NO131120B

NO131120B -

Info

Publication number: NO131120B
Application number: NO03663/72A
Authority: NO
Inventors: Trepka K No Von
Original assignee: Von Trepka K
Priority date: 1972-10-12
Filing date: 1972-10-12
Publication date: 1974-12-30
Also published as: GB1434567A; NO131120C; US3906881A

Description

Anordning ved automatisk selvstyringsanlegg for båter. Device for automatic self-steering systems for boats.

Oppfinnelsen vedrører en anordning for automatisk styring av båter The invention relates to a device for automatic steering of boats

ved hjelp av en viss vindstyrke, uansett fra hvilken retning denne kommer. with the help of a certain wind force, regardless of the direction from which it comes.

Det er tidligere kjent å anvende forskjellige selvstyringsonlegg, It is previously known to use different self-steering systems,

men felles for de fleste er at de er meget kompliserte i sin oppbygning, de er vanskelige å montere og er lite effektive i svak vind, samtidig som de faller uforholdsmessig dyre i anskaffelse, De flekte kjente anlegg har som hovedkomponenter et vindskjold eller en vindhane og et servoror. Kraft overføringen fra vindlianen til sorvororet skjer vanligvis ved hjelp av tannhjuls- og stagoverføringer. Disse utførelser representerer et betydelig krafttap og reduserer derved servororets utslag samtidig som det krever en nøye og spesiell mon-tering. Videre kreves det en konsentrert oppbygning i nær tilknytning til båtens hovedror, samtidig som anleggene er sårbare overfor tau-verk og lignende. but what most of them have in common is that they are very complicated in their structure, they are difficult to assemble and are not very effective in light winds, while at the same time they are disproportionately expensive to acquire. a servo rudder. The power transmission from the wind turbine to the rotor is usually done by means of gear and rack transmissions. These designs represent a significant loss of power and thereby reduce the servo rudder's output, while requiring a careful and special assembly. Furthermore, a concentrated structure is required in close proximity to the boat's main rudder, at the same time that the facilities are vulnerable to rope works and the like.

Fra fransk patent nr. 1.317.974- er det kjent en anordning som mulig-gjør automatisk styring av en båt på en valgt kurs ved vindens hjelp. De karakteriserende trekkene omfatter overføringer fra en hengslet plate som er anbragt utsatt for vindens påvirkning og er svingbar om en vertikal, horisontal eller skråttstillet aksel. Overføringen av platens bevegelser skjer hydraulisk gjennom en rekKe ledd direkte til båtens hovedror. Overføringen trer også i funksjon ved en manuell betjening av rorkulten. Patentets karakteristiske trekk omfatter videre en anordning som muliggjør en manuell omstilling av nevnte plate fra en vertikal eller horisontalhengslet stilling til en skrårettet heng-sling uten at denne omstilling influerer på den hydrauliske over-føringsmuligheten for styring av båtens hovedror. From French patent no. 1,317,974, a device is known which enables automatic steering of a boat on a chosen course with the help of the wind. The characterizing features include transmissions from a hinged plate which is placed exposed to the influence of the wind and is pivotable about a vertical, horizontal or inclined shaft. The plate's movements are transmitted hydraulically through a series of links directly to the boat's main rudder. The transmission is also activated by manual operation of the tiller. The patent's characteristic features further include a device which enables a manual adjustment of said plate from a vertical or horizontally hinged position to an inclined hinge without this adjustment influencing the hydraulic transfer option for controlling the boat's main rudder.

ira fransk patent nr. 1.403.74-3 er det kjent å benytte en styreenhet med en svingbar vindhane som har et servoror av konvensjonell typ» ira French patent no. 1.403.74-3 it is known to use a control unit with a swiveling vane which has a servo rudder of a conventional type"

som den kan påvirke ved hjelp av tannhjul og leddede armer samt et gyroskop som roterer på grunn av båtens relative hastighet til vinden. Im år vinden skifter retning og derved frembringer en liten dreining av vinaiianen, vil gyroskopet frembringa en vridning av en aksel hvorved et sex^voror slår ut og dette øker vindhanens utslag. i.ærv;a?ende patentsøknad omfatter en kombinasjon av en avbalansert skråttstillet styreenhet som er forsynt med flaps for å øke effekten av en sidevinds virkning på styreenheten, en overføringsanordning som virker mekanisk gjennom en strekk/trykk wire i en bøyelig strømpe og et doobeltvegget servoror som er anbragt i hengslet stilling på hovedroret. which it can influence using gears and articulated arms as well as a gyroscope that rotates due to the boat's relative speed to the wind. When the wind changes direction and thereby produces a slight rotation of the wind vane, the gyroscope will produce a twist of an axis whereby a sex^voror strikes out and this increases the vane's output. The pending patent application comprises a combination of an unbalanced inclined steering unit which is provided with flaps to increase the effect of a crosswind on the steering unit, a transfer device which acts mechanically through a tension/push wire in a flexible stocking and a double-walled servo rudder which is placed in a hinged position on the main rudder.

