WO2012049188A1 - Cabestan comprenant des moyens d'évaluation de la tension d'un bout enroulé autour et des moyens de sélection automatique d'au moins une vitesse en fonction de ladite tension - Google Patents

Cabestan comprenant des moyens d'évaluation de la tension d'un bout enroulé autour et des moyens de sélection automatique d'au moins une vitesse en fonction de ladite tension Download PDF

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WO2012049188A1
WO2012049188A1 PCT/EP2011/067750 EP2011067750W WO2012049188A1 WO 2012049188 A1 WO2012049188 A1 WO 2012049188A1 EP 2011067750 W EP2011067750 W EP 2011067750W WO 2012049188 A1 WO2012049188 A1 WO 2012049188A1
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WO
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doll
capstan
shaft
pinion
ring
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/067750
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English (en)
Inventor
Michel Chenon
Arnaud Chancibot
Original Assignee
Pontos
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/60—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes
    • B66D1/74—Capstans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/60—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes
    • B66D1/74—Capstans
    • B66D1/7494—Self-tailing capstans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02—Driving gear
    • B66D1/14—Power transmissions between power sources and drums or barrels
    • B66D1/22—Planetary or differential gearings, i.e. with planet gears having movable axes of rotation

Definitions

  • Capstan comprising means for evaluating the voltage of a wound end around and means for automatically selecting at least one speed as a function of said voltage.
  • the field of the invention is that of the design and manufacture of nautical equipment.
  • the invention relates to a capstan intended to be secured to a sailboat for tensioning an integral end of a sail.
  • This type of capstan is commonly referred to as a "winch”.
  • Winches are commonly used on sailboats in order to allow their crew to tension the ends connected to the sails.
  • a winch conventionally includes a frame housing a drive shaft, a gearbox.
  • a doll connected to said shaft via the gearbox, is rotatably mounted on the frame.
  • winches There are essentially two types of winches: two-speed winches and three-speed winches.
  • the first gear is the one that allows to wrap the tip as quickly as possible.
  • the higher speeds respectively allow to wind up the tip less quickly than in the previous speed but exerting less force on the crank so as to compensate for the fact that as the end is wrapped around the winch, its voltage increases.
  • shifting is achieved by a teammate by reversing the direction of rotation of the crank.
  • the passage from the first to the second speed is obtained, by a teammate, by reversing the direction of rotation of the crank, then the passage from the second to the third speed is obtained by the crew member by acting, if necessary, on a push button provided for this purpose on the winch and reversing the direction of rotation of the crank.
  • the current winches are effective. They make it possible to tension one end while adapting the effort to be provided for this purpose by a team member given the implementation of a gearbox.
  • the winches of the prior art have the disadvantage of requiring to reverse the direction of rotation of the crank and to actuate a push-button provided on the winch. This tends to complicate maneuvering crew members, moving in a difficult context (rough sea, crowded bridge).
  • the team members do not generally wind up one end around the doll of a winch by operating the crank at the first speed, then at the second speed, then if necessary at the third speed. moving from the lower to the higher gear when their force no longer allows to wind the end to the lower gear.
  • a certain tension is exerted on the end in first gear
  • This action is commonly called "pumping" in the field of sailing. This makes it possible to reduce the angle of movement of an arm around the winch and the arm to exert a force on the winch in an angular range in which it is the most powerful.
  • European patent application EP-A1-0 159 095 discloses a three-speed winch in which the passage from one speed to another is obtained by reversing the direction of rotation of the crank without it being necessary. to act on a button to go from second to third gear. According to the technique described, a rotation of the crank clockwise allows to operate the winch in first gear, a rotation of the crank counterclockwise allows to operate the winch in second gear, then a rotation of the crank again in clockwise allows to operate the winch in third gear.
  • the technique described in this document has the advantage of allowing to engage the third speed by simply reversing the direction of rotation of the crank without the need to operate in addition to a push button.
  • This technique has the disadvantage of not allowing the crew to pump between the first and second speeds and between the second and third speeds.
  • the current winches also do not allow to adapt, the power of the arm of the team member in charge of the rotation of the crank of the winch, the passage of pumping between the first and second speeds pumping between the second and third speeds .
  • Gear transmissions provide, depending on the manner in which they are implemented, reduction ratios or multiplication ratios.
  • the ratio of a transmission is a reduction ratio
  • the speed at the output of the transmission is lower than the input speed while the output torque is greater than the input torque.
  • the ratio of a transmission is a ratio of multiplication the output speed is greater than the speed of entry.
  • the torque generated on the doll for wrapping a tip is greater than the torque exerted by a team member on the crank for winding process, regardless of the speed engaged.
  • the winding speed of the tip at the first speed is slow while the tension in the tip is low (usually a crank turn corresponding to half a doll turn).
  • teammate puts the end around the doll by hand by pulling on the free end thereof to accelerate the tensioning of the end.
  • the current winches therefore do not allow both to provide a rapid winding speed of the end and large winding torques.
  • No winch can also adapt the speed ratio to the tension in the end.
  • the invention particularly aims to overcome these disadvantages of the prior art.
  • an object of the invention is to provide, in at least one embodiment of the invention, a capstan which makes it possible to adapt at least one speed to the tension in the end wrapped around.
  • Another objective of the invention is to provide, in at least one embodiment, such a capstan that allows a crew member to automatically switch from a pumping between a first and a second speed then between the second and a third gear only by reversing the direction of rotation of the crank.
  • Another object of the invention is to provide, in at least one embodiment, such a capstan in which it is possible to adapt to the strength of the crew member the passage of a pumping between the first and the second speed. then between the second and the third gear.
  • Another object of the invention is to implement, in at least one embodiment, such a capstan in which the selection of at least one speed is obtained automatically taking into account the tension of the end wound around.
  • An object of the invention is to provide, in at least one embodiment, a capstan in which the passage from one speed to another is obtained only by acting on the crank without the need to actuate other control means such as a push button.
  • the invention also aims to provide, in at least one embodiment, such a compact capstan.
  • Another object of the invention is to propose, in at least one embodiment, such a capstan which is ergonomic.
  • Yet another object of the invention is to provide, in at least one embodiment, such a capstan which is inexpensive.
  • a capstan intended to be secured to a sailboat to tension a fixed end of a sail, said capstan comprising:
  • a fixed frame housing a shaft and a gearbox
  • a doll around which can be wound said end said doll being rotatably mounted in one-way around said frame and connected to said shaft via said box, the rotation of said shaft is accompanied by a rotation of said doll around said frame.
  • such a capstan comprises means for evaluating the said tip and means for selecting at least one speed when said voltage becomes greater than a predetermined threshold, said gearbox comprising an inner ring, said ring being rotatably mounted inside said doll against the effect of means exerting a friction force and / or elastic return on said ring so that it can rotate relative to said doll when said voltage is greater than said threshold.
  • the invention thus provides an original capstan in which at least one of the speeds is selected automatically according to the tension in the end wrapped around the doll. This makes it possible to adapt the effort to be provided by a team member putting a tension on one end to his physical condition.
  • the technique of the invention thus facilitates the maneuvers of the crew of a sailboat.
  • said selection means are preferably mobile between at least one rest position and a selection position of at least one speed, said ring acting on said automatic selection means to place them in one or the other. other of their positions.
  • a capstan according to the invention preferably comprises means for transforming a displacement of said ring relative to said doll in a movement of said means of selection from one to the other of their positions.
  • a capstan according to the invention advantageously comprises means for adjusting said threshold value.
  • said ring comprises a contact surface having a ramp, and in that said means exerting a frictional force on said doll comprise a finger secured to said doll and bearing against said contact surface under the effect said elastic return means.
  • Said adjustment means preferably comprise a screw having a foot and a head, said biasing means being interposed between said finger and said foot, said head being accessible from outside said doll.
  • a capstan according to the invention therefore has the advantage of being ergonomic.
  • the threshold voltage value will be important so that he can pump between the first and second speeds longer. If the user is weaker, the threshold voltage value will be decreased so that the passage of pumping between the first and second speeds pumping between the second and third speeds occurs faster to relieve the user. This principle is applicable to winches with more than three speeds.
  • said crown comprises a hollow housing, and in that said means exerting a frictional force on said doll comprises an elastic finger integral with said doll and whose end is adapted to be housed in said hollow housing.
  • This embodiment has the advantage of being simpler to implement than that in which the crown comprises a ramp on which a finger acts.
  • said box is a three-speed gearbox, said automatic selection means being means for selecting the third gear, and in that the rotation of said shaft in one direction or the other s accompanied by a rotation of said doll around said frame at a speed or another.
  • the invention therefore proposes an original three-speed capstan in which the passage from one to the other of the speeds is obtained by modifying the direction of rotation of the drive means, for example a crank, without it being necessary. to act as a complement on a push-button.
  • the third gear engages automatically as soon as the tension in the end reaches a certain value.
  • the invention thus provides a three-speed capstan in which the passage of a pumping between the first and second speeds to a pumping between the second and third speeds is obtained by acting only on the direction of rotation of the drive means.
  • the first speed of said box at a multiplication ratio, the second and third speeds having reduction ratios.
  • a capstan according to the invention has a first speed, also called boarding speed, whose ratio is greater than one.
  • first speed also called boarding speed
  • the number of turns made by the doll is greater than the number of turns made by the drive means for a given number of turns of the actuating means.
  • a capstan according to the invention therefore makes it possible to wind more quickly one end around the doll that the capstans of the prior art, each speed has a ratio less than one.
  • said selection means are means for selecting third and fourth speeds.
  • the doll When the tension in the tip is low, the doll can be rotated in one direction according to a first and a second speed. When the tension in the end becomes significant, the doll can be rotated in one direction according to a third and a fourth speed. It will then be possible to switch from a pumping between the first and second speeds to a pumping between the third and fourth speeds.
  • said shaft comprises a first shaft portion and a second shaft portion, said second shaft portion being connected to said ring by a plurality of gears so that a rotation of said second shaft portion shaft portion in one direction or the other causes a rotation of said doll in a direction in two different transmission ratio, said first shaft portion being connected to at least one gear train, said selection means setting in direct engagement with said first shaft portion and said second shaft portion when occupying one of their position, said selection means engaging said first shaft portion and said second shaft portion via one of said first shaft portions; 'gears when they occupy another of their position.
  • the doll When the tension in the tip is low, the doll can be rotated in one direction according to a first and a second speed. When the tension in the end becomes significant, the doll can be rotated in this direction according to at least two other speeds. It will then be possible to switch from a pumping between the first and second speeds to a pumping between the third and fourth speeds. In variants, the system could be multiplied to pass if necessary pumping between the third and fourth speeds to a pumping between a fifth and sixth speeds, etc.
  • said shaft is connected to said ring by a plurality of gears so that a rotation of said shaft in one direction or the other causes a rotation of said doll in a direction in two transmission ratios.
  • said shaft being further connected to the input of a multiplier gear train whose output is connected to the input of the plurality of gears by a one-way clutch, said selection means engaging the output of said multiplier gear train with the input of the plurality of gears when in their rest position, said selecting means not biasing the output of said multiplier gear train with the input of the plurality of gears; gears when they occupy their other position.
  • said shaft comprises a first end to which drive means can be connected, said gearbox comprising a first pinion connected by means of a first unidirectional clutch to a second end of said shaft, said first pinion meshing a second gear rotatably mounted on a first axis integral with said frame, said second gear meshing with an inner ring integral with said headstock, a third gear being secured to said second end of said shaft, said third gear meshing with a fourth gear rotatably mounted around a second axis secured to said frame, said fourth pinion meshing with a fifth gear connected to said first axis by means of a second one-way clutch, said capstan further comprising a multiplier having an input connected to said shaft and an output connected to said first gear by means n of a third unidirectional clutch, said automatic selection means being able to assume a holding position of said third unidirectional clutch in the disengaged position when said voltage is greater than said threshold, the first, second and third unidirectional clutches being configured so that a
  • said ring is preferably mounted to rotate between two extreme positions inside said doll against the effect of said elastic return means, said ring acting on said automatic selection means so that the passage of the one to the other of said extreme positions of the ring against the effect of said return means is accompanied by the passage of said selection means in said holding position.
  • said multiplier, said third unidirectional clutch and said automatic selection means are removable.
  • a winch according to the invention therefore has a modular design that reduces the cost of manufacture.
  • a capstan according to the invention comprises means for actuating said shaft, said actuating means comprising a coffee grinder or a crank whose one end is complementary to said first end of said shaft.
  • a capstan according to the invention with a crank and to place it in a position in which its shaft extends essentially vertically so that it constitutes a winch. It is still possible to equip it with a coffee grinder and place it in a position in which tree extends essentially horizontally in such a way that it constitutes a coffee grinder or a pedestal.
  • Figure 1 shows a front view of a capstan according to the invention
  • Figure 2 illustrates a longitudinal sectional view of the capstan shown in Figure 1;
  • Figure 3 illustrates a sectional view along the C-C axis of the capstan shown in Figure 2;
  • FIG. 4 illustrates a sectional view along the D-D axis of the capstan illustrated in FIG. 2;
  • Figure 5 illustrates a sectional view along the E-E of the capstan shown in Figure 2;
  • FIG. 6 illustrates a sectional view along the F-F axis of the capstan illustrated in FIG. 2;
  • Figure 7 illustrates a sectional view along the H-H of the capstan shown in Figure 2;
  • FIGs 8 and 9 illustrate perspective views of the capstan shown in Figure 2 in which the doll is only partially represented;
  • Figures 10 and 1 1 illustrates two views in longitudinal section of a second embodiment of a winch according to the invention
  • Figure 12 illustrates a sectional view along the F-F axis of the winch illustrated in Figure 10;
  • Figure 13 illustrates a sectional view along the axis G-G of the winch illustrated in Figure 11;
  • Figure 14 illustrates a perspective view of a second clutch member of a winch according to the second embodiment
  • Figure 15 illustrates a sectional view along the axis CC of the winch illustrated in Figure 10;
  • Figure 16 illustrates a sectional view along the axis D-D of the winch illustrated in Figure 10;
  • FIG. 17 illustrates a sectional view along the E-E axis of the winch illustrated in FIG. 11;
  • Figure 18 illustrates a perspective view of a second shaft portion of a winch according to the second embodiment
  • Figure 19 illustrates a front view of a winch according to a third embodiment of the invention.
  • Figures 20 and 21 illustrate two sectional views along the axis A-A of the winch illustrated in Figure 19;
  • Figure 22 illustrates a sectional view along the E-E of the winch shown in Figure 19;
  • FIG. 23 illustrates a sectional view along the axis B-B of the winch illustrated in Figure 19;
  • Figure 24 illustrates a sectional view along the C-C axis of the winch shown in Figure 20;
  • Figure 25 illustrates a sectional view along the F-F axis of the winch shown in Figure 20.
  • the general principle of the invention is based on the implementation of a multi-speed capstan intended to be secured to a sailboat to tension a fixed end of a sail, and which comprises means for evaluating the tension one end wound around and means for selecting at least one speed when the voltage becomes greater than a predetermined threshold.
  • the invention thus provides an original capstan in which at least one of the speeds is automatically selected as a function of the voltage in the end wrapped around the doll. This makes it possible to adapt the effort to be provided by a team member putting a tension on one end to his physical condition.
  • the technique of the invention thus facilitates the maneuvers of the crew of a sailboat.
  • FIG. 1 illustrates a front view of a capstan 10 according to the invention.
  • a capstan 10 comprises a frame 11 on which is mounted rotatably a doll 12.
  • the frame 11 is intended to be secured for example on the deck of a sailboat.
  • a tip whose end is connected to a sail of the sailboat can be wrapped around the doll 12.
  • This capstan 10 conventionally comprises a reversible imprisonment device 13 with one end of the end to be wrapped around the doll 12.
  • Figure 2 is a sectional view of the capstan 10 shown in Figure 1.
  • the doll 12 includes an upper doll member 121 and a lower doll member 122.
  • the capstan comprises a shaft 14 rotatably mounted in the frame 11.
  • the shaft 14 comprises an upper end 141.
  • This upper end 141 is secured to the inlet 15 of the capstan.
  • the inlet 15 has a grooved portion 151 provided to cooperate with means for actuating the capstan.
  • actuating means may comprise a crank. Alternatively, they may include "a coffee grinder”.
  • the drive means may also be motorized.
  • the input 15 constitutes the satellite carrier of a first epicyclic train 16
  • This first epicyclic gear train 16 comprises six satellites 161, 162, 163, 164, 165, 166, a fixed ring gear 167 and a sun gear 168. This first epicyclic gear train 16 performs the function of an inverter as will be explained in more detail below. .
  • the sun gear 168 is secured to the satellite door 170 of a second train epicyclic 17 (see Figure 4).
