FI119854B

FI119854B - Sovitelma kallioporakoneen syöttöpalkilla liikkuvan väliohjaimen käyttämiseksi

Info

Publication number: FI119854B
Application number: FI20075361A
Authority: FI
Inventors: Juha Piipponen
Original assignee: Sandvik Mining & Constr Oy
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2009-04-15
Also published as: FI20075361A0; AU2008252888A1; CA2687405A1; EP2153014A1; RU2425207C1; CN101715505B; ZA200908648B; FI20075361A; CN101715505A; JP5044694B2; JP2010527419A; EP2153014A4; CA2687405C; WO2008142201A1; AU2008252888B2; US20100139941A1; US8256529B2

Description

Sovitelma kallioporakoneen syöttöpalkilla liikkuvan väliohjai-rnen käyttämiseksi

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on sovitelma kallioporakoneen syöttöpalkilla 5 liikkuvan väliohjaimen käyttämiseksi, johon sovitelmaan kuuluu syöttösylinteri porakoneen liikuttamiseksi poraussuuntaan ja takaisin, ainakin yksi syöttösylin-terin suhteen liikkumattomasti asennettu kääntöpyörä ja sen ympäri kulkeva taipuisa syöttöelin, joka on kytketty toisaalta porakoneeseen ja vastaavasti syöttöpalkkiin, syöttöpalkkia pitkin liikkuvasti ja syöttösyIinterin suhteen syöttö-10 palkin pituussuunnassa liikkumattomasti asennettu väliohjain, jossa on kes-kiöaukko poratankoa varten, keskiöaukon sivussa siirtoaukko poratangon siirtämiseksi keskiöaukkoon ja vastaavasti siitä pois ja välineet siirtoaukon sulkemiseksi porauksen aikana, ja painenestekanavat painenesteen syöttämiseksi syöttösylinterin painenestetiloihin ja niistä pois.

15 Käytettäessä pitkiä poratankoja ja erityisesti jatkotankoporauksessa käytetään yleisesti poratankojen tukemiseen syöttöpalkkia pitkin liikkuvaa vä-liohjainta, joka sijaitsee porakoneen ja syöttöpalkin etupäässä olevan poraoh-jaimen välissä ja joka liikkuu pitkin syöttöpalkkia samanaikaisesti porakoneen liikkuessa. Varsin yleisesti porakoneen syöttö- ja paluuliikkeen aikaansaami-. 20 seksi käytetään syöttösylinteriä, joka on kytketty liikuttamaan porakoneen kelk kaan kytkettyä vaijeria tai ketjua. Tällöin syöttösylinterin pituuden muutos saa • · · aikaan porakoneen liikkeen. Tunnetuissa rakenteissa syöttösylinterin pituuslii- : ke saa aikaan kaksi kertaa niin pitkän liikkeen porakoneelle, jolloin vastaavasti • · : liikenopeudet ovat samassa suhteessa. Tyypillisesti väliohjain on kytketty lii k- • · • ’·· 25 kumaan syöttösylinterin liikkuvan osan eli sylinteriputken tai männän mukana riippuen käytettävästä ratkaisusta. Yleensä syöttösylinterin männänvarsi on kytketty päästään syöttöpalkin suhteen liikkumattomaksi ja sylinteriputki liikkuu syöttöliikkeen aikaansaamiseksi.

.···. Yleisesti käytetään väliohjainta, jossa on aukko sillä kohdalla, mitä • · 30 kautta poratanko tuodaan porakoneelle. Tämän ratkaisun ongelmana on, että poratanko pääsee välillä luiskahtamaan pois väliohjaimesta, minkä seuraukse- • · · na poraus on keskeytettävä ja poratanko väännettävä väkisin takaisin välioh-jaimeen.

• · • · 2

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, missä väliohjaimen aukko saadaan automaattisesti suljetuksi ja vastaavasti avatuksi porauslaitteen käytön aikana helposti ja yksinkertaisesti.

