SE445329B - Vindroderanordning for en segelbat - Google Patents

Description

in 15 2.0 25 30 35 -s4fiss79-2 2 ”förhållande till fästet kan rörelseöverföringen från styrarmen till servoåran ske med en länkanordning som är enklare än de kända styranordningarnas länkanordning.

Dessutom kan lagringen för styrarmen placeras i ett lågt läge, vilket innebär att en styrande kraft som verkar på styrarmen, t.ex. på en av denna uppburen vindfana, kan överföras till servoåran med ett förmånligt mekaniskt utväxlingsförhållande.

Ytterligare kännetecken pà och fördelar med styranord- ningen enligt uppfinningen framgår av den följande beskriv- 'ningen av en som exempel vald utföringsform. 7 Fig. 1 är en perspektivvy av en segelbåts akterparti och en på denna monterad styranordning utförd i enlighet -med uppfinningen; Fig. 2 är en sidvy, delvis i snitt, av det centrala partiet av styranordningen i fig. 1; Fig. 3 är en perspektivvy i större skala av den övre delen av styrarmen i anordningen i fig. 1. 7 Den visade styranordningen 10 har som huvuddelar ett på akterspegeln till en segelbåt S fastsatt fäste ll, en av fästet svängbart uppburen vagga 12, en av vaggan vridbart uppburen servoåra 13 och en styrarm 14, nämligen en med en vindfana försedd styrarm, som uppbärs svängbart av fästet. Styranordningen 10 har även en roderkopplings- anordning 15, som förbinder vaggan med rorkulten T på segelbåtens roder R för att omvandla svängningsrörelse hos vaggan till ett roderutslag, och en länkanordning 16, som förbinder styrarmen 14 med äran 13 för att omvandla svängningsrörelse hos styrarmen till en vridningsrörelse hos äran.

Fästet ll är sammansatt av dels en fästplatta 20 med en rörformig hals 21, dels en axel 23, som med sin ena ände är insatt i halsen och borttagbart fixerad vid denna medelst en låsbult 22, och dels en på axeln monterad konsol 24, som har ett mellanrum till fästplattan 20 och är borttagbart fixerad på axeln medelst en lâsbult 25. När fästet är monterat på segelbåtens akterspegel på avsett sätt, ligger axelns 23 centrumlinje C i huvudsak i båtens vertikala längsmittplan med en viss lutning framàt~nedàt. 10 is 20 25 30 35 8405379~2 3 Lutningsvinkeln är i det visade ntförandet 220 men kan givetvis ha andra värden, t.ex. inom området 10-350.

Vaggan 12 har ett par på avstånd från varandra liggande lagerdelar 26, med vilka vaggan är svängbart lagrad på den från fästplattan 20 utskjutande, fribärande delen av-axeln 23, nämligen på ömse sidor om konsolen 24. Lager 27 och 28 anordnade mellan lagerdelarna 26 á den ena sidan och axeln 23 och konsolen 24 à den andra sidan säkerställer att vaggans svängningsrörelser kring axelns 23 centrumlinje C i liten grad hämmas av friktion. utformade på sådant sätt, 900 eller mer àt båda är i det i fig. 1 och 2 Vaggan 12 och konsolen 24 är att vaggan har frihet att svänga hàllen från ett neutralläge, som visade läget.

Vid den främre, dvs. närmast fästplattan 20 liggande lagerdelen 26 har vaggan 12 ett uppåtriktat utskott 29, i vilket roderkopplingsanordningen 15 är anbringad. Roderkopp- lingsanordningen 15 bildas av ett lin- och blocksystem som är fastsatt dels i utskottet 29, dels i rorkulten T på sådant sätt, att rorkultens läge alltid svarar mot vaggans svängningsläge. Den är givetvis lätt bortkopplingsbar. vaggan 12 har även en lagerdel 30, inuti vilken ett hàllarrör 31 är fastsatt. I detta hállarrör är medelst ej visade rullnings- och glidlager en skaftstàng 32 på äran 13 lagrad på sådant sätt, att den kan vrida sig med liten friktion kring sin egen och hállarrörets centrumlinje L, som är vinkelrät eller i det närmaste vinkelrät mot axelns 23 centrumlinje C och skär denna vid en punkt bakom den fria änden av axeln 23.

