SE505509C2 - Anordning för mätning av en matarbalks läge i en bergborrmaskin och/eller mätning av en borrmaskins läge - Google Patents

Description

505 509 10 15 20 25 30 35 2 hoppa över en kugge i kuggstången, vilket förorsakar ett mätfel och därigenom fel i borrningen. Dessutom kan vibra- tion och stötar föranleda att kugghjulets fästflänsar slits ut och kugghjulet hamnar så långt bort från kuggstången att det inte längre har ordentlig kontakt med den, varav följer att mätningen blir praktiskt taget omöjlig. Att fastgöra kuggstången i matningsbalken förutsätter dessutom extra tillverkningssteg och synnerligen mycket arbete vid instal- lering och utbyte, eftersom kuggstàngen måste fastgöras i matningsbalken med hjälp av skruvar eller liknande med lämpliga mellanrum.

På grund av ovannämnda faktorer kan t.ex. avkänna- rens nolläge förskjutas och sålunda kan avkännaren, t.ex. vid automatisk borrning, ge fel värden. Av detta följer att förflyttningen av matningsbalken till närheten av bergytan som skall borras, dvs. indrivning i berget, hindras och matningsbalken kan träffa bergytan med en för hög hastighet eller en för stor kraft och bli skadad. På liknande sätt kan borrbommen vid automatisk styrning bete sig mot för- väntningar på grund av fel värden. Det är sålunda nödvän- digt i alla bergborrmaskiner att avkännaren som mäter mat- ningsbalkens läge kalibreras ofta, och detta förorsakar extra underhålls- och reparationsarbete.

Ytterligare är genom svenska utläggningsskriften nr 453 lll känd en lösning, i vilken matningsbalkens längs- gående rörelse mäts med hjälp av mängden tryckvätskeström- ning i borrmaskinens matarmotor. Nackdelen med denna lös- ning är att glapp och slitage i motorn àstadkommer ett mätfel och att felet dessutom varierar enligt variation i överföringsmotståndet. Det så erhållna mätvärdet är inte tillräckligt pålitligt i det långa loppet och kräver dess- utom frekventa kalibreringar.

Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma en anordning för mätning av matarbalkens rörelse och läge, med hjälp av vilken ovan anförda svårigheter undviks och med 10 15 20 25 30 35 505 509 3 hjälp av vilken borrmaskinen fungerar säkert och tillför- litligt under långa tidsperioder. Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en anordning för mätning av matarbalkens rörelse och läge, vilken anordning är enkel och snabb att underhålla, reparera och installera. Anord- ningen enligt uppfinningen är kännetecknad av att indika- tororganet är ett vid sina bägge ändar i matarbalken fäst, väsentligen otänjbart men böjligt kuggband, och att kugg- hjulet är kopplat till vaggan och/eller borrmaskinen för kontakt med kuggbandet, så att kuggbandet går omkring kugg- hjulet över en del av kugghjulets periferilängd.

En väsentlig idé med uppfinningen är att ett vä- sentligen otänjbart men böjligt kuggband används som indi- katororgan. Detta kuggband överför matningsbalkens rörelse till en resolver i vaggan eller borrmaskinens rörelse rela- tivt matningsbalken till resolvern som rör sig med borr- maskinen via kugghjulet som är i kontakt med resolvern. En ytterligare väsentlig idé med uppfinningen är att kuggban- det svängs omkring resolverns kugghjul så att det kommer i kontakt med en del av kugghjulets periferi, företrädesvis över ungefär hälften av kugghjulets diameter, varvid kugg- bandets och kugghjulets kuggar inte kan hoppa över var- andra, och kontakten mellan dem upprätthålls och ett pålit- ligt och säkert uttryck för matarbalkens eller borrmaski- nens rörelse åstadkoms.

Fördelen med anordningen enligt uppfinningen är att det är enkelt att installera och fästa det böjliga och otänjbara kuggbandet vid dess bägge ändar i matarbalken lämpligt spänt. Det är dessutom lätt att byta ut ett skadat kuggband, eftersom endast dess ändar behöver fästas i ma- tarbalken. En ytterligare fördel med anordningen enligt uppfinningen är att man med den undviker positionsfel mel- lan matarbalken och vaggan eller borrmaskinen och matarbal- ken, varvid anordningen fungerar pålitligt hela tiden.

Uppfinningen beskrivs mera detaljerat med hänvis- 505 509 10 15 20 25 30 4 ning till bifogade ritningar, pà vilka figur l visar schematiskt en föredragen utförings- form av en anordning enligt uppfinningen, figur 2 visar schematiskt en detalj i anordningen enligt uppfinningen, där ett' kuggband gár omkring kugghju- let i en i en vagga anordnad resolver, figurerna 3a och 3b visar frán ovan och sidan, i partiell genomskärning ett för anordningen enligt uppfin- ningen lämpligt fästdon för ett kuggband, och figur 4 visar schematiskt en annan föredragen utföringsform av anordningen enligt uppfinningen.