5 Keksinnön mukaiselle soviteimalle on ominaista, väliohjaimessa on painenestekäyttöinen toimilaite siirtoaukon sulkemiseksi, että syöttösylinterin syiinteritilasta, johon painenestettä syötetään porakoneen siirtämiseksi po-raussuuntaan porauksen aikana, on kytketty painenestekanava väliohjaimen toimilaitteeseen niin, että painenesteen paine saa toimilaitteen sulkemaan siir-10 toaukon.

Keksinnön olennainen ajatus on, että väliohjaimessa on toimilaite, joka sulkee väliohjaimessa poratangon tuomista ja poistamista varten olevan aukon porauksen aikana. Edelleen keksinnön olennainen ajatus on, että painenestekäyttöinen toimielin on kytketty syöttösylinterin painenestetilaan niin, 15 että kytkettäessä porakoneen syöttö päälle, syöttösylinterin painenestetilassa oleva paineinen väliaine vaikuttaa toimilaitteeseen ja saa sen siirtämään sukuelimen aukon kohdalle.

Keksinnön mukaisen sovitelman etuna on, että väliohjain saadaan suljetuksi porauksen ajaksi, jolloin poratanko ei pääse siirtymään sieltä pois. 20 Edelleen sulkeminen tapahtuu automaattisesti aina, kun porakoneen syöttö kytketään päälle, jolloin käyttäjän ei tarvitse erikseen huolehtia asiasta, vaan se tapahtuu itsestään.

·· · • · · • · | .I, Kuvioiden lyhyt selostus • · · :·[ * Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa • ·♦ 25 Fig. 1 esittää kaavamaisesti sivusta katsottuna kallionporauslaitteen ’·*·’ syöttöpalkkia siinä olevine porakoneineen ja ohjaimineen,

Fig. 2a ja 2b esittävät kaavamaisesti kallionporauslaitteen välioh-: jainta poratangon pituussuunnassa katsottuna avoimena ja vastaavasti suljet- • · · tuna ja 30 Fig. 3 esittää kaavamaisesti erästä hydraulista kytkentää väliohjai- .··♦. men käyttämiseksi.

• · • · · :*·Keksinnön eräiden sovellutusmuotojen yksityiskohtainen selostus ·:**: Fig. 1 esittää kaavamaisesti osittain leikattua kallionporauslaitteen syöttöpalkkia 1, minkä päällä on syöttöpalkin 1 pituussuunnassa liikkuvasti 35 asennettu porakone 2. Tyypillisesti porakone 2 on asennettu syöttöpaikkiin 1 3 tunnetulla tavalla liikkuvasti asennettuun kelkkaan 3, mutta kelkan 3 sijasta porakone 2 voi olla kytketty suoraan syöttöpalkkiin 1 sen pituussuunnassa liikkuvasti. Porakoneesta syöttöpalkin pituussuunnassa poraussuuntaan on pora-tanko 4, jonka päähän voidaan kytkeä porakruunu 4a tai toinen poratanko riip-5 puen porauslaitteesta ja porausmenetelmästä. Edelleen syöttöpalkin 1 toisessa päässä on poraohjain 5, missä olevan aukon läpi poratanko kulkee. Pora-ohjaimen 5 ja porakoneen 2 välissä on edelleen väliohjain 6, jonka periaatteellista toimintaa ja rakennetta selvitetään myöhemmin kuvioissa 2a ja 2b. Myös väliohjaimessa 6 on aukko, minkä kautta poratanko 4 porauksen aikana kul-10 kee.

