NO130391B - - Google Patents

Description

Anordning ved styresystem for fartøyer og kjøretøyer.

Oppfinnelsen vedrører en anordning ved et styresystem for landkjøretøy, luftfartøy eller sjøfartøy.. Oppfinnelsen er særlig beregnet for styresystemer med mer enn en styreinnretning og med hydraulisk krafttilførsel samt med gyrokompass for automatisk naviger-ing.

En hovedhensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et system hvormed, et signal som overføres gjennom en kabel fra en styreinn- . retning eller lignende kan omdannes til en motsvarende bevegelse i en s.tyrekomponent, såsom f.eks. et" skipsror, hjulene på et landkjøretøy eller styreflåtene på et luftfartøy.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et styresystem med en manuell styreinnretning og en autopilot, hvor det manuelle signal temporært kan overdøve autopilotsignalet.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en styre-ventilsleide med flere omløpende spor, hvorved man eliminerer nødven-digheten av balanseringsspor i ventilsylinderen.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et fjern-styringssystem hvor styreordren kan komme fra flere steder.- Eksempel-vis i større lystbåter og ombord i fly kan det være to eller flere styresteder i tillegg til en autopilot som arbeider med gyrokompass eller magnetkompass. Man tar i slike tilfeller sikte på å tilveiebringe et system hvor styreordren kan mottas fra en hvilken som helst av disse styresteder, og slik at et manuelt styresignal automatisk vil overdøve signalet fra autopiloten.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et styresystem hvor systemet kan styres manuelt i tilfelle av kraftsvikt.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en anordning ved et styresystem for fartøyer og kjøretøyer hvor styreinnretningen påvirkes

av en hydraulisk arbeidssylinder hvis pådrag/avlastning skjer gjennom en""sleideventil som kan stilles fra en autopilot henholdsvis ved manu-'

ell betjening av en styrestand, og det som kjennetegner anordningen ifølge oppfinnelsen er at arbeidssylinderens ene stempelside påvirkes av en konstant kraft, mens den andre stempelsiden står i forbindelse med sleideventilen, at det på arbeidssylinderens stempelstang er dreibart montert en stang hvis andre ende er dreibart forbundet med en •eller flere styrekabler fra manuelle styrestander, ved at sleidens forlengelse ut av ventilhuset er dreibart forbundet med stangen mellom de to nevnte dreiesteder, og ved en innretning hvormed sleiden kan stilles fra autopiloten uavh.engig av sleidens forbindelse med stangen, idet en manuelt innledet bevegelse av■stangen vil overdøve autopilotens styrebevegelse.

Med en slik anordning ved et styresystem oppnår man de foran-nevnte hensikter med oppfinnelsen. Manuell styring og autopilotstyring kobles sammen på en slik måte at manuell styring til enhver tid vil kunne overvinne eller overdøve autostyringen.

Den nevnte innretning kan fordelaktig innbefatte en med en gjengeboring forsynt blokk som er dreibart opplagret i armen, et gjenget avsnitt på sleideforlengelsen, hvilket avsnitt er skrudd inn i gjengeboringen i blokken, og en drivforbindelse mellom sleideforlengelsen og en av autopiloten styrt, roterende motor.

Fordelaktig kan ventilhuset ha to endevegger som danner anslag for sleiden, slik at i tilfelle av hydraulisk svikt kan dreieforbindelsen mellom sleideforlengelsen og stangen omdannes til et fast omdreiningspunkt for stangen, hvorved stangen direkte kan påvirke stempelstangen i arbeidssylinderen for bevegelse av styreinnretningen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under'henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et horisontalsnitt gjennom et styresystem ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et delvis gjennomskåret riss av fig. 1.

Fig. 3 og 4 viser snitt gjennom en styreventil med sleiden

i ulike stillinger, mens

fig. 5 viser et snitt gjennom styreventilen, med gjennomskåret styresleide.

Det hydrauliske system ifølge oppfinnelsen kan brukes over-alt hvor det er ønskelig å bevege en last eller forskyve et element med en relativt liten styrekraft. Oppfinnelsen skal i det etterfølg-ende forklares i forbindelse med et styresystem for et skip.

Selve styresystemet er på tegningene betegnet med 10. Hoved-komponentene er en hydraulisk arbeidssylinder 12, en styreventil 14, manuelle styresteder l6a, b og c, et autopilotsystem 18 og en ledd-mekanisme 20. I utførelseseksempelet tar man sikte på å svinge et ror 22 i samsvar med en styreordre fra ett av styrestedene 16 eller fra autopilotsystemet 18.

Den hydrauliske arbeidssylinder 12 består av en sylinder 24 med et stempel 26. Til stempelet 26 er det festet en stempelstang 28 som går ut gjennom en endepakning 30. Ved den frie enden er stempelstangen 28 forbundet med en brakett 34 som er svingbart montert i en brakett 23. Braketten 34 er festet til et ror 22 som kan svinges mellom de angitte stillinger 22a og 22b i\ fig. 1. Sylinderens 24 andre ende er lukket ved hjelp av en plugg.36^ og sylinderen er svingbart opplagret i skipet ved hjelp av akseltappen 37.

