NO129332B - - Google Patents

Description

Anordning for regulering av trim- eller

rorflater for sjøgående fartøyer.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt anordninger for

å påvirke fartøyers stilling eller kurs i vannet ved hjelp av trim- eller rorflater som samvirker med det forbistrømmende vann under frembringelse av styrekrefter som påvirker fartøyet. Oppfinnelsen angår nærmere bestemt anordning for regulering av slike trim- eller rorflater.

Det er tidligere kjent flere typer av slike trim- eller rorflater. Hittil kjente konstruksjoner har imidlertid vært beheftet med den ulempe at de enten har vært fast anordnet og dermed ikke har kunnet tilpasses til forskjellige driftsbetin-gelser for angjeldende fartøy, eller de har krevet et komplisert manøvrerings-system for tilveiebringelse av den ønskede innstilling.

Som illustrerende for teknikkens stilling kan henvises

til U.S. patentskriftene nr. 3 046 928 og 3 026 839. Videre skal vises til patentinnehaverens norske patent nr. 127 338 som ved-

rører en trimanordning med trimklaffer av angjeldende art og hvor klaffenes innstilling reguleres ved hjelp av en ekspanderbar anordning i form av en belg som ligger an mot klaffen.

Hovedformålet for foreliggende oppfinnelse er å skaffe

en enkel og lett manøvrerbar anordning for regulering av slike trimklaffer.

Anordningen for regulering av trim- eller rorflater for sjøgående fartøyer ifølge oppfinnelsen er av den art som omfatter en styreflate som samvirker med det forbistrømmende vann for å

utøve en styrekraft som påvirker fartøyets trimstilling eller kurs, idet størrelsen av styrekraften som utøves av styreflaten varieres ved at vinkelutslaget av styreflaten innstilles ved hjelp av et trykk-kammer som ligger mellom styreflaten og far-

tøyets styrekraftpåvirkende del og har et volum som varieres ved hjelp av en bevegelig vegg som påvirker styreflaten, hvilket trykk-kammer kommuniserer med en åpning i en flate som bestrykes av det forbistrømmende vann slik at kammeret utsettes for det forbistrømmende vanns trykk, og anordningen ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at vannets strømning ved. flaten som bestrykes

av vannet nær åpningen er styrbar ved hjelp av et strømnings-styreorgan for regulering av det trykk som opptrer i åpningen og derved i kammeret.

I tillegg til den vesentlige fordel at anordningen er

såvel enkel som lett manøvrerbar, innebærer oppfinnelsen den ytterligere fordel at man er uavhengig av hvorvidt strømningsstyre-

organet samvirker med en horisontal trimfleite eller en vertikal eller med annen vinkel anordnet trimflate, eksempelvis et ror.

Manøvrering av reguleringsklaffen kan skje på vilkårlig hensiktsmessig måte, f.eks. ved en mekanisk bevegelsesoverføring fra førerplassen. Et smidig arrangement for manøvrering av regu-leringsklaf fen er ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at det mellom reguleringsklaffen og dens bæreflate er anbrakt en manøv-reringssekk, hvis indre står i forbindelse med trykkorganer for å sette denne sekk under trykk og dermed utfelle reguleringsklaffen.

I stedet for eller foruten forandring av overflategeo-metrien i åpningens nærmeste omgivelser er det mulig å oppnå for-skjellig trykk i. åpningen, derved at åpningen ligger i et av-følingslegeme som er innstillbart således at åpningen kan bringes til å innta forskjellige stillinger i forhold til vannets strøm-ningsretning for variasjon av det ved åpningen og dermed i kammeret herskende trykk. Ifølge en foretrukket utførelsesform som er karakterisert ved at avfølingslegemet utgjøres av et om en aksel dreibart sylinderlegeme i hvis mantelflate åpningen er opptatt, hvorunder åpningen gjennom en kanal i sylinderlegemet og en ledning kommuniserer med kammeret, oppnås en kontinuerlig reguleringsmulighet mellom den fulle verdi av vannets dynamiske trykk og et visst undertrykk.

