FI101522B - Hydraulikäyttöinen iskuvasara - Google Patents

Description

101522

Hydraulikäyttöinen iskuvasara

Keksinnön ala Tämä keksintö liittyy iskuvasaroihin, jotka antavat 5 toistuvia iskuja käytettäväksi esimerkiksi louhinnassa, kaivostoiminnassa ja räjäytystoimissa.

Keksinnön tausta

Iskuvasarat ovat laajalti käytettyjä louhinnassa, kaivostoiminnassa ja räjäytystöissä. Niiden tehtävänä on 10 kohdistaa suurelle alueelle iskuja toistuvasti pinnan murskaamiseksi tai sen hajottamiseksi. Tavallinen paine-ilmavasara on esimerkki pneumaattisesti toimivasta laitteesta, jota käytetään paineilman avulla, ja joka antaa teräviä iskuja työkalun, kuten hakun tai lapion, kärkeen.

15 Vaikka paineilmavasara säilyttää laajan käyttönsä, sen käyttö on asteittain vähentynyt kannettaviin työkaluihin, joita käsitellään lihasvoimalla. Vastavaikutuksen näille iskuille suorittaa työkalun massa ja käyttäjä. Tämä on ilmeinen rajoitus tämäntyyppisen työkalun käyttökelpoi- 20 suudelle.

Sen mukaisesti vaunuun asennetut pneumaattiset is-kutyökalut tulivat muotiin, mutta pian ilmeni, että samalla kun niihin voitiin sovittaa suuremman iskun tuottavia vasaroita, vasarat itse tulivat rajoittavaksi tekijäksi : 25 luontaisten rajoitusten vuoksi, jotka liittyvät suoraan paineistetun kaasun käyttöön voimanlähteenä. Virtauksen tilavuus, puristus-laajennussyklissä tapahtuvat energiahäviöt, ja vasaran läpi tapahtuvaan kaasun kiertoon liittyvät luontaiset tehottomuudet muiden vaikeuksien ohella . 30 kohdistivat ei-toivottavia rajoituksia iskujen energialle, joita voitaisiin suorittaa riippumatta siitä, kuinka sopivasti vasara oli asennettu.

Vastauksena näille rajoituksille, nestekäyttöisten iskuvasaroiden luokka on kehitetty viimeisten vuosikymme-35 nien aikana. Koska laitteessa käytettävä paineistettu nes te on suurin piirtein ei-kokoonpuristuvaa, vältetään pneu- 101522 2 maattisten laitteiden monet hankalat ongelmat. Letkut, liittimet ja kanavat on mitoitettu nesteen tilavuudelle sopiviksi eikä laajenemisesta aiheudu huomattavia häviöitä, koska käyttöneste itsessään ei laajene huomattavasti.

5 Nestekäyttöisten laitteiden yleinen teoria käsittää kaasukammion hyväksikäytön, jota puristetaan paineistetun nesteen avulla. Kammiota ja sitä paineistavaa nestettä pidetään loukussa nopeasti avautuvan istukkaventtiilin avulla. Kun venttiili avataan, laajentuvan kaasukammion 10 ajama paineistettu neste kohdistuu vasaran pään käyttöpin- taan. Tämä on hyvin äkkinäinen, paljon energiaa vapauttava tilanne. Käyttöpaine voi olla suunnilleen 13 780 kP (2 000 psi) tai enemmän, ja käyttöpinnan tehollinen ala voi olla suunnilleen ainakin 5 sg inches - jopa 1 258 sg 15 inches.

Vasaran pää vuorostaan iskee työkaluun, jonka kärki tai terä on tavallisesti ainakin useita kertoja pienempi iskun kohdassa. Tällaisen järjestelyn edut ovat ilmeiset ja ne kuvastuvat seuraavista esimerkinomaisista US-paten-20 teista: patenttinumero j ulkaisupäivämäärä 3 263 575 2. elokuuta 1966 3 363 512 16. tammikuuta 1968 3 363 513 16. tammikuuta 1968 : 25 4 111 269 5. syyskuuta 1978 Tämän yleisen luokan iskuvasarat ovat laajasti käytettyjä ja tosiasiassa ne antavat paljon suurempia impulsseja kuin pneumaattiset työkalut, kuin jopa vaunuun asennetut pneumaattiset työkalut.

30 Nestekäyttöisten iskuvasaroiden jatkuvan kehityksen aikana on jatkuvasti tullut esiin ongelmia, joita ei tavata kaasukäyttöisissä työkaluissa. Kirjallisuus sisältää useita mainintoja niistä. Kavitaatio on yksi ja neste-vasaravaikutukset on toinen. Useimmat näistä ongelmista on 35 ratkaistu tavalla tai toisella, mutta yhä jää vaikeasti käsiteltävät ongelmat paineistetun nesteen virtauksen pie- 3 101522 nentämiseksi järkevään minimiinsä ja nesteen virtauksen sopiva venttiiliohjaus niin, että neste ei estä työkalun kuormitusta tai laukaisua niin, ettei työkalu tuhoa itse itseään tai sen suorituskyky alene työkalun elementtien 5 välisten äkillisten iskujen seurauksena.

Keksinnön lyhyt kuvaus Näitä ongelmia ei olla vielä aiemmin täysin ratkaistu. Tämän keksinnön tarkoituksena on tuottaa isku-vasaraan virtaus- ja venttiilijärjestelmä iskutyökalun 10 kuormittamiseksi ja laukaisemiseksi, joka samalla, kun se antaa anteeksi ulkoiset voimat ja vaikutukset, yhä tekee mahdolliseksi työkalun käyttämisen luotettavasti erilaisissa toimintaolosuhteissa nesteen lähellä minimiä olevilla määrillä, vain minimaalisella, jos lainkaan, työkalun 15 kuormituksen ja laukaisun estolla, vahingoittamatta ele menttejään sisäisillä iskuilla. Tarkoituksena on tuottaa terävä isku vain vasaran pään ja iskutyökalun välillä, ja joka suoritetaan vain hyvin lyhyellä iskun pituudella.

Lisätavoitteena on aikaansaada iskuvasara, jossa on 20 minimimäärä osia, jotka kaikki on konstruoitu luontaisesti vakain muodoin ja vahvoin kappalein niin, että vastustetaan hyvin voimakkaita ja äkillisiä voimia, joita esiintyy tämän laitteen toiminnassa.