  • This second epicyclic gear train 17 comprises three satellites 171, 172, 173, a fixed ring gear 174 and a sun gear 175.
  • This second epicyclic gear train 17 provides the multiplier function as will be explained in more detail below.
  • the sun gear 175 is integral with a first element 181 of a one-way clutch 18.
  • This unidirectional clutch 18 comprises a second element 182.
  • the first element carries pawls 183 movable between a gripping position in which they cooperate with the second element 182. such that the first 181 and second 182 elements are rotatably connected, and a release position in which the first 181 and second 182 elements are not rotationally connected.
  • the shaft 14 has a lower end 142.
  • the first pinion 19 is secured to the lower end 141 of the shaft 14 by means of another unidirectional clutch 20.
  • the first pinion 19 meshes with a second pinion 21 rotatably mounted on an axis 22 secured to the frame 11.
  • the second pinion 21 meshes with an inner ring 23 secured to the inside of the upper doll element 121.
  • a third pinion 24 is secured under the first pinion 19 at the lower end 142 of the shaft 14. This third pinion 24 meshes with a fourth pinion 25 mounted to rotate about an axis 251 integral with the frame 11. This fourth pinion 25 engages a fifth gear 26 which is rotatably mounted on the axis 22. The fifth gear 26 is connected to the second gear 21 by means of another unidirectional clutch 27.
  • the ring 23 is rotatably mounted inside the upper doll element 121.
  • the ring 23 comprises a pin 28 projecting from its periphery. This pin 28 is extended in a recess 29 in the form of a circular arc formed in the lower doll element 122.
  • This cavity 29 houses a compression spring 30.
  • the crown 23 is thus rotatable within the upper doll element 121 between two extreme positions:
  • FIG. 9 a second position, illustrated in FIG. 9, in which the compression spring 30 is compressed between the pin 28 and another end 292 of the cavity 29 under the effect of the rotation of the ring 23 inside the upper doll element 121.
  • the ring 23 comprises a contact surface 31 having a ramp 310.
  • the upper doll element 121 has a cavity 32.
  • the crown 23 also has a cavity 33 whose bottom is formed by the contact surface 31.
  • the cavities 32 and 33 house a finger 46 which is mounted therein to move in translation according to a axis parallel to the axis of the shaft 14.
  • This finger 46 has a ramp of complementary shape of the ramp 310 of the contact surface 31. It is held in abutment against the contact surface 31 by means of a spring of compression 34, which is interposed between the finger 46 and the foot 351 of a screw 35 which is housed in a tapping 36 formed in the upper head member 121. The head 352 of this screw 35 is accessible from outside the the doll.
  • An elevator 37 is housed in a housing of complementary shape formed in the ring 23 so that the elevator 37 and the ring 23 are rotatably connected.
  • the elevator 37 comprises a cylindrical portion 371 which extends above the crown 23.
  • Three lumens 372 are arranged and distributed uniformly in the cylindrical portion 371. These lumens 372 are inclined so that they constitute ramps 373.
  • Three grooves 38 are arranged and uniformly distributed inside the upper doll element 121. They extend parallel to the axis of the shaft 14.
  • Three elevator pins 39 extend inside the grooves 38 and 372. They are integral with a transition ring 40 mounted to move in translation inside the cylindrical portion 371 along the axis of the shaft 14.
  • the transition ring 40 is connected by pins 41 to an elevating ring 42.
  • the shafts 41 pass through the slots provided for this purpose in the frame 1 1 and which extend along an axis parallel to the axis of rotation. the tree 14.
  • a pusher element 43 is slidably mounted along the second element 182.
  • a compression spring 44 is interposed between the elevation ring 42 and the pusher element 43.
  • the pusher element 43 has in the upper part a flange 431 designed to cooperate with the ends 184 of the pawls 183 of the one-way clutch 18.
  • a ball bearing 45 is interposed between the frame 11 and the upper doll element 121 so as to ensure the rotational guidance of the doll 12 relative to the frame 11.
  • a fluted portion of actuating means such as a crank or a coffee grinder, is introduced into the fluted portion 151 of the capstan inlet 15.
  • a teammate can then wrap one end around the doll 12 at three different speeds by rotating the drive means.
  • the shaft 14 rotates clockwise.
  • the sun gear 168 is rotated via the satellites 161, 162, 163, 164, 165, 166 in the counterclockwise direction.
  • the satellite gate 170 then rotates counterclockwise.
  • the sun gear 175 is driven via the satellites 171, 172, 173 in the counterclockwise direction at a speed greater than the rotational speed of the shaft 14.
  • the pawls 183 cooperate with the second unidirectional clutch element 182 so that the latter rotates in the counterclockwise direction.
  • the first pinion 19, which is secured to the second element 182 of unidirectional clutch 18, is then rotated in the opposite direction of clockwise.
  • the second gear 21 rotates clockwise and drives the crown 23 in this direction.
  • the doll 12 then rotates around the frame 1 1 in the direction of clockwise.
  • the unidirectional clutches 20 and 27 respectively linking the first pinion 19 to the shaft 14, and the second pinion 21 to the fifth pinion 26 rotate in a vacuum.
  • the passage from the first to the second speed is obtained by reversing the direction of rotation of the activation means.
  • the inlet 15 of the capstan and the shaft 14 then turn counterclockwise.
  • the sun gear 168 is rotated via the satellites 161, 162, 163, 164, 165, 166 in a clockwise direction.
  • the satellite gate 170 then rotates clockwise.
  • the sun gear 175 is driven via the satellites 171, 172, 173 in a clockwise direction at a speed greater than the rotational speed of the shaft 14.
  • the pawls 183 no longer cooperate with the second unidirectional clutch element 182 so that it is not linked to rotation with the first unidirectional clutch element 181.
  • the first pinion 19 is then rotated anti-clockwise via the one-way clutch 19.
  • the second gear 21 rotates clockwise and drives the crown 23 in this direction.
  • the doll 12 then rotates around the frame 11 in the direction of clockwise.
  • the unidirectional clutch 27 linking the second gear 21 to the fifth gear 26 rotates in a vacuum.
  • a third gear can be used.
  • the crown 23 rotates the elevator 37.
  • the elevator pins 39 then move within the lights 372. and up in the grooves 38.
  • the transition ring 40 integral with the lifting pins 39, follows the same movement, as is the lifting ring 42.
  • the lifting ring 42 acts on the pusher element 43 via the spring
  • the flange 431 then acts on the ends 184 of the pawls 183 of the one-way clutch 18. These pawls 183 are then maintained in their position in which they do not cooperate with the second element 182 of unidirectional clutch 18.
  • the first 181 and second 182 clutch elements unidirectional 18 are not connected in rotation.
  • the third gear is thus selected. However, as the crew continues to rotate the actuating means in the opposite direction of clockwise, the capstan will be implemented at the second speed, the third gear being preselected.
  • the inlet 15 of the capstan then rotates clockwise.
  • the shaft 14 drives in rotation the third gear 24 in the direction of clockwise.
  • the fourth gear 25 then rotates counterclockwise while the fifth gear 26 rotates clockwise.
  • the fifth pinion 26 rotates in the clockwise direction of the second pinion 21 via the unidirectional clutch 27.
  • the ring gear 23 rotates in this direction.
  • the doll 12 then rotates around the frame 11 in the direction of clockwise.
  • the unidirectional clutch 20 linking the first pinion 19 to the second pinion 21 rotates in a vacuum.
  • the value of the force applied by the end on the doll which makes it possible to select the third speed can be set. This adjustment is obtained by more or less screwing the screw 35 in the tapping 36 of the doll 12. The more the screw 35 is tightened in the tapping 36, the greater the tension of the tip must be important for the third speed to be cut . Conversely, the less the screw 35 is tightened in the tapping 36, the less the tension force of the tip will be important for the third gear to be selected.
  • the tension in the end from which the third gear will be selected can therefore be adjusted according to the physical capabilities of the crew member to handle the capstan.
  • the adjustment can be made so that the effort it will have to provide to wind the end to the second speed before the third gear is selected is average. If the teammate has a better physical condition, the adjustment can be made so that the effort it must provide to wind the end to the second speed before the third gear is selected is more important.
  • the ring 23 When the tip is released, the ring 23 returns to its first extreme position under the effect of the compression spring 30 and the pusher member 43 resumes its initial position so that when the drive means are driven in the direction of the squeezes of a watch, the capstan will turn at first speed.
  • the capstan 10 can be used in pumping mode by a crew member.
  • the crew rotates the crank in one direction and then the other to move the crank about thirty degrees on either side of an initial position. He then puts the end in tension by pumping between the first and the second speed.
  • the crew puts the end into tension by pumping between the second and the third gear.
  • the capstan according to the invention therefore makes it possible to pass:
  • the box is a three-speed gearbox
  • said automatic selection means are means for selecting the third gear, the rotation of said shaft in one direction or the other being accompanied by rotating said doll around said frame at one speed or another.
  • the invention therefore proposes an original three-speed capstan in which the passage from one to the other of the speeds is obtained by modifying the direction of rotation of the driving means, for example a crank, without it being necessary. to act as a complement on a push-button.
  • the invention thus provides a three-speed capstan in which the passage of a pumping between the first and second speeds to a pumping between the second and third speeds is obtained by acting solely on the direction of rotation of the drive means.
  • Figures 10 and 11 illustrate two views in longitudinal section of a capstan according to a second embodiment.
  • Such a capstan 10 comprises a frame 11 on which is mounted rotatably a doll 12.
  • the frame 11 is intended to be secured for example on the deck of a sailboat.
  • a tip whose end is connected to a sail of the sailboat can be wrapped around the doll 12.
  • This capstan 10 conventionally comprises a reversible imprisonment device 13 with one end of the end to be wrapped around the doll 12.
  • the doll 12 includes an upper doll element 121 and an element lower doll 122.
  • the capstan comprises a first shaft portion 200 rotatably mounted in the frame 11.
  • the first shaft portion 200 comprises an upper end 201.
  • This upper end 201 is secured to the inlet 15 of the capstan.
  • the inlet 15 has a grooved portion 151 provided to cooperate with means for actuating the capstan.
  • actuating means may comprise a crank. In a variant, they may include "a coffee grinder”.
  • the drive means may also be motorized.
  • the first shaft portion 200 carries a pinion which constitutes the sun gear
  • the sun gear 202 meshes with three satellites 203 which are mounted on a planet carrier 204 rotatably mounted on the first shaft portion 200.
  • the satellites 203 meshing with an internal gear 205.
  • the epicyclic gear is here a gear. In a variant, it may be a multiplier.
  • the epicyclic gear is a multiplier
  • the number of turns made by the doll is greater than the number of turns made by the drive means for a given number of turn means actuating.
  • a capstan according to the invention therefore makes it possible to wind up a tip around the doll more quickly than the capstans of the prior art, each speed of which has a ratio of less than one.
  • This capstan is particularly well suited to winches listening to spinnaker, genoa and mainsail. It allows turning maneuvers without ever having to apprehend listening by hand for boarding.
  • the third and fourth gear have reduction ratios 50% higher than the reduction ratios of speeds one and two.
  • a capstan according to the invention therefore makes it possible to wind with a factor of two times less effort around the doll than the capstans of the prior art, each speed of which has a reduction ratio of 50% less.
  • This winch is particularly well adapted to the halyard winch with which the sails are hoisted at the masthead.
  • the forces to be applied on the drive means are particularly important at the end of hoisting, in particular because of the weight of the mainsail and the friction of the mainsail rails. It is then often necessary to implement means for electric drive winches.
  • the implementation of a gearbox offers an alternative to the electric winch.
  • the toothed wheel 205 is integral with a first clutch element 206 rotatably mounted on the first shaft portion 200.
  • the first clutch element 206 comprises a cylindrical lower extension 207.
  • Four housings 208 are formed longitudinally on the peripheral surface of the extension 207. They are distributed uniformly.
  • the first shaft portion 200 comprises a lower portion 209.
  • a clutch ring 210 is secured in a fixed manner to the lower end of the lower portion 209 by means of grooves 211 of complementary shape formed in the first shaft portion 200 and in the clutch ring 210.
  • Four housings 212 are formed longitudinally on the peripheral surface of the clutch ring 210. They are distributed uniformly.
  • the capstan comprises a second shaft portion 213.
  • This second shaft portion 213 is rotatably mounted in the frame 11 and extends in the extension of the first shaft portion 200.
  • the second shaft portion 213 comprises at its upper end a portion forming a bell 214.
  • the bell 214 defines an inner housing 215 inside which are housed the cylindrical lower extension 207 and the clutch ring 210.
  • the peripheral surface of the bell 214 is traversed by four series of two bores 216.
  • the series are distributed uniformly around the bell 214.
  • the bores 216 of each series extend along an axis parallel to the axis longitudinal section of the second shaft portion 213. There are thus two rows of holes 216.
  • a first pinion 19 is mounted at the lower end of the second shaft portion 213 by means of a one-way clutch 20.
  • the first pinion 19 meshes with a second pinion 21 rotatably mounted on an axis 22 secured to the frame 11.
  • the second pinion 21 meshes with an inner ring 23 secured to the inside of the upper doll element 121.
  • a third pinion 24 is secured under the first pinion 19 at the lower end of the second shaft portion 213.
  • This third pinion 24 meshes with a fourth pinion 25 mounted to rotate about an axis 251 secured to the frame 11.
  • This fourth gear 25 meshes a fifth gear 26 which is rotatably mounted on the axis 22.
  • the fifth gear 26 is connected to the second gear 21 by means of another unidirectional clutch 27.
  • the ring 23 is rotatably mounted inside the upper doll element 121.
  • the ring 23 comprises a pin 28 projecting from its periphery. This pin 28 is extended in a cavity 29 in an arc formed in the lower doll element 122. This cavity 29 houses a compression spring 30.
  • the ring 23 is rotatable inside the element of upper doll 121 between two extreme positions:
  • the ring 23 comprises a contact surface 31 having a ramp
  • the upper doll element 121 has a cavity 32.
  • the crown 23 also has a cavity 33 whose bottom is constituted by the surface of
  • the cavities 32 and 33 house a finger 46 which is mounted to move in translation along an axis parallel to the axis of the first shaft portion 200.
  • This finger 46 has a ramp of complementary shape to the ramp 310 of FIG. the contact surface 31. It is held in abutment against the contact surface 31 by means of a compression spring 34, which is interposed between the finger 46 and the foot 351 of a screw 35 which is housed in a tapping 36 arranged in the upper doll element 121.
  • the head 352 of this screw 35 is accessible from the outside of the doll.
  • An elevator 37 is housed in a housing of complementary shape formed in the ring 23 so that the elevator 37 and the ring 23 are rotatably connected.
  • the elevator 37 comprises a cylindrical portion 371 which extends above the crown 23.
  • Three lumens 372 are arranged and distributed uniformly in the cylindrical portion 371. These lumens 372 are inclined so that they constitute ramps 373.
  • Three grooves 38 are formed and uniformly distributed inside the upper doll element 121. They extend parallel to the axis of the first shaft portion 200.
  • Three lifting pins 39 extend inside the grooves 38 and the slots 372. They are integral with a transition ring 40 mounted to move in translation inside the cylindrical portion 371 along the axis of the first portion 200.
  • the transition ring 40 is connected by pins 41 to an elevating ring 42.
  • the shafts 41 pass through the slots provided for this purpose in the frame 1 1 and which extend along an axis parallel to the axis of rotation. the first shaft portion 200.
  • a second clutch member 217 is slidably mounted along the second shaft portion 213.
  • the second clutch element 217 has in the upper part a bell-forming portion 218.
  • the bell 218 defines an inner housing 219 intended to house the bell 214 of the second shaft portion 213.
  • the inner surface of the bell 218 of the second clutch element 217 has two ramps 220, 221 of inverted inclination and joined by a flat surface 222 parallel to the axis of the first shaft portion 200.
  • the ramps 220, 221 as well as the flat surface 222 define a protruding member 223 inside the bell 218.
  • the bell 218 is extended by a hollow cylindrical lower portion 224 whose contour is traversed by three oblong slots 225.
  • the oblong slots 225 are uniformly distributed and extend along axes parallel to the axis of the second shaft portion 213 .
  • a compression spring 44 is mounted between the second clutch element 217 and the lifting ring 42.
  • the shafts 41 can slide inside the oblong slots 225.
  • Each piercing 216 houses a ball 226.
  • the second clutch member 217 is movable between two positions: a first position in which the projection member 223 acts on the first row of balls 226, i.e. the lower row, so that the latter are housed in the housings 212 of the clutch ring 210 and that the first shaft portion 200 and the second shaft portion 213 are rotatably connected;
  • the projection member 223 In the first position, the projection member 223 does not act on the second row of balls. In the second position, the protruding element does not act on the first row of balls.
