NL1014099C2 - Hydraulische stuurinrichting voor een vaartuig. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Hydraulische stuurinrichting voor een vaartuig.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een hydraulische stuurinrichting voor een vaartuig volgens de aanhef van conclusie 1. In het bijzonder betreft de uitvinding de 5 zwenkbevestigingsmiddelen waarmee de stuurcilinder zwenkbaar aan de rompsteun is bevestigd.

Een dergelijke stuurinrichting is bekend. In een algemeen bekende situatie is het vaartuig, bijvoorbeeld een pleziervaartuig, voorzien van een roerconstructie met een 10 roerblad, dat is verbonden met een roerkoning-as, die via een of meer lagers draaibaar in de romp van het vaartuig bevestigd is. Binnen de romp is dan aan de roerkoning-as een stuurhefboom aangebracht. De stuurcilinder is dan met het einde van het door de cilinderkop stekende deel van de doorlopende zuigerstang 15 zwenkbaar verbonden met de stuurhefboom. Daartoe is dat uiteinde van de zuigerstang voorzien van een scharnieroog, welk scharnieroog bij het sturen een cirkelboogsegment om de roerkoning-as beschrijft.

Bij de bekende situatie is de cilinderbodem van de 20 stuurcilinder ruimtelijk zwenkbaar verbonden met de rompsteun, zodanig dat de stuurcilinder min of meer in het vlak van de baan van het scharnieroog om de roerkoning-as ligt. De zwenkbevestiging is zodanig dat de stuurcilinder niet alleen kan zwenken in het vlak van de baan van het scharnieroog maar ook in 25 het vlak haaks daarop. De laatstgenoemde zwenkbeweegbaarheid laat het toe dat er een relatieve beweging is tussen de roerkoning-as en de rompsteun.in de richting van de roerkoning-as, bijvoorbeeld door speling in de lagers van de roerkoning as, dan wel dat er in die richting een uitlijnfout aanwezig is.

30 Bij een bekende uitvoering van de zwenkbevestigingsmiddelen is er voorzien in een cardanbevestiging met twee haaks op elkaar gerichte scharnierassen. In een ander bekende uitvoering is een bolscharnierbevestiging voorzien.

.101409 9 -2-

De bekende stuurinrichting kent een aantal nadelen. Een van die nadelen is dat zowel de cardanbevestiging als de bolscharnierbevestiging kostbaar zijn. Verder vereisen de huidige zwenkbevestigingsmiddelen onderhoud, met name om de 5 smering tussen de bewegende delen te waarborgen. Vanwege de moeilijke bereikbaarheid in het vaartuig wordt die smering in de praktijk niet of zelden gecontroleerd of onderhouden. Mede door gebrekkig onderhoud en vanwege de constructie leiden de bekende zwenkbevestigingsmiddelen aan overmatige slijtage en dat leidt 10 weer tot ongewenste speling in de stuurinrichting.

Een verder nadeel is dat speling in de lagering van de roerkoning-as, welke speling in de praktijk veel optreedt, aanleiding geeft tot stoten in de stuurinrichting. Deze stoten zijn enerzijds schadelijk voor de onderdelen van de 15 stuurinrichting en anderzijds vervelend voor de roerganger.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel bovengenoemde nadelen op te heffen en een eenvoudige, betrekkelijk voordelig te vervaardigen stuurinrichting te verschaffen. Bij voorkeur biedt de stuurinrichting verder een hoge mate van veiligheid.

20 De onderhavige uitvinding verschaft een stuurinrichting volgens de aanhef van conclusie 1, die is gekenmerkt doordat de zwenkbevestigingsmiddelen een elastisch orgaan omvatten, dat op een plaats vast verbindbaar is met het cilinderhuis en op een andere plaats vast verbindbaar is met de rompsteun, zodanig dat 25 de zwenkbeweging van de stuurcilinder plaatsvindt onder vervorming van het elastische orgaan.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de maximale zwenkhoek van de stuurcilinder ten opzichte van de rompsteun in de praktijk beperkt is, bijvoorbeeld maximaal van -5° tot +5° in 30 de richting van de roerkoning-as en maximaal -10° tot +10° in het bewegingsvlak loodrecht op de roerkoning-as. Een dergelijke zwenkbeweging kan eenvoudig worden gerealiseerd met een elastisch buigend orgaan in plaats van de kostbare en aan slijtage onderhevige bekende zwenkbevestigingsmiddelen.

