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La présente invention a pour objet une commande hors- bord pour bateaux, dans laquelle l'arbre d'hélice est disposé à l'extrémité inférieure d'un carter de support vertical avec tige de gouverne. Le propulseur est monté au moyen de son axe horizontal dans le carter de support caréné de propulser le moyeu du propulseur étant inclus dans la forme hydrodyna- mique du carter. Le propulseur et son carter de support son*' désignés par "partie placée sous l'eau" ou "submergée", qui est .montée au moyen de son arbre tubulaire nommé mèche de gouvernail, perpendiculairement dans la partie placée au- dessous de l'eau, et peut tourner de 3600 pour la gouverne
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du. bateau.
A l'intérieur de la mèche de gouvernail est monté au centre,l'arbre vertical de commandé, à partir duquel la force est transmise par l'intermédiaire de pignons coniques, à l'arbre du propulseur ou au propulseur. La mèche de gouver- nail et l'arbre de commande ont le même axa de rotation.
Dans ces commandes orientables de propulseur, la transmission de la force par l'intermédiaire de l'arbre ver- tical de commande crée un moment de rotation sur la partie placée au-dessous de l'eau,, et ce moment de rotation tend à entraîner l'ensemble de la partie qui se trouve sous l'eau suivant son sens de rotation. L'ensemble du mécanisme de gouverne est obligé d'absorber ledit moment de rotation, ce qui produit une charge unilatérale. Dans le cas de grosses transmissions de force, on doit donc essayer de neutraliser le moment de rotation nuisible.
A cet effet, il est connu d'opposer un contre-moment de rotation ou couple antagoniste au moment de rotation de la transmission de force. Dans ce but, on peut faire inter- venir la poussée du propulseur et l'on refoule latéralement la partie se trouvant sous l'eau en dehors du centre de pivotement de la partie se trouvant au-dessus de l'eau, ou de son axe vertical, dans une mesure telle que le produit de la poussée du propulseur et du bras de levier latéral donne le contre-moment. Etant donné toutefois-que la courbe du moment de rotation du moteur de commande et la courbe du propulseur ne coïncident que pour un état de marche tout à fait déterminé, on n'a pas, au-dessous et au-dessus de cet état la compensation voulue du moment de rotation.
Cela est particulièrement vrai quand la même commande par propulseur doit surmonter des ¯états de marche extrêmes, par exemple de lourds remorquages, avec. transmission de grands moments de rotation et uns grande poussée du propulseur, ou une marche à vide avec une poussée de propulseur réduite.
Il est en outre connu de faire intervenir l'énergie
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@u contre-courant ou sillage créé par le propulseur, pour compenser le moment de rotation. cet effet, on dispose sur la partie profilée se trou- vant sous l'eau, des stabilisateurs ou dérives se trouvant dans le contre-courant du propulseur, @n plaçant les stabili sateurs à l'opposé du moment de rotation provoqué par la transmission de force, les stabilisateurs créent un moment de rotation opposé.
même dans ce cas, la compensation du .ornent de rotation, est imparfaite, étant donné que le moment de rotation de la commande suit la courbe du moment de rota- tion de celle-ci, tandis qu'au contraire le moment de rotati@ créé paur la partie située au-dessous de l'eau dépend de la vitesse de l'eau- Etant donné que le moment du moteur de cocu- mande tombe avec le nombre de tours, et que la vitesse du contre-courant du propulseur croit quand le nombre de tours augmente, on ne peut atteindre un état d'équilibre que pour un nombre de tours tout à fait déterminé.
Etant donné qu'en outre la vitesse du contre-courant du propulseur est in@luen @ee par la vitesse d'avancement du bateau, les possibilités décrites d'application de la compensation du moment de rota- tion sont fixées dans d'étroites limites. L'intervention du contre-courant du propulseur pour la compensation du moment de rotation est aussi liée à une perte d'énergie considérabl car du fait de la disposition des stabilisateurs, ceux-ci et le propulseur donnent deux positions opposees de gouverne
L'objet de la présente invention élimine les défauts actuels et oppose au moment de rotation exerce chaque fois par l'arbre de transmission de force sur le carter de sup- port du propulseur, un contre -moment de même grandeur.
