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WO2009092883A2 - Appareil de propulsion directe a moteur interne pour bateau dans lequel le moteur et l'helice constituent un ensemble solidaire pouvant pivoter verticalement et horizontalement - Google Patents

Appareil de propulsion directe a moteur interne pour bateau dans lequel le moteur et l'helice constituent un ensemble solidaire pouvant pivoter verticalement et horizontalement Download PDF

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WO2009092883A2
WO2009092883A2 PCT/FR2008/001511 FR2008001511W WO2009092883A2 WO 2009092883 A2 WO2009092883 A2 WO 2009092883A2 FR 2008001511 W FR2008001511 W FR 2008001511W WO 2009092883 A2 WO2009092883 A2 WO 2009092883A2
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boat
propeller
assembly
propulsion
engine
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Inventor
Claude Carbonel
Original Assignee
Claude Carbonel
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters

Definitions

  • the present invention relates to a direct propulsion apparatus with an internal motor for a boat in which the motor and the propeller constitute a unitary assembly that can pivot vertically and horizontally.
  • the direct propulsion system formed of a cradle mounted on a cardan joint and supporting the engine, the shaft line and the propeller is known and used especially in Asia for the propulsion of boats ("long tail").
  • This set is placed on the deck, above the waterline and usually attached to the top of the transom.
  • the angle of attack of the propeller must be of the order of 10 to 12 °, resulting in a ratio of 1 to 4 approximately between the height of the engine above the surface of the water and the length of the propeller shaft.
  • this length is close to 4 m, which is excessive.
  • the result is a non-rigid set resulting in vibrations and dangers. But the simplicity of construction erases unacceptable inconveniences in Asia and the poor countries in Western countries.
  • patents include No. FR 1,024,705 (Julio KOVATS) CH and N 0 271 296 (Charles PUGH)).
  • the propulsion assembly can be arranged so that the propeller shaft passes through the transom.
  • US Patent No. 3,382,839 (Carl KIEKHAEFER & Garlic) discloses a propulsion unit having a motor rigidly connected to the propeller through an opening in the transom of a boat.
  • the assembly is mounted on a ball joint attached to this table and to raise or lower the propeller whose axis of rotation is substantially horizontal.
  • the support of this propeller is mounted at the end of an inclined cylindrical tube in which the drive shaft passes, the axial rotation of this tube for orienting the propeller to ensure the steering of the boat.
  • the ball joint, as well as the deflection device made necessary by the fact that the axis of the propeller is not in the extension of the drive shaft are complex and expensive components.
  • the device according to the present invention aims to remedy the problems mentioned above. It makes it possible to obtain a simple, easy-to-maintain and low-cost engine assembly in order to use environmentally-friendly thermal engines of good efficiency or others. It also allows a motor boat "in board” to maneuver such an "outboard” with all the advantages of the latter without its disadvantages.
  • It consists of an assembly comprising a tilting engine support cradle near the transom to modify the vertical inclination of the propeller shaft, the engine being coupled to a shaft line extending its axis of rotation and carrying the end propeller, the whole forming a short, rigid assembly thanks to two semi-circular lateral elements centered on the tilting axis which intersects the axis of the propeller shaft to avoid destabilizing thrusts, which semicircular elements being each connected by a rear arm to a chair supporting the propeller shaft and a lateral arm to the support cradle to triangulate the assembly to make it dimensionally stable.
  • This indeformable assembly is connected to an inverted gallows fixed inside the transom and to orient the propeller to ensure the direction of the boat.
  • FIG. 1 schematically represents the most common arrangement of the motor, the propeller and its drive shaft in a boat with an internal engine