Syöttöpalkin 1 sisäpuolella on syöttömekanismi, johon kuuluu syöt-tösylinteri 7, kääntöpyörät 8 sekä taipuisa syöttöelin 9. Tällainen taipuisa syöt-töelin 9 voi olla vaijeri, ketju tai muu vastaava taipuisa ja pituussuunnassaan riittävän kestävä elin. Tyypillisesti syöttöelin 9 on kytketty päistään syöttöpalk-15 kiin 1 liikkumattomasti esimerkiksi kiinnittimen 1a avulla ja se kiertää kääntö-pyörien 8 ympäri. Edelleen taipuisa syöttöelin 9 on kytketty kääntöpyörien 8 välisellä alueella porakoneen kelkkaan 3 tai vaihtoehtoisesti suoraan porakoneeseen 2. Syöttösylinterin 7 männänvarren 7a pää on kytketty syöttöpalkkiin 1 pituussuunnassaan liikkumattomasti sinänsä tunnetulla tavalla. Kun syöt-20 tösylinterin sylinteriputken 7b toiseen päähän eli kuvan esittämässä tapauk-sessa poraohjaimen 5 puoleiseen sylinteritilaan syötetään painenestettä, sylin- . .·, teriputki 7b siirtyy kohti poraohjainta 5 pakottaen taipuisan syöttöelimen 9 pyö- • · · rimään kääntöpyörien 8 ympäri. Tämän seurauksena porakone liikkuu kohti \ ’’ poraohjainta sylinteriputken 7b nopeuteen nähden kaksinkertaisella nopeudel- • · · j;: ; 25 la. Kun väliohjain 6 on kytketty sylinteriputken 7b suhteen sen pituussuunnas- ·* ” sa liikkumattomasti, liikkuu väliohjain 6 vastaavasti puolella nopeudella pora- • · · koneen nopeudesta ja sen asema siten suunnilleen porakoneen 2 ja poraohjaimen 5 puolivälissä säilyy koko syöttöliikkeen ajan sekä porauksen aikana että porakoneen paluuliikkeen aikana.

30 Edellä esitetystä poiketen syöttösylinteri 7 voidaan kytkeä syöttö- • · · ’ . palkkiin 1 päinvastoin niin, että sylinteriputki 7b on pituussuunnassaan liikku- mattomasti syöttöpalkin suhteen ja männänvarsi 7a liikkuu. Tällöin tietenkin • · ’·;·* väliohjain ja kääntöpyörät on kytketty liikkumaan männänvarren 7a mukana.

:*·[: Tällöin voidaan paineneste johtaa toimilaitteelle 11 männänvarren 7a läpi ja ·:··· 35 tarvittaessa myös sen sisällä takaisin.

4

Fig. 2a ja 2b esittävät kaavamaisesti erästä väliohjaimen 6 toteutusmuotoa poratangon akselisuunnasta katsottuna. Fig. 2a esittää väliohjainta 6 avoimena. Väliohjaimessa 6 on keskiöaukko 6a, jossa poratanko sijaitsee porauksen aikana. Keskiöaukon 6a sivussa on väliohjaimessa 6 siirtoaukko 6b, 5 minkä kautta poratanko voidaan väliohjaimen poikkisuunnassa siirtää keskiö-aukkoon 6a tai sieltä pois. Edelleen kuviossa näkyy sulkuelin 6c, joka on esimerkinomaisesti kytketty väliohjaimeen 6 kääntyväksi akselin 10 avulla. Akseli 10 voi tietenkin olla pultti tms. sinänsä yleisesti tunnettu kiinnitin, minkä ympäri sulkuelin 6c voi kääntyä. Sulkuelimen 6c ja väliohjaimen 6 rungon 6d välillä 10 vaikuttaa painenestekäyttöinen toimilaite 11, minkä avulla sulkuelin voidaan kääntää sulkemaan aukko 6b. Sulkuelimen 6c ja väliohjaimen rungon 6d välillä on esimerkiksi jousi 12, mikä vetää sulkuelimen 6c pois aukon 6b edestä silloin, kun toimilaitteeseen 11 ei vaikuta painenesteen paine. Näin sulkuelin on pois aukon edestä aina, kun porakoneen syöttö ei ole kytketty päälle. Toimilai-15 te 11 on esimerkiksi sinänsä tunnettu tavanomainen painenestesylinteri. Sen männänvarren 11a pää on esimerkiksi kytketty sulkuelimen 6c varteen ja vastaavasti sylinteriputki kytketty väliohjaimeen 6. Sylinteriputken 11b paineneste-tila on kytketty sopivalla letkulla tai putkella myöhemmin Fig. 3 yhteydessä esitetyn kaavion mukaisesti porakoneen syöttösylinterin painenestetilaan, jolloin 20 syöttösylinterin painenestetilassa vaikuttava paineneste työntää mäntää ja si-....: ten myös männänvartta 11a ulos sylinteriputkesta 11b ja sen seurauksena saa . .·. aikaan sulkuelimen 6c kääntymisen aukon 6b eteen.

