Brevet FR2725953A1 — publié le 19960426

L'invention concerne un dispositif pour navires indépendant de la commande principale, utilisable comme organe de manoeuvre actif dans lequel des pales oblongues sont montées à rotation excentriquement sur un corps de roue horizontal monté à rotation autour de son centre autour d'un axe vertical de telle sorte qu'en cours d'utilisation, les pales lors de la rotation du corps de roue exécutent par l'intermédiaire d'un système de transmission de forces un mouvement provoquant une poussée vers l'avant. Au moyen de dispositifs de ce type, qui sont connus par la demande de brevet allemand 19 41 652, on peut certes manoeuvrer des navires dans des directions au choix, cependant l'hélice de Voith-Schneider qui y est prévue ne peut pas être utilisée comme gouvernail passif économisant l'énergie à la vitesse de croisière. La raison en est la cinématique de l'hélice de Voith-Schneider et le nombre de pales de celle-ci qui ne permettent pas d'orientation à faible résistance des pales dans la direction longitudinale du navire et, respectivement sous un angle de gouvernail requis. Au moyen de l'hélice de Voith-Schneider, il n'est pas possible sans amenée active d'énergie de réaliser un angle de route requis du navire. L'invention cherche à surmonter ces inconvénients et à développer par conséquent un dispositif du type générique de façon que par une dépense de construction et de montage comparativement réduite, on puisse obtenir sélectivement une action de gouvernail passive de faible résistance lors de la vitesse de croisière ou bien, notamment à des vitesses réduites du navire une poussée élevée orientable sélectivement par suite du mouvement actif des pales. Cet objet est atteint selon l'invention par la modification du type de construction précité de façon que le dispositif pour navires utilisable sélectivement comme gouvernail passif ou comme organe de manoeuvre actif o une seule ou plusieurs pales oblongues sont montées à rotation excentriquement sur un corps de roue horizontal, pouvant tourner autour de son centre, autour d'un axe vertical de 2 2725953 telle sorte et dans lequel le corps de roue et une seule pale peuvent être entraînés par un pignon planétaire ou bien plusieurs pales séparément par plusieurs pignons planétaires, que lors de l'utilisation comme gouvernail de navire passif, le corps de roue est retenu et la ou les pales, en partant d'un ou de plusieurs dispositifs de commande sont orientés par un engrenage constitué d'un arbre central ou de plusieurs arbres centraux, d'un pignon planétaire ou de plusieurs pignons planétaires, d'une roue intermédiaire ou de plusieurs roues intermédiaires et d'une roue reliée à la pale ou de plusieurs roues reliées aux pales en direction de l'axe longitudinal du navire et que de même les débattements nécessaires de gouvernail sont transmis à la pale ou aux pales, que lors de l'utilisation comme organe de manoeuvre actif, l'arbre central ou les arbres centraux et par conséquent le pignon planétaire ou les pignons planétaires sont orientés en fonction de la direction de poussée recherchée qui est variable sur 360 et qu'ensuite, le pignon planétaire ou les pignons planétaires étant fixes dans une direction de poussée, le corps de roue tourne de telle sorte qu'à la suite de l'action de l'engrenage planétaire, la pale ou les pales exécutent un mouvement relativement à l'eau environnante pendant lequel est produite une force de poussée orientée conformément à la position du pignon planétaire ou des pignons planétaires. L'utilisation d'un engrenage planétaire permet d'une part les débattements requis du gouvernail en utilisant passivement le dispositif et provoque d'autre part, lors d'une utilisation active du dispositif par l'engrenage planétaire lors de la rotation du corps de roue, un afflux sur la pale qui provoque une forte poussée dirigée. Par le brevet allemand 838 865 et le brevet US 082 423 il est certes connu d'utiliser des engrenages planétaires comme moyens de transmission de forces qui sont équipés d'un pignon planétaire central, de roues intermédiaires engrenant avec celui-ci et de roues planétaires engrenant avec ces dernières et portant des organes d'entraînement. Cependant, les organes d'entraînement 3 2725953 ne peuvent pas pivoter autour d'axes verticaux de sorte que de tels entraînements doivent être considérés comme étant des entraînements à aubes d'un type de construction classique, et les aubes ne sont pas déplaçables ou réglables indépendamment les unes des autres. Ils ne possèdent pas de caractéristiques de manoeuvre particulières. Selon une autre caractéristique de l'invention, le réglage de la pale ou des pales a lieu par un engrenage qui est constitué de pignons planétaires, de roues planétaires, de plusieurs roues intermédiaires et de chaînes et, respectivement de courroies dentées. