FR2464187A1

FR2464187A1 - CLUTCH DEVICE ASSOCIATED WITH A BOAT PROPELLER

Info

Publication number: FR2464187A1
Application number: FR8019317A
Authority: FR
Original assignee: ASTRAND SVEN
Current assignee: ASTRAND SVEN
Priority date: 1979-09-04
Filing date: 1980-09-03
Publication date: 1981-03-06
Also published as: IT8068362A0; NL8004905A; IT1129144B; SE421195B; DE3032716A1; SE7907362L; GB2063805A

Abstract

UN DISPOSITIF D'EMBRAYAGE 3, 7 EST ASSOCIE A UNE HELICE DE BATEAU, DE MANIERE A DIMINUER LA RESISTANCE A L'AVANCEMENT CAUSEE DANS L'EAU PAR L'HELICE, LORSQUE LE BATEAU SE DEPLACE SANS QUE LE MOTEUR ENTRAINANT L'HELICE SOIT EN FONCTIONNEMENT. L'EMBRAYAGE EST DISPOSE ENTRE L'HELICE ET SON MOTEUR, DE PREFERENCE EN AVAL D'UN INVERSEUR DE SENS DE MARCHE ET A L'INTERIEUR DU MOYEU 2 DE L'HELICE. CET EMBRAYAGE COMPREND UN TAMBOUR7 LIE EN ROTATION AVEC LES PALES 8 DE L'HELICE, ET UN MANCHON 3 LIE EN ROTATION AVEC L'ARBRE D'ENTRAINEMENT1 DE L'HELICE; LE MANCHON 3 EST MUNI DE PARTIES4 FAISANT SAILLIE A SA PERIPHERIE QUI, LORSQUE L'ARBRE1 EST ENTRAINE, AGISSENT SUR DES PIECES D'ENTRAINEMENT5 MONTEES AUTOUR DU MANCHON3, POUR APPLIQUER CES PIECES5 CONTRE LE TAMBOUR 7 AFIN D'ENTRAINER L'HELICE.A CLUTCH DEVICE 3, 7 IS ASSOCIATED WITH A BOAT PROPELLER, SO AS TO DECREASE THE ADVANCEMENT RESISTANCE CAUSED IN THE WATER BY THE PROPELLER, WHEN THE BOAT IS MOVING WITHOUT THE MOTOR DRIVING THE PROPELLER IS OPERATING. THE CLUTCH IS PLACED BETWEEN THE PROPELLER AND ITS MOTOR, PREFERABLY DOWNSTREAM OF A DIRECTIONAL CHANGEOVER AND INSIDE THE HUB 2 OF THE PROPELLER. THIS CLUTCH CONSISTS OF A DRUM7 LINKED IN ROTATION WITH THE BLADES 8 OF THE PROPELLER, AND A SLEEVE 3 LINKED IN ROTATION WITH THE DRIVE SHAFT1 OF THE PROPELLER; SLEEVE 3 IS EQUIPPED WITH PARTS4 PROJECTING ITS PERIPHERY WHICH, WHEN SHAFT1 IS DRIVEN, ACT ON DRIVE PARTS5 MOUNTED AROUND SLEEVE3, TO APPLY THESE PARTS5 AGAINST DRUM 7 IN ORDER TO DRIVE THE PROPELLER.

Description

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La présente invention se rapporte à un dispositif d'em- The present invention relates to a device for em-

brayage associé à une hélice de bateau, de manière à diminuer la résistance à l'avancement causée dans l'eau par l'hélice, lorsque le bateau se déplace sans que le moteur entraînant l'hélice soit en fonctionnement, par exemple lorsque le clutch associated with a boat propeller, so as to reduce the resistance to advancement caused in water by the propeller, when the boat is moving without the engine driving the propeller being in operation, for example when the

bateau navigue à la voile ou est remorqué. boat sails or is towed.

