Brevet FR2845348A1 — publié le 20040409

L'invention concerne un système de quille pendulaire, pour bateau notamment voiliers, du type comprenant une quille montée pivotante sur une structure de support du bateau et un dispositif de vérin hydraulique de commande du pivotement. Dans les systèmes de quille de ce type, qui sont connus, le dispositif de commande du pivotement de la quille comporte deux vérins hydrauliques disposés de part et d'autre de la quille, dans la direction transversale 10 du bateau. Les vérins sont accrochés à la tête de la quille et l'étanchéité est généralement assurée par des membranes en caoutchouc. Ces systèmes connus présentent l'inconvénient majeur d'être encombrant et d'avoir une structure 15 complexe. L'invention a pour but de pallier les inconvénients des systèmes connus. Pour atteindre ce but, le système de quille selon l'invention est caractérisé en ce que le dispositif de 20 vérin hydraulique de commande comporte un seul vérin qui est à double effet et à double tige. Selon une caractéristique de l'invention le vérin comporte une tige qui est montée fixe et un corps de vérin adapté pour se déplacer le long de cette tige et 25 auquel est articulée l'extrémité de commande de la quille pivotante. Selon une autre caractéristique de l'invention l'extrémité de commande de la quille est articulée au corps de vérin par au moins une biellette. Selon encore une autre caractéristique de l'invention le vérin hydraulique est monté dans un caisson, la tige étant supportée par des parois de celuici. Selon encore une autre caractéristique de 35 l'invention le corps de vérin mobile est divisé par une paroi formant piston solidaire de la tige de vérin en deux chambres de travail de volume variable, relié à un dispositif d'alimentation en fluide hydraulique. Selon encore une autre caractéristique de l'invention les chambres de travail précitées 5 communiquent avec le dispositif d'alimentation en fluide hydraulique par des canaux internes à la tige de vérin. Selon encore une autre caractéristique de l'invention le dispositif d'alimentation en fluide hydraulique comporte une pompe à commande automatique 10 et/ou manuelle qui constitue la source de fluide hydraulique sous pression et un réservoir contenant du fluide ainsi qu'un organe distributeur du fluide aux chambres de travail du vérin, telle qu'une électrovanne. Selon encore une autre caractéristique de 15 l'invention le système comprend des moyens de commande du pivotement de la quille, déclenchable par actionnement d'un organe de commande, notamment dans le cas d'un basculement rapide de la quille. Selon encore une autre caractéristique de 20 l'invention le système comprend, connecté entre les raccords au vérin hydraulique des conduites d'alimentation en fluide des chambres de travail et d'évacuation de ces chambres, un dispositif comprenant une électrovanne double sens et, en parallèle à celle-ci 25 un montage en série d'une électrovanne double sens et un limiteur de débit, le basculement par gravité se faisant en un premier temps par un écoulement de fluide à travers le circuit en parallèle, puis d'une façon accélérée à travers l'électrovanne principale double sens et puis à 30 nouveau par un écoulement limité à travers le circuit en parallèle. Selon encore une autre caractéristique de l'invention le système comprend des moyens de commande du basculement de la quille par gravité, contrôlés par une 35 vanne (55) à actionnement manuelle. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'un bateau équipé d'un système de quille pendulaire selon l'invention, indiqué en A; - les figures 2A à 2C sont des vues en coupe 10 transversale le long de la ligne II-II de l'invention et montrent la quille pendulaire dans trois positions différentes; - la figure 3 est une vue de dessus, à plus grande échelle, du système de quille A de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe IV-IV de la figure 3; - la figure 5 illustre le schéma du circuit hydraulique de commande du système de quille selon l'invention. La figure 1 montre schématiquement la disposition d'un système de quille pendulaire selon l'invention, indiquée en A, à l'intérieur du corps d'un bateau indiqué schématiquement par la référence B. Le système de quille A est monté entre deux membrures transversales adjacentes 25 1 de la coque du bateau qui à cette fin sont renforcées. Le système de quille A comporte essentiellement un vérin 3 qui est monté dans un caisson étanche 5 disposé symétriquement de part et d'autre de l'axe longitudinal X-X du bateau. Le vérin 3 est accroché à la tête 5 de la 30 quille 7 et sera décrit plus en détails en se référant aux figures 3 et 4. Comme on le voit sur les figures 2A à 2C, la quille 7 est montée pivotante autour de l'axe 9 qui est supporté par la structure du bateau et s'étend parallèlement à l'axe X-X de ce dernier. La tête 5 de la 35 quille, formée par la partie supérieure de celle-ci, audessus de l'axe de pivotement 9, s'étend à travers un évidement il pratiqué dans la coque et dans le caisson 4. Sous l'effet du vérin hydraulique 3, la quille 7 est susceptible de pivoter autour de l'axe 9 sur un angle relativement important. Comme le montre les figure 3 et 4, le dispositif de 5 vérin hydraulique 