35 Bijvoorbeeld is het buigbare onderdeel vervaardigd van een rubber, zoals neopreenrubber, een rubberachtig materiaal of een 1014099 -3- elastomeer materiaal. Het kan ook een gemakkelijk buigend onderdeel van (veren-)staal zijn.

Door de aanwezigheid van een elastisch orgaan wordt tevens het optreden van nadelige stotende belastingen op de 5 stuurinrichting vermeden of worden dergelijke stotende belastingen in ieder geval elastisch opgevangen. Deze elastische en deels dempende werking leidt ook tot een verbeterd gevoel aangaande de stuurbewegingen bij de roerganger.

De elastische en dempende werking is verder voordelig voor 10 de reductie van hinderlijke trillingen, in het bijzonder in trillingen tussen de roerkoning-as en de lagers en de trillingen in de romp/motor/schroefblad.

Bij voorkeur zijn aan het elastische orgaan starre cilinderhuisbevestigingsmiddelen voorzien voor bevestiging aan 15 het cilinderhuis en starre rompsteunbevestigingsmiddelen voor bevestiging aan de rompsteun, waarbij het elastische orgaan zich tussen de cilinderhuisbevestigingsmiddelen en de rompsteunbevestigingsmiddelen bevindt, zodat deze geen rechtstreeks onderling contact maken.

20 Met oog op de veiligheid, met name met oog op de onwaarschijnlijke situatie dat het elastische element bezwijkt, kan erin zijn voorzien dat de cilinderhuisbevestigingsmiddelen en de rompsteunbevestigingsmiddelen zodanig zijn uitgevoerd dat bij bezwijken van het elastische orgaan een werkzame 25 noodbevestiging van het cilinderhuis aan de rompsteun behouden blij ft.

In een mogelijke uitvoeringsvorm is erin voorzien dat de cilinderhuisbevestigingsmiddelen en de rompbevestigingsmiddelen zijn voorzien van haakmiddelen, zodanig dat - zelfs indien het 30 elastische lichaam geheel of gedeeltelijk afwezig zou worden verwijderd - een werkzame noodbevestiging van het cilinderhuis aan de rompsteun behouden blijft.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Daarbij toont: 35 Fig. 1 schematisch in perspectief het achterste deel van een vaartuig voorzien van een stuurinrichting volgens de uitvinding, 1014099 -4-

Fig. 2 gedeeltelijk in horizontale langsdoorsnede de stuurcilinder en de rompsteun van figuur 1,

Fig. 3 in verticaal zijaanzicht de stuurcilinder en rompsteun volgens figuur 2, 5 Fig. 4a in langsdoorsnede een variant van de zwenkbevestigingsmiddelen,

Fig. 4b de doorsnede over de lijn A-A in fig. 4a,

Fig. 5a in zijaanzicht een andere variant van de zwenkbevestigingsmiddelen, en 10 Fig. 5b de doorsnede over de lijn B-B in fig. 5a.

In figuur 1 is het achterste deel van een (plezier)vaartuig te herkennen met een schroef 1, een roerblad 2, een roerkoning-as 3, alsmede lagers 4, waarmee de as 3 draaibaar in de romp van 15 het vaartuig is gelagerd. Aan de binnenzijde van de romp is aan de as 3 een stuurhefboom 5 aangebracht.

Het vaartuig is voorzien van een hydraulische stuurinrichting. Deze inrichting omvat een elektrisch aandrijfbare pomp 10 voor het verpompen van hydraulische 20 vloeistof. Verder is voorzien in een eerste stuurpositie 12 met een stuurwiel 13 en daarmee verbonden hydraulische pomp 14 en een tweede stuurpositie 15 met een tweede stuurwiel 16 en een daarmee verbonden tweede hydraulische pomp 17. Hydraulische leidingen verbinden de pompen 10, 14, 17 met een hydraulische 25 stuurcilinder 20, die aan de hand van de figuren 2 en 3 nader zal worden toegelicht.

