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Dispositif de propulsion pour navires,bateaux, 1
La présente invention se rapporte à un dispositif de propulsion pour navires, bateaux, etc.
Ainsi que cela est bien connu, à l'heure actuelle, l'hé- lice est le propulseur idéal pour les embarcations en général.
Toutefois, dans le domaine de la navigation intérieure et spé- cialement coloniale, elle n'a pas pu encore gagner la place qu'elle occupe dans la navigation maritime. Ceci provient de ce que le diamètre des hélices est forcément limité par suite de la profondeur minime des biefs, ce qui réduit la puissance qui peut être absorbée et transmise par une hélice, étant don- né que pour les vitesses commerciales, le nombre de tours de l'hélice, dans lequel se maintient un bon rendement propulsif, est limité assez fortement. Dans beaucoup de cas, la limite que les profondeurs des fleuves imposent aux hélices (donc aux puissances des machines) ne sont nullement en rapport avec les exigences de la navigation.
Afin d'augmenter les puissances des
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machines actionnant les hélices, on est obligé, soit d'aug- menter considérablement le nombre de tours des hélices, ce qui diminue leur rendement propulsif, soit de construire les par- ties postérieures des bateaux en forme de tunnels, ou vien- nent se oger des hélices semi-émergées plus grandes que le tirant d'eau du bateau, ces tunnels se remplissant d'eau en marche par la succion des hélices. Le rendement de ces héli- ces sous tunnel (sous voûtes), dans la majorité des cas est assez faible et la construction même de ces tunnels (ou voûtes) est très arbitraire.
D'autre part, une hélice n'est accessible normalement que quand le bateau est halé sur slip (glissières) ou dans une cale; il en est ainsi également pour les boites de sortie des tubes d'étambots et les arbres d'hélices. D'un autre côté, les avaries qui peuvent survenir à une hélice sont beau- coup plus fréquentes que celles qui surviennent aux roues. De plus, l'arbre d'hélice, les presse-étoupes, et coussinets de supports d'hélices obligés de travailler dans des eaux sablon- neuses, exigent un entretien et un graissage très soignés, si- non leur emploi devient onéreux. Cette difficulté d'entretien, surtout pour les bateaux coloniaux, handicape fortement l'hé- lice.
L'invention actuelle a pour but de rendre possible la transmission d'une plus grande puissance par l'emploi d'une batterie de petites hélices et de rendre les hélices facile- ment accessibles afin de permettre leur réparation sans devoir avoir recours à des cales sèches et en outre de rendre pos- sible la construction des transmissions à l'aide d'un faible nombre de pièces de fabrication et de rechange.
En vue de la réalisation de ce but, le dispositif de propulsion, objet de l'invention, est caractérisé essentiel- lement par la combinaison avec un arbre transversal situé à l'arrière du bateau au-dessus de la ligne'de flottamson d'un certain nombre d'hélices montées chacune sur un arbre vertical
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qui peut osciller autour de cet arbre transversal.
En pratique, l'arbre transversal actionne l'arbre vec- tical de commande de chaque hélice à l'aide d'un embrayage qui est formé de deux éléments dont l'un est fixé sur l'arbre transversal et dont l'autre est calé sur un manchon portant un engrenage tournant librement sur l'arbre transversal et en prise avec un engrenage qui est calé sur l'arbre vertical de l'hélice.
Les engrenages de commande de l'arbre vertical sont con- tenus dans une boite qui se prolonge vers le bas et qui porte une boite contenant l'arbre de l'hélice et les engrenages par lesquels se dernier est actionné,
Les dessins ci-joints montrent à titre d'exemple une forme de réalisation de l'invention.
Les figures 1 et 2 sont respectivement des vues en élé- vation et de côté montrant l'arrière d'un bateau.
La figure 3 est une vue en plan correspondante.
La figure 4 est une vue en coupe du dispositif d'embraya- ge prévu pour chaque hélice.
