SE457873B - Manoeversystem foer sjoefarkoster - Google Patents

Description

457 873 Ett dylikt manöversystem kan visserligen förefalla enkelt genom att endast en spak användes, men det kräver ända att föraren av en farkost med ett dylikt system genomgar omfattande träning för att behärska olika manövrer, i synnerhet hamnmanövrer. Dessutom är det svart att med detta system kompensera för yttre krafter, exempelvis härrörande fran vind och ström, som påverkar farkos- ten i translations- och/eller rotationsled.

Syftet med föreliggande uppfinning är att astadkomma ett manöversystem av den ovan angivna första typen, som dessutom möjliggör komplicerade specialmanövrer efter endast kortvarig förartraning. Salunda skall farkosten vid normal körning kunna styras at babord eller styrbord pa konventionellt sätt medelst ett styrdon, sasom en ratt eller styrspak, under det att manöverreglaget utnyttjas ga ett styrlogiekt lättfattligt och naturligt sätt vid utförande av specialmanövrer.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att manöversyetemet är omkopplingsbart mellan normal körmod, parallellstyres, varvid drivaggregaten och minst en specialmanövermod, varvid den verkställande drivanordningen paverkas (automatiskt eller manuellt) för inställning av de bada drivaggregaten i motsatta drivriktningar framåt/bakat, medan den verkställande vridanord- ningen, oavsett styrdonets läge, paverkas automatiskt för inställning av de bada drivaggregaten i symmetriska vridutslag at motsatta hall, sa att de bada drivaggregaten ger en kraft- resultant riktad i tvärskeppsled för tvärförflyttning och/eller rotation av farkosten. Vid omkoppling fran normal körmod till en specialmanövermod frankopplas saledes styrdonet fran sin normala parallellstyrande funktion, och vridinställningen av drivaggre- gaten sker istället automatiskt pa ett förutbestämt sätt.

Genom den automatiska inställningen av drivaggregatsns vridlägen (i specialmanövermod) kan föraren koncentrera sig pa relativt enkla manöverfunktioner, sasom ökning eller minskning av 457 873 rotations- eller tvärförflyttningshastigheten medelst manöver- reglaget. Det har visat sig att dylik manövrering kan utföras synnerligen enkelt men ändå exakt och effektivt, och eftersom normal körning sker på konventionellt sätt medelst styrdon och reglage för effektpådrag kan föraren lära sig behärska manöver- systemet enligt uppfinningen på mycket kort tid.

Specialmanövermoderna kan lämpligen utgöras av en tvärförflytt- ningemod och en rotationsmod, såsom anges närmare i patentkravet 2.

Företrädesvis utnyttjas styrdonet till att i resp. special- manövermod (rotations- eller tvärförflyttningsmod) påverka driv- aggregatens vridutslag på så sätt, att vridutslagen ändras symmetriskt at motsatta håll (således under bibehållande av symmetrin), varigenom kraftresultantens angreppepunkt förflyttas utmed farkostens langskeppslinje eller dennas förlängning (jämför patentkravet 3). I tvärförflyttningsmod kan föraren här- igenom på enkelt sätt åstadkomma antingen ett kompenserande vridande moment, om farkosten påverkas av yttre krafter till följd av vind eler ström, eller en överlagrad vridningsrörelse.

I rotationsmod åstadkommer en dylik förskjutning av kraftresul- tantens angreppspunkt en förstärkning eller försvagning av det vridande momentet.

Omkoppling mellan de olika moderna åstadkommas företrädesvis medelst en manuellt inställbar funktionsvâljare 5), i synnerhet en förvalsomkopplare, som åstadkommer omkoppling till inställd mod först då vissa drift- eller manövervillkor är uppfyllda (jämför patentkraven 6, 7 och 11).

Såsom framgår av patentkraven 7-11 kan manöverreglaget bestå antingen av ett konventionellt dubbelepaksreglage eller ett specialreglags, som i en första dimension åstadkommer synkron driveffektinställning och i en andra dimension åstadkommer 457 873 effektbalansering genom ändring av resp. drivaggregats driveffekt at motsatta hall (framåt-bakat).

Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar som åskådliggör tva utföringsexempel.