Den övre änden 33 av àrans skaftdel 31 är utformad med en axiell slits 34, som inrymmer en del av en länkstång 35 i länkanordningen 16. Länkstången 35 är svängbart lagrad i slitsen pà en tvärs genom slitsväggarna förd lagertapp 36.

I vaggans neutralläge ligger lagertappens 36 centrumlinje på eller nära förlängningen av axelns 23 centrumlinje C och i eller nära skärningspunkten mellan den senare och årans vridningsaxellinje L. Åran 13 är i övrigt utförd i huvudsak som servoåran i styranordningen enligt US-Af4 327 657. Vid den undre änden 10 15 20 25 30 35 s4óss79-å 4 av skaftstången 32 sitter en hylsa 37, på vilken ett årblad 38 är fastsatt. ' _ I 'Styrarmen 14 har ett par långsträckta, parallella uppåt-framåt lutande hâllarplattor 40, som är fast förenade _med varandra under förmedling av tre komponenter, som bildar distanselement för hàllarplattorna samtidigt som de har andra funktioner. Mellan det övre partiet av hållar- plattorna 40 sitter sålunda det undre ändpartiet av ett i tvärsnitt kvadratiskt maströr 41, som sträcker sig snett uppåt-framåt och som upptill uppbär en vindfana 42.

Maströret 41 fasthälls av ett par skruvar 43; som är förda genom röret och hållarplattorna.

Ett stycke nedanför maströrets undre ände sitter vidare en medelst skruvar 44 fastsatt fyrkantstâng 45 med en fritt utskjutande axeldel 46. Denna är med låg friktion medelst rullningslager 47 roterbart lagrad i en lagerhylsa 48, som är insatt i en lagerdel 24A på konsolen 24.

Axeldelens centrumlinje V, och därmed den en tväarmad hävStång_bildande styrarmens 14 svängningsaxellinje, ligger i ett plan_- vid pà avsett sätt monterat fäste segelbåtens vertikala längsmittplan - som innehåller fästaxelns 23 centrumlinje C. Som framgår bäst av fig. 2 lutar centrumlinjen V något uppåt-framåt. Lutningsvinkeln är i det visade utförandet ca 100 mot horisontalplanet; vinkeln mellan centrumlinjerna V och C är således ca 320.

Givetvis kan lutningsvinkeln ha andra värden, t.ex 5-200.

Som framgår bäst av fig. 2 skär centrumlinjerna V och C varandra inom eller i närheten av det område inom Vilket styrarmen rör-sig vid sin svängningsrörelse.

På axelblocket 45 sitter en bockad anslagsplåt 49, som sträcker sig framåt över konsolens 24 lagerdel 48 och tjänar till att i samverkan med ett par ej närmare visade stoppanslag på denna begränsa styrarmens 14 svängningsrörelse kring centrumlinjen V till ca 350 àt båda hállen från ett vertikalt neutralläge.

Som det tredje distanselementet finns vid det undre ändpartiet av hållarplattorna 40 också en motvikt 50, som i huvudsak har formen av ett cirkulärcylindriskt block med två axiella spår i vilka hållarplattorna är införda. 10 15 20 25 30 35 8405379-2 5 Motvikten fasthålls inställbart på hållarplattorna av låsskruvar 51.

Vid ett ställe mellan fyrkantblocket 45 och motvikten 50 uppbär hàllarplattorna 40 på en lagertapp 52 ett svängbart, làngsträckt lagerblock 53, som utgör en del av länkanordningen 16. Lagerblocket 53 är lagrat på lagertappen 52 intill sin ena ände och har vid sin andra ände ett lâsorgan 54, t.ex. en sprint, med vilket det kan läsas i förhållande till hållarplattorna 40 i ett utvalt inställ- _ningsläge, nämligen i ettdera av två eller flera förutbe~ stämda inställningslägen.