Suivant l'invention, le dispositifpour la compensation du mourut de rotation dans le cas de commandes hors-bord est tel que l'énergie cinétique et la pression du contre- courant du propulseur trouvent une application comme agents
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actifs et le courant d'avant de l'eau parcourue comme agent de compensation.
Far un déplacement convenablement grand de la rotation angulaire de la partie carénée qui se trouve sous l'eau, a l'inverse de la direction de rotation de la transmission verticale de force, on atteint un état complet d'équilibr et une compensation du moment de rotation. Avantage useront le propulseur estmonté de telle manière que l'axe de rotation de la mèche de gouvernail et la ligne du centre de gravité du propulseur se trouvent dans un plan.
Par une constitution particulière on obtient que la commande orien- table par propulseur revient automatiquement, comme dans 1s cas d'un gouvernail normal, à la position zéro, pour la direction de marche, à partir de toute position de gouverne
Dans d'autres variantes de l'invention, on tire parti de cela pour un propulseur avec tuyère à enveloppe (Tuyère Kort) qui peut aussi bien prendre part aux mouve- ments de gouverne qu'être utilisée comme tuyère fixe.
Dans ce but, l'axe longitudinal de la mèche de gou- vernail, la ligne du centre de gravité du propulseur e@ le centre de gravité de gouverne de la tuyère sont situés dans un plan. Dans le cas où la tuyère est fixe, l'axe longitudinal de la mèche de gouvernail est situé en coïnci- dence avec la ligne du centre de gravité des pales du propulseur, à l'endroit le plus étroit de la tuyère,de sorte qu'une rotation de 360 carter situé sous l'eau convenablement établi, avec les stabilisateurs de gouverne. devient possible.
Grâce à des moyens simples, un contre -moment de grandeur appropriée est opposé chaque fois, suivant l'in- vention, au momentde rotation exercé par l'arbre de trans- i mission de la force sur le carter-support du propulseur.
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Une forme de réalisation de l'invention est représente à titre d'exemple sur le dessin annexé.
Sur la fig. 1, la mèche de gouvernail est désignée par
1, la dérive de stabilisation par 2, la partie carénée se trouvant sous l'eau par 3, et le propulseur par 4, le moyeu de ce dernier étant inclus dans la partie 3 se trouvant sous l'eau.
Comme on peut le voir d'après la fig. 2 (vue en plan correspondant à la fig. 1) l'axe c-d du propulseur a été tourné par rapport à l'axe du corps caréné a-b, d'un certain angle, horizontalement, le point d'intersection des axes c-d et a-b se trouvant au centre de rotation de la mèche de gou- vernail 1. Le mode de fonctionnement est le suivant.
Si, dans un tube où s'écoule de l'eau, on suspend un corps caréné, ce corps se centre dans ce tube, en raison de - la pression qui y règne et de la répartition de la succion.
L'intensité de la mise en position est influencée par la vitesse dé l'eau et la pression de l'eau.
Suivant l'invention, on tire parti de cet effet pour créer un contre-moment de rotation. Le propulseur crée un courant d'arrière ou sillage circulaire. Ce courant.s'écoule dans la direction de l'axe c-d du propulseur. En raison du décalage angulaire de l'axe a-b du corps caréné,par rapport à l'axe c-d du propulseur, donc aussi par rapport au courant d'arrière du propulseur, la partie carénée qui se trouve au- dessous de l'eau cherche à se placer au centre du courant d'arrière, et crée de cette manière un moment de rotation.
