NO342618B1 - Slaganordning, samt fremgangsmåte for generering av en spenningspuls i denne - Google Patents

Slaganordning, samt fremgangsmåte for generering av en spenningspuls i denne Download PDF

Info

Publication number
NO342618B1
NO342618B1 NO20060450A NO20060450A NO342618B1 NO 342618 B1 NO342618 B1 NO 342618B1 NO 20060450 A NO20060450 A NO 20060450A NO 20060450 A NO20060450 A NO 20060450A NO 342618 B1 NO342618 B1 NO 342618B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
working chamber
impact device
pressure
tool
pressure fluid
Prior art date
Application number
NO20060450A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20060450L (no
Inventor
Mauri Esko
Timo Muuttonen
Aimo Helin
Markku Keskiniva
Erkki Ahola
Jorma Maki
Original Assignee
Sandvik Mining And Contruction Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sandvik Mining And Contruction Oy filed Critical Sandvik Mining And Contruction Oy
Publication of NO20060450L publication Critical patent/NO20060450L/no
Publication of NO342618B1 publication Critical patent/NO342618B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/02Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously of the tool-carrier piston type, i.e. in which the tool is connected to an impulse member
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/145Control devices for the reciprocating piston for hydraulically actuated hammers having an accumulator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/06Means for driving the impulse member
    • B25D9/12Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure
    • B25D9/125Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure driven directly by liquid pressure working with pulses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/16Valve arrangements therefor
    • B25D9/22Valve arrangements therefor involving a rotary-type slide valve

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Abstract

Det er tilveiebrakt en trykkfluidoperert slaganordning innbefattende en ramme (2) til hvilken et verktøy (3) er bevegelig monterbart i sin lengderetning, og styringsmidler (7) for å styre trykkfluidet matet til slaganordningen (1), så vel som en fremgangsmåte for generering av en spenningspuls i en trykkfluidoperert slaganordning. Slaganordningen (1) innbefatter et arbeidskammer (8) og et overføringsstempel (9) som beveger seg deri. Energiladningsmidler for å lade en trykkfluidenergi og styringsmidlene er tilkoplet for å tillate periodisk vekslende trykkfluid å strømme til arbeidskammeret (8) og, tilsvarende, å slippe ut trykkfluid fraarbeidskammeret(8). I fremgangsmåten blir trykkfluid matet til arbeidskammeret(8), som produserer en kraft som skyver overføringsstempelet (9) i retning av verktøyet (3) og således genererer en spenningspuls i verktøyet (3).