Lorsqu'un bateau se déplace sans que fonctionne le mo- When a boat is moving without the mo-

teur qui entraîne l'hélice, la rotation de l'hélice fixée sur son arbre d'entraînement est freinée par les frottements au niveau des paliers, des coussinets, des presse-étoupe et des arbres, ceci sur toute la partie de la transmission qui tourne avec l'hélice. Il en résulte une forte résistance à la libre rotation de l'hélice, même si l'inverseur de sens de marche est mis en position neutre. Ainsi, la résistance à l'avancement due à l'hélice, dans certaines conditions de rotation freinée provoquée par le déplacement de celle-ci tor which drives the propeller, the rotation of the propeller fixed on its drive shaft is slowed down by friction at the bearings, bearings, stuffing boxes and shafts, this over the entire part of the transmission which turns with the propeller. This results in a high resistance to the free rotation of the propeller, even if the direction reverser is put in the neutral position. Thus, the resistance to advancement due to the propeller, under certain conditions of braked rotation caused by the displacement of the latter

dans l'eau, peut même être supérieure à la résistance s'exer- in water, may even be greater than the resistance

çant lorsque l'hélice est complétément bloquée, donc empê- when the propeller is completely blocked, thus preventing

chée de tourner. Compte tenu de ce qui précède, pour réduire efficacement la résistance a l'avancement, il faut permettre à l'hélice de tourner facilement. En particulier, dans le cas de bateaux à voiles équipés de moteurs auxiliaires, et to turn. In view of the above, to effectively reduce the drag resistance, the propeller must be allowed to turn easily. In particular, in the case of sailboats fitted with auxiliary engines, and

sur lesquels les hélices ne peuvent ni être "mises en dra- on which the propellers can neither be placed

peau", ni être rétractées, il est ainsi souhaitable de pou- skin ", nor be retracted, so it is desirable to

voir réaliser une déconnexion aussi totale que possible de l'hélice, pour lui permettre de tourner très facilement, en vue de diminuer la résistance à l'avancement due à l'hélice see as complete a disconnection as possible of the propeller, to allow it to turn very easily, in order to reduce the resistance to advancement due to the propeller

pendant que l'on navigue seulement à la voile. while we are only sailing.

Ce résultat est obtenu, selon la présente invention, 3o en prévoyant un embrayage disposé entre l'hélice et son This result is obtained, according to the present invention, 3o by providing a clutch disposed between the propeller and its

moteur, de préférence à l'intérieur du moyeu de l'hélice. engine, preferably inside the propeller hub.

L'hélice est désaccouplée de ses moyens d'entraînement, ou "débrayée", de façon automatique, de manière. à lui permettre The propeller is uncoupled from its drive means, or "disengaged", automatically, so. to allow him

de tourner facilement en avançant dans l'eau, avec des frot- to turn easily while advancing in the water, with friction

tements très réduits et une résistance totale très faible, et avec une masse tournante fortement limitée. Grâce à un very reduced tements and a very low total resistance, and with a very limited rotating mass. Thanks to a

tel embrayage, placé en aval de l'inverseur de sens de mar- such clutch, placed downstream of the reverse direction switch

-2- che, à l'intérieur ou à proximité du moyeu de l'hélice, la -2- che, inside or near the propeller hub, the

résistance provoquée par cet inverseur etc... devient insi- resistance caused by this inverter etc ... becomes insi-

gnifiante. De toute façon, l'invention sera bien copprise, et d'autres caractéristiques seront mises en évidence, à l'aide inspiring. Anyway, the invention will be well copied, and other characteristics will be highlighted, using

de la description qui suit, en référence au dessin schémati- of the description which follows, with reference to the diagrammatic drawing

que annexé représentant, à titre d'exemplesnon limitatifs, deux formes de réalisation de ce dispositif that annexed representing, by way of nonlimiting examples, two embodiments of this device

Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une héli- Figure 1 is a longitudinal sectional view of a helicopter

ce équipée d'un dispositif d'embrayage conforme a l'inven- this fitted with a clutch device in accordance with the invention

tion, logé dans son moyeu; Figure 2 est une vue en coupe transversale de cette hélice, suivant II-II de figure 1; tion, housed in its hub; Figure 2 is a cross-sectional view of this propeller, along line II-II of Figure 1;

Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une secon- Figure 3 is a longitudinal sectional view of a second

de forme de réalisation du dispositif selon l'invention, avec l'embrayage placé sur l'arbre de l'hélice, à l'intérieur of embodiment of the device according to the invention, with the clutch placed on the propeller shaft, inside

ou à l'extérieur de la coque du bateau. or outside the hull of the boat.