Pig. 1A visar sohematiskt en manöverenhet ingående i ett manöversystem enligt en första utföringsform; Pig. IB visar ett starkt förenklat blockschema över manöver- systemet i sin helhet; Pig. 2A och 28 visar pa motsvarande sätt en manöverenhet resp. ett manövsrsystem enligt en andra utföringsform; Pig. 3 askàdliggör schematiskt hur manöversystemet enligt upp- finningen fungerar vid körning i tvá olika speoialmanöver- moder (rotation och tvärförflyttning); och Pig. 4 åskådliggör schematiskt hur effektpàverkan sker vid manöversystemet enligt fig. 2A och 2B.

I fig. IA och IB visas ett manöversystem uppbyggt kring tva konventionella komponenter, nämligen ett styrdon 1 i form av en styrspak för styrning av en sjöfarkost åt styrbord eller babord och ett dubbelspaksreglage 2 för manövrering av driveffekt (motorvarvtal) och drivriktning (fram/back) hos styrbord resp. babord drivaggregat. Manöversystemet kan således installeras genom anslutning till befintlig utrustning. Därutöver monteras en funktionsväljare i form av en förvalsomkopplare med tre tryckknappar 3, 4, 5 för val av normal körmod, rotationsmod eller tvärförflyttningsmod. Dessutom anordnas lägesavkännande organ a, b, o, d (fig. lb) för avkânning av fram- eller backläge för vardera manöverspaken 2a, 2b.

Styrdonet 1, förvalsomkopplaren 3, 4, S och manöverspakarnas lägssavkänningsorgan a, b, c, d är anslutna till ingangarna hos 457 873 5 en elektronisk, med logikkretsar försedd styrenhet 6, som på utgàngssidan ger etyrsignaler till verkställande vridanordningar 7, 8 för vridstyrning av styrbord resp. babord drivaggregat.

Dessa vridanordningar 7, 8 utgörs företrädesvis av servostyrda enheter av elektro-mekanisk, elektro-hydraulisk eller elektro- pneumatisk typ. Manöverreglaget 2 är på konventionellt sätt anslutet till verkställande drivanordningar 9, 10, exempelvis genom mekanisk eller hydraulisk överföring, för påverkan av dríveffskt (eller varvtal) och drivriktning-(fram/back) hos resp. drivaggregst.

Styrsnhetens 6 logiska kretsar avkodar de ingående signalerna och påverkar de bada vridanordningarna 7, 8, så att driv- aggregatens vridutslag svarar mot önskad körmod samt ifrågava- rande reglage- coh styrdonsinställning.

Vid NORMAL körmod (förvalsknappen 3) styrs och manövreras farkosten pà konventionellt sätt, varvid styrdonet parallellstyr drivaggregatens vridning, medan driveffekt och drivriktning hos resp. drivaggregat kan inställas individuellt medelst styr- spakarns 2a, 2b. Denna körmod användes i regel vid gang framåt, vid backning eller vid enklare manövrer.

Vid relativt komplicerade manövrer, såsom vid manövrering i hamnar, vid tillägg till kaj eller bryggor, etc. inkopplas antingen ROTATIONS-mod eller TVÄR-mod medelst förvalsknappen 4 resp. 5. I bada dessa specialmanövermoder frankopplas styrdonets 1 parallellstyrningsverksn, och styrenheten 6 inställer istället drivaggregaten i symmetriska vridutslag at motsatta hall. En nödvändig förutsättning för verksamgörande av dessa specialmanövermodsr är att drivaggregatens drivriktningar är motriktade, dvs att den ena manöverspaken (t.ex. 2a) är ställd i back-läge och den andra (t.ex. 2b) i fram~läge. 457 873 I ROTATIONS-mod (jämför fig. 3) riktas de bada drivaggregaten mot en akteröver belägen punkt pà förlängningen av farkostens langskeppslinje. Vid neutralt inställt styrdon 1 (läge B och H i fig. 3) är dessa vridlägen förutbestämda genom inprogrammering i styrenheten 6 och medför att farkosten roterar at babord (läge B) eller at styrbord (läge H) kring sin tyngdpunkt i lateral- planet. I denna mod kan föraren under pagaende manöver öka eller minska rotationshastigheten medelst manöverspakarna 2a, 2b eller justera drivaggregatens vinklar (under bibehållande av trin), symme- och därmed angreppspunktens förskjutning i lángskeppsled, medelst styrdonet 1 (jämför lägena A, C, G_och I i fig. 3).