  • Ball bearings are interposed between the frame 11 and the upper doll element 121 so as to ensure the rotational guidance of the doll 12 relative to the frame 11. 7.3.2. Operation
  • a fluted portion of actuating means such as a crank or a coffee grinder, is introduced into the fluted portion 151 of the capstan inlet 15.
  • a teammate can then wrap one end around the doll 12 at several different speeds by rotating the drive means.
  • the first shaft portion 200 rotates counterclockwise.
  • the first clutch member 206 is rotated about the first shaft portion 200 in a clockwise direction via the sun gear 202, the satellites 203 and the inner gear 205.
  • the clutch ring 210 is engaged with the second shaft portion 213 because the second clutch element acts on the balls 226 of the first row so that they are housed in the corresponding housings 212 of the clutch ring 210.
  • the second shaft portion 213 is thus rotated in the counterclockwise direction.
  • the first pinion 19 is rotated counterclockwise via the unidirectional clutch 20.
  • the second pinion 21 is rotated clockwise by the first pinion 19.
  • the inner ring 23 is driven in rotation in the direction of the needles by the second gear 21.
  • the doll then rotates clockwise at a first speed.
  • the reduction ratio of the first speed is equal to 0.5. In variants, it could be different.
  • the third pinion 24 is rotated anti-clockwise by the second shaft portion 213.
  • the fourth pinion 25 is rotated clockwise by the third pinion 24.
  • the fifth pinion 26 is rotated anticlockwise by the fourth pinion 25.
  • the rotational movements of the fifth pinion 26 and the second pinion 21 are loosened due to the implementation of the clutch. unidirectional 27.
  • the teammate can reverse the direction of rotation of the drive means to engage a second speed. The team then rotates the drive means in the direction of clockwise.
  • the first shaft portion 200 is rotated in a clockwise direction. With the second clutch member 217 still in its first position, the second shaft portion 213 is also rotated clockwise.
  • the third pinion 24 is rotated in a clockwise direction by the second shaft portion 213.
  • the fourth pinion 25 is driven counterclockwise by the third pinion 24.
  • the fifth pinion 26 is rotated in a clockwise direction by the fourth pinion 25.
  • the second pinion 22 is rotated clockwise via the fifth pinion 26 and the unidirectional clutch 27.
  • the doll then rotates clockwise at a second speed.
  • the reduction ratio of the second gear is equal to 0, 167. In variants, it could be different.
  • the first pinion 19 is rotated counterclockwise by the second pinion 22.
  • the rotational movements of the first pinion 19 and the first shaft portion 213 are loosened due to the implementation. of the unidirectional clutch 20.
  • the crown 23 rotates the elevator 37.
  • the elevator pins 39 then move within the lights 372. and up in the grooves 38.
  • the transition ring 40 integral with the lifting pins 39, follows the same movement, as well as the lifting ring 42.
  • the axes 41 slide inside the lights 225 of the second element. Clutch 217.
  • the lifting ring 42 acts on the second clutch element 217 via the compression spring 44.
  • the second clutch element 217 then moves from its first position to its second position.
  • the second clutch element 217 then acts on the balls 226 of the second row so as to place it in the corresponding recesses 208 of the first clutch element 206.
  • the balls 226 of the first row are then no longer housed in the housings 212 of the clutch ring 210.
  • the first clutch element 206 is engaged with the second portion shaft 213 so that they are linked in rotation.
  • the first shaft portion 200 is rotated counterclockwise.
  • the planet 202 follows the same movement.
  • the satellites 203 are rotated in the clockwise direction. They drive in the same direction the inner gear wheel 205 and the first clutch element 206.
  • the third pinion 24 is rotated in a clockwise direction by the second shaft portion 213.
  • the fourth pinion 25 is driven counterclockwise by the third pinion 24.
  • the fifth pinion 26 is rotated in a clockwise direction by the fourth pinion 25.
  • the second pinion 22 is rotated clockwise via the fifth pinion 26 and the unidirectional clutch 27.
  • the doll then turns clockwise at a third speed.
  • the reduction ratio of the third speed is 0.083. In variants, it could be different.
  • the first pinion 19 is rotated counterclockwise by the second pinion 22.
  • the rotational movements of the first pinion 19 and the second shaft portion 213 are loosened due to the implementation. of the unidirectional clutch 20.
  • the first shaft portion 200 is rotated in a clockwise direction.
  • the planet 202 follows the same movement.
  • the satellites 203 are rotated in the anti-clockwise direction. They drive in the same direction the inner gear wheel 205 and the first clutch element 206.
  • the second clutch element 206 being engaged with the second shaft portion 213, the latter is rotated in the counterclockwise direction.
  • the first pinion 19 is rotated counterclockwise via the unidirectional clutch 20.
  • the second pinion 21 is rotated clockwise by the first pinion 19.
  • the inner ring 23 is driven in rotation in the direction of the needles by the second pinion 21.
  • the doll then rotates clockwise at a fourth speed.
  • the reduction ratio of the fourth speed is equal to 0.24. In variants, it could be different.
  • the third pinion 24 is rotated anti-clockwise by the second shaft portion 213.
  • the fourth pinion 25 is rotated clockwise by the third pinion 24.
  • the fifth pinion 26 is rotated anticlockwise by the fourth pinion 25.
  • the rotational movements of the fifth pinion 26 and the second pinion 21 are loosened due to the implementation of the clutch. unidirectional 27.
  • the ring 23 When the end is released, the ring 23 returns to its first extreme position under the effect of the compression spring 30 and the second clutch member 217 resumes its first position so that when the drive means are rotated in Either way, the capstan will turn at the first or second speed.
  • the teammate can drive the doll in rotation according to the first or second speed in the direction of rotation of the drive means . It can also alternately rotate the drive means on a reduced angular range in one direction and then in the other. He then gets a winding of the end by pumping between the first and the second speed.
  • the teammate can drive the doll in rotation according to the third or fourth speed in the direction of rotation of the drive means. It will also be able to pump between the third and fourth speeds.
  • pumping between the first and the second speed is substantially symmetrical to the pumping between the third and the fourth speed.
  • the amplitude of effort observed between the first and second speeds is substantially equal to the magnitude of effort between the third and fourth speeds.
  • the contrast of the forces between the first and second speeds is equivalent to the contrast of the forces between the third and fourth speeds.
  • a capstan according to a third embodiment is presented in connection with FIGS. 19 to 25.
  • Such a capstan 10 comprises a frame 11 on which is mounted rotatably a doll 12.
  • the frame 11 is intended to be secured for example on the deck of a sailboat.
  • a tip whose end is connected to a sail of the sailboat can be wrapped around the doll 12.
  • This capstan 10 conventionally comprises a reversible imprisonment device 13 with one end of the end to be wrapped around the doll 12.
  • the doll 12 comprises an upper doll member 121 and a lower doll member 122.
  • the capstan comprises a first shaft portion 200 rotatably mounted in the frame 1 1.
  • the first shaft portion 200 comprises an upper end 201.
  • This upper end 201 is secured to the inlet 15 of the capstan.
  • the inlet 15 has a grooved portion 151 provided to cooperate with means for actuating the capstan.
  • actuating means may comprise a crank. In a variant, they may include "a coffee grinder”.
  • the drive means may also be motorized.
  • the first shaft portion 200 carries a pinion which constitutes the sun gear 202 of an epicyclic gear train.
  • the sun gear 202 meshes with three satellites 203 which are mounted on a satellite gate comprising a satellite gate element upper 204 'and a lower stellite door member 204 rotatably mounted on the first shaft portion 200.
  • the satellites 203 mesh with an inner gear wheel 205 fixedly mounted in the frame 11.
  • the epicyclic gear is here a gear. In a variant, it may be a multiplier.
  • the epicyclic gear is a multiplier
  • the number of turns made by the doll is greater than the number of turns made by the drive means for a given number of turn means actuation.
  • a capstan according to the invention therefore makes it possible to wind up a tip around the doll more quickly than the capstans of the prior art, each speed of which has a ratio of less than one.
  • This capstan is particularly well suited to winches listening to spinnaker, genoa and mainsail. It allows turning maneuvers without ever having to apprehend listening by hand for boarding.
  • the third and fourth gear have reduction ratios 50% higher than the reduction ratios of speeds one and two.
  • a capstan according to the invention therefore makes it possible to wind with a factor of two times less effort around the doll than the capstans of the prior art, each speed of which has a reduction ratio of 50% less.
  • This winch is particularly well adapted to the winch of halyards with which the sails are hoisted at the masthead.
  • the forces to be applied on the drive means are particularly important at the end of hoisting, in particular because of the weight of the mainsail and the friction of the mainsail rails. It is then often necessary to implement means for electric drive winches.
  • the implementation of a gearbox offers an alternative to the electric winch.
  • the lower satellite gate element 204 comprises, in its lower part, complementary coupling elements of coupling elements formed on a transmission ring 300.
  • the transmission ring 300 is thus rotationally connected to the transmission element.
  • Housing suitable for receiving balls 301 are provided in the lower part of the transmission ring 300.
  • the capstan comprises a second shaft portion 213.
  • This second shaft portion 213 is rotatably mounted in the frame 11 and extends in the extension of the first shaft portion 200.
  • the second shaft portion 213 comprises at its upper end grooves complementary grooves formed inside a cylindrical pusher element 302 mounted on the second shaft portion 213 slidably movable along the axis of the second shaft portion 213.
  • the pusher element 302 is thus rotatably connected to the second shaft portion 213.
  • the lower part of the winch according to this second embodiment is similar to the lower part of the winches according to the first and second embodiments.
  • a first pinion 19 is thus mounted at the lower end of the second shaft portion 213 by means of a unidirectional clutch 20.
  • the first pinion 19 meshes with a second pinion 21 rotatably mounted on an axis 22 secured to the frame 11.
  • the second pinion 21 meshes with an inner ring 23 secured to the inside of the upper doll element 121.
  • a third pinion 24 is secured under the first pinion 19 at the lower end of the second shaft portion 213.
  • This third pinion 24 meshes with a fourth pinion 25 mounted to rotate about an axis 251 secured to the frame 11.
  • This fourth gear 25 meshes a fifth gear 26 which is rotatably mounted on the axis 22.
  • the fifth gear 26 is connected to the second gear 21 by means of another unidirectional clutch 27.
  • the ring 23 is rotatably mounted inside the upper doll element 121.
  • the ring 23 comprises a pin 28 projecting from its periphery. This pin 28 is extended in a cavity 29 in an arc formed in the lower doll element 122. This cavity 29 houses a compression spring 30.
  • the ring 23 is rotatable inside the element of upper doll 121 between two extreme positions: a first position in which the compression spring 30 is released so that the pin 28 abuts against an end 291 of the cavity 29;
  • the ring 23 comprises on its peripheral contour a hollow housing
  • the lower doll element 122 comprises an elastic finger 304 whose end is housed in the hollow housing 303 of the crown when it occupies its first position.
  • An elevator 37 is housed in a housing of complementary shape formed in the ring 23 so that the elevator 37 and the ring 23 are rotatably connected.
  • the elevator 37 comprises a cylindrical portion 371 which extends above the ring 23. Three inclined ramps 373 are formed and distributed uniformly in the cylindrical portion 371.
  • Three grooves 38 are formed and uniformly distributed inside the upper doll element 121. They extend parallel to the axis of the first shaft portion 200.
  • Three lifting pins 39 extend inside the grooves 38 and the slots 372. They are integral with a transition ring 40 mounted to move in translation inside the cylindrical portion 371 along the axis of the first portion 200.
  • the transition ring 40 and connected by hook slats 305 to a first clutch member 306.
  • the first clutch member 306 is movably mounted in translation along the axis of the second shaft portion 213.
  • a second clutch element 309 is mounted in translation to inside the first clutch element 306 along the axis of the second shaft portion 213.
  • Compression springs 400 are interposed between the first 306 and second 309 clutch members.
  • the second clutch element 309 is integral with the pusher element 302 so that a translation of the second clutch element 309 along the second shaft portion 213 is accompanied by a translation of the pusher element. 302 along the axis of the second shaft portion 213.
  • the periphery of the upper part of the pusher element 302 is traversed by uniformly distributed bores defining housings 307 able to receive balls 301.
  • the first shaft portion 200 comprises a lower portion on which are formed in a uniform manner grooves 308 suitable for housing the balls 301.
  • the pusher element 302 is movable between:
  • the passage of the pusher element 302 from its first to its second position is obtained during the passage of the ring 23 from its first position to its second position.
  • the ramps 373 act on the pins 39 at the output that the transition ring 40 rises along the axis of the second shaft portion 213.
  • the transition ring 40 drives in the same movement the first clutch element 306 against the effect of compression springs 311 placed between the frame 11 and the first element
  • the first clutch element 306 drives the second clutch element 309 via the compression springs 400 in one and the same movement.
  • the second clutch element 309 drives the pusher element 302 in one and the same movement.
  • 301 balls then leave the housing 308 of the first shaft portion 200 to be housed in the slots provided for this purpose of the transmission ring 300.
  • the passage of the pusher element 302 from its second position to its first position is obtained during the passage of the ring 23 from its second position to its first position.
  • the ramps 373 act on the pins 39 at the output that the transition ring 40 descends along the axis of the second shaft portion 213.
  • the first clutch member 306 follows the same movement under the effect of the compression springs 311.
  • the second clutch member 309 follows the same movement via the compression springs 400.
  • the second clutch member 309 drives in the same movement the pusher element 302.
  • the balls 301 then leave the slots provided for this purpose of the transmission ring 300 to be housed in the housing 308 of the first shaft portion 200.
  • Needle cages 312 are interposed between the ring 205 and the upper doll element 121 so as to ensure the rotational guidance of the doll 12 relative to the frame 11.
  • the operation of the winch according to this third embodiment is substantially the same as the operation of the winch according to the second embodiment.
  • the drive means which cooperate with the fluted portion 151, are rotated counterclockwise, the first shaft portion 200 rotates in the opposite direction of the needles of a watch.
  • the second shaft portion 213 is engaged with the first shaft portion 200 via the balls 301 and the pusher member 302. The doll is then rotated clockwise at a first speed. .
  • a reversal of the direction of rotation of the drive means makes it possible to drive the doll in rotation in the direction of the clockwise according to a second speed.
  • the ring 23 moves from its first extreme position illustrated in FIG. 20 to its second extreme position illustrated in FIG. 21.
  • the pusher element 302 moves from its first position to its second position.
  • the first shaft portion 200 and the second shaft portion 213 are no longer directly rotational.
  • the transmission between the first shaft portion 200 and the second shaft portion 213 is provided by the epicyclic gear train, the planet carrier being connected to the second shaft portion 213 via the pusher element 302 and the balls 301.
  • a reversal of the direction of rotation of the drive means makes it possible to drive the doll in rotation in the direction of clockwise according to a fourth speed.
  • the deselection of the third and fourth speeds is obtained automatically when the force exerted by the end on the doll decreases sufficiently.
  • the winch according to this third embodiment can operate in pumping mode.
  • Adjusting means may be provided to act on the stiffness of the elastic finger 304 so as to adjust the effort from which the third and fourth speed are selected.
  • the elastic finger and the hollow housing of the crown could be replaced by a ramp and finger system like that of the previous embodiments.

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Abstract

Cabestan (10) destiné à être solidarisé à un voilier pour mettre en tension un bout solidaire d'une voile, ledit cabestan (10) comprenant un bâti fixe (11) logeant un arbre (14) et une boite de vitesses, une poupée (12) autour de laquelle peut être enroulé ledit bout, ladite poupée (12) étant montée mobile en rotation en sens unique autour dudit bâti (11) et reliée audit arbre (14) via ladite boite, la mise en rotation dudit arbre (14) s ' accompagnant d'une mise en rotation de ladite poupée (12) autour dudit bâti (11). Le cabestan comprend des moyens d'évaluation de la tension dudit bout et des moyens de sélection d'au moins une vitesse lorsque ladite tension devient supérieure à un seuil prédéterminé, ladite boite de vitesse comprenant une couronne intérieure (23), ladite couronne (23) étant montée mobile en rotation à l'intérieur de ladite poupée (12) contre l'effet de moyens exerçant un effort de friction et/ou de rappel élastique (30, 34) sur ladite couronne (23) en sorte qu'elle peut tourner par rapport à ladite poupée (12) lorsque ladite tension est supérieure audit seuil.

Description

Cabestan comprenant des moyens d'évaluation de la tension d'un bout enroulé autour et des moyens de sélection automatique d'au moins une vitesse en fonction de ladite tension.
1. Domaine de l'invention
Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication d'équipements nautiques.