Oppfinnelsen gjør det også mulig med en fast trykkåpning

å tilveiebringe automatisk stillingsregulering av et sjøgående fartøy ved påvirkning av trimplan. En slik anordning er karakterisert ved at åpningen er opptatt i en flate som ligger ved fartøyets akterende i en slik stilling at åpningen avføler de endringer i vannstrømningen som oppstår som følge av endringer i fartøyets stilling. Når fartøyet og dermed den med åpningen forsynte flate har stor anfallsvinkel, oppstår det trykk i åpningen, hvorved trimklaffen holdes utfelt. Når fartøyet har inn-tatt en planende stilling med liten anfallsvinkel, senkes eller opphører trykket i åpningen, og trykk-kammeret vil da tømmes og trimklaffen felles inn. En foretrukket stilling for den flate som åpningen er opptatt i, er på siden av fartøyet ved akterenden.

Oppfinnelsen er som foran nevnt, ikke begrenset til trimplan for sjøgående fartøyer eller til anordninger for regulering av fartøyets stilling i vannet, idet den kan også tillempes for styring av fartøyet. Ifølge oppfinnelsen oppnås dette derved at fartøyet er forsynt med styreorganer for selektiv påvirkning av styreflåtene for å frembringe kursendring hos fartøyet. Styringen av fartøyet kan ved hjelp av denne anordning skje på to måter. Enten kan roret være fast, hvorved styreflatene fungerer som rorflater, eller så arbeider de styreflater som befinner seg ved rorets bakkant som servoanordninger, som påvirker roret til å svinge fon styring av fartøyet.

Ifølge en foretrukket utførelsesform for oppfinnelsen dannes trykk-kammeret av en fleksibel sekk, hvorved tetningspro-blemer mellom bevegelige deler elimineres og installasjonen for-enkles. Denne utførelsesform tillater enkel tilpasning også til krumme flater. Oppfinnelsen krever imidlertid ikke et helt tett trykk-kammer for å fungere, idet en viss lekkasje kan tolereres.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til vedlagte tegning, hvor: Fig. 1 viser en båt ovenfra, forsynt med to alternative anordninger for manøvrering av trimplan som er beliggende ved akterenden av båten.

Fig. 2 viser båten ifølge fig. 1 sett fra siden,

Fig. 3 i perspektiv skrått bakfra og

Fig. 4 viser i lengdesnitt akterenden av en båt med en anordning for manøvrering av trimplan ifølge fig. 1 og 2. Fig. 5 og 6 er lengdesnitt i likhet med fig. 4 og viser to alternative anordninger for manøvrering av trimplan. Fig. 7 og 8 viser ovenfra, resp. fra siden, en ytterligere utførelsesform for automatisk manøvrering av trimplan, hvorunder en del av anordningen på fig. 8 er vist i lengdesnitt. Fig. 9 er et horisontalsnitt ovenfrsi gjennom den bakre del av et ror, sett langs linjen 9-9 på fig. 10 som i likhet med fig. 11 viser akterpartiet av en båt sett fra siden, og Fig. 12 viser en alternativ utførelsesform ved manøvre-ring av en trimklaff. Fig. 1 viser ovenfra en båt forsynt med to forskjellige anordninger for manøvrering av trimklaffer anordnet ved akterenden av båten. Den på båtens babordside viste anordning frem-går også av fig. 2, 3 og 4 og omfatter en med båtskroget 1 ved hjelp av en bøyelig strimmel 3 leddforbundet trimklaff 5. Mellom trimklaffen 5 og båtbunnen 1 er det innlagt en fleksibel, kile-formet manøvreringssekk 7, hvis indre gjennom en ledning 9 kommuniserer med en åpning 11 i en ved båtens akterspeil festet vinkelbøyd plate 13. Platen 13 ligger ved siden av trimklaffen 5 og danner en forlengelse av båtbunnen.

Bak åpningen 11 er der på platen 13 anbrakt en regule-ringsklaf f 15, hvis dimensjoner i det vesentlige avhenger av åpningens 11 størrelse, og som er leddforbundet med platen 13 og kan svinges ned ved hjelp av en liten manøvreringssekk 17, anbrakt mellom klaffen 15 og platen 13. Trykkmedium til sekken 17 tilføres gjennom en ledning 19, som i likhet med det som er vist på fig. 1 og 2 fører til en manøvreringsenhet 21 ved båtens fører-plass. På fig. 1 antydes en liknende ledning 2 3 til en på figu-ren ikke vist tilsvar.ende trimklaff på båtens styrbordside.

