FI98402C - Mäntärakenne porakoneen aksiaalilaakeria varten - Google Patents

Description

98402 Mäntärakenne porakoneen aksiaalilaakeria varten

Keksinnön kohteena on mäntärakenne sellaisen pora-koneen aksiaalilaakeria varten, johon porakoneeseen kuuluu 5 runko, runkoon sovitettu iskumäntä ja sen aksiaalisella jatkeella sijaitseva poraniska sekä useita mäntiä, jotka on sovitettu runkoon poraniskan ympärille muodostettuihin aksiaalisuuntaisiin sylinteritiloihin ja on sovitettu vaikuttamaan poraniskaan sitä porakoneen etuosaan päin työn-10 tyvästi mäntien takapintaan vaikuttavan paineväliaineen vaikutuksesta.

FI-patentissa 84 701 on esitetty kallioporakone, jossa poraniskaa tuetaan hydraulisella aksiaalilaakerilla. Aksiaalilaakeri on muodostettu niin, että porakoneen run-15 koon on porattu useita porakoneen akselin suuntaisia sy-linteritiloja, joissa kussakin on erillinen sylinterimäi-nen mäntä. Mäntien taakse sylinteritiloihin on johdettu paineväliainekanavat niin, että mäntiä voidaan paineväliaineen paineella työntää porakoneen etupäähän päin. Män-20 tien liikematka eteenpäin on rajoitettu. Mäntien ja poraniskan välillä on tukirengas, johon männät vaikuttavat, jolloin kaikkien mäntien painaessa tukirengasta samanaikaisesti niiden yhteinen työntövoima eteenpäin on suurempi kuin porakoneen syöttövoima ja tällöin poraniskan tukeu-25 tuessa välirenkaaseen se on iskukoneiston toiminnan kannalta optimaalisessa iskupisteessä.

Tällaisessa aksiaalilaakeroinnissa männät toimivat samalla välirengasta vasten olevana laakeripintana. Jotta ne kestäisivät tarvittavan kulutuksen ja rasituksen, ne on 30 valmistettava kokonaan kovametallista, mikä tekee niistä varsin kalliit. Eräs ongelma myöskin on, että rajoittimen tukiessa vain mäntien toiseen reunaan, männät ovat välillä epäsymmetrisesti tuettuja ja niihin kohdistuu tällöin vino voima, mikä asettaa suuria vaatimuksia runko-osan sylinte-35 ritilän kestävyydelle ja voitelulle.

2 98402 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen mäntärakenne, jolla tällaisen aksiaalirakenteen kaikki edut ja mahdollisuudet voidaan mahdollisimman hyvin hyödyntää. Keksinnön mukaiselle mäntärakenteelle on omi-5 naista, että mäntärakenteeseen kuuluu varsinainen mäntä-osa, joka on tarkoitettu asennettavaksi runkoon muodostettuun sylinteritilaan, ja laakerikappale, joka on tarkoitettu asennettavaksi mäntäosan ja poraniskan välille män-täosan kanssa samanakselisesti.

10 Keksinnön olennainen ajatus on, että mäntärakenteen muodostaa kaksi erillistä osaa, joista toinen on varsinainen mäntäosa, joka voidaan tiivisteillä tiivistää sylinte-ritilan seinämiin niin, että mitään paineväliaineen vuotoa männän ohi ei olennaisesti tapahdu ja toinen osa vastaa-15 vasti erillinen, edullisemmin sylinterimäinen kovametal-linen laakeriosa, joka sijaitsee mäntäosan suhteen samanakselisesti, jolloin kovametalli kestää kulutuksen ja syntyvän rasituksen samalla, kun se kuormittaa mäntäosaa keskeisesti ja siten tarpeeton kuluminen vähenee ja mäntä-20 osassa voidaan käyttää halvempia materiaaleja.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisessa kuviossa, joka esittää kaavamaisesti porakoneen etupäätä, joka on varustettu aksiaalilaakerilla ja keksinnön mukaisella män-tärakenteella.

