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La présente invention a pour objet des perfec- tionnements apportés aux attelages des convois d'éléments poussés et à leurs applications notamment pour la constitution d'un convoi de bateaux poussés destiné plus spéoialement à la navigation fluviale ou maritime.
Les convois d'éléments poussés employés à l'heure actuelle sont soit rigides, soit de forme modifiable sous l'influence de mécanismes intérieurs aux éléments du convoi qui ne permettent que de faibles déformations élastiques sous l'action de forces extérieures. Dans certaines réalisations de convois poussés à forme modifiable, on emploie un pousseur
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tournant librement autour d'une charnière placée à l'arrière du oonvoi en gouvernant par le gouvernail du bateau qui reçoit la poussée de ce pousseur. Si, dans ce dernier cas, le système est stable en direction, il n'en est pas de même dans les autres cas car il possède alors une tendance nette à se plier, à moins que la position relative de deux éléments successifs ne soit fixée par des éléments géométriques indéformables.
En vue, d'une part, de remédier aux inconvénients précités et, d'autre part, de rendre aisément possible la navigation fluviale de tels convois dans des courbes à faible rayon et la navigation dans la houle, tout en utilisant des bateaux de types normaux sans en modifier la forme, la présente invention a pour objet un procédé de poussage d'un convoi d'éléments poussés, tels que bateaux normaux, bateaux munis de roues, de chenilles, de plans de sustentation et remorques terrestres à roues orientables, selon lequel on établit entre deux éléments successifs du convoi une liaison desmodromique, cinématique et dynamique, réversible provoquant, pour toute déviation angulaire de l'un desdits éléments par rapport à l'autre,
un éoartement en- tre eux avec éloignement de leur centre instantané de rotation de leurs plans longitudinaux de symétrie, écartement et éloignement d'autant plus grands que cette déviation croît angulairement, et tendant, par conséquent, à maintenir ou à rétablie automatiquement l'alignement desdits éléments sous la seule action de la poussée.
Un-autre objet de l'invention est de prévoir, entre deux éléments successifs du convoi, un dispositif directeur disposé dans les plans longitudinaux de symétrie confondus des éléments alignée et guidé longitudinalement sur des supports articulés sur ces éléments au moins autour
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d'aves verticaux;
, et un dispositif de transmission réciproque de poussée de longueur ajustable., relié auxdits supports par des liaisons desmodromiques réversibles qui prennent appui sur des points fixes de ces éléments et sont déterminées de telle sorte que, ds qu'un couple déviateur rompt l'alignement des éléments, ces supports s'écartent entre eux le long du dispositif directeur, d'une distance supérieure à la demi-largeur moyenne de ces éléments multipliés par la tangente de l'angle de déviation, avec application simultanée à ce dispositif directeur, par l'intermédiaire de ces supports.. d'un couple de redressement engendré par la poussée.
La position: stable du convoi en forme courbe est atteinte lorsque le couple de redressement poissant appliqué au dispositif directeur atteint la va.leur' du couple de courbure engendrant l'angle de déviation.
D'autres particularités de l'invention apparaftront dans la description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, et qui fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
Les figures 1 et 2 sont respectivement des vues partielles en élévation et en plan de deux éléments successifs d'un convoi de bateaux poussés munis d'un dispositif d'attelage conforme à l'invention, suivant une première forme d'exécution de ce dispositif.
La figure 3 est une vue analogue à la figure 1, l'un des deux éléments successifs ayant subi une déviation angulaire par rapport à l'autre.
Les figures 4 et 5 sont respectivement des vues partielles en plan et en élévation de deux éléments suecessifs d'un convoi de bateaux poussés munis de dispositifs d'attelage conforme à l'invention, respectivement suivant
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deux autres modes d'exécution des demi-attelages.
Là figure 6 est une vue analogue à la figure 4, l'un des deux éléments successifs ayant subi une déviation angulaire par rapport à l'autre.
La figure 7 représente à plus grande échelle une came amplificatrice utilisée dans l'un des demi-attelages du dispositif illustré aux figures 4 et 5.
La figure 8 représente en perspective un demi- attelage conforme à l'invention, suivant une quatrième, forme d'exécution.
La figure 9 est une vue en plan d'un élément équipa du demi-attelage illustré à la figure 8 après déviation angulaire par rapport à la ligne du convoi.
Les figures 10 et 11 représentent l'utilisation d'attelages du genre de celui illustré à la figure 8 dans des convois comportant des éléments accolés.
La figure 12 est une vue schématique de deux éléments successifs d'un convoi de bateaux à roulettes poussés équipés de dispositifs d'attelage conformes à l'invention.
