Brevet FR2521946A1 — publié le 19830826

La présente invention est relative aux gouvernails automatiques pour voiliers, destinés à maintenir automatiquement le cap du voilier par rapport à la direction du vent. On connait différentes conceptions et réalisations de gouvernails automatiques pour voiliers, encore appelés barres automatiques, régulateurs d'allure, conservateurs d'allure ou pilotes automatiques. Les types de dispositifs les plus répandus sont - dispositif dans lequel la girouette entraine la rotation d'un gouvernail, qu'il soit le gouvernail principal du voilier ou un gouvernail auxiliaire prévu spécialement à cet effet. Lorsque la rotation de la girouette modifie l'incidence de ce gouvernail, les forces hydrodynamiques qui s'exercent sur lui ramènent le voilier à son allure initiale. - dispositif dans lequel la girouette entratne, par l'intermédiaire d'un volet pivotant, la rotation d'un gouvernail, qu'il soit le gouvernail principal du voilier ou un gouvernail auxiliaire prévu spécialement à cet effet. Lorsque la rotation de la girouette modifie l'incidence du volet pivotant, les forces hydrodynamiques qui s'exercent sur lui entraient la rotation en sens inverse du gouvernail auquel il est associé et ramonent le voilier à son allure initiale. - dispositif dans lequel la girouette entraine, par l'intermédiaire ou non d'un volet pivotant, la rotation d'une pal i er- gée pivotante, ladite pale étant fixée sur un arbre monté pendulaire rement suivant un axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du voilier. Lorsque la rotation de la girouette modifie, directement ou par l'intermédiaire du volet pivotant, l'incidence de la pale immergée, les forces hydrodynamiques qui s'exercent sur celleci lui donnent un mouvement pendulaire autour de son axe, et ce mouvement est transmis par un moyen convenable (en général des drosses et poulies de renvoi) à la barre du voilier pour entratner la rotation du gouvernail principal et ramener le voilier à son allure initiale. Un des principaux inconvénients de ces dispositifs est la difficulté qu'il y a d'obtenir, pour le voilier qui en est équipé, une bonne stabilité de route. En effet, tant que le voilier n'est pas revenu à l'orientation convenable par rapport au vent apparent, la commande continue à s'exercer, si bien que le voilier dépasse cette orientation et que l'on observe le plus souvent des oscillations importantes, en lacets, de part et d'autre d'une route rectiligne. Pour pallier en partie cet inconvénient, les dispositifs décrits ci-dessus comportent souvent un système de réduction (tendant vers l'annulation) de l'effet obtenu par la rotation de la girouette, cette réduction augmentant proportion nullement à l'angle d'incidence du gouvernail ou de la pale immergée.Ce systôme de réduction, généralement appelé contre-réaction ou compensation, n'améliore, dans la pratique, que partiellement la stabilité de route du voilier, car il ne tient pas compte de l'inertie de rotation du voilier qui continue la courbe commencée et qui va au-delà de l'axe de route. La présente invention vise à apporter une amélioration certaine aux systèmes destinés à maintenir le cap d'un voilier, selon une route rectiligne, en proposant un dispositif de rétroaction qui associe à la commande de rotation du gouvernail ou de la pale à mouvement pendulaire par la girouette, une commande de rotation de la girouette sur elle-mêre en sens contraire, cette commande étant actionnée par le gouvernail, ou par la pale à mouvement pendulaire Dans ce but, on associe à un des types de dispositifs, cidessus décrits et connus, des moyens de transmission qui relient le gouvernail ou la pale immergée à mouvement pendulaire à la girouette, celle-ci étant montée à rotation suivant un axe sensiblerent vertical, de façon telle que la rotation du gouvernail ou de la pale immergée entraine la rotation de ladite girouette sur ledit axe vertical en sens inverse de la rotation du gouvernail. Lorsque le bateau est en route et que le gouvernail automatique est én service, la girouette fait avec le bateau le même angle que le veut fait avec celui-ci ; elle est dans l'axe du vent et aucune terce ne s'exerce sur elle. Lorsque le vent change de direction o. que cap du bateau varie sous l'effet d'une vague, dans un premier temps, la girouette, qui n'est plus dans l'axe du vent, subit de la part de celui-ci une pression sur une de ses faces, tette force aérodynamique est transformée par