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en trykkfluidoperert slaganordning innbefattende en ramme til hvilken et verktøy er bevegelig monterbart i sin lengderetning, styringsmidler for å styre trykkfluid matet av slaganordningen, og midler for å generere en spenningsimpuls i verktøyet ved hjelp av trykket til et trykkfluid. Oppfinnelsen vedrører videre en fremgangsmåte for generering av en sendingspuls i en trykkfluidoperert slaganordning.
I tidligere kjente slaganordninger blir et slag generert ved hjelp av et resiprokerende (frem-og-tilbake-gående) slagstempel, som typisk blir drevet hydraulisk eller pneumatisk, og i visse tilfeller elektrisk eller ved hjelp av en forbrenningsmotor. En spenningspuls blir generert i et verktøy, slik som en borestang, når slagstempelet treffer en slagoverflate til enten et skaft eller et verktøy.
FI 20011434 A omhandler en slaganordning for en bergboring, omfattende innretninger for å levere et slag eller en stresspuls ved et verktøy som er forbundet med slaganordningen. Midlene for å levere en stresspuls omfatter et slagelement som er båret til en ramme av slaganordningen og midler for å utsette slagelementet for å spenne og tilsvarende for å frigjøre slagelementet plutselig fra stress, hvoretter spenningsenergien blir utladet i form av en spenningsimpuls rettet mot verktøyet som er direkte eller indirekte forbundet med slagelementet.
Et problem med de tidligere kjente slaganordninger er at den resiprokerende bevegelsen til slagstempelet produserer dynamiske akselerasjonskrefter som kompliserer styring av anordningen. Når slagstempelet akselereres i slagretningen har rammen til en slaganordning en tendens til samtidig å bevege seg i den motsatte retning, som således reduserer kompresjonskraften til enden av borehodet eller verktøyet i forhold til materialet som skal behandles. For å bibeholde en tilstrekkelig høy kompresjonskraft for borehodet eller verktøyet mot materialet som skal behandles, må slaganordningen bli skjøvet tilstrekkelig kraftig mot materialet. Dette krever igjen at tilleggskraften tas høyde for i støttekonstruksjoner og andre konstruksjoner hos slaganordningen, slik at anordningen blir større og tyngre og mer kostbar å tilvirke. Grunnet sin masse, er slagstempelet sent, som begrenser resiprokeringsfrekvensen til slagstempelet og således slagfrekvensen, selv om den bør økes vesentlig for å forbedre effektiviteten til slaganordningen. Imidlertid hører dette i de foreliggende løsninger til langt lavere effektivitet, slik at det i praksis ikke er mulig å øke frekvensen til slaganordningen.
Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en slaganordning for å gjøre det mulig å redusere ulempene med dynamiske krefter produsert ved operasjon av en slik slaganordning i forholdt til de tidligere kjente løsninger, og en fremgangsmåte for generering av en spenningspuls. Slaganordningen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at
slaganordningen innbefatter et arbeidskammer som er fullstendig fylt med trykkfluid og, i arbeidskammeret, et overføringsstempel som er bevegelig montert i lengderetningen av verktøyet i forhold til rammen, idet en ende av overføringsstempelet som vender mot verktøyet kommer i kontakt med verktøyet enten direkte eller indirekte i det minste under generering av spenningspulsen da overføringsstempelet, i forhold til verktøyet i sin aksialretning på motsatte side derav er tilveiebragt med en trykkoverflate anordnet mot arbeidskammeret,
slaganordningen innbefatter energiladingsmidler for å lade energi hos trykkfluidet som skal mates til slaganordningen og nødvendig for å generere spenningspulsen, og at
styringsmidlene er koplet for å tillate periodisk vekslende et trykkfluid med et høyere trykk enn trykket til trykkfluidet som er til stede i arbeidskammeret å strømme til arbeidskammeret, og således forårsake en plutselig økning i trykket i arbeidskammeret, og, følgelig, en kraft som skyver overføringstempelet i retning av verktøyet, slik at verktøyet komprimeres i lengderetningen og at det således genereres en spenningspuls i verktøyet, hvilken spenningspulsgenerering ender i det vesentlige samtidig som påvirkningen fra kraften på verktøyet ender, og, tilsvarende, å slippe ut trykkfluid fra arbeidskammeret.
Fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at et trykkfluid med et tryk som er høyere enn trykket til trykkfluidet som er til stede i arbeidskammeret blir matet til et arbeidskammer hos slaganordningen, hvilket arbeidskammer et fullstendig fylt med trykkfluid, som, som et resultat av en plutselig økning i trykket i arbeidskammeret produserer en kraft som skyver overføringsstempelet i retning av verktøyet, og komprimerer verktøyet i lengderetningen og således genererer en spenningspuls i verktøyet, hvilken generering av spenningspulsen ender i det vesentlige samtidig som påvirkningen fra kraften på verktøyet ender, og, tilsvarende, å slippe ut trykkfluid fra arbeidskammeret.