Les figures 1 et 2 représentent un embrayage associé au moyeu 2 d'une hélice de bateau. Lorsque le moteur est en fonctionnement, soit pour les manoeuvres de départ, soit en Figures 1 and 2 show a clutch associated with the hub 2 of a boat propeller. When the engine is running, either for starting maneuvers or

cours de traversée, un certain nombre d'organes de l'embra-. during crossing, a number of embra- bodies.

yage coopèrent, pour réaliser et maintenir l'accouplement yage cooperate, to achieve and maintain mating

entre l'arbre d'entraînement 1 de l'hélice et l'hélice elle- between the propeller drive shaft 1 and the propeller itself

même, en vue de transmettre à cette dernière le couple mo- even, in order to transmit to the latter the mo-

teur disponible sur l'arbre 1. Ainsi, lorsque le moteur tourne et entraîne en rotation l'arbre 1, ce couple est transmis au moyeu 2 de l'hélice par l'intermédiaire d'un ensemble comprenant un manchon À, deux clavettes plates 4 et deux pièces d'entraînement j, lesquelles comportent une couche extérieure 6 en matériau à coefficient de frottement élevé. Le couple moteur agit sur les pièces d'entraînement j, par l'intermédiaire des clavettes 4, de manière à les écarter, de sorte qu'elles sont appliquées contre la face cylindrique interne d'un tambour 7 délimitant extérieurement le moyeu 2, ce qui permet de s'opposer au couple résistant provenant des pales 8 de l'hélice en fonctionnement. En tor available on the shaft 1. Thus, when the engine turns and drives the shaft 1 in rotation, this torque is transmitted to the hub 2 of the propeller by means of an assembly comprising a sleeve À, two flat keys 4 and two drive parts j, which comprise an outer layer 6 of material with a high coefficient of friction. The engine torque acts on the drive parts j, by means of the keys 4, so as to separate them, so that they are applied against the internal cylindrical face of a drum 7 externally delimiting the hub 2, this which makes it possible to oppose the resistive torque coming from the blades 8 of the propeller in operation. In

raison de l'inertie des pièces massives j et du faible - due to the inertia of the massive pieces j and the weak -

"bras de levier" des clavettes 4, le couple de démarrage est déjà suffisant pour que la mise en rotation de l'arbre 1 applique les pièces d'entraînement î contre le tambour 7, "lever arm" of the keys 4, the starting torque is already sufficient for the rotation of the shaft 1 to apply the drive parts î against the drum 7,

par l'intermédiaire des clavettes 4. Ce contact reste main- through the keys 4. This contact remains main-

tenu aussi longtemps que l'arbre I est entraîné par le moteur, et les pièces 5 sont ainsi appliquées de manière held as long as the shaft I is driven by the motor, and the parts 5 are thus applied so

permanente contre le tambour 7 du moyeu. Les forces centri- permanent against the drum 7 of the hub. The centric forces

fuges contribuent aussi à déplacer les pièces d'entraînement vers l'extérieur, en les appuyant contre le tambour 7, fuges also help to move the drive parts outwards, pressing them against the drum 7,

déjà à partir des vitesses de rotation "au ralenti", c'est- already from the idling speeds,

à-dire habituellement de l'ordre de 200 tours/minute. ie usually around 200 revolutions / minute.

Lorsque le moteur est à l'arrêt et n'entraîne plus When the engine is stopped and no longer drives

l'arbre 1, un ressort de rappel 11, en forme d'anneau, re- the shaft 1, a return spring 11, in the form of a ring,

pousse les pièces d'entraînement 5 vers l'intérieur, suppri- push the drive parts 5 inward, removing

mant ainsi leur contact avec le tambour 7 et les amenant thus mant their contact with the drum 7 and bringing them

dans une position inactive, appliquées contre le manchon 2. in an inactive position, applied against the sleeve 2.

