<Desc/Clms Page number 1>
MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite: MURRAY & TREGURTHA INC.
Mécanisme de propulsion pour péniches et bateaux similaires.
Demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique du 20 Novembre 1944.
EMI1.1
p,,. -.%,0 -,vt, O\.c.. (7s.VHuJy - 0VWl..vz... o --::7
La présente inventio concerne les mécanismes de pro- pulsion pour bateaux dont l'hélice est portée par un arbre d' hélice horizontal situé à l'extrémité inférieure d'un carter porte-hélice vertical et est actionnée par un arbre moteur vertical traversant ce carter, leouel peut tourner autour d'vn axe vertical pour gouverner le bateau.
Dans un mécanisme de propulsion de ce genre, la trans- mission du mouvement par l'arbre moteur vertical engendre un couple de rotation sur le carter vertical, lequel couple tend à le faire tourner autour de son axe dans le sens de rotation de l'arbre; si ce couple de rotation n'est pas équilibré, il soumet le mécanisme de gouverne à un effort supplémentaire ' lorsque celui-ci est actionné pour faire tourner le cprter dans 1 le sens oppose à ce couple de rotation tandis ou'il favorise la. manoeuvre de virage lorsque le carter est retienne dans l'autre sens, ce qui rend ainsi la manoeuvre de virage beaucoup plus laborieuse dans une direction que dans 1'autre.
-
Dans le but d'annuler ou d'équilibrer ce couple de rotation s'exerçant sur le ,carter, il a étéf proposé d'excentrer l'arbre d'hélice par rapport à l'arbre vertical du carter de tellesorte que quand l'hélice est en fonctionnement, la poussée sur l'arbre d'hélice soumet le carter à un couple de rotation dont le sens est opposé à celui qui est dû à la ro- tation de l'arbre vertical.
Le couple de rotation sollicitant le carter lorsque l'effort est transmis par l'arbre moteur peut être appelé "couple de rotation primaire" tandis que le couple de rotation opposé s'exerçant sur le carter par suite de 1'excentrèrent réalisé entre l'axe d'hélice et l'axe vertical'de rotation du logement peut être appelé "couple de rotation secondaire". '
Dans un mécanisme de propulsion de ce genre, le couple de rotation primaire varie suivant la puissance transmise par l'arbre moteur et si l'arbre d'hélice est écarté d'une'distance
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
fixe ppr rapport à l'axe vertical du cart#r, la. poussée sur l'2rbrp. d'hélice tend consta1#>i=cnt à faire tourner le carter dans le sens opposé à celui du, couple de rotation ;:
>1'in,<\1re, et ce avec un bras de levier invariable quelle (iue soit la puissance transmise par 1' .rbre moteur.
Un des buts de ln présente invention est d établir un i;.c1=.vePu )T'6C2rÜS'''le propulseur du type ci-dessus drcs le0uel l' pC2rter'wnt de l'arbre d'hélice pé1r rapport . l',xe vertical du carter supportant l'hé;lice varie iutom-t3-ri,ie;ipnt é'vec li puissance transpise par arbre moteur, de telle façon rue le couple de rotption prinpire résultant de cette tr"nsn'issi('n de :J1à-jssance et s-exerçant sur le carter, soit constamment souilibrf:
par le couple de rotation secondaire résultant de ls poussée agissant sur l'arbre d'1.=lice, le couple de rotation secondaire augf1onté1nt ou. c1irlinu8nt en v:ême te1'1:ps eue le couple
EMI2.2
de rotation primaire.
EMI2.3
Une autre caractéristique de l'invention est relptive
EMI2.4
à une construction nouvelle grce à laquelle cet équilibrage
EMI2.5
8.1Jto"r,atiÍDe du couple de rotetion pr:i.n,dre sollicitrnt le carter nui supporte l' hélice peut être utilise pour gouverner plus ais^ :ent le bateau en faisant tourner le carter autour
EMI2.6
de son axe vertical. D'autres buts de l'invention visent à perfectionner
EMI2.7
le We^nisre propulseur de la Y-:?niêre décrite ci-rprés.