• · ·

Fig. 2b esittää kaavamaisesti Fig. 2a mukaista väliohjainta tilan- l teessä, missä väliohjaimen 6 siirtoaukko 6b on suljettu.

• · · j;: : 25 Fig. 3 esittää kaavamaisesti hydraulikytkentää, mitä esimerkiksi voi- : *** daan käyttää keksinnön mukaisen sovitelman toteuttamiseen. Siinä on esitetty ··· painenestepumppu 13, miltä paineneste johdetaan kanavan 14 kautta venttiilille 15 ja edelleen kanavan 16 kautta syöttösylinterille 7 sen painenestetilaan :T: 7c. Vastaavassa syöttösylinterin 7 toisesta painenestetilasta 7d on johdettu :***: 30 kanava 17 venttiilille 15 ja venttiililtä 15 edelleen johtaa kanava 18 painenes- • ·· tesäiliölle 19. Venttiili 15 on tässä esimerkinomaisesti lepoasennossa, jolloin I..* painenestettä ei syötetä syöttösylinterille. Syöttösylinterin 7 painenestetilasta • · *···* 7c johtaa edelleen kanava 20 väliohjaimen 6 toimilaitteelle 11. Toimilaite 11 on :*·*: tässä esimerkinomaisesti yksitoiminen tai sellaiseksi kytketty. Kytkettäessä ·:··! 35 porakoneen 2 syöttö päälle venttiiliä 15 siirretään kuviossa esitetystä lepo- asennosta vasemmalle niin, että painenestepumpulta 13 tuleva paineneste 5 virtaa kanavien 14 ja 16 kautta syöttösylinterin 7 sylinterillään 7c. Sen seurauksena sylinteriputki 7b alkaa siirtyä nuolen A suuntaan, jolloin sen pituus kasvaa ja aiemmin kuvattu porakoneen syöttöliike muodostuu. Samalla tilassa 7c vaikuttava paineneste vaikuttaa kanavan 20 kautta väliohjaimen 6 toimilaitteel-5 le 11 saaden aikaan sen männän 11a työntymisen ulos sylinteristä, mikä työntää sulkuelimen 6c siirtoaukon 6b kohdalle. Erillisen sulkuelimen sijaan voi itse männänvarsi 11a toimia sulkuelimenä. Vastaavasti, kun venttiili 15 siirretään kuviossa oikealle, virtaa paineneste painenestepumpulta 13 kanavan 14, venttiilin 15 ja kanavan 17 kautta virtaamaan syöttösylinterin sylinteritilaan 7d, joI-10 loin sylinteriputki 7b siirtyy poispäin ohjaimesta 5 siirtäen vastaavasti pora-konetta 2 ja väliohjainta 6 samaan suuntaan. Samalla paineneste virtaa pois sylinteritilasta 7c kanavan 16, venttiilin 15 ja kanavan 18 kautta painenestesäi-liöön 19. Tällöin paine väliohjaimen 7 toimilaitteessa 11 lakkaa vaikuttamasta ja aiemmin Fig. 2a ja 2b yhteydessä esitetty jousi 12 vetää sulkuelimen 6c pois 15 siirtoaukon 6b kohdalta.

Venttiili 15 on esitetty esimerkinomaisesti sellaisena, että sen ollessa fig. 3 mukaisessa lepoasennossa paineneste pääsee purkautumaan syöttösylinterin 7 sylinteritilasta 7c ja pumpulta 13 painenestesäiliöön 19. Tällöin paine laskee ja sen vaikutus myös toimilaitteella 11 lakkaa. Tämän seuraukse-20 na puolestaan toimilaite jousen vaikutuksesta palautuu asentoon, missä siirto-aukko 6b on auki.