Näihin päämääriin päästään keksinnön mukaisilla :* 25 iskuvasaroilla, joille on tunnusomaista se, mitä on esi tetty patenttivaatimusten 1 ja 2 tunnusmerkkiosissa.

Tämän keksinnön iskuvasarassa on runko toimintamekanismia varten ja toimivan iskutyökalun tukemiseksi, joka vastaanottaa terävän iskun iskuvasarasta ja toimittaa sen 30 edelleen lävistettävään tai murrettavaan rakenteeseen tai » muodostelmaan. Iskutyökalu työntyy esiin rungosta ja liikkuu siinä akselin suuntaisesti edestakaisin.

Vasaran pää on asennettu runkoon edestakaisin liikkuvaksi pienellä työntötiukkuudella. Siinä on iskupinta, 35 joka on iskutyökalua kohti työkalun lyömiseksi, kun työka lun iskupää on sillä alueella, missä iskun on tarkoitus 4 101522 tapahtua. Tämän alueen ulkopuolisissa asemissa vasaran päätä jarrutetaan niin, ettei isku osu runkoon. Työkaluun kohdistuva isku on suurienerginen, terävä isku ja sen ei ole tarkoitus myötävaikuttaa voiman jatkokäyttöön alkupe-5 räisen iskun jälkeen.

Vasaran päätä vastapäätä on kokoonpuristuva kaasukammio. Kaasukammio on ennaltakuormitettu haluttuun paineeseen, joka kasvaa edelleen vasaran pään liikkeen aiheuttaman lisäkuormituksen seurauksena vasaran päähän koh-10 distuvan nestepaineen voimasta, samalla kun iskuvasaraa kuormitetaan seuraavaa lyöntiä varten.

Vasaran päässä on varsi, kuormitusolake ja istukka-venttiilin aukko. Istukkaventtiili on asennettu edestakaisin liikkuvaksi vasaran päähän, niin että venttiilin pää 15 on mitoitettu ja sijoitettu venttiilin aukon sulkemiseksi, jotta iskuvasaran kuormitus on mahdollista, ja niin, että se voidaan äkillisesti poistaa aukosta iskuvasaran laukaisemiseksi. Laukaisutappi on asennettu runkoon venttiilin kanssa toimivaksi venttiilin nostamiseksi istukastaan, kun 20 iskuvasara pitää laukaista.

Tämän keksinnön ominaispiirteet varmistavat, että (1) iskuvasara voidaan kuormittaa kaikissa toimintaolosuhteissa; (2) istukkaventtiiliin ei kohdistu äkillisiä sisäisiä iskuja, jotka voivat tuhota sen; (3) iskuvasara :* 25 voidaan helposti laukaista kaikissa toimintaolosuhteissa; ja (4) vasaran pää ei liiku yli niin, että se iskisi omaan runkoonsa.

Piirustusten lyhyt kuvaus Tämän keksinnön nämä ja muut ominaispiirteet ilme-30 nevät täysin seuraavasta yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja oheisista piirustuksista, joissa kuviot 1-7 ovat akselin suuntaisia poikkileikkauksia keksinnön yleisen konseptin mukaisesta iskuvasa-rasta esitettynä seitsemässä perättäisessä toimintavai-35 heessa. Julkaisun selvyyden vuoksi keksinnön jotkut yksi- , 101522 5 tyiskohdat on jätetty pois, mutta esitetty toisissa kuvioissa suurennetussa mittakaavassa, kuviot 8-15 ovat puolikkaita akselin suuntaisia poikkileikkauksia, joissa iskuvasara esitetään perättäi-5 sissä toiminnan vaiheissa ja edullisina suoritusmuotoina, suurennetussa mittakaavassa, mukaan lukien jotkut poisjätetyt yksityiskohdat, kuviot 16 - 19 ovat puolikkaita lisää suurennettuja akselin suuntaisia poikkileikkauksia, joissa esitetään 10 istukkaventtiilin konstruktiota ja toimintaa yksityiskoh taisemmin, ja kuviot 20 ja 21 ovat suurennettuja puolikkaita akselin suuntaisia poikkileikkauksia, joissa iskuvasara esitetään kahdessa vasaran ylimenotilassa.

15 Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus Tämä keksintö tulee paremmin ymmärretyksi sen perusrakenteen ja toiminnan yleisestä kuvauksesta, jonka jälkeen julkaistaan tämän keksinnön ominaispiirteet, jotka tekevät tämän rakenteen luotettavan toiminnan mahdolli-20 seksi.

Kuten kuvioissa 1-7 esitetään, tämän keksinnön mukaisessa iskuvasarassa 20 on runko 21, jossa on keskiak-seli 22. Isku tapahtuu tätä akselia pitkin. Rungossa on työkalukanava 23, jossa on kaavamaisesti esitetty lovi 24.

: 25 Iskutyökalu 25, kuten teräväkärkinen hakku, on asennettu työkalukanavaan. Pidätinlaippa 26 on sijoitettu loveen ja tämä kiinnitys pitää työkalun kanavassa. Se sallii rajoitetun edestakaisinliikkeen olakkeiden 27 ja 28 rajaamien ääriasemien välillä. Alan varsinaiset ammattilaiset tun-30 nustavat, että tähän tarkoitukseen on olemassa muitakin ‘ erilaisia pidätinlaitetyyppejä.

Iskutyökalu voi olla haluttaessa muunkin tyyppinen, esimerkiksi lapio, tai kaareva tai sylinterimäinen leikkuri. Iskutyökalussa on iskupää 30 iskun vastaanottoa var-35 ten, ja työpää 30a iskun toimittamiseksi työpintaan, joka on murrettava tai rikottava.

101522 6

Iskuvasara käsittää vasaran pään 31 ja varren 32, joka on asennettu rungon ohjaussylinteriin 33. Vasaran pään alapäästä on poisto ulkoilmaan iskutyökalun ohi loven 24 kautta.

5 Valmistussyistä rungon sisäpinnat ja vasaran pään sisä- ja ulkopinnat ovat edullisesti pyöreät. Kuormitusis-tukka 35 on muodostettu vasaran pään päälle. Sen halkaisija on suurempi kuin ohjaussylinterin 33 halkaisija, ja istukka on sijoitettu liukuvaksi kuormitussylinteriin 36.