3 selon l'invention est réalisé sous forme d'un vérin à double effet et à double tige et comporte une tige il qui est montée fixe à ses extrémités entre les profilés 13, 14 qui constituent les parois latérales du caisson étanche 4 et s'étendent 10 parallèlement à l'axe X-X du bateau, de part et d'autre de celui-ci. Le caisson 4 est délimité perpendiculairement à l'axe X-X par les membrures de renforcement 1 adjacentes entre lesquelles est placé le vérin 3. Le caisson est fermé en haut par une paroi 15 supérieure sensiblement horizontale 16. En bas le caisson comporte une paroi 18 en forme d'un puits, qui s'incline vers le bas en direction de l'axe du bateau tout en laissant persister au centre l'ouverture 9 par laquelle la tête 5 de la quille s'étend dans le caisson. Sur la tige 11 est monté axialement coulissant le corps 18 du vérin qui est susceptible de se déplacer sur la tige sur toute la distance entre les deux profilés formant les parois 13 e 14 du caisson 4. A ce corps de vérin 18 sont articulées près d'une extrémité du corps, 25 en 20, de part et d'autre du corps, deux biellettes parallèles 22 dont l'autre extrémité est articulée en 24 à l'extrémité libre de la tête de quille 5. L'espace interne du corps de vérin 18 est divisé par un piston central 26 solidaire de la tige 11 et 30 disposé dans le plan vertical médian passant à travers l'axe X-X, en deux chambres de volume variable 28, 29. Chaque chambre est susceptible d'être mise en communication soit avec le côté pression, soit avec le réservoir du dispositif hydraulique représenté sur la 35 figure 5. Chaque chambre 28, 29 communique avec le dispositif hydraulique par un canal axial 31, 32 interne à la tige 11. Chaque canal 31, 32 s'ouvre dans la chambre correspondante 28, 29 par un conduit radial respectivement 34, 35 et au centre de la tige vers l'extérieur, à l'extrémité correspondante de la tige, en 37, 38. Le vérin est disposé comme le montre la figure 4, au-dessus de la ligne de flottaison indiquée en 33. Le dispositif hydraulique comporte essentiellement une pompe 40 qui aspire de l'huile dans un réservoir 42 par une conduite 43 et refoule de l'huile sous pression 10 dans une conduite 45 qui est susceptible d'être connectée par une électrovanne 47 à l'un ou l'autre des canaux internes 31, 32 de la tige il et ainsi à l'une ou l'autre des deux chambres 28, 29 du corps de vérin 18. L'électrovanne 47 permet aussi de relier l'une ou l'autre 15 des chambres 28, 29 au réservoir 42. En effet, lorsque le tiroir de l'électrovanne 4 est poussé vers la droite, la chambre 28 reçoit de l'huile sous pression par la conduite 49 tandis que la chambre 29 communique par la conduite 50 avec le réservoir 42. Le corps de piston 18 20 se déplace alors en direction de la flèche Fl. Lorsque le tiroir de l'électrovanne 47 est déplacé vers la gauche, c'est la chambre 29 qui peut se remplir en huile sous pression par le conduit 50 et la chambre 28 se vide par le conduit 49 maintenant connectée au réservoir 42. Le 25 corps de piston 18 se déplace par conséquent en direction de la flèche F2. Par l'intermédiaire des biellettes 22, le déplacement du corps de vérin 18 provoque le pivotement ou basculement de la quille 7 autour de son axe de pivotement 9. Il ressort de ce qui précède, que le dispositif de vérin est à double effet et à double tige. Le dispositif hydraulique est en outre équipé de clapets de surpression 52, 53 qui relient chaque conduite 49, 50 au réservoir 42. Le dispositif hydraulique, au lieu d'assurer automatiquement le basculement ou pivotement de la quille 5, prévoit aussi la possibilité d'une commande manuelle du pivotement. A cette fin, la pompe 40 est susceptible d'être commandée manuellement. Le dispositif hydraulique est également pourvu d'une vanne libératoire 55, réalisée par exemple sous 5 forme d'une vanne quart de tour, qui permet un basculement par gravité de la quille, contrôlé manuellement à l'aide de cette vanne 55. A cette fin, cette vanne est montée de façon à pouvoir court-circuiter la pompe et le réservoir en interconnectant directement 10 les deux chambres 28, 29 par l'intermédiaire des deux canaux axiaux 31, 32 de la tige 11. Le dispositif de commande selon l'invention comporte en outre des moyens qui permettent un basculement de la quille par gravité, contrôlé par des 15 électrovannes et un limiteur de débit. A cette fin, on a monté entre les deux conduites 49 et 50, avant la pompe 40 et le réservoir 42, et avant l'électrovanne 47, un conduit dans laquelle est disposée une électrovanne double sens 57 et, en parallèle à celle-ci, un circuit 20 qui comporte une électrovanne double sens 59 et un limiteur de débit 60. Un basculement par gravité contrôlé est déclenché par actionnement d'un organe de commande tel qu'un bouton (non représenté) par exemple lorsque le bateau, à savoir un voilier, doit virer de bord alors 25 qu'il est fortement penché avec la quille inclinée d'un angle important de par exemple 370. Il convient alors de pouvoir changer rapidement la position de la quille. Après l'actionnement de l'organe de commande susmentionné, l'électrovanne 59 s'ouvre en permettant un 30 écoulement de liquide à travers le limiteur de débit 60, ce qui freine dans un premier temps le