Brevet FR2676260A1 — publié le 19921113

La présente invention concerne les paliers du type autoalignant. L'invention est également applicable à la réalisation de paliers à auto-alignement utilisables pour le guidage d'arbres de commande de pièces ou organes rotatifs susceptibles de subir des contraintes risquant d'entraîner des déformations notamment un flambement de l'arbre dont l'axe réel au niveau des paliers s'écarte de l'axe théorique. Et plus particulièrement, l'invention sera applicable au guidage d'arbre pour la commande et la manoeuvre d'un gouvernail sur un navire et plus spécialement sur un voilier. Les voiliers modernes comportent des gouvernails ou safrans du type suspendu et tels qu'on les représente à titre d'illustration à la Figure 1 ; on voit dans cette Figure que le gouvernail est disposé verticalement sous un prolongement arrière de la coque, l'ensemble de la surface du gouvernail (ou safran) étant ainsi suspendu par son axe de commande ou "mèche de safran". Cet arbre (référence 1 sur la Figure 1) est solidaire à sa base du gouvernail 2 et il est monté à son sommet également solidaire de la barre 3. L'axe du gouvernail (ou mèche de safran dans le langage maritime) est maintenu par deux paliers respectivement supérieur 4 et inférieur 5. I1 a été constaté, notamment sur les bateaux de compétition et plus spécialement sur les multicoques, qu'à grande vitesse le gouvernail a tendance à se bloquer en position ce qui représente évidemment un handicap sérieux pour le barreur et un danger lorsque le voilier vire de bord. Ce défaut se rencontre et se multiplie d'autant que les vitesses, notamment sur les bateaux de compétition et spécialement les multicoques, atteignent des niveaux de plus en plus élevés, le gouvernail étant soumis à des contraintes de plus en plus fortes, de sorte que la pression de l'eau s'exerçant sur le gouvernail se répercute nécessairement sur l'arbre et entraîne le cintrage ou le flambement de ce dernier dont l'axe se départit de la position géométrique théorique en entraînant le coincement des paliers. En outre, la structure du bateau sous la traction du gréement tend à se déformer, cette sollicitation au niveau de la coque étant accrue avec les vitesses plus élevées, d'autant que le souci d'allègement du bâtiment peut conduire à des solutions techniques sacrifiant la rigidité et l'homogénéité de la structure au gain de poids. Le défaut ci-dessus évoqué peut également être lié à une insuffisance de précision dans le positionnement de l'axe aligné avec des tolérances excessives par rapport à la structure générale du bateau. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et permet de mettre en place, dans les voiliers possédant un gouvernail du type suspendu, un arbre de commande et de manoeuvre répondant sans risque de coincement aux manoeuvres du barreur répercutées sans inertie et sans risque de blocage au gouvernail. L'invention fait appel à un nouveau type de palier notamment à auto-alignement simple et peu coûteux, évitant tous les inconvénients de montage et de réglage délicats, ne nécessitant aucun entretien et utilisable sur tous les chantiers sans recourir à une main-d'oeuvre particulièrement qualifiée. A cet effet, l'invention concerne un palier du type à autoalignement constitué d'une part, d'une bague comportant intérieurement un alésage cylindrique pour recevoir l'arbre tournant et le pourtour extérieur de cette bague étant conformé sous la forme d'une couronne ou de sphère, et d'autre part, d'un boitier fixe monté solidaire d'une structure d'appui et comportant intérieurement un logement dont les parois suivent la configuration d'une couronne de sphère correspondant, avec un faible jeu, à la couronne de sphère de ladite bague ainsi apte à être engagée dans ledit logement, le logement ouvrant par deux ouvertures diamétralement opposées permettant le passage de l'arbre soit une première et une seconde ouverture, la première formant un cercle continu, le diamètre du cercle ne permettant pas le passage de la bague, tandis que la seconde ouverture comporte sur son bord circulaire deux encoches diamétralement opposées dont les bords extérieurs en segment de cercle sont inscrits dans un cercle de diamètre correspondant au diamètre équatorial de la bague en couronne sphérique, cette bague étant ainsi apte à pénétrer par engagement libre dans les deux encoches à l'intérieur de son logement récepteur, ladite bague étant présentée dans une position dans laquelle son plan équatorial est sensiblement perpendiculaire au plan de ladite ouverture circulaire, le basculement ultérieur de la bague amenant son plan équatorial dans un plan sensiblement parallèle au plan des ouvertures permettant l'immobilisation de ladite bague dans son logement récepteur, la bague étant alors bloquée du côté de l'ouverture d'entrée par les portions en segment de cercle comprises entre les deux encoches opposées, ces portions en segment de cercle formant butées et s'opposant à l'échappement de la bague depuis son logement. On comprend que l'on réalise ainsi un palier dans lequel la bague intérieure reçoit dans son alésage le passage de l'arbre tandis que la bague en couronne sphérique est susceptible de pivoter en fonction des