Brevet FR2584994A1 — publié le 19870123

La présente invention concerne le domaine technique de l'établissement, du réglage et de l'enroulement-stockage d'une voile de bateau. Une voile de bateau, telle que 1, illustrée par la fig. 1 représentant l'art antérieur, est maintenue par son guindant sur un mât 2 et par sa bordure sur une bôme 3 portée à l'avant sur le mât par une articulation 4 et suspendue à l'arrière à une balan- cine 5 frappée en tête de mât. La bhme 3 est soumise à deux types de sollicitations pouvant être qualifiées de tendances générales verticales. L'une de ces sollicitations, schématisée par les flècehes F1 est dirigée vers le haut et se trouve, sensiblement, répartie de façon uniforme le long de la bôme. Cette sollicitation est due à l'action du vent sur la voile. La seconde, dirigée vers le bas et schématisée par les flèches F2, correspond à la traction compensatrice de hale-bas tendus entre la bôme 3 et le pont. Les efforts dans le sens des flèches F2 sont appliqués à des points d'ancrage 6 qui sont portés par la bôme 3. Le nombre et la position des points d'ancrage 6 permettent de compenser les efforts selon les flèches F1 et d'équi- librer les contraintes de flexion appliquées à la bôme. Pour faciliter la tâche des navigateurs et, notam- ment, rendre plus rapides et moins fatiguantes les manoeuvres d'établissement ou de réduction de la surface de voile en fonction des conditions de navigation, la technique antérieure a proposé de remplacer une bôme, telle que 3 selon la fig. 1, par une bôme en- rouleuse 3a, représentée à la fig. 2. Une telle bôme est associée à un mécanisme 7 d'entraînement en rotation de la bôme 3a qui est ainsi à même d'assurer l'enroulement sur elle-même de toute ou par- tie de la voile 1. Si cette construction procure des avantages certains, en revanche, certains inconvénients sont à porter à son compte. Etant donné que la b6me 3a sert de mandrin d'enrou- lement pour la voile 1, il devient impossible de lui faire porter également les points d'ancrage 6 selon la fig. 1. Dans un tel cas, la ou les forces F2 ne peuvent être appliquées que par un palan d'écoute 9 accroché au collier 8 adapté à l'extrémité de la bôme 3a pour assu- rer sa suspension par l'intermédiaire de la balancine 5. Ceci a, toutefois, deux conséquences importantes. La première est que la b6me 3a n'est plus reliée au pont par des points de réaction intermédiaires entre ses extrémités et subit alors une flexion vers le haut, comme représenté en traits mixtes, sous la sollicitation de la voile 1 dans le sens des flèches F1 (fig. 2). La seconde, qui est certainement plus préjudiciable, est qu'il n'est plus possible de choisir-les positions des points d'écoute et de hale-bas en fonction de l'architecture propre du bateau. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, la tech- nique antérieure préconise d'enfiler sur la b8ne 3a un anneau ou croissant ouvert 10, définissant un diamètre interne supérieur à celui de la bôme seule, pour permettre l'enroulement sur cette der- nière de la voile 1. Un tel croissant ou anneau illustré par la fig. 3 est, généralement, retenu au collier 8 par une liaison souple, éven- tuellement de longueur réglable. Le croissant porte un moyen d'accro- chage d'un hale-bas permettant ainsi d'appliquer à une position in- termédiaire de la bôme, comprise entre ses deux extrémités et dépen- dant du réglage de la liaison souple, un effort de traction F2 dirigé vers le bas, soit adapté à la configuration du bateau, soit correspondant à l'effort de traction vers le haut exercé sur la b8me par la voile 1. Lorsque le hale-bas exerce un effort de traction appliqué au croissant, celui-ci prend appui sur le dessus de la b8me ou sur la voile en partie enroulée, par l'intermédiaire de galets ou de molettes 101 équipant ses extrémités. Cette solution, bien qu'apportant remède aux incon- vinients mentionnés ci-dessus, n'est pas satisfaisante, car le crois- sant relié au palan occupe, par rapport à la bnôme, une orientation angulaire imposée par la