• ·

Fig. 3 esittää myös katkoviivalla kanavan 21, mikä tarvitaan keksin- • · · nön eräässä toteutusmuodossa. Tässä käytetään kaksitoimista toimilaitetta, • · · | ;* missä sulkuelimen siirtäminen kumpaankin suuntaan tehdään aina painenes- • · · jy : 25 teen paineella. Niinpä tässä toteutusmuodossa syöttösylinterin 7 sylinteritilasta : *** 7d, johon painenestettä syötetään porakoneen 2 siirtämiseksi paluusuuntaan, • ·· on kytketty kanava 21 väliohjaimen 6 toimilaitteeseen 11 niin, että painenes- teen paine syöttösylinterin 7 sylinteritilassa 7d porakoneen paluuliikkeen aika- :T: na vaikuttaa myös toimilaitteeseen 11 ja saa toimilaitteen 11 siirtämään sul- ;***: 30 kuelimen 6c pois siirtoaukon 6b kohdalta.

• · · * . Toimilaite 11 voi olla joko yksi- tai kaksitoiminen painenestesylinteri tai jokin muu sopiva yksi- tai kaksitoiminen toimilaite kuten painenestemoottori *···* tms.

:*·*: Keksintöä on edellä selityksessä ja piirustuksissa esitetty vain esi- ·:··· 35 merkinomaisesti eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen. Väliohjaimen sul- kuelin voidaan kytkeä liikkumaan eri tavoin joko kääntöliikkeellä tai suoraviivai- 6 sella liikkeellä. Edelleen toimielin voi olla kuvatun esitetyllä tavalla yksitoiminen niin, että sen palautusliike tapahtuu jousella tai vastaavalla ja sulkuliike syöttämällä siihen painenestettä. Vaihtoehtoisesti toimielin voidaan toteuttaa kaksi-toimisena niin, että painenesteen vaikutus syöttösylinterin toisessa sylinteriti-5 iässä saa aikaan sulkuliikkeen ja vastaavasti toisessa syIinteritiIassa avaamis-liikkeen. Syöttösylinteri on edellä esitetty niin, että sylinteriputki tai männänvar-si on kytkettynä syöttöpalkin takapäähän eli porakoneen puoleiseen päähän liikkumattomasti, jolloin syöttöliikkeen aikana mäntä työntyy ulos sylinteriput-kesta ja syöttösylinterin kokonaispituus kasvaa. Syöttö voidaan toteuttaa myös 10 siten, että sylinteriputki tai männänvarsi on kytkettynä syöttöpalkin etupäähän eli porakruunun puoleiseen päähän liikkumattomasti. Tällöin vastaavasti syöttöliikkeen aikana mäntä vetäytyy sylinteriputken sisään ja syöttösylinterin kokonaispituus pienenee. Tällöin tietenkin sylinteritilat ja kytkennät toimilaitteen ja sylinterithän välillä valitaan keksintöä vastaavasti.

15 • · • · · • · · ··· • · · • · · • · • « • · • · · • · · ··· * ·· • · • · · ··« • · • · ·· · ··♦ • · · • · · ··· • · • · ··· * ♦ • · ♦ • · • ♦ ··· ·· · • · · • · • · • ·