des moyens connus en mouvement de rotation du gouvernail qui tend à faire tourner le bateau pour le ramener sur la route choisie.Selon l'invention, le mouvement de rotation du gouvernail est retransmis, dans un second temps, à la girouette par des moyens tels que des tringles, bielles, cables, engrenages, liaisons hydrauliques, pris séparémont ou en combinaison, et réglables, de telle façon que ladite girouette pivote sur elle-même dans un sens tel qu'elle revienne vers l'axe du vent d'abord, puis dépasse cet axe jusqu'à présenter son autre face au vent. Ainsi, avant que le bateau, dirigé par son gouvernail pour venir sur sa nouvelle route et entra'inné par son inertie; ne dépasse l'axe de cette nouvelle route, la girouette, qui reçoit maintenant le vent sur son autre face, envoie un nouvel ordre au gouvernail qui, immédiatement, rectifie en sens contraire l'ordre précedemment donné et maintient ainsi le bateau sur une route rectiligne. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en se référant aux dessins annexés. Les figures 1 et 2 sont des vues schématiques illustrant le fonctionnement de l'invention. La figure 5 représente un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple non limitatif, dans le cas où elle est associée à un gouvernail avec volet pivotant. La figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple non limitatif, dans le cas où elle est associée à une pale immergée à mouvement pendulaire avec. volet pivotant. Les figures 5 et 6 représentent les vues en coupe deadeux exemples non limitatifs de réalisations de la colonne portant la girouette dans le cas où l'intontion est associée une girouette à axe sensiblement horizontal ou incliné. La girouette 1, sensible au vent, tourne. autour de lwaxe A A'. Sur le memo axe A A', la tourelle 5 sert de support ou de palier audit axe A A', cette tourelle 5 tourne autocar de l'axe vertical B B' et est reliée à la colonne support de girouette 4 par un dispositif de blocage débrayable et/ou réglable tel que vis à molette ou à papillon, came à excentrique, vis sans fin et pignon, ou autre, servant à orienter la girouette dans la direction désirée. La colonne support de girouette 4 tourne autour de l'axe B B'. L'axe B B' est fixe par rapport au bateau. L'axe A A' peut tourner dans un plan horizontal perpendiculaire à B B'. L'extrémité supérieure (fig. 1, 2 et 3) de la tringle verticale 9 de transmission de la position de la girouette est fixée par une rotule, ou autre articulation,-à la bielle émettrice 7 de transmission de la girouette tandis que son extrémité inférieure est articulée sur la bielle 8 solidaire de l'axe de transmission 6. Le mouvement de rotation de l'axe de transmission 6, suivant l'axe C C' fixe par rapport au bateau, entrainé par la girouette 1, est retransmis à la bielle 12, solidaire du volet pivotant 3, par l'intermédiaire de la bielle 10 et de la tringle de transmission 11, celle-ci étant articulée à ses deux extrémités par des rotules ou autres articulations. Le volet pivotant 3 est articulé sur le bord de fuite du gouvernail 2, lequel pivote lui rêre autour de l'axe vertical D D' à l'arrière du bateau. Lorsque le vent fait basculer la girouette 1, la force de rotation est retransmise au volet pivotant 3 par les bielles, tringles et axe de transmission ci-dessus décrits, pour l'amener dans la position indiquée en traits pointillés sur la figure 1. Le volet 3, faisant un angle avec le gouvernail, exerce sur celui-ci une force hydrodynamique qui a pour effet de le faire pivoter en sens contraire, autour de son axe de rotation fixe D D' . Cette nouvelle position est représentée en pointillés sur la figure 2. Il s'écarte ainsi de l'axe longitudinal du bateau, représenté par l'axe E E'.(la flèche indique sur les figures le sens de marche du bateau).La tringle de rétroaction 13 repousse la bielle 14 et fait tourner le support de girouette 4 autour de son axe vertical B B', entraînant dans sa rotation la tourelle 5 qui porte l'axe A A' de la girouette 1. Ce mouvement de rotation amène l'axe A A' d'abord dans la direction du vent V' puis au delà. A ce moment, la girouette 1 reçoit le vent V' sur son autre face et bascule en sens contraire (position représentée en pointillés sur la figure 2). Ce basculement entraine, par l'intermédiaire des bielles, tringles et axe de transmission décrits plus haut, le volet pivotant à tourner dans le sens contraire, donnant ainsi au gouvernail un ordre çontraire à celui