La grandeur du moment de rotation est déterminée primo par l'agent actif, la vitesse de l'eau et la pression, et secundo par la grandeur et la rotation angulaire de la partie carénée se trouvant sous l'eau, par rapport au sillage .. . *. du propulseur. Par un déplacement du décalage angu- laire, à l'opposé de la direction de rotation de l'arbre
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vertical de transmission, ainsi qu'un dimensionnement exact du moyen désigné en second lieu, on peut atteindre (métal complet d'équilibre entre la commande et le contre -cornant de rotation.
Cet état d'équilibre est possible sur,toute la garnie des vitesses de rotation du moteur de commande, quand le moment de rotation ou couple de commande et le con@re- moment de rotation sont égaux. Ce dernier dépend des fac- teurs vitesse d'écoulement et pression du courant d'avant du propulseur. On exposera ci-après deux cas extrêmes de marche :
1 ) Le bateau est à l'ancre (traction sur amarre).
C'es t le cas de la plus grande transmission de moment de rotation. Dans le courant d'arrière du propulseur règne la plus petite vitesse de l'eau, mais la plus forte pres- sion.
2 ) Le bateau se trouve en pleine marche libre .@'est le cas de la plus petite transmission de moment de rotation..
Dans le contre-courant ou courant d'arrière du propulseur règne la plus grande vitesse de l'eau, mais la plus faible pression.
Dans les deux cas de marche, l'énergie est pratique- ment la marne, de sorte qu'il est possible de maintenir sur toute la gamme des vitesses de rotation un équilibre entre le moment de rotation de commande et le contre-moment de ro- tation.
On atteint une correction automatique par la dérive de stabilisation 2. Celle-ci se trouve avec sa ligne médiane dans la direction de l'axe c-d, donc dans la direction du jet du propulseur et ne peut par suite être influencée par celui-ci. S'il apparaît cependant une perturbation dans l'état d'équilibre des deux moments de rotation, il se produit une sur-gouverne ou une sous-gouverne du carter immergé 3. Or; la dérive de stabilisation 2 subit de ce
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fait un décalage, si petit soit-il par rapport au courant de l'eau où l'on navigue et donc par rapport à l'agent actif venant de dehors, } 'ce qui détermine la correction de la gouverne. En calculant convenablement la grandeur et la forme de la dérive, on obtient pratiquement un état d'équi- libre parfait des deux moments de rotation.
Selon une autre particularité de l'invention, la commande gouvernable du propulseur est établie de telle façon qu'elle présente les caractéristiques de gouverne d'un gouvernail normal et retourne automatiquement, à partir de n'importe quelle position de gouverne,'à la position zéro pour la direction de marche considérée.
Selon la fig. 3, le propulseur 4 est disposé sous la mèche 1 du gouvernail de faon que la ligne du centre de gravité des pales du propulseur et l'axe de rotation de cette mèche se trouvent dans un plan e-f. Dans cette dis- position, et quelle que soit la projection suivant laquell il reçoit la courant d'avant de l'eau où il navigue-, le . c entre de gravité du propulseur 4 ne produit aucun moment par rapport à la mèche 1 du gouvernail. Cette mèche est donc complètement soustraite aux effets du courant d'avant produit par le propulseur, de sorte que l'ensemble de la partie immergée peut être établi en tenant compte des lois valables pour un gouvernail normal.
Comme dette exécution ne nécessite que des efforts de gouverne réduits, il suffit de prévoir une transmission mécanique, d'un poids peu élevé, même pour les construction importantes. De plus, l'inversion du moment de rotation, c'est-a-dire, le renversement de 1800 qui permet de passer de la marche avant à la marche arrière, peut être effectués rapidement, vu que le propulseur ne doit plus décrire un cercle autour de l'axe..de la mèche du gouvernail, mais
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es@ retourne de 180 sur sa propre ligne de centre de gravite.
La commande par propulseur revient automatiquement au zéro dans la direction de marche, après chaque coup de barrt Des organes de verrouillage ou de freinage sont inutiles dans cette réalisation.
Diaprés les figs. 4 et 5, l'invention est utilisée da le c. de la disposition de propulseurs en tuyère (Tuyère Eort) qui a pour suite unepuissance considérable de poussée.
