SE528743C2 - Slagverk för bergborrmaskin, förfarande för åstadkommande av en fram- och återgående slagkolvrörelse och bergborrmaskin - Google Patents

Description

25 30 528 743 Detta ändamål uppnås vid ett slagverk av inledningsvis slag genom särdragen i ingressen till patentkravet l.

Motsvarande uppnås vid en metod av inledningsvis nämnt slag genom särdragen i den kännetecknande delen av patentkravet 10.

Genom tillhandahållande av en drivkolv, vars drivarea, som påverkas av tryckfluid i den andra kammaren kan göras valfritt stor och i synnerhet större än en motsvarande påverkningsyta på själva slagkolven, medges möjlighet till ökad återdriv- ningshastighet och därmed ökad slagverksfrekvens.

Genom att dessutom drivkolven är separat, vilket i detta sam- manhang innebär fri för axiell rörelse i förhållande till slagkolven efter att slagkolven utfört sitt slag mot en borr- nacke, undviks att en ofördelaktigt formad stötvåg alstras i borrstálet. I synnerhet undviks att en stötvàgsspik uppträder, vilket skulle kunna vara driftmässigt ofördelaktigt eftersom det skulle medföra oönskade pàkänningstoppar i borrstàlet.

Slagkolven kan därför enligt uppfinningen utformas optimalt för utförande av själva slaget, under det att återdrivnings- aspekterna tas hänsyn till vid utformningen av drivkolven.

En ytterligare fördel är att trycket i den andra kammaren kan väljas lägre och att slagverket ändå kan ha en väsentligt högre slagfrekvens än ett slagverk enligt den kända tekniken.

Med ett arrangemang enligt uppfinningen är det fullt realis- tiskt att komma upp i slagfrekvenser av 300 - 500 Hz. Även andra, i synnerhet högre, slagfrekvenser kan emellertid före- komma. 73528 .docí 2005-06-21 10 '15 20 25 30 528 743 Det föredras att drivkolven inkluderar ett dämpparti för sam- verkan med en i huset belägen dämpkammare efter ett genomfört slag av slagkolven för att erhålla mjuk uppbromsning av driv- kolven efter att drivkolven lämnat sin samverkan med slagkol- ven. I synnerhet föredras att nämnda dämpkammare är förbunden med en tryckmediumkälla för återvinning av vid dämpning avgi- ven energi genom att det ökade trycket i dämpkammaren förmed- las till nämnda tryckmediumkälla.

Det föredras att den första kammaren är utformad för att vara trycksättbar till ett permanent tryck. I synnerhet är den andra kammaren periodiskt trycksättbar genom ventilanord- ningen. Genom arrangemanget med drivkolven kan då förhållandet mellan drivarea, tryck i den andra kammaren respektive tryck i den första kammaren väljas på ett optimalt sätt för uppnående av önskad slagfrekvens.

Motsvarande fördelar uppnås vid ett förfarande respektive en bergborrmaskin enligt uppfinningen..

KORTÉATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen ska nu närmare beskrivas med ledning av utfö- ringsexempel och med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l schematiskt visar ett slagverk enligt uppfinningen med slagkolven i ett första läge, Fig. 2 visar slagverket i fig. l med slagkolven i ett andra läge, och Fig. 3 schematiskt illustrerar ett förfarande enligt uppfin- ningen i form av ett blockschema. 7352B.dOc; 2005-06-21 10 15 20 25 30 528 7425 BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Det i fig. 1 visade slagverket 1 omfattar en i ett hus 2 fram och åter rörlig slagkolv 3, som med en bakre tryckyta 6 påver- kas av trycket av en i en första kammare 5 befintligt tryck- satt fluid i en framdrivande riktning av slagkolven 3 för acceleration inför genomförande av ett slag mot ett verktyg (ej visat).

På ett avstånd från den första kammaren är slagkolven 3 omgi- ven av en drivkolv 7, vilken med en drivyta omfattande en första drivarea 9 och en andra drivarea 10 pâverkas av trycket av en trycksatt fluid i en andra kammare 8 för àterdrivning av slagkolven 3 efter ett genomfört slag. För detta ändamål upp- visar drivkolven 7 en ringformig ingreppsyta 13, vilken i ett återdrivningsläge samverkar med en pàverkningsyta 14 på slag- kolven 13 för förflyttning av slagkolven 3 i en bakàtriktning, till höger sett i fig. 1.

Vidare uppvisar drivkolven 7 ett dämpparti ll, vilket i ett framskjutet läge av drivkolven 7 inträder i en dämpkammare 12 på så sätt att i denna dämpkammare 12 innesluten fluid utövar en dämpkraft på drivkolvens 7 andra drivarea 10.

Den första kammaren 5 är permanent trycksättbar, under det att den andra kammaren 8 är periodiskt trycksättbar via slagver- kets 1 huvudventil 4' på ett sätt som är i och för sig förut känt, varvid huvudventilens 4' ventilslid styrs av slagkolvens 3 läge, vilket via ett ventilparti V på slagkolven påverkar huvudventilens 4' styrslid för trycksättning respektive eva- kuering av den andra kammaren 8.