La figure 13 est une vue schématique de deux éléments successifs d'un convoi de bateaux à ailerons poussés équipés de dispositifs d'attelage conformes à l'invention.
La figure 14 est une vue schématique de deux éléments successifs d'un convoi poussé de remorques terrestres à roues orientable,%équipées de dispositifs d'attelage conformes à l'invention.
La figure 15 représente schématiquement l'aigre 'd'un convoi de bateaux poussés équipés d'un dispositif de oourbage conforme à l'invention, lors du passage dans la courbe d'un fleuve.
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Les figures 16 et 17 sont respectivement des vues en plan et en élévation d'un dispositif de courbage par modification de la géométrie du système, conforme à l'invention.
La figure 18 est une vue d'un dispositif de courbage par application d'une force temporaire à l'attelage illustré à la figure 8.
La figure 19 représente l'allure d'un convoi de bateaux poussés équipés de dispositifs de courbage, lors du passage de courbes en S dans un fleuve.
Les figures 20 et 21 montrent schématiquement les forces appliquées à un bateau dévié, respectivement, dans le cas d'un attelage habituel et d'Un attelage suivant l'invention.
Dans la forme d'exécution illustrée aux figures 1 à 3, les deux bateaux successifs,l et 2 se déplaçant suivant la flèche F sont munis au voisinage de leurs bords adjacents de pivots verticaux 3 et 4 sur lesquels sont montées en pivotement des chapes 5 et 6 munies d'axes horizontaux 7 et 8 sur lesquels s'articulent deux gouttières 9 et 10 dans lesquelles coulisse une barre 11 jouant à la fois le rôle de barre directrice et de barre de poussée.
Les extrémités de la barre 11 sont coiffées par des chapes 12 et 13 qui peuvent tourillonner librement autour de cette barre. Ces chapes portent à leurs extrémités des galets 14 et 15 qui roulent sur des cames verticales 16 et 17 sensiblement en forme de V pratiquées sur des pièces 19 et 19 fixées sur les bateaux 1 et 2.
Ces cames disposées symétriquement par rapport aux plans longitudinaux de symétrie des bateaux ont leurs sommets dirigés vers les centres des bateaux. Les points de leurs profils sont situés à des distances décroissantes des axes
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de pivots 3 et 4 depuis le sommet du V.
Si sous l'action de forces extérieures le bateau 1 s'oriente par rapport au bateau 2 en pivotant vers babord, ainsi que représenté à la figure 3, la barre directrice 11 s'incline par rapport aux deux bateaux, entraînant un pivotement des gouttières 9 et 10 autour des pivots 3 et 4. La distance entre l'axe des galets 14 et 15 et les axes de ces pivots diminue, ce qui provoque un allongement du convoi. Les réactions des surfaces des cames 16 et 17 sur les galets 14 et 15 engendrées par la poussée créent un couple sur la barre 11, qui tend à réaligner les deux gouttières 9 et 10 et, par suite, à redresser le convoi tout en raccourcissant l'attelage.
Le pivotement des chapes 12 et 13 sur la barre 11 et les déplacements de cette barre dans les plans verticaux longitudinaux de symétrie des gouttières 9 et 10 permettent les mouvements relatifs des deux bateaux dus au roulis et au tangage.
Dans la forme d'exécution de l'attelage entre bateaux 20 et 21 illustrée aux figures 4 à 6, une gouttière 22 à bras manivelles 23 et 23a opposés munie d'une rainure profonde dans laquelle se déplace une barre directrice 24 est montée sur le bateau poussé 20. Les bras 23 et 23a sont articulés sur deux leviers 25 et 25a articulés à leur tour en 26 et 26a sur le bateau.
Ces bras portent à leurs extrémités des poulies 27 et 27a sur lesquelles s'enroule un câble 28 qui passe sur une poulie centrale double de renvoi 29, fixée sur le bateau, et sur 'deux poulies de renvoi 30 et 30a fixées elles aussi sur le bateau pour aboutir à des supports 31 et 31a fixés aux extrémités de barres latérales de poussée 32 et 32a munies de tampons 33 et 33a, et guidées par des paliers 34.
