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Mécanisme d'hélice "hors bord" pour péniches, chalands, etc.
La présente invention concerne les mécanismes d'hélice "hors bord" pour péniches, chalands, et bateaux similaires et particulièrement ceux du type dans lesquels l'hélice est entrai- née par un arbre horizontal à l'extrémité inférieure d'un car- ter vertical abritant l'axe moteur vertical entraînant l'hélice, lequel carter peut d'une part, pivoter autour d'un axe vertical pour gouverner le bateau et d'.autre part, osciller autour d'un axe horizontal pour relever l'hélice hors de l'eau.
Un but de la présente invention est de créer un mé- canisme de gouverne perfectionné reliant la roue de pilotage au carter à hélice et dont le fonctionnement soit efficace et continu pour toute position occupée par le dit carter lors de sa rotation autour de son axe horizontal.
Un autre but de l'invention est de créer des moyens perfectionnés pour commander la rotation du carter autour de son axe horizontal.
Un autre'but encorè, de l'invention est de créer des moyens perfectionnés de lubrification et de protection du méca- nisme reliant l'unité motrice à l'hélice.
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Dans les dessins annexes:
La fig. 1 est une vue de profil. représentant le mé- canisme à hélice monté sur l'arrière du bateau.
La fig. 2 est une vue d'arrière par', rapportà la fig.l.
La fig. 3 est une vue en plan.
La fig. 4 est une coupe verticale agrandie suivant la ligne 4-4 de la fig. 1.
La. fig. 5 est une coupe verticale détaillée d'une construction légèrement codifiée.
La fig. 6 est une coupe verticale agrandie à travers le carter à'hélice représentant une partie du mécanisme de commande de l'hélice.
La fig. 7 est une vue de profil agrandie de l'arrière de la base et de l'extrémité supérieure du carter à hélice.
La fig. 8 est une coupe agrandie suivant la ligne 8-8 de la fig. 3.
La fig. 9 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 3.
La fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10, fig.8.
La fig. 11 est une vue partielle agrandie suivent la ligne 11-11, fig. 9.
Le mécanisme perfectionné suivant l'invention comprend une unité motrice 2 (moteur à essence ou autre), une hélice 3 et le mécanisme reliant celle-ci à l'unité motrice 2.'
L'unité motrice, l'hélice et le mécanisme de liaison sont montés sur un châssis 4, conditionné pour être installé sur le pont du chaland 1. Un arbre porteur 5 en position "hors- bord'' et auquel est suspendu le carter de propulsion, est égale- ment sur le châssis 4. Cet arbre 5 est port-' par des buselures 6 fixées aux longerons 7 du châssis 4.
Le relient l'unité motrice à l'hélice cori- prend l'arbre moteur 6a portant à son extrémité arrière un- pignon conique 7a engrenant avec le pignon conique 8 monté sur
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l'arbre porteur 5. Ce pignon 8 est rigidement accouplé à un deuxième pignon conique 9 attaquant le pignon conique 10 fixé à l'extrémité supérieure de l'arbre vertical 11, lequel est relié à l'arbre d'hélice 12, par l'intermédiaire d'un engrenage comprenant le pignon conique 13 fixé à l'extrémité inférieure de l'arbre 11 et le pignon 14 solidaire de l'arbre d'hélice 12.
L'arbre moteur vertical 11 comporte trois parties, une partie supérieure 15 portant le pignon conique 10 et montée dans le palier à rouleaux 28, une partie médiane 16 et une partie infé- rieure 17 portant le pignon conique 13 et montée dans des pa- liers à rouleaux supportés par un manchon 87. Ces trois parties d'arbre 15, 16 et 17 sont raccordées par des joints de cardan 18.
L'arbre vertical 11 ainsi que les engrenages 13 et 14 sont enfermées dans un carter de support 19 monté à rotation autour d'un axe vertical dans le but de pouvoir utiliser l'héli- ce pour gouverner le bateau.
Ce carter de support 19 est suspendu à une chambre montée sur l'arbre 'porteur'µ; laquelle comporte deux éléments cylindriques 20, 21 à fonctionnement télescopique partiel.