Vid den sistnämnda änden har lagerblocket 53 ett cylindriskt ändurtag 55, i vilket ett glidblock 56 av plast är förskjutbart i centrumlinjens riktning. Detta glidblock bildar den ena delen av en kulled, vars andra del bildas av ett kulformigt huvud 57 på länkstàngen 35.

Förbindningen mellan länkstången 35 och lagerblocket 53 utgörs sålunda av en led som medger ej endast universella svängningsrörelser kring ledpunkten P och vridningsrörelser hos länkstången 35 och lagerblocket 53 i förhållande till varandra, utan även axiell rörelse hos länkstången och lagerblocket i förhållande till varandra.

Genom inställning av lagerblocket 53 kring lagertappen 52 ändras avståndet A mellan ledpunkten P och centrumlinjen V, som är styrarmens 14 svängningsaxellinje. Därigenom ändras även vinkelutväxlingsförhållandet mellan rörelserna hos styrarmen 14 och äran 13. Storleken på den vridnings- vinkel hos äran 13 som svängning av styrarmen 14 en viss vinkel motsvarar kan därför anpassas till de i varje enskilt fall gällande betingelserna. Tack vare den låga placeringen av styrarmens 14 svängningsaxellinje V är vinkelutväxlingsförhàllandet förmånligt i alla inställ- ningslägen för lagerblocket 53. I den som exempel visade utföringsformen är vinkelutväxlingsförhållandet sådant, att fullt utslag, 35°, hos styrarmen 14 ger en vridning av äran 13 på mellan 150 och 250, beroende på lagerblockets 53 inställningsläge. Utväxlingsförhàllandet är således alltid mindre än 1 i den visade utföringsformen. Avståndet A är i styrarmens 14 visade neutralläge endast en liten -3405379-2 6, bråkdel, mindre än l/10, företrädesvis mindre än 1/20, av vinkelräta avståndet mellan vindfanans mittpunkt och svängningsaxellinjen V. _ Det gynnsamma vinkelutväxlingsförhàllandet mellan styr- armen 14 och äran 13 medför i förening med den låga frik- tionen i överföringen mellan dessa delar att styranord- _ningen 10 har god känslighet. Denna kan anpassas till om- ständigheterna genom en enkel inställning av lagerblocket 53.

När vaggan 12 och styrarmen 14 befinner sig i det i -fig. 2 visade neutralläget sammanfaller länkstângens 35 centrumlinje nngefär med förlängningen av vaggans sväng- ningsaxellinje C. Vidare gäller i detta läge att ledpunk- ten P ligger på eller nära den nämnda förlängningen och att centrnmlinjen för lagerblockets 53 lagertapp 52 ligger på eller nära, och vinkelrätt mot, denna förlängning.

Givetvis är andra arrangemang möjliga inom ramen för uppfinningen.

I den övre änden av maströret 41 sitter koaxiellt med detta en vridbart lagrad axel 60 med en uppåt fritt utskjutande konisk axeltapp 61. Denna har ett par axiella, diametralt motsatta spår 62, i vilka motstâende kanter på ett par tungor 63 på vindfanan 42 är inskjutna på sådant sätt, att vindfanan fasthâlls friktionsbundet på axeltappen 61. En låssprint 64 eller ett annat làsorgan tjänar till att säkra vindfanan på axeltappen.' En inställningsstång 65 är med sin ena ände fastsatt i radiellt utskjutande läge på axeltappen 61. Ett stycke innanför den andra änden, som har ett kulformigt kopplinge- huvud 66, uppbär inställningsstângen 65 en axiellt förskjut- bar låstärning 67. Denna är i glidingrepp med den kring axelns 60 centrumlinje krökta kanten på en ungefär halvcirku- lär inställningsskiva 68. Inställningsskivan är fastsatt på maströret 41 och ligger i ett mot axelns 60 centrumlinje vinkelrätt plan.