10 Voidaan nähdä, että vasaran pään yläpään kuormitusistukan 35 alueen, kuten kuviosta 1 näkyy, ja alapään varren 32 alueen välillä on eroa. Termejä ylempi ja alempi käytetään tässä erittelyssä viittaamaan etäisyyksiin iskutyökalusta mitattuna, lähempänä oleva on alempi.

15 Kuormituskammio 40 on muodostettu ohjaussylinterin 33 ja kuormitussylinterin 36 välille. Paineen sisääntu-loaukko 41 kulkee rungon seinämän läpi kuormituskammioon.

Istukkaventtiilin aukko 45 on muodostettu vasaran pään yläosaan. Sen yläpinta 46 on puristustilaan 47 päin 20 ja sen alapinta 48 on istukkaventtiilikammioon 49 päin, josta kanava 50 haarautuu kuormitusistukan 35 alapinnan 51 alapuolelle. Kanavat 53 avautuvat kuormitustilaan 40 istukkaventtiilin pään kammion 52 alapäästä.

Istukkaventtiili 55 käsittää varren 56 ja pään 57.

• 25 Varsi liikkuu edestakaisin venttiilin kanavassa 58 vasaran pään varsiosassa. Ulostulokanava 59 ulottuu istukkaventtiilin kanavan alaosasta vasaran varren iskupäähän niin, että venttiilin kanavasta on poisto ulkoilmaan. Istukka-venttiilin pää liikkuu edestakaisin istukkaventtiilin pään 30 kammiossa 52. Sopiva tiiviste tai tarpeeksi pienet tole ranssit tuotetaan estämään huomattavaa nesteen vuotoa istukkaventtiilin kanavaan. Istukkaventtiilin päässä on ola-ke 60, istukkaventtiilin käyttöpinta 67 mainitussa olak-keessa, sulkupinta 65 on istukkaventtiilin aukon alapintaa 35 48 päin ja sylinterimäinen seinämä 66 on liukuvasti asen nettu istukkaventtiilin pään kammioon 52.

7 101522

Laukaisutappi 70 on tuettu rungon avulla istukka-venttiilin reitille puristustilassa 47 ristikon 71 avulla. Laukaisutapissa on sylinterimäinen ulompi seinämä 72, joka on sovitettu mahtumaan istukkaventtiilin aukkoon ja pinta 5 73, molempien tarkoitus selitetään myöhemmin.

Kaasukammio 75 on asennettu rungon yläpäähän. Siinä on sisäpuolella sylinterimäinen seinämä 76. Kuppimainen mäntä 77 on asennettu liukuvasti seinämään 76. Siinä on sylinterimäinen kehäseinämä 78 ja ulompi säätöreuna 79. 10 Tähän tilaan on tehty sopivan paineen, usein noin 3445 kP

(500 psi), omaava kaasutäyttö. Se laajentaa tilaa, kuten kuviossa 1 esitetään. Männän liike pysähtyy toiseen ääri-pisteeseensä rajoitusolakkeen 80 avulla.

Tyhjennysaukko 81 aukeaa seinämään 76. Aukko 81 15 suljetaan männän kehäseinämällä 78 joissain männän asemis sa ja toisissa se jää auki. Tyhjennysputki 82 ulottuu rungon kautta säiliöön (ei kuviossa). Toinen kaasukenno 83 voi vaihtoehtoisesti olla sijoitettu tyhjennysputkeen riittävän tyhjennyksen varmistamiseksi tarvittaessa.

20 Tämän laitteen yleistä toimintaa selitetään seuraa- vassa viitaten kuvioihin 1-7, joissa esitetään seitsemän perättäistä toimintavaihetta.

Kuviossa 1 vasaran pää on esitetty asemassaan juuri sen jälkeen, kun se on antanut iskun lskutyökaluun ja on 25 juuri alkamassa uudelleenlatautumisen. Huomaa, että isku- työkalu 25 on pakotettu ylärajaansa iskutyökalun painon avulla, joka kohdistuu iskupäähän ja jota murrettava materiaali vastustaa työpäässä. Pidätinolake 26 pysyy lovessa 24 olevan olakkeen 27 avulla niin, että iskupää 30 on si-. 30 joitettu kohtaan, jossa siihen on tarkoitus antaa seuraava isku. Tässä vaiheessa kaasukammio 75 on täysin laajentunut. Seinämä 76 sulkee tyhjennysaukon.

Istukkaventtiili on alimmassa asennossaan, kuten myös vasaran pää. Istukkaventtiili on auki. Sisääntuloauk-35 ko 41 (joka on aina auki paineelle) on yhteydessä istuk kaventtiilin pään kammioon 52, valmiina kohdistamaan hyd- β 101522 raulipainetta istukkaventtiilin käyttöpintaan 67. Puristustila 47 ja istukkaventtiilikaminio 49 ovat saman paineen alaisia. Huomaa, että kaasukammion lisälaajentuminen estetään rajoitusolakkeen 80 avulla.

5 Riittävän hyraulipaineen kohdistaminen istukkavent tiilin käyttöpintaan 67 aloittaa seuraavan vaiheen, joka on esitetty kuviossa 2. Tämä paine ajaa venttiiliä ylöspäin venttiiHaukon 45 sulkemiseksi. Tämä myös avaa venttiilin pään kammion 52 kanaviin 50 ja tämä tuottaa hydrau-10 lipainetta kuormitussylinteriin 36 sisääntuloaukosta. Tä män seurauksena differentiaalivoima kulkee vasaran pään yli, jolloin vasaran pää alkaa liikkeensä ylöspäin, kuten kuviosta 3 nähdään.

Kuviosta 3 voidaan huomata, että rengasmainen vent-15 tiilin pään kammio 52 on avoinna kuormitusistukkaan 35 asti. Vasaran pää jatkaa liikettään ylöspäin. Puristustila 47 täytetään hydraulinesteellä, joka pysyy kaasukammion ja vasaran pään yläpinnan välissä. Neste on suurin piirtein kokoonpuristumatonta, mutta kaasu kammiossa on kokoonpu-20 ristuvaa. Sen vuoksi puristustilassa 47 syntyvä paine vä littyy kaasukammioon, joka puristuu ja varastoi energiaa. Koko tämän ajan tyhjennysaukko on suljettuna männän 77 seinämällä. Vasaran pään yläpää lähestyy laukaisutappia.