direction de traction F2 exercée par le hale-bas. Dans de nombreux cas donc, la voile I passant à travers l'ouverture de l'anneau ou du croissant subit une inflexion sur l'un des galets qui la marque et la détériore rapidement, comme cela appa- rait à la fig. 3. Cette figure montre que les deux molettes ou galets 101 ont aussi, dans tous les cas, un effet de poinçonnage sur la partie de voile partiellement enroulée, laquelle subit très rapi- dement des détériorations d'autant plus préjudiciables que la naviga- tion s'effectue par gros temps. Il peut être considéré que la technique antérieure propose encore une autre solution, telle que celle faisant l'objet de la demande de brevet déposée en FRANCE sous le ne 81 20 274. Bien que l'objet de cette demande de brevet soit dirigé vers un dispositif enrouleur et emmagasineur de voile, adapté sur une bôme, il faut noter qu'il divulgue un fourreau en matière d6formable, entourant la bôme sur sensiblement toute sa longueur, délimitant une fente à bords parallèles pour le passage de la voile et contenant intérieurement un lest en forme de poutre, uniquement rattaché à l'arrière sur le collier de balancine. Dans cette structure, des trous sont prévus dans le fourreau en matière déformable pour permettre le passage des points d'ancrage fixés sur le lest en forme de poutre. Des hale-bas peuvent être fixés sur de tels ancrages, de manière que l'effort de traction, dirigé vers le bas et appliqué au lest en forme de poutre, soit réparti sur le fourreau en matière déformable chargé de transmettre cet effort à des lames ou lattes bordant la fente du fourreau et qui répercutent cet effort à la bôme en s'appuyant sur le dessus de cette dernière. Dans cette structure, le lest en forme de poutre ne représente pas un organe fonctionnellement résistant, puisqu'il constitue un organe de répartition de l'effort exercé par les points d'ancrage sur le fourreau qui le retransmet en le répartissant plus uniformément sur les lames ou lattes limitant la fente de passage de voile. Cette proposition constructive peut être considérée comme répondant au problème posé, mais ceci à la condition d'équiper la b8me enrouleuse avec le dispositif enrouleur et emmagasineur objet de cette demande française. En d'autres termes, la technique antérieure ne fournit aucune solution pour régler le problème posé, à partir du moment o il est souhaité pouvoir appliquer et répartir des forces de traction dirigées vers le bas sur une b6me enrouleuse traditionnelle. La présente invention vise à résoudre le problème ainsi posé, en proposant une b8me enrouleuse composite, constituée de manière à pouvoir assumer la fonction de b8me enrouleuse tradition- nelle, tout en offrant la possibilité de permettre le choix des points d'ancrage sur les palans de hale-bas en fonction de l'architecture du bateau. Compte tenu de ce que la flèche prise par une poutre est proportionnelle à la charge appliquée mais aussi au cube de sa longueur, on comprend qu'il existe pour chaque type de poutre une limite de longueur à ne pas dépasser. Un autre objet de l'invention est de proposer des moyens simples à mettre en oeuvre pour multiplier par deux, voire par trois la limite de longueur de la b8me enrouleuse composite. Pour atteindre les buts ci-dessus, la b6me enrou- leuse composite, conforme à l'invention comprend, en outre, une poutre en caisson tubulaire, de section droite transversale constante et po- lygonalechoisie de façon à conserver un moment d'inertie transversal qui n'est pas inférieur à 1/6 du moment d'inertie vertical et suspen- due par ses deux extrémités pour s'étendre à distance et sous la bôme enrouleuse, ladite poutre en caisson comportant, en saillie sur sa face longitudinale inférieure, au moins un point d'ancrage pour un organe de traction. Diverses autres caractéristiques et avantages res- sortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexes qui montrent, à titres d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. Les fig. I à 3 sont deux élévations et une coupe schématique