SE507344C2 - Servostyrning för farkoster och liknande - Google Patents

Description

15 20 25 30 507 344 vikliga toleranser resp spel i kabelanordningar, i bultarna och liknande har benägenhet till svängningar, vilket kan ge upphov till problem vid styrningen. Ändamål med uppfinningen är att så förbättra servostyrningar av inledningsvis nämnt slag att de åberopade nackdelarna vid de kända anordningarna undvikas och att i synnerhet med enkla medel förhindra en svängning i styrkretsen till den hydrauliska styrförstärkningen.

Detta uppnås enligt den föreliggande uppfinningen vid en anordning av det inledningsvis nämnda slaget därigenom att höljet resp den därmed förbundna styrkolven hos styrventilen uppvisar en dâmpinrättning för dämpning av den axiala rörelsen hos styrkolven. Om servostyrningen genom en störande kraft eller på grund av andra omständigheter pâverkas mot ovan nämnda svängningar och därvid styrkolven vid styrventilen styr ut axiellt så blir denna utstyrning genom den beskrivna dämpnings- inrättningen dämpad i båda möjliga rörelseriktningarna varigenom styrkolven och därmed hydrauliken hos servostyrningen inom kortast möjliga tid återgår till mellan- resp viloläge. I och för sig vore det för detta ändamål även möjligt att i till- och avloppskanalerna hos den hydrauliska ställcylindern inbygga motsvarande strypningar som dämpar rörelsen hos inställnings- kolven hydrauliskt. Även om detta slag av dämpning är mycket effektiv är den emellertid relativt dyr i montering och underhåll och därmed inte ägnad för alla användningsområden, medan däremot den ovan beskrivna lösningen enligt föreliggande uppfinning påverkar rörelsen hos styrkolven direkt och på relativt enkelt åstadkombart sätt. 10 15 20 25 30 507 3-44 I en vidare utformning av uppfinningen är anordnat att dämp- ningsanordningen uppvisar en pá höljet resp styrkolven fast anordnad dämpningskolv, som för hydraulisk dämpning skjuter in i en av två mot båda sidor anordnade oljefyllda dämpnings- kammare. Härigenom erhálles en speciellt enkel form av dämpning av rörelsen hos styrkolven, som dessutom är fri från nötning och arbetar praktiskt taget underhàllsfritt.

I det sist nämnda sammanhanget är speciellt fördelaktig en ytterligare utformning av uppfinningen enligt vilken dämpnings- kolven àt båda hàllen räknat från ett mittläge hos höljet resp styrkolven uppvisar en fri odämpad distans till dess dämpande inlöpande i resp dämpningskammare. Därigenom kan i mellanläges- omrádet för den hydrauliska komponenten till servostyrningen snabba utjämningsrörelser ske, vilket exempelvis utnyttas för att motstyra återkopplingar från styrinrättningen. Vidare möjliggör dessa odämpade förflyttningsdistansen också en relativt enkel möjlighet att tillföra dämpningskamrarna olja resp hydraulmedium också vid första i drifttagandet av servo- styrningen.

Enligt en ytterligare variant av uppfinningen kan i styrkolven anordnas en infräsning som i mittlâget för styrkolven är förbunden över ett ringformigt utrymme med de båda dämpnings- kamrarna. Genom denna åtgärd àstadkommes en säkrare försörjning av dämpningskamrarna med olja.

Dämpningskamrarna kan enligt ytterligare föredragna utform- ningar av uppfinningen även försörjas med hydraulmedium via separata borrningar resp kanaler, varvid därvid de nämnda fria förflyttningsdistanserna resp de motsvarade negativa överskär- 10 15 20 25 30 5-07 4344 ningarna inte längre är oumbärliga för oljepäfyllningen av dämpningskamrarna.

Uppfinningen kommer i det följande med hänvisning till de i ritningen schematiskt visade utföringsexemplen att närmare förklaras.

