NO146885B - Anordning for aa bestemme et skips posisjon i dokk ved dokksetning - Google Patents

Abstract

nordning for å bestemme et skips posisjon i dokk ved dokksetning.

Description

Hydraulisk f jernstyringsanlegg.

Oppfinnelsen angår et hydraulisk f jernstyringsanlegg med en senderstasjon omfattende en trykkreduksjonsventil, hvis avløpstrykk er trinnløst innstillbart ved hjelp av et manøvreringsorgan, og en mottagerstasjon omfattende en hydraulisk sylinder med to på hver sin side av et i sylinderen trinnløst forskyvbart stempel beliggende arbeidskammere, hvorav det ene kammer er tilsluttet reduksjonsventilens avløpsside gjennom en hydraulisk fjernledning, mens det annet kammer er tilsluttet et trykkløst område, og hvor stempelet videre er påvirket av en mot oljetrykket virkende progressiv tilbakeføringskraft.

Anlegget ifølge oppfinnelsen er kjenne-tegnet ved at det mellom den hydrauliske sylinders to arbeidskammere er anordnet en forholdsvis snever strømningspassasje med på forhånd bestemt tverrsnittsareal, hvilket areal har en maksimumverdi i den stilling av stempelet hvori tilbakeføringskraften er minst, og avtar med voksende tilbakefør-ingskraft.

Dette sikrer først og fremst at stempelet ved en reduksjon av det på manøvrer-ingsorganet innstilte avløpstrykk fra reduksjonsventilen, kan forskyves av tilbake-føringskraften uten hindring av den hydrauliske væske, som har mulighet for å unnvike gjennom den nevnte strømnings-passasjen, mens væsken normalt ikke kan strømme tilbake gjennom trykkreduksjons-ventilen. Oppfinnelsen gjør det således mulig på en konstruktivt enkel måte å komme frem til en trinnløs innstilling av stempelets posisjon, og dermed av et til stempelet koblet organ, ved hjelp av et manøvreringsorgan som påvirker en helt vanlig trykkreduksjonsventil. Ved oppfinnelsen oppnås også den fordel at det under anleggets drift gjennom den nevnte strøm-ningspassasje konstant foregår en begrenset strømning av den hydrauliske væske som ikke bare motvirker luftansamlinger i ledningssystemet, men også sikrer en passende temperatur i hele systemet og dermed en passende viskositet for den hydrauliske væske, idet denne vil få en viss opp-varmning i den pumpe som opprettholder trykket på reduksjonsventilens tilløpsside. Den foreskrevne variasjon av strømnings-passasjens tverrsnittsareal sikrer at strøm-ningsmotstanden i passasjen er avpasset til de ved stempelets vandringer opptredende forandringer i tilbakeføringskraften, og at den ovennevnte væskemengde som under anleggets drift strømmer gjennom passasjen, i det vesentlige holdes konstant, fordi passasjens tverrsnittsareal avtar med voksende avløpstrykk fra reduksjonsventilen. Dette forhold er betydningsfullt for opp-rettholdelse av ensartet temperatur og viskositet i den hydrauliske væske ved for-skjellige innstillinger av manøvreringsor-ganet og dermed av stempelet i den hydrauliske sylinder.

Det er fra hydrauliske og pneumatiske arbeidssylindre hvis stempel kun forskyves mellom sine to ytterstillinger, kjent å ha en passasje mellom de to arbeidskammere i sylinderen. Disse kjente passasjer tjener til å sikre en trykkutligning mellom de to kammere i stempelets ene ytterstilling og har således en helt annen funksjon enn passasjen ifølge foreliggende oppfinnelse.