Plus précisément, l'invention concerne un cabestan destiné à être solidarisé à un voilier pour mettre en tension un bout solidaire d'une voile. Ce type de cabestan est couramment dénommé « winch ».
2. Art antérieur
Les winchs sont couramment mis en œuvre sur des voiliers de façon à permettre à leur équipage de mettre en tension les bouts reliés aux voiles.
Un winch comprend classiquement un bâti logeant un arbre d'entraînement, une boîte de vitesse. Une poupée, reliée audit arbre via la boîte de vitesses, est montée à rotation sur le bâti.
De façon à tendre un bout, celui-ci est enroulé autour de la poupée, puis l'arbre est entraîné en rotation au moyen d'une manivelle en sorte que la poupée tourne autour du bâtit : le bout s'enroule alors autour de la poupée et se tend.
On connaît essentiellement deux types de winchs : les winchs à deux vitesses et les winchs à trois vitesses.
La première vitesse est celle qui permet d'enrouler le bout le plus rapidement. Les vitesses supérieures permettent respectivement d'enrouler le bout moins rapidement que dans la vitesse précédente mais en exerçant un effort moins important sur la manivelle de façon à compenser le fait qu'au fur et à mesure que le bout est enroulé autour du winch, sa tension augmente.
Dans les winchs à deux vitesses, le changement de vitesses est obtenu, par un équipier, en inversant le sens de rotation de la manivelle.
Dans les winchs à trois vitesses, le passage de la première à la deuxième vitesse est obtenu, par un équipier, en inversant le sens de rotation de la manivelle, puis le passage de la deuxième à la troisième vitesse est obtenu par l'équipier en agissant, le cas échéant, sur un bouton poussoir prévu à cet effet sur le winch et en inversant le sens de rotation de la manivelle.
Les winchs actuels sont efficaces. Ils permettent en effet de mettre en tension un bout tout en adaptant l'effort devant être fourni à cet effet par un équipier compte tenu de la mise en œuvre d'une boîte de vitesses.
Ces winchs présentent néanmoins quelques inconvénients.
3. Inconvénients de l'art antérieur
Pour enclencher la troisième vitesse, les winchs de l'art antérieur présentent l'inconvénient de nécessiter d'inverser le sens de rotation de la manivelle et d'actionner un bouton-poussoir prévu sur le winch. Ceci tend à complexifier les manœuvres des équipiers, évoluant dans un contexte difficile (mer agitée, pont encombré).
Dans la pratique, les équipiers ne procèdent généralement pas à l'enroulement d'un bout autour de la poupée d'un winch en manœuvrant la manivelle à la première vitesse, puis à la deuxième vitesse, puis le cas échéant à la troisième vitesse en passant du rapport inférieur au rapport supérieur lorsque leur force ne permet plus d'enrouler le bout au rapport inférieur. Selon une approche différente, après qu'une certaine tension soit exercée sur le bout en première vitesse, ils enroulent le bout en passant alternativement de la première à la deuxième vitesse puis, lorsque le winch offre une troisième vitesse en passant alternativement de la deuxième à la troisième vitesse en exerçant des rotations de la manivelle dans un sens puis dans l'autre sur une plage de l'ordre de 30° autour d'une position de départ. Cette action est couramment appelée « pompage » dans le domaine de la voile. Ceci permet de diminuer l'angle de débattement d'un bras autour du winch et au bras d' exercer un effort sur le winch dans une plage angulaire dans laquelle il est le plus puissant.
Dans les winchs à trois vitesses, le passage d'un pompage entre les première et deuxième vitesses à un pompage entre les deuxième et troisième vitesses nécessite d'enclencher la troisième vitesse et donc d'actionner le bouton poussoir prévu à cet effet. Ceci complexifie la manœuvre. La demande de brevet européen portant le numéro EP-A1-0 159 095 décrit un winch à trois vitesses dans lequel le passage d'une vitesse à l'autre est obtenu en inversant le sens de rotation de la manivelle sans qu'il soit nécessaire d'agir sur un bouton pour passer de la deuxième à la troisième vitesse. Selon la technique décrite, une rotation de la manivelle en sens horaire permet d'actionner le winch en première vitesse, une rotation de la manivelle en sens antihoraire permet d'actionner le winch en deuxième vitesse, puis une rotation de la manivelle de nouveau en sens horaire permet d'actionner le winch en troisième vitesse.
La technique décrite dans ce document présente l'avantage de permettre d'enclencher la troisième vitesse par une simple inversion du sens de rotation de la manivelle sans qu'il soit nécessaire d'actionner en complément un bouton poussoir. Cette technique présente en revanche l'inconvénient de ne pas permettre à l'équipier de pomper entre les première et deuxième vitesses puis entre les deuxième et troisième vitesses.
II n'existe donc pas de winch qui permette de pomper entre la première et la deuxième vitesses puis entre la deuxième et la troisième vitesses en agissant uniquement sur le sens de rotation de la manivelle.
Les winch actuels ne permettent pas non plus d'adapter, à la puissance du bras de l'équipier en charge de la rotation de la manivelle du winch, le passage du pompage entre les première et deuxième vitesses au pompage entre les deuxième et troisième vitesses.
Partant du principe qu'il existe toujours une tension sur un bout, les concepteurs de winchs de l'art antérieur ont toujours proposés des winch dont le rapport de chaque vitesse était un rapport de réduction.
Les transmissions par engrenages permettent de procurer, selon la manière dont elles sont mises en œuvre, des rapports de réduction ou des rapports de multiplication. Lorsque le rapport d'une transmission est un rapport de réduction, la vitesse à la sortie de la transmission est inférieure à la vitesse d'entrée alors que le couple délivré en sortie est supérieur au couple d'entrée. Inversement, lorsque le rapport d'une transmission est un rapport de multiplication la vitesse de sortie est supérieure à la vitesse d'entrée.
Dans les winchs de l'art antérieur, le couple généré sur la poupée pour y enroulé un bout est donc plus important que le couple exercé par un équipier sur la manivelle pour procédé à l'enroulement, quelle que soit la vitesse enclenchée.
Il en résulte que la vitesse d'enroulement du bout selon la première vitesse est lente alors que la tension dans le bout est faible (généralement, un tour de manivelle correspondant à un demi-tour de poupée). Ainsi, dans la pratique, équipier met en tension le bout autour de la poupée à la main en tirant sur l'extrémité libre de celui-ci afin d'accélérer la mise en tension du bout.
Les winchs actuels ne permettent donc pas à la fois d'offrir une vitesse d'enroulement rapide du bout et des couples d'enroulement importants.
Les winchs actuels ne permettent pas de sélectionner automatiquement une vitesse en fonction de la tension du bout enroulé autour du winch. La sélection de vitesse est au contraire systématiquement opérée par un équipier en modifiant le sens de rotation de la manivelle et le cas échéant en actionnant un bouton poussoir. Ceci tend à complexifier les manœuvres des équipiers, évoluant dans un contexte difficile (mer agitée, pont encombré).
Aucun winch ne permet non plus d' adapter le rapport de vitesse à la tension dans le bout.
4. Objectifs de l'invention
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.
Plus précisément, un objectif de l'invention est de procurer, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un cabestan qui permette d'adapter au moins une vitesse à la tension dans le bout enroulé autour.
Un autre objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, un tel cabestan qui permette à un équipier de passer automatiquement d'un pompage entre une première et une deuxième vitesse puis entre la deuxième et une troisième vitesse uniquement en inversant le sens de rotation de la manivelle.
Un autre objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, un tel cabestan dans lequel il soit possible d'adapter à la force de l'équipier le passage d'un pompage entre la première et la deuxième vitesse puis entre la deuxième et la troisième vitesse.
Un autre objectif de l'invention est de mettre en œuvre, dans au moins un mode de réalisation, un tel cabestan dans lequel la sélection d' au moins une vitesse est obtenue automatiquement compte tenu de la tension du bout enroulé autour.
Un objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, un cabestan dans lequel le passage d'une vitesse à une autre est obtenu uniquement en agissant sur la manivelle sans qu'il soit nécessaire d'actionner d'autre moyen de commande comme un bouton-poussoir.
L'invention a encore pour objectif de procurer, dans au moins un mode de réalisation, un tel cabestan qui soit compact.
Un autre objectif de l'invention est de proposer, dans au moins un mode de réalisation, un tel cabestan qui soit ergonomique.
Encore un objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, un tel cabestan qui soit peu onéreux.
5. Exposé de l'iinvention
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un cabestan destiné à être solidarisé à un voilier pour mettre en tension un bout solidaire d'une voile, ledit cabestan comprenant :
un bâti fixe logeant un arbre et une boîte de vitesses ;
une poupée autour de laquelle peut être enroulé ledit bout, ladite poupée étant montée mobile en rotation en sens unique autour dudit bâti et reliée audit arbre via ladite boîte, la mise en rotation dudit arbre s' accompagnant d'une mise en rotation de ladite poupée autour dudit bâti.
Selon l'invention, un tel cabestan comprend des moyens d'évaluation de la tension dudit bout et des moyens de sélection d'au moins une vitesse lorsque ladite tension devient supérieure à un seuil prédéterminé, ladite boîte de vitesse comprenant une couronne intérieure, ladite couronne étant montée mobile en rotation à l'intérieur de ladite poupée contre l'effet de moyens exerçant un effort de friction et/ou de rappel élastique sur ladite couronne en sorte qu'elle peut tourner par rapport à ladite poupée lorsque ladite tension est supérieure audit seuil.
L'invention procure donc un cabestan original dans lequel au moins une des vitesses est sélectionnée automatiquement en fonction de la tension dans le bout enroulé autour de la poupée. Ceci permet d'adapter l'effort à fournir par un équipier mettant en tension un bout à sa condition physique.
La technique selon l'invention permet donc de faciliter les manœuvres des équipiers d'un voilier.
Ainsi, lorsque le couple exercé sur la poupée par le bout devient supérieur au couple exercé sur la couronne par équipier via les moyens d'entraînement et la boîte de vitesse et à l'effort de friction et/ou de rappel entre la couronne et la poupée, la couronne tourne à l'intérieur de la poupée, c'est-à-dire que la couronne et la poupée tournent l'un par rapport à l'autre. Cette rotation donne alors une indication sur le niveau de tension dans le bout.
Dans ce cas, lesdits moyens de sélection sont préférentiel lement mobiles entre au moins une position de repos et une position de sélection d'au moins une vitesse, ladite couronne agissant sur lesdits moyens de sélection automatique pour les placer dans l'une ou l'autre de leurs positions.
La rotation de la couronne par rapport à la poupée, qui signifie que la tension dans le bout a atteint une certaine valeur, permet d'agir sur les moyens de sélection en sorte qu'une ou plusieurs vitesses adaptées, par exemple une troisième vitesse, soient enclenchées.
Un cabestan selon l'invention comprend préférentiellement des moyens de transformation d'un déplacement de ladite couronne par rapport à ladite poupée en un mouvement desdits moyens de sélection de l 'une à l ' autre de leurs positions.
Ceci permet d'assurer une sélection précise et efficace de manière simple. Un cabestan selon l'invention comprend avantageusement des moyens de réglage de ladite valeur seuil.
II est ainsi possible d'adapter le cabestan à la force de son utilisateur en modifiant la valeur de la tension seuil dans le bout à partir de laquelle le déclenchement s'opère.
Selon une caractéristique avantageuse, ladite couronne comprend une surface de contact présentant une rampe, et en ce que lesdits moyens exerçant un effort de friction sur ladite poupée comprennent un doigt solidaire de ladite poupée et venant en appui contre ladite surface de contact sous l'effet desdits moyens de rappel élastique.
Ainsi, lorsque le couple exercé pour le bout sur la poupée devient supérieur à l'effort de friction du doigt sur la rampe, la couronne tourne à l'intérieur de la poupée.
Lesdits moyens de réglage comprennent préférentiellement une vis présentant un pied et une tête, lesdits moyens de rappel étant intercalés entre ledit doigt et ledit pied, ladite tête étant accessible depuis l'extérieur de ladite poupée.
Il est ainsi possible de régler facilement la valeur seuil en agissant depuis l'extérieur du cabestan sur la vis prévue à cet effet sans qu'il soit nécessaire de démonter le cabestan. Un cabestan selon l'invention présente donc l'avantage d'être ergonomique.
Dans l' exemple d'un winch à trois vitesses, si l'utilisateur est fort, la valeur de tension seuil sera importante en sorte qu'il pourra pomper entre les première et deuxième vitesses plus longtemps. Si l'utilisateur est plus faible, la valeur de tension seuil sera diminuée en sorte que le passage du pompage entre les première et deuxième vitesses au pompage entre les deuxième et troisièmes vitesses intervient plus rapidement afin de soulager l'utilisateur. Ce principe est applicable aux winch à plus de trois vitesses.
Selon un mode de réalisation avantageux, ladite couronne comprend un logement creux, et en ce que lesdits moyens exerçant un effort de friction sur ladite poupée comprennent un doigt élastique solidaire de ladite poupée et dont l'extrémité est susceptible de venir se loger dans ledit logement creux.
Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être plus simple à mettre en œuvre que celui dans lequel la couronne comprend une rampe sur laquelle agit un doigt.
Selon un mode de réalisation avantageux, ladite boîte est une boîte à trois vitesses, lesdits moyens de sélection automatique étant des moyens de sélection de la troisième vitesse, et en ce que la mise en rotation dudit arbre dans un sens ou dans l'autre s'accompagne d'une mise en rotation de ladite poupée autour dudit bâti selon une vitesse ou une autre.
L'invention propose donc un cabestan original à trois vitesses dans lequel le passage de l'une à l'autre des vitesses est obtenu en modifiant le sens de rotation des moyens d'entraînement, par exemple une manivelle, sans qu'il soit nécessaire d'agir en complément sur un bouton-poussoir. En outre, la troisième vitesse s'enclenche automatiquement dès que la tension dans le bout atteint une certaine valeur. L'invention procure ainsi un cabestan à trois vitesses dans lequel le passage d'un pompage entre les première et deuxième vitesses à un pompage entre les deuxième et troisième vitesses est obtenu en agissant uniquement sur le sens de rotation des moyens d'entraînement.
De manière préférentielle, la première vitesse de ladite boîte à un rapport de multiplication, les deuxième et troisième vitesses ayant des rapports de réduction.
De façon tout à fait originale, un cabestan selon l'invention dispose d'une première vitesse, encore appelée vitesse d'embarquement, dont le rapport est supérieur à un. En d'autres termes, lorsque le cabestan est actionné en première vitesse, le nombre de tour fait par la poupée est supérieur au nombre de tour fait par les moyens d' entraînement pour un nombre de tour donné des moyens d'actionnement. Un cabestan selon l'invention permet donc d'enrouler plus rapidement un bout autour de la poupée que les cabestans de l'art antérieur dont chaque vitesse a un rapport inférieur à un.
Dans des modes de réalisation avantageux, lesdits moyens de sélection sont des moyens de sélection d'un troisième et d'une quatrième vitesse.
Lorsque la tension dans le bout est faible, la poupée pourra être entraînée en rotation dans un sens selon une première et une deuxième vitesses. Lorsque la tension dans le bout deviendra importante, la poupée pourra être entraînée en rotation dans un sens selon une troisième et une quatrième vitesses. Il sera alors possible de passer d'un pompage entre les première et deuxième vitesses à un pompage entre les troisième et quatrième vitesses.
Dans un mode de réalisation avantageux, ledit arbre comprend une première portion d'arbre et une deuxième portion d'arbre, ladite deuxième portion d'arbre étant reliée à ladite couronne par une pluralité d'engrenages en sorte qu'une rotation de ladite deuxième portion d'arbre dans un sens ou dans l'autre entraîne une rotation de ladite poupée dans un sens selon deux rapport de transmission différents, ladite première portion d'arbre étant reliée à au moins un train d'engrenages, lesdits moyens de sélection mettant en prise directe ladite première portion d'arbre et ladite deuxième portion d'arbre lorsqu'ils occupe une de leur position, lesdits moyens de sélection mettant en prise ladite première portion d' arbre et ladite deuxième portion d' arbre via un desdits trains d'engrenages lorsqu'ils occupent une autre de leur position.