Figur 1 visar schematiskt en bergborrmaskin med en matarbalk l, borrstàng 2, förflyttar sig. Matarbalken 1 är kopplad rör- lig i förhållande till en vagga 4 i dess längdriktning pà ett i och för sig känt sätt och matarbalken förflyttas likaså på ett i och för sig känt sätt med hjälp av en kraftenhet som fungerar mellan matarbalken och vaggan.

Vaggan 4 i sin tur är fäst i änden av en konventionell borrbom 5. Eftersom rörelserna mellan matarbalken och vaggan och även delar, medel och kraftenheter erforderliga för att åstadkomma nämnda rörelser och rörelsen mellan borrmaskinen och matarbalken är allmänt kända och självklara för fack- mannen och oväsentliga med tanke pá uppfinningen, skall de inte beskrivas mera detaljerat i detta sammanhang.

På matarbalkens 1 mot vaggan 4 vända sida och företrädesvis den mot vaggan 4 vända ytan har i längdrikt- ningen fästs ett som ett indikatororgan fungerande kuggband 6 vid sina bägge ändar med hjälp av ett fästdon 7. Kugg- bandet 6 är företrädesvis anordnat med kuggningen mot ma- tarbalkens 1 yta, så att det så bra som möjligt skyddas mot damm och smuts. I förhållande till vaggan 4 svänger kugg- bandet 6 omkring i vaggan 4 fästa svänghjul 8a och 8b bort frán matarbalken och vidare omkring den i vaggan anordnade (icke visad) pà vilken en borrmaskin 3, som roterar en och som en indikator fungerande resolverns 10 15 20 25 30 35 505 509 5 kugghjul 9, ungefär ett halvt varv, sà att kugghjulet 9 blir mellan kuggbandet 6 och matarbalken 1.

Figur 2 visar mera detaljerat hur kuggbandet 6 passerar kring resolverns 9a kugghjul 9. Kuggbandet 6 som inkommer i matarbalkens 1 riktning svänger kring svänghju- let 8a i matarbalkens första ände bort fràn matarbalken och svänger därefter kring kugghjulet 9, återkommer mot matar- balken l och svänger kring det andra svänghjulet 8b för att inta väsentligen samma riktning med matarbalken 1 mot dess andra ände. Med denna lösning uppnås en förlängd kontaktyta mellan kuggbandet 6 och kugghjulet 9, varvid det blir omöj- ligt för kuggarna att hoppa i förhållande till varandra, och kontaktytan kan ytterligare förlängas från det som visas i figuren, fràn en kontaktlängd av ungefär kugghju- lets halva periferi, till en avsevärt längre kontaktlängd, dvs. över 270°av kugghjulets periferi, om man önskar und- vika hoppande i möjligaste mån.

Figurerna 3a och 3b visar schematiskt ett fästdon 7 för kuggbandet lämpat för anordningen enligt uppfin- ningen, med hjälp av vilket kuggbandet 6 lätt kan fästas i matarbalkens 1 vardera ände och med hjälp av vilket kugg- bandet lätt kan bytas ut. Fästdonet 7 har en stomme 7a som anordnas mot den mot vaggan 4 vända ytan av matarbalken l.

Fästdonet omfattar dessutom en fästdel 7b som kan klämmas mot stommen 7a med hjälp av skruvar 10. Fästdelen 7b och stommen 7a bildar ett làngsträckt spår mellan sig väsent- ligen i matarbalkens 1 riktning. Spàret är sä dimensionerat att kuggbandet passar in i det. Dessutom omfattar fästdonet 7 klämorgan 7c, med hjälp av vilka kuggbandets ände i själ- va verket fästs och vilka är avsedda att anordnas pà kugg- bandets 6 bägge sidor och trycker kuggbandet 6 mot stommen 7a. En väsentlig del av fästdonet 7 är en bandstump ll som skall klippas av det använda kuggbandet, vilken stump läggs i stommens och fästdelens spàr i fästdonet 7 den plana bakdelenlmot matarbalken l, dvs. kuggningen mot kuggbandets 505 509 10 15 20 25 30 35 6 6 kuggning, och fästs orörlig i förhållande till stommen 7a medelst skruvar 10 och fästdelen 7b. Det egentliga fästan- det av kuggbandet 6 utförs genom att dess ände läggs i fästdonet 7 med kuggningen mot matarbalken l och mittemot bandstumpen ll, så att kuggmellanrummen i vardera ingriper i kuggarna i den andra och därvid hindrar att kuggarna glider relativt varandra. Klämorganen 7c och deras fäst- skruvar 12 trycker kuggbandets ände mot bandstumpen ll med en lämplig kraft.

