FR2458455A1 - Automatic steering gear for sailing vessel - has auxiliary tab on rudder connected to wind vane - Google Patents

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Abstract

The automatic steering gear has a main rudder (8) fitted with an auxiliary tab (11) on the trailing edge. The gear is connected to the wind vane (2). The vane and rudder are connected by a link incorporating the tiller (6) and the control rods (4,5) joined to the tiller which is also connected to the rods (7,10) on the rudder. The tie bars (9,12) are mounted onto guides which are moved along slides. The guides are fitted with end stops to limit movement.

Description

La présente invention concerne un dispositif de pilotage automatique pour navires et notamment pour voiliers du type comportant une girouette. The present invention relates to an automatic piloting device for ships and in particular for sailboats of the type comprising a weather vane.

On connaît déjà des dispositifs de pilotage pour voiliers réalisés à partir d'un capteur d'écart de route consistant en une girouette soit à axe vertical, soit à basculement possédant comme mécanisme d'amplification des forces de commande, une pale supplémentaire placée dans l'eau et entièrement indépendante du safran principal du navire. De tels dispositifs de pilotage ne peuvent pas être montés sur des navires de toute nature. Piloting devices are already known for sailboats produced from a course deviation sensor consisting of a wind vane either with a vertical axis or with tilting having as an amplification mechanism of the control forces, an additional blade placed in the and completely independent of the main rudder of the ship. Such piloting devices cannot be mounted on ships of any kind.

La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un dispositif de pilotage automatique notamment pour voiliers, d'une conception simple, susceptible d'être monté facilement sur tout type de navire. The present invention aims to remedy these drawbacks and proposes to create an automatic piloting device in particular for sailboats, of a simple design, capable of being easily mounted on any type of ship.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif de pilotage, notamment pour voiliers, caractérisé en ce que le safran principal comporte sur son bord de fuite un volet auxiliaire orientable, le safran principal et -le volet formant un ensemble de commande de direction relié à une girouette permettant le réglage du cap du navire. To this end, the invention relates to a piloting device, in particular for sailboats, characterized in that the main rudder comprises on its trailing edge an adjustable orientable flap, the main rudder and -the flap forming a connected steering control assembly a wind vane allowing the adjustment of the ship's course.

Suivant ce type de dispositif particulier, la girouette est connectée au volet placé sur le bord de fuite du safran principal qui peut être avantageusement soit du type suspendu, soit du type compensé. According to this particular type of device, the wind vane is connected to the flap placed on the trailing edge of the main rudder which can advantageously be either of the suspended type or of the compensated type.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, la liaison entre l'ensemble formé par le safran principal et le volet auxiliaire, et la girouette, est constituée d'une barre pilote reliée d'une part à la girouette par un jeu de tringles de commande aboutissant à l'une des extrémités de la barre pilote et reliée d'autre part aux barres du safran principal et du volet auxiliaire par des biellettes de liaison. According to another characteristic of the invention, the connection between the assembly formed by the main rudder and the auxiliary flap, and the vane, consists of a pilot bar connected on the one hand to the vane by a set of rods of control leading to one of the ends of the pilot bar and connected on the other hand to the bars of the main rudder and the auxiliary flap by connecting rods.

Suivant ce dispositif de pilotage, la girouette commande directement le volet auxiliaire. Le volet dévié est la source d'une portance hydro-dynamique qui, placée très en arrière de l'axe de mèche, crée un couple sur cette mèche faisant ainsi tourner le safran dans le sens opposé à celui de rotation du volet. I1 se développe alors sur le safran principal une portance élevée, appliquée au voisinage immédiat de l'axe de mèche, cette portance de direction opposée à celle apparaissant sur le volet auxiliaire, fait tourner le bateau qui revient alors sur son cap. According to this piloting device, the wind vane directly controls the auxiliary flap. The deflected flap is the source of a hydro-dynamic lift which, placed far behind the wick axis, creates a torque on this wick thus rotating the rudder in the opposite direction to that of rotation of the flap. I1 then develops on the main rudder a high lift, applied in the immediate vicinity of the wick axis, this lift in the direction opposite to that appearing on the auxiliary flap, turns the boat which then returns to its course.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les biellettes de liaison reliant la barre pilote aux barres du safran principal et du volet auxiliaire sont réglables. According to another characteristic of the invention, the connecting rods connecting the pilot bar to the bars of the main rudder and the auxiliary flap are adjustable.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, les joints d'articulation des biellettes de liaison sont montés sur des curseurs se déplaçant dans des glissières. According to another characteristic of the invention, the articulation joints of the connecting rods are mounted on sliders moving in slides.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, la commande de direction du dispositif est proportionnelle à la différence entre l'angle de déviation du navire par rapport à son cap, et l'angle d'orientation du safran principal destiné à compenser cette erreur de cap. According to another characteristic of the invention, the direction control of the device is proportional to the difference between the angle of deviation of the ship relative to its heading, and the angle of orientation of the main rudder intended to compensate for this error of cap.