déformations éventuelles de l'arbre, l'axe directeur de la bague s'écartant de l'axe directeur du boitier, l'engagement sphérique de la bague dans son logement concentrique permettant cette flexibilité. De préférence et selon une forme de réalisation de l'invention, le boitier est réalisé en métal alésé et fraisé notamment en fonte d'aluminium. Et plus spécialement, la bague intérieure est en resine synthétique. Et plus spécialement encore, la bague intérieure est réalisée en résine synthétique dont la paroi sphérique extérieure est obtenue par tournage. Et plus spécialement encore, la bague intérieure est en polyester cristallisé (PETP). L'invention concerne également l'application d'un palier tel que défini précédemment au guidage et au maintien d'un axe de gouvernail (ou mèche de safran) notamment d'un gouvernail du type suspendu sur le prolongement arrière de la coque d'un voilier. Et l'invention concerne un ensemble constitué d'un gouvernail solidaire d'un axe supérieur comportant deux paliers conformes aux caractéristiques ci-dessus et positionnés aux deux extrémités de l'arbre, monté lui-même à l'intérieur d'un tube de protection. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation particulière présentée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés. Dans les Figures La Figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale de la partie arrière d'un voilier dont la coque supporte en position inférieure le gouvernail. La Figure 2 représente une vue en perspective des deux pièces composant le palier selon l'invention, à savoir le boitier extérieur et la bague intérieure. Les Figures 3, 4 et 5 représentent des vues en coupe du boitier selon l'axe longitudinal de ce dernier avec la bague intérieure représentée en perspective dans les trois positions d'introduction, puis de basculement final correspondant à la mise en place de la bague dans son boitier récepteur, la vue en coupe du boitier selon la Figure 3 correspondant à la coupe selon la ligne III-III de la Figure 9. Les Figures 6, 7 et 8 représentent une vue en coupe du boitier et une vue en coupe de la bague intérieure dans trois positions successives d'introduction et de basculement, la Figure 8 représentant la position finale, le boitier étant vu en coupe selon la ligne VI-VI de la Figure 9, la Figure 8 représentant une vue en coupe transversale selon la ligne VIII-VIII de la Figure 10. La Figure 9 représente une vue en élévation frontale du boitier par sa seconde ouverture d'introduction de la bague, la bague étant représentée en coupe transversale. La Figure 10 représente le boitier selon la vue de la Figure 9, après basculement de la bague amenée dans sa position finale correspondant aux positions des Figures 5 et 8. Selon l'ensemble des Figures, on voit que l'invention s'applique, dans le cadre de l'exemple retenu ici à titre d'illustration, au maintien d'un gouvernail 1 suspendu par un arbre de manoeuvre 2 lui-même fixé par les deux paliers supérieur 5 et inférieur 4 et manoeuvré par la barre 3. Chacun des paliers 4 et 5 est constitué selon l'invention respectivement d'un boitier extérieur 6 et d'une bague intérieure 7 représentés notamment en perspective à la Figure 2. Le boitier extérieur 6 est réalisé en métal notamment en aluminium et il est pourvu d'un alésage intérieur de profil sphérique 8 pratiqué dans un corps de forme générale cylindrique et comportant les deux ouvertures de forme générale circulaire et opposées respectivement une première ouverture 9 et une seconde ouverture 10. Cette seconde ouverture permettra l'introduction du second élément composant le palier, à savoir la bague 7. Cette bague est réalisée en résine synthétique d'une dureté appropriée et apte à recevoir un usinage mécanique. Selon une forme de réalisation particulière, la bague est réalisée à partir d'un bloc moulé en polyester cristallisé (PETP)et plus spécialement à partir d'une résine connue sous la marque commerciale ERTALYTE. Cette bague comporte un pourtour extérieur en forme de couronne sphérique li et un alésage intérieur cylindrique 12 pour l'insertion de l'arbre 2. La pénétration et l'engagement de la bague dans son logement 8 au sein du boitier 6 se fait selon les illustrations des Figures 3 et suivantes. A cet effet, tandis que l'ouverture arrière 9 ne permet pas l'engagement de la bague dans le diamètre équatorial et supérieur au diamètre de l'ouverture cylindrique 9, au contraire l'ouverture avant ou seconde ouverture 10 (Figure 3) est prévue pour permettre l'engagement de la bague. A cet effet, cette ouverture ou seconde ouverture comporte sur son pourtour circulaire deux encoches respectivement 13a, 13b concentriques entre elles et dont le diamètre correspond avec un léger jeu au diamètre équatorial de la bague 7, de sorte que, comme on le voit aux Figures 3 et 4, la bague 7 peut être engagée à l'intérieur du boitier à la condition d'être disposée de telle façon que son plan équatorial soit sensiblement perpendiculaire au plan de l'ouverture d'entrée 10, la bague étant engagée alors dans l'espace défini par l'écartement entre les deux encoches 13a, 13b (Figure 2). La bague peut ainsi être engagée jusque dans le fond du logement, comme on le voit à la Figure 