  • FIG. 2 shows, under the same conditions, the arrangement of these members in accordance with the invention
  • FIG. 3 is a partial vertical longitudinal section of the hull of a boat equipped with the propulsion unit according to the invention.
  • Figure 4 is an axonometric perspective view of this propulsion assembly.
  • Figure 1 shows a classic boat 1 with fixed internal motor 2 and drive shaft 4 of the propeller 5 through the bottom of the hull.
  • the propeller therefore is clearly below the bottom of the boat which does not allow to use it in shallow waters.
  • the device is a rigid thruster assembly consisting of a motor 2 integral with a support cradle 3 and coupled to a shaft line 4 extending its axis of rotation and carrying the end propeller 5.
  • the rigidity of the assembly is ensured by means of a structure formed of two semicircular lateral arms 6 whose front ends are fixed to the support cradle 3 and the other ends each connected by a rear arm 7 to a chair 8 supporting the propeller shaft 4, two lateral arms 9 connecting the upper part of the semicircular elements 6 to the front of the support cradle 3, the semicircular arms 6 being secured by two horizontal crosspieces, a top crossmember 10 connecting the two junctions with the side arms 9 and a crossbar rear 11 connecting the two junction points with the rear arms 7.
  • Two reinforcing bars 12 are each fixed on the one hand to a lateral rear end of the support cradle 3 and, on the other hand, to a tube 13 through which the drive shaft 4 of the propeller 5 passes, this tube being integral with the motor 2 and the chair 8.
  • the arrangement of this structure is determined so as to triangulate the assembly to make it dimensionally stable.
  • This triangulation is completed by a connecting bar 14 fixed on the one hand to the engine 2 and on the other hand to one of the lateral arms 9.
  • the propulsion assembly is supported by an inverted bracket 16 fixed inside the transom 16 of the boat and allowing the rotation of said assembly along a substantially vertical axis A1 in order to orient the propeller 5 in order to steer the boat 1.
  • the attachment to the bracket 15 is provided by means of an inverted U-shaped support 17 articulated on the two rear lateral ends of the support cradle 3 and arranged to allow the propulsion unit to be able to tilt close to the transom 15 along a horizontal rocking axis.
  • A2 to be able to change the height of the propeller 5 by modifying the vertical inclination of the drive shaft 4.
  • the flip-flop axis A2 passes through the center of the arcs formed by the semicircular arms 6 and cuts the axis of the drive shaft 4 of the propeller to avoid destabilizing thrusts.
  • the two semi-circular arms 6 pass through the transom by openings located above the waterline F, which limits sealing problems.
  • the drive shaft 4 of the propeller 5 passes through the transom, under the waterline F, in a sealed greased tube 13 fixed to the chair 8 and the cradle 3 support and to cool the moving parts. Sealing is provided by a flexible S-bellows 18 whose clamps on the tube 13 are inside the boat, so as to protect them from electrolysis.
  • the bellows 18 can be mounted double with oil reserve between the inner and outer elements to create an alarm in case of drilling.
  • a jack 19, a worm or other lifting means can connect the bracket to the support structure of the propulsion unit to tilt up or down.
  • the articulations between the support 17 and the cradle 3, as well as the end of the jack 19 or lifting means secured to the support structure, will advantageously be equipped with damping bushes of the "silent block” type in order to avoid transmitting the vibrations. to the boat.
  • the engine 2 In the off position, the engine 2 will be at the bottom of the hold, giving maximum stability by lowering the center of gravity. The propeller will then be closer to the waterline and can be changed easily. In addition, the boat can be mounted on trailer and can approach the shallows.
  • a jack or any other means such as cable, will be connected to an arm of maneuvering the stem to ensure the effect of direction.