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Sur le bateau pousseur 21 est montée une crapaudine 35 dans laquelle pivote une gouttière 36 munie de deux bras manivelles 37 et 37a opposés et d'une rainure profonde dans laquelle peut se déplacer la barre directrice 24.Les bras 37,37a portent deux chaînes 38 et 38a agissant comme bielles souples et réunies à un coulisseau 39 déplaçable longitudinalement par rapport au'bateau dans une coulisse 40. Sur le coulisseau 39 est fixé un câble 41 qui s'enroule sur une poulie 42 dont le pivot 43 fixé sur le bateau sert en même temps de pivot à une came amplificatrice à gorge 44 à profil en arc de spirale,' solidaire de la poulie 42 (fig. 7) et servant à l'enroulement d'un câble 45 attelé à un moufle 46 muni d'une poulie double 47 fixée sur le bateau.
Un câbles 48 s'enroule sur ce moufle 46 et de là sur deux poulies de renvoi 49 et 49a elles aussi fixées sur le bateau pour aboutir à des supports 50 et 50a fixés aux extrémités de barres de poussée 51 et 51a munies de tampons 52 et 52a.
Si, sous l'action de forces extérieures, le bateau 20 s'oriente par rapport au bateau 21 en pivotant vers babord, ainsi que représenté à la figure 6, la barre directrice 24 s'incline par rapport aux deux bateaux. Sur le bateau 20 cette inclinaison entraîne une déformation du pentagone symétrique formé par les leviers 25 et 25a et le câble 28 par pivotement des leviers 25 et 25a autour de 26 et 26a, et;, par suite, un déplacement transversal de la gouttière 22, qui, combinée à l'inclinaison de cette gouttière, a pour effet d'exercer sur le câble 28 par le bras 23a une traction opposée à,la poussée exeroée par le tampon 52 sur le tampon 33.
Sous l'action de cette traction,- la barre de poussée 32a tend à déborder davantage à l'arrière du bateau.
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En ce qui concerne le bateau 21, sous l'action de la barre directrice 24 la gouttière 36 pivote autour de la crapaudine 35 et le bras 37a tend la chaîne 38a, la chaîne 38 devenant molle. Le coulisseau 39 se déplace, entraînant la rotation de la poulie 42 autour de l'axe 43 et, par suite, celle de la came amplificatrice 44 qui, par 1.'intermédiaire du moufle 46, exerce sur les brins babord et tribord du câble 48 des tensions dirigées en sens inverses. La tension ainsi exercée sur la portion de babord du câble 48 est opposée à la réaction exercée par le tampon 33 sur le tampon 51.
Sous son action, la barre de poussée 51a tend à déborder davantage à l'avant du bateau 21, les tampons 33a et 52a restant toujours en contact. La barre directrice 24 se déplace dans les rainures profondes des gouttières 22 et 36 en reculant par rapport aux deux éléments, laissant ainsi l'attelage s'allonger par rapport à la position représentée à la figure 4.
La poussée exercée par les barres de poussée 51 et 51a est transformée en fonction de l'angle par l'action du trapèze déformable formé par les bras 23 et 23a et les leviers 25 et 25a, dans le cas du bateau 20, et par amplification sous l'action du moufle 46 et de la came 44, pour le bateau 21, en un couple qui agit sur la barre directrice 24 par l'intermédiaire des gouttières pour redresser le Convoi. Les déplacements de la barre directrice 24 dans les plans verticaux longitudinaux de symétrie des gouttières permettent les mouvements de tangage et de roulis de l'un des bateaux par rapport à l'autre.
Dans les figures 4 à 6, les bateaux 20 et 21 sont représentés comme équipés de deux demi-attelages différents. Ils pourraient tous deux porter des demi-attelages
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du Genre représente pour chacun d'eux.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 8, à barre directrice et de poussée unique 53, cette barre est montée dans une fourche 51 articulée par charnons sur un axe 55 à la partle inférieure d'une pièce amplificatrice 56. Celle-ci porte deux barres non parallèles 57 et 57a, articulées sur elle par des rotules disposées plus près du bord supérieur de cette pièce que de son bord inférieur. Ces barres sont reliées à des rotules fixées aux extrémités d'une traverse 58 montée par rotuleur les sommets de deux plaques triangulaires 59 et 59a, articulées sur l'élément 60 par deux charnières 61 et 61a parallèles au plan longitudinal de symétrie de cet élément.
Le milieu du sommet de la plaque amplificatrice 56 est relié par une rotule à une barre 62 montée à rotule sur l'élément 60, l'ensemble étant, au repos, disposé symétriquement par rapport au plan longitudinal de symétrie de l'élément.
Les barres 57, 57a et 62 pourraient être remplacées par des chaînes, Pareillement, les pièces triangulaires pourraient être remplacées par deux montants disposés comme leurs côtés verticaux et fixés par des crapaudines sur l'élément, et par des chaînes disposées comme leurs cotés obliques 63 et 63a et fixées à la traverse 58 et sur l'élément.