I henhold til et ytterligere trekk ved oppfinnelsen kan strømningspassasjen ut-gjøres av klaringen mellom en med sylinderaksen parallell boring i stempelet og en gjennom boringen gående styretapp som er festet i sylinderen og har varierende tverrsnittsareal. Denne utførelsesform har den ytterligere fordel at den nevnte tapp for-uten å tilveiebringe passasjen mellom de to kammere, hindrer stempelet i å dreie seg i sylinderen, noe som ofte er ønskelig, samtidig med at tappen kan erstatte en drener-ingskanal fra stempelstangens gjennomfør-ing gjennom sylinderbunnen.

Oppfinnelsen blir i det følgende beskrevet nærmere under henvisning til tegningen, der: Fig. 1 viser et snitt gjennom en i et anlegg ifølge oppfinnelsen inngående dobbelt-virkende bevegelsesmekanisme for innstilling av en stillbar propells blad,

fig. la et utsnitt i større målestokk av det i fig. 1 viste,

fig. 2 et tilsvarende snitt gjennom en i et annet anlegg ifølge oppfinnelsen inngående omdreiningsregulator for en forbrenningsmotor,

fig. 3 et lengdesnitt gjennom manøv-reringsdelen for den i fig. 1 viste mekanisme,

fig. 4 et snitt etter linjen IV—IV i fig. 3,

fig. 5 et snitt etter linjen V—V i fig. 3,

fig. 6 et til fig. 5 svarende snitt med manøvreringsorganet vist i en annen stilling og med visse deler utelatt,

fig. 7 et til fig. 5 svarende snitt gjennom manøvreringsdelen for den i fig. 2 viste regulator,

fig. 8 et til fig. 6 svarende snitt i denne utførelsesform, og

fig. 9 et til fig. 4 svarende bilde av ut-førelsesformen ifølge fig. 7 og 8.

Den i fig. 1 viste bevegelsesmekanisme for en stillbar propell består av en dobbelt-virkende sylinder 11, som ved sine ender har innløp 12 og 13 for ikke viste fluidumled-ninger. Et stempel 14 er bevegelig frem og tilbake i sylinderen og dets stempelstang 15 rager ut gjennom sylinderen i begge ender. Ved den i fig. 1 nederste ende er stempelstangen gjennom en innstillbar skruefor-bindelse 16 forbundet med et hode 17 på en ikke nærmere vist innstillingsmekanisme for propellbladenes stigning. En tilhørende arm 18, som er dreibar om et punkt 19, griper med en glidesko 20 inn i en avlang sliss 21 i hodet 17.

Når stempelet 14 og dermed hodet 17 forskyves frem eller tilbake, dreies armen 18 omkring punktet 19, og armen 18 bevir-ker på forøvrig kjent måte den ønskede innstilling av propellbladene.

Den oppadvendende ende av stempelstangen 15 er ført tett gjennom sylinderens 11 deksel 22 og har en forlengelse 23, som ved sin ytterste ende er gjengeskåret. Ved overgangen til den tynnere del 23 ligger stempelstangen mot bunnen av- en boring i en rørformet fj æring 24 for en skruetrykk-fjær 25. Ved sin annen ende har fjæren 25 en fjærføring 26, hvis aksiale bevegelse langs stempelstangens forlengelse 23 er begrenset av en med forlengelsens 23 gjen-ger samvirkende mutter 28 og en kontramutter 27.

I den på tegningen viste stilling av me-kanismens deler ligger fjærføringen 26 videre mot bunnen av en hette 29, som om-slutter fjæren 25 og som er skrudd inn i et oppadragende, rørformet nav på sylinder - dekselet 22. Hettens 29 stilling er sikret ved hjelp av en kontramutter 30.

I den på tegningen viste midtstilling av stempelet 14, som svarer til propellbladenes nøytrale midtstilling, har fjæren 25 hen-siktsmessig en viss forspenning, som er fastlagt ved innstillingen av hettens 29 og fjærføringens 26 aksiale stilling. Når det gjennom et av innløpene 12 og 13 utøves et fluidumtrykk på stempelets ene side, samtidig med at det annet fluiduminnløp for-bindes med et trykkløst område, forskyves stempelet bort fra midtstillingen under sammentrykking av fjæren 25, og samtidig dreies armen 18, hvorved propellbladene innstilles til å drive skipet forover eller akterover, avhengig av forskyvningens retning. Størrelsen av armens 18 dreining er entydig bestemt av det trykk som utøves på stempelets 14 aktive side, således at det til ethvert tilført fluidumtrykk — inntil det trykk hvor fjæren 25 er helt sammentryk-ket — svarer en ganske bestemt stilling av armen 18 og dermed av propellbladene.