illustrant des structures selon l'art antérieur. La fig. 4 est une élévation latérale, à plus grande échelle, d'une bôme enrouleuse composite conforme à l'invention. La fig. 5 est une vue transversale, partie en coupe, prise à plus grande échelle sensiblement selon la ligne V-V de la fig.4. La fig. 6 est une élévation partielle illustrant une variante de réalisation de l'un des éléments constitutifs de la b8me enrouleuse composite. La fig. 7 est une coupe-élévation montrant, à plus grande échelle, un autre détail de réalisation de la b8me enrouleuse composite. La fig. 8 est une coupe transversale prise, à plus grande échelle, selon la ligne VIII-VIII de la fig. 4. La fig. 9 est une coupe transversale analogue à la fig. 8 mais montrant, à plus petite échelle, une variante de réali- sation. La fig. 10 est une élévation, analogue à la fig. 4, mais illustrant un développement de l'invention. La fig. Il est une coupe transversale prise, sensi- blement, selon la ligne XI-XI de la fig. 10. La fig. 12 est une coupe transversale prise, à plus grande échelle, selon la ligne XII-XII de la fig. 11. Les fig. 13 et 14 sont des vues schématiques repré- sentant deux phases particulières de mise en oeuvre de la réalisation de l'objet de l'invention selon la fig. 10. La fig. 15 est un diagramme illustrant certains avantages de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. Les fig. 16 et 17 sont des vues transversales sché- matiques, analogues aux fig. 13 et 14 montrant par comparaison deux autres états particuliers de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. La fig. 18 est une vue de dessus schématique illus- trant une variante de réalisation de l'un des éléments constitutifs de l'objet de l'invention. La fig. 4 montre une b6me enrouleuse 3a montée, comme rappelé par l'art antérieur illustré par la fig. 2, sur un mât 2 par son extrémité avant, au moyen d'un cardan 4 associé à un mécanisme 7 d'entraînement en rotation. La bôme 3a est portée, à son extrémité arrière, par un palier du collier 8 suspendu à la balan- cine 5. La b6me 3a est mise en oeuvre pour l'établissement, le réglage et l'enroulement d'une voile I représentée dans son état entièrement roulé, faisant apparaître un enroulement hélicolde formé par la chute Il de la voile 1. La b8me enrouleuse composite selon l'invention com- prend, outre la b8me 3a décrite ci-dessus, une poutre 12 en caisson tubulaire qui est suspendue par ses deux extrémités. La poutre 12 s'étend à distance et sous la bâme enrouleuse 3a en réservant, par rapport à cette dernière, un intervalle 13 suffisant pour permettre l'enroulement complet de la voile I sur la b8me 3a. La suspension de la poutre 12 est assurée à l'avant, par exemple, au moyen d'un étrier 14 (fig. 5) qui est monté dans une gorge 15 présentée par le demi-arbre de cardan ou de vit-de-mulet. L'étrier 14 est associé à une platine 16 à travers laquelle passe un organe de fixation 17 coopérant avec l'extrémité correspondante de la poutre 12. Une variante de réalisation est illustrée par la fig. 6 selon laquelle la suspension de l'extrémité avant de la poutre 12 est assurée par un anneau ou une manille 18 engagé dans deux oeils 19 et 20, respectivement portés par le mât 2 et par l'extrémité cor- respondante de la poutre 12. La poutre en caisson tubulaire 12 est suspendue, par son extrémité arrière (fig. 7) sur le collier 8 qui comprend un pro- longement 20 s'étendant vers le bas, traversé par un organe de fixa- tion 21 engagé dans l'extrémité correspondante de la poutre 12. Les moyens de suspension décrits ci-dessus permet- tent de maintenir la poutre 12 sous la bôme 3, quelle que soit la position occupée par cette dernière, tant dans le plan vertical qu'en déport horizontal. La poutre 12 doit posséder un moment d'inertie suffisant pour qu'elle puisse supporter, sans flèche excessive les efforts de traction F2 exercés par les hale-bas. Pour atteindre ce résultat tout en limitant et son poids et son encombrement vertical, la poutre 12 est réalisée selon l'invention pour que