Fästdonen 7 är anordnade i vardera änden av matar- balken 1, så att kuggbandet är lätt att installera genom att dess ena ände läggs i fästdonet 7 i matarbalkens ena ände och denna pressas med klämorganet 7c. Efter detta förs kuggbandet 6 via svänghjul 8a och Bb omkring kugghjulet 9 i resolvern i vaggan, och kuggbandets andra ände fästs i fästdonet 7 i matarbalkens motsatta ände såsom ovan visats.

Denna infästningslösning har den fördelen att det är enkelt och lätt att installera och byta ut kuggbandet 6, och kugg- bandet blir tillförligtligt fäst med lämplig belastning utan vidare åtgärder. En ytterligare fördel med denna lös- ning är att om klämorganens 7c klämkraft är tillräcklig, kuggbandet 6 ger efter för en för stor kraft och liksom även bandstumpen ll i fästdonet 7 och kuggbandets och band- stumpens kuggningar, och bandstumpen kan förflytta sig från ett kuggmellanrum till ett annat. Kuggbandet 6 bryts sålun- da inte av i onödan.

Då matarbalken l rör sig i förhållande till vaggan 4, rör sig kuggbandet 6 i anordningen enligt uppfinningen med matarbalken l med samma hastighet, samtidigt som den går omkring resolverns 9a kugghjul 9. Detta åstadkommer en mot rörelsen proportionell signal i resolvern, varvid ma- tarbalkens 1 läge i förhållande till vaggan 4 kan mätas noggrant. Då kuggbandet 6 är lämpligt spänt i matarbalkens 1 längdriknting är den roterande rörelsen hos resolverns kugghjul 9 och matarbalkens 1 rörelse i längdriktningen 10 15 20 25 30 505 509 7 exakt proportionella mot varandra, varvid även signalen från resolvern, vilken anger avstånd och läge, är noggrann.

Ifall kuggbandet 6 skadas så att mätningen blir omöjlig, kan bandet utbytas förhållandevis snabbt och lätt, eftersom det krävs bara att ett nytt kuggband passeras omkring resolverns kugghjul och dess ändar fastgörs i fästdonet 7 i matarbalkens ändar. Resolverns funktion och signal- alstringen med hjälp av densamma är allmänt kända som såda- na, varför det inte anses nödvändigt att beskriva dem mera detaljerat här.

Figur 4 visar en annan föredragen utföringsform av uppfinningen, i vilken anordningen förutom1uätningen av den relativa rörelsen mellan matarbalken 1 och vaggan 4 omfat- tar medel för mätning av den relativa rörelsen mellan borr- maskinen 3 och matarbalken 1. I figur 4 används samma hän- visningssiffror som i figur l. Enligt figur 4 är ett andra kuggband 13 fäst pà matarbalkens 1 mot borrmaskinen 3 vända sida på samma sätt som kuggbandet 6, varvid det andra kugg- bandets ändar är fästa i matarbalken 1 med hjälp av fästdon 14 vilka motsvarar fästdonen 7. Vagnen (icke visad) som normalt tillhör borrmaskinen 3 och utgör en enhet som för- flyttar sig samtidigt med borrmaskinen har kontakt med ett andra kugghjul 15 som är kopplat - på samma sätt som kugg- hjulet 9 - till en indikator som indikerar kugghjulets 15 rotation. Kuggbandet 13 i sin tur är ledd, såsom visas i figur 1, att via ett första svänghjul l6a svänga bort från matarbalken 1 och passera omkring kugghjulet 15, så att kuggningarna i kuggbandet 13 och kugghjulet 15 kommer i kontakt med varandra, varefter det kommer tillbaka under ett andra svänghjul 16b för att sedan svänga sig i matar- balkens 1 riktning. I detta fall, då borrmaskinen 3 för- flyttar sig längs matarbalken, förblir bandet 13 stationärt och kugghjulet 15 roterar, den till kugghjulets axel kopp- lade indikatorn avger en signal proportionell mot den pas- serade sträckan. Indikatorn kommer sålunda att indikera 505 10 15 20 25 30 509 8 borrmaskinens 3 läge i förhållande till matarbalkens 1 längdriktning från dess normala nolläge, vilket typiskt är borrmaskinens bakersta läge på matarbalken 1. I princip mäts både borrmaskinens 3 läge i förhållande till matarbal- ken 1 och matarbalkens 1 läge i förhållande till vaggan 4 på samma sätt och med en liknande anordning, varvid anord- ningarna är lätta att tillverka och de kan förverkligas med en konstruktion som medger att samma komponenter kan an- vändas för båda typer av mätning.

