Brevet FR2832991A1 — publié le 20030606

La présente invention concerne un dispositif pour étarquer facilement un cordage avec un rapport d'amplification variable. Cette action est traditionnellement opérée sur les voiliers de plaisance à l'aide de cabestans spécialisés (les winches selon la terminologie anglaise utilisée dans le langage nautique) qui, bien qu'ils aient fait la preuve depuis de très nombreuses années de leur efficacité, présentent plusieurs inconvénients : . le poids car ils utilisent un nombre important de pièces métalliques, notamment des engrenages multiples, . le prix car leur réalisation reste complexe et coûteuse, . l'utilisation d'une manivelle amovible, qui doit être retirée pour enrouler le cordage autour du tambour du cabestan, puis mise en place pour actionner le cabestan, et qui impose à l'utilisateur une position souvent peu ergonomique n'optimisant pas l'effort accompli, . enfin et surtout le rapport fixe d'amplification de la force appliquée manuellement, généralement limité à deux valeurs correspondant à deux vitesses (nécessitant pour la première vitesse la rotation de la manivelle d'entraînement dans un sens, et la rotation dans l'autre sens pour la deuxième vitesse). Le dispositif selon l'invention a pour but d'éliminer ou de réduire considérablement les inconvénients présentés par l'art antérieur en proposant la réalisation d'un dispositif léger, adapté à la plaisance légère par une réalisation mettant en jeu moins de pièces, ne nécessitant ni engrenage ni manivelle, et présentant la caractéristique spécifique d'une démultiplication variant progressivement au fur et à mesure de la manoeuvre consistant à étarquer le cordage. Ce but est atteint, conformément à l'invention, au moyen d'une pièce pivotante, tournant autour d'un axe fixe, à l'extrémité de laquelle le cordage à étarquer est amarré et qui amplifie l'effort appliqué sur l'extrémité libre du cordage dans le rapport des sinus des angles respectivement faits par l'extrémité libre du cordage avec la pièce pivotante et par le cordage à étarquer avec ladite pièce pivotante. Ainsi quand on applique une force de traction sur l'extrémité libre du cordage, la pièce pivotante tourne autour de son axe en faisant varier le rapport des angles et donc proportionnellement le rapport d'amplification qui transforme la force appliquée manuellement en force plus importante qui étarque le cordage. Le rapport d'amplification augmente donc au fur et à mesure que la pièce pivotante tourne autour de son axe sous l'action de la traction sur l'extrémité libre du cordage, et que l'angle que fait le cordage avec elle diminue. Selon une caractéristique avantageuse, la pièce pivotante comporte un guide en arc de cercle sur lequel passe l'extrémité libre du cordage, permettant à l'angle fait par ladite extrémité libre du cordage et la pièce pivotante d'être en permanence proche de 90 , avec un sinus très proche de 1, et ainsi disposer d'un plus important rapport d'amplification de la force appliquée. Selon une autre caractéristique, le cordage est rendu solidaire de la pièce pivotante en l'enroulant autour d'un taquet cylindrique fixé à l'extrémité de celle-ci, ce taquet ayant une forme plus étroite au centre pour faciliter le positionnement du cordage. Ce taquet cylindrique comporte un état de surface et des nervures permettant au cordage de s'y bloquer automatiquement dès que la force de traction manuelle d'une part, et la force résultante qui étarque le cordage d'autre part s'appliquent de part et d'autre du taquet. Ceci permet de rendre solidaire le cordage de la pièce pivotante de manière automatique quand cela est nécessaire pour l'étarquer, rapidement et sans avoir à réaliser un amarrage complexe. Selon une autre caractéristique, le cordage à étarquer est au préalable enroulé de quelques tours autour d'un tambour de cabestan tournant librement dans le sens correspondant à celui qui étarque le cordage et bloqué en sens inverse par un cliquet anti-retour. L'axe de rotation du tambour peut être centré sur l'axe de rotation de la pièce pivotante ou bien en être éloigné pour décentrer le tambour, ce qui permet de favoriser le rapport des angles en vue d'obtenir un rapport d'amplification des forces plus important. Le