EMI2.8
Dans les dessins annexas:
EMI2.9
Ln figure 1 représente une vue partielle d'un l)ptenJ iq1#ipl du n:,(cr>.nisne de propulsion perfPct.icnnf.
L?; figure 2 est une vue en coupe ^rnc3¯e à travers le cprter porte-hélice, montrent le mécpnise'de transmission entre l' '1 l'l)rE du. ",ot8D.r et l' 2rbre moteur vertical.
La figure 3 est une vue de côtÉ de li, fig.2, prise de gauche à droite avec arrache., ont partiel..
La figure 4 est une vue en coupe p,gr2ndip. suivant 1-. ligne 4-4 de 1 figure 2.
EMI2.10
EMI2.11
La figure 5 est une vue en coupe verticale du siroter porte-b'lice, faite perpenéJicu1:>ir0'i'ent à llqrbre d'hélice et 'rentrant codent est r8[,lis' 'l'excentrE"'I1ent de 1'arbre o'hflice prr rapport à 1' >xé= du cprter porte-hélice.
Le 11,0cBnisn:e' propulseur conforte à 1''invention peut être conditionna pour le "'ont[ge soit sur 1.e pont du. brteiu avec le cprter porte-hélice hors bord, soit à 1'intflrie1Jtr du btecu sous le pont.
Les dessins représentent un 8):e"'rle de r'iisption dns 1==<;vel le moteur et le wj'c^n;i¯s.e reli2n.t celui-ci à l'hilic; sont ont-s sur le pont du b'1telÜ.
Le b?ter1J 1 (péniche, cl1D.l,:,nd, etc.) est ouip du r;:.scrnis!'.e de propulsion perfectionna C01'1pr<Jn,nt vne U1Ü tf 1"0trice, 1..1De hélice et le j'1lcpnis'Te qui. les relie, dont tous les él."'ents constitutifs sont montes sur un châssis de sup-
EMI2.12
port ('- fixe au pont du bateau 1. L'unit{: motrice 3 peut être de tout type convenrble,
EMI2.13
. ¯par exemple, un 2totEur à combustion interne. L'hélice 4 est .<
<Desc/Clms Page number 3>
supportée à l'extrémité inférieure d'un carter vertical 5 fixé à un prolongement 6 d'un capot de support 7 monté sur le châssis 2.
Le mécanisme,reliant l'unité motrice 3 à libellée 4 comprend un arbre moteur vertical 8 logé dans le carter 5 et dont l'extré- mité inférieure est reliée par vn engrenage à pignons comiaues 9 à l'arbre d'hélice horizontal 10 tourillonnant dans le carter et portant libellée 4. L'extrémité supérieure de l'arbre moteur 8 est raccordée, par un autre engrenage à pignons coniques 11, 12, 12a, à l'arbre 13 actionné par l'unité motrice S.
Le carter vertical 5 est monté de manière à pivoter autour de son axe vertical et à cet effet, l'extrémité supérieure du carter est supportée par des paliers convenables 15 fixés au prolongement 6 du capot 7. La commande du pivotement du carter 5 pour gouverner le bateau est décrite plus loin.
Ainsi qu'il est spécifié ci-dessus, la transmission du mouvement par l'arbre moteur 8 pour actionner l'hélice engendre un couple de rotation (ci-après dénommé couple de rotation pri- :traire) sur le carter 5 qui tend à le faire tourner autour de son axe vertical dans le sens de la rotation de l'arbre 8;
un but de la présente invention est de créer des moyens nouveaux pour équilibrer ce couple de rotation primaire en excentrant l'arbre d'hélice 10 par rapport à l'axe de rotation du carter de telle façon que le couple de rotation sollicitant celui-ci et dû à la poussée sur l'arbre d'hélice (dénommé couple de rotation secondaire) équilibre le couple de rotation primaire s'exerçant sur le carter, lequel couple est dû, ainsi' ou'il est spécifié ci-dessus, à la transmission de mouvement par l'arbre moteur 8 dans les conditions normales de fonctionneront.