Pâ ett gängat avsnitt av inställningsstângen 65 sitter en invändigt gängad låsratt 69, med vilken låstärningen 67 och därmed inställningsstången 65, axeln 60 och vindfanan 42 kan låsas friktionsbundet i ett valt vinkelläge i förhållande till maströrets 41 centrumlinje och styrarmens 10 15 20 25 30 35 8405379-2 7 14 svängningsaxellinje V. Inställningsskivan 68 har en skala 70, på vilken den önskade inställningen, nämligen av båtens önskade kurs relativt vindvektorn (skenbara vindens riktning) väljs.

När den visade styranordningen 10 skall användas för att hålla segelbåten S på en önskad kurs, ansluts roderkopp- _ lingsanordningen 15 till rorkulten T och inställs vindfanan 42 sä, att den ligger parallellt med vindvektorn när kursen är den önskade.

Om segelbàten avviker från den önskade kursen, dvs. om vindvektorn kommer att bilda vinkel med vindfanan 42, svänger styrarmen 14 åt ena eller andra hållet. Under förmedling av länkanordningen 16 pàför styrarmen 14 då en vridningsrörelse på äran 13. Denna kommer på grund av sin vridning att påföras en hydrodynamisk kraft, som medför att àran 13 och därmed vaggan 12 svänger pendlingsbart kring svängningsaxellinjen C. Vaggans svängningsrörelse överförs av roderkopplingsanordningen 15 till rorkulten T och rodret R, närmare bestämt så, att.den hydrodynamiska kraften på rodret strävar att återföra segelbåten till den kurs som motsvarar vindfanans inställning.

Om styrarmen 14 exempelvis svänger åt vänster (moturs), sett från en punkt bakom båten S och styranordningen 10, vrids àran 13 moturs, uppifrån sett, kring sin vrid- ningsaxellinje L. Aran och vaggan 12 svängs därvid åt vänster (medurs), sett bakifrån, och rorkulten T och rodret R vrids moturs, sett uppifrån.

Om segelbâten S skall styras med en elektrisk kompass- autopilot ansluts dennas ställorgan med en kulled till kopplingshuvudet 66 på inställningsstången 65 för vindfanan 42, så att styrarmen 14 kan svängas åt önskat häll av autopiloten. Härvid är inställningsstången 65 givetvis låst i förhållande till inställningsskivan 68 och maströret 41 medelst låsratten 69. Tack vare sin anslutning till styrarmens 14 övre ände och den låga friktionen i överfö- ringun mellan styrarmen och äran 13 förbrukar autopiloten ytterst lite energi.

Genom att áran 13 och vaggan 12 kan svänga fritt i förhållande till fästet 11 inom en mycket stor vinkel ,___..._.-..-...~-._..........._,. - .. ...kr _.. ..._ -. .... .._......_-..-..~........~.-~ -. ...,...... _.

U1 10 15 20 25 30 35 8405379-2 8 (minst 900 åt varje håll) behöver man inte riskera att vitala delar av styranordningen 10 skadas ens vid segling under svåra förhållanden då servoáran kan göra stora dutslag. Om ett så stort utslag som åran medger ej kan överföras till rorkulten blir konsekvensen på sin höjd att en lina eller ett anslutningsorgan (brytbricka e.d.) i roderkopplingsanordningen 15 brister.

I Även i övrigt är styranordningen 10 så utformad, att en eventuell överbelastning i första hand endast leder till deformering av lätt reparerbara eller lätt utbytbara, 'billiga komponenter. Frânsett lagren 27, 28, ledglidblocket 56 och fäst- och lâsorgan är styranordningens delar utförda av aluminium eller annan lättmetall.

Den uppfinningsenliga styranordningens användbarhet vid styrning med hjälp av vindfana är i praktiken begränsad till de fall då vinkeln mellan segelbåtens kurs och vindvektorn ej är större än ca 550. Denna begränsning är i praktiken ej särskilt allvarlig, eftersom den ej gör sig gällande under 60-75% av all segling. För övrigt har även de kända styranordningarna mindre goda styregenskaper vid sidvind och akterlig vind, varför man även med dessa anordningar föredrar att vid sådan vind använda autopilot eller styra manuellt.