Uppfinningen har ovan i beskrivningen och rit- ningarna beskrivits som ett exempel, men den är inte på något vis begränsad till detta. Kuggbandet kan ha olika former och kuggningar och dess gång längs resolverns kugg- hjulsyta eller någon annan indikator kan förverkligas på olika sätt. Med hjälp av lämpliga svänghjulsarrangemang kan kuggbandet ledas t.ex. mellan resolverns kugghjul och ma- tarbalken så att dess kuggning är vänd bort från matarbal- ken, bara kuggbandets kontakt med periferin hos resolverns kugghjul är tillräcklig för att hindra att kuggarna hoppar, såsom är fallet vid användning av känd teknik. De för kugg- bandet erforderliga spåren i fästdonen kan även utföras på något annat sätt, och spåren kan utformas även i klämorga- nen om kuggningen önskas vara vänd bort från matarbalken.

Resolvern med kugghjulet och svänghjulen kan monteras di- rekt i vaggan, borrmaskinen eller borrvagnen eller fästas i en separat ram, som i sin tur är fäst i vaggan respektive borrmaskinen eller borrvagnen. I stället för en resolver kan någon indikator användas för kalkylering av kugghjulets rotation, såvida en indikatorsignal med önskad form för automatisk styrning erhålls.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 505 509 9 Patentkrav

1. l. Anordning för mätning av en matarbalks (1) läge i förhållande till en vagga (4) och/eller mätning av en borrmaskins (3) läge i förhållande till matarbalken (1) i en bergborrmaskins borrningsenhet omfattande en vagga (4) avsedd att fästas i en bom (5), en i vaggan (4) monterad, i sin längdriktning relativt vaggan rörlig matarbalk (1) och en i matarbalken ( 1) monterad, i matarbalkens (1) längdriktning rörlig borrmaskin (3), vilken anordning om- fattar ett i matarbalken (1) i dess längdriktning fäst lángsträckt kuggat indikatororgan och ett till indikator- organet kopplat och indikatororganets kuggning berörande kugghjul (9: 15), varvid, då matarbalken (l) rör sig i för- hållande till vaggan (4) och borrmaskinen (3) i förhållande till matarbalken (1), indikatororganet roterar kugghjulet (9: 15) och indikatorn som mäter kugghjulets (9: 15) rota- tion avger mot rörelsen proportionella signaler, k ä n - n e t e c k n a d av att indikatororganet är ett vid sina bägge ändar i matarbalken (1) fäst, väsentligen otänjbart men böjligt kuggband (6, 13), och att kugghjulet (9: 15) är kopplat till vaggan (4) och/eller borrmaskinen (3) för kontakt med kuggbandet (6, 13), så att kuggbandet (6: 13) går omkring kugghjulet (9: 15) över en del av kugghjulets (9: 15) periferilängd.

2. Anordning enligt patentkrav 1, t e c k n a d av att ett mot vaggan (4) vänt kuggband (6) är kopplat till matarbalken (1) för att röra sig med matar- balken (l) och att ett kugghjul (9) och en indikator (9a) är kopplade till vaggan (4) så att indikatorn (9a) mäter matarbalkens (1) läge i förhållande till vaggan (4). k ä n n e -

3. Anordning enligt patentkrav l eller 2, k ä n - n e t e c k n a d av att ett mot borrmaskinen (3) vänt kuggband (13) är kopplat till matarbalken (1) och att ett kugghjul (15) och en indikator är kopplade att röra sig med 505 509 10 15 20 25 10 borrmaskinen (3) så att indikatorn mäter borrmaskinens (3) läge i förhållande till matarbalken (1).

4. Anordning enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d därav att den omfattar ett svänghjul (Ba, 8b; l6a, l6b) anordnat på båda sidor av kugghjulet (9: 15) i matarbalkens (1) längdriktning, att kuggbandet (6: 13) är anordnat att med kuggningen vänd mot matarbalken (1) gå omkring den närmare matarbalkens (1) första ände belägna svänghjulet (8a; 16) och svänga bort från matarbalken (1), tillbaka mot matarbalken (1) och vidare omkring det andra svänghjulet (8b; l6b) mot matarbalkens (1) andra ände.

5. Anordning enligt något av de föregående patent- svänga omkring kugghjulet (9: 15) kraven, k ä n n e t e c k n a d av att den uppvisar fäst- don (7: 14) monterade i matarbalken (1) för fastsättning av kuggbandets (6: 13) ändar, vilka fästdon (7: 14) uppvisar spår vilka svarar mot kuggbandets (6: 13) kuggning, i vilka spår kuggbandets (6: 13) kuggning kan ställas, och åtmin- stone ett klämorgan (7c) för att klämma kuggbandet (6: 13) mot spåren och sålunda fästa det orörligt i förhållande till matarbalken (1).

6. Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e - t e c k n a d av att fästdonets (7: 14) spår utgörs av en i fästdonet (7: 14) fäst kuggbandsstump (ll) anordnad med kuggningen mot kuggbandets kuggning.