sa section droite transversale soit définie (fig. 8) par deux trapèzes accolés par leurs grandes bases fictives et possède ainsi deux bases épaisses 22 et 23 reliées par deux parois latérales minces 24. Cette forme a été choisie pour disposer d'un moment d'inertie vertical Iv maximal tout en conservant un moment d'inertie transversal It suffisant pour éviter le vrillage de la poutre solli- citée par des forces qui en pratique ne sont pas toujours orientées dans le même plan en raison du roulis, du tangage, des rafales, des embardées, etc.. Selon l'invention, le moment transversal est choisi pour ne pas être inférieur à 1/6 du moment vertical et, de façon pré- Iv férée, le rapportI est choisi égal à 3,5. Selon l'invention, la poutre 12 comporte avantageu- sement aussi une moulure interne 25 saillant à partir de la face in- terne de la base épaisse inférieure 23 et s'étend, après suspension sous la bôme 3ade façon que sa base épaisse 22 soit située face et sensiblement parallèlement à la bôme. Cette moulure 25 permet le perçage facile ainsi que le taraudage de trous 26 de direction trans- versale pour le montage d'oeils 27 de traction. La poutre 12 peut aussi comporter une moulure 28 saillant à partir de la face interne de la base épaisse supérieure 22. Cette moulure 28 peut présenter un canal longitudinal 29 aux extré- mités duquel il est facile d'exécuter des taraudages pour le montage des organes 17 et 21 alors constitués par des vis comme représentées aux fig. 7 et 8. Selon une autre forme de réalisation, la poutre 12 présente une base 22 dépourvue de la moulure 28. Dans un tel cas, la suspension de la poutre peut être assurée en prévoyant à chaque ex- trémité un bouchon 30 comportant une moulure interne 30a pour l'exé- cution des taraudages de réception des vis 17 et 21 (fig. 9). On sait que, pour une charge déterminée, la flèche d'une poutre est proportionnelle au cube de sa longueur. La poutre 12, de section constante, connaît donc une limite d'utilisation. Pour étendre ce domaine d'utilisation, un développement de l'invention, illustré par les fig. 10 et 11, consiste à pratiquer, dans les parois latérales 24, des fenêtres 33 occupant un plan transversal médian perpendiculaire à l'axe de la poutre 12. Les fenêtres 33 sont pra- tiquées pour permettre l'engagement libre d'un anneau ouvert 34 pouvant être enfilé sur la b8me 3a en réservant avec cette dernière un intervalle 35 compatible avec l'épaisseur maximale d'enroulement complet de la voile 1. L'anneau 34 est réalisé de façon, qu'en l'absence de contrainte appliquée à la bôme 3a et à la poutre 12, il soit placé de façon sensiblement coaxiale à la b8me, sans avoir de contact local avec la périphérie de cette dernière. L'anneau 34 peut être réalisé de plusieurs façons différentes, en forme de croissant, à partir d'une pièce tubulaire ou, encore, d'un profilé, par exemple en "1", comme illustré par la fig. 12. Dans un tel cas, l'âme 36 relie deux ailes 37 qui s'étendent sensiblement parallèlement à la périphérie de la bôme enrouleuse 3a. Les parties terminales de l'anneau 34 délimitent entre elles une fente 38 et sont munies de deux patins amovibles 39 dont la fonction apparaît dans ce qui suit. L'adaptation de l'anneau 34 à travers les fenêtres 33 est complétée par l'interposition d'un organe élastique 40 placé sous tension de traction entre l'anneau 34 et la poutre 12. L'organe élas- tique 40 sollicite l'anneau dans le sens de la flèche fl (fig. 11), en déplacement angulaire relatif, pour amener la fente 38 en aligne- ment avec un plan tangent à la b8me 3a sensiblement vertical. Cette position stable de référence est, par exemple, déterminée par une butée 41 portée par l'anneau 34 pour coopérer avec la face latérale correspondante 24 de la poutre 12. Pour faciliter le glissement dans les fenêtres 33, l'anneau 34 est, de préférence, garni d'un revêtement d'une matière à faible coefficient de frottement, telle que polyamide, époxy, polytétrafluoroéthylène. Dans la position d'enroulement sensiblement maximal de la voile