I sylinderens 11 innvendige vegg finnes en relativt smal rille 110, som er vist i større målestokk i fig. la. Rillen er i lengdesnitt dobbelt kileformet, idet den har en maksimal dybde ved midten av sylinderens effektive lengde, svarende til den i fig. 1 viste stilling av stempelet 14, hvorfra dybden avtar gradvis mot begge ender av sylinderflaten. Gjennom denne rille vil det strømme en viss begrenset mengde olje utenom stempelet 14, slik at det under alle forhold foregår en begrenset sirkulasjon av olje gjennom det samlede system, inklu-sive den ikke viste oljepumpe, regjerings-organet for innstilling av fluidumtrykket, og de til fluiduminnløpene 12 og 13 slut-tede ledninger.

Lekkasjerillens 110 funksjon er i før-ste rekke å sikre at fjæren 25 alltid kan forskyve stempelet 14 og den tilsluttede mekanisme tilbake til den i fig. 1 viste stilling når fluidumtrykket reguleres ved hjelp av det i det følgende beskrevne og i fig. 3 til 6 viste manøvreringsorgan, som innbe-fatter en trykkreduksjonsventil som ikke tillater returstrømning av oljen. Da dybden av lekasjerillen 10 er størst i den viste stilling, hvor fjærpåvirkningen på stempelet 14 er minst, og avtar med voksende sammentrykking av fjæren 25, varierer strøm-ningsmotstanden for den gjennom rillen omkring stempelet 14 strømmende oljemengde i samme forhold som fjærkraften.

Den nevnte konstante sirkulasjon av en liten oljemengde gjennom hele systemet er også fordelaktig hvor de tilsluttede ledninger eller en del av disse er utsatt for sterk kulde, idet det ved oljestrømningen stadig tilføres varme med den under trykk leverte olje, slik at det opprettholdes en passende viskositet av oljen.

Fig. 2 viser oppfinnelsen anvendt for innstiling av en regulator for brenselstil-førselen til en forbrenningsmotor. På regulatoren, som ikke er vist i detalj, er den vanlige regulatorhette for mekanisk regu-lering erstattet med en hette 31 som bærer en fluidumsylinder 32. Regulatorens fjær 33 ligger an mot en fjærføring 34, som ved hjelp av en gjenge er innstillbart fastgjort til en stempelstang 35, som bærer et stempel 36 i sylinderen 32. Stempelstangen 35 er ført videre ut gjennom sylinderens 32 øverste ende og en travers 37 er fastgjort til stempelstangen 35 med dreibarhet om en på stempelstangens akse vinkelrett tapp 38. Ved begge ender er traversen 37 utformet med avrundede fremspring, som ligger mot bunnen av en konisk boring i to fjærførin-ger 39 for to skruetrykkfjærer 40. To fjær-førineer 41 ved fjærenes motsatte ender er innstillbare ved hjelp av stilleskruer 42, som samvirker med gjengeskårne hull i hetten 31. Stilleskruenes innstilling fikseres ved hjelp av kontramuttere 43.

Fluidumsylinderen 32 har et fluidum-innløp 44 til arbeidskammeret over stempelet 36 og et fluidumutløp 45 til arbeidskammeret under stempelet. Ved hjelp av et i det følgende beskrevet manøvrerings-aggregat kan det tilføres trykkfluidum ved innløpet 44, samtidig med at utløpet 45 er forbundet med et trykkløst område, og herved trykkes stempelet 36 nedad mot fjærene 40 og regulatorfjæren 33, dvs. at mo-torens omdreiningstall settes opp. Avhengig av fjær karakteristikkene vil stempelet 36 innta en ganske bestemt stilling, svarende til et bestemt omdreiningstall for hver verdi av det tilførte fluidumtrykk, som således entydig fastlegger den innstilte motor - hastighet.

