Pilote automatique / Autopilot

J'ai un pilote automatique de barre franche Raymarine ST4000+ qui était installé dans mon bateau a l'achat en 2004. Ce ST4000+ n'est pas mauvais en soi et pourrait encore très bien faire le travail. Cependant mon bateau est maintenant équippé d'une barre a roue. Le module électronique du ST4000+ peut facilement etre reconfiguré pour actionner une barre a roue.  Il me reste qu'a trouver le mécanisme qui actionne la roue. J'avais la possibilité d'en acheter un neuf, et c'est pas donné. Ou bien de m'en fabriquer un, a mon gout. J'ai écouté les gens faire des commentaires au sujet des pilotes automatiques. Il y a toujours le problème de la maudite courroie qui casse, ce qui arrive toujours dans le pire moment. Et qui est difficile a remplacer. De plus, ces pilotes automatiques sont des gros consommateurs d'électricité.

J'analyse les problèmes soulevés. Il faut éliminer la courroie. Et réduire la consommation électrique. Cette consommation est exacerbée par la friction dans le mécanisme du gouvernail. Mais le mien est extremement tendre et largement compensé. Donc, peu de friction énergivore a ce stade. Il reste la friction a l'intérieur-meme du mécanisme d'entrainement. Ayant pu mettre la main sur un vieux pilote automatique de barre a roue, je constate que la courroie, une fois tendue pour entrainer la roue, applique une pression significative sur l'arbre du moteur et cette pression fait que le moteur consomme beaucoup plus de courant que nécéssaire. Mais si j'élimine cette courroie pour remplacer le mécanisme d'entrainement par quelque chose qui n'offre aucune friction, je suis doublement gagnant.

Je me suis fait  un plan. Puis fait tailler au laser, des pièces en alliage d'aluminium. Et ensuite je les ai assemblé. D'abord une cage dans laquelle se trouve six roulements a billes en inox. Puis une couronne extérieure qui vient embarquer sur les roulements a billes de la cage. Et une fois cette couronne assemblée, elle ne peut plus débarquer car les roulements a billes se trouvent a rouler a l'intérieur d'une voie en U formée des trois piecces constituant la couronne. Je me retrouve donc avec le mécanisme central de l'entrainement de la barre a roue. Sur la couronne extérieure, sur un diamètre de 13.369 pouces précisément, donnant une circonférence de 42 pouces, se retrouve 168 vis machine #6-32 a tous les quarts de pouce, formant les dents d'une grande engrenage. Le moteur électrique entraine une première engrenage puis une seconde fixée a une roue dentelée qui, par le biais d'un levier de commande, vient s'engager ou se désengager sur ma grande engrenage-couronne.

Le restant est un boitier fabriqué en fibre de verre. En dernier, toutes les pièces en alliage d'aluminium sont traitées avec un appret au polymère vinylique pour les protéger contre la corrosion. L'intérieur de la voie la ou les roulements a billes roulent recoit une mince couche de graise Marelube.
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I have a Raymarine ST4000+ tiller autopilot which was installed in my boat at purchase time. That ST4000+ is not bad by itself and could still do the job. However, my boat is now equipped with a wheel helm. The ST4000+ electronic module can easily be reconfigured to actuate a wheel. The only thing left is to find a suitable drive. I had the possibility to buy such drive, and its quite expensive. Or building one, to my liking. I listened to people making comments about autopilots. There is always that damn strap that breaks at the worst time and is difficult to find a replacement. Furthermore, autopilots needs lots of electrical power.

I analyze these problems. The strap must go. And find a way to reduce electrical consumption. That consumption is made worse by the friction in the rudder mechanism. But mine is very tender and highly compensated. So there is very little electrical-consumption-induced friction at this point. What is left is the friction inside the drive unit itself. Having been able to put my hand on an old autopilot drive unit, I observed that when the strap was taut to engage the drive, was excerting a strong pressure on the motor shaft and that pressure caused the motor to pull lots more current than necessary. But if I eliminate the strap to replace the drive mechanism with something else that offers no friction at all, it will be a win -win situation.

I made myself a plan. Then made all the needed pieces laser-cut from an aluminum alloy. Then assembled them. First a cage in which are mounted 6 stainless steel bearings. Then an outer ring that fits over the cage with the bearings. Once that ring assembled, it can no longer come off as the bearings rolls inside a U shaped track made of the three pieces forming the outer ring. Thus I get the main part of the autopilot drive. On the outer ring, over a diameter of 13.369 inches, giving a circumference of precisely 42 inches, are 168 #6-32 machine screws, spaced 1/4" apart, forming the teeth of a large ring gear. The electric motor drives a first gear then a second on which is attached a sprocket which, moved by a lever, can mesh in or out of the large ring gear.

The rest is a body made of fiberglass. At last, all the aluminum pieces were treated with a polyvinylic primer for corrosion prevention. The inside of the track where the bearings rolls, received a thin coat of Marelube grease.