La tuyère 5 participe à la gouverne, c'est- -dire liée à la partie oscillable horizontalement 2a, 3 placée sous 1'eau. Là référence 1 désigne la mèche du gouvernail, 2a la dérive de gouvernail, 3 la partie se trouvant sous l'eau et 4 le propulseur. La tuyère 5 est montée au moyen des supports 6. La disposition est telle que l'axe de rata- tion e-f de la mèche de gouvernail coïncide avec. la ligne du centre de gravité du propulseur et le centre de gravité de gouverne de la tuyère 5, de sorte que,même dans le cas des grandes constructions, il en résulte les avantages sui- vant l'invention et ceux d'une installation normale de gouvernail.
Sur les figs. 6, 7 et 8, on a représenté la commande orientable par propulseur en combinaison avec une tuyère fixe, etant donné qu'il n'est pas toujours possible d'utili- ser une tuyère oscillante orientable, par exemple dans le cas d'une combinaison de tunnel d'hélice et de tuyère.
La fig. 6 est une vue latérale.
La fige 7 est une vue en plan avec le propulseur dans la position zéro de la gouverne.
La fig. 8 est une vue en plan avec le propulseur braque.
La référence 1 désigne la mèche de gouvernail, 2a la
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dérive de gouvernail, 3 la partie carénée se trouvant sous l'eau, 4 le propulseur et @ la tuyère fixe .
L'axe de rotation de la mèche de gouvernail et la ligne du centre de gravité se trouvent sur l'axe commun e-f Celui-ci est situé dans la partie la plus étroite de la tuyère 5. La dérive de gouvernail 2a et le carter 3 ont une forme circulaire ou une telle grandeur qu'un renversement de 360 soit possible à l'intérieur de la tuyère. Il est donc également possible d'utiliser une commande orientable par propulseur de ce genre dans, un tunnel, avec ou sans combinaison avec une tuyère de Kort.
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The present invention relates to an outboard control for boats, in which the propeller shaft is disposed at the lower end of a vertical support housing with rudder rod. The thruster is mounted by means of its horizontal axis in the ducted support housing to propel the thruster hub being included in the hydrodynamic form of the housing. The thruster and its supporting casing are designated by "part placed under water" or "submerged", which is mounted by means of its tubular shaft called rudder stock, perpendicularly in the part placed below the thruster. 'water, and can turn 3600 for the steering
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of. boat.
Inside the rudder stock is centrally mounted the vertical control shaft, from which the force is transmitted via bevel gears, to the thruster shaft or to the thruster. The rudder bit and the control shaft have the same axis of rotation.
In these steerable thruster controls, the transmission of force through the vertical control shaft creates a torque on the part placed below the water, and this torque tends to drive the whole of the part which is under water according to its direction of rotation. The entire steering mechanism is forced to absorb said torque, which produces a one-sided load. In the case of large power transmissions, one must therefore try to neutralize the harmful torque.
To this end, it is known to oppose a counter-torque or antagonistic torque to the torque of the force transmission. For this purpose, the thrust of the thruster can be interfered with and the part lying under the water can be pushed back laterally out of the pivoting center of the part lying above the water, or of its vertical axis, to such an extent that the product of the thrust of the thruster and the lateral lever arm gives the counter moment. Given, however, that the curve of the torque of the control motor and the curve of the propellant coincide only for a completely determined operating state, we do not have, below and above this state, the desired torque compensation.
This is especially true when the same thruster control has to overcome extreme operating conditions, such as heavy towing, with. transmission of large torque and high propellant thrust, or idling with reduced propellant thrust.
