SE507345C2 - Servostyranordning - Google Patents

Description

15 20 25 30 507 345 av den genom nämnda återverkan förskjutna kabelanordningskäman, kan sådana återverkans- eller aktionsbetingade omställningar av servostyrningen inte utjämnas.

Därav följer en genom acceleration resp retardation av farkosten och sådanas återverkan på servostyrningen initierad awikelse från farkostens rörelse rakt framåt något som i normala fall är oönskat. Dessutom vrider sig därvid ratten såvida den inte hålles fast manuellt. Ändamål med föreliggande uppfinning är att förbättra en servostyrning av inlednings- vis nämnt slag så att de åberopade nackdelarna vid kända dylika anordningar elimineras och att i synnerhet en reaktionsverkan eller återverkan från farkostens accelerations- resp retardationsfaser på servostyrningen på enklaste sätt förhindras.

Detta uppnås enligt föreliggande uppfinning vid en anordning av det inledningsvis nämnda slaget därigenom, att mellan kärna och hölje hos kabelanordningen, resp mellan därmed mekaniskt förbundna detaljer, en relativrörelsen genom friktion hindrande bromsenhet är anordnad. Därmed medbringas nu vid en ovan omnämnd mekanisk återverkan av styrinrättningen på kärnan hos kabelanordningen och därmed betingad motsvarande omställning av densamma, även höljet till kabel- anordningen och därmed styrventiien på motsvarande sätt, varvid medelst funktionen hos styrventiien en hydraulisk motverkan mot reaktionsverkan över ställcylindern kan ske. En icke önskad riktningsändring hos den accelererande farkosten kan därmed förhindras på enkelt sätt utan att styrorganet behöver vara fasthållet under en accelerations- resp retardationsfas hos farkosten.

Det är uppenbart att bromsenheten måste utöva lika så stor friktion mot kärnan vid kabelanordningen resp en därmed förbunden detalj att friktionskraften från tätningar, lager och liknande liksom även den enligt förekommande återställningskraft vid ett på styrventiien verkande återställnings- eller centreringsdon övervinnas. Av detta tröskelvärde säkerställes att den mekaniska återverkan på kärnan till kabelanord- ningen även kan leda till en denna kompenserande hydraulisk omställning av cylindern över styrventiien. 10 15 20 25 30 so7 345 Anmärkníngsvärt är därvid även den omständigheten att de vid anordningar av inledningsvis beskrivet slag till dags dato vanliga återställnings- resp centrerings- fjädrarna egentligen inte är nödvändiga för servostyrningens funktion och helt enkelt tjänar därtill att vid styrorganet resp ratten eller liknande låta motståndskrafter vara kännbara vid styrning, vilket mycket underlättar den manuella betjäningen av styrningar av detta slag. I föreliggande fall kan därför en motsvarande återställnings- eller centreringsfiäder utan vidare utelämnas eftersom enbart det vid påverkning av servostyrningen av brukaren förväntade motståndet över bromsenheten nu står till förfogande.

I en vidare utföringsform av uppfinningen varvid kärnan hos kabelanordningen som stelt löper igenom den med höljet hylsartat utformade kolven till styrventilen är anordnat att bromsenheten är lokaliserad vid en ände av kolvhylsan till styrventilen.

Detta resulterar i en mycket enkel utformning som dessutom även i efterhand kan påmonteras kända anordningar av nämnt slag.

Enligt en föredragen utformning av uppfinningen kan bromsenheten i sistnämnda sammanhang ett vid kolvhylsan företrädesvis såsom en överfallsmutter fästat hus i vilket en på den stela kärnan sittande friktionskropp är fasthållen i axiell riktning åtminstone väsentligen utan spel. Detta resulterar i en mycket enkel konstruktion, varvid genom utformningen och anbringningen av friktionskroppen medbringar- funktionen hos styrventilen är lätt varierbar med den genom den mekaniska åter- verkningen påverkade kärnan hos kabelanordningen.

Friktionskroppen kan slutligen i ett speciellt föredraget utförande av uppfinningen vara utformad som en åtminstone ensidigt delad resp uppdelad friktionsring och hållen medelst en yttre fjäderring på den stela kärnan. Detta möjliggör en ytterligare förbättring av ianspråkstagandet av återställningsförhållandet vid styrventilen med kabelanordningens kärna, varvid enkla och lätt anskaffbara resp varierbara konstruktionsdetaljer kan komma till användning. 10 15 20 25 30 507 345 4 Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hänvisning till de på ritningen schematiskt visade utföringsexemplen.

Fig. 1 visar därvid ett schematiskt tvärsnitt genom en enligt uppfinningen anordnad servostyming, Fig. 2 visar den förstorade detaljen II i Fig. 1.

Den i Fig. 1 schematiskt visade servostyrningen består väsentligen av en här som styrorgan tjänande styrratt 1, en byggenhet 2 för det hydrauliska styrunderstödet och en styrinrättning 3, exempelvis rodret eller det så kallade Z-drevet hos en motorbåt.