Den underliggende idé ved oppfinnelsen er at et slag blir produsert ved å benytte energi som blir lagret/ladet i et fluid mens fluidet blir komprimert, hvilken energi blir overført til et verktøy ved å tillate det trykksatte fluidet å plutselig påvirke et overføringsstempel tilveiebragt i et arbeidskammer slik at overføringsstempelet komprimerer verktøyet i sin aksialretning grunnet påvirkningen fra en trykkpuls, og således produsere et slag, det vil si en spenningspuls, i verktøyet. Den underliggende idé ved nok en annen foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er at slaganordningen, for lading av energi, er tilveiebragt med et energiladingsrom til hvilket trykkfluid blir matet fra en trykkfluidpumpe, og at for å generere en spenningspuls blir trykkfluid sluppet ut periodisk fra energiladingsrommet for å påvirke overføringsstempelet for å generere en spenningspuls. Videre er den underliggende idé ved en andre foretrukket utførelsesform at volumet til energiladningsrommet er stort sammenlignet med volumet til trykkfluidmengden som skal mates til arbeidskammeret under genereringen av en spenningspuls, fortrinnsvis i det minste tilnærmelsesvis 5 til 10 ganger så stor. Videre er den underliggende idé en tredje foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen at trykkfluid blir matet kontinuerlig til energiladningsrommet når slaganordningen er i operasjon.
En fordel med oppfinnelsen er at den impulslignende slagbevegelsen som slik genereres ikke nødvendiggjør et resiprokerende slagstempel, slik at ingen store masser blir beveget frem og tilbake i retning av slaget, og at de dynamiske kreftene er små sammenlignet med de dynamiske kreftene til de resiprokerende, tunge slagstemplene i tidligere kjente løsninger. En ytterligere fordel med denne konstruksjonen er at den er ganske enkel, og således lett å implementere.
Oppfinnelsen er beskrevet mer detaljert i de medfølgende tegninger, der:
Figur 1 skjematisk viser et operasjonsprinsipp for en slaganordning i henhold til oppfinnelsen,
figur 2 skjematisk viser en utførelsesform av slaganordningen i henhold til oppfinnelsen,
figur 3 skjematisk viser en andre utførelsesform av slaganordningen i henhold til oppfinnelsen,
figurene 4a og 4b skjematisk viser spenningspulser oppnådd ved hjelp av utførelsesformer av slaganordningen i henhold til oppfinnelsen,
figurene 5a og 5b skjematisk viser pulsenergier og energitap for utførelsesformene av slaganordningen vist i figurene 4a og 4b,
figurene 6a og 6b skjematisk viser en tredje utførelsesform av slaganordningen i henhold til oppfinnelsen, og
figur 7 skjematisk viser en fjerde utførelsesform av slaganordningen i henhold til oppfinnelsen.
Figur 1 viser skjematisk et operasjonsprinsipp for en slaganordning i henhold til oppfinnelsen. Den viser en slaganordning 1 og dens ramme 2, og i en ende av rammen et verktøy 3 bevegelig montert i sin lengderetning i forhold til slaganordningen 1.
Slaganordningen innbefatter videre et energiladningsrom 4, som kan være anordnet inne i rammen 2 eller være en separat trykkfluidtank festet dertil. Dette alternativet er vist med stiplet line 2a, som viser en mulig forbindelse mellom en separat ramme og en trykkfluidtank. Energiladingsrommet 4 kan også innbefatte en eller flere hydrauliske akkumulatorer. Energiladingsrommet 4 er fullstendig fylt med trykkfluid. Når slaganordningen er i operasjon, blir trykkfluid matet til energiladingsrommet 4, for eksempel kontinuerlig, ved hjelp av en trykkfluidpumpe 5 via en trykkfluid innløpskanal 6. Ved hjelp av en matekanal 4a er energiladingsrommet 4 videre koplet til en styringsventil 7 som styrer trykkfluidmatingen til et arbeidskammer 8. I arbeidskammeret 8 befinner et overføringsstempel 9 seg mellom arbeidskammeret og verktøyet 3, idet overføringsstempelet er i stand til å bevege seg i aksialretningen til verktøyet 3 i forhold til rammen 2. Arbeidskammeret 8 er også fullstendig fylt med trykkfluid. Trykket som påvirker trykkfluidet i energiladingsrommet 4 innbefatter trykkfluidet med hensyn til trykket som virker derpå.
Ved bruk blir slaganordningen skjøvet forover slik at en ende av verktøyet 3, direkte eller via et separat koplingsstykke, slik som et skaft eller lignende, blir fast presset mot overføringsstempelet 9 i det minste under genereringen av en spenningspuls. Følgelig kan overføringsstempelet først ha nesten ingen kontakt med verktøyet, så lenge det i det vesentlige umiddelbart i starten av genereringen av spenningspulsen begynner å påvirke vektøyet. Når trykkfluidet, ved hjelp av styringsventilen 7, blir tillatt å strømme plutselig fra en energiladningstrommel 4 til arbeidskammeret 8, påvirker det en trykkoverflate 9a av overføringsstempelet som vender bort fra verktøyet i dets aksialretning. En plutselig strøm av trykksatt trykkfluid til arbeidskammeret 8 genererer en trykkpuls, og, som et resultat, en kraft som påvirker overføringsstempelet 9 og skyver overføringsstempelet 9 mot verktøyet 3 og således komprimerer verktøyet i dets lengderetning. Som et resultat blir en spenningspuls generert i en borestang eller et annet verktøy, og, ved å forplante seg til verktøyenden som en bølge produserer spenningspulsen et slag deri i materialet som skal behandles, som i de tidligere kjente slaganordninger. Etter at spenningspulsen har blitt generert, blir koplingen fra energiladningsrommet 4 til arbeidskammeret 8 avstengt ved hjelp av styringsventilen 7 slik at genereringen av spenningspulsen ender, og trykket fra arbeidskammeret 8 blir sluppet ut ved å kople arbeidskammeret 8 til en trykkfluidtank 11 via en returkanal 10.