De stuurcilinder 20 is aangebracht tussen een op een afstand van de as 3 gelegen bevestigingspunt van de hefboom 5 en een aan de romp van het vaartuig aangebrachte rompsteun 30. De 30 rompsteun 30 hoeft natuurlijk niet direct aan de romp te zijn bevestigd en kan zijn aangebracht op een constructie die op zijn beurt is vastgezet aan de romp.

Zoals in figuur 1 is aangeduid zal bij het sturen het bevestigingspunt van de arm 5 en de cilinder 20 een 35 cirkelboogsegmentvormige baan rond de as 3 doorlopen in een vlak haaks op die as 3. De cilinder 20 ligt bij voorkeur uitgelijnd in of evenwijdig aan dat vlak. Tussen de cilinder 20 en de 1014099 -5- rompsteun zijn zwenkbevestigingsmiddelen 40 volgens de uitvinding voorzien om de cilinder 20 de vereiste bewegingsmogelijkheid te geven.

5 Aan de hand van de figuren 2 en 3 zullen nu de stuurcilinder 20, de zwenkbevestigingsmiddelen 40 alsmede de rompsteun 30 nader worden toegelicht. Opgemerkt wordt dat het hierbij gaat om een voorkeursuitvoeringsvorm van de stuurinrichting volgens de uitvinding, maar dat de uitvinding 10 niet tot die uitvoering beperkt is. In de figuren 4a, 4b en 5a, 5b zijn bijvoorbeeld een mogelijke varianten van de zwenkbevestigingsmiddelen getoond.

De hydraulische stuurcilinder 20 omvat een cilinderhuis, 15 dat is samengesteld uit een cilinderbuis 21 met daarin een cilinderruimte. De cilinderbuis 21 is aan zijn einden afgesloten door een cilinderkop 22 en een cilinderbodem 23. In de cilinderruimte is een zuiger 24 heen en weer beweegbaar, die in de cilinderruimte twee van elkaar gescheiden variabele 20 arbeidskamers 25, 26 begrensd. De zuiger 24 is voorzien van een doorlopende zuigerstang met een deel 27, dat door de cilinderkop 22 steekt, en een deel 28, dat door de cilinderbodem 23 steekt. Door deze doorlopende zuigerstang wordt bereikt dat het werkzame oppervlak van de zuiger 24 aan beide zijden gelijk is.

25

Het deel 27 van de zuigerstang is aan het uiteinde voorzien van een scharnieroog 29, dat verbindbaar is met de hefboom 5. De cilinder 20 is voorzien van aansluitingen voor hydraulische leidingen, die met de kamers 25, 26 in verbinding staan.

30

In de figuren 2 en 3 is verder de rompsteun 30 te zien met een van boutgaten voorziene voetplaat 31 en een daarop gelaste steunplaat 32. In de steunplaat 32 is een gat 33 aanwezig, waar het deel 28 van de zuigerstang doorheen kan steken. De voetplaat 35 31 is bestemd voor bevestiging aan de romp van het vaartuig.

1014099 -6-

Tussen de cilinderbodem 23 en de rompsteun 30 zijn zwenkbevestigingsmiddelen 40 aangebracht.

In de getoonde voorkeursuitvoeringsvorm omvatten de 5 zwenkbevestigingsmiddelen 40 een pakket van vier op een afstand van elkaar gelegen starre elementen 41-44, in dit voorbeeld metalen platen, bijvoorbeeld van staal, met tussen naburige starre elementen 41-44 een elastisch element 45-47, in dit voorbeeld platen rubber.

10

Zowel de staalplaten 41-44 als de rubberplaten 45-47 zijn voorzien van een opening 48 waar de zuigerstang 28 doorheen steekt.

15 De buitenste starre elementen 41, 44 van het pakket zijn via een aantal schroefbouten, bijvoorbeeld vier rond de omtrek, vastgezet aan respectievelijk de cilinderbodem 23 en de rompsteun 30.

20 De buitenste starre elementen 41, 44 zijn verder, via een of meer schroefbouten 49, vastgezet aan het naast het andere buitenste element gelegen starre element. Hierbij steken de bouten 49 met speling door gaten in de tussenliggende starre elementen.

25

De bouten 49 kunnen zodanig zijn aangedraaid dat in de rubberen platen een geringe voorspanning is opgewekt.