Claims

1. Sovitelma kallioporakoneen syöttöpalkilla liikkuvan väliohjaimen käyttämiseksi, johon sovitelmaan kuuluu syöttösylinteri (7) porakoneen (2) liikuttamiseksi poraussuuntaan ja takaisin, ainakin yksi syöttösylinterin (7) suh- 5 teen liikkumattomasti asennettu kääntöpyörä (8) ja sen ympäri kulkeva taipuisa syöttöelin (9), joka on kytketty toisaalta porakoneeseen (2) ja vastaavasti syöt-töpalkkiin (1), syöttöpalkkia pitkin liikkuvasti ja syöttösylinterin (7) suhteen syöt-töpalkin (1) pituussuunnassa liikkumattomasti asennettu väliohjain (6), jossa on keskiöaukko (6a) poratankoa (4) varten, keskiöaukon sivussa siirtoaukko 10 (6b) poratangon siirtämiseksi keskiöaukkoon (6a) ja vastaavasti siitä pois ja välineet siirtoaukon (6b) sulkemiseksi porauksen aikana, ja painenestekanavat (14, 16; 17, 18) painenesteen syöttämiseksi syöttösylinterin (7) painenestetiloi-hin (7c, 7d) ja niistä pois, tunnettu siitä, että väliohjaimessa (6) on pai-nenestekäyttöinen toimilaite (11) siirtoaukon (6b) sulkemiseksi, että 15 syöttösylinterin (7) sylinteritilasta, johon painenestettä syötetään porakoneen (2) siirtämiseksi poraussuuntaan porauksen aikana, on kytketty painenestekanava (20) väliohjaimen (6) toimilaitteeseen (11) niin, että painenesteen paine saa toimilaitteen (11) sulkemaan siirtoaukon (6b).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, 20 että syöttösylinterin (7) männänvarsi (7a) on kytketty syöttöpalkkiin (1) pituus- •;..j suunnassaan liikkumattomasti, että syöttösylinterin (7) sylinteriputki (7b) liikkuu . .·. syöttöpalkin (1) suhteen porakoneen (2) kanssa samaan suuntaan ja että vä- : v. liohjain (6) sekä kääntöpyörät (8) on kytketty sylinteriputkeen (7b). • · I l

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, • · · i;: : 25 että syöttösylinterin (7) sylinteriputki (7b) on kytketty syöttöpalkkiin (1) pituus- • · :#>[* suunnassaan liikkumattomasti, että syöttösylinterin (7) männänvarsi (7a) liik- kuu syöttöpalkin (1) suhteen porakoneen (2) kanssa samaan suuntaan ja että väliohjain (6) sekä kääntöpyörät (8) on kytketty männänvarteen (7a).

·’.!·* 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, 30 että kanava syöttösylinterin (7) sylinteritilasta (7c) väliohjaimen (6) toimilaitteel- ..1.. le (11) on johdettu männänvarren (7a) kautta.

• · ... 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, • · *;1 tunnettu siitä, että toimilaitteeseen (11) on kytketty erillinen sulkuelin (6c) siirtoaukon (6b) sulkemiseksi. *:··; 35

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että toimilaite (11) on paineväliainesylinteri.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sulkuelin (6c) on asennettu väliohjaimen (6) suhteen kääntyväsi!.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen sovitelma, tunnet-5 t u siitä, että sulkuelin (6c) on asennettu väliohjaimen (6) suhteen syöttöpalkin (1) poikkisuunnassa suoraviivaisesti liikkuvasti.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sulkuelimen (6c) ja väliohjaimen (6) välille on kytketty jousi (12), jonka voima vaikuttaa sukuelimeen siten, että se pyrkii siirtämään 10 sulkuelimen (6c) pois siirtoaukon (6b) kohdalta.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että syöttösylinterin (7) sylinteritilasta (7d), johon painenestettä syötetään porakoneen (2) siirtämiseksi paluusuuntaan, on kytketty paineneste-kanava (21) väliohjaimen (6) toimilaitteeseen (11) niin, että painenesteen paine 15 porakoneen (2) paluuliikkeen aikana saa toimilaitteen (11) siirtämään sulkuelimen (6c) pois siirtoaukon (6b) kohdalta.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että syöttösylinterin (7) sylinterillään (7c), johon painenestettä syötetään porakoneen (2) syöttöliikkeen aikana, johtava painenestekanava on 20 kytketty venttiilissä (13) niin, että asetettaessa venttiili (15) lepoasentoon syöt-. töliikkeen pysäyttämiseksi sylinteritilassa (7c) oleva paineneste voi purkautua painenestesäiliöön (19), jolloin paineen laskeminen toimilaitteessa (11) saa • · · *·:·* aikaan siirtoaukon (6b) aukeamisen. ·· · ' ' • · ♦ I25 ··· · ·· • · • ·· ··« • · • · ··· ··· • · · • · · ··♦ • · • · ··· • · ··· • · • · ··· 1 • · · • · · • · • ·