recourbés sur la surface de 14 pour verrouiller l'épingle. L'axe 17 passe entre les brins de 57, sans les toucher. Ainsi, l'axe cylindrique 14 peut tourner autour de l'axe 13 d'environ + 10 ou - 10 , suivant que le fletner 10 est tourné dans un sens ou dans l'autre par rapport à la pale. Dès que le fletner 10 revient dans le sillage de la pale, celle-ci reprend une position neutre qui correspond pour l'axe 14 à la position représentée à la Fig. 6. Le fonctionnement du régulateur d'allure, dont la description détaillée de la structure a été donnée ci-dessus, va maintenant être décrit. On commence par régler la position angulaire de l'aérien 1 par rapport à la direction de la trajectoire recherchée en faisant tourner l'axe 2 par rapport à la courroie 20. Pour effectuer ce réglage, on peut également prévoir sur l'axe 2, un dispositif à embrayage permettant par exemple de faire tourner la partie supérieure de 2 par rapport à sa partie inférieure. Un fois ce réglage effectué, dès que le voilier quitte la trajectoire prévue, l'aérien a un mouvement de rotation relatif par rapport au voilier, ce qui fait donc tourner l'axe 2, la poulie 3, puis entraîne la courroie 20 qui fait tourner la poulie 18, donc l'axe 17 et la poulie 19, qui entraîne la courroie 21 qui fait tourner la poulie 12 et donc l'axe 11. Il en résulte que le fletner 10 dévie par rapport à la pale 6, ce qui entraîne d'abord la rotation de la pale 6 par rapport à un axe vertical, c'est à dire la rotation de 14 par rapport à 13, puis classiquement la rotation de la pale 6 par rapport à un axe horizontal qui est ici l'axe 22, Fig. 4. Dans sa rotation, la pale 6 entraîne, par 14, 13, 8, 24, 32 et 34, le déplacement de la drosse 35 qui agit sur la barre. Cette action sur la barre ramène le voilier au cap prévu. On notera que l'action sur la transmission entre l'aérien 1 et le fletner 10 est maintenue active, même quand la pale 6 tourne, car la courroie 20 se vrille, mais continue à agir. Au lieu d'une poulie unique 3, on peut prévoir sur l'axe 2, un jeu de poulies adjacentes, par exemple au nombre de trois, avec des diamètres différents. On peut alors choisir le rapport de transmission entre l'axe 2 et la poulie 18, en sélectionnant une poulie 3 dans le jeu disponible. On peut donc choisir facilement le gain de la boucle d'asservissement entre la position de 1 et celle de la barre. Comme les navigateurs le savent, cette possibilité est très importante pour la stabilité de la trajectoire. Bien entendu, quand on passe d'une poulie 3 à une autre de diamètre inférieur, la courroie 20 se détend. C'est pourquoi, on prévoit cette courroie 20 coupée avec un ressort 54 accroché entre ses deux extrémités, lequel ressort assure une tension suffisante de la courroie pour qu'elle ne glisse pas sur les poulies. On peut également régler facilement la distance entre la pale 6 et le tableau du voilier, en desserrant la vis 53 et en faisant glisser 37 et 38 dans 39 et 40. Cette possibilité de réglage est également très importante car elle permet un bon positionnement en fonction de la vitesse du voilier. Bien entendu, on peut facilement démonter la pale et la partie cylindrique qui la supporte, en retirant 37, 38 de 39, 40, vers l'arrière ce qui est très pratique dans un port. Si, au cours du déplacement du voilier, la pale 6 vient à heurter un objet lourd, qu'elle ne peut éviter en tournant, les goupilles 49 et 50 se cissaillent et la pale se trouve libérée en tournant autour de l'axe défini par 51 et 52. Si, même en mer, on remarque quelque chose d'anormal sur la pale 6 ou le fletner 10, on peut également enlever les goupilles 49 et 50 et faire remonter la pale 6 hors de l'eau en la faisant tourner autour de l'axe défini par 51 et 52. On peut ainsi, sans s'arrêter, changer la courroie 21, etc. Le fonctionnement qui vient d'être décrit fait bien comprendre les avantages du régulateur suivant l'invention par rapport aux régulateurs d'allure connus. Bien entendu, on peut disposer la pale devant l'axe vertical de la poulie 18 et avoir une liaison directe entre cet axe et celui du fletner. Au-dessus de la poulie 18, la cage 9 comporte une ouverture 60 donnant un accès direct à la poulie 18. REVENDICATIONS 1) Barre automatique du genre régulateur d'allure comportant une pale immergée montée pivotante autour d'un axe sensiblement vertical, lui-même monté pivotant autour d'un axe horizontal, lequel entraîne la barre, le bord de fuite de la pale immergée portant un axe de fletner dont l'orientation est commandée par un aérien soumis au vent et monté sur un axe vertical, caractérisé en ce que l'axe horizontal (8) de la pale immergée (6) est monté dans une cage cylindrique (9) solidaire du bateau et dirigée parallèlement à l'axe de celui-ci, la cage (9) étant ouverte vers le bas pour permettre le mouvement pendulaire de la pale (6), ledit axe horizontal (8) étant un cylindre creux, l'axe vertical (2) de l'aérien (1) portant, sensiblement à l'intersection de son axe avec celui dudit cylindre creux de l'axe horizontal (8), une première poulie (3), l'axe de commande (11) de rotation du fletner (10) étant relié à la dite première poulie (3) par un système de transmission comportant une seconde poulie (18) à axe parallèle à celui du fletner (10) et disposée sensiblement à l'intersection de son axe avec celui dudit cylindre creux de l'axe horizontal (8), une première courroie de transmission (20) passant sur les réas des première et deuxième poulies. 2) Barre suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe (17) de la seconde poulie (18) est logé dans la partie alésée de l'axe (13, 14) supportant la pale (6) et porte à sa partie inférieure une troisième poulie (16) qui entraîne l'axe du fletner par des moyens appropriés (21, 12). 3) Barre suivant la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens appropriés sont une quatrième poulie (12) montée en haut de l'axe (11) du fletner (10) et une seconde courroie (21) couplant la troisième et la quatrième poulies (16, 12). 4) Barre suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'axe de la seconde poulie est confondu avec l'axe du fletner. 5) Barre suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite cage (9) est pourvue de coulisseaux (37, 38) pouvant être déplacés dans une structure à coulisses horizontales ((39, 40) fixée sur le tableau du voilier, la direction de translation étant parallèle à l'axe du voilier. 6) Barre suivant la revendication 5, caractérisée en ce que ladite structure à coulisses (39, 40) est fixée sur le tableau du voilier par l'intermédiaire de deux potences (45, 47; 46, 48) qui l'encadrent et qui lui sont couplées par des axes horizontaux transversaux (51, 52) autour desquels ladite structure peut tourner pour relever la pale (6) et l'ensemble des axes (13, 14, 8) qui la supportent. 7) Barre suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'axe supportant la pale (6) sous l'axe horizontal (8) est formé de deux axes alignés (13, 14) qui sont couplés l'un à l'autre de manière à ce que l'axe (14) solidaire de la pale (6) puisse tourner légèrement par rapport à l'autre (13) en fonction de la rotation du fletner (10).