Stempelet 36 styres i sylinderen 32 ved hjelp av en glatt tapp 111, som er fastgjort i sylinderen og som passerer gjennom et sy-lindrisk hull i stempelet 36. Tappen 111 er svakt konisk på en slik måte at dens spillerom i hullet i stempelet 36 er størst i den viste stilling, hvor kraften fra fjærene 40 er minst. Ved sin nederste ende har tappen 111 litt større diameter, og dermed tilsvarende minsket spillerom i stempelet 36. Tappen 111 virker som en kontrollert lekasje med den i fig. 1 og la viste rille 110, og strømningsmotstanden er på tilsvarende måte størst når fjærkraften på stempelet har sin maksimale verdi.

Tappen 111. som er skrudd fast i toppen av sylinderen 32, tjener videre som dren-skrue, idet den har en aksial boring 112 som oventil, gjennom en tverrboring 113, står i forbindelse med en rille 114 i sylinderens 32 nav hvor stempelstangen 35 er ført gjennom. Ved tap<p>ens 111 nederste ende er boringen 112 i forbindelse med rommet under stempelet 36 og dermed med utløpet 45, slik at det er tilveiebrakt en avdrening av olje som eventuelt under trykk trenger ut fra det øverste kammer i sylinderen 32 langs stempelstangen 35.

Regulatoren kan ennvidere være for-synt med en, ikke vist, mekanisme for ma-nuell innstilling av omdreiningstallet, og denne mekanisme kan påvirke den øverste ende av stempelstangen 35. Ved hjelp av denne mekanisme kan man under utn<y>t-telse av fiærføringens 34 aksiale innstill - barhet i forhold til stempelstangen 35 inn-stille regulatorens maksimale omdreiningstall og tomgangsomdreiningstall. Med stil-leskruene 42 kan fjærene 40 innstilles til en

ønsket forspenning i stempelets øverste

stilling svarende til tomgangsomdreinings-tallet.

Fig. 3—6 viser et manøvreringsaggre-gat som kan benyttes i forbindelse med det i fig. 1 viste dobbelte innstillingsaggreeat. Manøvreringsaggregatet består av en trykk-reguleringsventil 51 med en sylinder 52 og

en aksialt forskyvbar glider 53, som rager ut av sylinderen ved sin ene ende hvor den

gjennom en fjærføring 54 er påvirket av en styrefjær 55. Fjæren 55 ligger ved sin annen ende an mot en fjærføring 56, som samvirker med en konisk tapp 57 på en vippearm 58. Vippearmen 58 er dreibar om en tapp 59 ved enden av en i sylinderen 52 innstillbart fastgjort holder 60.

Vippearmens 58 annen ende er dreibart forbundet med en gaffel 61, som er innstillbart forbundet med en støtstang 62. Støt-stangen 62 strekker seg parallelt med sylinderen 52 og er ved sin motsatt vippearmen 58 liggende ende utformet med et avlangt hull 63, slik at støtstangen kan gli styrt av en aksel 64. Til akselen 64 er umid-delbart under støtstangen 62 fastgjort en kurveskive 65 og deretter et manøvrerings-håndtak 66. Akselen 64 er videre i ett stykke med et ventillegeme 67 i et ventilhus 68, som er fastgjort til sylinderens 52 øverste ende. En rulle 69 er ved hjelp av en bryst-skrue 70, om hvilken rullen kan dreie, fastgjort til støtstangen 62. En mellom vippearmen 58 og sylinderen 52 utspent trekk-fjær 71 holder rullen 69 trykket mot kurveskiven 65.