4. Après quoi la bague est basculée, comme on le voit selon la Figure 7, de telle façon que son plan équatorial (ligne VX des Figures 6, 7 et 8) vienne se situer dans un plan parallèle au plan de l'ouverture d'entrée 10 soit le plan 15, ainsi qu'on le voit sur la Figure 8. Dans cette position, l'axe 16 constitue l'axe directeur commun aux deux corps de révolution que constituent la bague intérieure 7 et le boitier extérieur 6. On voit que dans ces conditions, et comme représenté à la Figure 9, l'arbre 2 peut subir des flections, déformations et flambements sans gêner pour autant sa rotation à l'intérieur du palier que constitue l'ensemble bague 7 et boitier 6, l'axe de l'arbre, confondu avec celui de la bague, pouvant sans dommage se départir de l'axe directeur du boitier grâce à la configuration sphérique concentrique respectivement de la bague et du boitier. On comprend que l'arbre et le boitier associés étant mis en place, la bague sphérique ne peut plus sortir de son support. On réalise ainsi, selon l'invention, un système global susceptible de conformer un ensemble comportant le gouvernail, l'arbre, les deux paliers insérés dans un tube support ou "tube de jaumière" susceptibles d'être mis en place directement à l'arrière de la coque sans autres précautions que de vérifier l'alignement correct de l'axe de commande du gouvernail avec celui du plan de la quille On peut ainsi réaliser un ensemble susceptible d'être exploité, mis en place et utilisé sans précautions particulières. L'invention ne met en oeuvre en effet que deux pièces complémentaires simples qui, une fois usinées, permettent une coopération permanente sans réglage, ni visserie, sans ajustement, filetage ou clavette, pièces de petites dimensions qui, lors d'une vérification ou d'un démontage, peuvent se perdre, ou risquent de se détériorer. Les pièces mises en oeuvre étant en matériaux échappant à la corrosion, on ne risque pas non plus de perturbation liée à une évolution défavorable des matériaux. Le système permet ainsi d'absorber toutes les déformations tant au niveau de l'arbre ou mèche de safran que de la structure. On évite ainsi tout risque de coincement ou blocage au niveau du gouvernail et on gagne un temps précieux au niveau du montage en chantier en obtenant ainsi un résultat fiable et de qualité constante. REVENDICATIONS 1 - Palier du type à auto-alignement constitué d'une part, d'une bague (7) comportant intérieurement un alésage cylindrique pour recevoir l'arbre tournant (2) et le pourtour extérieur de cette bague étant conformé sous la forme d'une couronne ou de sphère, et d'autre part, d'un boitier fixe (6) monté solidaire d'une structure d'appui et comportant intérieurement un logement dont les parois suivent la configuration d'une couronne de sphère correspondant, avec un faible jeu, à la couronne de sphère de ladite bague ainsi apte à être engagée dans ledit logement, le logement ouvrant par deux ouvertures diamétralement opposées permettant le passage de l'arbre soit une première et une seconde ouverture, la première (9) formant un cercle continu, le diamètre du cercle ne permettant pas le passage de la bague, tandis que la seconde ouverture (10) comporte sur son bord circulaire deux encoches diamétralement opposées (3a, 13b) dont-les bords extérieurs en segment de cercle sont inscrits dans un cercle de diamètre correspondant au diamètre équatorial de la bague en couronne sphérique, cette bague étant ainsi apte à pénétrer par engagement libre dans les deux encoches à l'intérieur de son logement récepteur, ladite bague étant présentée dans une position dans laquelle son plan équatorial est sensiblement perpendiculaire au plan de ladite ouverture circulaire (10), le basculement ultérieur de la bague amenant son plan équatorial dans un plan sensiblement parallèle au plan des ouvertures (9, 10) permettant l'immobilisation de ladite bague dans son logement récepteur, la bague étant alors bloquée du côté de l'ouverture d'entrée par les portions en segment de cercle comprises entre les deux encoches opposées, ces portions en segment de cercle formant butées et s'opposant à l'échap- pement de la bague depuis son logement. 2 - Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boitier (6) est réalisé en métal alésé et fraisé notamment en fonte d'aluminium. 3 - Palier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague intérieure (7) est en résine synthétique. 4 - Palier selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bague intérieure (7) est réalisée en résine synthétique dont la paroi sphérique extérieure est obtenue par tournage 5 - Palier selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la bague intérieure est en polyester cristallisé (PETP). 6 - Application d'un palier, selon l'une des revendications 1 à 5, au guidage et au maintien d'un axe de gouvernail (ou mèche de safran) notamment d'un gouvernail du type suspendu sur le prolongement arrière de la coque d'un voilier. 7 - Ensemble constitué d'un gouvernail solidaire d'un axe supérieur comportant deux paliers conformes aux caractéristiques, conformes à l'une des revendications 1 à 5 cidessus, et positionnés aux deux extrémités de l'arbre, monté lui-même à l'intérieur d'un tube de protection.