La figure 5 est une vue de côté montrant la commande du mouvement d'orientation des hélices.
La figure 6 est une vue en coupe montrant la partie in- férieure de la boite portant l'hélice.
La figure 6a est une coupe suivant la ligne A-A dans la fig. 6.
Les figures 7 à 9 sont des vues de détail d'un dispositif servant à maintenir l'hélice pendant toutes les manoeuvres d'orientation et de renversement de marche et à permettre la transmission de la poussée des hélices à la coque, en toute position d'orientation.
Les figures 10 à 12 montrant une réalisation dans laquel- le les hélices ne sont pas animées d'un mouvement d'orientation par rapport à l'axe vertical et pivotent simplement autout de l'arbre transversal.
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Dans la forme de réalisation suivant les figures 1,2 et
3,1 désigne la coque du navire, 2 un arbre longitudinal qui est commandé par le moteur (non représenté) et qui attaque, par l'intermédiaire de deux pignons 3 et 4 aontenus dans une boite
5, un arbre transversal 6 situé à l'arrière du bateau au-dessus de la ligne de flottaison F.
Cet arbre porte un certain nombre d'embrayages consti- tués par deux éléments 7-8 (figures 1 et 4) dont l'un 8, qui est fixe par une cale 9 sur un manchon 10, commande une roue conique 11 attaquant une roue conique 12 fixée sur un arbre vertical 13.
Les deux roues coniques 11-12 sont logées, pour chaque hélice, dans une boite 14 qui peut tourner autour de coussinets
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14 dans des supports 15 montés sur la coque. L'arbre 6 est mu- ni de roulements à billes 16 et l'arbre 13 de roulements à bil- les 17.
Sur la boite 14, qui se prolonge vers le bas par un cô- ne 20, s'emboîte un embranchement vertical constitué par deux cônes 18 et 19 qui sont réunis entre eux, par exemple, par des boulons. Sur le bas du cône 20 est fixée une bague 21 qui per- met de régler la position des cônes 18 et 19.
Sur le bas du cône 19 est fixé un manchon 22 (fig. 6) qui entoure la partie inférieure de l'arbre, vertical 13 et sur le- quel peut tourner une boite 23. Sur le manchon 22 est vissée une pièce tubulaire 24 qui forme vers le bas un rebord 241 par lequel elle est fixée à une pièce 25 dans laquelle tourne l'ar- bre 26 de l'hélice 27. Cet arbre 26 est commandé par l'arbre 13 à l'aide de roues coniques 28 et 29 (fig. 6).
Sur le cône 18 correspondant à chaque hélice (figure 4) est fixée une roue hélicoïdale 30 qui est actionnée par une vis sans fin 31 qui se trouve sur un bout d'arbre 32 tournant dans des supports portés par le cône 18. L'arbre 32 peut être mis en rotation (fig. 3 et 5) par une roue 33 calée sur un arbre 34 (parallèle a l'arbre 6) et engrenant avec une roue 35 calée sur
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le bout d'arbre 32. L'arbre 34 fait partie d'un appareil à gou- vernet et sa mise en rotation permet par la rotation de la vis
31 de faire tourner au moyen de la roue hélicoïdale 30 , les cô- nes 18 et 19 afin de donner à l'hélice une orientation détermi- née.
Dans l'exemple représenté fig. 3, l'arbre 34 fait partie d'un appareil à gouverner représenté schématiquement en 36 et commande l'orientation de toutes les hélices situées à babord tandis qu'un arbre 37, situé dans le prolongement de l'arbre 34, commande les hélices situées à tribord.
Les arbres 34 et 37 sont accouplés à l'arbre de l'appareil à gouverner au moyen d'embrayages coniques.
La coque présente un support 38 (fig. 1-2-7-8 et 9) dans lequel est formé un nid 39 qui est destiné à recevoir une bague d'arrêt 40, qui peut coulisser le long d'une buselure 41 formée par la boite 23 autour du manchon 22. Cette bague 40 est munie, en outre, d'une coulée à faces inclinées 42 destinée à coopérer avec des faces inclinées correspondantes 43 du support 38 de la coque.