cordage passe ensuite sur une pièce de renvoi entre le tambour et l'amarrage sur la pièce pivotante. Le dispositif fonctionne alors comme un cabestan, qui étarque le cordage en l'empêchant de revenir en arrière, mais un cabestan qui est entraîné par le cordage lui-même, sur lequel on exerce manuellement une traction, au lieu d'être entraîné par des engrenages actionnés eux-mêmes par la manivelle comme dans un cabestan classique ( winch dans le langage nautique). Selon une autre caractéristique, la pièce de renvoi est constituée par une poulie, limitant les frottements et sur laquelle le cordage passe entre le tambour et l'amarrage sur la pièce pivotante. Selon encore une autre caractéristique, le cordage passe entre le tambour et la poulie de renvoi dans un système de blocage anti-retour plaqué contre le cordage par un ressort (ce système étant appelé taquet-coinçeur dans le langage nautique) et qui empêche le cordage de revenir en arrière et donc de glisser sur le tambour, tout en le laissant passer dans l'autre sens pour l'étarquer. Le dispositif permet alors que l'on relâche complètement la traction sur l'extrémité libre du cordage sans que celui-ci reparte en arrière, car il reste bloqué dans la position qui a déjà été atteinte en l'étarquant. Concernant cet aspect de blocage, le dispositif fonctionne alors comme un cabestan auto-tracteur (appelé winch self-tailing dans le langage nautique) où il n'est pas nécessaire de maintenir manuellement l'extrémité libre du cordage pour qu'il reste bloqué, ce qui constitue à la fois une facilité d'utilisation et une sécurité de fonctionnement. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, un ressort de rappel fixé d'une part sur un point fixe, d'autre part sur la pièce pivotante ramène celle-ci en position d'origine, contre une butée fixe, quand la traction sur l'extrémité libre du cordage est relâchée et que le cordage se désolidarise de la pièce pivotante car il n'est alors plus bloqué sur le taquet. Ainsi le dispositif permet d'étarquer si nécessaire le cordage par des tractions successives. Selon une variante, la tension du ressort de rappel peut être ajustée par une vis de réglage déplaçant son point d'application sur la pièce pivotante, de manière à ce que l'action du ressort de rappel soit optimisée en réalisant le meilleur compromis entre le rappel rapide de la pièce pivotante et la résistance à l'effort pour étarquer. Selon une autre variante, la butée qui fixe le retour en position d'origine de la pièce pivotante, quand le cordage est relâché, est déplaçable et automatiquement avancée par l'action d'un levier sur lequel le cordage appuie de manière antagoniste à l'action d'un ressort. Plus la tension du cordage est forte, plus la butée place le retour de la pièce pivotante dans une position avancée, où le rapport d'amplification est important, adaptant ainsi automatiquement la puissance du dispositif au fur et à mesure que l'on exerce des tractions successives et que la tension nécessaire pour étarquer devient de plus en plus importante. Selon encore une autre variante, le taquet peut tourner librement autour d'un axe fixé sur la pièce pivotante, sauf quand un levier vient le bloquer en agissant sur une roue dentée solidaire du taquet tournant sous l'action de la tension du cordage passant sur le guide en arc de cercle. Ainsi, quand la traction sur l'extrémité libre du cordage est relâchée, le taquet tourne en facilitant le retour en position d'origine de la pièce pivotante. Selon encore une autre variante, un bras de levier supplémentaire est ajouté au dispositif, fixé sur la pièce pivotante, et sur lequel passe l'extrémité libre du cordage permettant d'augmenter le rapport d'amplification de la force appliquée, dans la proportion des longueurs des bras de levier respectifs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins sur lesquels : . les figures 1A et 1B représentent le fonctionnement de la pièce pivotante, suivant deux positions successives, vues en plan, . la figure 2 représente la pièce pivotante et le guide en arc de cercle, vue en plan, . la figure 3 représente le taquet cylindrique, vu en plan sur la pièce pivotante et en élévation, . la figure 4 représente une réalisation avec le tambour et la