Kuvio 4 esittää tilannetta, jossa iskuvasara on 25 melkein kuormitettu ja valmiina laukaistavaksi. Huomiota on kiinnitettävä siihen, että männän 77 säätöreuna 79 kaasukammiossa on ohittanut tyhjennysaukon alareunan. Jos tässä kohdassa ei olisi hieman lovea, voisi sattua, että järjestelmä ei kykenisi liikuttamaan vasaran päätä tar-30 peeksi kauas laukaisutappiin asti. Näin, koska iskuvasara vielä sisältää nestettä, jota on käytetty edellisessä syklissä. Ainakin tuo määrä on poistettava. Säätöreunan tuottama lovi avaa poistoaukon päästäen nestettä ulos määrän, joka on suunnilleen sama kuin edellisessä syklissä 35 käytetty määrä.

» 101522

Laukaisutappi on nyt saapunut venttiiliaukon luo ja sulkenut sen jättäen hydraulinestettä 85 istukkaventtiilin pään ja laukaisutapln väliin.

Vasaran pään ylöspäin suuntautuva liike jatkuu pie-5 nen matkan, kunnes kuviossa 5 esitetty vaihe on saavutet tu. Tässä kohdassa, kuten myöhemmin selitetään yksityiskohtaisemmin, istukkaventtiilin pää on nostettu istukastaan. Nuolen 86 osoittama äkillinen liike avaa istukka-venttiilin hyvin nopeasti. Nyt kaasukammion kohdistama 10 paine ajaa vasaran päätä akselin suuntaisesti. Tämä vaihe on esitetty kuviossa 6.

Kuten kuviosta 6 nähdään, vasaran pää on matkalla alaspäin, kuten nuoli 87 osoittaa. Tämä on mahdollista, koska hydraulineste voi vapaasti virrata vasaran pään ohi 15 suurentuvaan puristustilaan 47 nuolten 88 mukaisesti. Va saran pää liikkuu nopeasti iskutyökalua kohti. Tietenkin laukaisutappi jää taakse kiinteään asemaansa.

Iskuolosuhteet on esitetty kuviossa 7 esitetyssä vaiheessa. Istukkaventtiili on ajettu alimpaan rajaansa. 20 On muistettava, että sen alapää on yhteydessä ulkoilmaan.

Vasaran pää on lyönyt iskutyökalun iskupäätä ja iskutyöka-lu välittää impulssin, nuolen 89 mukaisesti, työpintaan 90. Nyt on välttämätöntä pysäyttää vasaran pää, jos jostain syystä iskutyökalu ei olisikaan paikoillaan isketty-25 nä, kuten aiemmissa kuvioissa esitettiin. Jarrutusta se litetään jäljempänä yksityiskohtaisemmin.

Iskun jälkeen järjestelmä voi palata kuviossa 1 esitettyyn vaiheeseensa. Tässä kohdassa voi olla toivottavaa auttaa poistettavan nesteen uloslaskua tyhjennysau-30 kosta. Toissijainen kaasutila auttaa tässä, jos pitkä hi- * das johto tai jokin muu hidastava piirre hidastaisi vält tämätöntä uloslaskua.

Tämä järjestelmä on teoriassa erinomainen. Kuitenkin iskuvasara täytyy valmistaa tavanomaisista materiaa-35 leista käyttämällä taloudellisia ja tavanomaisia valmis tustekniikoita yleisin toleranssein. Tällaisten vasaroiden 10 101522 odotetaan toimivan menestyksellisesti monissa ilmasto-oloissa, hyvin kuumista hyvin kylmiin olosuhteisiin. Myös on toivottavaa, että vasara voidaan helposti sovittaa käytettäväksi erilaisten hydraulinesteiden kanssa, jotka ero-5 avat suuresti viskositeetiltaan. Esimerkkeinä voidaan mai nita vesi, öljy ja vesi-öljysuspensiot ja emulsiot.

Vieläkin tärkeämpiä piirteitä ovat toiminnan luotettavuus ja järkevä korjausten ja huoltojen aikaväli. Iskutyökalu, joka on valmistettu tarkasti kuvioissa 1-7 10 esitettyjen yksinkertaistettujen konstruktioiden mukaises ti, ei ole tuottanut tällaisia etuja. Sen sijaan, vaikka laite on voinut toimia rajoitetun syklimäärän, yhä liian lyhyen ajan kuluttua tai erilaisissa toimintaolosuhteissa vasara ei luotettavasti tai ei lainkaan ole lauennut. 15 Usein se tuhoaisi sisäosiaan sen omien osien välisten is ku j ännitysten vuoksi.

Tämän keksinnön keksijä on huomattavan ajan kuluessa kokeiden ja epäonnistumisten seurauksena havainnut, että on olemassa neljä ongelma-aluetta ja tämän keksinnön 20 avulla hän on ratkaissut ne luotettavan, käyttökelpoisen ja pitkäikäisen iskuvasaran avulla.

Ongelma-alueet ovat: 1. Tarve varmistaa, että iskuvasara voidaan kuormittaa — että istukkaventtiili voidaan pakottaa kiinni ja 25 pitää suljettuna kuormitusprosessin loppuunviemiseksi.

Muuten iskuvasara seisahtuu.

2. Tarve varmistaa, että iskuvasara, kun se on kuormitettu, voidaan laukaista syöttöpaineen kohdistamisella. Muuten iskuvasaran laukaisu vaatii voimia, joita ei 30 ole käytännössä käytettävissä.

*· 3. Vasaran pään ja rungon suojaamiseksi toistensa iskujen aiheuttamilta vahingoilta, vasaran pää tulisi sijoittaa niin, ettei se voi kulkea yli ja iskeä runkoon.

4. Istukkaventtiilin pään suojaamiseksi iskuvahin-35 goilta vietäessä sitä suljettuun asentoonsa, tulisi vasa ran pää sijoittaa niin, että se voi kulkea yli.

u 101522

Iteroitaessa kuvioita 1-7 kehittelyn aikana, vaikkakin kuviot ovat teoreettisesti oikein, osoittautui, että ne käsittivät kaikki edellä mainitut ongelmat. Ongelmat itsessään ovat kaikkea muuta kuin itsestään selviä.