De fordeler som denne Kombinasjon fremviser er følgende: The advantages that this combination presents are the following:

1. Ved at styreenheten har en vindhane som er opplagret i en gaffel i en vinkel på ca 22° med horisontalplanet, vil vindens angrepsflate på vindhanen avta til null ved en bestemt dreining av denne. Ror-utslagets størrelse blir derved uavhengig av vindstyrken og kun av-hengig av sidevindens vinkel. 2. iiin annen fordel som oppnåes på grunn av vindhanens skråttstillelse er at dens vinkeldreining blir flere ganger større enn vindens for-andrede vinkel og den vil derfor yde 5-7 ganger større energi under dreiningen enn en vertikalstående vindhane med den samme flaten. 3..in annen fordel er den at når båten svinger tilbake til riktig kurs, vil vinden treffe undersiden av vindhanens flate og derved rette opp denne hvorved rorutslaget avtar og hindrer overstyring. 1. As the control unit has a wind vane which is stored in a fork at an angle of approx. 22° with the horizontal plane, the wind's attack surface on the vane will decrease to zero when it is turned in a certain way. The size of the rudder stroke is thereby independent of the wind strength and only dependent on the angle of the crosswind. 2. Another advantage achieved due to the tilting of the wind vane is that its angular rotation is several times greater than the wind's changed angle and it will therefore provide 5-7 times more energy during the rotation than a vertical wind vane with the same surface. 3..another advantage is that when the boat turns back to the correct course, the wind will hit the underside of the wind vane's surface and thereby straighten it, whereby the rudder stroke decreases and prevents oversteering.

4-, Anbringelse av faststående flaps i en bestemt vinkel og med luft-spalter til vindhanen, øker vindhanens effekt opp til 10 ganger og arealet av vindhanens flate kan derved reduseres. 4-, Placement of fixed flaps at a certain angle and with air gaps to the wind vane increases the wind vane's effect up to 10 times and the area of the vane's surface can thereby be reduced.

3. Vea at overføringsanordningen mellom styreenheten og servororet er lagt i en bøyelig strømpe istedenfor å benytte en rekke hydrauliske pumper og leddforbinnelser, blir anordningen vesentlig billig-ere, mere driftsikker og tar mindre plass samtidig som den letter anbringelsen av styreenheten i forhold til kjente utførelser» 3. Considering that the transmission device between the control unit and the servo rudder is placed in a flexible stocking instead of using a series of hydraulic pumps and joint connections, the device becomes significantly cheaper, more reliable and takes up less space, while at the same time facilitating the placement of the control unit compared to known designs »

6. Ved å benytte et hengslet servoror for enden av hovedroret som kan låses manuelt ved hjelp av en låseanordning til en brsresøyle og samtidig reguleres ved et wirefeste slik at servororet dreies i en viss vinkel med hovedroret, kan man kompensere for båtens tendens til å svinge opp mot vinden. 7o Ved at servororet er utført som et dobbeltror, oppnår man større pressflater og en tilsvarende høyere svingeeffekt. 8. Ved at styreenheten er forsynt med en motvekt, vil dette motvirke tendens til overstyring. 9. Komponentvalg og deres kombinasjoner muliggjør en meget enkel fjernstyring fra cockpiten. 6. By using a hinged servo rudder at the end of the main rudder which can be locked manually using a locking device to a steering column and at the same time regulated by a wire attachment so that the servo rudder is turned at a certain angle with the main rudder, you can compensate for the boat's tendency to swing up against the wind. 7o Because the servo rudder is designed as a double rudder, larger pressure surfaces and a correspondingly higher turning effect are achieved. 8. As the control unit is equipped with a counterweight, this will counteract the tendency to oversteer. 9. Component selection and their combinations enable very simple remote control from the cockpit.