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la pale ou les pales sont équipées d'un profil d'écoulement symétrique relativement à son axe longitudinal. L'invention concerne également un agencement qui est caractérisé par un ou deux dispositifs installés dans la zone de proue et/ou de poupe du navire. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: - la figure 1 représente la position de la pale lorsqu'on utilise le dispositif conforme à l'invention comme gouvernail passif, - les figures 2a à 2d représentent respectivement des positions différentes d'une pale lors de l'utilisation du dispositif comme organe de manoeuvre actif, la figure 2a lors d'une poussée vers l'avant, la figure 2b lors d'une poussée vers l'arrière et les figures 2c et 2d lors d'une poussée transversale, - la figure 3a représente l'agencement lorsqu'on utilise plusieurs pales pouvant être déplacées et, respectivement réglées séparément, 4 2725953 - la figure 3b représente la position ou l'orientation lorsqu'on utilise plusieurs pales ainsi que l'utilisation du dispositif conforme à l'invention comme gouvernail passif. La référence numérique 1 désigne un dispositif qui fonctionne indépendamment du dispositif d'entraînement principal non représenté du navire et qui comporte un corps de roue 2 disposé horizontalement au voisinage du fond de navire non représenté, une seule pale 3 verticalement en saillie vers le bas depuis le corps de roue ou bien plusieurs pales 3a et 3b verticalement en saillie vers le bas depuis le corps de roue, un engrenage de roues dentées pour modifier la position de la ou des pales et un dispositif d'entraînement non représenté pour le corps de roue 2. Le corps de roue 2 est logé de façon rotative autour de son point central par rapport au fond du navire et porte excentriquement la pale 3 ou bien les pales 3a et 3b qui sont montées à rotation autour de leur axe longitudinal central dans le corps de roue 2 et qui sont équipées d'un profil d'écoulement symétrique. L'engrenage à roues dentées est réalisé sous forme d'engrenage planétaire dont le pignon planétaire 4 se trouve sur un arbre central vertical 4' traversant le corps de roue au milieu ou bien dont les pignons planétaires 4a et 4b se trouvent sur plusieurs arbres centraux verticaux 4a' et 4b' traversant le corps de roue au milieu et dont la roue planétaire 5 est reliée à l'axe de rotation 3' de la pale 3 ou bien cont les roues planétaires 5a et 5b sont reliées aux axes de rotation 3a' et 3b' des pales 3a et 3b, et entre le pignon planétaire 4 ou les pignons planétaires 4a et 4b et la roue planétaire 5 ou les roues planétaires 5a et 5b il est placé une roue intermédiaire 6 ou bien des roues intermédiaires 6a et 6b engrenant avec les deux roues, montées à rotation dans le corps de roue 2. A l'état de fonctionnement représenté sur la figure 1, le corps de roue 2 est bloqué dans une position telle que l'axe longitudinal du gouvernail 3, dans le cas d'une position zéro, s'étend parallèlement à l'axe longitudinal A 2725953 du navire, et dans le cas de débattements de gouvernail à des angles correspondants relativement à celui-ci. Ici, les débattements de gouvernail sont transférés par une unité de commande non représentée par l'arbre central 4', le pignon planétaire 4 et de celui-ci par la roue intermédiaire 6 sur la roue planétaire 5 et par conséquent à la pale 3. Dans les états de fonctionnement représentés sur les figures 2a à 2d, la pale individuelle 3 agit respectivement commme organe de manoeuvre actif, c'est-à-dire elle produit lors de sa rotation avec le corps de roue 2 et le mouvement simultané autour de son axe de rotation 3' une poussée dont la direction résulte de la position du pignon planétaire 4 et qui est variable sur 360 . Pour présenter clairement le caractère de cette partie de l'objet de l'invention, on a représenté sur les figures 2a à 2d respectivement trois positions de la pale 3 pendant son