5 Päinvastoin jokainen epäonnistuminen oli analysoitava.

Kuten kävi ilmi, epäonnistumisten syyt olivat muuta kuin itsestään selviä ja jopa silloin, kun syy saatiin selville, tapahtui usein niin, että yhden ongelman ratkaisu aiheutti vielä toisen ongelman. Silti on ilmeistä, että epä-10 onnistumisten todelliset syyt ovat nyt tiedossa, ja ne on otettu huomioon iskuvasarassa, joka siten on täysin luotettava. Vaikka yksityiskohdat, jotka tekevät tästä konseptista taloudellisesti elinvoimaisen, ovat itsessään suhteellisen pieniä, erityisesti tällaisissa suurissa 15 laitteissa, niitä ei helposti keksitty eikä niiden tarvet ta havaittu helposti.

Kuvioissa 8-15 esitetään tehdyt parannukset, joiden avulla kuvioissa 1-7 kaavamaisesti esitetty iskuva-sarajärjestelmä saadaan toimimaan luotettavasti ja sille 20 saadaan sopiva kestoikä. Mahdollisimman suuressa määrin samoja numeroita on käytetty merkittäessä toiminnallisesti samanlaisia elementtejä, ja näitä elementtejä ei selitetä uudelleen.

Periaatteelliset erot on havaittavissa istukkavent-: 25 tiilin pään 157, venttiilin aukon alapinnan 145, voimakam- mion 160, ja voimasylinterin ja kuormituskammion 40 välisen kuristuksen 161 konstruktiossa. Tiettyjä tärkeitä mittasuhteita on myös julkaistu.

Viitaten kuvioihin 8 - 15, paineen sisääntuloaukko .30 41 avautuu kuormituskammioon 40. Tässä suoritusmuodossa kammio 40 on muodostettu suurentamalla hieman ohjaussylin-terin 33 halkaisijaa sisääntuloaukon 41 yläpuolella ja vastaavasti suurentamalla pään varren halkaisijaa sisääntuloaukon yläpuolella, suhteessa vasaran pään asemaan run-35 gossa sen ollessa ala-asemassaan valmiina kuormitukseen.

Tämä luo kuristuksen 161 kuormituskammion 40 ja voimakam- 12 101522 mion 160 välillä. Tämä kuristus on liukuva nestetiivistys-sovite, joka on vasaran pään asemien yläpuolella, kuten kuvioissa 8-10 esitetään, mutta joka lakkaa olemasta, kun vasaran pää liikkuu tämän aseman yläpuolella. Sen 5 vuoksi kammiot 40 ja 160 ovat suoraan yhteydessä toi siinsa.

Istukkaventtiilin päätä 157 on huomattavasti muutettu kuvioissa 1-7 esitetystä konstruktiosta. Sen alempi olake 162 on aina alttiina sisääntuloaukosta 41 kuor-10 mituskammion 40 ja haarojen 53 kautta tulevalle paineelle.

Istukkaventtiilin kanavassa on pykälä 165, joka on yhteydessä haarojen 53 kanssa tämän yhteyden varmistamiseksi. Rengasmainen vaimennusolake 164 toimii yhdessä kammion 52 yläosan vaimennuspykälän 167, alaistukan 168 ja kehämäisen 15 sylinterimäisen seinämän 169 kanssa. Kun istukkaventtiiliä nostetaan niin, että sen pää on vaimennuspykälän yläpuolella, haarat 53 ovat yhteydessä suoraan venttiilin kammioon 49 venttiilin pään kammion 52 kautta. Istukkaventtiilin alimmassa asennossa, kuten kuviosta 8 nähdään, tämä 20 yhteys on suljettu venttiilin osan avulla, mitä vielä se litetään.

Palataan vielä voimakammioon 160, joka on muodostettu kuormitusistukan 35 alapinnan 51 ja kuormituskammion 40 ja voimakammion liitoskohtaan muodostetun viistotun 25 olakkeen 170 väliin. Tämän kammion tilavuus vaihtelee va saran pään aksiaalisen sijainnin funktiona rungossa. Asemissa, kuviossa 8 esitetyssä asemassa ja sen alapuolella, tilavuuden pienentäminen on käyttökelpoista jarrutettaessa vasaran päätä yli-iskua vastaan.

30 Kuviossa 8 esitetyn aseman yläpuolella olevassa vasaran pään asemassa se on suoraan liitetty kuormituskam-mioon 40 niin, että iskuvasaran kuormitus on mahdollista.

Tässä kohtaa voi olla hyödyllistä kommentoida iskuvasaran yli-iskua. Vasaran pään jokaisen kohdan kannalta 35 on hyvin toivottavaa, ettei runkoon isketä. Tämäntyyppiset iskuvasarat on suunniteltu jakamaan satoja foot-pounds 13 101522 energiaa hyvin lyhyen ajan kuluessa. Tavoitteena on antaa terävä Isku suurella Impulssilla, koska suuri-impulssiset Iskut ovat tehokkaimpia murrettaessa tai rikottaessa rakenteita. Kuitenkin tällaiset Iskut runkoon osuessaan voi-5 vat olla juuri yhtä vahingollisia rungolle Itselleen kuin ne ovat vahingollisia murrettaville rakenteille ja muodostelmille.

Kuten kuvioista 8-15 voidaan nähdä, Iskutyökalu 25 on liukuvasti asennettu runkoon. Kun Iskutyökalu puris-10 taa työkalua rakennetta vasten, se vetäytyy taaksepäin, kuten esitetään. Sitten sen iskupää 30 sijoittuu, kuten kuviossa, ja tämä on asema, jossa vasaran päähän on parasta Iskeä. Kun vasaran pää sitten Iskee Iskupäähän, on tarkoitus, että vasaran pään energia välittyy iskutyökaluun, 15 ja tämä jarruttaa huomattavasti vasaran päätä jatkamasta liikettä rungon toimintapäätä kohti.

