Brevet FR2618406A2 — publié le 19890127

FR 2618406 A2 19890127 FR 8710526 A 19870724 La pressente invention concerne un dispositif qui permet à un navire d'utiliser une helice à pales fixes alors que les conditions d'utilisation imposent l'utilisation d'une hélice à pas variable. tes navires de pêche, les remorqueurs doivent, en effet, être capables de developper à allure lente une traction necessaire à tirer un chalut ou un autre navire. Ils doivent pouvoir se déplacer à une allure aussi rapide que possible, lorsqu'ils se rendent sur leur lieu d'operation Pour permettre à un navire d'atteindre sa vitesse maximum en route libre et de developper une traction maximum à allure lente, I'hélice qui le propulse doit permettre d'utiliser le maximum de la puissance du moteur au régime nominal de celui-ci dans les deux cas. Cette contrainte impose d'avoir recours à une hélice dont le calage des pales est modifié suivant les deux circonstances. Le dispositif d'apres l'invention permet de remédier à ces inconvénients. I1 comprend une tuyère fractionnée en deux segments symétriques par rapport au plan vertical contenant l'axe de l'hélice. Ces deux segments sont indépendants ~ l'un de l'autre. La position de chaque segment est définie dans l'espace par trois articulations. Deux de ces articulations ont leur axe confondu. Ces deux articulations sont mues par deux verins à vis montés dans un cadre métallique rigide. L'autre articulation est liée à l'extrémité d'un bras, dont l'autre extrémité est pourvue d'une articulation liée au navire. Le cadre supportant les deux verins a vis est lui-meme relié au navire par I) deux articulations dont les axes sont confondus, 2) un ou deux vérins hydrauliques de manoeuvre servant à faire tourner le cadre autour de ces dits axes, 3) deux butées pour limiter les déplacements latéraux, 4) deux butées pour empecher les déplacements longitudinaux. Les deux verins à vis sont reliés ensemble au moyen d'une courroie crantée tendue sur deux poulies crantées adaptées à la courroie. Cette disposition imprime aux deux vis des verins un mouvement de rotation synchronisé. Le mouvement de rotation est provoqué par un moteur entrainant par l'intermédiaire d'une roue dentée et d'un pignon la vis du verin correspondant. Le bras écarteur ne reçoit aucun dispositif d'entraînement. Il interdit tout contact du segmentcorrespondant avec l'hélice pendant le processus de changement de position. Lorsque la tuyère est en position basse, l'effort des deux verins de manoeuvre tend à rapprocher les deux segments l'un de l'autreenserrantlacrosse d'étambot ; les deuxsegments se fixent surcelle-ci grâce à des broches qui se logent dans ladite crosse grâce des trous percés dans celle-ci. La même disposition est prise pour la partie supérieure des segments qui viennent au contact d'une plaque verticale, solidaire du navire et située dans le plan de l'axe du navire. Sa fixation est assurée par le même système. Pour passer en position haute, les verins hydrauliques de manoeuvre com menacent par écarter les deux segments de leurs appuis. Ce mouvement de décollement est limité par deux butées. L'effort d'écartement des deux vérins hydrauliques étant maintenu, le moteur d'entraînement de chaque cadre est mis en route jusqu'à mettre les deux segments en position haute. Des bras distributeurs, solidaires des deux segments sont soudés à deux demi-collerettes qui viennent enserrer le tube d'étambot pour améliorer le centrage et le calage de l'ensemble en position basse. Le passage à travers la coque des deux segments constituant la tuyère lors du processus de manoeuvre d'une position à l'autre est obtenu par deux ouvertures ménagées dans le bordé du navire. Ces ouvertures sont masquées par deux panneaux symétriques qui reconstituent la forme de la coque au droit des ouvertures lorsque la manoeuvre de montée ou de descente est achevée. Le mouvement des panneaux est contrôlé au moyen de deux ensembles d'axes pivotant mûs par des moteurs imprimant une rotation autour desdits axes. L'ensemble est enfermé entre deux cloisons transversales, ceci afin d'éviter que le navire ne soit envahi par l'eau pénétrant par l'ouverture. La figure 1 représente le dispositif en position basse suivant une coupe longitudinale. La figure 2 représente le dispositif en position basse suivant une coupe transversale. La figure 3 représente le dispositif d'un côté apres décollage par les verins hydrauliques et de l'autre pendant la remontée par les vérins à vis, suivant une coupe transversale. La figure 4 représente le