Lorsque l'élément 60 est dévié vers babord, la barre directrice et de poussée 53 entraîne un déplacement et une inclinaison vers tribord de la plaque 56 autour du centre instantané de rotation de cette plaque tel que défini par les éléments qui la supportent. Il en résulte un gauchissement du quadrilatère déformable, formé par les barres 57,57a et 58 dt la plaque 56, et une avancée du
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pent d'attache de la barre 62 sur cette plaque, ce qui entraîne un raccourcissement, de La perpendiculaire commune à l'axe 55 et à La barre 58. Le milieu de l'axe 55 se rapproche du plan -transversal dans lequel se déplace la barre 58, c'est-à-dire recule par rapport à l'élément., faisant reculer à son tour la barre directrice et de poussée 53.
On obtient donc bien ainsi un allongement de l'attelage à une valeur déterminée pour un angle de déviation donne entre- éléments.
Les mouvements de roulis sont absorbés par-les mouvements angulaires des barres 57 et 57a,
Le dispositif illustré à la fig. 8 au lieu d'être appliqué à un attelage entre deux éléments successifs peut être utilisé pour assurer un attelage entre paires d'éléments accolés rigidement, ainsi que représenté à la fig. 10, ou, ainsi que représenté à la fig. 11, entre une paire d'éléments accolés et un élément unique. Il suffit pour cela d'utiliser une traverse 58b enjambant deux éléments accolés 60b et 60c sur lesquels sont respectivement articulées les deux plaques triangulaires 61b et 61c, les plaques amplificatrices telles que la plaque 56b enjambant les bords mitoyens des deux éléments.
La barre de redressement 62b peut être fixée sur un point commun aux bords mitoyens des éléments ou 'assurer la liaison de l'une des plaques amplificatrices 56b diune paire d'éléments à l'autre plaque amplificatrice 56c de la même paire. Ce dernier montage pourrait d'ailleurs être utilisé dans le cas de l'attelage d'éléments successifs représenté à la figure 8.
Le tracé des cames 16 et 17 (le la figure 1 et l'amplification par moufles 28 ou 46 de-.la. figure4,ou par la plaque amplificatrice 56 de la figure 8, donne la possibilité de régler l'allongement de l'attelage de façon
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quil soit supérieur à la demi-largeur moyenne de ces bateaux multipliés par la tangente de l'angle de déviation .
On assure ainsi la stabilité du système même pour le grands angles de déviation.
En effet, si l'on considère deux bateaux A et B (figure 20) articulés entre eux sur l'angle commun C, le bateau A dévié suivant la figure est rappelé en alignement tant que/la résistance hydrodynamique R passe à tribord du centre de courbure C et se replie sur le bateau B si cette poussée passe à babord de C. Lorsque la poussée passe
Dans l'attelage suivant l'invention, le bateau A' (fig. 21) est dévié par rapport au,bateau B' par pivotement autour du centre instantané de rotation ou centre de courbure C" par lequel passe la résultante de la poussée et du couple appliqués à A' par la barre de poussée t. La résistance hydrodynamique R' passant à tribord du centre de courbure C' tend à redresser le bateau A' m8me pour des angles de déviation bien supérieurs à Ó d'où accroissement de la stabilité.
L'écartement moyen e' est supérieur à e.
Les figures 12 à 14 représentent schématiquement l'utilisation d'un dispositif d'attelage conforme à l'invention, d'une part, entre deux éléments successifs d'un convoi poussé de bateaux 64, munis de roulettes 65 pour passer sur les hauts fonds (fig. 12). d'autre part, entre deux éléments successifs d'un convoi poussé de bateaux 66 munis de plans de sustentation 67 susceptibles de porter tout ou partie du poids du bateau (fig. 13) et,;enfin, entre deux éléments successifs d'un convoi poussé de remorques terrestres 68 munies de roues orientables 69 (figure 14).
Le convoi d'éléments poussés équipé; de dispositifs
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d'attelage du genre illustré aux figures 1 à 11 lui permettent de se déformer de façon stable sous l'action de forças extérieures au convoi est en outre équipé de dispo- sitifs permettant de courber volontairement ce convoi, notamment pour passer dans les courbes de fleuves, telles que la courbe C de la figure 15.
Un tel courbage du convoi peut être obtenu en munissant le bateau de tête d'un bouteur,
En vue de rompre la symétrie de l'ensemble pour remplacer l'alignement stable de base des éléments par une déviation angulaire stable prédéterminée d'élément à élément, le courbage peut être obtenu soit par une modification de la géométrie du système (figures 16 et 17), soit en appliquant à l'attelage une force intérieure temporaire assurant une déforma- tion du-système (figure 18).