Le carter 5 consiste en deux parties raccordées à pivotement, dont la supérieure 14 tourne sur les paliers 15 et dont l'inférieure 16 porte l'arbre d'hélice 10. La partie su- périevre 14 du carter est munie de deux flasques 17 raccordés à pivotement en 18 aux flasques saillants 19 dont est pourvue la partie inférieure 16 du carter. L'axe du pivot 18 est parallèle à l'axe de l'arbre d'hélice 10. La partie inférieure 16 du car- ter comporte, à son extrémité supérieure, une partie évasée 20 couronnée d'une bride annulaire 21 dont la. surface extérieure sphérique 20 a son centre en un point situé sur l'arbre 18, médian entre les flasques 17.
Cette bride 21 pénètre dans une ouverture 24 de l'extrémité inférieure du prolongement 6 du capot de support 7 tandis qu'un anneau d'étanchéité 23 disposé entre la surface 22 et la paroi de l'ouverture 24 assure l'étan- chéité en cet endroit. La surface extérieure courbe 22 du re- bord et l'anneau 23 réalisent un joint étanche entre le carter 5 et le prolongement 6 du capot 7 lorsque la partie 16 du carter oscille autour du pivot 18 et lorsupe le carter 5 tourne autour de son axe vertical.
@
Une came 26, montée à rotation à l'extrémité infé- rieure 25 de la partie supérieure 14 du carter et appartenant au mécanisme de gouverne décrit ci-après, comporte deux par- ties 27, 28 tournées vers le bas et situées à l'intérieur de la bride 21 de la partie inférieure 16 du carter, chacune des dites parties 27, 28 comportant vers le bas une surface de came inclinée, respectivement 29 et 30.
La partie évasée de la partie pivotante 16 du carter porte deux galets antifriction 31, 32 qui portent sur les surfaces de came 29 et 30 situées de part et d'autre.de l'axe du.pivot 18, de sorte Que tout mouvement de rotation relatif entre la came 26 et la partie 14 du carter est transmis aux surfaces de came 29, 30 et aux galets 31, 32
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
pour faire pivoter 1,a partie 16 du carter autour du pivot 18.
Lorsque l'arbre moteur 8 tourne povr actionner l'hélice, le couple de rotation primaire sollicitant le certer 5 tend, Di11.81 nu'il est dit plus haut, 9. le frire tourner pu.tour de son axe vertical (voir fig. 5) dans le sens de rote tien de
EMI4.2
l'arbre 8. Ainsi qu'il est dit ci-dessus, la pièce 26 portant
EMI4.3
les surfaces de cane 29, 30 et faisant partie du. 6cnise de gouverne est, de ce fait, ïr¯ aii7¯e sauf lorsqu'elle est action- n!. .. ?olr gouverner le bateau-.
Rn supposant que l'a,zence#.eri de c.'"'"e P6 est , i^:ahi3e, le ., 01.JVG','Gnt de rotation du carter 5 autour de son axe vertical qui. est dû au couple de rotation pri'"-?'ire 1'1entionn! ci-des- sus, 'provoque le cheminement des gplets ?1, sur les surf:::ces de 29e SO et, de ce iait, un pivotement de la partie 16 du carter autour du pivot 18. Ce pivotement déplace 1-,t'raiFment l'nrbr8 d'hélice 10 ppr rapport à l'axe r du carter porte- hélice (voir fig. 5) et lorsque cet arbre 10 est ainsi d^part^, la. poussée qui s'exerce sur lui engendre un couple de rotation
EMI4.4
secondaire agissant sur le carter porte-hélice 5, lequel couple tend à le faire tourner dons la, direction opposée à celle nue
EMI4.5
lui imprime le couple de rotation pri!il0ire.
Grnee à ces cou- ples giss8nt en opposition, le cprter 5 prend une position d'équilibre, sa partie pivotante le prennent une position telle que le couple de rotntion secondaire qui le sollicite et oui est dû à If. position excentrée de 11-robre d'hélice, P01.Jilibrc exr.ct±;r'ent le couple de rotation. prin1?ire rsultpnt de 1" transr:ission. du 7110uve"ent par l'arbre moteur 8.