dispositif en position haute suivant une coupe transversale. La figure 5 représente le système d'entraînement du vérin vis et le dispositif de synchronisation suivant une coupe perpendiculaire au plan du cadre. La figure 6 représente une vue en plan des dispositifs de la figure 5. La figure 7areprésente une coupe par un plan horizontal d'une portion du cadre métallique et d'un vérin à vis. La figure 7b représente une coupe par un plan passant par les axes de rotation des vis des éléments de la figure 7a. La figure 8 représente une vue transversale du dispositif de manoeuvre des volets laissant le passage de la tuyère lors du processus de changement de position ; un volet étant en position ouverte l'autre en position fermée. La figure 9 représente une vue en plan du même dispositif, un volet étant en position ouverte, l'autre en position fermée. Sur la figure I, obtenue par la coupe suivant AB de la figure 2, la tuyere (0) constituée par le segment (1) enveloppe l'hélice (2) dont l'arbre (3) est maintenu par le tube d'étambot (4). La crosse d'étambot (5) supporte le gouvernail (6) et traverse partiellement le contour inférieur (7) du segment (1). Des bras distributeurs (8) sont soudés d'une part sur la partie convergente (9) du segment (1), de l'autre sur le segment collerette (10), enserrant le tube d'étambot (4). Le bras écarteur (11) est lié d'une part à l'articulation (12) solidaire de la coque, d'autre part une autre articulation (13), solidaire du contour inférieur (7) du segment (1). Le mouvement transversal de décollement du segment (1) est obtenu au moyen deux vérins hydrauliques de manoeuvre (14) solidaires d'une part du cadre (15) et des cloisons transversales (16) et (16") de l'autre. Le mouvement de montée du segment (1) est obtenu par les vérins à vis (17) et (17") entraînant les deux articulations (18) et (18"). La rotation des vis (17) est obtenue par un moteur (19) apparaissant sur la figure 2, lequel entrasse une roue dentée (20) solidaire de la vis (17). L'autre vis (17") est entraînée de manière synchrone par la courroie crantée (21) et les poulies (22) et (22"). La ligne 00 représente la ligne de flottaison. Le plan de coupe est le plan vertical V passant par l'axe (3) de l'hélice (2). Sur la figure 2, obtenue suivant la coupe CD de la figure 1, la tuyere, comprenant les deux segments (1) et (1') apparaît en position basse. Les deux segments (1) et (I') sont partiellement entaillés dans leur partie inférieure (7) par la découpe (23) qui permet le passage de la crosse d'étambot (5). La même disposition apparaît sur l'élément de charpente (5'). Chacun des deux segments (1) et (1') comporte plusieurs bras distributeurs (8) et (8') le reliant aux segments collerette (10) et (10'), venant s'encastrer dans le tube d'étambot (4), en position basse comme sur la figure 1. Les deux cadres (15) et (15') peuvent pivoter autour des axes (24) et (24'), mais les vérins hydrauliques de manoeuvre (14) et (14') agissent de telle sorte que les deux segments (1) et (1') sont plaqués l'un contre l'autre. Des cales (25)=et (25') revêtues d'un matériau présentant un bon coefficient de frottement bloquentlles cadres (15) et (15') entre les cloisons (16) et (16') de la figure 1. Les bras écarteurs (11) et (11') sont reliés aux segments (1) et (1') par l'intermédiaire des articulations CT3) et (13') et à la coque par les articulations (12) et (12'). Les volets (52) et (52') SaTTt-fermés. Sur la figure 3 obtenue par coupe suivant le plan CD de la figure 1, apparaitsur la partie droite le segment (1'), après la premiere phase du processus de changement de position. Le sens de poussée du vérin (14') a été inversé, sous cet effet le cadre (15') a tourné autour de (24') jusqu'a venir en butée sur la butée (26'). Le bras écarteur (11') en tournant autour de l'articulation (18') évite que le segment (1') ne vienne en contact avec l'hélice (2) qui peut tourner librement. En même temps, le panneau (52') relié à son axe de rotation (89') par le flasque (93') tourne, laissant un passage libre dans la coque dont l'une des rives latérales (87) apparaît sur la figure 1. Sur la partie gauche de la figure 3, le segment (1) apparaît pendant la seconde phase du processus de changement de position. La vis (17) entraînée par le moteur (19) en faisant tourner le vérin vis (17) a déplacé l'articulation (18) vers le haut. Le vérin (14) continue a plaquer le cadre (15) contre la butée (26). Le bras écarteur (11) positionne le segment (1) de maniere à permettre audit segment de franchir l'ouverture dans la coque