Brevet FR2629786A1 — publié le 19891013

La présente invention est relative à un disposi tif concernant un aileron directionnel du genre de ceux qu'on utilise sur une planche à voile, sur un dériveur, sur une planche flottante sans voile dite "planche de surf", ou vEoe sur les flotteurs latéraux d'un bateau à coque trimaran. On sait qu'un engin de ce type, par exemple une planche à voile, comporte à l'arrière au moins un aileron qui se trouve plongé dans l'eau verticalement sous l'arrière de la coque flottante. La plupart du temps, un tel aileron est fixe. La présente invention a pour but de réaliser un aileron perfectionné, notamment pour la planche à voile ou pour le surf, susceptible de faciliter à l'utilisateur la manoeuvre de son engin, tout en réduisant les efforts néces saires pour cela et en offrant des possibilités d'emploi nouvelles. Un aileron perfectionné selon l'invention, disposé sous la coque d'un flotteur, est caractérisé en ce qu'il est solidaire d'un axe vertical dont la partie supérieure est orientale en rotation dans un palier porté par la coque, la partie supérieure de cet axe étant en outre équipée de moyens, d'une part de rappel élastique visant à ramener 1' aileron orientable en position centrale neutre, d'autre part susceptibles d'opposer à cette rotation de l'axe, une rési stance dissymétrique, à savoir lorsque l'axe et l'aileron s'écartent de leur position neutre, une résistance plus faible que la résistance r-encontrée en sens inverse c'est à-dire lorsque, sous l'action des aoyens de rappel élastique, l'axe et l'aileron tendent à revenir vers cette position neutre Suivant une autre caractéristique de l'invention, la partie supérieure de l'axe vertical est solidaire d'un bras radial qui lui est perpendiculaire, et dont l'extrémité balaye une trajectoire en arc de cercle, centrée sur l'axe vertical oscillant de l'aileron, les moyens élastiques étant disposés de part et d'autre de ce bras pour le rappeler vers la position neutre qui est au milieu de la trajectoire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les,aoyens de rappel élastique sont constitués par deux res sorts de compression en arc de cercle, situés chacun d'un coté du bras oscillant. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chacun des deux ressorts en arc de cercle comprend des moyens d'appui dont la position est réglable, ce qui permet à l'utilisateur de modifier le tarage de chacun des ressorts. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'appui réglable sont constitu^* pour chaque ressort, par un logement récepteur situé dans un chariot dont la position fixe est réglable le long de la trajectoire en arc de cercle. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de réglage pour la position de chaque chariot comprennent, sur le côté du'chariot une crémaillêre curviligne, et sur un socle fixe un pignon réglable en rotation, dont la denture engrène sur celle de la crémaillère, tandis que des moyens escamotables permettent dtimmobiliser le pignon à la position de réglage choisie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour le freinage dissymétrique du mouvement oscillatoire de l'axe de l'aileron sont constitués par des garnitures de frottement à dents dissymétriques souples, ces garnitures étant montées à poste fixe avec les dents en contact avec le bras oscillant, qui les déforme en les couchant dans un sens ou dans l'autre lorsqu'il oscille vers la droite ou vers la gauche. Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque garniture a un contour en arc de cercle et, de part et d'autre de la position centrale, elle comporte des dents souples inclinées vers l'extérieur, c'est-à-dir.e dans des directions opposées divergentes. i Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Figure 1 est une vue d'ensemble 'd'une planche à voile équipée d'un dispositif selon l'invention Figure 2 est une vue en perspective avec coupe partielle du dispositif à aileron orientable. Figure 3 est une coupe partielle suivant III III (Figure 2) illustrant les moyens de freinage dissymétrique. Figure 4 est une vue en plan du dispositif de la Figure 2, lorsque le bras commandant l'aileron est dévié vers- vibord. Figure 5 correspond à la Figure 3 lorsque le bras revient vers sa position centrale neutre. Figure 6, est une vue analogue lorsque le bras s'écarte au contraire de sa position centrale neutre. Figure 7 est une coupe suivant VII-VII (Figure 4) montrant un chariot de tarage en position verrouillée. Figure 8 est une coupe analogue lorsque le pignon du chariot est enfoncé, en position de réglage. Figure 9 est une vue analogue à celle de la Figure 4, Fais pour un réglage différent du chariot de tarage bâbord. On a représenté sur les dessins une planche à voile équipée d'un dispositif 1 selon l'invention. Ce dispositif 1 concerne un aileron directionnel 2 à incidence variable. La planche à voile comprend un flotteur ou coque 3, un uAt 4 et une voile 5. La coque 3 est équipée à la manière connue d'une dérive 6. L'ensemble est complété par un arceau eu whishbone 7 également connu. L'aileron 2 est solidaire d'un arbre vertical 8 dont la partie supérieure tourne librement dans les paliers 9 d'un boîtier fixe 10, solidaire de la coque 3. L'étanchéité est assurée par des joints toriques 11 prévus sur 1' arbre tournant 8 au niveau des paliers 9. La partie supérieure de l'arbre 8 est solidaire d'un bras radial 12 qui lui est perpendiculaire et dont le tronçon d'extrémité 13 balaye une trajectoire en arc de cercle 14, entre deux ressorts de compression antagonistes 15 et 16. Au ailieu de cette trajectoire 14 sont prévues pour lès ressorts 15 et 16, des butées 17 correspondant à la position neutre du bras 12 et, par conséquent, de l'aileron orientable 2. A cette position (Figures 1 et 2), 1' aileron 2 est orienté dans l'axe de la coque 3 qui avance ainsi en ligne droite. A l'opposé des butées centrales 17, chaque ressort 15, 16 est en appui dans le logement 47 d'un chariot fixe réglable, référencé respectivement 18, 19. Chacun de ces chariots 18, 19 comporte un profil en arc de cercle et, sur sa face extérieure la plus proche de l'arbre central 8, une denture de crémaillère 20, 21. Chacune de ces dentures engrène sur un pignon 22, 23 dont la face supérieure possède une rainure diamétrale 24 susceptible de re'cevoir llextr6- mité d'un tournevis de réglage 25 (Figure 8). Chaque pignon 22, 23 est creux et il coiffe un ressort de compression 26 qui le rappelle élastiquement vers le haut, contre le bolier 10 qui est découpé à cet endroit selon une ouverture 27 pour l'introduction du tournevis 25 au moment des réglages. Entre deux réglages, chaque ouverture 27 est refermée par un couvercle amovible 28 (Figure 7). Une ancre d'arrêt 29, 30, est prevue pour chaque pignon 22, 23 dans la denture de laquelle elle engrène par ses ergots 31. AInsi, chaque ancre 2Xt 30 immobilise en rotation le pignon correspondant 22, 23 quand celuici est en position de repos sous la poussez de son ressort 26 (Figure 7). Par contre, si l'utilisateur appuye avec le tournevis 25 pour enfoncer vers le bas un pignon tel que 23 (Figure 8), celui-ci s'abaisse d'une hauteur 32 (Figure 8) qui est supérieure à l'épaisseur 33 de l'ancre 30, Ainsi, à cette position basse, la denture du pignon 23 échappe aux ergots d'arrêt 31 de l'ancre 30, mais reste engrenée sur la denture de la crémaillère 21. Ainsi, en tourar:t le tournevis 25, l'opérateur fait tourner le pignon 23 qui déplace le chariot 19 le long de la trajectoire 12, réglant ainsi la poussée de tarage du ressort 16. Une fois parvenu à la valeur souhaitée, il suffit à l'utilisateur d'éloigner le tournevis 25 : le pignon 23 remonte sous la poussée de son ressort 26 et engrène à nouveau sur