25 Kuviossa on esitetty osa porakoneen rungosta 1.

Rungon 1 sisällä liikkuu sinänsä tunnetulla tavalla isku-mäntä 2, jonka iskutoiminta on yleisesti tunnettua ja alan ammattimiehelle itsestään selvää eikä sitä sen vuoksi tässä ole esitetty. Iskumännän 2 edessä sen kanssa samanakse-30 lisesti on poraniska 3, johon iskumäntä lyö ja aikaansaa sen seurauksena poraniskan 3 jatkeena normaalisti olevan, ei esitetyn poranterän iskeytymisen kiveen sen rikkomiseksi. Poraniskaa 3 pyöritetään normaalisti sinänsä tunnetulla pyöritysmoottorilla, mikä on sinänsä täysin tunnettua 35 ja alan ammattimiehelle itsestäänselvä eikä sitä sen vuok- 3 98402 si ole tässä sen tarkemmin esitetty. Tällainen porakoneen ja siihen liittyvän aksiaalilaakerin toiminta on yksityiskohtaisesti selostettu FI-patentissa 84 701, jonka esittämät seikat katsotaan kuuluvaksi tämän patenttihakemuksen 5 selitykseen.

Rungossa 1 on iskumännän kanssa samanakselisesti porauksia, jotka muodostavat sylinterimäiset sylinteriti-lat 4. Kaikki sylinteritilat on kytketty paineväliaineläh-teeseen esimerkiksi mainitun FI-patentin 84 701 mukaisella 10 rengaskanavalla tai muulla vastaavalla tavalla niin, että sylinteritiloihin 4 voidaan syöttää paineellista painevä-liainetta. Kussakin sylinteritilassa 4 on mäntäosa 5, jossa on yksi tai useampi rengasmainen tiiviste 6 mäntäosan ja sylinteritilan välillä. Mäntäosan 5 edessä kuviossa 15 vasemmalla on sen kanssa samanakselisesti sylinterimäinen kovametailinen laakerikappale 7. Kaikkien mäntäosien edessä olevien laakerikappaleiden pitämiseksi paikallaan ja keskenään oikeassa asennossa porakoneessa on ohjausrengas 8, jossa on sylinterimäinen tila kullekin laakerikappa-20 leelle 7. Tämä ohjaa laakerikappaleen 7 jatkuvasti oikeaan asentoon eli koaksiaalisesti mäntäosan 5 kanssa. Ohjain-renkaan 8 etureunassa eli kuviossa vasemmalla on sisäänpäin edullisesti rengasmainen olake 8a, joka ulottuu laakerikappaleen 7 sylinterimäisen tilan kohdalle niin, että 25 laakerikappale 7 voi työntyä eteenpäin ulokkeen 8a pintaa vasten, mutta ei yhtään sen pidemmälle. Laakerikappaleiden 7 ja poraniskan 3 välillä on tukiholkki 9, jonka toiseen, kuviossa oikean puoleiseen pintaan laakerikappaleet 7 painautuvat ja joka toisesta päästään eli kuviossa vasemmalla 30 työntyy poraniskaa 3 päin. Mäntäosan 5 ympäriltä voi vielä johtaa ulos erillinen poistokanava 10, jota kautta tiivisteiden 6 ohi mahdollisesti virrannut paineväliaine saadaan poistetuksi niin, että se ei virtaa poraniskaan. Myös tämä paineväliaineen poisto voidaan toteuttaa useilla eri ta-35 voilla.

4 98402

Kun mäntäosien 5 taakse syötetään paineväliainetta, ne työntävät laakerikappaleita 7 eteenpäin, jolloin kaikkien mäntien takana vaikuttavan painenesteen aikaansaama yhteinen voima ylittää porakoneen syöttövoiman ja työntää 5 poraniskan optimaaliseen iskuasentoonsa. FI-patentissa 84 701 esitetty ratkaisu, jossa mäntien mahdolliset liikepi-tuudet ovat ainakin osittain eri mittaiset, saadaan aikaan siten, että ohjainrenkaaseen 8 on työstetty osalle mäntä-osista syvennys 8b, jolloin ne voivat painua syvemmälle ja 10 siten työntää vastaavaa laakerikappaletta 7 pidemmälle tukemaan poraniskaa pidemmän matkaa aksiaalisuunnassa.

Keksintöä on edellä selityksessä ja piirustuksissa esitetty vain esimerkinomaisesti eikä sitä millään tavoin rajoitettu siihen. Olennaista on, että mäntärakenteessa on 15 erillinen mäntäosa ja sen lisäksi erillinen laakerikappale niin, että ne ovat keskenään samanakselisesti, jolloin laakerikappale voidaan valmistaa enemmän kulutusta kestävästä materiaalista ja vastaavasti mäntäosa voidaan tehdä edullisemmasta materiaalista ja saada kunnolla tiiviste-20 tyksi sylinteritilaansa erillisten tiivisteiden avulla.