Cette caractéristique particulière permet de pallier à l'absence de boucles de contre réaction, en particulier si le safran est fortement compensé et même surcompensé ce qui rendrait le dispositif de commande instable. This particular characteristic makes it possible to compensate for the absence of feedback loops, in particular if the rudder is strongly compensated and even overcompensated, which would make the control device unstable.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble formé par le safran principal et le volet auxiliaire est autostable. According to another characteristic of the invention, the assembly formed by the main rudder and the auxiliary flap is freestanding.

La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un mode de réalisation de l'invention représenté schématiquemen à titre d'exemple non limitatif, sur l'unique figure jointe qui est une vue de dessus du dispositif de pilotage automatique. The present invention will be better understood using an embodiment of the invention shown diagrammatically by way of nonlimiting example, in the single attached figure which is a top view of the automatic pilot device.

Selon cette figure, le dispositif de pilotage automatique l comporte une girouette 2 réalisée indifféremment à axe vertical ou à axe incliné. Cette girouette 2 comporte en outre un dispositif d'orientation de la tête de girouette par rapport au vent qui s'exerce suivant la flèche F sur cette dernière. Ce dispositif d'orientation 3 permet de régler le cap du navire. La girouette 2 est reliée par un jeu de tringles 4, 5 à une barre pilote 6. La tringle 5, reliée à la girouette 2, est articulée sur la barre pilote 6 au point A situé à l'une des extrémités de la barre pilote 6. According to this figure, the automatic piloting device l comprises a wind vane 2 made either with a vertical axis or with an inclined axis. This wind vane 2 further comprises a device for orienting the wind vane head relative to the wind which is exerted in the direction of arrow F on the latter. This orientation device 3 makes it possible to adjust the heading of the ship. The wind vane 2 is connected by a set of rods 4, 5 to a pilot bar 6. The rod 5, connected to the wind vane 2, is articulated on the pilot bar 6 at point A located at one end of the pilot bar 6.

La barre pilote 6 est donc, d'une part, reliée à la girouette 2 et, d'autre part, à la barre de commande 7 du safran principal 8 par l'intermédiaire d'une biellette 9. En outre elle est reliée à la barre de commande 10 du volet auxiliaire li par l'intermédiaire de la biellette 12. La barre 6 est par ailleurs entièrement libre de ses mouvements. The pilot bar 6 is therefore, on the one hand, connected to the wind vane 2 and, on the other hand, to the control bar 7 of the main rudder 8 by means of a rod 9. In addition it is connected to the control bar 10 of the auxiliary shutter li by means of the link 12. The bar 6 is also entirely free to move.

Les biellettes de liaison 9, 12 sont réglables. En effet, ces biellettes 9, 12 sont reliées aux barres de commande 7, 10, ainsi qu'à la barre pilote 6 par des points d'articulation montés sur des curseurs se déplaçant dans des glissières non représentées sur cette figure. Les curseurs sont pourvus d'organes de blocage tels que des vis à molette des cames à excentriques ou autres. The connecting rods 9, 12 are adjustable. Indeed, these links 9, 12 are connected to the control bars 7, 10, as well as to the pilot bar 6 by articulation points mounted on sliders moving in slides not shown in this figure. The sliders are provided with locking members such as knurled screws of eccentric cams or the like.