I TVÄR-mod riktas de bada drivaggregaten mot farkostens tyngd- punkt i lateralplanet, då styrdonet 1 är inställt i neutralläge (jämför lägena E och K i fig. 3). Härvid kommer farkosten att- förflyttas uteslutande i tvärled at babord eller styrbord, förutsatt att vind och ström ej åstadkommer något vridmoment. Om sa skulle vara fallet, kan föraren pàlägga ett kompenserande vridmoment genom motsvarande inställning av styrdonet 1, varvid kraftresultantens angreppspunkt förskjutes föröver eller akteröver (jämför lägena D, F, J och L i fig. 3).

Om manöverreglagets 2 spakar 2a, 2b star i läge “bada fram", "neutral" eller "bada back" (vilket lilakedes avkännes med organen a, b, c och d, fig. 1B) halles NORMAL-moden inkopplad, även om nagon av knapparna 4 och 5 nedtryckts. Förval av önskad specialmanövermod kan således ske före den avsedda manövern, varvid ifrågavarande mod inkopplas automatiskt då kraftriktning- arna skiftas medelst spakarna 2a, 2h. Däremot kan växling mellan ROTATIONS- och TVÄR-moderna ske utan fördröjning genom nedtryck- ning av resp. knapp 4, S under pagàende manöver. Likaså återin- kopplas NORMAL-moden sa snart knappen 3 nedtryckes.

Vid manöversystemet enligt fig. 2A och 2B användes i princip ett likadant styrdon 1 och likadana förvalsomkopplare 3, 4, 5 som i o:- fiïfii 457 873 7* fig. 1A. Manöverreglaget är däremot annorlunda utformat och består av en första spak 2'a för synkron inställning av de bada drivaggregatens driveffakt (varvtal) fram/neutral/back och en andra spak 2'b för differentiell balaneering av driveffekterna/riktningarna (styrbord/neutral/babord) pa sa sätt, att, med spaken 2'a i neutralläge, vid utsvängning av spaken 2'b at babord ökar driveffekten hos babord drivaggregat i backriktning och hos styrbord drivaggregat i motsvarande grad i framriktning, och vid utsvängning av spaken 2'b àt styrbord ökar driveffekten hos styrbord drivaggregat i backriktning och hos babord drivaggregat i motsvarande grad i framriktning. Med spaken 2'a justeras därefter effektpadragen, under bibehållande av den vektoriella skillnaden mellan driveffekterna, framat eller bakat för kompensering av yttre krafter verkande i langakeppsled. Samverkan mellan spakarna 2'a och 2'b och deras vektoriella effektpaverkan àskadliggöres i fig. 4.

Det har visat sig. att en manöversnhst enligt fig. 2A är mycket enkel att hantera efter endast kort inlärning hos en förare.

I_NORMAL-mod styrs farkosten medelst styrdonet 1, och driv- effektspaken 2'a fungerar som ett parallellkopplat dubbelspaks- reglage, varvid effektbalanseringsspaken 2'b aetadkommer ökning/minskning av effekten hos resp. drivaggregat. Da spaken 2'b intar neutralläge är effektpadragen pa de bada aggregaten i inbördes balans över hela registret fram-neutral-back för spaken 2'a. Följaktligen bibehalles NORMAL-moden inkopplad, även om någon av knapparna 4,5 nedtryckes.

Den förvalda specialmanövermoden verksamgöres dock så snart spaken 2'b föree at babord eller at atyrbord så langt, att det ena drivaggregatet driver framat och det andra bakat, jämför lägena (H) i fig. 4, vilket svarar mot att ett dubbelreglage inställes med ena maskinen i drivriktning fram och den andra back. De bada drivaggregaten påverkas nu symmetriskt, men med olika kraftriktningar, vid förändring av pàdraget med spaken 2'b mot den sida, som tvärförflyttning eller rotation önskas. 4: 457 873 i' Även i detta fall kan styrdonet 1 utnyttjas för finjustering av kraftresultantens angreppspunkt i ROTATIONS- eller TVÄR-mod, såsom askadliggöres i fig. 3. Därutöver kan viss driveffekt överlsgras framåt eller bakåt medelst driveffektspaken 2'a för kompensation av ström- eller vindpaverkan i langskeppsled. I övrigt fungerar manöversystemet pa motsvarande sätt som i före- gående utföringsform.