De beschreven zwenkbevestigingsmiddelen maken een 30 ruimtelijke zwenkbeweging mogelijk van de cilinder 20 ten opzichte van de vaste steun 30.

De rubberplaten vangen voorts eventuele stotende belastingen elastisch op waardoor mechanische overbelasting 35 en/of ongewenste slijtage van delen van de stuurinrichting wordt tegengegaan. Tevens hebben de rubberplaten een dempende werking, 101409 9 -7- waardoor hinderlijke trillingen worden gedissipeerd en omgezet in warmte.

Door de beschreven constructie van de 5 zwenkbevestigingsmiddelen 40 is ook gewaarborgd dat de cilinder 20 werkzaam verbonden blijft met de steun 30 als een of meer van de rubberen platen bezwijkt dan wel verloren gaat.

Het zal duidelijk zijn dat de beschreven zwenkbevestiging 10 relatief goedkoop realiseerbaar is. Verder is geen smering en ook geen onderhoud vereist. Ook is de zwenkbevestiging vrij van speling.

De figuren 4a, 4b tonen variant van de zwenkbevestiging. In 15 deze variant zijn twee starre elementen 50, 51 te herkennen, die elk zijn voorzien van boutgaten 52 voor bevestiging van die starre elementen 50, 51 aan respectievelijk de rompsteun en de stuurcilinder. Tussen de starre elementen 50, 51 is een elastisch lichaam 53 aangebracht, bijvoorbeeld van 20 neopreenrubber.

Het elastische lichaam 53 en de starre elementen 50, 51 zijn voorzien van een centrale opening 58 voor de zuigerstang van de stuurcilinder.

Het starre element 50 is voorzien van zich in de richting 25 van het andere starre element 51 uitstrekkende haakorganen 54.

Het starre element 51 is voorzien van zich in de richting van het andere starre element 50 uitstrekkende haakorganen 55. De haakorganen 54, 55 zijn zodanig uitgevoerd dat zij achter elkaar haken. De haakorganen 54, 55 zijn ingebed in het elastische 30 lichaam 53, zodanig dat de haakorganen 54, 55 elkaar niet raken. Indien dan op een of andere wijze het elastische lichaam 53 zou bezwijken of verloren zou gaan, vormen de haakorganen 54, 55 een noodverbinding tussen de starre elementen 50, 51.

Elementen 56, bijvoorbeeld aangevormd aan star element 50, 35 verhinderen een ongewenste rotatie van de elementen 50, 51, zodat de haakorganen 54, 55 niet door die rotatie van elkaar los kunnen raken.

1014099 -8-

De haakorganen bewerkstelligen verder een goede verbinding tussen het elastische lichaam 53 en de starre elementen 50, 51.

5 De figuren 5a, 5b tonen een andere variant van de zwenkbevestiging. Hierbij zijn wederom starre element 60, 61 aanwezig met daartussen een elastisch lichaam 62. De starre elementen 60, 61 zijn voorzien van ankerorganen 63, 64, die in het bijzonder dienen voor de verankering van het elastische 10 lichaam 62 aan de starre elementen 60, 61. In het bijzonder zijn de ankerorganen 63, 64 ingebed in het elastische lichaam 62, dat bijvoorbeeld is vervaardigd uit gevulkaniseerd rubber.

10U099

Claims (14)

1. Hydraulische stuurinrichting voor een vaartuig, waarbij het vaartuig een romp en een roer omvat, waarbij de stuurinrichting 5 een stuurcilinder omvat met een cilinderhuis en daarin een cilinderruimte, welke cilinderruimte is begrensd tussen een cilinderkop en een cilinderbodem, waarbij in de cilinderruimte een zuiger heen en weer beweegbaar is, die in de cilinderruimte twee van elkaar gescheiden variabele arbeidskamers begrensd, 10 waarbij de zuiger vast is verbonden met een zuigerstang, die met door de cilinderkop naar buiten steekt en aan die zijde is voorzien van een koppelorgaan voor het koppelen van de zuigerstang met de roerconstructie van het vaartuig, en waarbij aan het cilinderhuis zwenkbevestigingsmiddelen zijn aangebracht 15 voor het zwenkbaar bevestigen van het cilinderhuis aan een rompsteun, welke rompsteun is aangebracht aan de romp van het vaartuig, zodanig dat de stuurcilinder ten opzichte van de rompsteun een zwenkbeweging kan uitvoeren bij het bedienen van de stuurcilinder,