Når trykkmedium tilføres til reguleringsklaffens 15 sekk

17 felles klaffen ut, hvorved det forbistrømmende vann frembringer en dynamisk trykkstigning foran klaffen ved åpningen 11. Trykket overføres gjennom ledningen 9 til trimklaffens 5 manøvreringssekk 7 som ekspanderer, hvorunder trimklaffen 5 felles ned en vinkel som således avhenger av det til reguleringsklaffens 15 sekk 17 tilførte trykk.

Den på fig. 1 viste båt har på styrbordsiden en annen anordning for trimklaffmanøvrering som er nærmere vist på fig. 5. Trimklaffen 25 er også ved denne utførelsesform ved hjelp av en bøyelig strimmel 3 forbundet med båtbunnen l/og en manøvrerings-sekk 27 er anbrakt mellom trimklaffen 25 og båtbunnen. Ved denne utførelsesform er imidlertid en åpning 2 9 opptatt i selve trimklaffen, mens manøvreringssekken 27 er forsynt med en midt for åpningen 29 liggende åpning 31. Reguleringsklaffen 15 med sin manøvreringssekk 17 er ved denne utførelsesform anbrakt direkte på trimklaffen 25 bak åpningen 29. Likesom ved den tidligere, utførelsesform har reguleringsklaffen 15 liten utstrekning sam-menliknet med selve trimklaffen 25, hvorved trimklaffen kan reguleres ved servovirkning ved hjelp av meget liten reguleringskraft. Fig. 6 viser samme trimklaff som på fig. 2-4. Manøvre-ringstrykkledningen 9 til manøvreringssekken 7 er imidlertid forbundet med et sylinderformet legeme 33, som er dreibart anbrakt med i det vesentlige vertikal akse i en holder 35, som er festet til båtens akterspeil. Sylinderlegemet 33 er forsynt med en indre kanal 37, ved hvis ene ende manøvreringssekkens 7 ledning 9 er tilsluttet og hvis andre ende munner ut i en åpning 39 i sylin-derens mantelflate. Sylinderlegemet 33 er slik anbrakt at munningen 39 befinner seg i det under båtbunnen fremstrømmende vann på siden av trimklaffen 5. Når munningen 39 er vendt fremover utsettes den for det totale dynamiske trykk hos det forbistrømmende vann. Ved.dreining av sylinderen til den ene eller den annen side kommer trykket i åpningen 39 til å avta inntil det sluttelig oppstår undertrykk. Med denne anordning oppnås således en meget god reguleringsmulighet for trykket i trimklaffens 5 manøvreringssekk 7. Fig. 7 viser ovenfra og fig. 8 fra siden en anordning uten bevegelige deler for automatisk regulering av en trimklaff. Trykkledningen 9 til trimklaffens 5 manøvreringssekk 7 er her forbundet med et avfølingslegeme 41 som er anordnet stikkende ut fra båtsiden nær akterenden. Avfølingslegemet 41 er forsynt med en indre kanal 43, med hvis ene ende trimklaffens manøvreringstrykk-ledning 9 er forbundet, og hvis annen ende munner i en åpning 45 ved avfølingslegemets forkant i dens underside 47. Avfølings-legemet skal være slik utformet og anordnet og åpningen skal være anbrakt slik i avfølingslegemet at det oppstår kraftige strøm-ningsendringer ved åpningen 45 når båtens anfallsvinkel endres. Denne effekt oppnås med den viste stilling av avfølingslegemet

på siden av båtens akterende under vannlinjen A-A. Avfølings-legemet kan f.eks. være en vingeprofil, hvorunder åpningen kan ligge under vingeprofilens forkant hvor det oppstår store strøm-nings- og trykkforskjeller som følge av endringer i anfallsvin-kelen. Når båten startes har den stor anfallsvinkel, hvorunder åpningen 45 utsettes for trykk. Hertil bidrar også den vannstrøm som ved lav fart presses ut til sidene fra undersiden av båten. Trykket overføres til manøvreringssekken 7 som feller ut trimklaffen 5. Når båten er kommet opp i fart og planer har den min-dre anfallsvinkel,og overtrykket ved åpningem 45 er sunket be-tydelig eller er helt opphørt. Trimklaffen felles opp nå av det forbistrømmende vann.