I detta fall sker dock all överföring från etyrdon 1, förvalsom- kopplare 3, 4, 5 och manöverreglage 2' via en central, elektro- nisk styrenhet 6', som påverkar såväl vrid- som drivanordning- arna 7', 9' resp. 8', l0' för styrbord och babord drivaggregat.

Av säkerhetskäl kan även ett nödsystem (s.k. back-up system) med enkla individuella manöverdon och indikatorer inkopplas för direktpaverkan av de verkställande vrid- och drivanordningarna 7'-1o'.

Manöversystemet kan av fackmannen modifieras pá mànga sätt inom ramen för efterföljande patentkrav. Exempelvis kan spakarna 2'a och 2'b ersättas av en enda spak (av typ “joystick"). rörlig i tva dimensioner. som är Vidare kan man nöja sig med endast en specialmanövermod, t.ex. ROTATION, TVÄR eller en kombinerad ROTATION/TVÄR-mod. Alternativt kan tre eller flera specialmanövermoder användas. Styrdonet 1 kan ersättas av en ratt. Dessutom kan villkoren för verksamgörande av en förvald körmod varieras efter önskan. Slutligen kan förjusteringeorgan anordnas, lämpligen placerade vid manövsrenheten, för individuell intrimning av TVÄR- och ROTATIONS-moderna, sa att förinställningen av drivaggregatens vridlägen ger önskad verkan i resp. specialmod (vid neutralställt styrdon). note".

Claims (13)

1. i: 457 873 P A T E N T K R A V 1.

2. Manöversystem för sjöfarkoster med tva individuellt vridbara drivaggregat anordnade i farkostens akterparti pa inbördes avstånd i tvärskeppsled, omfattande k ä n n e t e c k n a t a v en av ett styrdon <1), t.ex. en styrspak eller en ratt, pàverkbar verkställande vridanordning (7,8) för parallell- styrning av de bada drivaggregatens vridutslag vid normal körning av farkosten framåt eller bakat, dvs vid s.k. normal körmod, och en av ett manöverreglage (2) paverkbar verkställande drivan- ordning (9,10) för inställning av respektive drivaggregats driveffekt och drivriktning framåt/bakåt, att manöversystemet omfattar en funktionsväljare (3,4,5), meddelat vilken manöversystemet är omkopplingsbart mellan att nämnda normala körmod (3), och minst en specialmanövermod (4,5), varvid styrdonet (1) frànkopplas från sin normala, parallellstyrande funktion, och nämnda verkställande vridanordning (7,8), oavsett styrdonets (1) läge, istället påverkas automatiskt för inställning av de bada drivaggregaten i symmetriska vrid- utelag àt motsatta hall, så att de bada drivaggregaten ger en kraftresultant riktad väsentligen i tvärskeppsled för tvärförflyttning och/eller rotation av farkosten, under det att nämnda verkställande drivanordning (9,1U) påverkas för inställning av de båda drivaggregaten i motsatta drivriktningar framåt/bakat, Manöversystem enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v nämnda specialmanövermoder innefattar en tvärförflyttningsmod för parallellförflyttning av farkos- ten at styrbord eller babord, varvid de bada drivaggregaten halles riktade ungefärligen mot farkostens tyngdpunkt i lateralplanet, eventuellt mot en punkt förskjuten bakat eller framåt från denna tyngdpunkt för kompensation av yttre krafter, som strävar att vrida farkosten, och 457 873 en rotationsmod för medurs eller moturs rotation av farkos- ten kring nämnda tyngdpunkt, varvid de båda drivaggregaten halles riktade mot en akteröver belägen punkt på förläng- ningen av farkostens làngskeppslinje (fig. 3).

3. Manöversystem enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t a v att nämnda styrdon (1) i respektive specialmanövermod paverkar den verkställande vridanordningen (7,8) på så sätt, att vridutslagen ändras symmetriskt åt motsatta hall, varigenom kraftresultantens angreppspunkt förflyttas utmed farkostens lángskeppslinje eller dennas förlängning.