Suivant le dispositif 1 lorsqu'une commande est exercée à partir de la girouette 2 sur le point 1 de la barre pilote 6 par l'intermédiaire des tringles 4! 5 suivant les flèches H, la barre 6 se déplace suivant la flèche DO Le point d'application des forces exercées à partir de la girouette 2 est constitué par le point 13 reliant la biellette 9 à la barre principale. Le point 13 ne se déplace pratiquement pas en raison de la dureté de la barre principale 7. Par contre le point 14 d'application des forces sur la barre 6, disposée à l'extrémité de la biellette 12e reliant la barre 6 à la barre de commande 10 du volet auxiliaire 118 se déplace et provoque une orientation du volet ll,conformément å la fleche G.Dans un tel mouvement, le point 13 se déplace conformément à la flèche D, tandis que le point 14 se déplace conformément à la flèche E
La rotation du volet 11 suivant la flèche G provoque l'orientation du safran principal 8 dans le sens de rotation opposé conforme à la flèche G'. La barre 7 se déplace alors en entraînant le déplacement du point 13 et provoque donc le retour du point 14 vers sa position de repos. La commande du volet Il etant réduite, la rotation du safran principal 8 s'arrête et en définitive l'angle de rotation du safran principal 8 est ainsi rendu proportionnel à l'angle de rotation de la girouette 2.According to the device 1 when a command is exerted from the wind vane 2 on the point 1 of the pilot bar 6 via the rods 4! 5 along the arrows H, the bar 6 moves along the arrow DO The point of application of the forces exerted from the wind vane 2 is constituted by the point 13 connecting the link 9 to the main bar. The point 13 practically does not move due to the hardness of the main bar 7. On the other hand the point 14 of application of the forces on the bar 6, disposed at the end of the link 12e connecting the bar 6 to the bar 10 of the auxiliary shutter 118 moves and causes an orientation of the shutter ll, in accordance with the arrow G. In such a movement, the point 13 moves in accordance with the arrow D, while the point 14 moves in accordance with the arrow E
The rotation of the flap 11 along the arrow G causes the orientation of the main rudder 8 in the opposite direction of rotation according to the arrow G '. The bar 7 then moves, causing the point 13 to move and therefore causes the point 14 to return to its rest position. The control of the shutter II being reduced, the rotation of the main rudder 8 stops and ultimately the angle of rotation of the main rudder 8 is thus made proportional to the angle of rotation of the vane 2.

Lorsque le navire revient sur son cap l'angle de rotation de la girouette 2 diminue et il en est de même pour l'angle de la barre 7 du safran principal 8. When the ship returns to its heading the angle of rotation of the wind vane 2 decreases and the same applies to the angle of the bar 7 of the main rudder 8.

Les biellettes 9 et 12 sont réglables et permettent d'adapter rapidement le dispositif de pilotage et par conséquent la commande aux caractéristiques particulières du navire sur lequel ce dispositif est monté ainsi qu'à l'allure pour laquelle on souhaite régler le dispositif I. The links 9 and 12 are adjustable and allow the piloting device and therefore the control to be quickly adapted to the particular characteristics of the ship on which this device is mounted as well as to the speed for which it is desired to adjust the device I.

La barre pilote 6 assure la stabilité de l'ensemble formé par le safran principal 8 et le volet auxiliaire 11 lorsque cet ensemble est surcompensé. On suppose en effet le point A fixe ce qui est le cas lorsque le navire est au bon cap. The pilot bar 6 ensures the stability of the assembly formed by the main rudder 8 and the auxiliary flap 11 when this assembly is overcompensated. In fact, point A is assumed to be fixed, which is the case when the ship is on the right course.

Si le safran principal 8 prend une orientation d'un angle différent de zéro, le point 13 se déplace sous l'action de la barre 7 et de la biellette 9. Ce déplacement entraîne un déplacement de même sens du point 14 et par conséquent une orientation du volet 1I selon un angle de même slgne que l'angle de la barre principale 7. Cette orientation du volet 11 crée sur lui-même une portance hydrodynamique dans le sens du rappel de l'ensemble du safran 8 vers sa position d'équilibre. Ceci est obtenu par un réglage satisfaisant des différents bras de levier If the main rudder 8 takes an orientation of an angle other than zero, the point 13 moves under the action of the bar 7 and of the link 9. This displacement causes a displacement in the same direction of the point 14 and consequently a orientation of the flap 1I at an angle of the same slgne as the angle of the main bar 7. This orientation of the flap 11 creates on itself a hydrodynamic lift in the direction of the return of the entire rudder 8 to its position of balanced. This is obtained by a satisfactory adjustment of the different lever arms