Påvirkningen fra kraften generert i verktøyet 3 ved hjelp av overføringsstempelet 9 kan også bli avsluttet på andre måter enn ved å stoppe trykkfluidmatingen til arbeidskammeret 8. Dette kan for eksempel bli implementert slik at bevegelsen av overføringsstempelet 9 blir stoppet mot en skulder 2’, i hvilket tilfelle trykket som virker bak overføringsstempelet 9 ikke lenger er i stand til å skyve det mot verktøyet 3 i forhold til rammen 2. Også i denne utførelsesformen blir trykkfluid tillatt å strømme fra arbeidskammeret 8 via returkanalen 10 og til trykkfluidtanken 11 slik at overføringsstempelet 9 kan returnere til sin opprinnelige posisjon.
Genereringen av spenningspulsen i verktøyet 3 tilveiebragt som resultat av at kraften generert av trykkpulsen som virker i arbeidskammeret 8 ender i det vesentlige samtidig som påvirkningen fra kraften på verktøyets ender, selv om en vesentlig forsinkelse imidlertid oppstår derimellom.
For å få en tilstrekkelig energimengde til å overføres til arbeidskammeret 8 og derigjennom til overføringsstempelet 9 må volumet til energiladningsrommet 4 være vesentlig større enn volumet til trykkfluidmengden matet til arbeidskammeret 8 under genereringen av en spenningspuls. Videre må avstanden mellom energiladningsrommet 4 og arbeidskammeret 8 være relativt kort og, tilsvarende, må tverrsnittsarealet til matekanalen 4a være relativt stor for å holde strømningstap så små som mulig.
Figur 2 viser skjematisk en utførelsesform av slaganordningen i henhold til oppfinnelsen. I denne utførelsesformen blir trykkfluid matet via innløpskanalen 6 til energiladningsrommet 4. I denne utførelsesformen er styringsventilen 7 en roterende ventil innbefattende et hylselignende styringselement 7a rundt arbeidskammeret 8 og overføringsstempelet 9. Styringselementet 7a er tilveiebragt med en eller flere åpninger for periodisk vekslende å tillate trykkfluid å strømme fra energiladningsrommet 4 gjennom matekanalen 4a og til arbeidskammeret og, tilsvarende, derifra.
Lengden av matekanalen 4a mellom energiladningsrommet 4 og styringsventilen 7 er Lk. Før åpningen til styringselementet 7a åpner koplingen fra matekanalen 4a til arbeidskammeret 8 er trykket i energiladningsrommet 4 og i matekanalen 4a det samme, med andre ord Pi. Følgelig er trykket i arbeidskammeret et ”tanktrykk”, det vil si at trykket i arbeidskammeret er tilnærmelsesvis null. Når styringsventilen 7, ved å rotere, når en situasjon hvor åpningen til styringselementet 7a åpner koplingen fra matekanalen 4a til arbeidskammeret 8 blir trykkfluid tillatt å strømme til arbeidskammeret. Trykket i matekanalen 4a utenfor styringsventilen reduseres og, tilsvarende, øker trykket i arbeidskammeret slik at trykkene blir like i størrelsesorden. Samtidig blir en undertrykksbølge generert som forplanter seg i matekanalen 4a mot energiladningsrommet 4. Det tar undertrykkbølgen tiden Tkå nå energiladningsrommet 4. Den forløpte tiden kan bli bestemt ved hjelp av formelen
hvor coiler lydhastigheten i det benyttede trykkfluidet. Når trykkbølgen når energiladingsrommet 4 har trykket i matekanalen 4a en tendens til å falle, og samtidig strømmer trykkfluid fra energiladningsrommet med det i det vesentlige konstante trykket og til matekanalen 4a. Dette fører igjen til en overtrykksbølge som nå forplanter seg via matekanalen 4a mot arbeidskammeret 8. Hvis koplingen fra matekanalen 4a gjennom åpningen til styringselementet 7a hos styringsventilen til arbeidskammeret fremdeles er åpen, slippes overtrykksbølgen ut i arbeidskammeret. Igjen, hvis trykket i arbeidskammeret 8 fremdeles er mindre enn trykket i energiladningsrommet 4, blir en ny undertrykksbølge generert som igjen forplanter seg mot energiladningsrommet 4 og som igjen blir reflektert tilbake som en overtrykksbølge. Dette fenomenet blir repetert inntil trykket mellom arbeidskammeret 8 og energiladningsrommet 4 har jevnet seg ut, eller styringsventilen 7 stenger forbindelsene derimellom. Når lengden Lktil matekanalen er valgt slik at trykkbølgen har nok tid til å bevege seg avstanden Lkfrem og tilbake i det minste en gang når forbindelsen mellom matekanalen 4a og arbeidskammeret 8 er åpen, fører dette til en progressiv trykkøkning i arbeidskammeret 8. Dette fører igjen til at formen til spenningspulsen forårsaket i verktøyet 3 også har en progressiv form.
Figur 3 viser skjematisk en andre utførelsesform av slaganordningen i henhold til oppfinnelsen. Den viser en utførelsesform hvor trykkfluid blir matet fra energiladningsrommet 4 til arbeidskammeret 8 via to separate matekanaler 4a1 og 4a2. For enkelthets skyld er energiladningsrommene vist som to separate enheter.
I denne utførelsesformen fører en matekanal 4a1 hvis lengde er Lk1og hvis tverrsnittsareal er Ak1fra energiladningsrommet og til styringsventilen 7.