L'élément 20 étant fixe, l'élément 21 est susceptible de tour- ner autour de l'axe de l'arbre porteur'5. L'extrémité de l'élé- ment 21 est solidaire d'un secteur denté 47 monté à rotation sur une des buselures 6, tandis que sa partie inférieure est prolongée en 101 pour être fixée à une bride 85 montée à rota- tion sur l'autre buselure 6. L'élément 21 peut donc tourner librement autour des buselures 6.
A l'extrémité inférieure élargie de l'élément 21, est fixé un prolongement 22 dans lequel pénètre l'extrémité supé- rieure 23 du carter de support d'hélice. Ce carter possède une bride 102 pourvue d'un anneau d'étanchéité 103 destine à for- mer un joint hermétique'entre le carter de support 19 et le prolongement 22 de la chambre précitée. Celui-ci est muni d'un roulement à rouleaux 24 recevant l'extrémité supérieure du car- ter de support d'hélice, ce roulement étant destiné à permettre
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la rotation du carter de support par rapport au prolongement de chambre 22 autour de l'axe de l'arbre 11.
Dans la chambre en deux parties 20, 21, se trouve un carter logeant les pignons 7a, 8, 9 et 10. Ce carter est fait égalèrent en deux parties dont l'une 25 qui est fixe, reçoit l'extrémité de l'arbre moteur 6a. et dont l'autre 26 peut tour- ner sur l'arbre porteur 5 avec la partie extérieure de la cham- bre 21. Cette partie de carter 26 est venue de fonderie avec un prolongement 27 de support du palier à rouleaux 28 recevant la partie supérieure de l'arbre 11.
Pour faire tourner le carter de support 19 autour de l'axe 11 pour gouverner le bateau ou pour inverser son sens de marche, il est prévu un engrenage par vis sans fin dont le pignon denté 29 est fixé sur l'extrémité supérieure 23 du carter 19, lequel pignon engrène avec la vis sans fin 30 solidaire d'un arbre horizontal 31 monté dans le prolongement 22 de la chambre.
Cet arbre, se prolongeant au delà de celle-ci, porte à son extrémité extérieure une roue à chaîne 32 reliée par la. chaîne 33 à la roue à chaîne 54 disposés coaxialement à l'arbre porteur 5.
La roue à chaîne 34 est solidaire d'un pignon conique 35 engrenant avec le pignon conique 36 fixé sur l'extrémité de l'arbre de gouverne 37 qui, s'étendant longitudinalement le long du châssis 4, est commandé par la roue de gouvernail. 38 située à l'extrémité antérieure du châssis. Les liaisons mécanioues entre l'arbre 37 et la roue de gouvernail sont représentées sur la fig. 8. La roue de gouvernail est solidaire d'un arbre 59 pourvu d'une roue à chaîne 40 reliée par une chaîne 41 à la deuxième roue à chaîne 42 clavetée sur l'extrémité antérieure de l'arbre 37. Cette roue de gouvernail et son arbre 39 sont agencés sur l'extrémité supérieure d'un caisson surélevé 43 surplombant partiellement le côté.antérieur du châssis 4.
L'arbre 37, pénétrant dans ce caisson, y est supporté par son extrémité par le palier 63. La chaîne 41 et les roues à chaîne
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40 et 42 sont ainsi logées dans le caisson. Un carter 84 protège la chaîne galle 33 et'les'roues à chaîne 32, 34.
La construction décrite ci-dessus permet, en manoeuvrant la roue de gouvernail 38 de mettre en rotation le carter de support d'hélice 19, par rapport à son axe vertical, pour gou- verner ainsi le bateau au moyen de l'hélice. Pour inverser le sens de marche, il suffit de faire tourner le carter de support d'hélice 19 d'un angle de 1800 . pour amener l'hélice dans la position figurée en pointillé sur la fig. 1.
Il est spécifié ci-dessus que l'hélice peut être relevée au-dessus du plan d'eau.