pièce de renvoi, vue en coupe et en plan, . la figure 5 représente une réalisation regroupant les différentes fonctionnalités, notamment la poulie de renvoi et le ressort de rappel, vue en coupe et en plan, . la figure 6 représente le fonctionnement du levier qui permet d'ajuster la position de la butée, selon deux positions extrêmes, vues en plan, . la figure 7 représente le levier qui bloque la rotation du taquet tournant sous l'action de la tension du cordage, vu en plan et vu en coupe, . la figure 8 représente le bras de levier supplémentaire, fixé sur la pièce pivotante, qui permet d'augmenter le rapport d'amplification, vu en plan . la figure 9A représente le fonctionnement du dispositif, selon quatre positions différentes de la pièce pivotante, vues en plan, . la figure 9B représente la variation du rapport d'amplification selon les différentes positions représentées par la figure 9A, . les figures lOA à lOG représentent la manière de se servir du dispositif. Selon les figures 1A et 1B, la force (f) exercée sur l'extrémité libre (6) est amplifiée en force (F) étarquant le cordage (1) selon le rapport : F/f= sin X/sinY, l'angle (X) étant celui fait par l'extrémité libre (6) avec la direction (7) de la pièce pivotante (2), reliant son axe de rotation (3) et son extrémité (4), l'angle (Y) étant celui fait par le cordage (1) à étarquer avec la direction (7) de la pièce pivotante (2). Le rapport d'amplification F/f augmente au fur et à mesure que, sous l'effet de la force de traction (f) appliquée manuellement sur l'extrémité libre (6) du cordage (1), la pièce pivotante (2) tourne autour de son axe fixe de rotation (3) et que l'angle (Y) diminue. Selon la figure 2, le guide en arc de cercle (8) permet à la force (f) de s'exercer au point d'amarrage (5) selon un angle (X) proche de 90 en permanence, avec sin (X) proche de 1, et au rapport d'amplification F/f d'être proche de 1/sin Y. Selon la figure 3, le point d'amarrage du cordage (1) sur la pièce pivotante (2) est constitué par un taquet (9), cylindrique et en forme de diabolo pour favoriser le positionnement du cordage (1) que l'on tourne autour du taquet (9) pour l'y amarrer avant de le passer dans le guide en arc de cercle (8). Le taquet (9) a un état de surface et des nervures (10) pour assurer la bonne adhérence du cordage (1) sur le taquet (9) quand les forces (f) de traction manuelle et (F') antagoniste de la force (F) qui étarque le cordage sont appliquées de part et d'autre du taquet (9). C'est l'adhérence du cordage (1) sur le taquet (9) qui rend ledit cordage (1) solidaire de la pièce pivotante (2) quand la traction manuelle (f) est appliquée sur l'extrémité libre (6). Selon la figure 4, le cordage (1) est enroulé de plusieurs tours autour du tambour (11), puis passe sur la pièce de renvoi (13) solidaire de la platine fixe (14) avant d'être tourné d'un tour sur le taquet (9), puis de passer sur le guide en arc de cercle (8). Quand la traction (f) est appliquée sur l'extrémité libre (6), le cordage (1) est rendu solidaire de la pièce pivotante (2) par l'intermédiaire du taquet (9), la pièce pivotante (2) tourne autour de son axe (3), exerçant la force (F) sur le cordage (1), ce dernier faisant tourner le tambour (11). Selon la figure 5, le cordage (1) est enroulé de plusieurs tours autour du tambour (11), puis passe dans le système de blocage antiretour (16) et sur la poulie de renvoi (15) avant d'être tourné d'un tour sur le taquet (9), puis de passer sur le guide en arc de cercle (8). Quand la traction (f) est appliquée sur l'extrémité libre (6), le cordage (1) est rendu solidaire de la pièce pivotante (2) par l'intermédiaire du taquet (9), la pièce pivotante (2) tourne autour de son axe (3), exerçant la force (F) sur le cordage (1), ce dernier faisant tourner le tambour (11). Quand on relâche la traction manuelle (f), le cordage (1) ne peut revenir en arrière et conserve la position atteinte car il est retenu par le système de blocage anti-retour (16). Celui-ci ne résiste lui-même qu'à un effort relativement faible, car le cordage (1) demeure solidaire du tambour (11) sur lequel il est enroulé plusieurs fois, et qui joue le rôle de blocage intermédiaire, ne pouvant revenir en arrière car il est bloqué par le cliquet