Stempelet 26 deler sylinderen 24 i to kamre 38 og 40. Kammeret 40 står hele tiden i forbindelse med et hydraulisk trykk gjennom ledningen 42. Kammeret 38 står i forbindelse med et styretrykk gjennom boringen 39-

Styreventilen 14 består av en sylinder 44 som er svingbart opplagret på sylinderen 24 ved hjelp av svingebolten 46. Sylinderen 44 er forsynt med en boring 48, hvori styresleiden 50 er glidbart anordnet. Styresleiden 50 har en stang 52 som strekker seg ut av sylinderen 44 gjennom endepakningen 54. Stangen 52 er ved ytterenden 56 gjenget og er påskrudd en mutter eller blokk 58. Styresleiden 50 har to utvidede områder 62 og 64. Disse områder av styresleiden for-bindes med en smalere stamme 66. Ved hjelp av anleggsområdene 62 og 64 deles boringen 48 opp i kamre 68, 70 og 72. Anleggsområdene 62 og 64 er ved 73 forsynt med spor, slik det best går frem av fig. 3 og 4.

Boringen 48 tilføres trykk gjennom en åpning 71> og gjennom åpningen

74 står boringen i forbindelse med et reservoar. Ledningen 76 for-binder kammeret 70 med kammeret 38 i arbeidssylinderen 12. Kammeret 68 står i forbindelse med reservoaret gjennom en ledning 79. I fig. 5

er det vist en modifisert form av ventilen. Her er ledningen 79 ute-latt, og kammeret 68 står i forbindelse med kammeret 72 gjennom en aksial kanal 77 i sleiden 50. Kammeret 72 står hele tiden i forbindelse med reservoaret. Sporene 73 danner sekundære anleggslfater 75 som har en mindre bredde og avstand enn diameteren til åpningene 71

og 74. Når et av hovedanleggsområdene 62 eller 64 således lukker en av åpningene 71>74 vil den hydrauliske væske trenge rundt styresleiden i i det minste ett av sporene 73, slik at det tilveiebringes en trykk-utbalansering som hindrer at styresleiden klemmer seg. Det er meget billigere å utforme sporene 73 sammenlignet med de ellers vanlige inn-vendige, ringformede trykkspor i sylinderboringsveggen.

Leddarmene 20 er ved hjelp av en bolt 82 svingbart forbundet med stempelstangen 28. Videre er leddarmene 20 svingbart forbundet med mutteren 58 ved hjelp av to bolter 84. I ytterenden er leddarmene 20 utformet som en gaffel 86, hvori det er svingbart montert flere blokker 88a, b og c. Disse blokkene opptar kabler 9a> b og c som kommer fra de forskjellige styresteder. En dreining av et styreratt vil bevirke en bevegelse i den tilhørende kabel. Hva som skjer i denne forbindelse skal forklares nærmere nedenfor.

Autopilotsystemet 18 består av et gyrokompass eller magnetkompass 94 av i og for seg kjent type. Dette kompass gir et elektrisk signal til en autopilotdrivinnretning 96 spm leverer en roterende styre-<:>bevegelse gjennom kabelen 98. Den roterende kabel er festet til den

.-ytre enden 56 av styresleidestangen .52 ved.hjelp av et nav 99-

I fig. 1 og 2 er styresleiden 50 vist i nullstilling eller utbalansert stilling, og i denne stilling er stempelet 26 hydraulisk låst mot bevegelse, og roret holdes i den ønskede stilling. Når et av styrerattene 16 dreies mot urviseren, vil armene 20 dreie seg mot urviseren, med bolten 82 som svingepunkt. Denne bevegelse vil bevirke at styresleiden 50 går mot venstre til den stilling som er vist i fig. 3, hvor reservoaråpningen 74 er tildekket og trykkåpningen 74 frigjør-es. Trykket i åpningen 71 vil forplante seg til kammeret 70, ledningen 76 og kammeret 38. Som før nevnt, vil kammeret 40 alltid stå under hydraulisk trykk. Da imidlertid den effektive trykkflate 26a er omtrent to ganger trykkflaten 26b, vil stempelet 26 og stempelstangen 28 bevege seg mot høyre. Roret vil da bevege seg til den stilling som er vist med strekpunkterte linjer og som er betegnet med 22a. Bevegelsen av stempelstangen 28 mot høyre bevirker at leddarmene 20 dreier seg mot urviseren, men denne gangen om et svingepunkt som dannes av bolten 87. Denne bevegelse av leddarmene 20 vil bevirke at styresleiden 50 går mot høyre helt til den når den utbalanserte stilling eller null-' stillingen. Nå vil stempelets 26 bevegelse stoppe, og roret holdes fast helt til et signal igjen overføres for forskyvning av sleiden 50 fra nullstillin-en.. Dersom en av kablene 92 beveger leddarmene 20 med urviseren om bolten 82, vil styresleiden 50 bevege seg mot høyre, slik det går frem av fig. 4, hvorved trykkåpningen 71 lukkes og reservoaråpningen 74 åpnes. Dette fører til trykkfall i kammeret 38, og stempelet 26 vil bevege seg mot venstre helt til styresleiden 50

igjen har nådd nullstullingen ved at leddarmene 20 dreier seg med urviseren om bolten 87- I utførelseseksempelet er roret lagt midtskips når stempelet 26 befinner seg omtrent midt i det kammer som dannes inne i sylinderen 24.