Claims (6)

R E V E N D I C A T I O N S 10) Dispositif de pilotage automatique, notamment pour voiliers, caractérisé en ce que le safran principal (8) comporte sur son bord de fuite un volet auxiliaire (11) orientable, le safran principal (8) et le volet (11) formant un ensemble de commande de direction relié à une girouette (2) permettant le réglage du cap du navire.CLAIMS 10) Automatic piloting device, in particular for sailboats, characterized in that the main rudder (8) comprises on its trailing edge an auxiliary flap (11) which can be oriented, the main rudder (8) and the flap (11) forming a steering control assembly connected to a wind vane (2) allowing the adjustment of the ship's course. 20) Dispositif de pilotage automatique conforme à la revendication I, caractérisé en ce que la liaison entre l'ensemble formé par le safran principal (8) et le volet auxiliaire (Il), et la girouette (2), est constituée d'une barre pilote (6) reliée d'une part à la girouette (2) par un jeu de tringles de commande (4, 5) aboutissant à l'une des extrémités de la barre pilote (6) et reliée, d'autre part, aux barres (7, 10) du safran principal (8) et du volet auxiliaire (11) par des biellettes de liaison (9, 12). 20) An automatic pilot device according to claim I, characterized in that the connection between the assembly formed by the main rudder (8) and the auxiliary flap (II), and the wind vane (2), consists of a pilot bar (6) connected on the one hand to the wind vane (2) by a set of control rods (4, 5) leading to one end of the pilot bar (6) and connected, on the other hand, to the bars (7, 10) of the main rudder (8) and the auxiliary flap (11) by connecting rods (9, 12). 30) Dispositif de pilotage automatique conforme aux revendications 1 et 2 précédentes, caractérisé en ce que les biellettes de liaison (9, 12),reliant la barre pilote (6) aux barres du safran principal (8) et du volet auxiliaire (11), sont réglables. 30) An automatic pilot device according to claims 1 and 2 above, characterized in that the connecting rods (9, 12), connecting the pilot bar (6) to the bars of the main rudder (8) and the auxiliary flap (11) , are adjustable. 40) Dispositif de pilotage automatique conforme aux revendications 1 et 2 précédentes, caractérisé en ce que les points d'articulation des biellettes de liaison (9, 12) sont montés sur des curseurs se déplaçant dans des glissières. 40) Automatic piloting device according to claims 1 and 2 above, characterized in that the articulation points of the connecting rods (9, 12) are mounted on sliders moving in slides. 50) Dispositif de pilotage automatique conforme à la revendication 4 précédente, caractérisé en ce que les curseurs sont pourvus d'organes de blocage tels que des vis à molette, des cames à excentriques ou autres. 50) Automatic pilot device according to claim 4 above, characterized in that the sliders are provided with locking members such as thumbscrews, cams with eccentrics or others. 60) Dispositif de pilotage automatique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, caractérisé en ce que la commande de direction du dispositif 1 est proportionnelle à la différence entre l'angle de déviation du navire par rapport à son cap et l'angle d'orientation du safran principal (8) destiné à compenser cette erreur de cap. 60) An automatic piloting device according to any one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the steering control of the device 1 is proportional to the difference between the angle of deviation of the ship relative to its heading and the orientation angle of the main rudder (8) intended to compensate for this heading error. 70) Dispositif de pilotage automatique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6 précédentes, caractérisé en ce. que l'ensemble formé par le safran principal (8) et le volet (11), est autostable. 70) An automatic pilot device according to any one of the preceding claims 1 to 6, characterized in. that the assembly formed by the main rudder (8) and the flap (11) is freestanding. 8 ) Dispositif de pilotage automatique conforme à la revendication I, caractérisé en ce que la girouette (2) est pourvue d'un dispositif d'orientation (3) de la tête de girouette par rapport au vent permettant de régler le cap du navire  8) Automatic pilot device according to claim I, characterized in that the wind vane (2) is provided with an orientation device (3) of the wind vane head relative to the wind for adjusting the course of the ship
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