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Abstract

La présente invention a pour objet un appareil de propulsion directe à moteur interne pour bateau dans lequel le moteur et l'hélice constituent un ensemble solidaire pouvant pivoter verticalement et horizontalement. Il est constitué d'un berceau (3) support de moteur (2) basculant près du tableau arrière (16) du bateau (1) selon un axe de basculement (A2) horizontal, le moteur étant attelé à un arbre d'entraînement (4) portant l'hélice (5) en bout, le tout étant rendu indéformable grâce à deux bras semi-circulaires (6) latéraux centrés sur l'axe de basculement (A2) et reliés chacun par un bras arrière (7) à une chaise (8) supportant l'arbre d'entraînement et par un bras latéral (9) au berceau (3) afin de trianguler l'ensemble qui est relié à une potence (15) inversée fixée à l'intérieur du tableau arrière (16) et permettant la rotation dudit ensemble selon un axe (A1) sensiblement vertical. L'invention se rapporte au domaine industriel et commercial de la fabrication et de la diffusion de groupes propulseurs pour bateaux.

Description

APPAREIL DE PROPULSION DIRECTE À MOTEUR INTERNE POUR BATEAU
DANS LEQUEL LE MOTEUR ET L'HÉLICE CONSTITUENT UN ENSEMBLE SOLIDAIRE POUVANT PIVOTER VERTICALEMENT ET HORIZONTALEMENT
La présente invention a pour objet un appareil de propulsion directe à moteur interne pour bateau dans lequel le moteur et l'hélice constituent un ensemble solidaire pouvant pivoter verticalement et horizontalement.
Elle se rapporte d'une manière générale au domaine industriel et commercial de la fabrication et de la diffusion de groupes propulseurs pour bateaux.
Le système de propulsion directe formé d'un berceau monté sur une articulation à cardan et supportant le moteur, la ligne d'arbre et l'hélice est connu et utilisé en particulier en Asie pour la propulsion de bateaux ("long tail").
Cet ensemble est placé sur le pont, au-dessus de la flottaison et généralement fixé à la partie haute du tableau arrière. Pour obtenir un rendement satisfaisant, l'angle d'attaque de l'hélice doit être de l'ordre de 10 à 12°, ce qui entraîne un rapport de 1 à 4 environ entre la hauteur du moteur au-dessus de la surface de l'eau et la longueur de l'arbre d'hélice. Pour un moteur à 1 m de haut cette longueur est voisine de 4 m, ce qui est excessif. Le résultat est un ensemble non rigide entraînant des vibrations et des dangers. Mais la simplicité de construction efface pour l'Asie et les pays pauvres des inconvénients inacceptables dans les pays occidentaux.
A titre d'illustration de ce type de réalisations, on peut citer les brevets N° FR 1 024 705 (Julio KOVATS) et N0 CH 271 296 (Charles PUGH)).
Afin de diminuer la hauteur du moteur au-dessus de la flottaison, l'ensemble de propulsion peut être disposé de façon à ce que l'arbre d'hélice traverse le tableau arrière. Par exemple, le brevet N° US 3 382 839 (Cari KIEKHAEFER & ail) décrit une unité de propulsion comportant un moteur relié de façon rigide à l'hélice à travers une ouverture du tableau arrière d'un bateau. L'ensemble est monté sur une articulation à rotule fixée à ce tableau et permettant de relever ou d'abaisser l'hélice dont l'axe de rotation est sensiblement horizontal. Le support de cette hélice est monté à l'extrémité d'un tube cylindrique incliné dans lequel passe l'arbre d'entraînement, la rotation axiale de ce tube permettant d'orienter l'hélice pour assurer la direction du bateau.
L'articulation à rotule, ainsi que le dispositif de renvoi d'angle rendu nécessaire par le fait que l'axe de l'hélice n'est pas dans le prolongement de l'arbre d'entraînement constituent des éléments complexe et onéreux.
Un autre brevet, déposé par l'inventeur DANIELS (brevet US 3 057 320 déposé en 1960), fait état d'un ensemble traversant le tableau arrière, avec moteur situé dans la cale, cet ensemble rigide basculant en avant du centre de gravité pour changer la hauteur de l'hélice et circulant sur un rail pour permettre de modifier l'orientation de cette dernière afin d'assurer la direction du bateau. Ce brevet n'a pas eu d'application industrielle car l'ensemble vibrait trop et l'arbre d'hélice non triangulé devenait dangereux.
Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de remédier aux problèmes mentionnés ci-dessus. Il permet en effet d'obtenir un ensemble moteur simple, facile d'entretien et d'un coût très bas afin d'utiliser les moteurs thermiques écologiques de bon rendement ou autres. II permet en outre à un bateau à moteur "in board" de manoeuvrer tel un "hors bord" avec tous les avantages de ce dernier sans ses inconvénients.
Il est constitué d'un ensemble comportant un berceau support de moteur basculant près du tableau arrière pour modifier l'inclinaison verticale de l'arbre d'hélice, le moteur étant attelé à une ligne d'arbre prolongeant son axe de rotation et portant l'hélice en bout, le tout formant un ensemble court, rigide grâce à deux éléments latéraux semi-circulaires centrés sur l'axe de basculement qui coupe l'axe de l'arbre d'hélice pour éviter les poussées déstabilisantes, lesquels éléments semi-circulaires étant chacun relié par un bras arrière à une chaise supportant l'arbre d'hélice et par un bras latéral au berceau support afin de trianguler l'ensemble pour le rendre indéformable. Cet ensemble indéformable est relié à une potence inversée fixée à l'intérieur du tableau arrière et permettant d'orienter l'hélice pour assurer la direction du bateau.
Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une forme de réalisation conforme à la présente demande : la figure 1 représente schématiquement la disposition la plus courante du moteur, de l'hélice et de son arbre d'entraînement dans un canot à moteur interne, la figure 2 montre dans les mêmes conditions la disposition de ces organes conformément à l'invention, la figure 3 est une coupe longitudinale verticale partielle de la coque d'un bateau équipé de l'ensemble de propulsion selon l'invention et la figure 4 est une vue en perspective axonométrique de cet ensemble de propulsion.
La figure 1 montre un canot 1 classique à moteur 2 interne fixe et arbre d'entraînement 4 de l'hélice 5 traversant le fond de la coque. L'hélice, de ce fait se trouve nettement au-dessous du fond du bateau ce qui ne permet pas de l'utiliser en cas de hauts fonds.
Le dispositif, figures 2 à 4, est un ensemble propulseur rigide constitué d'un moteur 2 solidaire d'un berceau support 3 et attelé à une ligne d'arbre 4 prolongeant son axe de rotation et portant l'hélice 5 en bout.
La rigidité de l'ensemble est assurée au moyen d'une structure formée de deux bras semi-circulaires 6 latéraux dont les extrémités avant sont fixées au berceau support 3 et les autres extrémités reliées chacune par un bras arrière 7 à une chaise 8 supportant l'arbre 4 d'hélice, deux bras latéraux 9 reliant la partie supérieure des éléments semi-circulaires 6 à l'avant du berceau support 3, les bras semi-circulaires 6 étant solidarisés par deux traverses horizontales, une traverse haute 10 reliant les deux points de jonction avec les bras latéraux 9 et une traverse arrière 11 reliant les deux points de jonction avec les bras arrière 7.
Deux barres de renfort 12 sont fixées chacune d'une part à une extrémité arrière latérale du berceau support 3 et, d'autre part, à un tube 13 par lequel passe l'arbre d'entraînement 4 de l'hélice 5, ce tube étant solidaire du moteur 2 et de la chaise 8.
La disposition de cette structure est déterminée de manière à trianguler l'ensemble pour le rendre indéformable.
Cette triangulation est complétée par une barre de liaison 14 fixée d'une part au moteur 2 et, d'autre part à l'un des bras latéraux 9.
L'ensemble propulseur est supporté par une potence 15 inversée fixée à l'intérieur du tableau arrière 16 du bateau et permettant la rotation dudit ensemble selon un axe A1 sensiblement vertical afin d'orienter l'hélice 5 pour pouvoir diriger le bateau 1.
La fixation à la potence 15 est assurée grâce à un support 17 en U inversé articulé sur les deux extrémités arrières latérales du berceau support 3 et agencé pour permettre à l'ensemble propulseur de pouvoir basculer près du tableau arrière 15 selon un axe de bascule horizontal A2 pour pouvoir changer la hauteur de l'hélice 5 en modifiant l'inclinaison verticale de l'arbre d'entraînement 4. L'axe de bascule A2 passe par le centre des arcs de cercle formés par les bras semi-circulaires 6 et coupe l'axe de l'arbre d'entraînement 4 de l'hélice pour éviter les poussées déstabilisantes.
Les deux bras semi-circulaires 6 traversent le tableau arrière par des ouvertures situées au-dessus de la flottaison F, ce qui limite les problèmes d'étanchéité.
L'arbre d'entraînement 4 de l'hélice 5 passe à travers le tableau arrière, sous la flottaison F, dans un tube 13 graissé étanche fixé à la chaise 8 et au berceau 3 support et permettant de refroidir les pièces en mouvement. L'étanchéité est assurée grâce à un soufflet 18 souple en S dont les colliers de serrage sur le tube 13 sont à l'intérieur du bateau, de façon à les protéger de l'électrolyse. Le soufflet 18 peut être monté double avec réserve d'huile entre les éléments interne et externe pour créer une alarme en cas de percement.
Un vérin 19, une vis sans fin ou tout autre moyen de levage pourra relier la potence à la structure support de l'ensemble propulseur pour le faire basculer vers le haut ou vers le bas.
Les articulations entre le support 17 et le berceau 3, ainsi que l'extrémité du vérin 19 ou moyen de levage solidaire de la structure support, seront avantageusement équipées de bagues amortissantes de type "silent bloc" afin de d'éviter de transmettre les vibrations au bateau.
En position arrêt, le moteur 2 sera au fond de la cale, donnant une stabilité maximale par abaissement du centre de gravité. L'hélice sera alors au plus près de la flottaison et pourra être changée facilement. De plus, le bateau pourra être monté sur remorque et pourra s'approcher des hauts fonds.
Un vérin, ou tout autre moyen tel que câble, sera relié à un bras de manoeuvre de la potence pour assurer l'effet de direction.
Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires.