Fig. 1 visar därvid ett tvärsnitt genom en enligt uppfinningen anordnad servostyrning, Fig. 2 och 3 visar resp en förstorad framställning av detaljerna II ur Fig. 1 i olika lägen för servostyrningen och Big. 4 visar i ett Fig. 2 och 3 motsvarande detaljsnitt i ett annat utföringsexempel.

Den i Fig. 1 schematiskt visade servostyrningen består väsentligen av en här som styrorgan tjänande ratt 1, en bygg- enhet 2 för det hydrauliska styrstödet och en styrinrättning 3, exempelvis hos rodret eller det s k Z-drevet vid en motorbåt.

Bortsett därifrån skulle styrinrättningen 3 dock naturligtvis också kunna vara integrerad i styrningen till ett landfordon resp påverka en sådan. I det visade utföringsexemplet är såväl styrinrättningen 3 som byggenheten 2 svängbart lagrade omkring var sin exempelvis i båtskrovet vid en icke närmare visad motorbåt stationärt anordnad axel 4.

Ratten 1 är pà likaså icke visat sätt exempelvis stationärt fästad vid båtskrovet. Från ratten 1 leder en kabelanordning 5, som uppvisar ett hölje 6 och en kärna 7, till byggenheten 2, vilken väsentligen består av styrventilen 8 och en ställ- cylinder 9. I stâllcylindern 9 är en ställkolv 10 och den motsvarande kolvstängen 11 anordnade. Kolvstàngen 11 är pá här icke vidare visat sätt avtätat styrd ut ur huset 12 och 10 15 20 25 30 5 i so? 3424 formbundet förbunden med en hävarm 13, vilken å sin sida medelst en bult 14 står i förbindelse med styrinrättningen 3.

Den i ventilhuset 12 anordnade kolven 15 hos styrventilen 8 är här utformad som en slid och över en gängad mutter 16 förbunden med höljet 6 hos kabelanordningen 5. Kolven 15 är utåt på den i figuren övre och nedre sidan försedd med vardera en tätning 20.

En bult 25 förbinder vidare hâvarmen 13 med kärnan 7 och åstad- hävarmen 13 kommer därmed en stel förbindelse mellan kärnan 7, och kolvstången 11.

Huset 12 är försett med erforderliga anslutningar för en tryck- mediepump 26 och en till en icke närmare visad tank ledande anslutning 27. Ringrummet 29 är förbundet med cylinderrummet 30 medelst en kanal 28 som befinner sig vid den från kolvstången 11 vändande sidan av ställcylindern 9. En ytterligare kanal 31 förbinder å sin sida ringrummet 32 vid styrventilen 8 med cylinderrummet 33 vid sidan för kolvstången 11. De båda ring- rummen 34 och 35 för tankanslutningen är här förbundna med varandra över en icke visad borrning.

Den visade servostyrningen arbetar enligt principen för kraft- utjämning. Genom påverkan av ratten 1 kommer inte enbart över den befintliga mekaniska förbindelsen genom kärnan 7 ett vrid- moment att utövas på styrinrâttningen 3 utan samtidigt också en tryckmedietillförsel resp bortledning till resp från de ifråga- kommande önskade cylinderrummen 30 resp 33 reglerad så att styrkraften förstärks i önskad riktning. Páverkningen av kolven 15 hos styrventilen 18 sker därvid över en formförändring hos kabelanordningen 5. När efter uppnådd inställning av styrin- rättningen 3 formförändringen av kabelanordningen 5 upphäves 10 15 20 25 30 507 344 6 återvänder kolven 15 tillbaka till sitt mittläge varvid omställningen av styrinrättningen 3 är avslutad.

I mittläget för kolven 15 är de båda cylinderrummen 30 resp 33 var för sig över de båda kanalerna 28 och 31 och ringformiga utrymmena 34 och 35 trycklöst förbundna med tankanslutningen 27.