anti-retour (12). Simultanément, quand on relâche la traction manuelle (f), le cordage (1) n'adhère plus sur le taquet (9) et n'est donc plus solidaire de la pièce pivotante (2). Sous l'action du ressort (17) qui relie le point de fixation (18) au point de réglage (20), ressort (17) qui a été tendu quand la pièce pivotante a tourné autour de son axe (3), la pièce pivotante (2) revient à sa position d'origine sur la butée (19). Il est alors possible de recommencer la même manoeuvre en exerçant à nouveau la traction manuelle (f) sur l'extrémité libre (6) du cordage (1) pour continuer à l'étarquer. Selon la figure 6, dans une variante de réalisation, le levier (21) ajuste la position de la butée (19) de la manière suivante : plus la tension du cordage (1) est importante entre le tambour (11) et la poulie de renvoi (15), plus le ressort antagoniste (22) est écrasé par le levier (21) et plus la butée (19) se trouve déportée. Ceci signifie que quand on relâche la traction manuelle (f) sur l'extrémité libre (6), la pièce pivotante (2) revient dans une position où le rapport d'amplification est d'autant plus élevé que la tension du cordage (1) est importante. Quand on recommence à exercer une traction sur l'extrémité libre (6), le dispositif selon l'invention fonctionne avec un rapport d'amplification des forces plus important, adapté à l'effort à exercer pour étarquer le cordage (1). Selon la figure 7, dans une autre variante de réalisation, le taquet (9) peut tourner librement autour d'un axe fixé sur la pièce pivotante (2), sauf quand le levier (23) vient le bloquer en agissant sur une roue dentée (24) solidaire du taquet (9) sous l'action de la tension du cordage (1) passant sur le guide en arc de cercle (8). Ainsi, quand la traction sur l'extrémité libre du cordage (6) est relâchée, le taquet (9) tourne en facilitant le retour en position d'origine de la pièce pivotante (2), même avec le cordage (1) restant plaqué contre le taquet (9) et tournant avec lui pendant le mouvement de retour de la pièce pivotante (2). Selon la figure 8, dans une autre variante de réalisation, une pièce de rallonge (25), constituant un bras de levier supplémentaire, est ajoutée au dispositif, fixé sur la pièce pivotante (2), et sur laquelle passe l'extrémité libre (6) du cordage (1), permettant d'augmenter le rapport d'amplification de la force (f) appliquée, dans la proportion des longueurs des bras de levier respectifs. La figure 9A représente le fonctionnement du dispositif selon l'invention dans 4 points de fonctionnement avec un angle (Y) diminuant au fur et à mesure de la rotation de la pièce pivotante (2). Le rapport d'amplification varie au fur et à mesure de cette rotation de la manière suivante : Point 1 Point 2 Point 3 Point 4 Rapport d'amplification : 1,5 3 6 20 La figure 9B représente la variation du rapport d'amplification F/f et de la longueur étarquée du cordage (1) en fonction de la longueur de cordage récupérée sur l'extrémité libre (6). Les figures lOA à lOG représentent la manière d'utiliser le dispositif selon l'invention : . sur la figure 10A, le cordage (1) est enroulé sur le tambour (11) et est dans un premier temps tiré directement tant que c'est possible manuellement, . sur la figure 10B, le cordage (1) est ensuite passé dans le circuit constitué par le système de blocage (16), la poulie de renvoi (15), puis enroulé sur le taquet (9), . sur la figure lof, le cordage (1) est passé sur le guide en arc de cercle (8), puis la traction (f) est exercée sur l'extrémité libre (6), . sur la figure lOD, la traction f exercée sur l'extrémité libre (6) a fait tourner la pièce pivotante (2) en étarquant le cordage (1), jusqu'à qu'elle atteigne sa position extrême, . sur la figure 10E, on relâche alors l'extrémité libre (6) et la pièce pivotante (2) revient à sa position d'origine sur la butée (19), sous l'action du ressort de rappel (17), . sur les figures lOF et 10G, en renouvelant la traction (f) sur l'extrémité libre (6), on recommence à étarquer le cordage (1). REVENDICATIONS 1. Dispositif pour étarquer un cordage (1) comprenant une pièce e pivotante (2) tournant autour d'un axe de rotation fixe (3), à l'extrémité (4) de laquelle le cordage (1) est rendu solidaire par l'intermédiaire d'un moyen d'amarrage adapté (5), caractérisé en ce qu'une force de traction manuelle (f) exercée sur l'extrémité libre (6) du cordage (1) suivant un angle (X) avec la pièce pivotante (2) se transforme en une force de traction (F) qui s'applique sur la partie à étarquer du cordage (1) faisant un angle (Y) avec la pièce pivotante (2), ladite force (F) étant telle que F=fxsinX/sinY. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce pivotante (2) comporte un guide en arc de cercle (8) sur lequel l'extrémité libre (6) du cordage (1) passe pour s'y appuyer, permettant à la force de traction (f) exercée sur ladite extrémité libre (6) de s'appliquer de manière tangentielle au déplacement en arc de cercle de l'extrémité (4) de la pièce pivotante (2) de manière à ce que l'angle (X) soit en permanence proche de 90 . 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le cordage (1) est rendu solidaire de la pièce pivotante (2) à son extrémité (4), par l'intermédiaire d'un taquet cylindrique (9) solidaire de la pièce pivotante (2), autour duquel le cordage (1) peut être enroulé rapidement. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le taquet cylindrique (9) comporte un état de surface et des nervures (10) tels que le cordage (1) y soit bloqué dès qu'une force de traction manuelle (f) exercée sur l'extrémité libre (6) du cordage (1) et une force de traction (F) étarquant le cordage (1) sont appliquées de part et d'autre de ladite pièce cylindrique (8), entraînant ainsi la pièce pivotante (2) sous l'effet de la force (f). 5. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cordage (1) est préalablement enroulé de un ou plusieurs tours autour d'un tambour (11) tournant autour d'un axe fixe librement dans un sens et bloqué en sens inverse par un cliquet antiretour (12), ledit cordage (1) passant ensuite sur une pièce de renvoi (13) fixée sur une platine fixe (14) avant d'être tourné autour du taquet cylindrique (9). 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le cordage (1) passe sur une poulie de renvoi (15), fixée sur la platine (14) avant d'être tourne autour du taquet cylindrique (9). 7. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le cordage (1) passe entre le tambour (9) et la pièce de renvoi (13) dans un système de blocage anti-retour (15), tel que le cordage (1) peut coulisser dans le sens pour l'étarquer et est retenu dans l'autre sens si la force (f) est annulée. 8. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le cordage (1) passe entre le tambour (9) et la poulie de renvoi (15) dans un système de blocage anti-retour (15), tel que le cordage (1) peut coulisser dans le sens pour l'étarquer et est retenu dans l'autre sens si la force (f) est annulée. 9. Dispositif suivant la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce qu'un ressort de rappel (17), fixé d'une part sur la pièce pivotante (2), d'autre part sur un point fixe (18), ramène ladite pièce pivotante (2) à sa position d'origine sur une butée (19) quand l'extrémité libre (6) du cordage (1) est relâchée. 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la tension du ressort de rappel (17) peut être ajustée par une vis de réglage (20) déplaçant son point d'application sur la pièce pivotante (2). 11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la position de la butée (19) est automatiquement réglée par l'action d'un levier (21) sur lequel le cordage (1) appuie de manière antagoniste à l'action d'un ressort (22). 12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le taquet cylindrique (9) peut tourner autour de son axe, et est bloqué par l'intermédiaire d'une roue dentée (24) par l'action d'un levier (23) sur lequel appuie le cordage (1) dès qu'une force de traction manuelle (f) est appliquée sur l'extrémité libre (6) du cordage (1), et tourne librement quand ladite extrémité libre (6) est relâchée, permettant à la pièce pivotante (2) de revenir à sa position d'origine sur la butée (19) sans frottements. 13. Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce qu'une pièce de rallonge du bras de levier (25), à l'extrémité de laquelle l'extrémité libre (6) du cordage (1) passe, est fixée à la pièce pivotante (2), permettant une amplification plus importante de la force (f).