Brevet FR2524414A1 — publié le 19831007

La présente invention a trait d'une manière générale à des dispositifs de propulsion marine tels que moteurs hors- bord et groupes-moteurs de poupe Plus particulièrement, elle a trait à la fixation, à des dispositifs de propulsion marine, d'anodes destinées à assurer une protection cathodique. On connaît bien les effets corrosifs qui apparaissent du fait d'une action électrolytique lorsqu'on immerge deux métaux dissemblables dans un électrolyte tel qu'eau de mer. On a par exemple noté de tels effets corrosifs dans des na- vires et dans des pièces de systèmes de propulsion marine servant dans de l'eau salée. Des exemples de brevets antérieurs ayant trait à l'action électrolyte et à divers moyens de réduire les effets corrosifs découlant de l'électrolyse dans l'eau salée comprennent les 1.5 brevets US Warner 3 330 751 publié le 11 Juillet 1967; US Gruber 3 169 504 publié le 16 Février 1965; US Harms et al 4 196 064 publié le 1 er Avril 1980; et US Byrd 3 240 180 publié le 1 er Mars 1966. L'attention est aussi attirée sur le brevet US Metcalf 4 236 872, publié le 8 Avril 1975, qui décrit des exemples de structure des groupes inférieurs de dispositifs de propulsion marine selon la technique antérieure. L'invention concerne un dispositif de propulsion marine comprenant un groupe inférieur qui comporte un carter d'en- grenage, un arbre d'hélice tourillonnant dans le carter d'en- grenage et dont un tronçon ressort vers l'arrière du carter d'engrenage, une hélice montée sur le tronçon arrière de l'arbre d'hélice pour tourner conjointement avec cet arbre et comportant un tronçon avant voisin de l'extrémité arrière du carter d'engrenage Des moyens sont en outre prévus pour as- surer la protection cathodique de l'extrémité arrière du carter d'engrenage, ces moyens de protection cathodique com- portant une anode soluble ou consommable annulaire entourant l'arbre d'hélice et placée entre l'hélice et le carter d'en- grenage, l'anode étant supportée de manière à pouvoir tourner par rapport au groupe inférieur. L'invention concerne aussi un dispositif de propulsion marine comprenant un groupe inférieur qui comporte un carter d'engrenage présentant un intérieur creux et une extrémité arrière Un arbre d'hélice tourillonnedans le carter d'engre- nage et présente au tronçon qui ressort vers l'arrière du carter d'engrenage Une enveloppe ou cage d'arbre d'hélice est logée dans le carter d'engrenage et supporte l'arbre S d'hélice avec liberté de rotation Une hélice est montée sur le tronçon arrière de l'arbre d'hélice pour tourner conjointe- ment avec cet arbre, l'hélice présentant un tronçon avant voi- sin de l'extrémité arrière du carter d'engrenage Un cous- sinet de butée porté par l'arbre d'hélice présente avec l'ar- bre d'hélice un contact de transmission de poussée vers l'a- vant et avec l'hélice un contact de réception de poussée vers l'avant Des moyens sont en outre prévus pour assurer la protection cathodique de l'extrémité arrière du carter d'en- grenage et de la cage à palier de l'arbre d'hélice, les moyens de protection cathodique comportant une anode consomma- ble annulaire qui entoure l'arbre d'hélice et est placée entre le coussinet de butée et la cage à palier de l'arbre d'hélice. Dans une réalisation préférée de l'invention, l'anode consommable annulaire est fixée au coussinet de butée. Dans une autre forme préférée de l'invention, l'anode annulaire consommable est en zinc. Suivant encore un autre aspect préféré de l'invention, l'arbre d'hélice est en acier, le carter d'engrenage et/ou la cage à palier d'arbre d'hélice est en aluminium, et l'ano- de consommable annulaire est en un métal ayant une réactivité électromotrice supérieure à celle de l'aluminium. D'autres aspects et avantages de l'invention apparaî- tront à la lecture de la description donnée ci-dessous d'un mode préféré de réalisation de l'invention,à titre d'exemple dépourvu de tout caractère limitatif en se référant aux des- sins annexés sur lesquels; la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un dis-. positif de propulsion marine selon l'invention; la figure 2 est une vue en élévation