Jii't utførelseseksempel på oppfinnelsen er vist på figurene 1-4-, hvor fig. 1 viser anordningen montert på en båt, sett fra siden, fig» 2 viser stort sett det samme, sett fra motsatt side, fig. 3 viser anordningen sett bakfra og figurene 4, 5 og 6 viser detaljer0 Anordningen består av to hovedkomponenter, en vindhane 1 og et servoror 10. Vindhanen er slik opplagret at den både kan dreies rundt i vertikalplanet og svinges sideveis i horisontalplanet. Den sideveis svingningen skjer ikke nøyaktig i horisontalplanet, men ca 22° diagonalt. Vindhanen har en lagring 20 i en gaffel 17 som er festet diagonalt til en hylse 23 som er anordnet dreibart på en vertikalstående baeresøyle 18 som er festet til båten ved hjelp av en feste-brakett 19» Vinkelrett til vindhanen 1 og til dennes akse 20 er det festet en kort, spaltet arm 3, hvor kraftoverføringen mellom vindhanen 1 og servororet 10 er regulerbart ved festet 6. Kraftoverføring skjer ved bruk av en fleksibel wire 16 i en strømpe 22. Ved feste-punktet 6 er wiren forsynt med en frikobling 7 som bevirker at vindhanen kan dreies rundt uten at wiren skades, idet denne utelukkende påvirkes av trykk og/eller strekk. Til vindhanens nederste del er det anordnet en låseanordning 3 som er beregnet til å blokere vindhanen i en vertikal stilling når anlegget ikke benyttes. Servororet 10 blir da stående i den samme retningen som hovedroret 11. Vindhanen er forsynt med en regulerbar balansevekt 2 og er i bakkant forsynt med to smale, vertikalstående ribber eller flaps 8. Disse er slik montert at det mellom disse og vindhanen oppstar en åpen luftspalte 9» Flapsene har en vinkel på 60° i forhold til vindhanen. Gaffelens 17 bærehylse 23 er forsynt med en låseanordning 4 for fastlåsning til den vertikale bæresøylen 18 når anlegget skal brukes. Låseanoraningen må da frigjøres. Wirens ib strømpe 22 er i sin nederste ende 12 festet til hovedroret 11, Wiren er ved en anordning 13 festet til servororet 10. Dette er ved en tapp 21 opplagret til hovedroret på An exemplary embodiment of the invention is shown in figures 1-4, where fig. 1 shows the device mounted on a boat, seen from the side, fig. 2 shows largely the same, seen from the opposite side, fig. 3 shows the device seen from behind and figures 4, 5 and 6 show details0 The device consists of two main components, a wind vane 1 and a servo rudder 10. The vane is stored in such a way that it can both be turned around in the vertical plane and swung sideways in the horizontal plane. The lateral oscillation does not occur exactly in the horizontal plane, but about 22° diagonally. The wind vane has a bearing 20 in a fork 17 which is attached diagonally to a sleeve 23 which is arranged rotatably on a vertical support column 18 which is attached to the boat by means of a fastening bracket 19" Perpendicular to the wind vane 1 and to its axis 20 is a short, split arm 3 is attached, where the power transmission between the wind vane 1 and the servo rudder 10 is adjustable at the attachment 6. Power transmission takes place using a flexible wire 16 in a stocking 22. At the attachment point 6, the wire is provided with a release 7 which means that the wind tap can be turned around without the wire being damaged, as this is solely affected by pressure and/or tension. A locking device 3 is arranged at the lower part of the wind cock, which is designed to block the wind cock in a vertical position when the system is not in use. The servo rudder 10 is then positioned in the same direction as the main rudder 11. The wind vane is equipped with an adjustable balance weight 2 and is provided at the rear edge with two narrow, vertical ribs or flaps 8. These are mounted in such a way that an open air gap arises between them and the vane 9" The flaps have an angle of 60° in relation to the wind vane. The support sleeve 23 of the fork 17 is provided with a locking device 4 for locking to the vertical support column 18 when the system is to be used. The locking mechanism must then be released. The wire's stocking 22 is at its lower end 12 attached to the main rudder 11, the wire is attached to the servo rudder 10 by a device 13. This is supported by a pin 21 to the main rudder on