les ergots d'arrêt 31 de l'ancre 30. Le chariot 19 est alors automatiquement verrouillé à sa nouvelle position (Figure 9). Le bras 12 a préférablement Une section transversale en forme d'as de carreau (Figures 3 , 5 et 6). Il frotte sur les dents souples de deux garnitures fixes en arc de cercle 32 et 33 entre lesquelles il se déplace. Sur la u8*e garniture inférieure 32, de part et d'autre de la position centrale neutre 34 définie par les butées 17, les dents sont inclinées dans des positions opposées divergentes. Ainsi, les dents souples 35 du c8té bâbord 36 sont orientées vers le haut et vers bâbord, alors que les dents souples 37 du c8té tribord 38 sont orientées vers le haut et vers tribord. De même, sur la garniture suprérieure 33, les dents bâbord 39 sont inclinées vers le bas et vers bord, alors que les dents tribord 40 sont inclinées vers le bas et vers tribord. Enfin ces dents 35, 37 et 39, 40 sont décales en quinconce. Ainsi, quand le bras 12 oscille depuis tribord 38 an direction de la position centrale neutre 34 (Figure 5, flèche 41), il retrousse à contre-sens à la fois les dents Supérieures 40 et ks dents inférieures au fur et à mesure qu'il les franchit : son mouvement de retour vers la position centrale 34 est donc freiné énergiquement (sans toutefois que ce freinage puisse s'opposer complètement au souveXent car la poussée de rappel des ressorts 16 ou 15 reste prépondérante). Du fait du décalage en quinconce, le freinage des dents est continu. Par contre, quand le bras 13 oscille en sens inverse (flèche 42, Figure 6), il augmente simplement la courbure naturelle des dents souples 37, 40 qui lui opposent donc une faible résistance, également de façon con tinue. Le fonctionnement est le suivant. En utilisation, le véliplanchiste pousse avec le pied sur la coque 3. Sous l'effet de cette poussée, en fonction du vent et de la direction d'avancement de la planche, l'aileron 2 a tendance à prendre naturellement une orientation. Cela demande un effort de la part du véliplanchiste Quand celui-ci relâche son effort, l'aileron 2 a tendance à revenir vers sa position neutre 34, mais ce mouvement de retour est retardé par les garnitures 32, 33. AInsi, les garnitures laissent facilement se développer les mouvements du bras 12 dans le sens qui conduit à dévier le trajet de la planche (cas de la flèche 42, Figure 6), mais elles les freinent davantage dans le sens inverse (cas de retour, flèche 41, Figure 5). Par ailleurs, plus le vent est fort, plus il sollicite l'aileron directionnel à incidence variable 2. Les ressorts 15, 16 doivent alors être tarés à des valeurs plus importantes : on y parvient comme précédemment décrit, par exemple en amenant les chariots 18, 19, de la position de faible tarage (Figure 4) à une position de plus fort tarage (Figure 9). Enfin, pour compenser le fait que la poussée de chaque ressort 15, 16 diminue quand le bras 12 se rapproche de la position centrale 34, on réaLise les garnitures 32, 33 préférablement avec une largeur 43 plus faible dans la partie centrale proche de la position 34. Bien entendu, on ne quitterait pas le cadre de l'invention en utilisant d'autres moyens équivalents pour régler l'intensité de la réaction élastique rappelant l'aileron pivotant 2. Ainsi, au lieu de modifier le tarage des ressorts 15, 16, on peut modifier transversalement flèche double 44, Figure 2) la position de l'aileron 2 par rapport à l'arbre de pivotement 8. De toute façon l'utilisation du dispositif selon l'invention est particulièrement intéressante quand l'opérateur navigue au près. REVENDICATIONS 1 - Aileron directionnel à incidence variable, disposé sous la coque (3) d'un flotteur, caractérisé en ce qu'il est solidaire d'un arbre vertical (8) dont la partie supérieure est orientable en rotatipn dans un palier (9) porte par la coque (3), la partie supérieure de cet arbre (8) étant en outre équipée de moyens, d'une part de rappel élastique visant à ramener l'aileron orientable (2) en po sition centrale neutre (34) d'autre part susceptibles d' opposer à cette rotation de l'arbre (8) une résistance dis syiétrique, à savoir lorsque l'arbre (8) et l'aileron (2) s'écartent de leur position neutre (34) (flèche (42)), une résistance plus faible que la résistance rencontrée en sens inverse (flèche (41)) c'est-à-dire lorsque sous l'action des moyens de rappel élastique, l'arbre (8) et l'aileron (2) tendent à revenir vers cette position neutre (34). 