mouvement circulaire. La force de poussée est produite par suite des forces portantes et de résistance agissant à la pale. La figure 3a décrit le montage lorsqu'on utilise plusieurs pales. Au moyen des arbres centraux 4a' et 4b', il est possible de procéder à une orientation sélective des pales 3a et 3b. Lors de la rotation du corps de roue 2 et de l'accouplement des arbres centraux 4a' et 4b', les pales 3a et 3b agissent comme organes de manoeuvre actifs et produisent du fait du mouvement simultané autour de leurs axes de rotation 3a' et 3b' une poussée dont la direction résulte de la position des pignons planétaires 4a et 4b orientés et accouplés et qui est variable sur 360 . Dans l'état de fonctionnement représenté sur la figure 3b comme gouvernail passif avec plusieurs aubes, le corps de roue 2 est bloqué dans une position et les pales 3a et 3b sont orientées par les arbres centraux 4a' et 4b' de façon que les axes longitudinaux des pales de gouvernail, lors de la position zéro, s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal A du navire. Les débattements de gouvernail sont 6 2725953 transférés par une ou plusieurs unités de commande non représentées par les arbres centraux accouplés ou désacouplés 4a' et 4b', les pignons planétaires 4a et 4b et de ceux-ci par les roues intermédiaires 6a et 6b aux roues planétaires 5a et 5b et par conséquent aux aubes 3a et 3b. REVENDICATIONS 1. Dlspositif pour navires indépendant de la commande principale, utilisable comme organe de manoeuvre actif, dans lequel des pales oblongues sont montées & rotation excentriquement sur un corps de roue horizontal pouvant tourner autour de son centre, autour d'un axe vertical, o en cours d'utilisation, les pales, lors de la rotation du corps de roue, exécutent par l'intermédiaire d'un système de transmission de forces un mouvement provoquant une poussée vers l'avant, caractérisé en ce quo le dispositif est adapté pour être utilisé dans des navires sélectlvement comme gouvernail passif ou comme organe de manoeuvre actif dans lequel une seule ou plusieurs pales oblongues sont montées & rotation excentriquement sur un corps de roue horizontal pouvant tourner autour de son centre, autour d'un axe vertical, et dans lequel le corps de roue et une seule pale, par un pignon planétaire, ou bien plusieurs pales peuvent être entraînées séparément par plusieurs pignons planétaires, de façon que lors de l'utilisation comme gouvernail de navire passif, le corps de roue (2) est retenu et la ou les pales, & partir d'une ou de plusieurs unités de commando, peuvent âtre entran6ées par un engrenage, constitué d'un arbre central (4') ou de plusieurs arbres centraux (4a', 4b'), d'un pignon planétaire (4) ou bien de plusieurs pignons planétalres (4a, 4b), d'une roue intermédiaire (6) ou de plusieurs roues intermédiaires (6a, 6b) et d'une rouo (5) reliée & la pale ou de plusieurs roues (5a, 5b) 'reliées aux pales dans la diroation do 1'axe longitudinal du navire et quo loe débattements requis du gouvernail sont transmis & la pale (3) ou aux pales (3a, 3b), en ce que lors de l'utilisation comme organe de manoeuvre actif, l'arbre central (4') ou les arbres centraux (4a', 4b') et par conséquent le pignon planétaire (4) ou les pignons planétaires (4a, 4b) sont orientés dans la direction de poussée recherchée qui peut varier sur 360 et qu'ensuite, le pignon planétaire (4) ou les pignons planétaires (4a, 4b) étant fixés dans une direction de pous6éo, le corps de roue (2) tourne de telle sorte qu'& la suite de l'action de l'engrenage planétaire, la pale (3) ou bien les pales (3a, 3b) exécutent un mouvement relativement & l'eau environnante pendant lequel est produit une forte poussée orientée conformément & la position du pignon planétaire (4) ou des pignons planétaires (4à, 4b). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réglage de la pale ou des pales a lieu par un engrenage qui est constitué de pignons planétaires, de roues planétailres, de plusieurs roues intermédiaires et do chatnes et, respectivement de courroies dentées. 3, Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérlsé en ce quo la pale (3) ou les pales (3a, 3b) sont équipées d'un profil d'écoulement symétrique relativement à leur axe longitudinal. 4. Agencement, caractérisé par un ou deux dispositifs selon l'une des revendications 1 & 3 et installés dans la zone de proue et/ou de poupe du navire.