Reduksjonsventilens 51 sylinder 52 har et innløp 72 for trykkfluidum, som f.eks. kan være olje fra en til anlegget hørende smøreoljepumpe, som leverer olje med et passende høyt trykk. Sylinderen har videre et med oljesystemets tank forbundet ut-løp 73 for drenolje. Glideren 53 har på vanlig måte fra sin øverste ende et bunnhull 74, se fig. 5, og et antall tverrboringer 75, som munner ut i boringen 74. Ved strupin-gen av den gjennom innløpet 72 og borin-gene 75 til rommet over glideren 53 strøm-mende olje reduseres innløpstrykket til den av fjærens 55 fjærkraft bestemte utløps-verdi. Rommet 76 i sylinderen 52 over glideren er i forbindelse med det indre av ventilhuset 68, og ventilhuset har to utløp 77 og 78, som ved dreining av ventillegemet 67 valgfritt kan bringes til å kommunisere med rommet 76 over glideren 53.1 ventilhusets ene deksel 79 finnes ennvidere en ut-løpsåping 80, som er forbundet med oljesystemets tank. Som særlig vist i fig. 5 og 6 er ventillegemet 67 slik utformet at rommet 76 i manøvreringshåndtakets 66 midtstilling er avsperret fra begge utløpene 77 og 78, og at disse utløp gjennom en sentral boring 81 i ventillegemet er i forbindelse med utløpsåpningen 80. Når håndtaket 66, som vist i fig. 6, dreies til den ene side, etablerer ventillegemet 67 en forbindelse fra rommet 76 til det ene utløp 77, mens det annet utløp 78 stadig er i forbindelse med utløpsåpningen 80.

Ved håndtakets 66 dreining dreies sam-

tidig den til akselen 64 fastgjorte kurveskive 65, som er utformet slik at radius fra omdreiningspunktet til berøringspunktet med rullen 69 vokser jevnt til begge sider fra midtstillingen. Når håndtaket 66 inn-tar den i fig. 6 viste stilling, er støtfan-geren 62 derfor forskutt nedad, og gjennom vippearmen 58 er fjæren 55 blitt spent. Det i rommet 76 over glideren 53 herskende trykk er derved øket tilsvarende.

Manøvreringsaggregatets to utløp 77 og 78 er gjennom ikke viste rørledninger forbundet med innlø<p>ene 12 og 13 på den i fig. 1 viste sylinder 11. Ved dreining av håndtaket 66 vil det derfor til det ene arbeidskammer i sylinderen 11 føres et fluidumtrykk hvis størrelse avhenger av håndtakets stilling, mens sylinderens 11 motsatte arbeidskammer gjennom den tilhørende rørledning og passasjen 78, 81, 80 i man-øvrerinarsaegregatet er forbundet med det hydrauliske systems tank. Til enhver stilling av håndtaket 66 vil det derfor svare en eanske bestemt stilling av stempelet 14 i sylinderen 11, og dermed av den ved hjelp av dette stempel aktiverte innstillingsrne-kanisme for propellbladene. Det vil sees at en dreining av håndtaket 66 i motsatt retning av den i fig. 6 viste, vil bevirke til-førsel av trvkkfluidum til sylinderens 11 motsatte arbeidskammer og dermed innstilling av propellbladene i motsatt retning fra midtstillingen.

Som det fremgår av fig. 5 åpner ven-tillesemet 67 først forbindelsen mellom rommet 76 og utløpet, henholdsvis 77 eller 78. etter at håndtaket 66 er dreiet et visst stykke fra midtstillingen. Den herved inn-førte dødgangsbevegelse ledsages av en viss forspenning av fjæren 55, slik at ut-løpstrykket, som føres til sylinderen 11, al-lerede har antatt en viss verdi i det øye-blikk da forbindelsen etableres, hvorved fjærens 25 forspenning straks kan over-vinnes.