Kuitenkin yli-isku voi johtua myös "dry fire" -tilanteessa. Tämä voi sattua esimerkiksi, kun vasaraa käytetään vaakasuorassa tehtäessä työtä pystysuoralla pinnalla 20 ja laukaisu tapahtuu automaattisesti. Silloin tällöin voi sattua, että iskutyökalu ei ole kosketuksessa pinnan kanssa lainkaan tai ainakaan tarpeeksi lujassa kosketuksessa. Tällaista tilannetta kutsutaan joskus "dry fire" -tilanteeksi. Silloin saattaa sattua, että vasaran pää ei edes :* 25 ulotu iskutyökaluun tai jos ulottuu, iskutyökalu ei välitä riittävästi vasaran pään kineettistä energiaa vasaran pään pysäyttämiseksi ennen kuin se iskee runkoon. Sisäisten vahinkojen välttämiseksi vasaran päätä täytyy jarruttaa.

Kummassa tahansa tilanteessa jarrutustoiminta täy-30 tyy tämän raskaan elementin pysäyttämiseksi suorittaa noin 1 tuuman matkalla. Tällainen nopea jarrutusvaikutus vaatii, että käyttövoiman lisäkäyttöä tulee vastustaa. Tämä tarkoittaa puolestaan paineen käyttöä kuormituskammiossa 40 ja voimakammiossa 160 istukkaventtiilin sulkemiseksi 35 estämään nesteen siirtymistä puristuskammioon 47 ja vas tusvoiman kohdistamiseksi vasaran pään jarruttamiseksi.

14 101522

Kaikissa olosuhteissa, mukaan lukien iskut rutiini-kuormituksella ja -suuntauksella kuin myös dry firing- tai muut yli-iskuherkät moodit, istukkaventtiili itse altistuu nopeille liikkeille ja äkillisille pystytyksille.

5 Tosiasiassa istukkaventtiilin aksiaaliliike sen kumpaankin suuntaan päättyy metalli-vasten-metallia-koske-tukseen. Kun istukkaventtiilin aukko on auki kaasukammioon ja puristuskammioon varastoidun energian vapauttamiseksi, on tärkeää, että se liikkuu nopeasti niin, ettei se estä 10 välttämättömän nesteen siirtymistä venttiiliaukon kautta, jotta iskuvasara voi liikkua äkillisesti. Kuitenkin tällainen väkivaltainen liike voi äkkiä tuhota venttiilin, ellei tuoteta vaimennuskeinoja liikkeen ääripäihin.

Myös samalla, kun istukkaventtiilin sulkeminen is-15 kuvasaran kuormittamiseksi suoritetaan kaasukammion pai netta vastaan, ja sen vuoksi on vähemmän äkillinen, yhä istukkaventtiiliä liikutetaan hyvin huomattavan paine-eron avulla. Tämä on paras käytäntö tämän sulkemisen ohjaamiseksi .

20 Vielä tärkeämpää on istukkaventtiilin pään mahdol linen vaurio vasaran pään altistuessa yli-iskulle. Istukkaventtiilin sulkemisnopeus on erityisen nopea ja sopivien laitteiden puuttuminen istukkaventtiilin sulkemisen ohjaamiseksi näissä olosuhteissa on johtanut huomattaviin vai-25 keuksiin.

Vielä eräs seikka voi nousta esiin tämän iskuvasa-ran rutiinitoiminnassa, missä, jos suunnittelu ei ole riittävää, iskuvasara voi pysähtyä eikä sitä voida uudelleen kuormittaa ennen kuin vasara on poistettu kosketuk-30 sestaan työpinnan kanssa ja silloinkin istukkaventtiili ‘ saattaa väristä eikä koskaan osu istukkaansa työkalun kuormituksen suorittamiseksi.

Kuvioissa 8-21 esitettyjen parannusten avulla voitetaan edellä mainitut mahdolliset alttiudet.

35 On tärkeää, että istukkaventtiilin 157 yläpinta 166 on muutettu kuvioissa 1-7 esitetystä. Se käsittää ensi- 15 101522 sijaisen sulkureunan 190 sylinterimäisen säätöreunan 191 yläpuolella ja viiston pinnan 192, joka ulottuu ylöspäin sylinterimäiseen toissijaiseen säätöpintaan 193.

Istukkaventtiilin aukon alapinta 148 on muutettu 5 toimimaan yhdessä istukkaventtiilin yläpinnan 166 kanssa.

Se käsittää sisäpuolisen ensisijaisen sylinterimäisen sää-töpinnan 195, joka muodostaa pienen, mutta ei tiiviin, sovitteen säätöpinnan 191 kanssa. Viisto sulkupinta 196 ulottuu ylöspäin leikaten sylinterimäisen toissijaisen 10 säätöpinnan 197. Niiden mitoitus on sellainen, että ylim mässä ääriasennossa ollessaan ensisijainen sulkureuna 190 tiivistyy sulkupintaa 196 vasten.

Pinnat 191 ja 195 toimivat yhdessä karaventtiilinä, kuten pinnat 193 ja 197.

15 On tärkeää, että istukkaventtiilin viistotun pinnan 192 kartiokulma on muutaman asteen, kenties 2 astetta (pienempi kuin voidaan tehokkaasti esittää) suurempi kuin viiston sulkupinnan 196 kartiokulma pienen kammion 200 luomiseksi (kuvio 18). Kammion 200 aksiaalinen pituus on 20 suurempi keskellä kuin ulkoreunalla.

Istukkaventtiilin toissijainen säätöpinta 193 ja venttiiliaukon toissijainen säätöpinta 197 muodostavat pienen, mutta ei tiiviin, sovitteen säätövaikutuksen kohdistamiseksi .

• 25 Jotkin tämän keksinnön avulla ratkaistut ongelmat voidaan parhaiten ymmärtää tarkastelemalla kuvioissa 8, 16 ja 19 esitettyjä olosuhteita.