2 - Aileron directionnel suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la partie supérieure de l'arbre verticale (8) est solidaire d'un bras radial (12) qui lui est perpendiculaire, et dont l'extrémité (13)balaye une trajectoire en-arc de cercle (14) centrée sur l'axe vertical oscillant de l'aileron (2), les moyens élastiques étant disposés de part et d'autre de ce bras (12) pour le rappeler vers la position neutre (34) qui est au milieu de la trajectoirè 3 - Aileron directionnel suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de rappel élastique sont constitués par deux ressorts de compression en arc de cercle (15), (16) situés d' un -c8té du bras oscillant (12). 4 - Aileron directionnel suivant la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des deux ressorts (15), (16) comprend des doyens d'appui dont la position est réglable, ce qui permet à l'utilisateur de modifier le tarage de chacun des ressorts (15), (16). 5 - Aileron directionnel suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'appui réglable sont constitués, pour chaque ressort (15), (16) par un logement récepteur (47) situé dans un chariot (18), (19) dont la position fixe est réglable le long de la trajectoire en arc de cercle (14). 6 - Aileron directionnel suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de réglage pour la position de chaque chariot (18), (19) comprennent, sur le côté du chariot (18), (19), une crémaillère curviligne (20), (21) et sur un socle fixe, un pignon (22), (23) réglable en rotation, dont la denture engrène sur celle de la crémaillère (20), (21) tandis que des moyens escamotables permettent d'immobiliser le pignon (22), (23) à -la position de réglage choisie. 7 - Aileron directionnel suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens pour le freinage dissymétrique du mouvement oscillatoire de l'arbre (8) de l'aileron (2) sont constitués par des garnitures de frottement (32), (33) à dents dissymétriques souples (35), (37), (39), (403, ces garnitures (32), (33) étant montées à poste fixe avec leurs dents en contact avec le bras oscillant (13) qui les déforme en les couchant dans un sens ou dans l'autre lorsqu'il oscille vers la droite ou vers la gauche (flèche (41) (42)). 8 - Aileron directionnel suivant la revendica- tion 7, caractérisé en ce que chaque garniture (32), (33) a un contour en arc de cercle et, de part et d'autre de la position centrale (34) elle comporte des dents souples inclinées vers l'extérieur respectivement (35), (39) et (37), (40), c'est-à-dire dans des directions opposées et divergentes vers l'extérieur. 9 - Aileron directionnel suivant la revendica-- tion 6, caractérisé en ce que chaque pignon (22), (23) est associé par sa denture, aux ergots d'arr8t (31) d'une ancre d'arrêt (29), (30) dont l'épaisseur (33) est inférieure à hauteur (32) dont chaque pignon (22), (23) peut abaisser quand on l'enfonce à l'encontre d'un ressort, de rappel (26) 10 - Aileron directionnel suivant, la, revendication 9, caractérisé en ce que chaque pignon (22), (23) possède à son sommet une rainure diamétrale (24) grâce à l- quelle un tournevis de réglage (25) peut à la fois abaisser le pignon (22), (23) pour le dégager de son ancre (29),(30) et le faire tourner pour modifier le tarage du ressort correspondant (15, (16).