Bortsett från detta skulle styrinrättningen 3 naturligtvis också kunna vara integrerad i styrningen till ett landfordon och verka på denna. I det visade utföringsexemplet är såväl styrinrättningen 3 som byggenheten 2 lagrade kring var sin exempelvis i båtskrovet hos en icke närmare visad motorbåt stationärt anordnad axel 4.

Ratten 1 är på ej heller visat sätt exempelvis förbunden med båtskrovet. Från ratten 1 sträcker sig en kabelanordning 5 som uppvisar ett hölje 6 och en kärna 7 till bygg- enheten 2, vilken väsentligen består av styrventilen 8 och en ställcylinder 9. I ställcylindern 9 är en ställkolv 10 och motsvarande kolvstång 11 anordnad. Kolv- stången 11 är på här icke närmare visat sätt avtätat förd utåt genom huset 12 och formbundet förbunden med en hävarm 13 vilken hos sin sida över bulten 5 står i förbindelse med styrinrättningen 3.

Den i ventilhuset 12 anordnade kolven 15 hos styrventilen 8 är här utformad såsom slid och över en gängad mutter 16 förbunden med höljet 6 hos kabelanordningen 5.

Koaxiellt i förhållande till kolven 15 är en anslagshylsa 17 anordnad vilken är lokaliserad medelst två säkringsringar 18. En ytterligare säkringsring 19 är därvid anordnad vid huset 12 medelst vilken kolven 15 enbart kan röra sig utmed den erforderliga resp tillåtna slaglängden i axialriktningen.

Kolven 15 är avtätad utåt vid den på ritningen övre eller undre sidan med vardera en tätning 20. Bortsett från den visade utföringsformen skulle kolven 15 och anslags- 10 15 20 25 30 507 345 5 hylsan 17 naturligtvis även kunna vara utformade var för sig varvid säkringsringarna 18 skulle kunna bortfalla.

Vid den gängförsedda muttern 16 motstående sidan av kolven 15 är en bromsenhet 21 anordnad, vilken visas förstorad i Fig. 2. Det på samma sätt som en överfalls- mutter utformade huset 22 är förbundet med kolven 15 medelst en gänga. Mellan huset 22 och kolven 15 är en friktionskropp 23 anordnad, vilken medelst en yttre fjädring 24 tryckes mot den här stela kärnan hos kabelanordningen 5. En bult 25 förbinder dessutom hävarmen 13 med kärnan 7 och åstadkommer därigenom en stel förbindelse mellan kärnan 7, hävarmen 13 och kolvstången 11.

Huset 12 är försett med de erforderliga anslutningarna för en tryckmediepump (26) och en till en ej vidare visad tank ledande anslutning 27. Medelst en kanal 28 är ringrummet 29 förbundet med cylinderrummet 30 som är utformat invid den från kolvstången 11 vändande sidan hos ställcylindern 9. En ytterligare kanal 31 för- binder å sin sida ringrummet 32 vid styrventilen 8 med cylinderrummet 33 på kolvstångssidan 11. De båda ringrummen 34 och 35 för tankanslutningen är förbundna med varandra över en här icke visad borrning.

Den visad servostyrningen arbetar enligt principen för kraftkompensation eller -jämförelse Genom påverkning av ratten 1 utövas ett vridmoment icke enbart över den bestående mekaniska förbindningen genom kärnan 7 på styrinrättningen 3 utan styres samtidigt även tryckmedietillförsel resp bortledning till resp från det ifråga- kommande önskade cylinderrummet 30 resp 33 så att styrkraften blir förstärkt i önskad riktning. Påverkningen av kolven 15 hos styrventilen 8 sker därvid genom en deformation av kabelanordningen 5. När efter utförd omställning av styrinrättningen 3 deformationen av kabelanordningen 5 upphör, återvänder kolven 13 åter till sitt mitt- läge varigenom omställningen av styrinrättningen 3 är avslutad.

I mittläget för kolven 15 är båda cylinderrummen 30 resp 33 var för sig trycklöst förbundna över de båda kanalerna 28 och 31 och ringrummen 34 och 35 med tank- anslutningen (27). 10 15 20 25 30 507 345 Påverkningen av servostyrningen medelst kabelanordningen 5 sker på följande sätt.

När ratten 1 vrides moturs åt höger kommer kärnan 7 hos kabelanordningen att utsättas för dragning, varvid en kraft utövas över bulten 25, hävarmen 13 och kolv- stången 11 i riktning inåt på ställkolven. På samma sätt rör sig därmed styrinrätt- ningen 3 i den önskade vridriktningen medurs. Kärnan 7 hos kabelanordningen 5 försöker nu inom höljet 6 att intaga ett sträckt läge, varvid höljet 6 anpassar sig detta sträckta läge och förskjuter kolven 15 i enligt figuren nedåt. l detta läge är tryck- medelsanslutning 26 förbunden över ringrummet 36, kanalen 31 och cylinder- rummet 33 - likaså är därvid cylinderrummet förbundet med tankanslutningen (27).

Detta har till följd att det i cylinderrummet 33 inströmmade tryckmediet samtidigt förskjuter ställkolven 11 i riktning inåt. Den önskade påverkningen av servo- styrningen sker därmed med hjälp av ställcylindern 9.