4. Manöversystem enligt krav 2 och 3, k ä n n e t e c k - n a t a v att i nämnda tvärförflyttningamod åstadkommer en manövrering av styrdonet (1) at styrbord en förskjutning av nämnda angreppspunkt akterövar (E-F, fig. 3) vid tvärförflyttníng àt nabord och föröver (K-L) vid tvärförflyttníng åt styrbord, medan en manövrering av etyrdonet (1) åt babord åstadkommer en förskjutning av nämnda angreppspunkt Eöröver (E-D) vid tvärförflyttning àt babord och akteröver (K-J) vid tvärförflyttning àt styrbord, och att i nämnda rotationsmod åstadkommer en manövreríng av styrdonet (1) åt styrbord en förskjutning av nämnda angreppspunkt akteröver (B-C) vid moturs rotation och föröver (H-I) vid medurs rotation, medan en manövrering av styrdonet (1) at babord åstadkommer en förskjutning av nämnda angreppspunkt föröver (B-A) vid moturs rotation och akteröver (H-G) vid medurs rotation (fig. 3).

5. Manöversystem enligt nagot av föregående krav, t e c k n a t a v k ä n n e - att funktionsväljaren (3,4,5) är manuellt inetällbar för val av normal körmod eller specialmanövermod. n 457 873

6. Manöversystem enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att funktionsväljaren utgöres av en förvalsomkopplare (3,4,5), som åstadkommer omkoppling till inställd funktion först då vissa drift- eller manövervillkor är uppfyllda.

7. Manöversystem enligt nagot av kraven 1-6, varvid nämnda manöverreglage utgörs av ett konventionellt kombinatorreglage (2) med tva parallellt invid varandra rörliga epakar <2a,2h) kopplade till var sitt drivaggregat, k ä n n e t e c k n a t a v att lägeeavkännande organ (a,b,c,d) är anordnade för avkänning av vardera manöverspakens (2a,2b) eller tillhörande verkställande organe inställda läge framåt eller bakåt och att ett nödvändigt villkor för omkoppling från normal körmod till en specialmanövermod är att den ena spaken eller nämnda organ intar ett läge framåt och den andra spaken eller nämnda organ intar ett läge bakat.

8. Manöversystem enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t 'a v att i resp. specialmanövermod bestämmer manöverspakarnas (2a,2b) inbördes lägen huruvida rotations- och/eller tvärförflyttning sker ät styrbord eller babord.

9. Manöversystem enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k - n a t a v att nämnda styrdon (1), nämnda funktionsväljare (3,4,5) och nämnda lägesavkännande organ (a,b,c,d) är anslutna till en styrenhet (5), som påverkar nämnda verkställande vridanordning (7,8), medan nämnda manöverreglage (2) är kopplat till nämnda verkställande drivanordning (9,10) utan förmedling av nämnda styrenhet (6).

10. Manöversystem enligt nagot av kraven 1-6, k ä n n e - t e c k n a t a v att manöverreglaget (2') är inställbart i två dimensioner, nämligen i en första dimension (2'a) för synkron inställning av de bada drivaggregatens driveffekt fram/neutral/back och i en andra dimension (2'b) för 457 873 Il differentiell effektbalansering styrbord/neutral/babord mellan de båda drivaggregaten.

11. Manöversystem enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t av att manöverreglaget omfattar två separata manöverspakar (2'a,2'b) motsvarande var sin dimension.

12. Manöversystem enligt krav 10 eller 11, n a t a v k ä n n e t a c k - att ett nödvändigt villkor för omkoppling från normal körmod till en specialmanövermod är att manöverreglaget (2') är aa inställt, att det ena drivaggregatet driver framåt och det andra bakåt (lägen (H), fig. 4).

13. Manöversystem enligt något av kraven 10-12, t e c k n a t a v k ä n n e - att nämnda styrdon (1), nämnda funk-- tionsväljare (3,4,5) och nämnda manöverreglage. (2') är anslutna till en styrenhet (6'), som styr såväl nämnda verkställande vridanordning (7',8') som nämnda verkställande drivanordning (9',10').