en sådan måte at 25/o av roret er foran tappen. Servororet er slik utformet at det er åpent for gjennomstrømning av vann. Det består av to sidevegger 14 og to ende stykke r 15* Mr anlegget ikke benyttes, sperres vindhanens låseanordning 3» i£n låseanordning 4 på gaffelens bærehylse 23 er da frigjort slik at vindhanen kan dreies fritt rundt i vinden, men uten å kunne svinge sideveis. Kraftoverføringswiren påvirkes da ikke og servororet står i den samme stillingen som hovedroret. hår anlegget skal benyttes, frigjøres vindhanens låseanordning 3, slik at vindhanen kan svinge sideveis under påvirkning av vinden. Låse anordningen 4 må da sperres etterat vindhanen er dreid i ønsket stilling i forhold til vindretningene Vindhanen vil da ikke kunne dreies rundt, men bare kunne svinges sideveis. Den vil da via den spaltede armen 5 utøve et trekk eller trykk på kraftoverføringswiren 16 slik at servororet 10 dreies mot babord eller styrbord hvorved hovedroret tvinges til å dreie i motsatt retningo Når båten er lagt på ønsket kurs, dreies vindhanen og blokkeres. Så lenge som båten holder riktig kurs, står vindhanen i en vertikal stilling og påvirker ikke servororet, men straks båten kommer ut av kurs, vil vinden trykke vindhanen sideveis. Wiren 16 vil da påvirkes slik at servororet slår ut og dreier hovedroret i motsatt retning og båten Yll automatisk styres tilbake på riktig kurs. Som en følge av at vindhanens akse 20 er anordnet diagonalt, vil vindens angrepsflate på vindhanen avta til null ved et bestemt overlegg av vindhanen og dette sammen med balanse-loddet 2 vil bidra til at båten styres på riktig kurs. Ved at vindhanen er anordnet diagonalt, vil svingevinklen bli meget større enn om vindhanen hadde stått vertikalt. På grunn av den fleksible wire-overføring, kan vindhanen monteres fritt hvor det måtte være mest hensiktsmessig og uavhengig av nær tilknytning til hovedroret . Anordningen kan således opereres fjernstyrt fra styrehuset. such a way that 25/o of the rudder is in front of the pin. The servo rudder is designed in such a way that it is open for the flow of water. It consists of two side walls 14 and two end pieces r 15* When the system is not in use, the wind cock's locking device 3 is locked in the locking device 4 on the fork's carrying sleeve 23 is then released so that the wind cock can be turned freely in the wind, but without being able to swing sideways. The power transmission cable is then not affected and the servo rudder is in the same position as the main rudder. hair the system is to be used, the wind cock's locking device 3 is released, so that the wind cock can swing sideways under the influence of the wind. The locking device 4 must then be blocked after the windcock has been turned into the desired position in relation to the wind directions. The windcock will then not be able to be turned around, but only able to be swung sideways. It will then, via the split arm 5, exert a pull or pressure on the power transmission wire 16 so that the servo rudder 10 is turned to port or starboard, thereby forcing the main rudder to turn in the opposite direction. When the boat is set on the desired course, the wind vane is turned and blocked. As long as the boat keeps the correct course, the wind vane is in a vertical position and does not affect the servo rudder, but as soon as the boat goes off course, the wind will push the vane sideways. The wire 16 will then be affected so that the servo rudder switches out and turns the main rudder in the opposite direction and the boat Yll is automatically steered back on the correct course. As a result of the wind vane's axis 20 being arranged diagonally, the wind's attack surface on the vane will decrease to zero at a specific overlay of the vane and this, together with the balance plumb line 2, will contribute to the boat being steered on the correct course. As the wind vane is arranged diagonally, the turning angle will be much greater than if the van had been standing vertically. Due to the flexible wire transmission, the wind vane can be mounted freely where it is most appropriate and independent of close connection to the main rudder. The device can thus be operated remotely from the wheelhouse.

Claims

1. Device for automatic self-steering systems for boats where a wind vane is used whose movement is transferred to a rudder, characterized in that the vane (1) is tilted and diagonally pivotable and provided with flaps (8), a transmission device that works mechanically through a stretch/pressure wire (16) in a flexible stocking (22) and a double-walled servo rudder (10) which is placed in the hinged position on the main rudder (11).

20 Device as stated in claim 1, characterized in that flaps (8) are placed on the wind vane (1) on each side of this and with an air gap (9) between the wind vane and the flaps.

3. Device as specified in claims 1 and 2, characterized in that the servo rudder (10) can be regulated and locked at a certain angle in relation to the main rudder (11) by means of an adjustable wire attachment (12), a locking device (3) and a locking device (4).