basculement de la quille sous l'effet de son poids, c'est-à-dire par gravité. Après un délai de temps prédéterminé de par exemple une seconde, l'électrovanne 57 s'ouvre ce qui 35 provoque un basculement accéléré de la quille. Cependant, avant que la quille atteigne sa position basse, l'électrovanne 57 est fermée et l'écoulement du liquide se fait seulement à travers l'électrovanne 59, de façon ralentie par le limiteur 60. Comme il ressort de la description qui vient d'être faite, à titre d'exemple d'un mode de réalisation de 5 l'invention, de façon non limitative, l'invention permet de générer le basculement de la quille avec un seul vérin double effet à double tige. Ce vérin est disposé dans un caisson étanche évitant tous les problèmes d'étanchéité grâce à la tige du vérin qui reste positionnée 10 horizontalement de façon fixe dans ce caisson. Un autre avantage majeur de l'invention réside dans le fait que l'alimentation en huile du vérin se fait par la tige, ce qui permet d'avoir une tuyauterie rigide. L'utilisation d'un seul vérin à tige rigide et à corps de vérin 15 déplaçable sur celui-ci permet de réduire les dimensions du caisson et aussi d'éviter des pertes de stabilité du bateau. La tige du vérin est positionnée tangente à l'arc décrit par la tête de quille dans sa position neutre. La tige du vérin est fixée sur le caisson d'étanchéité à une 20 position supérieure au niveau de flottaison statique pour permettre le travail dans un environnement correct. Le basculement de la quille peut s'obtenir de plusieurs façons, à savoir par gravité contrôlée par des électrovannes et un limiteur de débit, par gravité 25 contrôlé manuellement par une vanne quart de tour et par une pompe à commande hydraulique automatique et à commande manuelle. En cas de chavirage conjugué avec une panne hydraulique, les systèmes de blocage de la quille libère cette dernière qui trouverait alors une position 30 favorable au redressement du bateau. Le système selon l'invention est applicable à toute sorte de bateau, mais avantageusement à des bateaux à voile de course, par exemple aux bateaux de course autour du monde, d'une taille de 60 pieds. Bien entendu le 35 système peut être adapté à de plus grand ou de plus petit bateaux. REVENDICATIONS 1. Système de quille pendulaire, pour bateau, notamment voilier, du type comprenant une quille montée 5 pivotante sur une structure de support du bateau et un dispositif de vérin hydraulique de commande du pivotement, caractérisé en ce que le dispositif de vérin hydraulique de commande comporte un seul vérin (3) qui est à double effet et à double tige. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin (3) comporte une tige (11) qui est montée fixe et un corps de vérin (18) adapté pour se déplacer le long de cette tige et auquel est articulée l'extrémité de commande (5) de la quille pivotante (7). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité de commande (5) de la quille (7) est articulée au corps de vérin (18) par au moins une biellette (22). 4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, 20 caractérisé en ce que le vérin hydraulique (3) est monté dans un caisson (4), la tige (11) étant supportée par des parois (13, 14) de celui-ci. 5. Système selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le corps de vérin mobile (18) est 25 divisé par une paroi formant piston (26) solidaire de la tige de vérin (11), en deux chambres de travail de volume variable (28, 29), relié à un dispositif d'alimentation en fluide hydraulique. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en 30 ce que les chambres de travail précitées (28, 29) communiquent avec le dispositif d'alimentation en fluide hydraulique par des canaux (312, 32) internes à la tige de vérin (11). 7. Système selon l'une des revendications 5 ou 6, 35 caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation en fluide hydraulique comporte une pompe à commande automatique et/ou manuelle (40) qui constitue la source de fluide hydraulique sous pression et un réservoir (42) contenant du fluide, ainsi qu'un organe distributeur du fluide aux chambres de travail (28, 29) du vérin (3), telle qu'une électrovanne (47). 8. Système selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande du pivotement de la quille (5), déclenchable par actionnement d'un organe de commande, notamment dans le cas d'un basculement rapide de la quille. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, connecté entre les raccords au vérin hydraulique (3) des conduites d'alimentation en fluide des chambres de travail (28, 29) et d'évacuation de ces chambres, un dispositif comprenant une électrovanne 15 double sens principal (57) et, en parallèle à celle-ci un montage en série d'une électrovanne double sens (59) et un limiteur de débit (66), le basculement se faisant par gravité en un premier temps par un écoulement de fluide à travers le circuit en parallèle, puis d'une façon 20 accélérée à travers l'électrovanne principale double sens (57) et puis à nouveau par un écoulement limité à travers le circuit en parallèle. 10. Système selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande 25 du basculement de la quille par gravité, contrôlés par une vanne (55) à actionnement manuelle.