Ainsi qu'il est dit plus haut le carter de support d'hélice 19 est suspendu au prolongement de chambre 22 qui est à son tour solidaire de la partie de chambre 21, laquelle est montée à rotation autour des buselures 6 et par conséquent autour de l'arbre porteur 5 jouant le rôle d'axe; en faisant tourner la partie de chambre 21 autour de son axe, on peut faire pivoter l'hélice et le carter de support de la position de travail représentée en traits pleins sur la fig. 1 à la position relevée de repos figuré en traits interrompus sur la fig. 1.
Le mécanisme de commande reliant la roue de gouvernail 38 au pignon 29 est agencé de manière à être absolument indépen- dant de toute rotation de la partie de chambre 21 autour de l'arbre horizontal 5, ce résultat étant obtenu par la disposi- tion coaxiale de la roue à chaîne 34 et de l'arbre porteur 5.
Lorsque le carter de support d'hélice 19 est pivoté vers le haut autour de l'arbre 5, l'arbre 31 et le mécanisme à chaîne Galle 33 pivote avec le carter de support précisément par sui- te de la disposition coaxiale de la roue à chaîne 34 et de l'arbre 5. Ce pivotement est sans effet sur le mécanisme reliant la roue de gouvérnail à l'engrenage à vis sans fin 29. Dans la construction représentée fig. 4 cette roue à chaîne 34 et
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le pignon 35 sont solidaires d'un manchon 45 fixé à une tige
46 prolongeant axialement l'arbre porteur 5.
Ces perfectionnements nécessitent de nouveaux moyens pour faire pivoter le carter de support autour de l'arbre porteur 5. La partie de chambre 21 est solidaire d'un sec- teur denté 47 monté à rotation sur une des buselures 6 et qui engrène avec un pignon 48 fixé à l'arbre 49 s'étendant transver- salement au châssis de support 4.
L'arbre 49 porte à son extrémité un pignon denté 50 entraîné par la vis sans fin 51 solidaire de l'arbre 52 s'éten- dant longitudinalement le long du châssis 4. Cet arbre 52 est relié à un arbre 53 à commande manuelle support(, par le caisson
43 et comportant une manivelle extérieure 44 au moyen de la- quelle il peut être mis en rotation voir fig. 10. Le mécanisme reliant l'arbre à commande manuelle 53 à l'arbre 52 comprend une roue à chaîne 54 fixée sur l'arbre 53 et relie par une chaîne galle 55 à une deuxième roue à chaîne 56 de plus grand diamètre, montée sur l'arbre intermédiaire 57.
Celui-ci porte une roue à chaîne 58 reliée par la chaîne galle 59 à la roue à chaîne 60 montée sur un deuxième arbre intermédiaire 61 lequel est relié à l'arbre 52 par la chaîne 62 passant sur les roues à chaîne 66 et 64 respectivement fixés aux arbres 61 et 52.
Le mécanisme ci-d'essus décrit, reliant la manivelle
44 au secteur 47 constitue un mécanisme réducteur de vitesse du point d'application de 1'.effort et permet au manoeuvre de faire pivoter autour de l'arbre 5 dans le sens du relevage, le carter de support et l'hélice, nonobstant le poids consi- dérable de ceux-ci.
De plus la vis sans fin 51 et le pignon qu'elle atta- que 50, au moyen duquel l'arbre 49 est mis en rotation, cons- tituent un mécanisme indérivable'permettant de maintenir le carter de support d'hélice dans n'importe quelle position. Il est cependant prévu un système de blocage additionnel, cons- tituée par un tambour de frein 89 solidaire de l'arbre 49 et
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comportant un frein à bande 90 avec levier de serrage 88, pour le tambour. Ce levier de frein 88 pivote en 91 autour d'une extrémité de la bande de frein 90 tandis qu'une biellette 93 pivotant sur l'autre-, extrémité 92 de la bande est réunie au levier par l'articulation 94. La figure 7 représente la bande du frein en position de serrage; en relevant le levier de frein 88 l'action de serrage est relâchée ce qui permet à l'arbre 49 de tourner librement.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en un moyen nouveau de lubrification assurant un graissage perma- nent et convenable des engrenages et paliers des différents mé- canismes.