Claims (10)

l0_ 15 20 2st 30 35 8405379-2 Patentkrav

1. Styranordning för en segelbåt, vilken styranordv ning'omfattar ett fäste (11) som är inrättat att fastsättas pà akterspegeln till en segelbåt (S), en av fästet uppburen vagga (12), som är svängbar i förhållande till fästet kring en vid pá akterspegeln fastsatt fäste i stort sett i båtens för-akterriktning gående vaggaxellinje (C) och som är anslutbar till ett roderorgan (T,R) för att vid sin svängningsrörelse kring vaggaxellinjen påföra en motsvarande roderrörelse på roderorganet, en av vaggan uppburen och tillsammans med vaggan kring vaggaxellinjen svängbar servoåra (13), som är vridbar i förhållande till vaggan kring en àraxellinje (L), vilken är i stort sett vinkelrät mot vaggaxellinjen, och _en styrarm (14), i synnerhet en med vindfana försedd arm, som är svängbar kring en styrarmsaxellinje (V) och som under förmedling av en länkanordning (16) är kopplad till äran för att vid sin svängningsrörelse kring styrarms- axellinjen påföra äran en motsvarande vridningsrörelse kring àraxellinjen, kännetecknad av att styrarmen (14) uppbärs svängbart på fästet (ll) och att styrarmsaxellinjen (V) är fast i förhållande till vaggaxellinjen (C).

2. Styranordning enligt krav 1, kännetecknad av att styrarmsaxellinjen (V) och vaggaxellinjen (C) ligger i huvudsak i samma plan.

3. Styranordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att styrarmen (14) är en dubbelarmad hävstång, vars lagringsställe utgörs av styrarmsaxellinjen (V) och vars ena arm under förmedling av länkanordningen (16) är ansluten till äran (13), medan dess andra arm vid sin yttre ände uppbär en vindfana (42), som är vridbar kring en i huvudsak längs armen gående vridningsaxellinje och lâsbar i valda vridningslägen.

4. Styranordning enligt krav 3, kännetecknad av att vinkelutväxlingsförhâllandet för rörelseöverföringen från styrarmen (14) till äran (13) är mindre än 1. 10 15 20 25 30 35 84-05379-2 10

5. ; Styranordning enligt krav 3 eller 4, kännetecknad av att länkanordningen (16) omfattar ett par långsträckta länkdelar (35,53), vilka är anslutna den ena (35) till åran (13) och den andra till styrarmen (14) och vilka är förenade med varandra av en led (56,57), som medger svängning av länkdelarna (35,53) i förhållande till varandra kring en ledpunkt (P), som är förflyttbar i den ena länkdelens (53) längdriktning.

6. Styranordning enligt krav 5, kännetecknad av att den till styrarmen (14) anslutna länkdelen (53) är svängbar i förhållande till styrarmen kring en tvärs mot styrarms- axellinjen (V) gående axel (52) och låsbar i valda vinkel- lägen.l lg' I

7. Styranordning enligt krav 5 eller 6, kännetecknad av att ledpunkten (P) är rörlig i den till styrarmen (14) anslutna länkdelens (53) längdriktning.

8. Styranordning enligt något av krav 3-7, känneteck- nad av att den nämnda andra hävstångsarmen i området av vindfanan (42) har ett organ (66) för anslutning av en autopilots ställorgan. 7

9. Styranordning enligt något av krav 1-8, känneteck- nad av att fästet (ll) bildas av en monteringsdel (20), en på denna fribärande fastsatt axel (23), och en på axelns från monteringsdelen (20) utskjutande parti löstagbart fastsatt konsol (24), på vilken styrarmen (14) är svängbart lagrad, och att vaggan (12) är lagrad på det nämnda axelpartiet med ett par på var sin sida om konsolen belägna lagerpartier (26).

10. Styranordning enligt krav 9, kännetecknad av att vaggan (12) är fritt svängbar i förhållande till konsolen (24) inom ett vinkelområde som upptar i huvudsak ett halvt VäJfV.