Lorsque la tension dans le bout est faible, la poupée pourra être entraînée en rotation dans un sens selon une première et une deuxième vitesses. Lorsque la tension dans le bout deviendra importante, la poupée pourra être entraînée en rotation dans ce sens selon au moins deux autres vitesses. Il sera alors possible de passer d'un pompage entre les première et deuxième vitesses à un pompage entre les troisième et quatrième vitesses. Dans des variantes, le système pourrait être multiplié pour passer le cas échéant d'un pompage entre les troisième et quatrième vitesses à un pompage entre une cinquième et sixième vitesses, etc. Dans un mode de réalisation avantageux, ledit arbre est reliée à ladite couronne par une pluralité d'engrenages en sorte qu'une rotation dudit arbre dans un sens ou dans l'autre entraîne une rotation de ladite poupée dans un sens selon deux rapports de transmission différents, ledit arbre étant en outre relié à l'entrée d'un train d'engrenages multiplicateur dont la sortie est reliée à l'entrée de la pluralité d' engrenages par un embrayage unidirectionnel, lesdits moyens de sélection mettant en prise la sortie dudit train d'engrenages multiplicateur avec l'entrée de la pluralité d'engrenages lorsqu'ils occupent leur position de repos, lesdits moyens de sélection ne mettant pas en pri se la sortie dudit train d'engrenages multiplicateur avec l'entrée de la pluralité d'engrenages lorsqu'ils occupent leur autre position.
On obtient ainsi de manière simple une rotation de la poupée selon une première vitesse par la rotation de l'arbre dans un sens, une rotation de la poupée selon une deuxième vitesse par la rotation de l'arbre dans l'autre sens, une rotation de la poupée selon une troisième vitesse par la rotation de l'arbre dans le premier sens.
Selon une caractéristique avantageuse, ledit arbre comprend une première extrémité à laquelle des moyens d'entraînement peuvent être reliés, ladite boîte de vitesses comprenant un premier pignon relié au moyen d'un premier embrayage unidirectionnel à une deuxième extrémité dudit arbre, ledit premier pignon engrenant un deuxième pignon monté mobile en rotation sur premier un axe solidaire dudit bâti, ledit deuxième pignon engrenant une couronne intérieure solidaire de ladite poupée, un troisième pignon étant solidarisé à ladite deuxième extrémité dudit arbre, ledit troisième pignon engrenant un quatrième pignon monté mobile en rotation autour d'un deuxième axe solidaire dudit bâti, ledit quatrième pignon engrenant un cinquième pignon relier audit premier axe au moyen d'une deuxième embrayage unidirectionnel, ledit cabestan comprenant en outre un multiplicateur présentant une entrée relié audit arbre et une sortie reliée audit premier pignon au moyen d'un troisième embrayage unidirectionnel, lesdits moyens de sélection automatique pouvant prendre une position de maintien dudit troisième embrayage unidirectionnel en position débrayée lorsque ladite tension est supérieure audit seuil, les premier, deuxième et troisième embrayages unidirectionnels étant configurés en sorte qu'une rotation dans un premier sens dudit arbre lui permet de transmettre un couple à ladite couronne via ledit multiplicateur, ledit troisième embrayage unidirectionnel, ledit premier et ledit deuxième pignon, qu'une rotation dudit arbre dans un autre sens lui permet de transmettre un couple à ladite couronne via le premier et le deuxième pignons, qu'une rotation dans ledit premier sens dudit arbre alors que ladite tension est supérieure audit seuil lui permet de transmettre un couple à ladite couronne via les troisième, quatrième et cinquième pignons.
Dans ce cas, ladite couronne est préférentiellement montée mobile en rotation entre deux positions extrêmes à l'intérieur de ladite poupée contre l'effet desdits moyens de rappel élastique, ladite couronne agissant sur lesdits moyens de sélection automatique en sorte que le passage de l'une à l'autre desdites positions extrêmes de la couronne contre l'effet desdits moyens de rappel s'accompagne du passage desdits moyens de sélection dans ladite position de maintien.
Selon une caractéristique avantageuse, ledit multiplicateur, ledit troisième embrayage unidirectionnel et lesdits moyens de sélection automatique sont amovibles.
Le démontage de ces éléments permet de procurer un winch classique à deux vitesses. Un winch selon l' invention dispose donc d'une conception modulaire qui permet d'en réduire le coût de fabrication.
Selon une caractéristique avantageuse, un cabestan selon l'invention comprend des moyens d'actionnement dudit arbre, lesdits moyens d'actionnement comprenant un moulin à café ou une manivelle dont une extrémité est complémentaire de ladite première extrémité dudit arbre .
Il est ainsi possible de munir un cabestan selon l'invention d'une manivelle et de la placer dans une position dans laquelle son arbre s'étend essentiellement à la verticale de façon telle qu'il constitue un winch. Il est encore possible de le munir d'un moulin à café et de la placer dans une position dans laquelle son arbre s'étend essentiellement à l'Horizontale de façon telle qu'il constitue un moulin à café ou un piédestal.
6. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 présente une vue de face d'un cabestan selon l'invention ;
la figure 2 illustre une vue en coupe longitudinale du cabestan illustré à la figure 1 ;
la figure 3 illustre une vue en coupe selon l'axe C-C du cabestan illustré à la figure 2 ;
la figure 4 illustre une vue en coupe selon l'axe D-D du cabestan illustré à la figure 2 ;
la figure 5 illustre une vue en coupe selon l'axe E-E du cabestan illustré à la figure 2 ;
la figure 6 illustre une vue en coupe selon l'axe F-F du cabestan illustré à la figure 2 ;
la figure 7 illustre une vue en coupe selon l'axe H-H du cabestan illustré à la figure 2 ;
les figures 8 et 9 illustrent des vues en perspective du cabestan illustré à la figure 2 dans lesquelles la poupée n'est représentée qu'en partie ;
les figures 10 et 1 1 illustre deux vues en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation d'un winch selon l'invention ;
la figure 12 illustre une vue en coupe selon l'axe F-F du winch illustré à la figure 10 ;
la figure 13 illustre une vue en coupe selon l'axe G-G du winch illustré à la figure 11 ;
la figure 14 illustre une vue en perspective d'un deuxième élément d'embrayage d'un winch selon le deuxième mode de réalisation ; la figure 15 illustre une vue en coupe selon l'axe C-C du winch illustré à la figure 10 ;
la figure 16 illustre une vue en coupe selon l'axe D-D du winch illustré à la figure 10 ;
- la figure 17 illustre une vue en coupe selon l'axe E-E du winch illustré à la figure 11 ;
la figure 18 illustre une vue en perspective d'un deuxième portion d'arbre d'un winch selon le deuxième mode de réalisation ;
la figure 19 illustre une vue de face d'un winch selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
les figures 20 et 21 illustrent deux vues en coupe selon l'axe A- A du winch illustré à la figure 19 ;
la figure 22 illustre une vue en coupe selon l'axe E-E du winch illustré à la figure 19 ;
- la figure 23 illustre une vue en coupe selon l'axe B-B du winch illustré à la figure 19 ;
la figure 24 illustre une vue en coupe selon l'axe C-C du winch illustré à la figure 20 ;
la figure 25 illustre une vue en coupe selon l'axe F-F du winch illustré à la figure 20.
7. Description d'un mode de réalisation de l'invention
7.1. Rappel du principe de l'invention
Le principe général de l'invention repose sur la mise en œuvre d'un cabestan à plusieurs vitesses destiné à être solidarisé à un voilier pour mettre en tension un bout solidaire d'une voile, et qui comprend des moyens d'évaluation de la tension d'un bout enroulé autour et des moyens de sélection d'au moins une vitesse lorsque la tension devient supérieure à un seuil prédéterminé.
L'invention procure donc un cabestan original dans lequel au moins une des vitesses est sélectionnée automatiquement en fonction de la tension dans le bout enroulé autour de la poupée. Ceci permet d'adapter l'effort à fournir par un équipier mettant en tension un bout à sa condition physique.
La technique selon l'invention permet donc de faciliter les manœuvres des équipiers d'un voilier.
7.2. Exemple d'un premier mode de réalisation d'un cabestan selon l'invention
7.2.1. Architecture
La figure 1 illustre une vue de face d'un cabestan 10 selon l'invention. Un tel cabestan 10 comprend un bâti 11 sur lequel est montée mobile en rotation une poupée 12. Le bâti 11 est destiné à être solidarisé par exemple sur le pont d'un voilier. Un bout dont une extrémité est reliée à une voile du voilier peut être enroulée autour de la poupée 12. Ce cabestan 10 comprend classiquement un dispositif d'emprisonnement réversible 13 d'une extrémité du bout devant être enroulé autour de la poupée 12.
La figure 2 est une vue en coupe du cabestan 10 illustré à la figure 1.
Tel que cela apparaît sur cette figure 2, la poupée 12 comprend un élément de poupée supérieur 121 et un élément de poupée inférieur 122.
Le cabestan comprend un arbre 14 monté à rotation dans le bâti 11. L'arbre 14 comprend une extrémité supérieure 141. Cette extrémité supérieure 141 est solidarisée à l'entrée 15 du cabestan. L'entrée 15 présente une portion cannelée 151 prévue pour coopérer avec des moyens d'actionnement du cabestan. Ces moyens d'actionnement peuvent comprendre une manivelle. Dans une variante, ils pourront comprendre « un moul i n à café ». Les moyens d'entraînement pourront également être motorisés.
L'entrée 15 constitue le porte satellites d'un premier train épicycloïdal 16
(cf. figure 3). Ce premier train épicycloïdal 16 comprend six satellites 161, 162, 163, 164, 165, 166, une couronne fixe 167 et un planétaire 168. Ce premier train épicycloïdal 16 assure la fonction d'inverseur comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
Le planétaire 168 est solidaire du porte satellite 170 d'un deuxième train épicycloïdal 17 (cf. figure 4). Ce deuxième train épicycloïdal 17 comprend trois satellites 171, 172, 173, une couronne fixe 174 et un planétaire 175. Ce deuxième train épicycloïdal 17 assure la fonction de multiplicateur comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
Le planétaire 175 est solidaire d'un premier élément 181 d'un embrayage unidirectionnel 18. Cet embrayage unidirectionnel 18 comprend un deuxième élément 182. Le premier élément porte des cliquets 183 mobiles entre une position de prise dans laquelle ils coopèrent avec le deuxième élément 182 en sorte que les premier 181 et deuxième 182 éléments sont liés à rotation, et une position de relâchement dans laquelle les premier 181 et deuxième 182 éléments ne sont pas liés à rotation.
Le deuxième élément 182 et solidaire d'un premier pignon 19.
L'arbre 14 présente une extrémité inférieure 142. Le premier pignon 19 est solidarisé à l'extrémité inférieure 141 de l'arbre 14 au moyen d'un autre embrayage unidirectionnel 20.
Le premier pignon 19 engrène un deuxième pignon 21 monté à rotation sur un axe 22 solidaire du bâti 11.
Le deuxième pignon 21 engrène une couronne intérieure 23 solidarisée à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121.
Un troisième pignon 24 est solidarisé sous le premier pignon 19 à l'extrémité inférieure 142 de l'arbre 14. Ce troisième pignon 24 engrène un quatrième pignon 25 monté mobile en rotation autour d'un axe 251 solidaire du bâti 11. Ce quatrième pignon 25 engrène un cinquième pignon 26 qui est monté mobile en rotation sur l'axe 22. Le cinquième pignon 26 est relié au deuxième pignon 21 au moyen d'un autre embrayage unidirectionnel 27.
La couronne 23 est montée mobile en rotation à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121. La couronne 23 comprend un pion 28 formant saillie depuis sa périphérie. Ce pion 28 se prolonge dans une cavité 29 en arc de cercle ménagée dans l'élément de poupée inférieur 122. Cette cavité 29 loge un ressort de compression 30. La couronne 23 est donc mobile en rotation à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121 entre deux positions extrêmes :
une première position, illustrée aux figures 6 et 8, dans laquelle le ressort de compression 30 est relâché en sorte que le pion 28 vient en butée contre une extrémité 291 de la cavité 29 ;
- une deuxième position, illustrée à la figure 9, dans laquelle le ressort de compression 30 est comprimé entre le pion 28 et une autre extrémité 292 de la cavité 29 sous l'effet de la rotation de la couronne 23 à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121.
La couronne 23 comprend une surface de contact 31 présentant une rampe 310.
L'élément de poupée supérieur 121 présente une cavité 32. La couronne 23 présente également une cavité 33 dont le fond est constitué par la surface de contact 31. Les cavités 32 et 33 logent un doigt 46 qui y est monté mobile en translation selon un axe parallèle à l'axe de l'arbre 14. Ce doigt 46 présente une rampe de forme complémentaire de la rampe 310 de la surface de contact 31. Il est maintenu en appui contre la surface de contact 31 au moyen d'un ressort de compression 34, lequel est intercalé entre le doigt 46 et le pied 351 d'une vis 35 qui est logée dans un taraudage 36 ménagé dans l'élément de poupée supérieur 121. La tête 352 de cette vis 35 est accessible depuis l'extérieur de la poupée.
Un élévateur 37 est logé dans un logement de forme complémentaire ménagé dans la couronne 23 en sorte que l'élévateur 37 et la couronne 23 sont liés à rotation.
L'élévateur 37 comprend une portion cylindrique 371 qui s'étend au- dessus de la couronne 23. Trois lumières 372 sont ménagées et réparties de manière uniforme dans la portion cylindrique 371. Ces lumières 372 sont inclinées en sorte qu'elles constituent des rampes 373.
Trois rainures 38 sont ménagées et réparties de manière uniforme à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121. Elles s'étendent parallèlement à l'axe de l'arbre 14.
Trois pions élévateurs 39 s'étendent à l'intérieur des rainures 38 et des lumières 372. Ils sont solidaires d'une bague de transition 40 montée mobile en translation à l'intérieur de la portion cylindrique 371 selon l'axe de l'arbre 14.
La bague de transition 40 et reliée par des axes 41 à une bague d'élévation 42. Les axes 41 passent à travers des lumières ménagées à cet effet dans le bâti 1 1 et qui s'étendent selon un axe parallèle à l'axe de l'arbre 14.
Un élément pousseur 43 est monté coulissant le long du deuxième élément 182. Un ressort de compression 44 est intercalé entre la bague d'élévation 42 et l'élément pousseur 43.
L'élément pousseur 43 présente en partie supérieure une collerette 431 prévue pour coopérer avec les extrémités 184 des cliquets 183 de l'embrayage unidirectionnel 18.
Un roulement à billes 45 est intercalé entre le bâti 11 et l'élément de poupée supérieur 121 de façon à assurer le guidage en rotation de la poupée 12 par rapport au bâti 11.
7.2.2. Fonctionnement
Une partie cannelée de moyens d'actionnement, comme une manivelle ou un moulin à café, sont introduits dans la partie cannelée 151 de l'entrée 15 du cabestan.
Un équipier peut alors enrouler un bout autour de la poupée 12 selon trois vitesses différentes en entraînant en rotation les moyens d'entraînement.
A. Première vitesse
Lorsque les moyens d'entraînement, qui coopèrent avec la portion cannelée 151, sont entraînés en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, l'arbre 14 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Le planétaire 168 est entraîné en rotation via les satellites 161, 162, 163, 164, 165, 166 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le porte satellites 170 tourne alors dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le planétaire 175 est entraîné via les satellites 171 , 172, 173 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre à une vitesse supérieure à la vitesse de rotation de l'arbre 14.
Le premier élément 181 d'embrayage unidirectionnel 18, qui est solidaire du planétaire 175, tourne également dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les cliquets 183 coopèrent avec le deuxième élément 182 d'embrayage unidirectionnel 18 en sorte que celui-ci tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le premier pignon 19, qui est solidaire du deuxième élément 182 d'embrayage unidirectionnel 18, est alors entraîné en rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre. Le deuxième pignon 21 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et entraîne la couronne 23 dans ce sens. La poupée 12 tourne alors autour du bâti 1 1 dans le sens des aiguilles d'une montre. Dans ce cas, les embrayages unidirectionnels 20 et 27 liant respectivement le premier pignon 19 à l'arbre 14, et le deuxième pignon 21 au cinquième pignon 26 tournent dans le vide.
Lorsque l' effort devant être appliqué par un équipier sur les moyens d'entraînement pour poursuivre l'enroulement du bout autour de la poupée devient trop important compte tenu de la tension du bout, une deuxième vitesse peut être utilisée.
B. Deuxième vitesse
Le passage de la première à la deuxième vitesse est obtenu en inversant le sens de rotation des moyens d'activation.
L'entrée 15 du cabestan et l'arbre 14 tournent alors dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le planétaire 168 est entraîné en rotation via les satellites 161, 162, 163, 164, 165, 166 dans le sens des aiguilles d'une montre. Le porte satellites 170 tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre. Le planétaire 175 est entraîné via les satellites 171, 172, 173 dans le sens des aiguilles d'une montre à une vitesse supérieure à la vitesse de rotation de l'arbre 14.
