SE531658C2 - Slagverk jämte bergborrmaskin och bergborrigg - Google Patents

Description

25 30 šåü 553 Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att anvisa en lösning på nämnda problem med den kända tekniken och i synner- het att tillhandahålla ett slagverk, som med bibehållen effek- tivitet är framställbart med sådana dimensioner att det är bättre lämpat för användning även i trånga utrymmen.

Dessa ändamål uppnås vid ett slagverk av inledningsvis nämnt slag genom särdragen i den kännetecknande delen av patentkravet l.

Härigenom uppnås att en utökad stötvågslängd kan erhållas för förmedling till slagverktyget vid bibehållande av slag- kolvens längd. Omvänt kan med en radikalt förkortad slag- kolvslängd erhållas en stötvågslängd, som motsvarar den vid ett konventionellt slagverk med längre slagkolv.

Förklaringen till detta fenomen är att när slagkolven anslår mot anslagsytan, en primär våg i form av en tryckvåg går framåt, i slagriktningen direkt i riktning till slagverk- tyget. Samtidigt uppkommer en dragvàg i det stötvågsmodifie- rande partiet, vilken dragvåg utbreder sig i motsatt riktning, dvs. bakåt.

När denna dragvåg når det stötvågsmodifierande partiets i förhållande till anslagsytan distala ände vänder vågen och blir en tryckvåg, som nu kommer att utbreda sig i slagrikt- ningen fram genom det stötvågsmodifierande partiet, vidare som en sekundärvåg genom det slagmottagande elementet och fortsatt framåt i slagriktningen för förmedling av slagenergin till slagverktyget.

Detta innebär att sekundärvàgen från det stötvàgsmodifie- rande partiet adderar till primärvågen, som uppträder direkt från slagkolven, vilket resulterar i en förlängd stötvåg för förmedling till slagverktyget.

Genom uppfinningen kan således kolven göras betydligt kortare och således kan även ett slagverk enligt uppfinningen 10 15 20 25 30 532? Eïšåï göras betydligt kortare utan att den stötvågslängd som krävs för bergkrossning underskrids.

Det föredras att det stötvågsmodifierande partiet har en längd som är väsentligen lika med slagkolvens längd. I detta fall kommer sekundärvågen att väsentligen direkt addera till primärvågen, så att en totalt sett i det närmaste kontinuerlig stötvåg erhålls för förmedling till slagverktyget genom borr- o stalet. Den totala stötvågen i borrstålet blir således väsent- ligen fyra gånger så lång som kolvlängden.

Genom att det stötvågsmodifierande partiets tvärsnittsyta är ungefär hälften av slagkolvens tvärsnittsyta uppnås, vid lika material i resp. del, att den totala stötvågens amplitud hålls väsentligen konstant över hela sin längd.

Det föredras att slagkolven är rörformig och omger det stötvågsmodifierande partiet. På detta sätt blir styrningen av slagkolven lätt att utföra på ett konventionellt sätt vad gäller drivkammare, returkammare etc. för slagkolven i fallet av ett fluiddrivet slagverk. Denna lösning ger även enklare möjligheter till lagring av kolven relativt ett slagverkshus.

Vid en föredragen utföringsform uppvisar det stötvågsmodifierande partiet en, i förhållande till anslags- ytan, distal yta, mot vilken en dämpkolv anligger för att tillhandahålla den, i riktning mot berget, erforderliga anliggningskraften som är behövlig vid bergborrning.

Uppfinningen avser även en bergborrmaskin, som inkluderar ett slagverk enligt ovan, samt en bergborrigg med dylik berg- borrmaskin, varvid motsvarande fördelar uppnås.

Kortfattad beskrivning av ritningar Uppfinningen skall nu närmare beskrivas med ledning av utfö- ringsexempel och med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: 10 15 20 25 30 E58 Fig. 1 visar schematiskt en borrmaskin enligt uppfinningen under en borrprocess i ett trångt utrymme, Fig. 2 visar schematiskt ett slagverk vid en borr- maskin enligt uppfinningen i en tvärsektionsvy, och Fig. 3 visar schematiskt ett alternativt utfört slagverk enligt uppfinningen.

Beskrivning av utföringsexempel I fig. 1 visas en borrmaskin l enligt uppfinningen i en pro- cess vid borrning i vertikal led i taket av en tunnel 4 med mycket ringa höjd, vilket gör att användning av konventio- nella, relativt lànga borrmaskiner blir problematisk.

Bergborrmaskinen l är på vanligt sätt uppburen av en matarbalk 3, på vilken den är rörlig via en släde 2. Matar- balken är på konventionellt sätt uppburen av en ej visad bor- rigg genom konventionella medel.

I fig. 2 visas ett slagverk 5 i ett axiellt tvärsnitt.

Slagverket 5 omfattar en rörformig slagkolv 6, vilken är fram- och áterrörlig för att utöva energirika slag mot ett slag- mottagande element 7, i detta fall i formen av ett mellan- block.

Uppfinningen är även tillämplig då slagkolven anslår mot andra typer av slagmottagande element såsom en speciellt utformad borrnacke eller till och med direkt på änden av en speciellt utformat borrstångsände.