Dimensjonene til ovennevnte lengde og tverrsnittsareal er større enn for lengden Lk2og tverrsnittsarealet Ak2til en andre matekanal 4a2. I denne utførelsesformen blir spenningspulsen generert hovedsakelig på samme måte som beskrevet i forbindelse med figur 2. I dette tilfellet er imidlertid bevegelsestidene til trykkbølgene i matekanalene 4a1 og 4a2 ulike siden kanalene har ulike dimensjoner. Tilsvarende er påvirkningene fra trykkbølgene som beveger seg i matekanalene 4a1 og 4a2 på trykkøkningen i arbeidskammeret 8 forskjellige siden tverrsnittsarealene til matekanalene 4a1 og 4a2 også skiller seg i størrelse. Følgelig øker avgivelsen av trykkbølgen som beveger seg i den mindre matekanalen 4a2 til arbeidskammeret 8 trykket mindre siden volumendringen i forbindelse med trykkbølgen også er mindre. Ved å velge lengdene og tverrsnittsarealet til matekanalene 4ai (i=1 – n) passende, kan trykkøkningen i arbeidskammeret 8 bli justert mer effektivt enn det som ville være mulig ved bruk av bare en matekanal. Antallet matekanaler kan være en, to eller flere, etter behov, selv om så få som tre matekanaler i passende lengde er tilstrekkelig til å gjøre det mulig for formen og styrken til en spenningspuls å bli ganske effektivt justert på en ønsket måte.
Figurene 4a og 4b viser skjematisk formen og styrken til spenningspulsene generert ved hjelp av utførelsesformene vist i figurene 2 og 3, respektivt. Figur 4a viser en spenningspuls i henhold til løsningen vist i figur 2, og viser hvordan åpning av styringsventilen først forårsaker en spenningsøkning fra null til tilnærmelsesvis 40 Mpa og, deretter, at refleksjonen av spenningspulsene fører til en andre økning som fører til en spennings-verdi som da blir tilnærmelsesvis 90 Mpa. Løsningen i fig.4b benytter tre matekanaler som har ulike dimensjoner. Figur 4b viser i sin tur spenningspulser generert ved hjelp av utførelsesformen i henhold til figur 3. Først oppstår en spenningsøkning deri som deretter, grunnet påvirkningen fra trykkpulsene til begge matekanaler 4a1 og 4a2, øker som en helhet til tilnærmelsesvis 120 Mpa. Det samme trykket i energiladningsrommet muliggjør således generering av en spenningspuls med en mer ønsket form samtidig som maksimalverdien til spenningspulsen øker tilnærmelsesvis 30 % sammenlignet med løsningen vist i fig. 2. Tilsvarende gjelder dette et flertall tilfeller. Bruken av et antall ulike matekanaler øker også effektiviteten til slaganordningen. Siden ventilen alltid til en viss grad opererer som en struper, vil energi alltid gå tapt, som kan bli beregnet ut fra formelen
hvor q er strømmen over struperen, og Δp er trykkdifferansen over struperen. Ved å benytte passende lange trykkfluidmatekanaler jevner trykkdifferansen over styringsventilen seg ut svært raskt uten at trykkene i energiladningsrommet 4 og i arbeidskammeret 8 må være like. Som et resultat blir energitapet forårsaket av styringsventilen mindre.
Figurene 5a og 5b viser pulsenergier produsert fra respektive utførelsesformer i figurene 4a og 4b så vel som energitap i struperen over styringsventilen. Som det kan ses fra figurene er, i utførelsesformen utstyrt med matekanal, pulsenergien tilnærmelsesvis 35 J på sitt maksimum mens energitapet er tilnærmelsesvis 10 J. I løsningen implementert ved bruk av tre matekanaler er pulsenergien tilnærmelsesvis 55 J mens energitapet er tilnærmelsesvis 13 J, i hvilket tilfelle nettogevinsten i tilfellet i henhold til figur 5a er tilnærmelsesvis 25 J, og i tilfellet i henhold til fig.5b er tilnærmelsesvis 42 J.
Figurene 6a og 6b viser en måte å implementere lengdejusteringen av matekanalene på når formen og egenskapene til en spenningspuls skal justeres. Denne utførelsesformen benytter en løsning hvor koplingslengden Lkitil en matekanal 4a er justerbar ved bruk av en justerbar hylse 4b som befinner seg innenfor energiladningsrommet 4. Ved å bevege posisjonen til justeringshylsen 4b kan koplingen av matekanalen 4a til arbeidskammeret 8 bli beveget nærmere eller lengre vekk fra energiladningsrommet 4 slik at strømmen av trykkfluid og påvirkningen av denne på spenningspulsen endres tilsvarende. Figur 6b viser løsningen i henhold til fig.6a kuttet langs linjen A-A.
Figur 7 viser skjematisk en annen utførelsesform for justering av lengden til matekanalene til slaganordningen i henhold til oppfinnelsen. Denne utførelsesformen benytter justeringshylser 4b1 og 4b2 som befinner seg i en eller flere matekanaler, i tilfellet vist i fig. 7 i to matekanaler 4a1 og 4a2, som kan bli beveget i lengderetningen til den tilsvarende matekanalen mot arbeidskammeret 8 og, tilsvarende, vekk fra det. Dette gjør det igjen mulig å justere lengden til matekanalen som fører fra energiladningsrommet 4 og til arbeidskammeret 8, og således formen og andre egenskaper hos spenningspulsen.
I beskrivelsen ovenfor og i tegningene har oppfinnelsen blitt fremlagt bare ved hjelp av eksempel, og den er på ingen måte begrenset til dette. De beskrevne utførelsesformer viser bare oppfinnelsen skjematisk, og tilsvarende har ventilene og koplingene relatert til trykkfluidmatingen blitt fremlagt skjematisk. Oppfinnelsen kan bli implementert ved bruk av hvilke som helst egnede ventilløsninger. Poenget er at for å generere en spenningspuls i et verktøy, og for å tilveiebringe en ønsket slagfrekvens, blir et trykkfluid benyttet som i ønskede intervaller blir ført som trykkpulser for å påvirke trykkoverflaten til et overføringsstempel slik at en spenningspuls blir generert i verktøyet, hvilken spenningspuls forplanter seg gjennom verktøyet og til materialet som skal behandles. Overføringsstempelet kan være en enhet som er separat fra verktøyet, men i noen tilfeller kan den også være en integrert del av verktøyet.