Fig. 2 visar slagverket 1 med slagkolven 3 i ett andra läge just efter ett genomfört slag mot ett verktyg (ej visat). I 73528.dOC; 2005-06-21 10 is 20 25 30 528 743 det i fig. 2 visade läget har drivkolven 7 förflyttats så långt i slagriktningen att dess ingreppsyta 13 har lämnat kon- takten med slagkolvens 3 påverkningsyta 14. Drivkolven 7 har således ingen axiell kontakt med slagkolven 3 i detta läge.

Med sitt dämpparti 11 intränger nu drivkolven 7 in i dampkam- maren 12, varvid dess rörelseenergi tillgodogörs genom att det ökade trycket av i dämpkammaren 2 befintlig fluid förmedlas till en tryckkälla via en átervinningskanal 15 och hjälpventi- len 4”.

Genom det visade arrangemanget med en separat drivkolv 7, vilken är fri_från slagkolven 3 i samband med att denna utför sin slagrörelse undviks en ofördelaktig stötvàgskonfiguration, som annars skulle uppstå med en motsvarande påbyggd slagkolv.

Förfarandet enligt uppfinningen för àstadkommande av fram- och àtergående slagkolvrörelse illustreras schematiskt i fig. 3 som en blocksekvens.

Position 20 indikerar sekvensens start.

Position 21 indikerar trycksättning av den första kammaren 5 för framdrivning av slagkolven 3. Detta kan ske genom väsent- ligen direkt anslutning till ett nättryck. (mod 1) Position 22 indikerar evakuering av tryckfluid i den andra kammaren 8 och därmed initiering av en slagrörelse hos slag- kolven 3.

Position 23 indikerar genomförande av slagrörelsen. Drivkolven 7 följer nu med slagkolven 3 i framåtrörelsen tills slaget utförts. Därefter rör sig drivkolven 7 axiellt fritt i förhål- lande till slagkolven 3 i slagriktningen. 73528 .doc: 2005-06-21 10 15 20 25 30 528 7423 Position 24 indikerar drivkolvens 7 inträngning med ett dämp- parti ll i en dämpkammare l2 för dämpning av dess axiella rörelse och eventuellt även för återvinning av drivkolvens 7 rörelseenergi.

Position 25 indikerar sekvensens avslutning.

Vid en modifierad sekvens tillses att anslutningen till den första kammaren är blockeringsbart. På detta sätt tillförsäk- ras en betydande tryckökning i den första kammaren under slag- kolvens áterdrivning. Denna tryckökning är exempelvis av stor- leksordningen tre gånger nättrycket. Det ska dock inses att andra ökningsförhàllanden kan vara aktuella.

Uppfinningen kan modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Drivkolven såväl som slagkolven kan utformas annorlunda, med annorlunda utformade inbördes medel för åstad- kommande av återdrivningssamband. Vid en modifierad drivkolv kan ett speciellt förtunnat dämpavsnitt saknas. Drivkolven kan således ha oförändrad sektion efter sin axiella utsträckning.

Det kan också förekomma att ha drivkolven utformad annorlunda än som en hylsa. Det kan även vara möjligt att ha ett flertal drivkolvar med lämplig utformning fördelade runt slagkolven.

Uppfinningen möjliggör tillhandahållande av slagverk med slanka, för sin slagverkan väl utformade slagkolvar och ändå kraftfulla medel för effektiv och snabb återdrivning av slag- kolven, varigenom målet högre slagfrekvens kan nàs med rela- tivt enkla och kostnadseffektiva medel.

Det är inte nödvändigt för uppfinningen att drivkolvens rörel- seenergi återvinns på det sätt som beskrivs ovan även om detta föredras, bl a för att det bidrar till ökad driftekonomi. 73528 .dGC; 2005-06-21 10 '15 743 ~4 Energiförlusten som uppkommer genom att drivkolvens massa inte bidrar till slagenergin i ett slag kan genom denna aspekt återvinnas genom att det ökade trycket i dämpkammaren bringas att införas direkt till trycknätet. Mer specifikt tillgodogörs detta genom en i trycknätet insatt ackumulator (ej visad på figurerna). Den på fig. l och 2 visade ventilen 4" får i det visade utföringsexemplet en signal av ventilen V att öppna för att frige förbindelsen mellan dämpkammaren 12 och nätet.