latérale de détail, avec coupe, du dispositif de propulsion marine représenté sur la figure 1. La figure 1 des dessins représente un dispositif de pro- pulsion marine 10, tel que moteur hors-bord ou groupe moteur de poupe, comportant une tête motrice 12 et un groupe infé- rieur 14, de préférence monté de façon à pouvoir décrire des mouvements horizontaux de direction et verticuax de bascule- ment. Le groupe inférieur 14 comporte une enveloppe d'arbre S menant 16 terminée à son extrémité inférieure par une boîte d'engrenage ou carter d'engrenage 18 à intérieur creux qui se termine vers l'arrière par une tranche ou surface de car- ter d'engrenage dirigée vers l'arrière 20 Sous le carter d'engrenage s'étend un talon de quille 22. l O Comme représenté sur la figure 2, dans le carter d'en- grenage 18 est convenablement fixée une enveloppe ou cage de palier 24 dans laquelle tourillonneun arbre d'hélice 26 dont un tronçon arrière ressort à l'arrière de la cage 24 et du carter d'engrenage 18 La cage de palier 24 peut être fixée au carter d'engrenage de toute manière appropriée, par exemple comme décrit dans le brevet US Kashmerich 3 937 073 publié le Février 1976 La cage de palier 24 présente un tronçon formant moyeu central 28 qui supporte un ou plusieurs paliers , par exemple série de paliers à roulement et, en arrière 2 Q des paliers, un joint lubrifiant 32 interposé entre la cage 24 et l'arbre d'hélice 26. La cage 24 présente aussi un tronçon annulaire extérieur 34 qui porte contre une partie de-la surface intérieure cylin- drique 36 du carter d'engrenage 18 et est supporté à partir du tronçon formant moyeu central par une membrure ou plu- sl'eurs membrures angulairenient équidistantes 38 Entre le-tronçon formant moyeu central 28, le tronçon annulaire extérieur 34 et les membrures 38 sont définies plusieurs ouvertures à travers lesquelles les gaz d'échappement et l'eau de refroidissement du moteur s'échappent de l'enveloppe d'arbre menant 16. Le tronçon de l'arbre d'hélice qui ressort vers l'arriè- re de la cage de palier 24 et du carter d'engrenage 18 com- porte une partie avant 40 d'un premier diamètre, une partie arrière 42 d'un second diamètre inférieur au premier et une partie de transition réceptrice de poussée 44 qui est située entre les parties avant 40 et arrière 42 et a, dans l'exemple choisi, une forme conique, mais pourrait avoir d'autres confi- gurati'ons. Sur le tronçon arrière de l'arbre d'hélice 26 est montée, derrière la partie réceptrice de poussée 44, une hélice 46 qui comporte un moyeu intérieur 48 enfilé sur l'arbre d'hélice 26, ainsi qu'un montage de moyeu extérieur-qui comprend un moyeu intermédiaire 50 présentant une extrémité avant 52 et un moyeu extérieur 54 présentant une extrémité avant 56 qui peut être en gradin comme représenté et qui pénètre un peu dans l'intérieur creux du carter d'engrenage 18 au voisinage immé- diat de la surface cylindrique intérieure 36 Le montage de mo- 1 o yeu extérieur comprend aussi une série de pales d'hélice 58 partant du moyeu extérieur 54, et une série de membrures rayon- nantes angulairement équidistantes 60 qui relient entre eux les moyeuxintermédiaire et extérieur et définissent une série de passages d'évacuation des gaz d'échappement et de l'eau de refroidissement du moteur, communiquant avec les ouvertures de la cage de palier 24 Le montage de moyeu extérieur est relié au moyeu intérieur par un coussin ou élément élastique 64 des- tiné à absorber les chocs et à permettre un degré limité de rotation relative entre le montage de moyeu intérieur 48 et le montage de moyeu extérieur. On peiuit avoir recours à tous moyens appropriés, par exemple accouplement par cannelures 66, pour faire tourner conjointement l'arbre d'hélice 26 et le moyeu intérieur 48 de l'hélice 46 On peut prévoir tous moyens appropriés, par exemple un écrou 68, pour retenir l'hélice 46 sur l'arbre d'hélice 26 et assurer la transmission de la poussée inverse du moyeu intermédiaire de l'hélice 46 à l'arbre d'hélîce 26. La poussée engendrée par l'hélice vers l'avant est trans- mise de l'hélice 46 à l'arbre d'hélice 26 par l'intermédiaire d'un coussinet de butée 70 