Le premier élément 181 d'embrayage unidirectionnel 18, qui est solidaire du planétaire 175, tourne également dans le sens des aiguilles d'une montre. Les cliquets 183 ne coopèrent plus avec le deuxième élément 182 d'embrayage unidirectionnel 18 en sorte que celui-ci n'est pas lié à rotation avec le premier élément 181 d'embrayage unidirectionnel 18. Le premier pignon 19 est alors entraîné en rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre via l'embrayage unidirectionnel 19. Le deuxième pignon 21 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et entraîne la couronne 23 dans ce sens. La poupée 12 tourne alors autour du bâti 11 dans le sens des aiguilles d'une montre. Dans ce cas, l'embrayage unidirectionnel 27 liant le deuxième pignon 21 au cinquième pignon 26 tourne dans le vide.
Lorsque l'effort devant être appliqué par un équipier sur les moyens d'entraînement pour poursuivre l'enroulement du bout autour de la poupée devient trop important compte tenu de la tension du bout, une troisième vitesse peut être utilisée.
C. Troisième vitesse
Cl/ Sélection
Lorsque l'effort appliqué sur la poupée 12 par le bout enroulé autour devient supérieur à la somme de l'effort appliqué sur la poupée 12 par l'équipier via les moyens d'actionnement et les différents engrenages par lesquels ils sont liés à la couronne 23 et de l'effort de friction exercé par le doigt 46 via le ressort de compression 34 sur la surface de contact 31 de la couronne 23, la couronne 23 tourne à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121 contre l'effet du ressort de compression 30 jusqu'à atteindre sa deuxième position extrême dans laquelle le pion 28 comprime complètement le ressort 30 contre l'extrémité 292 de la cavité 29. La couronne 23 passe de sa première position extrême illustrée à la figure 8 à sa deuxième position extrême illustrée à la figure 9.
Au cours de sa rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à l'élément de poupée supérieur 121, la couronne 23 entraîne en rotation l'élévateur 37. Les pions élévateurs 39 se déplacent alors à l'intérieur des lumières 372 et remontent dans les rainures 38. La bague de transition 40, solidaire des pions élévateurs 39, suit le même mouvement, de même que la bague d'élévation 42. La bague d'élévation 42 agit sur l'élément pousseur 43 via le ressort de compression 44. La collerette 431 vient alors agir sur les extrémités 184 des cliquets 183 de l'embrayage unidirectionnel 18. Ces cliquets 183 sont alors maintenus dans leur position dans laquelle ils ne coopèrent pas avec le deuxième élément 182 d'embrayage unidirectionnel 18. Les premier 181 et deuxième 182 éléments d'embrayage unidirectionnel 18 ne sont alors pas liés en rotation.
La troisième vitesse est ainsi sélectionnée. Toutefois, tant que l'équipier continue de mettre en rotation les moyens d'actionnement dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, le cabestan sera mis en œuvre à la deuxième vitesse, la troisième vitesse étant présélectionnée.
C.2/ Enclenchement
Lorsque l'équipier estime que l'effort qu'il doit fournir dans la deuxième vitesse pour enrouler le bout devient trop important, il obtient l'enclenchement de la troisième vitesse en inversant de nouveau le sens de rotation des moyens d'activation.
L' entrée 15 du cabestan tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre. Compte tenu que les premier 181 et deuxième 182 éléments d'embrayage unidirectionnel 18 ne sont pas liés à rotation, l'arbre 14 entraîne en rotation le troisième pignon 24 dans le sens des aiguilles d'une montre. Le quatrième pignon 25 tourne alors dans le sens inverse des aiguilles d'une montre alors que le cinquième pignon 26 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Le cinquième pignon 26 entraîne en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre de deuxième pignon 21 par l'intermédiaire de l'embrayage unidirectionnel 27. La couronne 23 tourne dans ce sens. La poupée 12 tourne alors autour du bâti 11 dans le sens des aiguilles d'une montre. Dans ce cas, l'embrayage unidirectionnel 20 liant le premier pignon 19 au deuxième pignon 21 tourne dans le vide.
C.3/ Réglage sélection de la troisième vitesse
La valeur de l'effort appliqué par le bout sur la poupée qui permet de sélectionner la troisième vitesse peut être réglée. Ce réglage est obtenu en vissant plus ou moins la vis 35 dans le taraudage 36 de la poupée 12. Plus la vis 35 sera serrée dans le taraudage 36, plus l'effort de tension du bout devra être important pour que la troisième vitesse soit sectionnée. Inversement, moins la vis 35 sera serrée dans le taraudage 36, moins l'effort de tension du bout devra être important pour que la troisième vitesse soit sélectionnée.
La tension dans le bout à partir de laquelle la troisième vitesse sera sélectionnée pourra donc être réglée en fonction des capacités physiques de l'équipier devant manipuler le cabestan.
Si l'équipier a une condition physique moyenne, le réglage pourra être réalisé de telle sorte que l'effort qu'il devra fournir pour enrouler le bout à la deuxième vitesse avant que la troisième vitesse soit sélectionnée soit moyen. Si l'équipier a une meilleure condition physique, le réglage pourra être réalisé de telle sorte que l'effort qu'il devra fournir pour enrouler le bout à la deuxième vitesse avant que la troisième vitesse soit sélectionnée soit plus important.
C.4/ Désélection
Lorsque le bout est relâché, la couronne 23 retourne dans sa première position extrême sous l'effet du ressort de compression 30 et l'élément pousseur 43 reprend sa position initiale en sorte que lorsque les moyens d'entraînement seront entraînés dans le sens des aguilles d'une montre, le cabestan tournera à la première vitesse.
7.2.3. Utilisation en mode pompage
Le cabestan 10 peut être utilisé en mode pompage par un équipier. Dans ce cas, l'équipier entraîne en rotation la manivelle dans un sens puis dans l'autre de façon déplacer la manivelle d'environ trente degré de part et d'autre d'une position initiale. Il met alors le bout en tension en pompant entre la première et la deuxième vitesse.
Dès que la tension dans le bout est telle que la troisième vitesse est sélectionnée, l'équipier met en tension le bout en pompant entre la deuxième et la troisième vitesse.
Le cabestan selon l'invention permet donc de passer :
d'une vitesse à l'autre, et
du pompage entre la première et deuxième vitesse à un pompage entre la deuxième et troisième vitesse,
en modifiant uniquement le sens de rotation de la manivelle. Le fait de pouvoir régler la valeur de tension seuil à partir de laquelle la troisième vitesse s'enclenche permet d'adapter à la force d'un équipier l'effort à partir duquel le cabestan passera d'un pompage entre la première et deuxième vitesse à un pompage entre la deuxième et troisième vitesse.
Dans ce premier mode de réalisation, la boîte est une boîte à trois vitesses, et lesdits moyens de sélection automatique sont des moyens de sélection de la troisième vitesse, la mise en rotation dudit arbre dans un sens ou dans l'autre s' accompagnant d'une mise en rotation de ladite poupée autour dudit bâti selon une vitesse ou une autre.
L'invention propose donc un cabestan original à trois vitesses dans lequel le passage de l'une à l' autre des vitesses est obtenu en modifiant le sens de rotation des moyens d'entraînement, par exemple une manivelle, sans qu'il soit nécessaire d'agir en complément sur un bouton-poussoir.
En outre, la troisième vitesse s'enclenche automatiquement dès que la tension dans le bout atteint une certaine valeur. L'invention procure ainsi un cabestan à trois vitesse dans lequel le passage d'un pompage entre les première et deuxième vitesses à un pompage entre les deuxième et troisième vitesses est obtenu en agissant uniquement sur le sens de rotation des moyens d'entraînement.
7.3. Exemple d'un deuxième mode de réalisation d'un cabestan selon l'invention
7.3.1. Architecture
Les figures 10 et 11 illustrent deux vues en coupe longitudinale d'un cabestan selon un deuxième mode de réalisation.
Un tel cabestan 10 comprend un bâti 11 sur lequel est montée mobile en rotation une poupée 12. Le bâti 11 est destiné à être solidarisé par exemple sur le pont d'un voilier. Un bout dont une extrémité est reliée à une voile du voilier peut être enroulé autour de la poupée 12. Ce cabestan 10 comprend classiquement un dispositif d'emprisonnement réversible 13 d'une extrémité du bout devant être enroulé autour de la poupée 12.
La poupée 12 comprend un élément de poupée supérieur 121 et un élément de poupée inférieur 122.
Le cabestan comprend une première portion d'arbre 200 monté mobile en rotation dans le bâti 11. La première portion d'arbre 200 comprend une extrémité supérieure 201. Cette extrémité supérieure 201 est solidarisée à l'entrée 15 du cabestan. L'entrée 15 présente une portion cannelée 151 prévue pour coopérer avec des moyens d' actionnement du cabestan. Ces moyens d'actionnement peuvent comprendre une manivelle. Dans une variante, ils pourront comprendre « un moulin à café ». Les moyens d'entraînement pourront également être motorisés.
La première portion d'arbre 200 porte un pignon qui constitue le planétaire
202 d'un train épicycloïdal. Le planétaire 202 engrène avec trois satellites 203 qui sont montés sur un porte satellites 204 monté à rotation sur la première portion d'arbre 200. Les satellites 203 engrènent avec une roue dentée intérieure 205. Le train épicycloïdal est ici un réducteur. Dans une variante, il pourra s'agir d'un multiplicateur.
Dans une variante dans laquelle le train épicycloïdal est un multiplicateur, lorsque le cabestan est actionné en première vitesse, le nombre de tour fait par la poupée est supérieur au nombre de tour fait par les moyens d'entraînement pour un nombre de tour donné des moyens d'actionnement. Un cabestan selon l'invention permet donc d'enrouler plus rapidement un bout autour de la poupée que les cabestans de l'art antérieur dont chaque vitesse a un rapport inférieur à un. Ce cabestan est particulièrement bien adapté au winch d'écoute de spi, de génois et de grand voile. Il autorise les manœuvres de virement de bord sans jamais avoir à appréhender l'écoute à la main pour l'embarquement.
Dans une variante dans laquelle le train épicycloïdal est un réducteur, lorsque le train épicycloïdal est un réducteur, les troisièmes et quatrièmes vitesses ont des rapports de réduction supérieurs de 50 % aux rapports de réduction des vitesses un et deux. Un cabestan selon l'invention permet donc d'enrouler avec deux fois moins d'effort un bout autour de la poupée que les cabestans de l'art antérieur dont chaque vitesse a un rapport de réduction 50 % moindre. Ce winch est particulièrement bien adapté au winch de drisses avec lesquelles les voiles sont hissées en tête de mât. Les efforts à appliquer sur les moyens d'entraînement sont particulièrement importants en fin de hissage, notamment du fait du poids de la grand voile et du frottement des rails de grand voile. Il est alors souvent nécessaire de mettre en œuvre des moyens d'entraînement électrique des winchs. La mise en œuvre d'un réducteur offre une alternative au winch électrique.
La roue dentée 205 est solidaire d'un premier élément d'embrayage 206 monté mobile en rotation sur la première portion d'arbre 200.
Le premier élément d'embrayage 206 comprend une extension inférieure cylindrique 207. Quatre logements 208 sont ménagés de manière longitudinale sur la surface périphérique de l'extension 207. Ils sont répartis de manière uniforme.
La première portion d'arbre 200 comprend une portion inférieure 209. Une bague d'embrayage 210 est solidarisée de manière fixe à l'extrémité inférieure de la portion inférieure 209 au moyen de rainures 211 de forme complémentaire ménagées dans la première portion d'arbre 200 et dans la bague d'embrayage 210. Quatre logements 212 sont ménagés de manière longitudinale sur la surface périphérique de cette bague d'embrayage 210. Ils sont répartis de manière uniforme.
Le cabestan comprend une deuxième portion d'arbre 213. Cette deuxième portion d'arbre 213 est monté mobile en rotation dans le bâti 11 et s'étend dans le prolongement de la première portion d'arbre 200.
La deuxième portion d'arbre 213 comprend à son extrémité supérieure une partie formant une cloche 214. La cloche 214 définit un logement intérieur 215 à l'intérieur duquel sont logées l'extension inférieure cylindrique 207 et la bague d'embrayage 210.
La surface périphérique de la cloche 214 est traversée par quatre séries de deux perçages 216. Les séries sont réparties de manière uniforme autour de la cloche 214. Les perçages 216 de chaque série s'étendent le long d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de la deuxième portion d'arbre 213. Il y a ainsi deux rangées de perçages 216. Un premier pignon 19 est monté à l'extrémité inférieure de la deuxième portion d'arbre 213 au moyen d'un embrayage unidirectionnel 20.
Le premier pignon 19 engrène un deuxième pignon 21 monté à rotation sur un axe 22 solidaire du bâti 11.
Le deuxième pignon 21 engrène une couronne intérieure 23 solidarisée à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121.
Un troisième pignon 24 est solidarisé sous le premier pignon 19 à l'extrémité inférieure de la deuxième portion d'arbre 213. Ce troisième pignon 24 engrène un quatrième pignon 25 monté mobile en rotation autour d'un axe 251 solidaire du bâti 11. Ce quatrième pignon 25 engrène un cinquième pignon 26 qui est monté mobile en rotation sur l'axe 22. Le cinquième pignon 26 est relié au deuxième pignon 21 au moyen d'un autre embrayage unidirectionnel 27.
De la même manière que dans le premier mode de réalisation, la couronne 23 est montée mobile en rotation à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121. La couronne 23 comprend un pion 28 formant saillie depuis sa périphérie. Ce pion 28 se prolonge dans une cavité 29 en arc de cercle ménagée dans l'élément de poupée inférieur 122. Cette cavité 29 loge un ressort de compression 30. La couronne 23 est donc mobile en rotation à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121 entre deux positions extrêmes :
- une première position, illustrée aux figures 6 et 8, dans laquelle le ressort de compression 30 est relâché en sorte que le pion 28 vient en butée contre une extrémité 291 de la cavité 29 ;
une deuxième position, illustrée à la figure 9, dans laquelle le ressort de compression 30 est comprimé entre le pion 28 et une autre extrémité 292 de la cavité 29 sous l'effet de la rotation de la couronne 23 à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121.
La couronne 23 comprend une surface de contact 31 présentant une rampe
310.
L'élément de poupée supérieur 121 présente une cavité 32. La couronne 23 présente également une cavité 33 dont le fond est constitué par la surface de contact 31. Les cavités 32 et 33 logent un doigt 46 qui y est monté mobile en translation selon un axe parallèle à l'axe de la première portion d'arbre 200. Ce doigt 46 présente une rampe de forme complémentaire de la rampe 310 de la surface de contact 31. Il est maintenu en appui contre la surface de contact 31 au moyen d'un ressort de compression 34, lequel est intercalé entre le doigt 46 et le pied 351 d'une vis 35 qui est logée dans un taraudage 36 ménagé dans l'élément de poupée supérieur 121. La tête 352 de cette vis 35 est accessible depuis l'extérieur de la poupée.
Un élévateur 37 est logé dans un logement de forme complémentaire ménagé dans la couronne 23 en sorte que l'élévateur 37 et la couronne 23 sont liés à rotation.
L'élévateur 37 comprend une portion cylindrique 371 qui s'étend au- dessus de la couronne 23. Trois lumières 372 sont ménagées et réparties de manière uniforme dans la portion cylindrique 371. Ces lumières 372 sont inclinées en sorte qu'elles constituent des rampes 373.
Trois rainures 38 sont ménagées et réparties de manière uniforme à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121. Elles s'étendent parallèlement à l'axe de la première portion d'arbre 200.
Trois pions élévateurs 39 s'étendent à l'intérieur des rainures 38 et des lumières 372. Ils sont solidaires d'une bague de transition 40 montée mobile en translation à l'intérieur de la portion cylindrique 371 selon l'axe de la première portion d'arbre 200.
La bague de transition 40 et reliée par des axes 41 à une bague d'élévation 42. Les axes 41 passent à travers des lumières ménagées à cet effet dans le bâti 1 1 et qui s'étendent selon un axe parallèle à l'axe de la première portion d'arbre 200.
Un deuxième élément d'embrayage 217 est monté coulissant le long de la deuxième portion d'arbre 213.
Le deuxième élément d'embrayage 217 présente en partie supérieure une partie formant une cloche 218. La cloche 218 définit un logement intérieur 219 prévu pour loger la cloche 214 de la deuxième portion d'arbre 213. La surface intérieure de la cloche 218 du deuxième élément d'embrayage 217 présente deux rampes 220, 221 d'inclinaison inversée et jointes par une surface plane 222 parallèle à l'axe de la première portion d'arbre 200. Les rampes 220, 221 ainsi que la surface plane 222 définissent un élément formant saillie 223 à l'intérieur de la cloche 218.