I det viste eksempel er kurveskiven 65 symmertisk. slik at en viss dreining av håndtaket 66 vil frembrin<g>e samme utløps-trykk uansett dreiningsretningen, men det vil forstås at kurveskiven kunne være usymmetrisk hvis avhengigheten mellom håndtakets dreining os innstillingen av ar-beidsore-anet (armen 18 i fig. 1) skal være forskjellig for de to innstillingsinnretnin-ger.

Det i fig. 7—9 viste manøvreringsaggre-eat svarer i sin prinsipielle oppbygning til det i fig. 3—6 viste, og bare de i forhold til dette aggregat avvikende deler er vist i fig. 7—9. Således er reguleringsventilens styrefjær og dennes aktiveringsmekanisme identisk med det tidligere beskrevne.

Reduksjonsventilens sylinder er beteg-net med 91 og glideren med 92. Sylinderen har et trykkfluiduminnløp 93 og et utløp 94 for drenolje. Det med sylinderen 91 sammenbygde ventilhus' 95 ene utløp 96 er proppet, slik at huset bare har ett ut-løp 97 for trykkolje, og dette utløp er gjennom en ikke vist rørledning forbundet med innløpet 44 til den i fig 2 viste sylinder 32.

Aggregatets manøvreringshåndtak 98 er i fig. 7 og 9 vist i sin nøytrale stilling, hvor den til håndtaket koplede kurveskive 99 er i kontakt med rullen 100 ved sin kurvebanes minste radius. I denne stilling har den ikke viste styrefjær således sin minste sammentrykking.

I nullstillingen sperrer ventillegemet 101 forbindelsen fra rommet 102 over glideren 92 til utløpet 97, som gjennom en kanal 103 i ventillegemet er i forbindelse med ventilhusets 95 ikke viste utløpsåpning til det hydrauliske systems tank. Det vil videre sees at ventillegemet 101 er slik utformet at det først åpnes for forbindelsen fra rommet 102 til utløpet 97 etter en viss dødgangsbevegelse av håndtaket 98, under hvilken den ikke viste styrefjær spennes ved forskyvning av støtstangen 104 som bærer rullen 100. Når dødgangsbevegelsen er overstått og håndtaket 98 f.eks. er ført til den i fig. 8 viste stilling, føres det av reduksjonsventilens styrefjær bestemte ut-løpstrykk gjennom den ikke viste rørled-ning fra utløpet 97 til sylinderens 32 inn-løp 44, fig. 2, og stempelet 36 forskyves til en av trykket bestemt stilling, slik at det til enhver stilling av håndtaket 98 svarer en bestemt stilling av omdreiningsregula-toren.

Claims (2)

1. Hydraulisk f jernstyringsanlegg med en senderstasjon omfattende en trykkreduksjonsventil, hvis avløpstrykk er trinn-løst innstillbart ved hjelp av et manøvrer-ingsorgan, og en mottagerstasjon omfattende en hydraulisk sylinder med to på hver sin side av et i sylinderen trinnløst forskyvbart stempel beliggende arbeidskammere, hvorav det ene kammer er tilsluttet reduksjonsventilens avløpsside gjennom en hydraulisk fjernledning, mens det annet kammer er tilsluttet et trykkløst område, og hvor stempelet videre er påvirket av en mot oljetrykket virkende progressiv tilbakeføringskraft, karakterisert v e d at det mellom den hydrauliske sylinders (11 eller 32) to arbeidskammere er anordnet en forholdsvis snever strømnings-passasje med på forhånd bestemt tverrsnittsareal, hvilket areal har en maksimumverdi i den stilling av stempelet (14 eller 36) hvor tilbakeføringskraften er minst, og avtar med voksende tilbakefør-ingskraft.

2. Hydraulisk f jernstyringsanlegg som angitt i påstand 1, karakterisert ved at strømningspassasjen dannes av klaringen mellom en med sylinderaksen parallell boring i stempelet (36) og en gjennom boringen gående styretapp (111) som er festet i sylinderen (32) og har varierende tverrsnittsareal.