Le moyeu 2 de l'hélice, avec ses pales 8, est de cette ma- The hub 2 of the propeller, with its blades 8, is of this ma-

nière désaccouplé de l'arbre d'entraînement 1. Si le bateau uncoupled from the drive shaft 1. If the boat

se déplace, il s'exerce une force axiale sur l'hélice, diri- moves, there is an axial force on the propeller, direct

gée vers l'avant ou vers l'arrière dans la direction de déplacement, force qui pousse la paroi avant ou arrière 9 du moyeu de l'hélice contre les extrémités correspondantes des pièces d'entraînement 2. Le moyeu 2 de l'hélice est mobile axialement, entre certaines limites, sur le manchon ; (avec une course de l'ordre de Imm vers l'avant et lmm vers l'arrière), et il est ramené dans une position moyenne de repos par des ressorts de rappel 12, de forme annulaire, lorsque l'hélice n'est soumise à aucune sollicitation. Les forces qui entrent en jeu, pour réaliser la connexion entre le moyeu 2 et les pièces d'entraînement 2, provoquent une telle friction et un tel serrage qu'aucun glissement relatif forward or backward in the direction of travel, force which pushes the front or rear wall 9 of the propeller hub against the corresponding ends of the drive parts 2. The hub 2 of the propeller is movable axially, between certain limits, on the sleeve; (with a stroke of the order of Imm towards the front and lmm towards the rear), and it is brought back to an average rest position by return springs 12, of annular shape, when the propeller is not subject to no solicitation. The forces which come into play, to make the connection between the hub 2 and the drive parts 2, cause such friction and such tightening that no relative sliding

ne peut se produire, même en fonctionnement à pleine puis- cannot occur even when operating at full power

sance, sauf dans le cas o l'hélice serait brusquement ar- except in the case where the propeller is suddenly stopped

rêtée, par exemple en heurtant un récif, un glissement étant stopped, for example by hitting a reef, a slip being

alors souhaitable pour protéger l'inverseur de sens de mar- then desirable to protect the direction reverser

che et le moteur.che and the engine.

Les goupilles de retenue 10, qui s'appuient légèrement - 4-_ contre les clavettes 4, maintiennent en place les pièces - d'entraînement 5 avec de bonnes tolérances, même lorsque The retaining pins 10, which bear lightly - 4-_ against the keys 4, hold the drive parts 5 in place with good tolerances, even when

ces pièces sont écartées.these pieces are discarded.

L'embrayage fonctionne de telle manière que, lorsque l'arbre 1 de l'hélice est entraîné avec un certain couple minimum et/ou au-dessus d'une certaine vitesse de rotation, correspondant approximativement au "ralenti", il accouple automatiquement l'arbre avec l'hélice. Ceci est obtenu à la fois en marche avant et en marche arrière, et le couple moteur est alors transmis de l'arbre d'entraînement 1 au The clutch operates in such a way that, when the propeller shaft 1 is driven with a certain minimum torque and / or above a certain speed of rotation, corresponding approximately to "idling", it automatically couples l tree with propeller. This is achieved both in forward and reverse, and the engine torque is then transmitted from the drive shaft 1 to

moyeu 2 de l'hélice, par l'intermédiaire de l'embrayage. hub 2 of the propeller, via the clutch.

Lorsque l'arbre 1 n'est pas entraîné, cet embrayage supprime l'accouplement entre l'arbre 1 et l'hélice, de sorte que l'hélice peut tourner librement et ceci très facilement, When the shaft 1 is not driven, this clutch eliminates the coupling between the shaft 1 and the propeller, so that the propeller can turn freely and this very easily,

d'o une très faible résistance à l'avancement. hence a very low resistance to advancement.