Det slagmottagande elementet 7 är utformat på så sätt att det uppvisar en ringformig anslagsyta A, mot vilken den rör- formiga slagkolven 6 anslår med sin likaledes ringformiga slagyta. I den visade utföringsformen är det slagmottagande elementet 7 ”svampformigt” utformat, med elementet motsvarande svampformens hatt utgjort av ett utbrett parti, som på ”hat- tens” undersida uppvisar en anslagsyta A, och på ”hattens” ovansida uppvisar en anliggningsyta för anliggning mot och 10 15 20 25 30 531 553 förmedling av stötvågsenergi mot en i och för sig känd borr- nacke 8, för vidareförmedling av stötvàgen till ett berg- krossande verktyg (ej visat, men anslutningsgängor är visade med streckade linjer).

Det svampformiga slagmottagande elementet 7 har vidare ett ”svampfotsliknande” stötvàgsmodifierande parti 9, vilket sträcker sig från ett plan P genom anslagsytan A i motsatt riktning mot slagriktningen och till yttermera visso med en längd som huvudsakligen överensstämmer med längden av slagkol- ven 6.

Mot den, i förhållande till anslagsytan, distala ändytan av det stötvàgsmodifierande partiet 9 anligger en dämpkolv 10, vilken med hjälp av ej visad dämpfluid bidrar till att ta upp oönskade reflexer från borrstången och att tillse att till- räcklig matningskraft förmedlas till borrverktyget.

Vid sitt inre eller bakre område är det stötvågsmodifie- rande partiet 9 axiellt rörligt styrt i en styrhylsa ll, vilken i denna utföringsform också styr ett anliggande parti av dämpkolven 10 i detta område.

Funktionen av slagverket 5 är enligt följande. När slag- kolven 6 anslår mot anslagsytan A hos det slagmottagande ele- mentet 7 går en tryckvåg ner i borrstàlet via borrnacken 8 men samtidigt går en dragvàg upp i det stötvågsmodifierande par- tiet 9 av det slagmottagande elementet 7.

Nar dragvågen når det stötvàgsmodifierande partiets, i förhållande till anslagsytan, distala ände, vänder denna drag- våg och omvandlas till en tryckvåg, som utbreder sig i slag- riktningen i det stötvàgsmodifierande partiet 9, fortsätter sedan förbi planet P genom anslagsytan A och adderar som en sekundärvàg till primärvàgen i borrnacken 8 och i det ej visade borrstålet.

Resultatet blir i detta fall att den till borrverktyget förmedlade stötvàgen blir väsentligen dubbelt så lång som den 10 15 20 25 30 531 853 skulle ha blivit vid ett konventionellt utformat slagverk med en slagkolv av samma längd som slagkolven 6 har. Som resultat kan således tillhandahållas relativt mycket korta slagverk med upp till hälften så kort slagkolv som vid konventionella slag- verk utan att man behöver underskrida en stötvàgslängd som är nödvändig för att åstadkomma verksam bergkrossning.

Slagkolven 6 kan styras i slagverket 5 genom i och för sig konventionella metoder och med konventionella medel utfor- made för slagkolvens 6 samverkan med slagverkets 5 cylindriska lopp. Detta kan göras på ett flertal sätt, vilket enkelt erbjuder sig för fackmannen att lösa utan uppfinningsinsats, varför det inte närmare beskrivs här.

Tätningär vid olika ställen anbringade mot det slagmot- tagande elementet, mot slagkolven och mot dämpkolven är indi- kerade med T.

Med 12 indikeras ett parti invändigt den rörformiga slag- kolven där det förekommer en tvärsnittsareaförändring_ Denna liksom ett motsvarande område 13 vid det stötvågsmodifierande partiet 9 är tillhandahàllen för att tillförsäkra ett till- räckligt område för den axiellt verkande styrhylsan 11. Dessa områden påverkar inte nämnvärt stötvågsutbredningen i elemen- ten.

Uppfinningen kan modifieras inom ramen för de efter- följande kraven och ett exempel på detta antyds i fig. 3, var- vid ett alternativt slagverk 14 visas, varvid en kort slagkolv 15 är fram- och återrörlig inuti ett cylindriskt utrymme bil- dat av ett slagmottagande element 16, vilket uppvisar ett stötvågsmodifierande partiet 17 i rörform, som således bildar ett lopp för slagkolven 15. A' indikerar en anslagsyta och P' ett plan genom A'.

Det stötvågsmodifierande partiet 17 har även i detta fall en axiell längd, i huvudsak, överensstämmande med slagkolvens 15 längd och verkan i en nackadapter 18 och sedermera i ett lO 15 20 25 30 531 B58 borrverktyg (ej visat) blir även i detta fall en tidsmässigt mer utbredd stötvåg som verkar på borrverktyget. Splines för möjlig anslutning till en rotationsenhet indikeras med 19.

Slagkolvens 15 fram- och återgàende rörelse låter sig åstadkommas genom trycksättning i axiella lägen på ett sätt som erbjuder sig för fackmannen, och därför inte beskrivs mer här.