Claims (32)

Patentkrav
1.
Trykkfluidoperert slaganordning innbefattende en ramme (2) til hvilken et verktøy (3) er bevegelig monterbart i sin lengderetning, styringsmidler (7) for styring av trykkfluid matet av slaganordningen (1), og midler for å generere en spenningsimpuls i verktøyet ved hjelp av trykket til et trykkfluid, k a r a k t e r i s e r t v e d at
slaganordningen (1) innbefatter et arbeidskammer (8) som er fullstendig fylt med trykkfluid og, i arbeidskammeret (8), et overføringsstempel (9) som er bevegelig montert i lengderetningen av verktøyet (3) i forhold til rammen (2), idet en ende av overføringsstempelet som vender mot verktøyet (3) kommer i kontakt med verktøyet (3) enten direkte eller indirekte i det minste under genereringen av spenningspulsen da overføringsstempelet, i sin aksialretning i forhold til verktøyet (3) på den motsatte siden derav er tilveiebragt med en trykkoverflate (9a) anordnet mot arbeidskammeret (8), slaganordningen (1) innbefatter energiladingsmidler for ladning av energi hos trykkfluidet som skal mates til slaganordningen som er nødvendig for generering av spenningspulsen, og at
styringsmidlene er koplet for periodisk vekslende å tillate et trykkfluid med et trykk som er høyere enn trykket til trykkfluidet som er til stede i arbeidskammeret (8) å strømme til arbeidskammeret (8), og således forårsake en plutselig økning i trykket i arbeidskammeret (8), og følgelig en kraft som skyver overføringsstempelet (9) i retning av verktøyet (3), som komprimerer verktøyet (3) i lengderetningen og således genererer en spenningspuls i verktøyet (3), hvilken generering av spenningspulsen ender i det vesentlige samtidig som påvirkningen fra kraften på verktøyet (3) ender, og tilsvarende for å slippe ut trykkfluid fra arbeidskammeret (8) for å gjøre det mulig for oveføringsstempelet (9) å returnere til sin i det vesentlige opprinnelige posisjon.
2.
Slaganordning i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at for å stoppe påvirkningen fra kraften er styringsmidlene koplet for å forhindre trykkfluid fra å entre arbeidskammeret (8).
3.Slaganordning i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at styringsmiddelet er koplet for å stoppe påvirkningen fra kraften ved å slippe ut trykkfluid fra arbeidskammeret (8).
Slaganordning i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at den innbefatter stoppeelementer for å stoppe bevegelsen til overføringsstempelet (9) i retning av verktøyet (3) slik at påvirkningen fra kraften på verktøyet ender.
5.
Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r -a k t e r i s e r t v e d at slaganordningen (1), som et energiladningsmiddel, innbefatter et energiladningsrom (4) som er fullstendig fylt med trykksatt trykkfluid og hvis volum er vesentlig større enn volumet til en trykkfluidmengde som skal mates til arbeidskammeret (8) under genereringen av en spenningspuls.
6.
Slaganordning i henhold til krav 5, k a r a k t e r i s e r t v e d at når slaganordningen er i operasjon blir trykkfluid matet til energiladningsrommet (4) slik at et forhåndsbestemt trykknivå blir bibeholdt i energiladningsrommet (4), og at styringsmidlene er koplet for periodisk vekslende å tillate trykkfluid å strømme fra energiladningsrommet (4) og til arbeidskammeret (8) og, følgelig, å stenge forbindelsen mellom energiladningsrommet (4) og arbeidskammeret (8).
7.
Slaganordning i henhold til krav 1 eller 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at styringsmiddelet innbefatter en roterende styringsventil (7) som innbefatter et antall suksessive åpninger i rotasjonsretningen derav for samtidig å mate trykkfluid fra energiladningsrommet (4) via et antall matekanaler (4a) og til arbeidskammeret (8).
8.
Slaganordning i henhold til krav 7, k a r a k t e r i s e r t v e d at lengden og tverrsnittet til hver matekanal (4a) er gjensidig lik.
9.Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 7, k a r a k -t e r i s e r t v e d at den innbefatter i det minste to matekanaler (4a1, 4a2) som skiller seg i lengde og/eller tverrsnittsareal, og som fører fra energiladningsrommet og til arbeidskammeret (8).
Slaganordning i henhold til krav 9, k a r a k t e r i s e r t v e d at den innbefatter i det minste en ventil for å aktivere og deaktivere matekanalene (4a1, 4a2) som skiller seg i lengde og/eller tverrsnittsareal.
11.
Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r -a k t e r i s e r t v e d at lengden til minst en matekanal (4a; 4a1, 4a2) fra energiladningsrommet (4) og til arbeidskammeret (8) er justerbar.
12.
Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av kravene 5 til 11, k a r a k -t e r i s e r t v e d at energiladningsrommet (4) er en tank hvis vegger, grunnet påvirkningen av trykk, gir etter slik at volumet til energiladningsrommet øker når trykket øker.
13.
Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av kravene 5 til 12, k a r a k -t e r i s e r t v e d at energiladningsrommet (4) er en tank adskilt fra rammen (2).
14.
Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av kravene 5 til 13, k a r a k -t e r i s e r t v e d at minst et energiladningsrom (4) er en hydraulisk akkumulator.
15.
Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r -a k t e r i s e r t v e d at overføringsstempelet (9) er et stempel av membrantypen.
16.Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r -a k t e r i s e r t v e d at matekraften til slaganordningen blir benyttet for å skyve overføringsstempelet (9) tilbake til dets rør-spenningspulsposisjon.
Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r -a k t e r i s e r t v e d at den innbefatter midler for å returnere overføringsstempelet (9) til sin før-slagposisjon etter et slag i forhold til slaganordningen ved å få en separat kraft som virker mellom slaganordningen (1) og overføringsstempelet (9) til å påvirke overføringsstempelet (9), idet kraften skyver overføringsstempelet (9) mot arbeidskammeret (8).
18.
Slaganordning i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, k a r -a k t e r i s e r t v e d at bevegelseslengden til overføringsstempelet (9) i arbeidskammeret (8) er noen få millimeter.
19.
Fremgangsmåte for generering av en spenningspuls i en trykkfluidoperert slaganordning i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at et trykkfluid med et trykk som er høyere enn trykket til trykkfluidet som er til stede i arbeidskammeret (8) blir matet til et arbeidskammer hos slaganordningen (1), hvilket arbeidskammer er fullstendig fylt med trykkfluid, som, som et resultat av en plutselig økning i trykket i arbeidskammeret (8) produserer en kraft som skyver overføringsstempelet (9) i retning av verktøyet (3), komprimerer verktøyet (3) i lengderetningen og således genererer en spenningspuls i verktøyet (3), hvilken generering av spenningspulsen ender i det vesentlige samtidig som påvirkningen fra kraften på verktøyet (3) ender, og, tilsvarende, å slippe ut trykkfluid fra arbeidskammeret (8) for å gjøre det mulig for overføringsstempelet (9) å returnere i sin i det vesentlige opprinnelige posisjon.
20.
Fremgangsmåte i henhold til krav 19, k a r a k t e r i s e r t
v e d at som et energiladningsmiddel, et energiladningsrom (4) som er fullstendig fylt med trykksatt trykkfluid og hvis volum er vesentlig større enn volumet til en trykkfluidmengde som skal mates til arbeidskammeret (8) under genereringen av en spenningspuls.
21.
Fremgangsmåte i henhold til krav 20, k a r a k t e r i s e r t
v e d at når slaganordningen (1) er i operasjon blir trykkfluid matet til energiladingsrommet (4) slik at et forhåndsbestemt trykknivå blir bibeholdt i energiladingsrommet (4), og at styringsmidlene blir tilkoplet for å tillate trykkfluid å periodisk vekslende strømme fra energiladingsrommet (4) og til arbeidskammeret (8), og følgelig, å stenge forbindelsen mellom energiladingsrommet (4) og arbeidskammeret (8).
22.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 21, k a r -a k t e r i s e r t v e d at en roterende styringsventil (7) blir benyttet som et styringsmiddel, innbefattende et antall suksessive åpninger i rotasjonsretningen derav for samtidig å mate trykkfluid fra energiladningsrommet (4) via et antall matekanaler (4a) og til arbeidskammeret (8).
23.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 22, k a r -a k t e r i s e r t v e d at trykkfluid blir matet fra energiladningsrommet (4) og til arbeidskammeret (8) via i det minste to matekanaler (4a) som har samme lengde og/eller tverrsnittsareal.
24.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 23, k a r -a k t e r i s e r t v e d at trykkfluid blir matet fra energiladingsrommet (4) og til arbeidskammeret (8) via i det minste to matekanaler (4a) som har forskjellig lengde og/eller tverrsnittsareal.
25.
Fremgangsmåte i henhold til krav 24, k a r a k t e r i s e r t
v e d at for justering av egenskapene til et spenningssignal, blir matekanaler (4a1, 4a2) som har ulik lengde og/eller tverrsnittsareal aktivert og deaktivert.
26.Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 25, k a r -a k t e r i s e r t v e d at lengden til i det minste en matekanal (4a, 4a1, 4a2) fra energiladningsrommet (4) og til arbeidskammeret (8) er justerbar.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 26, k a r -a k t e r i s e r t v e d at som energiladningsrom (4) blir en tank benyttet hvis vegger, grunnet påvirkningen fra trykk, gir etter slik at volumet til energiladningsrommet øker når trykket øker.
28.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 27, k a r -a k t e r i s e r t v e d at som energiladningsrom (4) blir det benyttet en tank som er adskilt fra rammen (2).
29.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 28, k a r -a k t e r i s e r t v e d at som det minst ene energiladingsrommet (4) blir en hydraulisk akkumulator benyttet.
30.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 29, k a r -a k t e r i s e r t v e d at som overføringsstempel (9) blir et stempel av membrantypen benyttet.
31.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 30, k a r -a k t e r i s e r t v e d at overføringsstempelet (9) blir skjøvet tilbake til sin før-spenningspulsposisjon ved bruk av matekraften til slaganordningen (1).
32.
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 30, k a r -a k t e r i s e r t v e d at for å returnere overføringsstempelet (9) til sin før-slagposisjon etter et slag, i forhold til slaganordningen, blir en separat kraft som virker mellom slaganordningen (1) og overføringsstempelet (9) anordnet for å påvirke overføringsstempelet (9), hvilken kraft skyver overføringsstempelet (9) mot arbeidskammeret (8).
Fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 19 til 32, k a r -a k t e r i s e r t v e d at ved generering av en spenningspuls blir overføringsstempelet (9) beveget noen få millimeter i arbeidskammeret (8).
NO20060450A 2003-07-07 2006-01-27 Slaganordning, samt fremgangsmåte for generering av en spenningspuls i denne NO342618B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20031035A FI115451B (fi) 2003-07-07 2003-07-07 Iskulaite ja menetelmä jännityspulssin muodostamiseksi iskulaitteessa
PCT/FI2004/000429 WO2005002802A1 (en) 2003-07-07 2004-07-06 Impact device and method for generating stress pulse therein