20 Met het kenmerk, dat de zwenkbevestigingsmiddelen een elastisch orgaan omvatten, dat op een plaats vast verbindbaar is met het cilinderhuis en op een andere plaats vast verbindbaar is met de rompsteun, zodanig dat de zwenkbeweging van de stuurcilinder plaatsvindt onder vervorming van het elastische orgaan. 25

2. Stuurinrichting volgens conclusie 1, waarbij aan het elastische orgaan starre cilinderhuisbevestigingsmiddelen zijn voorzien voor bevestiging aan het cilinderhuis en starre rompsteunbevestigingsmiddelen zijn voorzien voor bevestiging aan 30 de rompsteun, waarbij het elastische orgaan zich tussen de cilinderhuisbevestigingsmiddelen en de rompsteunbevestigingsmiddelen bevindt, zodat deze geen rechtstreeks onderling contact maken.

3. Stuurinrichting volgens conclusie 2, waarbij de cilinderhuisbevestigingsmiddelen en de rompsteunbevestigingsmiddelen zodanig zijn uitgevoerd dat bij 10U099 -10- bezwijken van het elastische orgaan een werkzame noodbevestiging van het cilinderhuis aan de rompsteun behouden blijft.

4. Stuurinrichting volgens conclusie 2 of 3, waarbij de 5 cilinderhuisbevestigingsmiddelen en de rompbevestigingsmiddelen zijn voorzien van haakmiddelen, zodanig dat - zelfs indien het elastische lichaam geheel of gedeeltelijk afwezig zou worden verwijderd - een werkzame noodbevestiging van het cilinderhuis aan de rompsteun behouden blijft.

5. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het elastische orgaan is vervaardigd van gevulkaniseerd materiaal.

6. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het elastische orgaan is vervaardigd van een rubber, bijvoorbeeld een elastomere rubber.

7. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande 20 conclusies, waarbij de zwenkbevestiging een pakket omvat met meerdere op een afstand van elkaar gelegen starre elementen waartussen elastische elementen zijn opgesteld.

8. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande 25 conclusies, waarbij de zwenkbevestiging een pakket met ten minste vier op een afstand van elkaar gelegen starre elementen omvat met tussen naburige starre elementen een elastisch element, waarbij de buitenste starre elementen verbindbaar zijn met respectievelijk het cilinderhuis en de rompsteun en die 30 buitenste starre elementen via star verbindingselement zijn verbonden met de naast het andere buitenste element gelegen starre element, waarbij het verbindingselement niet star is verbonden met de een of meer tussenliggende starre elementen.

9. Stuurinrichting volgens conclusie 7 of 8, waarbij de starre elementen en de elastische elementen platen zijn. 1014099 -11-

10. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de cilinder een doorlopende zuigerstang heeft, die ook door de cilinderbodem steekt, zodanig dat het 5 werkzame oppervlak van de zuiger behorend bij elk van de variabele arbeidskamers in hoofdzaak gelijk is.

11. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het elastische orgaan is aangebracht tussen 10 de cilinderbodem en de rompsteun.

12. Stuurinrichting volgens conclusie 10, waarbij het elastische orgaan is voorzien van een centrale opening daarin waar de zuigerstang doorheen steekt. 15

13. Roerconstructie voor een vaartuig, omvattende een roerblad, een met het roerblad verbonden roerkoning-as, die via een of meer lagers draaibaar in de romp van het vaartuig bevestigbaar is, een met de roerkoning-as verbonden stuurhefboom, welke 20 roerconstructie verder een stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies omvat, waarbij de zuigerstang van de stuurcilinder op een afstand van de roerkoning-as met de stuurhefboom zwenkbaar is verbonden.

14. Stuurcilinder voor een vaartuig, waarbij aan de stuurcilinder een zwenkbevestiging volgens een of meer van de voorgaande conclusies is aangebracht voor zwenkbare bevestiging aan een rompsteun. van de stuurcilinder aan een rompsteun. 1014^99