Vid påverkan av ratten 1 i medursriktningen skall helt enkelt de nämnda beskrivna rörelseriktningarna omkastas, varvid ställkolven 10 blir förskjuten i riktning utåt.

I synnerhet vid en acceleration eller retardation med en med servostyrning av häri angivet slag försedd farkost kommer att från drivenheten utgå stora krafter påverkande hävarmen 13 och därmed ställkolven 10 och över bulten 25 på kärnan 7 hos kabelanordningen 5. Då de båda tätningarna 20 utövar en friktionskraft på den hylsformade kolven 15 kan denna inte röra sig fritt axiellt och sålunda motverka denna accelerationskraft. l detalj sker därvid följande: Antaget att en accelerationskraft FE såsom visas påverkar styrinrättningen 3. Det uppkommer därigenom ett styrinrättningen 3 medurs påverkande moment som förskjuter hävarmen 13, kolvstången 11, ställkolven 10 och kärnan 7 hos kabelanordningen 5 uppåt- alltså i riktning inåt. Den uppåt sig förflyttande kärnan 7 hos kabelanordningen 5 rör ratten 1 i motursriktningen såvida den inte manuellt hålles fastfEn med en dylik styrning utrustad båt skulle alltså beskriva en okontrollerad och oönskad vänsterkurva. 10 15 20 25 507 345 Vid en accelerationskraft (resp retardationskraft) FA på ritningen uppåt sker motsvarande enbart det att ratten 1 rör sig i andra riktningen.

Dessa ovan beskrivna verkningar av acceleration resp retardation enligt FE resp FA förhindras genom den redan beskrivna och i Fig. 2 i detalj illustrerade bromsenheten på följande sätt: Om en accelerationskraft FE verkar såsom nämnts så rör sig kärnan 7 hos kabelanordningen 5 såsom tidigare beskrivits uppåt i figuren. Då emellertid här friktionskroppen 23, som är förspänd genom fjädringen 24 utövar en resulterande friktionskraft kommer även kolven 15 hos styrventilen 8 att röra sig uppåt mot friktionskraften hos tätningarna 20. En förskjutning av kolven 15 uppåt i figuren åstadkommer dock en hydraulisk reaktionskraft i riktning utåt. Sålunda förhindrar denna omständighet en oönskad riktningsändring hos farkosten utan att ratten 1 behöver hållas fast.

Då här nu också den vanligtvis för återföring till mittläget av kolven 15 anordnade återställnings- resp centreringstjädern inte finns måste medelst friktionskroppen 23 väsentligen enbart friktionen vid tätningen 20 övervinnas, varigenom styrningen fungerar ännu mera lättgående. Den ovan nämnda anslagshylsan 17 tjänar här enbart som slagbegränsning eller ändstopp för den hylsformiga kolven 15.

Det är vid det visade utförandet avgörande att mellan den här stela delen av kärnan 7 hos kabelanordningen 5 och kolven 15 resp det därmed i omedelbar förbindning stående höljet 6 vid kabelanordningen 5 finnes en friktionskraft, vilken medbringar kolven 15 i den ifrågakommande rörelseriktningen hos kärnan 7 vid kabelanord- ningen. Bortsett från den visade varianten med ringformig friktionskropp 23 och fjäderring 24 är naturligtvis inom ramen för uppfinningen även andra för fackmannen uppenbara utformningar av dylika bromsenheter 21 tänkbara och möjliga.

Claims (4)

10 15 20 25 30 507 345 PATENTKRAV

1. Servostyrning för farkoster, i synnerhet motorbåtar, med ett styrorgan och en av detta över en kabelanordning med kärna och hölje påverkbar styrinrättning, varvid kärnan omedelbart mekaniskt och höljet över en styrventil och en ställcylinder hydrauliskt står i förbindelse med styrinrättningen, k ä n n e t e c k n a d därav, att mellan kärnan (7) och höljet (6) vid kabelanordningen (5), resp mellan därmed mekaniskt förbundna detaljer en relativrörelsen genom friktion hindrande broms- enhet (21) är anordnad.

2. Servostyrning enligt patentkravet 1, varvid kärnan hos kabelanordningen som stelt löper genom den med höljet förbundna hylsformigt utformade kolven till styrventilen, k ä n n e t e c k n a d därav, att bromsenheten (21) är anordnad vid en ände av kolvhylsan (15) hos styrventilen (8).

3. Servostyrning enligt patentkravet 2, k ä n n e te c k n a d därav, att broms- enheten (21) uppvisar ett vid kolvhylsan (15), företrädesvis såsom en överfalls- mutter, fästat hus (22), i vilket en på den stela kärnan (7) sittande friktionskropp (23) är fasthållen i axiell riktning åtminstone väsentligen spelfritt.

4. Servostyrning enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att friktions- kroppen (23) är utfonnad som en åtminstone ensidigt delad resp uppdelad friktions- ring och medelst en yttre tjäderring (24) är fasthållen på den stela kärnan (7).