Uppfinningen kan ytterligare modifieras, till exempel genom att utforma det stötvågsmodifierande partiet 9 annor- lunda, till exempel genom att dess längd inte är densamma som slagkolvens längd. I sådana fall kan modifieras hur överlag- ring av en primärvàg och sekundärvåg sker i förhållande till varandra för att uppnå speciella egenskaper, som kan vara vär- defulla vid vissa applikationer.

Således kan sägas att vid en axiell längd av det stötvågsmodifierande partiet som är kortare än slagkolven, sekundärvàgen kommer att addera till primärvàgen under det att primärvågen fortfarande utbreder sig. Detta kan emellertid vara problematiskt, då storheter såsom slaghastigheter, stöt- vågsnivàer och dylikt begränsas av materialhållfastheten.

Vid en längd av det stötvågsmodifierande partiet som överstiger slagkolvens kommer sekundärvågen att uppträda i området av anslagsytan efter primärvàgens avslutning.

Det finns även möjlighet att utforma tvärsnittareorna hos slagkolven respektive det stötvågsmodifierande partiet annor- lunda än vad som beskrivits ovan, även om det visade, där slagkolvens tvärsnittsyta är väsentligen dubbelt så stor som det stötvàgsmodifierande partiets tvärsnittsyta är att före- dra. Annars kan sägas att primär- respektive sekundärvågornas amplituder beror av förhållandet mellan tvärsittsytorna, så att en relativt större tvärsnittsyta hos det stötvàgsmodifie- rande partiet ger större amplitud hos sekundärvågen. 10 šíšfi E55 Arrangemanget för dämpning kan även göras annorlunda och som exempel vara på så satt anordnat att det är arrangerat vid den ”svamphattliknande” delen av det slagmottagande elementet 7 i fig. 2, varvid en dampkolv inte skulle behöva bidra till att öka slagverkets axiella längd, och slagverket således skulle kunna göras kortare än vad som är fallet vid utförings- formen i fig. 2.

Det slagmottagande elementet kan inkludera ett stötvàgs- modifierande parti genom att det senare är en integrerad del av det förra eller genom att det senare är intimt sammankopp- lat med det förra medelst någon lämplig förbindningsmetod.

Claims (15)

(f) 10 15 20 25 531 åšfi Patentkrav:

1. l. Slagverk (5) till en bergborrmaskin (1) inkluderande en i en cylinder fram och åter rörlig slagkolv (6;l5) OCh ett Slag- mottagande element (7;l6) med en anslagsyta (A;Ä'), mOt Vilken slagkolven är anordnad att utöva slag i en slagriktning, för förmedling av slagenergi genom stötvågor till ett slagverktyg, kännetecknat av att det slagmottagande elementet (7;l6) iflklut derar ett i en riktning motsatt slagriktningen utgående, sett från ett plan (P;P') genom anslagsytan (A;A'), StÖtVågSmOdïfi" erande parti (9;l7).

2. Slagverk enligt kravet 1, kännetecknat av att det stötvàgs- modifierande partiet (9;l7) har en längd, sett från nämnda plan, som är väsentligen lika med slagkolvens (6;l5) längd-

3. Slagverk enligt kravet l eller 2, kännetecknat av att det stötvågsmodifierande partiet (9;l7) har en tvärsnittyta, som efter en väsentlig del av utsträckningen är väsentligen hälf- ten av slagkolvens (6;l5) tvärsnittyta.

4. Slagverk enligt kravet l, 2 eller 3, kännetecknat av att det stötvågsmodifierande partiet (9) har ett väsentligen cylindriskt tvärsnitt.

5. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att slagkolven (6) är rörformig och omger det stötvàgsmodifie- rande partiet (9).

6. Slagverk enligt kravet l, 2 eller 3, känneteßknat av att slagkolven (6) har ett väsentligen cylindriskt tvärsnitt.

7. Slagverk enligt kravet 6, kännetecknat av att det stötvågs- modifierande partiet (17) är rörformigt och omger slagkolven (15). 10 15 20 531 E58 10

8. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av organ (11) för att lagra det stötvågsmodifierande partiet (9) i ett, distalt område, sett från nämnda plan.

9. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av organ för att lagra det slagmöttagande elementet i ett framåt i slagriktningen beläget område, sett från nämnda plan.

10. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av organ för (10) att utöva en axiell dämpkraft mot en distal yta, sett från nämnda plan, av det stötvågsmodifierande par- tiet.

11. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det slagmottagande elementet (7;16) är ett mellanblockf positionerat mellan en borrverktygsadapter (8;18) och slag- kolven (6;15).

12. Slagverk enligt något av kraven 1 - 7, kännetecknat av att det slagmottagande elementet är en verktygsnacke, i synnerhet en borrnacke.

13. Slagverk enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det inkluderar medel för tryckfluiddrivning av slagkolven.

14. Bergborrmaskin (1), inkluderande ett slagverk (5) enligt något av kraven 1 ~ 13.

15. Bergborrigg inkluderande en bergborrmaskin enligt kravet 14.