It is also known to involve energy
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@ or against the current or wake created by the thruster, to compensate the torque. To this end, stabilizers or fins located in the counter-current of the thruster are placed on the profiled part located under the water, @n placing the stabilizers opposite to the torque caused by the transmission by force, the stabilizers create the opposite torque.
even in this case, the compensation of the rotary ornament is imperfect, since the torque of the control follows the curve of the torque of the latter, while on the contrary the torque of the control. created for the part below the water depends on the speed of the water- Since the moment of the coconut motor falls with the number of revolutions, and the speed of the counter current of the thruster increases when the number of revolutions increases, a state of equilibrium can only be reached for a completely determined number of revolutions.
Since in addition the speed of the backwash of the thruster is influenced by the forward speed of the boat, the described possibilities of applying the torque compensation are fixed in narrow limits. The intervention of the counter-current of the thruster for the compensation of the rotational moment is also linked to a considerable loss of energy because due to the arrangement of the stabilizers, these and the thruster give two opposite positions of rudder.
The object of the present invention eliminates the current defects and opposes the torque exerted each time by the force transmission shaft on the propellant support casing, a counter-moment of the same magnitude.
According to the invention, the device for the compensation of the dead of rotation in the case of outboard controls is such that the kinetic energy and the pressure of the counter-current of the thruster find an application as agents.
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assets and the forward current of the water traversed as a compensating agent.
By a suitably large displacement of the angular rotation of the faired part which is located under the water, opposite to the direction of rotation of the vertical transmission of force, a complete state of equilibrium and a compensation of the moment is reached. of rotation. Advantage will wear out the thruster mounted in such a way that the axis of rotation of the rudder stock and the line of the thruster center of gravity lie in a plane.
By a particular constitution we obtain that the steerable thruster control returns automatically, as in the case of a normal rudder, to the zero position, for the direction of travel, from any rudder position.
In other variants of the invention, advantage is taken of this for a thruster with a jacket nozzle (Kort nozzle) which can equally well take part in the steering movements and be used as a fixed nozzle.
For this purpose, the longitudinal axis of the rudder bit, the line of the thruster center of gravity and the nozzle rudder center of gravity are located in a plane. In the case where the nozzle is fixed, the longitudinal axis of the rudder stock is located in coincidence with the line of the center of gravity of the propeller blades, at the narrowest point of the nozzle, so that 'A 360 rotating casing located under water suitably established, with the rudder stabilizers. becomes possible.
By means of simple means, a counter-moment of appropriate magnitude is opposed each time, according to the invention, to the rotational moment exerted by the transmission shaft of the force on the propellant housing-support.
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An embodiment of the invention is shown by way of example in the accompanying drawing.
In fig. 1, the rudder stock is designated by
1, the stabilization fin by 2, the faired part being under water by 3, and the thruster by 4, the hub of the latter being included in part 3 being under water.
As can be seen from fig. 2 (plan view corresponding to fig. 1) the axis cd of the thruster has been rotated with respect to the axis of the faired body ab, by a certain angle, horizontally, the point of intersection of the axes cd and ab located at the center of rotation of rudder bit 1. The operating mode is as follows.
If, in a tube where water flows, we suspend a streamlined body, this body is centered in this tube, because of - the pressure which reigns there and the distribution of the suction.
The intensity of positioning is influenced by water speed and water pressure.
According to the invention, advantage is taken of this effect to create a counter-torque. The thruster creates a tail current or circular wake. This current flows in the direction of the axis c-d of the thruster. Due to the angular offset of the axis ab of the faired body, with respect to the axis cd of the thruster, therefore also with respect to the stern current of the thruster, the faired part which is located below the water seeks to be placed in the center of the tail current, and in this way creates a torque.
The magnitude of the torque is determined primarily by the active agent, the water speed and pressure, and secondly by the magnitude and the angular rotation of the faired part underwater, relative to the wake. . *. of the thruster. By a displacement of the angular offset, opposite to the direction of rotation of the shaft
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vertical transmission, as well as an exact sizing of the means designated second, can be achieved (complete metal balance between the drive and the counter -corn of rotation.