La cloche 218 est prolongée par une portion inférieure cylindrique creuse 224 dont le contour est traversé par trois lumières oblongues 225. Les lumières oblongues 225 sont uniformément réparties et s'étendent selon des axes parallèles à l'axe de la deuxième portion d'arbre 213.
Un ressort de compression 44 est monté entre le deuxième élément d'embrayage 217 et la bague d'élévation 42.
Les axes 41 peuvent coulisser à l'intérieur des lumières oblongues 225.
Chaque perçage 216 loge une bille 226.
Le deuxième élément d'embrayage 217 est mobile entre deux positions : une première position dans laquelle l'élément formant saillie 223 agit sur la première rangée de billes 226, c'est-à-dire la rangée inférieure, en sorte que celles-ci soient logées dans les logements 212 de la bague d'embrayage 210 et que la première portion d'arbre 200 et la deuxième portion d'arbre 213 sont liées en rotation ;
une deuxième position dans laquelle l'élément formant saillie 223 agit sur la deuxième rangée de bille 226, c'est-à-dire la rangée supérieure, en sorte que celles-ci soient logées dans les logements 208 de l'extension 207 et que l'extension 207 et la deuxième portion d'arbre 213 soient liées en rotation.
Dans la première position, l'élément formant saillie 223 n'agit pas sur la deuxième rangée de billes. Dans la deuxième position, l'élément formant saillie n'agit pas sur la première rangée de billes.
Des roulements à billes sont intercalés entre le bâti 11 et l'élément de poupée supérieur 121 de façon à assurer le guidage en rotation de la poupée 12 par rapport au bâti 11. 7.3.2. Fonctionnement
Une partie cannelée de moyens d'actionnement, comme une manivelle ou un moulin à café, sont introduits dans la partie cannelée 151 de l'entrée 15 du cabestan.
Un équipier peut alors enrouler un bout autour de la poupée 12 selon plusieurs vitesses différentes en entraînant en rotation les moyens d'entraînement.
A. Première vitesse
Au début de l'enroulement d'un bout autour de la poupée, la tension exercée par le bout sur la poupée est faible en sorte que la couronne 23 occupe sa première position et le deuxième élément d'embrayage 217 occupe sa première position.
Lorsque les moyens d'entraînement, qui coopèrent avec la portion cannelée 151, sont entraînés en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la première portion d'arbre 200 tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le premier élément d'embrayage 206 est entraîné en rotation autour de la première portion d'arbre 200 dans le sens des aiguilles d'une montre via le planétaire 202, les satellites 203 et la roue dentée intérieure 205.
Du fait que le deuxième élément d'embrayage 217 occupe sa première position, le premier élément d'embrayage 206 ne se trouve pas en prise avec la deuxième portion d' arbre 213.
La bague d'embrayage 210 se trouve en prise avec la deuxième portion d'arbre 213 du fait que le deuxième élément d'embrayage agit sur les billes 226 de la première rangée de manière telle qu'elles soient logées dans les logements 212 correspondants de la bague d'embrayage 210. La deuxième portion d'arbre 213 est donc entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Le premier pignon 19 est entraîné en rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre via l'embrayage unidirectionnel 20.
Le deuxième pignon 21 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par le premier pignon 19.
La couronne intérieur 23 est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles par le deuxième pignon 21. La poupée tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre selon une première vitesse. Dans ce mode de réalisation, le rapport de réduction de la première vitesse est égal à 0,5. Dans des variantes, il pourrait être différent.
Le troisième pignon 24 est entraîné en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par la deuxième portion d'arbre 213. Le quatrième pignon 25 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par le troisième pignon 24. Le cinquième pignon 26 est entraîné en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par le quatrième pignon 25. Les mouvements de rotation du cinquième pignon 26 et du deuxième pignon 21 sont déliés du fait de la mise en œuvre de l'embrayage unidirectionnel 27.
B. Deuxième vitesse
Lorsque l'effort à imprimer sur les moyens d'entraînement devient trop important, l'équipier peut inverser le sens de rotation des moyens d'entraînement pour enclencher une deuxième vitesse. L'équipier entraîne alors en rotation les moyens d'entraînement dans le sens des aiguilles d'une montre.
La première portion d'arbre 200 est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre. Le deuxième élément d'embrayage 217 occupant toujours sa première position, la deuxième portion d'arbre 213 est également entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le troisième pignon 24 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par la deuxième portion d'arbre 213.
Le quatrième pignon 25 est entraîné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par le troisième pignon 24.
Le cinquième pignon 26 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par le quatrième pignon 25.
Le deuxième pignon 22 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre via le cinquième pignon 26 et l'embrayage unidirectionnel 27.
La poupée tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre selon une deuxième vitesse. Dans ce mode de réalisation, le rapport de réduction de la deuxième vitesse est égal à 0, 167. Dans des variantes, il pourrait être différent.
Le premier pignon 19 est entraîné en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par le deuxième pignon 22. Les mouvements de rotation du premier pignon 19 et de la première portion d'arbre 213 sont déliés du fait de la mise en œuvre de l'embrayage unidirectionnel 20.
C. Sélection
Lorsque l'effort appliqué sur la poupée 12 par le bout enroulé autour devient supérieur à la somme de l'effort appliqué sur la poupée 12 par l'équipier via les moyens d'actionnement est les différents engrenages par lesquels ils sont liés à la couronne 23 et de l'effort de friction exercé par le doigt 46 via le ressort de compression 34 sur la surface de contact 31 de la couronne 23, la couronne 23 tourne à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121 contre l'effet du ressort de compression 30 jusqu'à atteindre sa deuxième position extrême dans laquelle le pion 28 comprime complètement le ressort 30 contre l'extrémité 292 de la cavité 29. La couronne 23 passe de sa première position extrême illustrée à la figure 8 à sa deuxième position extrême illustrée à la figure 9.
Au cours de sa rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à l'élément de poupée supérieur 121, la couronne 23 entraîne en rotation l'élévateur 37. Les pions élévateurs 39 se déplacent alors à l'intérieur des lumières 372 et remontent dans les rainures 38. La bague de transition 40, solidaire des pions élévateurs 39, suit le même mouvement, de même que la bague d'élévation 42. Les axes 41 coulissent à l'intérieur des lumières 225 du deuxième élément d'embrayage 217. La bague d'élévation 42 agit sur le deuxième élément d'embrayage 217 via le ressort de compression 44. Le deuxième élément d'embrayage 217 passe alors de sa première position à sa deuxième position.
Le deuxième élément d'embrayage 217 agit alors sur les billes 226 de la deuxième rangée de manière à la placer dans les logements 208 correspondants du premier élément d'embrayage 206. Les billes 226 de la première rangée ne sont alors plus logées dans les logements 212 de la bague d'embrayage 210. Le premier élément d'embrayage 206 se trouve en prise avec la deuxième portion d'arbre 213 en sorte qu'ils sont liés en rotation.
Une troisième et une quatrième vitesses sont ainsi sélectionnées.
D. Troisième vitesse
Lorsque le deuxième élément d'embrayage 217 passe de sa première position à sa deuxième position, et que l'équipier inverse le sens de rotation des moyens d'entraînement en entraînant ceux-ci dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la poupée 12 tourne autour du bâti 11 selon une troisième vitesse.
La première portion d'arbre 200 est entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le planétaire 202 suit le même mouvement. Les satellites 203 sont entraînés en rotation dans le dans le sens des aiguilles d'une montre. Ils entraînent dans le même sens la roue dentée intérieure 205 et le premier élément d'embrayage 206.
Le premier élément d'embrayage 206 étant en prise avec la deuxième portion d'arbre 213, celle-ci est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le troisième pignon 24 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par la deuxième portion d'arbre 213.
Le quatrième pignon 25 est entraîné dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par le troisième pignon 24.
Le cinquième pignon 26 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par le quatrième pignon 25.
Le deuxième pignon 22 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre via le cinquième pignon 26 et l'embrayage unidirectionnel 27.
La poupée tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre selon une troisième vitesse. Dans ce mode de réalisation, le rapport de réduction de la troisième vitesse est égal à 0,083. Dans des variantes, il pourrait être différent.
Le premier pignon 19 est entraîné en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par le deuxième pignon 22. Les mouvements de rotation du premier pignon 19 et de la deuxième portion d'arbre 213 sont déliés du fait de la mise en œuvre de l'embrayage unidirectionnel 20. E. Quatrième vitesse
Lorsque le deuxième élément d'embrayage 217 passe de sa première position à sa deuxième position, et que l'équipier entraîne en rotation les moyens d'entraînement dans le sens des aiguilles d'une montre, la poupée 12 tourne autour du bâti 11 selon une quatrième vitesse.
La première portion d'arbre 200 est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre. Le planétaire 202 suit le même mouvement. Les satellites 203 sont entraînés en rotation dans le dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ils entraînent dans le même sens la roue dentée intérieure 205 et le premier élément d'embrayage 206.
Le deuxième élément d'embrayage 206 étant en prise avec la deuxième portion d'arbre 213, celle-ci est entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Le premier pignon 19 est entraîné en rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre via l'embrayage unidirectionnel 20.
Le deuxième pignon 21 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par le premier pignon 19.
La couronne intérieur 23 est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles par le deuxième pignon 21. La poupée tourne alors dans le sens des aiguilles d'une montre selon une quatrième vitesse. Dans ce mode de réalisation, le rapport de réduction de la quatrième vitesse est égal à 0,24. Dans des variantes, il pourrait être différent.
Le troisième pignon 24 est entraîné en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par la deuxième portion d'arbre 213. Le quatrième pignon 25 est entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre par le troisième pignon 24. Le cinquième pignon 26 est entraîné en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par le quatrième pignon 25. Les mouvements de rotation du cinquième pignon 26 et du deuxième pignon 21 sont déliés du fait de la mise en œuvre de l'embrayage unidirectionnel 27.
F. Réglage sélection La valeur de l'effort appliqué par le bout sur la poupée qui permet de sélectionner les troisième et quatrième vitesses en plaçant le roue dentée 23 et le deuxième élément d'embrayage 217 dans leur deuxième position respective peut être réglée en vissant plus ou moins la vis 35 dans le taraudage 36 de la poupée 12 selon le principe expliqué en relation avec le premier mode de réalisation.
G. Désélection
Lorsque le bout est relâché, la couronne 23 retourne dans sa première position extrême sous l'effet du ressort de compression 30 et le deuxième élément d'embrayage 217 reprend sa première position en sorte que lorsque les moyens d'entraînement seront entraînés en rotation dans l'un ou l'autre sens, le cabestan tournera à la première ou à la deuxième vitesse.
H. Pompage
Lorsque la tension exercée par le bout sur la poupée est suffisamment faible pour que les troisième et quatrième vitesses ne soient pas enclenchées, l'équipier peut entraîner la poupée en rotation selon les première ou deuxième vitesses selon le sens de rotation des moyens d'entraînement. Il peut également alternativement mettre en rotation les moyens d'entraînement sur une plage angulaire réduite dans un sens puis dans l'autre. Il obtient alors un enroulement du bout en pompant entre la première et la deuxième vitesse.
Lorsque la tension exercée par le bout sur la poupée est suffisamment important pour que les troisième et quatrième vitesses soient enclenchées, l'équipier peut entraîner la poupée en rotation selon les troisième ou quatrième vitesses selon le sens de rotation des moyens d'entraînement. Il pourra également pomper entre les troisième et quatrième vitesses.
Lorsque les troisième et quatrième vitesses sont enclenchées, si l'équipier continu d'entraîner en rotation les moyens d'entraînement dans le sens des aiguilles d'une montre, il entraînera la poupée en rotation selon la quatrième vitesse. S'il inverse le sens de rotation, il entraînera la poupée en rotation selon la troisième vitesse.
Compte tenu des rapports de réduction des différentes vitesses, le pompage entre la première et la deuxième vitesse est sensiblement symétrique au pompage entre la troisième et la quatrième vitesse. Ainsi, l'amplitude d'effort observée entre les première et deuxième vitesses est sensiblement égale à l'amplitude d'effort entre les troisième et quatrième vitesses. En d'autres termes, le contraste des efforts entre les première et deuxième vitesses est équivalent au contraste des efforts entre les troisième et quatrième vitesses.
7.4. Exemple d'un troisième mode de réalisation d'un cabestan selon l'invention
7.4.1. Architecture
On présente en relation avec les figures 19 à 25 un cabestan selon un troisième mode de réalisation.
Un tel cabestan 10 comprend un bâti 11 sur lequel est montée mobile en rotation une poupée 12. Le bâti 11 est destiné à être solidarisé par exemple sur le pont d'un voilier. Un bout dont une extrémité est reliée à une voile du voilier peut être enroulé autour de la poupée 12. Ce cabestan 10 comprend classiquement un dispositif d'emprisonnement réversible 13 d'une extrémité du bout devant être enroulé autour de la poupée 12.
La poupée 12 comprend un élément de poupée supérieur 121 et un élément de poupée inférieur 122.
Le cabestan comprend une première portion d'arbre 200 monté mobile en rotation dans le bâti 1 1. La première portion d'arbre 200 comprend une extrémité supérieure 201. Cette extrémité supérieure 201 est solidarisée à l'entrée 15 du cabestan. L'entrée 15 présente une portion cannelée 151 prévue pour coopérer avec des moyens d' actionnement du cabestan. Ces moyens d'actionnement peuvent comprendre une manivelle. Dans une variante, ils pourront comprendre « un moulin à café ». Les moyens d'entraînement pourront également être motorisés.
La première portion d'arbre 200 porte un pignon qui constitue le planétaire 202 d'un train épicycloïdal. Le planétaire 202 engrène avec trois satellites 203 qui sont montés sur un porte satellites comprenant un élément de porte satellites supérieur 204' et un élément de porte stellites inférieur 204 monté à rotation sur la première portion d'arbre 200. Les satellites 203 engrènent avec une roue dentée intérieure 205 montée fixe dans le bâti 11. Le train épicycloïdal est ici un réducteur. Dans une variante, il pourra s'agir d'un multiplicateur.
Dans une variante dans laquelle le train épicycloïdal est un multiplicateur, lorsque le cabestan est actionné en première vitesse, le nombre de tour fait par la poupée est supérieur au nombre de tour fait par les moyens d'entraînement pour un nombre de tour donné des moyens d' actionnement. Un cabestan selon l'invention permet donc d'enrouler plus rapidement un bout autour de la poupée que les cabestans de l'art antérieur dont chaque vitesse a un rapport inférieur à un. Ce cabestan est particulièrement bien adapté au winch d'écoute de spi, de génois et de grand voile. Il autorise les manœuvres de virement de bord sans jamais avoir à appréhender l'écoute à la main pour l'embarquement.
Dans une variante dans laquelle le train épicycloïdal est un réducteur, lorsque le train épicycloïdal est un réducteur, les troisièmes et quatrièmes vitesses ont des rapports de réduction supérieurs de 50 % aux rapports de réduction des vitesses un et deux. Un cabestan selon l'invention permet donc d'enrouler avec deux fois moins d'effort un bout autour de la poupée que les cabestans de l'art antérieur dont chaque vitesse a un rapport de réduction 50 % moindre. Ce winch est particulièrement bien adapté au winch de drisses avec lesquelles les voiles sont hissées en tête de mât. Les efforts à appliquer sur les moyens d'entraînement sont particulièrement importants en fin de hissage, notamment du fait du poids de la grand voile et du frottement des rails de grand voile. Il est alors souvent nécessaire de mettre en œuvre des moyens d'entraînement électrique des winchs. La mise en œuvre d'un réducteur offre une alternative au winch électrique.
L'élément de porte satellites inférieur 204 comprend dans sa partie inférieure des éléments d'accouplement de forme complémentaires d'éléments d'accouplement ménagés sur une bague de transmission 300. La bague de transmission 300 est donc liée à rotation avec l'élément de porte satellites inférieur 204. Des logements aptes à recevoir des billes 301 sont ménagés dans la partie inférieure de la bague de transmission 300.
Le cabestan comprend une deuxième portion d'arbre 213. Cette deuxième portion d'arbre 213 est monté mobile en rotation dans le bâti 11 et s'étend dans le prolongement de la première portion d'arbre 200.
La deuxième portion d'arbre 213 comprend à son extrémité supérieure des rainures complémentaires de rainures formées à l'intérieur d'un élément pousseur 302 de forme cylindrique monté sur la deuxième portion d'arbre 213 mobile en coulissement le long de l'axe de la deuxième portion d'arbre 213. L'élément pousseur 302 est donc lié en rotation avec la deuxième portion d'arbre 213.
La partie inférieure du winch selon ce deuxième mode de réalisation est semblable à la partie inférieure des winch selon les premier et deuxième modes de réalisation.
Un premier pignon 19 est ainsi monté à l'extrémité inférieure de la deuxième portion d'arbre 213 au moyen d'un embrayage unidirectionnel 20.