Pàverkningen av servostyrningen via kabelanordningen 5 sker på följande sätt: När ratten 1 vrides moturs åt vänster kommer kärnan 7 hos kabelanordningen att utsättas för dragning varvid över bulten 25, hävarmen 13 och kolvstàngen 11 en kraft påverkar ställkolven i riktning inåt. På samma sätt rör sig därvid styrinrättningen 3 i den önskade vridningsriktningen medurs. Kärnan 7 hos kabelanordningen 5 försöker nu att inom höljet 6 intaga ett sträckt läge varvid höljet 6 anpassar sig till detta sträckta läge och förskjuter kolven 15 i figuren nedåt. I detta läge är tryckmediaanslutningen 26 över ring- formade utrymmet 36, kanalen 31 och cylinderrummet 3 upprättad likaså är därvid cylinderrummet förbundet med tankanslutning 27. Detta har till följd att det i cylinderrummet 3 inkommande tryckmediet förskjuter ställkolven 11 likaså i riktning inåt.

Den önskade påverkan av servostyrningen sker därmed med hjälp av ställcylindern 9.

Vid påverkan av ratten 1 medurs blir helt enkelt de tidigare beskrivna rörelseriktningarna omkastade, varvid ställkolven 10 förskjutes i riktning utåt.

Såsom framgår av beskrivningen ovan av servostyrningen rör det sig om en sluten reglerkrets. Då exempelvis i kabelanordningen 5, i länkanordningen 17, i bulten 25 och 14 osv av konstruktiva 10 15 20 25 30 7 j 5075344 skäl spel inte kan undvikas har denna reglerkrets under olika omständigheter benägenhet till svängningar som naturligtvis påverkar hanterbarheten och allmänna brukbarheten för servo- styrningen. För att eliminera dessa nackdelar är så anordnat att höljet 6 resp den därmed förbundna styrkolven 15 hos styr- ventilen 8 uppvisar en dämpningsanordning 18 för dämpning av den axiella rörelsen hos styrkolven 15. I denna dämpnings- anordning 18 är för detta ändamål en på styrkolven 15 fast anordnad dämpningskolv anordnad som i och för hydraulisk dämpning av den axiella rörelsen hos styrkolven 15, i före- kommande fall skjuter in i en av två åt ömse håll anordnade, oljefyllda dämpningskammare 24. Dâmpningskolven 19 har på båda sidorna om mittläget för höljet 6 resp styrkolven 15 en fri odämpad distans innan den när läget för det dämpande inlöpande i resp dämpningskammare 24 så att det omedelbart omkring mittläget uppkommer ett omrâde med fri odämpad rörlighet för styrkolven 15.

Då till att börja med exempelvis en färd med en med dylik servostyrning utrustad motorbåt dämpningskamrarna 24 möjligtvis icke är fyllda med hydraulolja är vid den i Fig. 1 till 3 visade utföringsvarianten av ringrummet 34 över en negativ urtagning 21, en infräsning 22 (i styrkolven 15), en negativ urtagning 23 i dämpningskammaren 24, en ytterligare negativ urtagning 36, en infräsning 37 i huset 12 och den negativa urtagningen 38 en förbindelse skapad fram till den i figuren nedre dämpningskammaren 24 vilken säkerställer en tillförlitlig försörjning av hydraulolja till dämpningsanordningen 18.

I det visade utförandet är en formbunden förbindelse mellan styrkolven 15 och dämpningskolven 19 åstadkommen medelst säkringsringar 39. Som anslag för den möjliga rörelsen hos lO 15 20 25 30 507 344 styrkolven 15 tjänar uppåt samverkan mellan dämpningskolven 19 och motsvarande ansats vid huset 12 - nedåt anslår dämpnings- kolven 19 vid änden av den tillåtna rörelsen hos styrkolven 15 mot en insatt ring 40.