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20060450L NO20060450L (no) 2006-01-27
NO342618B1 true NO342618B1 (no) 2018-06-18

Family

ID=27636072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20060450A NO342618B1 (no) 2003-07-07 2006-01-27 Slaganordning, samt fremgangsmåte for generering av en spenningspuls i denne

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8151901B2 (no)
EP (1) EP1651391B1 (no)
JP (1) JP4838123B2 (no)
KR (1) KR101118941B1 (no)
CN (1) CN100544895C (no)
AU (1) AU2004253319B2 (no)
BR (1) BRPI0412434B1 (no)
CA (1) CA2531641C (no)
FI (1) FI115451B (no)
NO (1) NO342618B1 (no)
RU (1) RU2353507C2 (no)
WO (1) WO2005002802A1 (no)
ZA (1) ZA200600128B (no)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20045353A (fi) * 2004-09-24 2006-03-25 Sandvik Tamrock Oy Menetelmä kiven rikkomiseksi
SE528859C2 (sv) 2005-05-23 2007-02-27 Atlas Copco Rock Drills Ab Styranordning
SE528650C2 (sv) 2005-05-23 2007-01-09 Atlas Copco Rock Drills Ab Impulsgenerator och förfarande för impulsgenerering
SE528649C8 (sv) * 2005-05-23 2007-02-27 Atlas Copco Rock Drills Ab Impulsgenerator, hydrauliskt impulsverktyg och förfarande för att alstra impulser
SE528654C2 (sv) 2005-05-23 2007-01-09 Atlas Copco Rock Drills Ab Impulsgenerator och impulsverktyg med impulsgenerator
SE529036C2 (sv) 2005-05-23 2007-04-17 Atlas Copco Rock Drills Ab Metod och anordning
SE529415C2 (sv) * 2005-12-22 2007-08-07 Atlas Copco Rock Drills Ab Pulsgenerator och impulsmaskin för ett avverkande verktyg
SE530467C2 (sv) * 2006-09-21 2008-06-17 Atlas Copco Rock Drills Ab Förfarande och anordning för bergborrning
SE530571C2 (sv) 2006-11-16 2008-07-08 Atlas Copco Rock Drills Ab Bergborrningsförfarande och bergborrningsmaskin
SE530572C2 (sv) * 2006-11-16 2008-07-08 Atlas Copco Rock Drills Ab Pulsmaskin för en bergborrmaskin, metod för skapande av mekaniska pulser i pulsmaskinen, samt bergborrmaskin och borrigg innefattande sådan pulsmaskin
FI124781B (fi) * 2009-03-26 2015-01-30 Sandvik Mining & Constr Oy Iskulaite
FI125179B (fi) * 2009-03-26 2015-06-30 Sandvik Mining & Constr Oy Tiivistyssovitelma painenestekäyttöisen iskulaitteen pyörivässä ohjausventtiilissä
FI124922B (fi) * 2012-01-18 2015-03-31 Yrjö Raunisto Iskulaite
EP2873489B1 (en) * 2013-11-13 2018-10-24 Sandvik Mining and Construction Oy Impact device and method of dismounting the same
JP7099964B2 (ja) * 2017-01-12 2022-07-12 古河ロックドリル株式会社 液圧式打撃装置
US11590642B2 (en) * 2017-07-24 2023-02-28 Furukawa Rock Drill Co., Ltd. Hydraulic hammering device
CN115095309B (zh) * 2022-07-26 2023-07-25 山东科技大学 一种压差式活塞增压蓄能脉冲装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2190147A (en) * 1986-03-27 1987-11-11 Derek George Saunders Hydraulically-operated tools
FI20011434A (fi) * 2001-07-02 2003-01-03 Sandvik Tamrock Oy Iskulaite