Kuviossa 8 on hyvin yleinen tilanne. Vasara on juuri suorittanut iskunsa ja odottaa uudelleenlatausta. Mie-30 lessä on pidettävä, että nämä ovat hyvin raskaita laittei ta, jotka on tuettu hydraulikäyttöisiin puomeihin, jotka johtavat ne ja pakottavat ne vasten työpintaa. Oletetaan, että kuviossa 8 runkoa on pakotettu raskaasti alaspäin työpintaa vasten. Tämä siirtää runkoa alaspäin niin, että 35 se lepää vasten iskutyökalun olaketta. Nyt, jos riittäväs ti aksiaalivoimaa kohdistetaan runkoon rungon painon li- 16 101522 säksi, työkalua el voida siirtää alaspäin eikä myöskään vasaran päätä - iskutyökalu pidättää yksinkertaisesti vasaran päätä.

Suoralta kädeltä vasaran pään kykenemättömyys siir-5 tyä alaspäin ei ilmene ongelmaksi, mutta kuvion 1 lait teessa se voi olla sitä. Näin, koska istukkaventtiili on auki ja istukkaventtiilin kammio on auki puristuskammioon 47. Istukkaventtiilin yläpuolella oleva neste on lukitussa tilassa ja Istukkaventtiili ei voisi aloittaa siirtymis-10 tään ylöspäin, ellei runkoa nosteta niin, että vasaran pää voi siirtyä alaspäin tehdäkseen tilaa istukkaventtiiliä varten istukkakammioon. Tämä on vastus laitteen toiminnassa ja pyrkii pienentämään sen tuottavuutta.

Tämä seikka torjutaan valitsemalla istukan ja vasa-15 ran pään vahvistussuhteet oikein. Vahvistussuhteella tar koitetaan niiden alueiden välistä suhdetta, jotka ovat aktiivisia ajettaessa kannellista mäntää.

Tässä laitteessa, viitaten kuvioon 16, vasaran pään 31 vahvistussuhde (R pää) on kuormitetun istukan kokonais-20 pinta-ala (Ah), jota kuvaa sen säde 205, jaettuna pään pinta-alalla (Ah), josta on vähennetty sen kannan pinta-ala (As), mitä kuvaa säteiden ero, täten (R pää ) = Ah/ (Ah - As).

Istukkaventtiilin (R ist) vahvistussuhde on istuk- • 25 kaventtiilin pään pinta-ala (Ahp), jota kuvaa säde 207, jaettuna (Aph):lla, josta on vähennetty istukkaventtiilin pään pinta-ala (Asp), jota kuvaa venttiilin varren säde 208, täten (R ist) Ahp/(Ahp - Asp).

Tämän keksinnön mukaisesti (R pää):n täytyy olla 30 huomattavasti suurempi kuin (R ist). Monissa käytännön * asennuksissa (R pää) on noin 4 : 1 ja (R ist) on noin 3,5 : 1.

On nähtävissä, että sisääntuloaukosta 41 kohdistettu tietty paine kehittää korkeamman voimaeron, joka pyrkii 35 nostamaan istukkaventtiiliä kuin voimaeron, joka pyrkii nostamaan vasaran päätä. Täten, vaikka vasaran päätä pide- 17 101522 tään alhaalla, istukkaventtiili voidaan pakottaa ylös, mlkö puristaa kaasukammiota. Sopivasti yllä mainitut kohdat mitoittamalla, selostettu umpikuja voidaan välttää ja Istukkaventtiili voi nousta.

5 Nyt kuitenkin syntyy seuraava ongelma. On välttä mätöntä saada Istukkaventtiili kiinni ja pitää sitä kiinni, kunnes laite laukaistaan liipaisimen ja istukkavent-tiilin avulla. Kuvioissa 16 - 19 esitetään tämän ongelman ratkaisu. Kuviossa 16 istukkaventtlllln sulkeminen on juu-10 rl alkamassa, Istukkaventtlllln alapuolelle tuotetaan pai ne kanavien 53 kautta. Sopivasti mitoitettu Istukkaventtiili liikkuu ylöspäin, kuten kuviossa 17 esitetään. Vasaran pää jää alas.

Kuviossa 18 istukkaventtlllln yläpinta on lähesty-15 mässä istukkaventtlllln aukon alapintaa, ja istukkavent- tiilin seinämä lähestyy istukkaventtlllln pään kammion 52 yläpäätä. Vasaran pää on yhä alhaalla. On huomioitava kuitenkin, että sylinterimäiset pinnat 191 ja 193 lähestyvät niihin liittyviä pintoja istukkaventtlllln päässä. Lyhyes-20 ti ne toimivat liukuvina säätökuristimina, kuten vuotava karaventtiili, jonka tarkoituksena on päästää nestettä ohi, mutta vain rajoitetussa määrin. Vasaran pää on yhä alhaalla. Myös on huomioitava, että kuristus 161 on estänyt virtausta sisäääntuloaukosta kammioon 160.

25 Kuvio 19 esittää istukkaventtiiliä täysin istukas saan. On myös huomioitava pintojen 192 ja 196 välinen välys. Nyt paineistettua nestettä johdetaan voimakammioon 160, mikä nostaa vasaran päätä ylöspäin. Kuten kuviossa 19 esitetään, kuormituskammion ja voimakammion välinen kuris-30 tus 161 on hävinnyt ja syöttöpaine kohdistuu täysin päähän istukkaventtlllln ollessa kiinni. Täysi järjestelmäpaine kohdistuu nyt istukkaventtiiliin, ja sama vähennyssuhde, joka aiemmin varmisti aiemman toiminnan, varmistaa, että se ei värise, vaan mieluummin pysyy suljettuna.

35 Vasaran pään ja rungon suojaus dry firing -tilan teen aiheuttamilta vahingoilta on parhaiten nähtävissä 1* 101522 kuvioissa 20 ja 21. Kuviossa 20 laite on laukaistu ja vasaran pää on matkallaan. Istukkaventtiili on auki ja takaisin palautunut. Vasaran pään lentoa ei vastusta mikään. Kuitenkin on luotu kuristus 161 ja se eristää kammiot 40 5 ja 160 toisistaan. Kammion 160 neste voi vapaasti virrata kammioon 47. Kuitenkin istukkaventtiilin olakkeen 162 alapuolella oleva neste on loukussa. Sen jälkeen kun kuristus 161 sulkeutuu, vasaran pään liike edelleen vähentää kammion 40 tilavuutta ja pyrkii nostamaan istukkaventtiiliä 10 sen sulkemiseksi, kuten kuviossa 21 esitetään. Kammion 160 tilavuuden pienentyminen saa nyt aikaan sopivan vasaran pään jarrutuksen. Yli-isku estetään, koska vasaran pää pysähtyy ennen kuin se iskee runkoon.