Eri pituudelle liikkuvien mäntäosien taakse voidaan myös johtaa eripaineista paineväliainetta kytkemällä esimerkiksi saman liikepituuden omaavat mäntäosat 5 keskenään samaan paineväliainekanavaan, mutta erilleen toisen liikepi-25 tuuden omaavien mäntäosien paineväliainekanavista. Mäntä-osa 5 ja sylinteritilan 4 välille voidaan käyttää joko yksi tai useampi tiiviste ja tiivisteet voidaan asentaa joko mäntäosissa oleviin uriin tai sylinteritilassa oleviin uriin käytettävästä ja halutusta valmistustekniikasta 30 riippuen. Ohjausrengas 8 voidaan korvata myös rungossa olevilla ohjausrei'illä, mikäli se esimerkiksi valmistus-syistä katsotaan tarpeelliseksi. Edelleen poistokanavaa 10 voidaan käyttää johtamaan välyksien läpi virrannut pai-neneste pois silloin, kun mäntäosan 5 ja sylinteritilan 4 35 välillä on vain yksi tiiviste. Eri liikepituuksia omaavat 5 98402 mäntäosat voidaan kytkeä paitsi täysin toisistaan erillisiin painenestesyöttökanaviin myös joko samaan painenes-teen syöttökanavaan tai erillisten painesäätimien kautta samasta kanavasta painenestettä saavaksi. Mäntien sylinte-5 ritilät voivat olla poraniskan ympärillä sekä symmetrisesti samalla kehällä että eri tavoin poraniskan ympärille sijoitettuna.

Claims (7)

98402

1. Mäntärakenne sellaisen porakoneen aksiaalilaake-ria varten, johon porakoneeseen kuuluu runko (1), runkoon 5 sovitettu iskumäntä (2) ja sen aksiaalisella jatkeella sijaitseva poraniska (3) sekä useita mäntiä, jotka on sovitettu runkoon (1) poraniskan (3) ympärille muodostettuihin aksiaalisuuntaisiin sylinteritiloihin (4) ja on sovitettu vaikuttamaan poraniskaan (3) sitä porakoneen etu- 10 osaan päin työntyvästi mäntien takapintaan vaikuttavan paineväliaineen vaikutuksesta, tunnettu siitä, että mäntärakenteeseen kuuluu varsinainen mäntäosa (5), joka on tarkoitettu asennettavaksi runkoon muodostettuun sylinteritilaan (4), ja laakerikappale (7), joka on tar- 15 koitettu asennettavaksi mäntäosan (5) ja poraniskan (3) välille mäntäosan (5) kanssa samanakselisesti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mäntärakenne, tunnettu siitä, että laakerikappale (7) on valmistettu kovametallista tai vastaavasta kulutusta kestävästä 20 materiaalista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mäntärakenne, tunnettu siitä, että sekä mäntäosa (5) että laakerikappale (7) ovat olennaisesti poikkirakenteeltaan sylinterimäisiä.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mäntä- rakenne, tunnettu siitä, että runkoon (1) on muodostettu sylinteritilasta (4) ulos johtava kanava (10) mäntäosan (5) ja sylinteritilan (4) välysten kautta virranneen paineväliaineen poistamiseksi.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mu kainen mäntärakenne, tunnettu siitä, että mäntä-osaan (5) on muodostettu ainakin yksi syvennys rengasmaista tiivistettä (6) varten mäntäosan (5) ja sylinteritilan (4) välisen pinnan tiivistämiseksi. 35 98402

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen mäntärakenne, tunnettu siitä, että mäntäosaan (5) muodostuu ainakin kaksi syvennystä rengasmaista tiivistettä (6) varten sellaisen matkan päähän toisistaan, joka on suurempi kuin 5 mäntäosan (5) liikepituus sylinteritilassa (4), jolloin sylinteritilasta (4) voidaan tiivisteiden (6) välistä johtaa ulos mahdollisesti valunut paineväliaine runkoon (1) muodostetun kanavan (10) avulla.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 10 mäntärakenne, tunnettu siitä, että sylinteritilan (4) sisäpintaan on muodostettu ainakin yksi syvennys rengasmaista tiivistettä varten mäntäosan (5) ja sylinteritilan (4) välisen pinnan tiivistämiseksi. 98402