I sur la bôme 3a, tel que représenté par la fig. 10, l'anneau 34 occupe la position selon la fig. 11, sans contact péri- phérique avec la bôme et la voile, étant donné qu'aucune contrainte de traction vers le haut n'est imposée à la b8me 3a et qu'aucune contrainte de traction vers le bas n'est appliquée à la poutre 12. Lorsqu'il convient de dérouler la voile 1, le méca- nisme 7 est commandé pour faire tourner la bôme 3a dans le sens de la flèche f2. La partie de la chute Il progressivement déroulée se déplace dans le sens de la flèche f3, à. partir de la position selon la fig. Il et peut s'engager librement dans la fente 38 qui occupe, par l'action du ressort 40, le plan tangent correspondant. La voile peut ainsi être facilement déroulée ou enroulée, sans risque de coincement ou de déchirure. Le rôle de l'anneau fendu 34 est facile à comprendre à partir des fig. 13 à 15. Lorsque pour naviguer une traction F est appliquée en divers points de la poutre 12, celle-ci prend, à partir d'une posi- tion neutre selon la fig. 13, une flèche A proportionnelle à F ainsi que cela est montré par la courbe selon la fig. 15. Cette flèche croît jusqu'à ce que l'anneau 34 vienne s'appuyer sur la bôme enrouleuse comme illustré par la fig. 14, ce qui correspond à un effort de trac- tion T! sur la fig. 15. A partir de ce degré de flexion, la bôme 3a et la poutre 12, solidarisées par l'anneau 34 en leur milieu, forment une poutre composée et fléchissent ensemble en raison inverse du moment d'inertie total qui se trouve plus que doublé. Le fléchissement de l'ensemble est considérablement ralenti, ce qui correspond, selon la fig. 15, aux parties B, C et D de la courbe en relation avec des efforts T2, T3 et T4. Ce ralentissement est même beaucoup plus fort que la fig. 15 ne le fait apparaître, car sous charge croissante, le fléchissement de la bôme 3a eei'la poutre 12 se font dans des sens opposés qui se compensent pratiquement. La liaison structurelle entre la poutre 12 et la bôme 3a s'établit par l'intermédiaire de l'anneau et, plus particu- lièrement, de l'un au moins des patins 39 qui permet de répartir la pression d'application et d'éviter ainsi la détérioration de la voile, encore éventuellement partiellement roulée. Les fig. 13 et 14 illustrent un cas d'utilisation correspondant à un déroulement complet de la voile. Dans un tel cas, la voile occupe, normalement, le plan médian vertical de la bôme à la sortie de la gorge de cette dernière et, par conséquent, sollicite l'anneau 34 en pivotement angulaire contre l'organe élastique 40 pour maintenir la fente 38 dans le plan de la voile 1. Les fig. 16 et 17 représentent un même cas d'utili- sation avec la voile I partiellement roulée sur la bSme et l'anneau 34 placé dans sa position stable par l'action du ressort 40. La fig. 18 illustre une variante de réalisation selon laquelle l'anneau 34 est monté libre de pivoter angulairement par rapport à la poutre 12, sans être relié à cette dernière par l'organe élastique 40. Dans un tel cas, pour que la chute de voile puisse s'engager automatiquement à l'intérieur de la fente 38 lors du déroulement, il est prévu de faire porter à l'un des patins 39 une rampe d'engagement 42, en forme de segment hélicoide, s'étendant vers l'avant sur une longueur axiale supérieure au pas d'enroulement héli- coidal de la chute 11. La rampe 42 est portée par le patin 39 qui est le premier rencontré par la voile I selon le sens d'enroulement imposé à la bôme 3a par le mécanisme 7. L'anneau 34 comporte alors deux butées 41, 41a (fig. 1I)limitant l'amplitude de déplacement angulaire par rapport à la poutre 12. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. Il REVENDICATIONS 1 - Bôme enrouleuse composite pour voile de bateau, du type comprenant une bôme enrouleuse traditionnelle (3a) montée à l'avant sur un mât (2) par un cardan (4) associé à un mécanisme (7) d'entraî- nement en rotation et portée à l'arrière dans le palier d'un collier (8) suspendu à une balancine (5) frappée en tête du mât, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, une poutre (12) en caisson tubulaire, de section droite transversale constante et polygonale choisie de façon à conserver un moment d'inertie trans- versal qui n'est pas inférieur à 1/6 du moment d'inertie vertical, suspendue par ses deux extrémités pour s'étendre à distance et sous la bôme enrouleuse et comportant, en saillie sur sa face longitudinale inférieure, au moins un point d'ancrage (27) pour un organe de traction (9). 2 - Bôme enrouleuse composite selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce qu'elle comprend une poutre (12) en caisson tubu- laire suspendue par son extrémité arrière sur le collier (8) et par son extrémité avant sur l'arbre de demi-cardan (4) porté par la bôme-enrouleuse. 3 - Bôme enrouleuse composite selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce qu'elle comprend une poutre (12) en caisson tubu- laire suspendue par son extrémité arrière sur le collier (8) et par son extrémité avant sur une articulation (18) portée par le mât. 4- Bôme enrouleuse composite selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la poutre en caisson tubulaire présente une section droite transversale en forme de deux trapèzes accolés par leurs grandes bases fictives et comporte - deux parois épaisses (22, 23) parallèles corres- pondant aux petites bases des deux trapèzes - et deux parois latérales minces (24) reliant les parois épaisses, ladite poutre étant suspendue pour que l'une des parois épaisse soit placée à distance sensiblement parallèlement sous la bôme. 5 - Bôme enrouleuse composite selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que la paroi épaisse (23) inférieure comporte à par- tir de sa surface interne, une moulure longitudinale saillante (25) servant au vissage d'oeils de traction (27). 6 - Bôme enrouleuse composite selon la revendication 4, caractérisée en ce que la paroi épaisse supérieure (22) comporte sur sa face interne une moulure (28) présentant un évidement (29) longi- tudinal recevant des organes de fixation (17, 21) de moyens de sus- pension des parties terminales de la poutre. 7 - Bôme enrouleuse composite selon la revendication 4, caractérisée en ce que la poutre (12) est suspendue par l'intermé- diaire de bouchons extrêmes (30). 8 - Bôme enrouleuse composite selon l'une des revendications I à 4, caractérisée en ce que la poutre (12) en caisson présente, dans ses parois minces (24),deux fenêtres (33) alignées selon un plan transversal à l'axe de la poutre et traversées librement par un anneau ouvert (34) entourant coaxialement la bôme en délimitant, avec cette dernière et en l'absence de charge de flexion appliquée à la poutre en caisson et/ou à la bôme, un intervalle annulaire au moins égal à l'épaisseur locale d'enroulement complet de la voile sur la bôme. 9 - Bôme enrouleuse composite selon la revendication 8, ca- ractérisée en ce que les parties terminales de l'anneau ouvert (34) sont munies de patins (39) d'appui sur la bôme. - Bôme enrouleuse composite selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que l'anneau (34) est relié à la poutre en caisson par un organe élastique (40) sollicitant ledit anneau en déplacement angulaire dans le sens pour lequel la fente (38) qu'il présente est amenée sensiblement en alignement avec un plan tangeant à la bômne enrouleuse dans une position stable déterminée par une butée portée par l'anneau pour coopérer avec la poutre. Il - Bôme enrouleuse composite selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que l'anneau (34) comporte: - deux butées (41 et 41a) limitant l'amplitude de déplacement angulaire de l'anneau (34) et déter- minant deux positions stables dans lesquelles la fente de l'anneau est en alignement, soit avec un plan vertical passant par l'axe de la bôme, soit avec un plan tangent à cette bôme, - et une rampe (42) d'engagement et de guidage en direction de la fente qu'il présente, cette rampe s'étendant axialement sur une longueur supérieure au pas d'enroulement hélicolde de la chute (11) de voile sur la b8me.