Brevet FR3124791A1 — publié le 20230106

Actionneur de pilote automatique débrayable pour bateau à barre franche, dont le corps (15) est fixé à la barre franche (1), et constitué de : Un cordage en boucle sans fin (14) Un motoréducteur électrique (9) Une roue crantée (10) entrainée par le motoréducteur (9) Une mâchoire (13) destinée à immobiliser le cordage (14) Deux paires de poulies (11) et (16). Deux tendeurs à allongement limité (12) Le cordage (14) est entrainé par la roue crantée (10) et est immobilisé par la mâchoire (13). Le pilote automatique est embrayé en plaçant le cordage dans la mâchoire. Il peut être débrayé en ôtant le cordage de cette mâchoire; la barre franche est alors libérée et peut être actionnée manuellement. Cet actionneur peut être utilisé en tant que bloqueur de barre, lorsque le pilote automatique n’est pas alimenté électriquement. Figure à publier avec l’abrégé : [fig.3]. Actionneur débrayable de pilote automatique pour bateau à barre franche. Domaine de l’invention. représente un actionneur de pilote automatique (3) appliqué à une barre franche (1), en vue de côté et vue de dessus. Un pilote automatique de bateau a pour but de diriger automatiquement le bateau. Il maintient le bateau dans une direction donnée en corrigeant automatiquement les perturbations apportées par le vent, les vagues, les courants et autres phénomènes qui peuvent modifier la trajectoire du bateau. Un pilote automatique est constitué d’un actionneur électromécanique qui exerce une force sur le gouvernail du bateau, et d’une électronique de commande. La présente invention concerne l’actionneur électromécanique. Le gouvernail d’un bateau est constitué d’un safran (2), la partie immergée du gouvernail, et d’une barre, qui elle-même peut être une barre à roue ou une barre franche. Dans le cas d’une barre franche, l’actionneur du pilote automatique peut être placé soit à l’intérieur du bateau ; il s’applique alors directement au safran; soit à l’extérieur du bateau ; et dans ce dernier cas l’actionneur s’applique à la barre franche (1) elle-même. La barre franche (1) est solidaire du safran (2) et permet donc de l’orienter. La présente invention concerne un actionneur extérieur au bateau et s’appliquant à une barre franche. Etat de la technique et inconvénients associés. représente un exemple d’actionneur de pilote automatique existant. Les actionneurs de pilotes automatiques existants, appliqués à une barre franche, sont constitués d’un vérin, commandé électriquement. Le corps du vérin (4) est fixé au bateau, sur le côté de la barre, par la fixation (6). L’extrémité de la tige du vérin (5) est fixée à la barre franche par la fixation (7). Le vérin est irréversible, c’est-à-dire qu’il est impossible d’agir manuellement sur la tige du vérin pour la rentrer ou la sortir du corps du vérin. Les deux fixations (6) et (7) sont amovibles. Ce sont des pivots; elles permettent une rotation entre le vérin et le bateau au niveau de la fixation (6), et entre le vérin et la barre franche (1) au niveau de la fixation (7). Lorsqu’un utilisateur souhaite mettre le pilote automatique en service, il doit mettre en place le vérin, par ses deux fixations (6) et (7). Si la longueur du vérin à cet instant ne correspond pas avec l’angle de la barre, il doit orienter la barre de façon à pouvoir établir ces deux fixations. Il doit également établir une connexion électrique entre le vérin et une batterie située à l’intérieur du bateau. L’utilisateur agit ensuite sur l’électronique de commande, pour rendre le pilote automatique actif. Lorsque l’utilisateur souhaite temporairement désactiver le pilote automatique pour diriger lui-même le bateau, il doit agir sur l’électronique de commande pour le rendre inactif, désolidariser la tige du vérin de la barre en ôtant la fixation (7), et poser le vérin sur le côté du bateau, en position (8); le vérin pouvant rester fixé au bateau par la fixation (6). Si l’utilisateur souhaite durablement ne plus utiliser le pilote automatique, les deux fixations (6) et (7) doivent être ôtées, l’alimentation électrique doit être débranchée, et l’actionneur, de par sa fragilité, doit être rangé soigneusement à l’intérieur du bateau. Ce mode de fonctionnement est acceptable lors de longues traversées durant lesquelles le pilote automatique est longuement actif, sans besoin fréquent de barrer manuellement. Mais si l‘utilisateur éprouve le besoin de