Påverkas den visade servostyrenheten av en störande kraft eller andra omständigheter som orsakar svängningar och om därvid styrkolven 15 till exempel styr ut nedåt i figuren så kan detta med utgångspunkt från det i Fig. 1 visade mittläget enbart ske odämpat så långt tills enligt Fig. 3 den korta negativa urtag- ningen 38 passerats; därpà måste oljan strömma in i tillhörande nedre dämpningskammare 24 genom spalten 41, varigenom styr- kolven 15 dämpas hydrauliskt och servostyrningen stabiliseras.

Vid en utstyrning av styrkolven 15 i figuren uppåt (enligt Fig. 2) passerar till att börja med dämpningskolven 19 den negativa urtagningen 36, varvid även den negativa urtagningen vid 23 sluter. Därmed är motsvarande dämpningskammare 24 avspärrad och hydrauloljan tvingad att strömma genom spalten 42. Även därigenom dämpas styrkolven 15 och därmed den totala servo- styrningen hydrauliskt på motsvarande sätt.

Förutom säkring av oljetillförseln till dämpningskamrarna 24 har de nämnda negativa ursparingarna under vissa omständigheter även uppgiften att vid uppträdande kortare och plötsliga åter- verkanskrafter från styrinrättningen 3, möjliggöra korta odämpade och därmed snabba reaktionsrörelser hos styrkolven 15 för att utjämna dessa återverkanskrafter.

Det i Fig. 4 visade andra utförandet skiljer sig väsentligen enbart däri från de tidigare beskrivna att dämpningskamrarna 24 här tillföras hydraulolja genom en separat borrning resp kanal 10 Qi l sov s44l 43, vilken leder från ringrummet 34. Beträffande de andra särdragen och fördelarna hos utförandet enligt Fig. 4 hänvisas uttryckligen, för att undvika upprepanden, till de ovan nämnda utförandena av anordningen enligt Fig. 1-3.

Bortsett från den visade och beskrivna hydrauliska dâmpningen av styrkolven 15 skulle naturligtvis dämpningsanordningen 18 också kunna utföras på andra lämpade och kända sätt - sålunda skulle exempelvis en friktionsdämpning eller liknande i och för sig vara möjlig såvitt därmed enbart oönskade svängningar i styrkolvens resp servostyrningens rörelse kunde totalt motverkas.

Claims (5)

10 15 20 25 30 so? 344 w PATENTKRAV

1. Servostyrning för farkoster, i synnerhet motorbåtar, med ett styrorgan och en från detta över en kabelanordning med kärna och hölje páverkbar styrinrättning, varvid kärnan omedelbart mekaniskt och höljet över en styrventil och en ställcylinder hydrauliskt står i förbindelse med styrinrättningen, k å n n e t e c k n a d därav, att höljet (6) respektive den därmed förbundna styrkolven (15) hos styrventilen (8) uppvisar en dämpningsanordning (18) för dämpning av den axiella rörelsen hos styrkolven (15).

2. Servostyrning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att dämpningsanordningen (18) uppvisar en i förhållande till höljet (6) respektive styrkolven (15) fast anordnad dämpningskolv (19), som i och för hydraulisk dämpning är inrättad att inlöpa i en av två på båda sidor anordnade, oljefyllda dämpningskammare (24).

3. Servostyrning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att dämpningskolven (19) på båda sidorna om mittläget för höljet (6) respektive styrkolvens (15) har en fri, odämpad förskjutningssträcka till dess dämpande inlöpande i den respektive dämpningskammaren (24). 10 ,,'i sov 344

4. Servostyrning enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att i styrkolven (15) är anordnad en infräsning (22), som i styrkolvens (15) mittläge över ett ringformigt utrymme (34) står i förbindelse med de båda dämpningskamrarna (24).

5. Servostyrning enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att dämpningskamrarna (24) är inrättade att tillföras hydraulmedium över separata borrningar respektive kanaler (22, 43)¿