A cet effet une pompe à huile 68, située dans la cham- bre 67 prolongeant le carter de support 19, est actionnée par un pignon 69 solidaire de l'arbre d'hélice. Le débit de cette pompe est dirigé par la tuyauterie 70 vers le forage 71 prévu à cet effet dans la cloison du carter de support, et débouchant dans une chambre à huile annulaire 72. Celle-ci est constituée par une couronne 73 rapportée sur le prolongement de chambre 22 et réunie au prolongement 27 au moyen de boulons 95. Le fourreau 96, emboîté entre le prolongement 27 et la couronne 73 par les boulons 95, entoure la partie d'arbre 15. L'extrémité supérieu- re 23 du logement de support 19 est couverte d'une tête annu- laire 74 à bride verticale 75 s'élevant partiellement dans la couronne 73.
Des anneaux de bourrage 76, interposés entre la bride 75 et les parois de la chambre 72, assurant l'étanchéité du joint. Cette construction réalisé une suspension à la cardan entre l'extrémité supérieure 23 du carter et la couronne 73 per- mettant la rotation de celui-ci autour de l'arbre 11.
La chambre à huile 72 est reliée à la chambre d'engre- nages 26 par 'la conduite verticale 77, 78. Le puisard 67 est rempli d'huile'ou de tout autre lubrifiant convenable qui est aspiré par la pompe 68 et refoulé par le tuyau 70 et le forage 71 vers la chambre à huile annulaire 72 d'où il monte par la
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conduite 77 vers l'intérieur du carter à engrenages 25, 26.
Le lubrifiant s'écoule ensuite par gravité vers les paliers 28 d'où il retombe dans le puisard 67 du carter 19 en traversant celui-ci. Cette circulation d'huile assure une lubrification convenable des engrenages et paliers. La suspension à la Cardan de l'extrémité supérieure de la partie du carter 19 dans la couronne 73 permet la rotation de cette partie de logement autour de l'axe de l'arbre 11 sans entraver d'aucune manière la circulation d'huile.
La figure 5 représente une variante d'exécution de l'invention dans laquelle la roue' à chaîne 34 et le pignon, co- nique 35a sont montés sur un arbre disposé coaxialement avec l'arbre porteur 5 mais indépendant de celui-ci. Dans cette variante, la roue à chaîne 34 est clavetée sur un arbre 79 de faible longueur, supporté dans le palier 80 et coaxial avec l'arbre porteur 5.
Sur cet arbre 79 est fixé un pignon conique 35a qui engrène avec un pignon conique 36a claveté sur l'extrémité de l'arbre 37. L'alignement des axes des arbres 79 et 5 permet au carter de support d'hélice, d'être pivoté vers le haut au- tour de l'arbre 5 sans troubler d'aucune façon le fonctionne- ment du mécanisme de gouverne.
A côté de la roue de gouvernail, il est en outre prévu un voyant de position indiquant à tout instant l'angle qubccupe le carter de support d'hélice par rapport à sa posi- tion moyenne, dans le but de faciliter le pilotage du bateau.
L'arbre 39 de la roue de gouvernail est solidaire d'un pignon hélicoïdal 81 attaquant un deuxième pignon héli- coïdal 82 fixé à l'extrémité inférieure d'un arbre vertical 83 dont l'extrémité supérieure porte un index ou aiguille, se déplaçant devant un cadran gradue', que le pilote peut aisément observer. La rotation de la roue de gouvernail provoque donc le déplacement de l'index, renseignant ainsi le pilote sur la
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position angulaire exacte que peut occuper à tout instant le carter de support d'hélice.
Des ailerons 86, rapportés sur l'extrémité inférieure du carter de support, ont pour but de protéger l'hélice.
Dans la construction représentée, le carter d'engre- nages 25, 26 repose sur les deux buselures 6. La partie fixe 25 de ce carter se prolonge par un manchon tubulaire 99 rece- vant un fourreau 100 rapporté sur la buselure 6.
Les parties de carter 25, 26; portées par l'arbre 5, supportent par l'intermédiaire des paliers à rouleaux 97, le double pignon 8,9.
En montant le châssis sur le bateau de telle manière que l'extrémité arrière soit légèrement relevée, la position résultante de l'hélice aura pour effet d'abaisser légèrement l'arrière du bateau et d'en relever la.proue, dans le but d'augmenter la vitesse de celui-ci.