Plus particulièrement, le coussinet de butée présente un tronçon central formant moyeu qui présente un trou permettant a l'arbre d'hélice 26 de le traverser, trou qui est défini, en partie, par une surface de transmission de poussée 72 qui porte contre la partie de réception de poussée 44 de l'arbre d'hélice 26 pour transmettre la poussée vers l'avant du coussinet de butée 70 à l'arbre d'hélice. Suivant un aspect préféré de l'invention, le carter d'engrenage inférieur 18 et la cage à palier d'arbre d'hélice 2-524414 24 sont en matériau tel qu'aluminium ou autre métal Attendu qu'ils sont très voisins de l'arbre d'hélice et du coussinet de butée 70, l'un et l'autre en acier inoxydable, tant le carter d'engrenage 18 que la cage à palier d'arbre d'hélice 24 sont susceptibles de subir une corrosion par effet galvani- que quand le dispositif de propulsion marine fonctionne dans de l'eau salée. L'effet galvanique apparaît lorsque des pièces métal- liques en deux métaux différents, tels qu'acier et aluminium, sont immergés dans un électrolyte tel qu'eau de mer Dans le groupe inférieur d'un dispositif de propulsion marine tel que représenté sur la figure 2, o l'arbre d'hélice 26 et le palier de butée 70 sont en acier inoxydable, ces pièces for- ment cathode Les structures voisines en des métaux tels que zinc ou aluminium agissent en anode Du fait de la grande pro- ximité entre les pièces anodique et cathodique, il y a dis- solution rapide de la partie anodique Attendu que le carter d'engrenage inférieur 18 et la cage à palier 24 sont réalisés en aluminium, leurs parties immergées dans l'eau salée et voi- sines du coussinet de butée 70 et de l'arbre d'hélice 26 ten- dent à agir en anode et à se corroder rapidement. Des moyens sont prévus pour réduire la tendance du rebord arrière 73 du carter d'engrenage 18 et de la cage à palier 24 de l'arbre d'hélice à se corroder du fait de l'effet galvani- que Ces moyens comprennent une anode consommable 76 en un matériau tel que zinc L'anode consommable est formée d'un anneau ou d'une plaque circulaire en zinc présentant un trou central 78 propre à recevoir l'arbre d'hélice 26 Dans la structure représentée à titre d'exemple, l'anode 76 entoure l'arbre d'hélice et son ouverture centrale 78 est de plus grand diamètre que l'arbre d'hélice 26 L'anode soluble pré- sente une face plane 80 fixée à la face avant 82 du coussinet de butée et une face avant 84 espacée vers l'arrière de la cage à palier 24 mais située près de la tranche arrière 86 de cette cage Bien que l'anode 76 puisse être fixée au coussinet de butée de diverses manières, dans une réalisation préférée de l'invention, elle est fixée au coussinet de butée par des vis (non représentées). Bien qu'on ait décrit l'anode soluble 76 comme réalisée en zinc, elle pourrait, dans d'autres réalisations, être en d'autres métaux ou alliages appropriés du type qui assure- rait au carter d'engrenage et à la cage à palier une protec- tion contre les couples galvaniques dus à la présence de métaux dissemblables dans un électrolyte. Quand l'anode soluble est en service, l'arbre d'hélice 26 et le coussinet de butée 70 étant immergés dans l'électro- lyte et agissant en cathodes, elle subit la corrosion à la place du carter d'engrenage 18 ou de la cage à palier 24. La corrosion galvanique de la cage à palier 24 de l'ar- bre d'hélice peut entraîner des résultats particulièrement fâcheux Elle peut avoir pour effet de détruire l'étanchéité aux fluides entre le joint étanche 32 et l'alésage interne 90 de la cage à palier d'arbre d'hélice 24 Cette destruction d'étanchéité peut provoquer des infiltrations d'eau dans le carter d'engrenage 18 et la contamination du lubrifiant qu'il contient, puis finalement la détérioration des éléments d'en- grenage contenus dans le carter d'engrenage Il est donc par- ticulièrement important de s'opposer à la corrosion de la cage à palier 24. L'un des avantages offerts par la présente invention et par la présence de l'anode soluble 76 montée sur le coussinet de butée 70 est que ce dernier est facile à déposer et à remplacer pour les besoins de maintenance ou s'il faut rempla- cer l'anode soluble 76. Un