Andra arrangemang för åstadkommande av drivkolvens rörelse kan även komma ifråga. Ventilarrangemanget för styrning av den fram- och återgående rörelsen kan utföras annorlunda, t ex genom initiering av ventilrörelsen på annat sätt än genom ett ventilparti V på slagkolven. 73528 .dom 2005~06~2l

Claims (19)

10 15 20 25 30 528 743 Patentkrav:

1. Slagverk (1) för en bergborrmaskin omfattande ett hus (2) med en fram- och återgående slagkolv (3), vars rörelse äï styrd av en ventilanordning (V,4',4"), varvid huseï inflehål' ler en trycksättbar första kammare (5) för framdrivning av slagkolven (3) och en periodvis trycksättbar andra kammare (8) för återdrivning av slagkolven (3), kännetecknat av - att minst en för pàverkning av slagkolvens (3) återdrivning utformad drivkolv (7) är anbragt vid slagkolven (3), - att ett parti av nämnda drivkolv (7) är anordnat att intränga i den andra kammaren (8) för tryckpåverkning på en drivyta hos drivkolven genom i denna kammare befintligt tryck- medium i riktning av återdrivning, - att nämnda drivkolv (7) inkluderar en ingreppsyta (13) för återdrivningssamband med en pàverkningsyta (14) på slagkolven (3), och - att nämnda drivkolv (7) är fri för axiell rörelse i förhål- Å lande till slagkolven (3), motsatt riktningen av àterdrivning, från ett läge av ingrepp mellan ingreppsytan (13) och påverk- ningsytan (14). '

2. Slagverk enligt kravet 1, kännetecknat av att drivkolven (7) är utformad hylsformig och anbragt koaxiellt med och pá utsidan av slagkolven (3),

3. Slagverk enligt kravet 1 eller 2, kännetecknat av att nämnda drivkolv (7) inkluderar ett dämpparti (11) för samver- kan med en i huset belägen dämpkammare (12) efter ett genom- fört slag av slagkolven (3). 73528 .dOC; 2005-06-21 10 »15 20 25 30 528 743

4. Slagverk enligt kravet 3, kännetecknat av att dämpkammaren (12) är förbunden med en tryckmediumkälla för återvinning av vid dämpning avgiven energi.

5. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att nämnda ingreppsyta (13) och påverkningsyta (14) inkluderar ringformiga ytor.

6. Slagverk enligt något av föregående krav i beroende av kra- vet 2, kännetecknat av att drivkolven (7) har en diameter som överstiger slagkolvens (3) diameter.

7. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den första kammaren (5) är utformad för att vara tryck- sättbar till ett väsentligen konstant tryck.

8. Slagverk enligt något av kraven l - 6, kännetecknat av att den första kammaren (5) är utformad för tillhandahållande av en betydande tryckökning under slagkolvens återdrivning.

9. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att en tryckmediumledning är dragen till den forsta kammaren (5) för upprätthållande av ett önskat tryck.

10. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den andra kammaren (8) är periodiskt trycksättbar genom ventilanordningen.

11. ll. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den första kammaren (5) är utformad att uppta en bakre ände av slagkolven (3), sett i en slagriktning mot ett verk- tyg. 73528.dofi3; 2005-06-21 10 15 20 25 30 528 743 l0

12. Förfarande för àstadkommande av en fram- och återgàende slagkolvrörelse, varvid en första kammare (5) trycksätts för framdrivning av en slagkolv (3) och en andra kammare (8) periodvis trycksätts för återdrivning av slagkolven (3), kän- netecknat av - att slagkolven (3) àterdrivs med hjälp av minst en drivkolv (7), vilken är anbragt vid slagkolven (3), - att i den andra kammaren (8) befintligt tryckmedium bringas att tryckpåverka drivkolven (7) i riktning av återdrivning, - att drivkolven (7) vid återdrivning etablerar återdrivnings- samband med slagkolven (3), och - att drivkolven (7) rör sig axiellt fritt i förhållande till slagkolven (3), motsatt riktningen av återdrivning, från ett läge av nämnda återdrivningssamband.

13. Förfarande enligt kravet 12, kännetecknat av att nämnda drivkolv (7) genom ett dämpparti (ll) samverkar med en i huset belägen dämpkammare (12) efter ett genomfört slag av slagkol- , ven.

14. Förfarande enligt kravet 13, kännetecknat av att vid dämp- ning avgiven energi i dämpkammaren (12) återvinns i en tryck- mediumkälla.

15. Förfarande enligt kravet 12, 13 eller 14, kännetecknat av att den första kammaren (5) trycksätts till ett väsentligen konstant tryck.

16. Förfarande enligt kravet 12, 13 eller 14, kännetecknat av att den första kammaren (5) tillhandahåller en betydande tryckökning under slagkolvens återdrivning. 73528 .dom 2005-06-21 10 528 745 11

17. Förfarande enligt något av kraven 12 - 16, kännetecknat av att en bakre ände av slagkolven (3), sett i en slagriktning mot ett verktyg, intränger in i den första kammaren (5).

18. Förfarande enligt något av kraven 12 - 17, kännetecknat av att ett önskat tryck upprätthålls i den första kammaren (5) genom tilledning från en tryckkälla.

19. Bergborrmaskin inkluderande ett slagverk enligt något av kraven 1 - ll. 73S28.d0C; 2005-06-21