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US787960A (en) * 1904-01-13 1905-04-25 Temple Gas Engine & Machine Company Pneumatically-actuated tool.
GB1118636A (en) * 1965-01-26 1968-07-03 Hans Beche Improvements in or relating to presses for forging or stamping
JPS5322763B2 (no) * 1972-09-16 1978-07-11
SE409217B (sv) * 1976-02-25 1979-08-06 Ludvigson Birger Apparat for overforande av stotkraft till ett langstreckt foremal, t ex en pale
JPS54128873A (en) * 1978-03-29 1979-10-05 Nippon Pneumatic Mfg Impact moving tool
SU1052627A1 (ru) * 1979-05-14 1983-11-07 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Машина ударного действи
SE462117B (sv) * 1984-05-24 1990-05-07 Atlas Copco Mct Ab Hydraulisk ackumulator vid ett hydrauliskt slagverk
JPS62127783A (ja) * 1985-11-27 1987-06-10 Konishiroku Photo Ind Co Ltd クリ−ニング装置
JPS62127783U (no) * 1986-02-04 1987-08-13
EP0236721A3 (en) * 1986-03-11 1989-10-25 NITTETSU JITSUGYO CO., Ltd. Hydraulic breaker
FR2676953B1 (fr) * 1991-05-30 1993-08-20 Montabert Ets Appareil hydraulique a percussions.
US5549252A (en) * 1994-07-18 1996-08-27 Industrial Sound Technologies, Inc. Water-hammer actuated crusher
US5836400A (en) * 1997-11-18 1998-11-17 Tupper; Myron D. Three speed circuit for hydraulic tool
FI107891B (fi) * 1998-03-30 2001-10-31 Sandvik Tamrock Oy Painenestekäyttöinen iskulaite
FI110804B (fi) * 2000-06-27 2003-03-31 Sandvik Tamrock Oy Menetelmä porauskomponenttien liitosten avaamiseksi ja kallioporakone
FI115613B (fi) * 2002-05-08 2005-06-15 Sandvik Tamrock Oy Iskulaite
FI116513B (fi) * 2003-02-21 2005-12-15 Sandvik Tamrock Oy Iskulaite
FI121218B (fi) * 2003-07-07 2010-08-31 Sandvik Mining & Constr Oy Menetelmä jännityspulssin aikaansaamiseksi työkaluun ja painenestekäyttöinen iskulaite
FI116124B (fi) * 2004-02-23 2005-09-30 Sandvik Tamrock Oy Painenestekäyttöinen iskulaite
US7198116B1 (en) * 2005-10-25 2007-04-03 Xiaojun Chen Wholly air-controlled impact mechanism for high-speed energy-accumulating pneumatic wrench

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2190147A (en) * 1986-03-27 1987-11-11 Derek George Saunders Hydraulically-operated tools
FI20011434A (fi) * 2001-07-02 2003-01-03 Sandvik Tamrock Oy Iskulaite

Also Published As

Publication number Publication date
AU2004253319B2 (en) 2009-05-21
BRPI0412434A (pt) 2006-09-05
NO20060450L (no) 2006-01-27
FI115451B (fi) 2005-05-13
US8151901B2 (en) 2012-04-10
JP4838123B2 (ja) 2011-12-14
CA2531641A1 (en) 2005-01-13
JP2007525329A (ja) 2007-09-06
BRPI0412434B1 (pt) 2015-07-07
US20060157259A1 (en) 2006-07-20
CA2531641C (en) 2012-09-11
AU2004253319A1 (en) 2005-01-13
KR20060040663A (ko) 2006-05-10
CN100544895C (zh) 2009-09-30
WO2005002802A1 (en) 2005-01-13
FI20031035A0 (fi) 2003-07-07
EP1651391A1 (en) 2006-05-03
CN1819898A (zh) 2006-08-16
FI20031035A (fi) 2005-01-08
EP1651391B1 (en) 2017-03-08
KR101118941B1 (ko) 2012-02-27
ZA200600128B (en) 2007-02-28
RU2353507C2 (ru) 2009-04-27
RU2006103362A (ru) 2006-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO342618B1 (no) Slaganordning, samt fremgangsmåte for generering av en spenningspuls i denne
NO332788B1 (no) Trykkfluidoperert slaganordning
US7322425B2 (en) Method of generating stress pulse in tool by means of pressure fluid operated impact device, and impact device
US8061434B2 (en) Percussion device
JP3986803B2 (ja) 液圧式打撃装置のストローク調整機構
EP1513986A1 (en) A device producing hammering
EP1539433B1 (en) Percussion device with an elastic energy storing material
CN103459095B (zh) 用于岩石和混凝土加工的装置
SU983335A1 (ru) Гидравлическое устройство ударного действи
KR101205755B1 (ko) 압력 유체 작동식 충격 장치

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: SANDVIK MINING AND CONTRUCTION OY, FI

MM1K Lapsed by not paying the annual fees