Si pendant le fonctionneront, le couple de rotation pri7 . ire s' exerçant sur le ci.1 tE;17 5, augmente ou Cit,ini,e S1Ü- vant pue le puissance transmise par 1'>robre moteur 8 ?ug"'ente ou diminue, il se produit un d(séquilibre ;ro'1'el1.tanr. entro les couples pri:'1pire et secondaire agissant sur le, carter 5, q Ir suite de quoi ce dernier est entraîne en rotpticn 2uto'-11tif'ue- ment pe.r le couple résultant dnns un sens ou dpns l'autre rlutour de son axe vertical; ce -,1ouve"ent de rotation provoque, pf1r le roulewent des galets ?1, 32 sur les surf"ces de o,,''''e 2n, X0, le rr,Ol1ve,rent de pivotement de 1'" partie 16 du c8rter éJ1Jtour du pivot 18, f?isp.nt ainsi varier suffis?'rent l'excentrèrent ç<oi:1, F:0vi1ibrer de nouveau les deux couples de rotation opposas.
L'équilibre, entre les deux couples prir'1<'1ir8 et second;1ir:; solli- citpnt le carter est ainsi ;utoTfIFtiou8"18nt ass1)rf, tandis .rue la partie pivotante 16 du carter est a¯v.t:omxtinut= :7nt 1:'?lntf''tl1JE' d;;ns une position telle au? le couple de rotation secondaire 8giss'nt sur lui et nui est dû à l'excentrèrent de l'8rbl'E' d'hélice, équilibre ex-:,,ctellent le couple de rotation pi imni.rii dû le tr<ns:rissicn du roL?v2v,rnt p?r l'arbre moteur 8.
Afin de permettre ce pivotèrent de lr. partie 16 du carter sans entraver le fonctionncr'ent de l'prbre moteur 8, celui-ci est corps'' de troJs parties 50, 51, 54 rpccordes TJi'r des joints universels. La pr17tie sur:-'rir-1.1rr-; 50, .;.on+. * drus des paliers 5. portes 1':1,1' le cp-pot 7, est consternent 1',1.'" j.ntenue dans une position vertic.le et est ri=,;oré,ie 3. 1 partie rndia- noe 51 au moyen du. joint 52. La partie iYn'riure de 1.' crbrr-, portent l'engrenage à pignons con10118s 9 entreînnnt l'arbre d'hélice 10, touj'illonne d8ns les paliers 56 supportas par 11:1 partie pivotante 16 du carter, et est raccordée à l'extrrit inférieure de la partie médiane de l'arbre par le joint 55.
EMI4.6
Le mécanisme de gouverne du beteau comprend un arbre transversal 38 supporté par. le prolongement 6 d.u capot et com-
<Desc/Clms Page number 5>
portant une vis sans fin 39 attaquant la denture 40 de la came 26, tandis qu'un mécanisme convenable relie le dit arbre 38 à le roue de gouvernail 41. Ce mécanisme comprend 'un arbre 42
EMI5.1
supporté par le cbgssis 2 et raccordé par une chaîne 43 à, une roue à chaîne 44 solidaire de la roue de gouvernail 41; l'autre extrémité de l'arbre L12 porte un pignon conique 45 attaquant un second pignon conique 46 solidaire d'une roue à chaîne 47 raccordée par la chaîne 48 à, une seconde roue à chaine 49 fixée sur l'arbre 38.
La rotation de la roue de gouvernail 41 provoque, par l'intermédiaire de ce mécanisme, la rotation de la came 26 au-
EMI5.2
tour de l'extrémité inférieure de la partie sup';:rjp.1Jro 1.4 du carter ; le couple de rotation s'exerçant ainsi sur la came 26, communique par le jeu des surfaces de came 29, 30, le mouvement
EMI5.3
de pivote,vent à la partie pivotante 16 du carter,' autour du pivot 18, et par le fait même, augmente ou diminue l'excentre-
EMI5.4
ment de l'arbre d'hélice par rapport à l'axe vertical a du la- ge,nent 5.