autre avantage de l'agencement selon l'invention, qui découle de la facilité relative de remplacement de l'anode consommable 76, est que celle-ci peut être adjointe en tant qu'accessoire au dispositif de propulsion marine 10 quand celui-ci doit servir dans de l'eau salée Des dispositifs de propulsion servant dans l'eau douce ne subissent pas les effets corrosifs dus à l'action électrolyte dans la même me- sure que dans l'eau salée et peuvent ne pas exiger une anode soluble 76 telle que décrite ci-dessus. Un autre avantage de l'invention est que l'anode consom- mable occupe un emplacement particulièrement approprié pour protéger contre la corrosion la cage à palier 24 et le rebord arrière 73 du carter d'engrenage 18 Dans les cas o d'autres anodes consommables sont disposées en d'autres endroits sur le groupe inférieur 14, on constate que l'hélice 46 exerce un effet de blindage et réduit l'efficacité avec laquelle ces anodes protègent contre la corrosion la cage à palier 24 et les parties environnantes du groupe inférieur. REVENDICATIONS 1 Dispositif de propulsion marine comprenant un groupe inférieur ( 14) comportant un carter d'engrenage ( 18) qui pré- sente une extrémité arrière ( 20), un arbre d'hélice ( 26) tou- rillonnant dans le carter d'engrenage et comportant un tronçon qui ressort vers l'arrière de ce carter, une hélice ( 46) mon- tée sur ce tronçon arrière de l'arbre d'hélice pour tourner conjointement avec cet arbre et comportant un tronçon avant adjacent à ladite extrémité arrière ( 20) du carter d'engrenage, 1 Qet des moyens pour assurer la protection cathodique de la- dite extrémité arrière du carter d'engrenage, caractérisée en ce que ces moyens de protection cathodique comportent une anode consommable annulaire ( 76) qui entourel'arbre d'hélice et est placée entre l'hélice et le carter d'engrenage, cette anode soluble annulaire pouvant tourner par rapport audit groupe inférieur. 2, Dispositif de propulsion marine, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un groupe inférieur ( 14) compor- tant un carter d'engrenage ( 18) à intérieur creux présentant à son extrémité arrière une surface circulaire dirigée vers l'intérieur, un arbre d'hélice ( 26) présentant un tronçon qui ressort vers l'arrière du carter d'engrenage, une cage d'arbre d'hélice ( 24) située dans le carter d'engrenage et supportant l'arbre d'hélice avec liberté de rotation, une hélice ( 46) montée sur ledit tronçon arrière de l'arbre d'hélice pour tourner conjointement avec cet arbre, cette hélice présentant un tronçon avant adjacent à ladite extrémité arrière du carter d'engrenage, un coussinet de butée ( 70) porté par l'arbre d'hélice et entrant, avec celui-ci, en contact de transmission 3 Ode poussée vers l'avant et avec l'hélice, en contact de ré- ception de poussée vers l'avant, et des moyens pour assurer la protection cathodique de ladite extrémité arrière ( 20) du car- ter d'engrenage et de ladite cage à palier ( 24) de l'arbre d'hélice, lesdits moyens de protection cathodique comportant une anode consommable annulaire ( 76) qui entoure l'arbre d'hé- lice et est interposée entre le coussinet de butée ( 70) et la cage à palier ( 24) d'arbre d'hélice. 3, Dispositif de propulsion marine selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que l'anode annulaire ( 76) est fixée audit coussinet de butée ( 70). 4 Dispositif de propulsion marine selon la revendication 2, caractérisé en ce que le coussinet de butée ( 70) présente une surface ( 82) regardant vers la cage à palier ( 24) de l'arbre d'hélice ( 26) et en ce que l'anode annulaire ( 76) présente une surface ( 80) fixée à ladite surface ( 82) du coussinet de butée. 5 Dispositif de propulsion marine selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'anode consommable annulaire ( 76) est en zinc. 6 Dispositif de propulsion marine selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que l'arbre d'hélice ( 26) est en acier, en ce que le carter d'engrenage ( 18) et/ou la cage à palier ( 24) d'arbre d'hélice est en aluminium, et en ce que l'anode consommable ( 76) est en un métal à réactivité électro- -motrice supérieure à celle de l'aluminium.