qu'il a précédemment reçu. Cette action intervient avant que le bateau n'ait franchi son axe de route. Elle I'erpBche.de le franchir et maintien ainsi le bateau sur une route rectiligne. Dans le cas où l'invention est associée à une pale immergée à mouvement pendulaire avec volet pivotant (voir figure 4), le principe de fonctionnement est le même. Le dispositif de transmission permettant à la girouette 1 d'entraîner la rotation du volet pivotant 3 n'est pas représenté pour plus de clarté de la figure. Ce dispositif est connu en lui-même. La rétroaction relie, dans cet exemple de réalisation non limitatif, la face arrière du secteur 15 à la colonne support de girouette 4 par un système de bielle 17 comportant un galet engagé dans une bielle fendue 16 ou par tout autre système produisant le même effet. Lorsque le vent fait basculer la girouette 1, la force de rotation retransmise au volet 3 le fait pivoter, ce qui a pour effet de faire pivoter la pale immergée 2bis sur elle-même et en sens contraire. La force hydrodynamique qui s'exerce sur elle lui donne un mouvement pendulaire autour de l'axe E E', entraînant la rotation du secteur 15, solidaire de la pale, et sur lequel sont fixées les drosses reliées à la barre de gouvernail du bateau. Dans le même temps, la rotation du secteur 15 entraîne, par l'intermédiaire des bielles 16 et 17, la rotation du support de girouette 4 dans un sens tel que la girouette 1 revient vers la direction du vent et au-delà.A ce moment la girouette 1 reçoit le vent sur son autre face, bascule en sens contraire et entraîne le volet pivotant à tourner en sens contraire, donnant ainsi au gouvernail un ordre contraire à celui qu'il a précédemment reçu. Cette action intervient avant que le bateau n'ait franchi son axe de route. Elle l'empêche de le franchir et maintient ainsi le bateau sur une route rectiligne. Dans une réalisation préférentielle de l'invention, les moyens de transmission de la rétroaction sont réglables en modifiant la longueur des bielles 14.ou 17 ou en modifiant la distance entre la fixation de la tringle 13 sur le gouvernail et l'axe de rotation D D' de celui-ci. Ce réglage peut se faire par des curseurs montés sur des glissières ou par tout autre dispositif produisant le même effet. La réalisation de la colonne supportant la girouette peut se faire par exemple comme sur la figure 5 ou comme sur la figure 6. La colonne support 4, entra'innée par les bielles 14 ou 16, pivote à l'intérieur ou à l'extérieur du tube 18 fixé au bateau. Les paliers 19 sont intercalés pour limiter les frottements. La tourelle 5 est débrayable par rapport à la colonne 4 pour ajuster la route du bateau par rapport au vent. Il va de soi que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisations décrits et représentés, mais en embrasse au contraire toutes les variantes d'exécution. REVENDICATIONS 1 - Gouvernail automatique pour voiliers comprenant une girouette (1), d'orientation réglable par rapport à un support (4), un gouvernail immergé (2), ou une pale immergée (2bis) à mouvement pendulaire, caractérisé en ce que le support (4) de girouette est monte à rotation suivant un axe sensiblement vertical (B B1) fixe par rapport au bateau, et que le gouvernail (2), ou la pale immergée (2bis), est relié(e) au support de girouette (4) par des moyens de transmission introduisant une rétroaction telle que la rotation dudit gouvernail ou l'oscillation pendulaire de ladite pale entratne une rotation en sens inverse du support de girouette (4) de façon à faire passer ladite girouette (i) de l'autre c6té de l'axe du vent pour donner au gouvernail un ordre contraire qui empêche le bateau de faire des lacets en passant de part et d'autre de son axe de route. 2 - Gouvernail automatique selon la revendication i, caractérisé en ce que lesdits moyens de transmission sont réglables afin de donner plus ou moins d'effet à la rétroaction du gouvernail, ou de la pale immergée, sur la girouette. 3 - Gouvernail automatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la girouette (1) est à axe de pivotement horizontal, ou incliné, ou inclinable. 4 - Gouvernail automatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la girouette (1) est à axe de pivotement vertical. 5 - Gouvernail automatique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le gouvernail (2) ou la pale immergée (2bis) comportent sur leur bord de fuite un volet pivotant actionné par le pivotement de la girouette (1).