@ -
Ainsi qu'il est dit plus haut, aussi longtemps que l'énergie est transmise par l'arbre moteur 8, l'arbre d'hélice est automatiquement maintenu excentré ce qui e pour effet de soumettre le carter 5 à un couple de rotation secondaire qui équilibre exactement le couple de rotation primaire exercé sur lui par la rotation de l'arbre moteur 8. Lorsque le mécanisme de gouverne est manoeuvré pour faire tourner le came 26, cet équilibre est rompu soit par augmentation ou diminution de l'excentrèrent entre l'arbre d'hélice et l'axe du carter, correspondant respectivement à une augmentation ou à une dimi- nution du couple de rotation secondaire sollicitant le carter 5 par rapport au couple de rotation primaire s'exerçant sur celui- ci.
Lorsque l'équilibre des couples sollicitant ainsi le carter porte-hélice est ainsi rompu dans un sens ou dans l'autre, le carter reprend automatiquement la position assurant un nouvel équilibre.
Si l'on suppose que le bateau vogue avec le carter 5 occupant une position pour laquelle l'axe de l'arbre d'hélice est
EMI5.5
orienté parallèlement à la direction d'avance-ent du bç.teRU, et si l'on désire faire virer celui-ci vers la gauche, ce qui
EMI5.6
reviendrait à faire tourner le carter 5 (vu en plan, fig.l)dns le sens opposé à celui des aiguilles d'une contre. la roue de gouvernail 41 doit être manoeuvrée pour faire tourner la came 26 dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une contre, en regardant vers le bas les figs. 1 et 4.
Cette rotation de la came 26 provoque, par le jeu des surfaces de carie 29, 30, le pivotement latéral de la partie pivotante 16 du.carter portehélice, modifiant ainsi le couple de rotation s'exerçant sur le
EMI5.7
carter et qui est dû à l'excentreltlent de J-'arbre d'hi.lice- par rapport à l'sxe vertical a, rompant ainsi l'équilibre des couples en présence. Cette rupture d'équilibre engendre automatiquement
EMI5.8
le. rotation du carter 5 autour de son axe vertical, laquelle rétablit l'égalitédes couples et oriente l'arbre d'hélice dans une position angulaire par rapport à la direction d'avancement du bateau, laquelle position a. pour effet de faire virer le bateau.
Le virage du bateau est donc obtenu par la rotation de la came 26 dans un sens ou dans l'autre, laquelle rotation
EMI5.9
co u..iyue ,au carter 5, comme ci-dessus décrit, une position angulaire autour de son axe vertical, qui fait virer le bateau dans le direction désirée.
@
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
Il est .3. remarquer nue les parties s8ill'rates 27, 93 de 1\1 C?','8 36 sont :'!Li.'r'3.iFâS' a ch:-:IJU'3 E?as.tr'--" .'i des surfaces de Ca'te '?9, 70, (1..3 buttes 60j .L''t%i.Ylt le !'01JV0 'S'lt de rot..,ti0Y'j de 1 c'vie 26 par rapport à la partie 14 du ca,T'ter, et 0"['0ch:>nt ni119t les galets 30, 31 de rouler qu delà des surfaces 0p came 29, J?.