Yllä mainittujen ominaispiirteiden avulla voidaan 15 konstruoida täysin luotettava, monipuolinen ja pitkäikäi nen iskuvasara.

Tämä keksintö ei rajoitu piirustuksissa esitettyihin ja selitettyihin suoritusmuotoihin, jotka on esitetty vain esimerkkeinä eikä rajoittavina, vaan sitä rajaa vain 20 oheisten patenttivaatimusten suoja-ala.

• «

Claims (2)

19 101522

1. Iskuvasara, jossa on runko (21), ja vasaran pää (31), joka on liukuvasti asennettu runkoon niin, että se 5 liikkuu ennaltamääritellyllä akselilla (22), jossa vasaran päässä on ensimmäinen ja toinen painepinta, joilla on erilainen tehollinen ala alttiina nesteen paineelle ja jotka on sijoitettu vasaran pään vastakkaisille puolille poikittain akseliin (22) nähden, kammio (49) vasaran pään (31) 10 sisällä, joka on yhteydessä lstukkaventtlllln aukon (45) kanssa, joka on muodostettu vasaran pään ensimmäiseen pai-neplntaan, Istukkaventtllll (55), joka on asennettu liukuvaksi kammion (49) sisälle niin, että se liikkuu pitkin akselia (22) istukkaventtiilin (45) sulkevien ja avaavlen 15 asentojen välillä istukkaventtiilin aukon (45) tehdessä mahdolliseksi yhteyden toisen painepinnan ja vasaran pään (31) ensimmäisen painepinnan välillä, kun istukkaventtiilin aukko (45) on auki ja estäessä yhteyden, kun Istukka-venttiilin aukko (45) on suljettu, ensimmäinen ja toinen 20 lisäpaineplnta (65, 67), joiden teholliset nestepaineelle alttiit alat ovat erilaiset ja jotka on sijoitettu vastakkaisille puolille istukkaventtiiliä (55) poikittain akseliin (22) nähden, rungon (21) sisällä oleva puristuskammio (47), joka on alttiina vasaran pään (31) ensimmäiselle 25 painepinnalle ja istukkaventtiilin (55) ensimmäiselle pai-nepinnalle (65), sisääntulolaitteet (41), joiden kautta tulee paineistettua nestettä vasaran pään (31) toiseen painepintaan ja istukkaventtiilin (55) toiseen painepin-taan (67), ja ulosmenolaitteet (82) liian nesteen pois-30 päästämiseksi, ja laitteet (23) iskutyökalua (25) varten, joka liikkuu edestakaisin rungossa (21) niin, että vasaran pää (31) iskee siihen, tunnettu siitä, että vasaran pään (31) ensimmäisen painepinnan tehollisen alan suhde vasaran pään (31) toisen painepinnan tehol-35 liseen alaan on suurempi kuin istukkaventtiilin (55) en- 20 101522 simmäisen painepinnan (65) tehollisen alan suhde istukka-venttiilin (55) toisen painepinnan (67) teholliseen alaan niin, että istukkaventtiili (55) sulkee istukan aukon (45), kun istukkaventtiilin (55) toinen painepinta (67) on 5 alttiina paineistetulle nesteelle puristuskammion (47) painetta vastaan, samalla kun vasaran pään (31) toinen painepinta on alttiina paineistetulle nesteelle, mutta ei pysty liikkumaan puristuskammion (47) painetta vastaan.

2. Iskuvasara, jossa on runko (21), ja vasaran pää 10 (31), joka on liukuvasti asennettu runkoon niin, että se liikkuu ennaltamääritellyllä akselilla (22), jossa vasaran päässä on ensimmäinen ja toinen painepinta, jotka on sijoitettu vasaran pään (31) vastakkaisille puolille poikittain akseliin (22) nähden, kammio (49) vasaran pään si-15 säilä, joka on yhteydessä istukkaventtiilin aukon (45) kanssa, joka on muodostettu vasaran pään (31) ensimmäiseen paineplntaan, Istukkaventtiili (55), joka on asennettu liukuvaksi kammion (49) sisälle niin, että se liikkuu pitkin akselia (22) asemien välillä sulkien ja avaten istuk-20 kaventtiilin aukon (45), istukkaventtiilin aukon (45) tehdessä mahdolliseksi yhteyden toisen painepinnan ja vasaran pään (31) ensimmäisen painepinnan välillä, kun istukka-venttiilin aukko (45) on auki ja estäessä yhteyden, kun istukkaventtiilin aukko (45) on suljettu, ensimmäinen ja 25 toinen lisäpainepinta (65, 67), jotka on sijoitettu vastakkaisille puolille istukkaventtiiliä (45) poikittain akseliin (22) nähden, rungon (21) sisällä oleva puristus-kammio (47), joka on alttiina vasaran pään (31) ensimmäiselle painepinnalle ja istukkaventtiilin (55) ensimmäisel-30 le painepinnalle (65), sisääntulolaitteet (41), joiden kautta tulee paineistettua nestettä vasaran pään (31) toiseen painepintaan ja istukkaventtiilin (55) toiseen paine-pintaan (67), ja ulosmenolaitteet (82) liian nesteen pois-päästämiseksi, ja laitteet (23) iskutyökalua varten, joka 35 liikkuu edestakaisin rungossa (21) niin, että vasaran pää 21 101522 (31) Iskee siihen, tunnettu siitä, että siinä on laitteet vasaran pään (31) jarruttamiseksi käsittäen laitteet, jotka reagoivat vasaran pään (31) liukuvaan asemaan rungon (21) sisällä nesteen sulkemiseksi valinnaisesti ra-5 jautuvaan tilaan (160), kun vasaran pää (31) saavuttaa en-naltamäärätyn aseman, samalla kun se liikkuu iskutyökalua (25) kohti, ja että rajautunut tila on yhteydessä istukka-venttiilin (55) toisen painepinnan (67) kanssa paineen kohdistamiseksi siihen ja siten se saa istukkaventtiilin 10 (55) sulkemaan istukan aukon (45), kun vasaran pää (31) on saavuttanut ennaltamäärätyn aseman. 22 101522