Ifølge en annen form for oppfinnelsen kan anordningen tillempes ved roret på en båt. Fig. 9 viser i horisontalsnitt den bakre del av et båtror 80, som på hver side er forsynt med en klaff 82, resp. 84, og en manøvreringssekk 86, resp. 88. Sekken 86 er vist sammenfelt, mens sekken 88 er vist utspent. Klaffene og sekkene er festet til roret på liknende måte som de ovenfor beskrevne trimklaffer er forbundet med båtbunnen. Ved den på fig. 9 viste utførelsesform manøvreres sekkene ved hjelp av en servoanordning omfattende trykkrør 90 og 92, hvis indre står i forbindelse med det indre av sekkene 86, resp. 88, gjennom åpninger 91, resp. 93, i disse.

I trykkrørene er det ventilklaffer 94, resp. 96, som påvirkes ved hjelp av et linearrangement eller en trykkluftmanøvre-ringsanordning 98, 100 på hensiktsmessig måte.

Fig. 10 og 11 viser to alternative måter å anordne klaffene eller styreflatene på roret på.

Ifølge fig. 10 strekker styreflåtene 102 seg langs hele

den vertikale bakre kant av roret 104. Selve roret 104 holdes ubevegelig ved hjelp av beslag 106, og hele styrefunksjonen for fartøyet frembringes ved at en av manøvreringssekkene 86 eller 88 utspennes i ønsket grad.

Ifølge fig. 11 strekker klaffene 110 seg bare langs en

del av rorets 112 vertikale bakre kant. Roret er i dette tilfelle ikke låst, men kan bevege seg fritt på rorstammen 114. Styring av fartøyet oppnås gjennom servovirkning. Når den ene eller den annen av klaffene felles ut kommer vanntrykket til å frembringe et dreiemoment på roret 112, slik at dette svinges i motsatt retning mot den utfelte klaff. Styringen av fartøyet oppnås så-

ledes ved svingning av dets normale ror.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de ovenfor beskrevne utførelsesformer, idet oppfinnelsens ramme bestemmes av omfanget av de vedlagte patentkrav. Trykk-kammeret ved de anførte utførel-sesf ormer utgjøres av en fleksibel sekk, da dette har vist seg å

by på en rekke fordeler. Ved visse installasjoner kan imidlertid trykk-kammeret bestå av et volum som avgrenses av stive vegger, hvorunder den ene er festet til båten eller den detalj hvor styrekraften skal utøves, mens en annen stiv vegg er bevegelig i av-hengighet av trykket i kammeret. En kant på den ene veggen er herunder med avtetning glidbar langs en tetningsdel, f.eks. en tetningsflens, som er forbundet med den andre veggen. Tetningen behøver ikke være fullstendig, idet tilstrekkelig manøvrerings-kraft kan oppnås tross en viss lekkasje.

Vedlagte tegningsfigur 12 viser en anordning ifølge det ovenfor anførte. Ved akterkanten av båtskroget 1 er en trimklaff 120 svingbar om et hengsel 122. I vinkel med klaffen 120 strekker seg en plate 124 fra hengslet 122 opp langs båtens akterspeil 126. Platens 124 overkant er under tetning glidbar i en skjerm 128,

som stikker ut fra akterspeilet 126. Også platens 124 sidekanter løper under tetning mot skjermens 128 sidevegger 130. En ledning 132 strekker seg mellom et hull 134 i platen og en åpning 136

i klaffen 120. Bak åpningen 136 er det anbrakt en regulerings-

klaff 138. Reguleringsklaffen er av den foran beskrevne konstruk-

sjon og påvirkes ved hjelp av en sekk 140 som settes under trykk gjennom en trykkledning 142, svarende til ledningen 19 på fig.

1-5. Når reguleringsklaffen felles ned oppstår trykk ved åpnin-

gen 136, hvorved vann trykkes inn i det mellom akterspeilet og platen 124 dannede trykk-kammer. Platen 124 kommer herunder til å svinge fra sin hvilestilling inntil akterspeilet ut til en av trykket i kammeret avhengig stilling. Fullstendig tetning er ikke nødvendig, idet en viss lekkasje mellom platen 124 og skjermen 128 med dens vegger, samt ved hengslet 122 kan tolereres.