La bague 40 est soumise à sa partie inférieure à l'action d'un ressort 44,
D'autre part, la bague 40 est emprisonnée partiellement dans le support 38 au moyen d'un levier d'arrêt 45 qui est main- tenu par une broche de sûreté 46 qui est suffisamment solide pour maintenir l'hélice dans la position exacte en cas de moteur stoppé en pleine marche avant, mais qui se rompt en cas d'échou- age par l'hélice.
Lorsque le navire se meut en marche avant, la poussée des hélices se transmet %CI, la coque par l'intermédiaire des sup- ports 38 sur lesquels les cônes 19 sont simplement appuyés par l'in termédiaire des buselures 41 et des bagues 40 se trouvant dans la position montrée par la fig. 7. Si les hélices sont stop- pées, mais que le navire ait encore une vitesse acquise en marche avant, les goupilles de retenue 46 empêchent les hélices de se détacher de leurs supports.
Mais si le mouvement du navire doit être renversé et que, pour cela, les hélices sont orientées avec
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leur face poussante dirigée vers l'avant (par la rotation pro- duite de la façon déjà indiquée au moyen des arbres 34-37 et des roues hélicoïdales 30) leur poussée doit encore être transmise à la coque par les supports 38 et les broches de sûreté 46 ne seraient plus assez solides pour absorber cet effort. Aussi est-ce pour cette raison qu'à ce moment, la bague d'arrêt 40, déplacée verticalement par la coopération des faces inclinées 42, 43 s'engage dans le nid 39 qui assu- re ainsi, pour chaque hélice, un appui en marche arrière.
La construction décrite ci-dessus permet à chaque hélice de sortir librement de l'eau en cas de choc contre un obstacle à la marche avant et de la maintenir dans sa position pendant toutes les manoeuvres d'orientation et de changement de marche.
Lorsqu'il y a lieu d'effectuer une réparation à l'une ou à l'autre des hélices, on dégage d'abord le levier d'arrêt
45 de façon à permettre à la buselure 41 et à l'ensemble 23-
19 de se dégager du support 38 et on fait tourner 1ensemble constitué par les cônes 18-19, la boite 23 et l'hélice 27 autour de l'arbre transversal 6 dans les supports 15 montés sur la coque de manière à faire sortir cet ensemble hors de l'eau. Lors de cette rotation, la vis sans fin 31,1'arbre 32 et le pignon 35 accompagnent cet ensemble dans le mouvement de pivotement, tandis que le pignon 33 et l'arbre 34 (fig. 5) res= tent en place. On peut ainsi après ce pivotement effectuer facilement les réparations nécessaires sans que le bateau doie être renvoyé sur chantier.
Pour effectuer la gouverne du navire, on peut, soit se servir d'un appareil à gouverner, soit utiliser à cet effet le moteur.
De toute façon, soit que l'on emploie un appareil à gou- verner à bras, soit un servo-moteur de gouverne, soit que l'on utilise la puissance du moteur principal, les arbres 34 et 37 sont mis simultanément en rotation soit dans le même sens, soit en sens inverse. Les arbres 34-37 mettent en mou-
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vement les roues 33 et 35 et les vis sans fin 31 ainsi que les roues hélicoïdales 30 de sorte que les cônes 18-19 et la boite
23 avec la buselure 41 tournent autour de l'arbre vertical 13, orientant ainsi les'hélices dans la direction désirée.
Lors de ce mouvement, la coulée 42 glisse sur les faces inclinées 43 du simport 38, et s'abaisse pour venir prendre la position indiquée à la figure 8, tandis que la bague 40 vient s'em- prisonner dans le nid 39 et que le ressort 44 est comprimé,
Lorsque l'hélice 27 et la boite 23 sont ramenées à leur position première, la coulée 42 glisse à nouveau sur le plan incliné 43 tandis que la bague est ramenée dans sa position primitive sous l'action du ressort 44 et sort du nid.