reprendre lui-même la barre fréquemment, par exemple dans une zone de navigation où il doit contourner de nombreux obstacles, ce mode de fonctionnement s’avère peu pratique. La présente invention vise à annuler cet inconvénient, en offrant la possibilité d’embrayer et de débrayer le pilote automatique instantanément, et de barrer le bateau manuellement immédiatement après le débrayage. Exposé de l’invention. donne une vue globale de l’invention.. L’actionneur est constitué des éléments suivants : Un cordage en boucle sans fin (14) Un motoréducteur électrique (9) Une roue crantée (10) connectée à l’axe de sortie du motoréducteur (9) Une mâchoire (13) destinée à immobiliser le cordage (14) Deux poulies (11) Deux poulies latérales (16) Deux tendeurs à allongement limité (12) Le corps (15) de l’actionneur, constitué des éléments (9), (10), (13) et (11), est fixé à la barre franche. Il peut sans inconvénient y rester fixé que le pilote automatique soit actif ou qu’un utilisateur barre le bateau lui-même, y compris pendant les longues périodes ou le pilote automatique n’est pas utilisé. Le cordage en boucle sans fin (14) passe dans la gorge de la roue crantée (10), dans les paires de poulies (11) et (16), et peut être placé dans la mâchoire d’immobilisation (13). Lorsque le motoréducteur tourne, la roue crantée (10) qui lui est connectée entraine le cordage (14). Le motoréducteur (9) est irréversible, c’est-à-dire qu’il est impossible de faire tourner la roue crantée (10) manuellement. Elle ne peut tourner, dans un sens ou dans l’autre, que par alimentation électrique du motoréducteur. La mâchoire (13) est l’élément constituant l’embrayage de l’actionneur. Lorsque le cordage est placé dans la mâchoire, il est immobilisé et ne peut pas coulisser dans la mâchoire. Dans cette situation la barre franche n’est plus libre, et elle est actionnée par le motoréducteur (9) et sa roue crantée (10). A l’inverse, lorsque le cordage n’est pas placé dans la mâchoire, la barre est libre et peut être manœuvrée manuellement. montre les deux positions de l’actionneur: débrayé (image de gauche) ou embrayé (image de droite). La mâchoire (13) est munie d’un palpeur (19) qui détecte la présence du cordage dans celle-ci. Ce palpeur agit sur un interrupteur qui déclenche l’activation de l’électronique de commande du pilote automatique. On embraye donc le pilote automatique en plaçant le cordage dans la mâchoire ; et on le débraye en ôtant le cordage de la mâchoire. , et montrent la mâchoire (13) et son palpeur (19). Les images de gauche montrent la mâchoire sans le cordage en boucle sans fin (14) ; les images de droite montrent la mâchoire avec le cordage (14) en place. Lorsque le cordage est inséré dans la mâchoire (images de droite), le cordage repousse le palpeur (19), ce qui permet à l’électronique de commande de détecter la présence du cordage et donc d’activer le pilote automatique. La géométrie de la mâchoire (13) permet de saisir le cordage (14) lorsqu’il est inséré dans la mâchoire; le cordage ne peut pas coulisser ni dans un sens ni dans l’autre. Le cordage est saisi par effet de coincement induit par le profil en biseau de la gorge de la mâchoire (voir la ) et par les dentures inclinées qui poussent le cordage dans le fond de la mâchoire lorsqu’il est mis en tension, et qui l’empêchent de coulisser (voir les et ). montre la roue crantée (10) connectée au motoréducteur (9). La gorge de la roue crantée (10) a un profil qui serre légèrement le cordage en boucle sans fin (14). Elle est munie de crans (18). De ce fait le cordage ne peut pas coulisser dans la gorge de la roue crantée. (17) est l’axe commun à la roue (10) et à l’arbre de sortie du motoréducteur (9). Les deux tendeurs (12) (ou « sandows ») rattachent les deux poulies latérales (16) dans lesquelles circule le cordage à boucle sans fin (14), aux côtés du bateau. Ces tendeurs sont à allongement limité, c’est-à-dire que lorsqu’un effort leur est appliqué, ils ne peuvent pas s’allonger au-delà d’une certaine longueur. Le rôle de ces tendeurs est de maintenir une tension suffisante du cordage en boucle sans fin (14), quelle que soit la position de la barre. En effet, lorsque la barre est manœuvrée, la mâchoire (13) décrit un arc de cercle dans l’espace. A certaines positions de la barre celle-ci ne serait donc pas correctement maintenue par l’actionneur, sans la présence de ces tendeurs. De plus, maintenir une bonne