limitée par les rives lon- gitudinales (87). Le panneau (52) est maintenu ouvert. Le déplacement des segments (1) et (1') a fait apparaître les broches (27) et (27') qui en position basse s'encastrent dans les trous (28) et (28') pratiqués dans la crosse d'étambot (5) et l'élément de charpente (5'). Sur la figure 4, les deux segments (1) et (1') apparaissent après l'ache- vement de la seconde phase du processus de changement de position. Les vérins hydrauliques de manoeuvre (14) et (14') maintiennent leur effort de traction de telle sorte que les cadres (15) et (15') viennent buter sur (26) et (26'). Les vis (17) et (17') ont remonté les articulations (18) et (18') grâce aux moteurs (19) et (19'). Les bras écarteurs (11) et (11') maintiennent les segments (I) et (1') dans la position voulue. Les volets (52) et (52') sont fermés. Sur la figure 5, obtenue par coupe suivant un plan transversal passant par la vis (17), le moteur (19), rapporté sur le cadre (15), entraîne la vis (17) qui se prolonge par une partie non filetée (31). Ladite partie est solidaire d'une roue dentée (20) et d'une poulie crantée (22). La roue (20) engrène avec un pignon (32) entrainé lui-même par le moteur (19). La poulie crantée (22) reçoit une courroie crantée (21) de manière à ce que la seconde vis (17") apparaissant sur la figure 1, montée sur le cadre (t5) ait un mouvement synchronisé avec la vis (17). La vis (17) déplace par sa mise en rotation l'extrémité de l'articulation (18), laquelle se trouve butée latéralement par le cadre (15). Sur la roue (20) est-ménagé un épaulement (33) qui permet à la roue (20) de prendre appui sur le cadre (15) par l'intermédiaire d'une rondelle (34) confectionnée dans un matériau bon coefficient de frottement comme le nylon. A l'extrémité inférieure de la vis est ménagée une portion d'arbre (35) recevant un boulon de serrage (36) avec dispositif de blocage (37). Une rondelle (38) confectionnée dans un matériau à bon coefficient de frottement permet a la vis (17) de tourner à l'intérieur du cadre (15) aisément. Cette disposition limite le jeu de la vis (17) suivant son axe. Sur la figure 6, le pignon (32) entraîné par le moteur (19), engrène avec la roue dentée (20). Ladite roue entraîne l'extrémité (31) de la vis (17). La poulie crantée(22) transmet également le mouvement du moteur (19) 9 la seconde vis (17") par l'intermédiaire de la courroie crantée (21) et de la poulie (22") clavetée sur l'extrémité (31") de la vis (17"). Sur la figure 7a, la vis (17) traverse l'articulation (18). Ladite articulation est bloquée longitudinalement par le cadre métallique (15). L'articulation (18) est confectionnée en un matériau présentant un bon coefficient de frottement comme le nylon. L'articulation (18") apparaissant sur la figure 1 est reliée a l'articulation (18) par un axe (39) de fort diametre, confectionné dans le même matériau que les articulations (18) et (18"). L'axe (39) est enveloppé par une enveloppe tubulaire métallique (40) solidaire des segments (1) et (1') par le moyen des plaques épaisses (41) et (41') apparaissant sur les figures 1 et 3. Le cadre (15) oscille autour des axes (24) et (24') des figures 1 et 2. Ces axes sont supportés par les cloisons (16), (16") par l'intermédiaire d'un palier (42). L'axe (24) est rendu solidaire du cadre (15) par un ensemble de goussets (43) soudés à l'axe (24) rapportés par vissage sur une doublante (44) soudée au cadre (15). Sur la figure 7b apparaissent les mêmes éléments. La vis (17) traverse l'articulation (18) prolongée par l'axe (39) pivotant à l'intérieur de l'enve- loppe métallique (40). La plaque épaisse (41) apparaît en dessous de l'enveloppe (40). Entre les goussets (43) et le palier (42) est intercalée une rondelle (45) confectionnée en matériau ayant un bon coefficient de frottement comme le nylon. Sur la figure 8 obtenue suivant la coupe DE de la figure 1, les axes (89) et (89') sont entrainés par des roues dentées (90) et (90') engrènant avec les vis sans fin (91) et (91') elles-mêmes solidaires des moteurs rotatifs (92) et (92'). Ces dispositifs sont situés en avant de la cloison transversale avant (16). La cloison transversale arrière (16') ne reçoit que des axes sans entraînement (89) et (89'), comme il apparaît sur la figure 9. Deux cloisons longitudinales (79) et (79') viennent fermer latéralement le compartiment isolé par les cloisons (16) et (16"). Les ,lets (52) et (52') sont reliés aux axes (89) et (89') par des flasques (93) et (93'). L'élément de charpente (5') sert de support aux rives latérales (47) et (47') intérieures de l'ouverture par laquelle les segments (1) et (1') traversent la coque. Sur la figure 9 apperaissent en vue en plan, les ouvertures de passages permettant l'escamotage des segments (1) et (1') à l'intérieur de la coque. Ces deux ouvertures sont délimitées par les rives longitudinales internes (47) et (47') les rives longitudinales externes (87) et (87'), les intersections (46) et (46') de la coque avec les cloisons transversales (16) et (16'). Les deux panneaux (52) et (52') présentent des découpes (98) et (98') permettant aux bras écarteurs (11) et (11')de traverser la coque, ainsi que les parties basses du cadre (15), lorsque la tuyère(0)est en position basse. Les systèmes de manoeuvre des panneaux (52) et (52') apparaissent sur l'avant de la cloison transversale (16). Ils comprennent les axes (89) et (89') les roues dentées (90) et (90'), les vis sans fin (91) et (91') les moteurs (92) et (92'). Sur la cloison arrière (16") seuls sont conservés les axes (89) et (89'). Sur les figures 8 et 9 le panneau (52) est figuré en position ouverte sur la partie gauche, le panneau (52') est représenté en position fermée sur la partie droite. Le contour de la tuyere (0) en position basse est figuré en traits pointillés. Sur les figures 8 et 9 les éléments de liaison entre la tuyère et la coque ne sont pas représentés, en particulier les axes (24), les vérins (14), les butées (25) et (26 > . Le dispositif selon l'invention est particulierement destiné à des navires tels que chalutiers, remorqueurs et, de maniere générale tout navire devant fonctionner à deux allures différentes. impliquant de développer à allure lente une forte poussée, tout en pouvant se déplacer en route libre beaucoup plus rapidement. Ce dispositif évite le recours à une hélice à pas variable et permet de meilleurs rendements. REVENDICATIONS 1) Dispositif selon revendications 1 du Brevet Principal nO 86 01 207 du 29 janvier 1986, caractérisé en ce que la tuyère(O)est constituée de deux segments indépendants (1) et (1') par rapport au plan vertical V, passant par l'axe (3) de l'hélice (2) de part et d'autre de cet axe. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement d'escamotage des segments (1) et (1') est obtenu par un ensemble de vis verin (17) et (17') lié d'une part la coque par l'intermédiaire de cadres rigides (15) et (15') oscillant autour d'axes (24), (24') et d'autre part aux segments (1) et (1') par des articulations (18) et (18'). 3) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les visvérin (17) et (17') sont entraînées par des moteurs rotatifs (19) et (19'). 4) Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les cadres rigides (15) et (15')sont bloqués par des butées (25) et (25') d'une part et d'autre part par des butées (26) et (26'). 5) Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les bras écarteurs (11) et (11') liés par des articulations (12) et (12') d'une part au navire, d'autre part aux segments (1) et (1') par l'intermédiaire des articulations (13) et (13'), guident lesdits segments de manière à éviter tout contact entre les segments (1) et (1') et lthélice (2) lors du processus de changement de position. 6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour chacune des positions haute ou basse des segments (1) et (1 7) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le centrage de la tuyère (0) est assuré en position basse par des segments collerette (10) et (10') enserrant le tube d'étambot, lesdits segments-collerettes étant reliés au convergent (9) de la tuyère (0) par des bras (8) et (8'). 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications. précédentes, caractérisé en ce que deux ouvertures limitées par les rives (46 - 47 - 87 46' - 47' - 87') susceptibles d'être traversées par les segments (1 > et (1') pendant leur déplacement entre leur position haute ou basse, sont obturées par des panneaux (52, 52') qui reconstituent la forme de la coque lorsque la tuyere (0) est en position haute ou basse. 9) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le mouvement des panneaux (52, 52') est obtenu par la rotation d'axes (89, 89') solidaires, par l'intermédiaire de roues dentées et vis sans fin (90, 90', 91, 91'), et de moteurs rotatifs (92, 92'), 10) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédenwes caractérisé en ce qu'un ensemble de cloisons transversales (16, 16") et longitudinales (79, 79') est monté à l'intérieur de la coque, pour empecher l'eau pouvant pénétrer par les ouvertures (52, 52') d'envahir le navire.