Lorsque le sens de marche doit être renversé, il suffit de continuer le mouvement de rotation, décrit pour opérer la gouverne, jusqu'à ce que les hélices occupent une position op- posée de 180 à leur position primitive. On peut au moyen du jeu des embrayages à cônes 47-48 faisant partie de l'appareil de gouverne 36 (fig. 1) faire pivoter les hélices tribord en sens contraire des hélices babord afin d'éviter une embardée du navire. Dans la description ci-dessus le moteur est supposé irréversible.
Les hélices peuvent également posséder seulement une liberté limitée de giration autour de l'axe vertical; dans ce cas, les gouvernails peuvent être éliminés et le renversement de la marche se fait par le moteur.
Dans la forme de réalisation suivant les figures 10 à 12 les hélices ne possèdent pas de liberté de mouvement autour de 1 axe vertical et sont portées par une boite 49 qui est fixée à un support 50 pouvant osciller autour. de l'arbre transversal 6 déjà décrit en ce qui concerne l'exemple des fig. 1 à 3. Dans ce cas, pour gouverner le navire, on fait usage d'un gouvernail ordinaire et le moteur doit. être réversible.
Comme on s'en rendra compte, dans l'invention actuelle, la majorité des organes de compose d'éléments de transmission,
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engrenages et paliers, éléments qui ne demandent presque au- cun entretien, l'ensemble des organes travaillant dans des boites à huile hermétiques ce qui ne demande que le maintien du niveau d'huile. En outre, la majorité des organes néces- saires a ce système de transmission peut être puisée dans l'industrie automobile (légers et gros camions). On peut donc faire emploi d'organes de machines standardisés, fabri- qués en série, donc bon marché et interchangeables.
Seules quelaues pièces devront être fabriquées spéciale- ment.
Il y a lieu de faire ressortir encore un des avantages incontestables de ce système.
Quelle que soit l'unité pour laquelle ce système est appelé à être appliqué, il y a lieu de tenir compte du tirant d'eau maximum (donc diamètre de l'hélice, vitesse, puissance) en gardant un bon rendement propulsif. Ces facteurs dicteront le nombre d'hélices à placer (ceci dans les limites construc- tives). Il parait possible avec environ quatre types de trans- missions, de répondre aux besoibs de la navigation commerciale dans les limites de tirant d'eau de om500 à 1m 250-400, notam- ment en fabriquant des pièces capables de transmettre des mo- ments de rotation correspondant à
1) 7 1/2 - 15 CV par hélice.
2) 15 - 30 CV par hélice.
3) 20 - 40 CV par hélice.
4) 30 - 50 CV par hélice
Dans ces conditions, le nombre total des pièces de fa- brication et de rechange (sauf hélices et engrenages) est li- mité à quatre différentes grandeurs seulement permettant l'ap- plication de.puissances de 15 CB àà 500 et plus.
C'est ici que réside la grande élasticité de ce système au point de vue exploitation. Ainsi toute une flottille d'unités les plus diverses, munies de ce système de propulsion, n'a be- soin d'avoir de pièces de rechange que pour quatre modèles dif-
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f érents,
Il y a lieu de considérer en outre qu'il est possible de faire attaquer l'arbre transversal directement par la machine (outboard motor).
On peut en outre tenir compte des différences entre le sillage central et le sillage extérieur en adoptant les mêmes hélices mais à pales mobiles et en modifiant l'orientation des pales.
Revendications.
1 Dispositif de propulsion pour navires, bateaux, etc,, carac- térisé par la combinaison avec un arbre transversal situé à l'arrière du bateau au-dessus de la ligne de flottaison d'une batterie d'hélices (au moins deux) montées chacune sur un arbre vertical qui peut osciller autour de cet'arbre transversal en tournant dans des supports formés par la coque.