Le premier pignon 19 engrène un deuxième pignon 21 monté à rotation sur un axe 22 solidaire du bâti 11.
Le deuxième pignon 21 engrène une couronne intérieure 23 solidarisée à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121.
Un troisième pignon 24 est solidarisé sous le premier pignon 19 à l'extrémité inférieure de la deuxième portion d'arbre 213. Ce troisième pignon 24 engrène un quatrième pignon 25 monté mobile en rotation autour d'un axe 251 solidaire du bâti 11. Ce quatrième pignon 25 engrène un cinquième pignon 26 qui est monté mobile en rotation sur l'axe 22. Le cinquième pignon 26 est relié au deuxième pignon 21 au moyen d'un autre embrayage unidirectionnel 27.
La couronne 23 est montée mobile en rotation à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121. La couronne 23 comprend un pion 28 formant saillie depuis sa périphérie. Ce pion 28 se prolonge dans une cavité 29 en arc de cercle ménagée dans l'élément de poupée inférieur 122. Cette cavité 29 loge un ressort de compression 30. La couronne 23 est donc mobile en rotation à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121 entre deux positions extrêmes : une première position dans laquelle le ressort de compression 30 est relâché en sorte que le pion 28 vient en butée contre une extrémité 291 de la cavité 29 ;
une deuxième position dans laquelle le ressort de compression 30 est comprimé entre le pion 28 et une autre extrémité 292 de la cavité 29 sous l'effet de la rotation de la couronne 23 à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121.
La couronne 23 comprend sur son contour périphérique un logement creux
303.
L'élément de poupée inférieur 122 comprend un doigt élastique 304 dont l'extrémité vient se loger dans le logement creux 303 de la couronne lorsqu'elle occupe sa première position.
Un élévateur 37 est logé dans un logement de forme complémentaire ménagé dans la couronne 23 en sorte que l'élévateur 37 et la couronne 23 sont liés à rotation.
L'élévateur 37 comprend une portion cylindrique 371 qui s'étend au- dessus de la couronne 23. Trois rampes inclinées 373 sont ménagées et réparties de manière uniforme dans la portion cylindrique 371.
Trois rainures 38 sont ménagées et réparties de manière uniforme à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121. Elles s'étendent parallèlement à l'axe de la première portion d'arbre 200.
Trois pions élévateurs 39 s'étendent à l'intérieur des rainures 38 et des lumières 372. Ils sont solidaires d'une bague de transition 40 montée mobile en translation à l'intérieur de la portion cylindrique 371 selon l'axe de la première portion d'arbre 200.
La bague de transition 40 et reliée par des lamelles crochet 305 à un premier élément d'embrayage 306.
Le premier élément d'embrayage 306 est monté mobile en translation le long de l'axe de la deuxième portion d'arbre 213.
Un deuxième élément d'embrayage 309 est montée en translation à l'intérieur du premier élément d'embrayage 306 selon l'axe de la deuxième portion d'arbre 213.
Des ressorts de compression 400 sont interposés entre les premier 306 et deuxième 309 élément d'embrayage.
Le deuxième élément d'embrayé 309 est solidaire de l'élément pousseur 302 en sorte qu'une translation du deuxième élément d'embrayage 309 le long de la deuxième portion d'arbre 213 s'accompagne d'une translation de l'élément pousseur 302 le long de l'axe de la deuxième portion d'arbre 213.
La périphérie de la partie supérieure de l'élément pousseur 302 est traversée par des perçages uniformément répartis définissant des logements 307 aptes à recevoir des billes 301.
La première portion d'arbre 200 comprend une partie inférieure sur laquelle sont ménagées de manière uniforme des rainures 308 aptes à loger les billes 301.
L'élément pousseur 302 est mobile entre :
une première position, illustrée à la figure 20, dans laquelle il place les billes 301 dans les logements 308 de la partie inférieure de la première portion d' arbre 200 en sorte que la première portion d'arbre 200 et la deuxième portion d'arbre 213 sont liées à rotation ;
une deuxième position, illustrée à la figure 21, dans laquelle il place les billes 301 dans les logements prévus à cet effet de la bague de transmission 300 en sorte que le porte satellites et la deuxième portion d'arbre 213 sont liées à rotation.
Le passage de l'élément pousseur 302 de sa première à sa deuxième position est obtenu lors du passage de la couronne 23 de sa première position à sa deuxième position. Au cours de ce mouvement de la couronne 23, les rampes 373 agissent sur les pions 39 en sortie que la bague de transition 40 remonte selon l'axe de la deuxième portion d'arbre 213. La bague de transition 40 entraîne dans un même mouvement le premier élément d'embrayage 306 contre l'effet de ressorts de compression 311 placés entre le bâti 11 et le premier élément d'embrayage 306. Le premier élément d'embrayage 306 entraîne dans un même mouvement le deuxième élément d'embrayage 309 via les ressorts de compression 400. Le deuxième élément d'embrayage 309 entraîne dans un même mouvement l'élément pousseur 302. Les billes 301 quittent alors les logements 308 de la première portion d'arbre 200 pour venir se loger dans les logements prévus à cet effet de la bague de transmission 300.
Le passage de l' élément pousseur 302 de sa deuxième à sa première position est obtenu lors du passage de la couronne 23 de sa deuxième position à sa première position. Au cours de ce mouvement de la couronne 23, les rampes 373 agissent sur les pions 39 en sortie que la bague de transition 40 redescend selon l'axe de la deuxième portion d'arbre 213. Le premier élément d'embrayage 306 suit le même mouvement sous l'effet des ressorts de compression 311. Le deuxième élément d'embrayage 309 suit le même mouvement via les ressorts de compression 400. Le deuxième élément d'embrayage 309 entraîne dans un même mouvement l'élément pousseur 302. Les billes 301 quittent alors les logements prévus à cet effet de la bague de transmission 300 pour venir se loger dans les logements 308 de la première portion d'arbre 200.
Des cages à aiguilles 312 sont intercalées entre la couronne 205 et l'élément de poupée supérieur 121 de façon à assurer le guidage en rotation de la poupée 12 par rapport au bâti 11.
7.4.2. Fonctionnement
Le fonctionnement du winch selon ce troisième mode de réalisation est sensiblement le même que le fonctionnement du winch selon le deuxième mode de réalisation.
Au début de l'enroulement d'un bout autour de la poupée, la tension exercée par le bout sur la poupée est faible en sorte que la couronne 23 occupe sa première position et l'élément pousseur 302 occupe sa première position.
Lorsque les moyens d'entraînement, qui coopèrent avec la portion cannelée 151, sont entraînés en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, la première portion d'arbre 200 tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La deuxième portion d'arbre 213 qui est en prise avec la première portion d'arbre 200 via les billes 301 et l'élément pousseur 302. La poupée est alors entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre selon une première vitesse.
Une inversion du sens de rotation des moyens d'entraînement permet d'entraîner la poupée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre selon une deuxième vitesse.
Lorsque l'effort appliqué sur la poupée 12 par le bout enroulé autour devient supérieur à la somme de l'effort appliqué sur la poupée 12 par l'équipier via les moyens d'actionnement est les différents engrenages par lesquels ils sont liés à la couronne 23 et de l'effort de friction exercé par le doigt élastique 304 sur la couronne 23, la couronne 23 tourne à l'intérieur de l'élément de poupée supérieur 121 contre l'effet du ressort de compression 30 jusqu'à atteindre sa deuxième position extrême dans laquelle le pion 28 comprime complètement le ressort 30 contre l'extrémité 292 de la cavité 29.
La couronne 23 passe de sa première position extrême illustrée à la figure 20 à sa deuxième position extrême illustrée à la figure 21. L'élément pousseur 302 passe de sa première position à sa deuxième position.
La première portion d'arbre 200 et la deuxième portion d'arbre 213 ne sont plus directement liées à rotation. La transmission entre la première portion d'arbre 200 et la deuxième portion d'arbre 213 est assurée par le train épicycloïdal, le porte satellites étant relié à la deuxième portion d'arbre 213 via l'élément pousseur 302 et les billes 301.
Une troisième et une quatrième vitesses sont ainsi sélectionnées.
Lorsque les moyens d'entraînement sont entraîné en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, la poupée est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre selon une troisième vitesse
Une inversion du sens de rotation des moyens d'entraînement permet d'entraîner la poupée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre selon une quatrième vitesse. La désélection des troisième et quatrième vitesses est obtenue automatiquement lorsque l'effort exercé par le bout sur la poupée diminue suffisamment.
Le winch selon ce troisième mode de réalisation peut fonctionner en mode pompage.
Des moyens de réglage peuvent être prévus pour agir sur la raideur du doigt élastique 304 de manière à régler l'effort à partir duquel les troisième et quatrième vitesse sont sélectionnées. Le doigt élastique et le logement creux de la couronne pourraient être remplacés par un système de rampe et de doigt comme celui des précédents modes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS
1. Cabestan (10) destiné à être solidarisé à un voilier pour mettre en tension un bout solidaire d'une voile, ledit cabestan (10) comprenant :
un bâti fixe (11) logeant un arbre (14) et une boîte de vitesses ;
une poupée (12) autour de laquelle peut être enroulé ledit bout, ladite poupée (12) étant montée mobile en rotation en sens unique autour dudit bâti (1 1) et reliée audit arbre (14) via ladite boîte, la mise en rotation dudit arbre (14) s' accompagnant d'une mise en rotation de ladite poupée (12) autour dudit bâti (11),
caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'évaluation de la tension dudit bout et des moyens de sélection d'au moins une vitesse lorsque ladite tension devient supérieure à un seuil prédéterminé, ladite boîte de vitesse comprenant une couronne intérieure (23), ladite couronne (23) étant montée mobile en rotation à l'intérieur de ladite poupée (12) contre l'effet de moyens exerçant un effort de friction et/ou de rappel élastique sur ladite couronne (23) en sorte qu'elle peut tourner par rapport à ladite poupée (12) lorsque ladite tension est supérieure audit seuil.
2. Cabestan selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection sont mobiles entre au moins une position de repos et une position de sélection d'au moins une vitesse, ladite couronne (23) agissant sur lesdits moyens de sélection automatique pour les placer dans l'une ou l'autre de leurs positions.
3. Cabestan selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transformation d'un déplacement de ladite couronne (23) par rapport à ladite poupée (12) en un mouvement desdits moyens de sélection de l'une à l'autre de leurs positions.
4. Cabestan selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage (35) de ladite valeur seuil.
5. Cabestan selon la revendication 1 à 4, caractérisé en ce que ladite couronne (23) comprend une surface de contact (31) présentant une rampe (310), et en ce que lesdits moyens exerçant un effort de friction sur ladite poupée (12) comprennent un doigt (46) solidaire de ladite poupée (12) et venant en appui contre ladite surface de contact (31) sous l'effet desdits moyens de rappel élastique (34).
6. Cabestan selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage comprennent une vis (35) présentant un pied (351) et une tête
(352), lesdits moyens de rappel (34) étant intercalés entre ledit doigt (46) et ledit pied (352), ladite tête (351) étant accessible depuis l'extérieur de ladite poupée (12).
7. Cabestan selon la revendication 1 à 4, caractérisé en ce que ladite couronne (23) comprend un logement creux (310), et en ce que lesdits moyens exerçant un effort de friction sur ladite poupée (12) comprennent un doigt élastique (304) solidaire de ladite poupée et dont l'extrémité est susceptible de venir se loger dans ledit logement creux (310).
8. Cabestan (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite boîte est une boîte à trois vitesses, lesdits moyens de sélection automatique étant des moyens de sélection de la troisième vitesse, et en ce que la mise en rotation dudit arbre (14) dans un sens ou dans l'autre s'accompagne d'une mise en rotation de ladite poupée (12) autour dudit bâti (11) selon une vitesse ou une autre.
9. Cabestan selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première vitesse de ladite boîte à un rapport de multiplication, les deuxième et troisième vitesses ayant des rapports de réduction.
10. Cabestan (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection sont des moyens de sélection d'un troisième et d'une quatrième vitesse.
11. Cabestan (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ou 10, caractérisé en ce que ledit arbre comprend une première portion d'arbre (200) et une deuxième portion d'arbre (213), ladite deuxième portion d'arbre (213) étant reliée à ladite couronne (23) par une pluralité d'engrenages en sorte qu'une rotation de ladite deuxième portion d'arbre (213) dans un sens ou dans l'autre entraîne une rotation de ladite poupée (12) dans un sens selon deux rapport de transmission différents, ladite première portion d'arbre (200) étant reliée à au moins un train d'engrenages, lesdits moyens de sélection mettant en prise directe ladite première portion d'arbre (200) et ladite deuxième portion d'arbre (213) lorsqu'ils occupe une de leur position, lesdits moyens de sélection mettant en prise ladite première portion d'arbre (200) et ladite deuxième portion d'arbre (213) via un desdits trains d'engrenages lorsqu'ils occupent une autre de leur position.
12. Cabestan (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit arbre (14) est reliée à ladite couronne (23) par une pluralité d'engrenages en sorte qu'une rotation dudit arbre (14) dans un sens ou dans l' autre entraîne une rotation de ladite poupée (12) dans un sens selon deux rapports de transmission différents, ledit arbre (14) étant en outre relié à l'entrée d'un train d'engrenages multiplicateur dont la sortie est reliée à l'entrée de la pluralité d' engrenages par un embrayage unidirectionnel, lesdits moyens de sélection mettant en prise la sortie dudit train d'engrenages multiplicateur avec l'entrée de la pluralité d'engrenages lorsqu'ils occupent leur position de repos, lesdits moyens de sélection ne mettant pas en pri se la sortie dudit train d'engrenages multiplicateur avec l'entrée de la pluralité d'engrenages lorsqu'ils occupent leur autre position.
13. Cabestan selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, ou 12, caractérisé en ce que ledit arbre (14) comprend une première extrémité (141) à laquelle des moyens d'entraînement peuvent être reliés, ladite boîte de vitesses comprenant un premier pignon (19) relié au moyen d'un premier embrayage unidirectionnel (20) à une deuxième extrémité (142) dudit arbre (14), ledit premier pignon (19) engrenant un deuxième pignon (21) monté mobile en rotation sur premier un axe (22) solidaire dudit bâti (1 1), ledit deuxième pignon (21) engrenant une couronne intérieure (23) solidaire de ladite poupée, un troisième pignon (24) étant solidarisé à ladite deuxième extrémité (141) dudit arbre (14), ledit troisième pignon (24) engrenant un quatrième pignon (25) monté mobile en rotation autour d'un deuxième axe solidaire dudit bâti (11), ledit quatrième pignon (25) engrenant un cinquième pignon (26) relier audit premier axe (22) au moyen d'une deuxième embrayage unidirectionnel (27), ledit cabestan comprenant en outre un multiplicateur présentant une entrée relié audit arbre (14) et une sortie reliée audit premier pignon ( 19) au moyen d' un troi sième embrayage unidirectionnel (18), lesdits moyens de sélection automatique pouvant prendre une position de maintien dudit troisième embrayage unidirectionnel (18) en position débrayée lorsque ladite tension est supérieure audit seuil, les premier (20), deuxième (27) et troisième embrayages (18) unidirectionnels étant configurés en sorte qu'une rotation dans un premier sens dudit arbre lui permet de transmettre un couple à ladite couronne via ledit multiplicateur, ledit troisième embrayage unidirectionnel (18), ledit premier (19) et ledit deuxième (21) pignon, qu'une rotation dudit arbre (14) dans un autre sens lui permet de transmettre un couple à ladite couronne (23) via le premier (19) et le deuxième (23) pignons, qu'une rotation dans ledit premier sens dudit arbre (14) alors que ladite tension est supérieure audit seuil lui permet de transmettre un couple à ladite couronne (23) via les troisième (24), quatrième (25) et cinquième (26) pignons.
14. Cabestan selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite couronne (23) est montée mobile en rotation entre deux positions extrêmes à l'intérieur de ladite poupée (12) contre l'effet desdits moyens de rappel élastique (30), ladite couronne (23) agissant sur lesdits moyens de sélection automatique en sorte que le passage de l'une à l'autre desdites positions extrêmes de la couronne (23) contre l'effet desdits moyens de rappel (30) s'accompagne du passage desdits moyens de sélection dans ladite position de maintien.
15. Cabestan selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que ledit multiplicateur, ledit troisième embrayage unidirectionnel (18) et lesdits moyens de sélection automatique sont amovibles.
16. Cabestan selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d' actionnement dudit arbre, lesdits moyens d'actionnement comprenant un moulin à café ou une manivelle dont une extrémité est complémentaire de ladite première extrémité (141) dudit arbre (14).
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