R E V B N DIe A T ION ci 1) :;(c'-''''''i''',''''' ce )O"'111 "(lY) pour b¯ 't:9"27éi doit 1¯"çl.ic.E, est ;'an;.'c:r't prr un <'.r'bT.'8 ^ c3.''.-ilice hcii:1.>;onl;#.l , l'0tr'"tt' infr;.r'1"'l1rr:: d'uo. carter vertical ,,'ont:, .'1 rotptioTi n1.'tNll? (1'\1)1 nxe v91:'tlc",l pour gouverner le bete:1,u et 1'>rlJre n"'?¯3.ce est :j.cti^n va'' ,;^r Ím :1rbc0 ':ot>"<u:r v'; ticl lo' r9.^ns le c.'?,rt8T', crr"c- 'i;(^rf:a.''- en co (11)2 .'E-?xtr"'r l.t ' 1)'!'rJ¯G'tlrr. du c'Tter est ë/D'.2,C'-'- ble .'I t r " 1¯r'. t ;X1 3¯ st en ce ,'118 des "10,'r811.8 prévus .=intieoxn.;:at :.utO'18tlrllJ8 ent 1' xtr it'': in±' r:L' 1Jre du 10-0 ,ûa.t dans une position âiJ.i7.S;:
:v:.,i'.7i. excentrée p>',l' rapport 4 11..'=.,are vertic=i- pour ..ji;-* 1.3 couple de rotation. . s'exerç:,nt sur le c:'rt8r et dû à l'e:x:cel1.tr2','ent, ,'3'OP.'1058 et rC[t1ili.br, subst'1.ti811r:'ont le couple d'"! rotation 3is3nat sur le carter et 1)i résulte r'u !ouv'3T3Gt do 1'rbr? .;.c.t.;=J<? V(?''l"":tic''l tr''''-'1s , c,m''11t; 1..;¯ J}iJts:}1Ca a 1.' ]În.ic".
2) "!c. .nis;'3 c1 propulsion pour lvteRuX suivant 7¯', rv'u.ict,i.,an i, cr.rt cz,ri.s BD ce rue 1esoysns pssunnt le 'En.int.iei.1 c7- l'0xtr :'(it, inférieure du c,:r. t r è!."i.1S s.? position excentrée, S.":i.5âe'7.t en fonction de 1."! T?11:!.S'v"r'?Cr ti't!'1S"''.S^ ? 1 hélice T)",T' 1.' ''.T'bT':'' ot-v.r vertical.
7,) '' 'cn¯t.s re de propulsion pour b?t8<:)üX suivant 1a r'5vndic'itio'-3 l, Ccir^C'i;r.5'' en ce c'ue 1'? carter cC1"OI''!? une 'C^t';1:.' supérieure i0I'1t'C à rOi,3¯tnl7'C^.1'7.S dos paliers et une 1'??"'- ti ' 3.T1' :3''lF.'L7r 3uoortnt l'h/lio8 et oui est I'C':Or 1 ' à ujvo- te eut i 1;? partie supérieure.
4) "';;c"n1'''''''''-' d-'j r;rO"'11SJ'nn pour b',t.",., 1'- suivant les r;%v;?:?:llC^ti0il: 1 et 7, c8r"ctris en ce 01.1.8 1'?r±. de pivote'3nt en.tr= les deux ::y'.rti2s du carter, est ,;r¯..1,.1.¯.. a 1.';i;br<; t 'la61fl.-
EMI6.2
ce.
EMI6.3
5) '1±ca.nis.ie de propulsion pour bateaux suivant es revendications 1 et 7:.y caractérise en ce que le ''OU.Tlî"1::TZt n,' osc11.- lation 1:' tr::t1 de la partie inf4riaure est produit par une ca==1; ayront une surface de C[11,èB ui est parcourue pa.r un gé11et 1'lontfÍ sur la partie inf!ri'3Ure du carter, d'un côt de l?.xe vertical
EMI6.4
du carter.
EMI6.5
6) Piccanisiue de propulsion pour b?tervx suivant les revendications 1 et 5, ct;.rmctsris4 en ce 0ue la ca"e 'est 'r1onte a rotation dans .lz?. partie supérieure du carter et est en liaison mécanique eV8C la roue de gouvernail et constitue ainsi une partie du r'c?..nis!.;e da gouverne, grce à quoi la "1Moeuvre de 1'1 roue de gOlJV8rn<1il pour diriger le b2te."\J, f"it tourner la c'r-e et provoque le pivotement de la partie inférieure du carter et le c dorte.e2at de l';: rbre à' b:Sl1c9 par rapport à 1.'a.x; verti- cal du carter modifinnt ainsi le couple de rotation sur le carter dû à l'excentre'i1ent, tandis que le carter tourne autour
EMI6.6
de son axe.
<Desc/Clms Page number 7>
7) Mécanisme de propulsion pour bateaux, en substance tel que décrit ci-dessus avec réfxrence aux des- sins annexés.