La figure 3 illustre une autre forme de réalisation, dans laquelle l'embrayage est placé en avant du moyeu de l'hélice, sur l'arbre d'entraînement 1 de l'hélice associé à un inverseur de sens de marche. Cet embrayage peut être situé à l'intérieur ou à l'extérieur de la coque du bateau (non représentée). Les mêmes repères numériques que sur les FIG. 3 illustrates another embodiment, in which the clutch is placed in front of the propeller hub, on the drive shaft 1 of the propeller associated with a direction reverser. This clutch can be located inside or outside the hull of the boat (not shown). The same numerical marks as on the

figures 1 et 2 désignent les éléments correspondants, notam- Figures 1 and 2 designate the corresponding elements, in particular

ment ceux de l'embrayage. Ce dernier est logé à l'intérieur d'un carter spécial, et non plus dans le moyeu 2 de l'hélice, et le tambour extérieur 7 ne supporte donc pas ici les pales those of the clutch. The latter is housed inside a special casing, and no longer in the hub 2 of the propeller, and the outer drum 7 therefore does not support the blades here.

de l'hélice. Une hélice classique, non représentée, est adap- of the propeller. A conventional propeller, not shown, is suitable

tée sur l'extrémité filetée 13 de l'arbre. Le tronçon termi- tee on the threaded end 13 of the shaft. The completed section

nal 14 de cet arbre, c'est-à-dire toute la partie se trouvant au-delà de l'embrayage, est lié en rotation avec le tambour Z, par l'intermédiaire de la paroi terminale 9 tournée vers nal 14 of this shaft, that is to say the whole part lying beyond the clutch, is linked in rotation with the drum Z, by means of the end wall 9 turned towards

l'arrière. Les deux parois 2, respectivement avant et arriè- the back. The two walls 2, respectively front and rear

re, sont montées tournantes autour de l'arbre d'entraînement 1, de la même façon que sur la figure 1. L'une des clavettes plates i est la seule partie du manchon 3 visible sur la figure 3. Le principe de fonctionnement reste inchangé, par re, are rotatably mounted around the drive shaft 1, in the same way as in FIG. 1. One of the flat keys i is the only part of the sleeve 3 visible in FIG. 3. The operating principle remains unchanged, by

rapport à la première forme de réalisation. compared to the first embodiment.

-5--5-

Claims

1. - Device associated with a boat propeller (1,8) driven from a motor via a

shaft (1), and intended to decrease the resistance in advance-

caused in the water by the propeller, when the boat is

moves without the motor driving the propeller running

operation, for example when the boat is sailing or being towed, characterized in that it is constituted by a clutch (3, 7) disposed between the propeller (2.8) and its engine, preferably with the inside the propeller hub (2), so as to automatically couple the propeller with its drive shaft (1), when the latter transmits a

motive power, and to automatically uncouple the heli-

this from his tree and allow it to move easily

in the water, turning freely, when the drive shaft

does not transmit motive power.

2. - Device according to claim 1, characterized in that the clutch (3,7) is placed downstream of an inverter

direction of travel.

3. - Device according to claim 1 or 2, character-

risé in that the clutch (3,7) comprises a drum (7)

linked in rotation with the blades (8) of the propeller, and a man-

chon (3) located inside said drum and linked in rotation

tion with the propeller drive shaft (1), this sleeve being provided with parts (4) projecting at its periphery which, when the shaft (1) is driven, act on drive parts ( 5) mounted around the sleeve (3), to apply these parts (5) against the internal cylindrical face of the aforementioned drum (7), which has end walls (9), while the drive parts (5) have ends cooperating with said end walls (9), these ends remaining slightly axially separated from the corresponding walls (9), in a rest position, but coming into contact with these walls when 1 helix is

-35 driven through its shaft (1).

4. - Device according to claim 3, characterized in that the faces of the drive parts (5) cooperating

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-6- with the internal cylindrical face of the drum (7) and / or the end walls (9) of the latter are coated with a

outer layer (6) on material with coefficient of friction

mentally high.

5. - Device according to claim 3 or 4, charac-

that the drive parts (5) are subject

to the action of spring return means (12), which brings them back

nent, on the sleeve (3), in an axial centered position-

relative to the drum (7).