Ventilen 24 er som før nevnt svingbart montert på sylinderen 24. Dette er nødvendig fordi den vertikale avstand mellom bolten 82 og blokken 58 vil endre seg ettersom leddarmene 20 svinger om boltene 82 eller 87. Svingeforbindelsen mellom ventilen 14 og sylinderen 26 tillater en rettlinjet resiproserende bevegelse av stangen 52 over bevegelsesområdet til leddarmene 20.

Når skipet styres av autopiloten, vil den roterende bevegelse av kabelen 98 og navet 99 bevirke at stangen 52 roterer i mutteren 58. Derved vil styresleiden 50 beveges i den ene eller andre retning. Dette bevirker igjen en økning eller redusering av trykket i kammeret 38, som foran beskrevet. Tilsvarende vil stempelet 26 bevege seg, og styresleiden 50 vil beveges tilbake til nullstilling via leddarmene 20: Automatstyringen beveger styresleiden i styresylinderen 44 ved hjelp av en roterende bevegelse, mens den manuelle styring bevirker en bevegelse av styresleiden som følge av en lineær bevegelse i styreinnretningen. I begge tilfeller vil resultatet være det samme.

Når fartøyet styres av autopiloten, vil en bevegelse i en av kablene 92 med én gang medføre at leddarmene 20 overvinner det signal

■.som autopiloten gir. Dette er en fordel i nødssituasjoner hvor man må gripe til manuell styring.

Systemet er konstruert slik at ved en hydraulisk svikt kan styringen foregå mekanisk. I den forbindelse vises det til fig. 1.

Når leddarmene beveges mot venstre eller mot urviseren, vil styresleiden samtidig beveges mot venstre som nevnt tidiigereT r tilfe~Tle av en hydraulisk svikt vil imidlertid styresleiden kunne beveges helt mot venstre, dvs. helt til endeflaten støter an mot pluggen 53.

Svingepunktet som representeres av boltene 84,. vil da bli et fast svingepunkt-,—og en f or t s at t-b e vegel se—av -leddarmene— 2.0—i—samme-~ret- -

ning vil bevirke at stempelet 26 går utover, dvs. mot høyre på teg-ningen. Det samme skjer dersom leddarmene svinges til høyre og styresleiden 50 går til anslag mot endepluggen 54. Også da blir svingepunktet 84 et fast svingepunkt, og en fortsatt bevegelse av leddarmene 20 vil bevirke at stempelet 26 går innover igjen i sylinderen 24.

Claims (3)

1. Anordning ved et styresystem for fartøyer og kjøretøyer hvor styreinnretningen påvirkes av en hydraylisk arbeidssylinder hvis pådrag/ avlastning skjer gjennom en sleideventil som kan stilles fra en autopilot henholdsvis ved manuell betjening av en styrestand, karakterisert ved at arbeidssylinderens (12) ene stempelside ■påvirkes av en konstant kraft, mens den andre 'Stempelsiden står i forbindelse med sleideventilen (14), at det på arbeidssylinderens stempelstang (28) er dreibart montert (82) en stang (20) hvis andre ende (86) er dreibart forbundet (87) med en eller flere styrekabler fra manuelle styrestander (l6a,b,c), ved at sleidens forlengelse (52) ut av ventilhuset er dreibart forbundet med stangen (20) mellom de to nevnte dreiesteder (82 og 87 )5 og ved en innretning hvormed sleiden kan stilles fra autopiloten (18) uavhengig av sleidens forbindelse med stangen (20), idet en manuelt innledet bevegelse av stangen (20) vil overdøve autopilotens styrebevegelse.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte innretning innbefatter en med en gjengeboring forsynt blokk (58) som er dreibart opplagret (84) i armen (20), et gjenget avsnitt (56) på sleideforlengelsen (52), hvilket avsnitt (56) er skrudd inn i gjengeboringen i blokken (58), og en drivforbindelse (98) mellom sleideforlengelsen og en av autopiloten styrt, roterende motor (96).

3. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at ventilhuset (44) har to endevegger som danner anslag for sleiden (50) slik at i tilfelle av hydraulisk svikt kan dreieforbindelsen mellom sleideforlengelsen (52) og stangen (20) omdannes til et fast omdreiningspunkt for stangen (20), hvorved stangen (20) direkte kan påvirke stempelstangen (28) i arbeidssylinderen for bevegelse av styreinnretningen (22).