Claims

REVENDICATIONS
1 °. Appareil de propulsion directe à moteur interne pour bateau dans lequel le moteur et l'hélice constituent un ensemble solidaire pouvant pivoter verticalement et horizontalement, afin de permettre à un bateau à moteur interne de manoeuvrer comme un bateau à moteur "hors bord" avec tous les avantages de ce dernier sans ses inconvénients, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un ensemble comportant un berceau (3) support de moteur (2) basculant près du tableau arrière (16) du bateau (1 ) selon un axe de basculement (A2) horizontal, le moteur étant attelé à un arbre d'entraînement (4) prolongeant son axe de rotation et portant l'hélice (5) en bout, le tout étant rendu rigide grâce à deux bras semi-circulaires (6) latéraux centrés sur ('axe de basculement (A2), lesquels bras semi-circulaires étant chacun relié par un bras arrière (7) à une chaise (8) supportant ledit arbre d'entraînement et par un bras latéral (9) au berceau support afin de trianguler l'ensemble pour le rendre indéformable, l'ensemble étant relié à une potence (15) inversée fixée à l'intérieur du tableau arrière (16) et permettant la rotation dudit ensemble selon un axe (A1 ) sensiblement vertical afin d'orienter l'hélice (5) pour pouvoir diriger le bateau (1 ).
2°. Appareil de propulsion selon la revendication 1 , se caractérisant par le fait que la triangulation de la structure support est complétée par une barre de liaison (14) fixée d'une part au moteur (2) et, d'autre part à l'un des bras latéraux (9).
3°. Appareil de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il comporte deux barres de renfort (12) fixées chacune d'une part à une extrémité arrière latérale du berceau support (3) et, d'autre part, à un tube (13) par lequel passe l'arbre d'entraînement
(4) de l'hélice (5), ledit tube étant solidaire du moteur (2) et de la chaise (8).
4°. Appareil de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les bras semi-circulaires (6) sont solidarisés par deux traverses horizontales, une traverse haute (10) reliant les deux points de jonction avec les bras latéraux (9) et une traverse arrière (11 ) reliant les deux points de jonction avec les bras arrière (7).
5°. Appareil de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'axe de basculement (A2) horizontal coupe l'axe de l'arbre d'entraînement (4) de façon à éviter les poussées déstabilisantes.
6°. Appareil de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que l'arbre d'entraînement (4) de l'hélice (5) passe à travers le tableau arrière (16), sous la flottaison (F), dans un tube (13) graissé étanche fixé à la chaise (8) et au berceau (3) support, l'étanchéité étant assurée grâce à un soufflet (18) souple en S dont les colliers de serrage sur le tube (13) sont à l'intérieur du bateau, de façon à les protéger de l'électrolyse.
7°. Appareil de propulsion selon la revendication 6, se caractérisant par le fait que le soufflet (18) est monté double avec réserve d'huile entre les éléments interne et externe.
8°. Appareil de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il est fixé à la potence (15) au moyen d'un support (17) en U inversé articulé sur les deux extrémités arrières latérales du berceau (3) support et agencé pour permettre à l'ensemble propulseur de pouvoir basculer près du tableau arrière (16) selon l'axe de basculement (A2) horizontal.
9°. Appareil de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il est relié à la potence (15) grâce à un vérin (19) ou un moyen de levage similaire, permettant de le faire basculer vers le haut ou vers le bas. 10°. Appareil de propulsion selon les revendications 8 et 9, se caractérisant par le fait que les articulations entre le support (17) et le berceau (3), ainsi que l'extrémité du vérin (19) ou moyen de levage solidaire de la structure support, sont équipées de bagues amortissantes de type "silent bloc" afin de d'éviter de transmettre les vibrations au bateau.
1 1 °. Appareil de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que la potence (15) est équipée d'un bras de manoeuvre relié à un vérin, ou un moyen similaire permettant de faire pivoter l'ensemble de propulsion selon l'axe (A1 ) pour assurer la direction du bateau.
PCT/FR2008/001511 2007-11-07 2008-10-27 Appareil de propulsion directe a moteur interne pour bateau dans lequel le moteur et l'helice constituent un ensemble solidaire pouvant pivoter verticalement et horizontalement WO2009092883A2 (fr)

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