Dans le dispositif de courbage illustré aux figures 16 et 17 appliqué à l'attelage illustré aux figures 1 et 2, la came en V 70 est portée par un plateau 71 à denture périphérique 72 montée pivotante sur le pivot 73 portant la gouttière 74 dans laquelle se déplace la barre directrice et de poussée 75. Ce plateau repose sur l'élément 76 par des billes 77 et est commandé en tourillonnement autour du pibot 73 par une roue dentée 78 commandée à son tour par un volant 79.Si l'on fait tourner''le plateau 72 dans le sens de la flèche f, la barre directrice a tendance à revenir vers le sommet de la came 70 ce qui dévie l'élément 76 dans le sens désiré. Si cet élément est équipé à l'avant d'un dispositif analogue, on en fait tourner le plateau en sens inverse de la flèche f.
Un dispositif analogue pourrait être associé aux ,attelages illustrés à la figure 4, les gouttières étant alors solidaires du plateau qui se déplaceraitpar rapport aux bras manivelles.
Dans le dispositif de oourbage illustré à la figure 18 et appliqué à l'attelage illustré à la figure 8, l'axe inférieur 80 de la plaque amplificatrice porte deux poulies 81 et $la,
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Deux poulies de renvoi 82 et 82a sont fixées sur l'élément 83, Deux câbles 84 et 84a passent respectivement sur les poulies 81 82 et $la, 82a et sur les poulies analogues des autres demiattelages du convoi.
Si l'on exerce une traction sur le câble 84a dans la direction de la flèche f, la poulie 81a se rapproche de la poulie 82a et l'ensemble du dispositif tend à se courber comme indiqué à la figure 9. Si l'on relâche la traction exercée sur le câble 84a et que l'on tire sur le câble 84, la courbure du convoi est inversée.
Le dispositif ci-dessus est indiqué à titre d'exemple, toute dissymétrie créée dans l'attelage pouvant être utilisée pour produire le courbage, en agissant sur la position des poulies 81 et 81a, de la barre directrice 53 sur la charnière oulde la retenue 85 sur l'élément.
Les dispositifs de courbage de convoi décrits ci-dessus permettent aussi de modifier l'allure rectiligne d'un convoi pour lui donner une forme en S en vue de passer dans deux courbes successives d'un fleuve ayant des courbures inversées ainsi que représenté à la figure 19.
Si le dispositif de courbage équipant le convoi est du genre de celui illustré aux figures 16 et 17, les plateaux 71 seront entraînés en pivotement suivant le sens de la flèche f à l'arrière des éléments e et e3 et à l'avant @ des éléments e3 et e4, alors que ces plateaux seront déplacés en pivotement en sens inverse de la flèche f à l'avant des éléments e1 et e2 et à l'arriére des éléments e4 et e5.
Si le dispositif de courbage équipant le convoi est du genre illustré à la figure 18, les câbles 84 et 84a sont fixés de toute manière connue sur l'élément e3 de facon à tirer sur le brin du câble 84a passant sur le
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demi-attelage arrière de cet élément c3 et sur les attelages des éléments e2 et e1 alors qu'on tire sur le brin du câble 84 passant à l'avant de l'élément e3 et sur les éléments e4 et e .
L'attelage est complété par des moyens de liaison positive entre les éléments successifs, tels que, ainsi que représenté à titre d'exemple aux figures 1 à 7, deux câbles mous croisés 86.
En ce qui concerne le roulis et les embardées on peut interposer dans l'attelage un filtre d'un type classique constitué par un ressort, une inertie et un amortisseur.
Enfin, on vue d'éviter l'entraînement en déplacement d'une masse importante d'eau entre les éléments successifs du convoi, lorsque ceux-ci sont alignés, on peut régler la longueur des barres de poussée pour amener presque au contact les bords en regard de deux bateaux successifs au moyen d'un dispositif de raccourcissement commandé par le pilote.
C'est ainsi qu'à titre d'exemple et comme représenté à la figure 8, la barre 53 est constituée en deux parties dont l'une est solidarisée avec le corps 87 d'un vérin à simple effet et l'autre avec le piston 88 de ce vérin. Un tel montage peut être réalisé pour l'une quelconque des barres directrices des attelages illustrés aux figures.
Les vérins des barres directrices d'un même convoi sont réunis à des conduites générales aboutissant à un poste de commande. Dans le cas de l'attelage illustré à la figure 8, la barre directrice et de poussée pourrait être remplacée danr ce but par un dispositif à oiseaux de Nuremberg.