This state of equilibrium is possible over the whole range of the rotation speeds of the drive motor, when the torque or drive torque and the torque reaction are equal. The latter depends on the flow velocity and pressure factors of the thruster forward stream. Two extreme cases of walking will be explained below:
1) The boat is at anchor (pulling on the mooring).
This is the case with the greater transmission of torque. In the back flow of the thruster the lowest water speed prevails, but the highest pressure.
2) The boat is in full free gear. @ 'Is the case of the smallest torque transmission.
In the counter-current or back-flow of the thruster the greatest water speed reigns, but the lowest pressure.
In both cases of operation, the energy is practically the marl, so that it is possible to maintain over the whole range of rotational speeds a balance between the control torque and the counter-moment of ro - tation.
An automatic correction is achieved by the stabilization drift 2. This is located with its center line in the direction of the axis c-d, therefore in the direction of the jet of the thruster and cannot therefore be influenced by it. If, however, a disturbance appears in the state of equilibrium of the two moments of rotation, there occurs an over-steering or an under-steering of the submerged housing 3. Or; stabilization drift 2 suffers from this
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makes an offset, however small it may be in relation to the current of the water in which one is sailing and therefore in relation to the active agent coming from outside,} 'which determines the correction of the steering. By suitably calculating the magnitude and shape of the drift, one obtains practically a state of perfect equilibrium of the two rotational moments.
According to another feature of the invention, the governable control of the thruster is established in such a way that it has the rudder characteristics of a normal rudder and automatically returns, from any rudder position, to the rudder. zero position for the direction of travel considered.
According to fig. 3, the propellant 4 is placed under the wick 1 of the rudder so that the line of the center of gravity of the propellant blades and the axis of rotation of this wick are in a plane e-f. In this arrangement, and whatever the projection according to which it receives the fore current of the water where it is navigating, the. c between the gravity of the propellant 4 does not produce any moment with respect to the rudder fuse 1. This wick is therefore completely removed from the effects of the forward current produced by the thruster, so that the whole of the submerged part can be established taking into account the laws valid for a normal rudder.
As this execution requires only reduced steering efforts, it suffices to provide a mechanical transmission, of little weight, even for large constructions. In addition, the torque reversal, that is to say, the reversal of 1800 which allows to pass from forward to reverse, can be performed quickly, since the thruster no longer has to describe a circle around the axis of the rudder stock, but
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es @ returns from 180 to its own center of gravity line.
The thruster control automatically returns to zero in the direction of travel, after each thrust. Locking or braking devices are unnecessary in this embodiment.
Diaprés figs. 4 and 5, the invention is used in c. the provision of thrusters in nozzle (Eort Tuyère) which results in a considerable thrust power.
The nozzle 5 participates in the control, that is to say linked to the horizontally oscillable part 2a, 3 placed under water. The reference 1 designates the rudder stock, 2a the rudder fin, 3 the part located underwater and 4 the thruster. The nozzle 5 is mounted by means of the supports 6. The arrangement is such that the axis of ration e-f of the rudder stock coincides with. the line of the center of gravity of the thruster and the rudder center of gravity of the nozzle 5, so that, even in the case of large constructions, the advantages according to the invention and those of a normal installation result rudder.
In figs. 6, 7 and 8, the steerable thruster control is shown in combination with a fixed nozzle, given that it is not always possible to use a steerable oscillating nozzle, for example in the case of a combination of propeller tunnel and nozzle.
Fig. 6 is a side view.
Fig 7 is a plan view with the thruster in the rudder zero position.
Fig. 8 is a plan view with the thruster pointing.
Reference 1 designates the rudder stock, 2a the
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rudder, 3 the faired part underwater, 4 the thruster and @ the fixed nozzle.
The axis of rotation of the rudder stock and the line of the center of gravity are on the common axis ef This is located in the narrowest part of the nozzle 5. The rudder fin 2a and the housing 3 have a circular shape or such a magnitude that a reversal of 360 is possible inside the nozzle. It is therefore also possible to use a steerable thruster control of this type in a tunnel, with or without a combination with a Kort nozzle.
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