tension dans le cordage améliore encore le non glissement du cordage (14) dans la gorge de la roue crantée (10). Cette tension améliore également l’effet de coincement du cordage (14) dans la mâchoire (13). Comme les points d’attache de ces tendeurs au bateau sont en arrière de la mâchoire (13), la tension du cordage (14) est maximum lorsque la barre est centrée. A cette position la tension des tendeurs devra être réglée de façon à ce qu’ils atteignent leur allongement maximum. Ainsi, en position centrée, la barre sera parfaitement tenue par l’actionneur. En position non centrée, un léger débattement parasite de la barre sera perceptible, mais restera acceptable, et la tension du cordage (14) restera suffisante pour parfaire son non-glissement dans la gorge de la roue (10) et pour parfaire sa saisie par la mâchoire (13). Le présent actionneur de pilote automatique peut être également utilisé en tant que bloqueur de barre. Un bloqueur de barre est un dispositif mécanique simple qui maintient la barre dans une position donnée, ce qui permet de lâcher la barre pendant un courte période. A la différence d’un pilote automatique il n’y a pas de correction automatique de la direction du bateau. La position de la barre peut être ajustée et on peut la reprendre à tout instant. Le présent actionneur, s’il n’est pas alimenté électriquement, peut faire office de bloqueur de barre, ce qui n’est pas le cas des pilotes automatiques de barre franche existants, pour les mêmes raisons que celles explicitées dans le chapitre « Etat de la technique et inconvénients associés », et parce qu’il est impossible de les débrayer pour ajuster la position de la barre. Liste des figures Les figures annexées ont pour but d’illustrer le principe de l’invention. Les figures 1 à 5 sont schématiques. décrit le domaine de l’invention et représente un actionneur de pilote automatique appliqué à une barre franche. représente un actionneur de pilote automatique existant. représente une vue globale de l’invention. représente les deux positions de l’actionneur : débrayé (image de gauche) ou embrayé (image de droite). représente la roue crantée connectée au motoréducteur selon l’invention. représente la mâchoire de l’actionneur selon l’invention, en position débrayé (image de gauche) ou embrayé (image de droite). représente également la mâchoire en position débrayé ou embrayé, vue sous un angle différent. représente également la mâchoire en position débrayé ou embrayé, vue de profil. Actionneur de pilote automatique pour bateau à barre franche, caractérisé en ce que le corps (15) de l’actionneur, fixé à la barre franche (1), est constitué d’un motoréducteur électrique (9) couplé à une roue crantée (10), d’une mâchoire (13) et de deux poulies (11); la roue crantée entrainant un cordage en boucle sans fin (14) relié aux côtés du bateau par deux poulies latérales (16) et deux tendeurs à allongement limité (12); cette disposition permettant d’embrayer le pilote en plaçant le cordage dans la mâchoire, puis de le débrayer en retirant le cordage de la mâchoire afin de diriger le bateau manuellement. Actionneur de pilote automatique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la mâchoire (13) présente une géométrie en biseau et est munie de dentures inclinées, de telle sorte que la simple action de placer le cordage (14) dans la mâchoire, combinée à la tension exercée sur le cordage, fait que le cordage est immobilisé par la mâchoire et ne peut plus coulisser dans la mâchoire ni dans un sens, ni dans l’autre. Actionneur de pilote automatique suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la mâchoire (13) possède un palpeur (19) qui détecte la présence du cordage (14) dans la mâchoire, ce palpeur indiquant à l’électronique de commande que le pilote doit être activé. Actionneur de pilote automatique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les deux tendeurs à allongement limité (12) reliant le cordage en boucle sans fin (14) aux côtés du bateau appliquent à ce cordage une tension qui limite les débattements parasites de la barre franche (1) quelle que soit la position de cette barre franche, qui annule totalement ces débattements parasites lorsque la barre (1) est centrée car les deux tendeurs atteignent alors leur allongement maximum, qui améliore le non-glissement du cordage (14) dans la roue crantée (10), et qui améliore la saisie du cordage (14) par la mâchoire (13).