Claims (11)

1. Anordning for regulering av trim- eller rorflater for sjøgående fartøyer omfattende en styreflate (5,25,82,84,120) som samvirker med det forbistrømmende vann for å utøve én styrekraft som påvirker fartøyets trimstilling eller kurs, av den art hvor størrelsen av styrekraften som utøves av styreflaten, varieres ved at vinkelutslaget av styreflaten innstilles ved hjelp av et trykk-kammer (7,27,86,88,124,126,128) som ligger mellom styre-

flaten og fartøyets styrekraftpåvirkende del og har et volum som varieres ved hjelp av en bevegelig vegg som påvirker styreflaten, hvilket trykk-kammer kommuniserer (-9,-,-, 132) med en åpning (11, 29,39,45,91,93,136) i en flate (13,25,33,41,82,84,120) som bestrykes av det forbistrømmende vann slik at kammeret utsettes for det forbistrømmende vanns trykk, karakterisert ved at vannets strømning ved flaten som bestrykes av vannet nær åpningen er styrbar ved hjelp av et strømningsstyreorgan (15,33,41, 94,96,138) for regulering av det trykk som opptrer i åpningen og derved i kammeret.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at strømningsstyreorganet dannes av en reguleringsklaff (15,94,96,138) som er anordnet i vannets strømningsretning bak åpningen (11,29,91,93,136) på flaten (13,25,82,84,120), hvilken reguleringsklaff har små dimensjoner i forhold til styreflaten og .kan utfelles fra sin bæreflate for tilveiebringelse av økt trykk ved åpningen (fig. 1-5, 9-12).

3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at åpningen (29,136) er opptatt i selve styreflaten (25,120) og at reguleringsklaffen (15,138) er festet til styreflaten bak åpningen (fig. 5,12).

4. Anordning som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at det mellom reguleringsklaffen (15,138) og dens bæreflate er anordnet en fleksibel sekk (17,140), hvis indre står i forbindelse (19,142) med trykk-kildeorganer (21) for trykk-dannelse og ekspansjon av denne sekken og dermed utfelling av reguleringsklaffen (fig. 1-5,12).

5. Anordning som angitt i hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at trykk-kammeret dannes av fartøyets akterspeil (126), en fra dette utskytende skjerm (128) samt en under tetning i skjermen bevegelig, omkring en nedre svingakse (122) svingbar skive (124), hvilken er forbundet med en hensiktsmessig omkring samme svingakse i vannstrømmen ned-svingbar trimklaff (120) (fig. 12).

6. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at strømningsstyreorganet dannes av et i vannstrømmen beliggende avfølingslegeme (33,41), i hvis flate åpningen (39,45) er opptatt og gjennom en kanal (37,43) i avfølingslegemet og en ledning (9) kommuniserer med trykk-kammeret, idet avfølingsorga-nets stilling i forhold til vannets strømningsretning er reguler-bart, slik at det trykk som opptrer i åpningen og dermed i kammeret kan varieres (fig. 6-8).

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at avfølingslegemet utgjøres av et omkring sin akse dreibart sylinderlegeme (33), i hvis mantelflate åpningen (39) er opptatt (fig. 6).

8. Anordning som angitt i krav 6, for manøvrering av en styreflate i form av et trimplan (5) for påvirkning av fartøyets stilling, karakterisert ved at åpningen (45) er opptatt i en flate (47) som er beliggende ved fartøyets akterende i en slik stilling at åpningen avføler de endringer i vannstrømmen som oppstår som følge av endringer i fartøyets stilling (fig.7,8). 9.<1> Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at en styreflate (82,84) er anordnet på hver side av far-tøyets ror (80) og at fartøyet er forsynt med styreorganer (98,100) for selektiv påvirkning av styreflatene for tilveiebringelse av kursforandring hos fartøyet (fig.

9-11).

10. Anordning som angitt i krav 9,karakterisert ved at roret (104) er fast og at styreflaten (102) fungerer som rorflater (fig. 10).

11. Anordning som angitt i krav 10, karakterisert ved at styreflatene (110) er beliggende ved rorets (112) bakkant slik at, når en styreflate utsvinges og roret er fritt sving-bart, påvirkes roret til å svinge i den motsatte retningen (fig.11).