Brevet FR2780699A1 — publié le 20000107

-1- Cette invention concerne une hélice adaptée spécialement à la navigation à la voile et dont le rendement tant en marche avant qu'en marche arrière est optimum. Il existe trois types d'hélices utilisées pour les voiliers, et toutes sont conçues pour tenter de répondre à un cahier des charges exigeant: offrir une trainée minimum en navigation sous voile; - permettre au skipper d'effectuer les manoeuvres au moteur lorsque certaines situations l'exigent,(vent nul, manoeuvres d'urgence, manoeuvres au port). Ces trois types d'hélices sont: - Les hélices fixes. - Les " becs de canard ". - Les hélices à mise en drapeau Les hélices fixes ont l'avantage de la simplicité et du faible coût, mais l'énorme inconvénient d'engendrer des turbulences importantes en navigation à la voile et donc de freiner le voilier. Les " becs de canard Il disposent d'une faible trainée en navigation à la voile, mais ne disposent pas de possibilités de réglage et ont un rendement médiocre en marche arrière; de plus, leur fonctionnement est assez brutal. Les hélices à mise en drapeau automatique présentent un bon compromis: faible trainée en navigation à la voile, bon rendement en marche avant, assez bon en marche arrière et possibilité de réglage. Toutefois, concernant certains points, on relève quelques lacunes: - La finesse de réglage est limitée à 2 (1 dans le meilleur des cas),et les réglages font appel à des mécanismes dont l'utilisation ou la réalisation sont bien compliqués. - Les angles de calage des pales sont similaires en -2- marche avant et en marche arrière alors qu'en toute logique, un voilier se déplaçant au moteur n'a pas les mêmes exigeances quant à sa propulsion en marche avant qu'en marche arrière. - La butée permettant le calage des pales se faisant métal contre métal occasionne de fait, un fonctionnement bruyant. la présente invention consiste en une hélice dont les pales adoptent une position angulaire différente selon que le voilier se déplace à la voile,au moteur en marche avant ou au moteur en marche arrière et ce de façon entièrement automatique.A la voile, moteur arrêté et inverseur au point mort, les pales, qui peuvent pivoter avec une amplitude de plus de 180 sur leur axe de rotation, adoptent par le fait de la pression hydrodynamique la position de drapeau offrant ainsi la moindre résistance à l'avancement. En marche avant, la rotation de l'arbre d'hélice provoque la rotation des pales car celles-ci étant en drapeau, elles offrent une resistance maximum à l'eau.Grace à un système bielle manivelle, la bielle étant située dans le prolongement de l'axe moteur et traversant la demi-partie arrière du moyeu d'hélice,la manivelle étant située sur le moyeu des pales,on transforme le mouvement de rotation des pales en un mouvement de translation.La course de la bielle sera limitée par un système vis écrou,l'écrou venant en butée sur une butée rotative située sur la partie arrière du moyeu d'hélice.On pourra régler la longueur de la course avec la précision désirée grace à l'ecrou,ce qui permet d'obtenir la finesse de réglage revendiquée par l'invention.(la longueur de la course correspondant à un degré de calage déterminé) En marche arrière,le principe qui détremine le calage des pales est identique à celui décrit pour la marche avant, mais un système vis écrou,coaxial à la bielle,diffèrent -3- de celui qui détermine la butée de la marche avant viendra se caler sur une butée mobile commandée par la rotation de l'arbre moteur. Cette particularité permettant donc un positionnement angulaire différent selon le sens de rotation du moteur étant une des revendications de la présente invention. La butée rotative (dont la rotation est solidaire des pales)est graduée selon le principe d'un vernier et l'index mobile donnera avec précision l'angle de calage des pales, la partie arrière du moyeu étant gradué en degrés. Le fait que la butée soit située sur l'axe de déplacement d'une bielle dont le mouvement est rectiligne-alternatif permet d'interposer entre la partie fixe et la partie mobile, une matière absorbant les chocs afin d'en assouplir le fonctionnement. Toujours dans un but de fonctionnement amorti,l'écrou de réglage de butée, solidaire de la bielle, peut faire office de piston et se déplacer dans un cylindre rempli d'huile permettant ainsi un fonctionnement sans acoup. Les dessins annexés illustrent un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une vue en coupe suivant l'axe logitudinal. La figure 2 présente une vue arrière permettant la compréhension de la butée mobile. L'hélice se décompose en un moyeu (1) solidaire de l'arbre moteur (2). Un pignon central (3) lié solidairement au moyeu (l),entraine les pignons de pale (4). Ceux-ci forment par 1' entremise de l'axe (5) et de la pièce (6) un ensemble bielle - manivelle qui transforme le mouvement de rotation des pales en mouvement de translation. La course de la pièce (6) est limitée par l'écrou (8) qui vient se caler sur la butée (9) (butée ajourée),la longueur de la course déterminant l'angle de calage des pales.La butée (9) étant liée en rotation par l'entremise des pignons (10) et (4) au pignon (3), il en découle que selon -4- le sens de rotation de l'arbre moteur, les pions (11) (au nombre de 3) serviront soit de butée, soit ils se logeront dans les évidements de la butée (9) et dans ce cas, la butée se fera par l'entremise de l'écrou (8). L'ensemble (11) (12) (13) étant libre en translation et solidaire en rotation par rapport à la pièce (6),il est maintenu en position par l'écrou(14). La position ( considérée sur l'axe longitudinal) de l'écrou (8) pouvant être différente selon les réglages de la position des pions (11), on obtient un calage diffèrent des pales selon le sens de rotation du moteur. Un modèle simplifié permettrait d'obtenir les mêmes résultats: le pignon central étant supprimé, la rotation des pales serait assurée par le jeu des pressions hydrodynamiques.La pièce (13) étant pourvue d'un joint d'étanchéité et de passages d'huile calibré, en se déplaçant dans un cylindre (16) rempli d'huile on obtient un fonctionnement amorti. De plus, pour des raisons de coût, il est possible de produire une hélice simplifiée dont le calage serait déterminé dès sa réalisation donc sans possibilités de réglages en supprimant le pignon (10), la butée rotative (9) et l'ensemble (11),(12),(13). La butée rotative (9) étant munie d'un repère, le demi palier arrière (7) étant gradué en degrés, on connaitra précisément le calage angulaire des pales et ce en lecture directe. -5-- REVENDICATIONS 1) Hélice pour voilier à mise en drapeau automatique à réglage de pas "fin" et differencié pour la marche avant et la marche arrière, caractérisé par un dispositif bielle-manivelle dont la course est limitée par un écrou (8) solidaire de la bielle (6) permettant de caler les pales dans une position déterminée avec une finesse de réglage totale. 2) Hélice caractérisée selon la revendication 2 par une butée mobile (9), en forme d'étoile qui permet selon le sens de rotation de l'arbre moteur, d'obtenir un angle de calage diffèrent selon que l'on navigue en marche avant ou en marche arrière. 3) Hélice caractérisée selon la revendication 2 par un système vis écrou spécial (11,12,13) permettant d'obtenir un calage angulaire des pales different selon que les pions (11) viennent en butée sur la butée (9) ou qu'ils se logent dans les évidements de (9) auquel cas la butée sera obtenue par l'écrou (8). 4) Hélice caractérisée selon la revendication 3 par la pièce (13) munie d'un joint, celle-ci coulissant dans un cylindre (16) rempli d'huile permet d'obtenir un fonctionnement amorti. ) Hélice caractérisée selon la revendication 4 par un cadran gradué en degré sur le demi palier arrière (7) le repère mobile étant situé sur la butée (9), ceci permettant un réglage en lecture directe.