FI121758B - Halkaisukiila - Google Patents

Description

Halkaisukiila

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on halkaisukiila, johon kuuluu ainakin kiilaholk-ki ja ulkoholkki, jotka kukin koostuvat ainakin kahdesta puolikkaasta, sekä kiila, 5 jonka ulkoholkin alaosa on varustettu ulkoholkin uralla ja kiilaholkin yläosa on varustettu kiilaholkin laipalla, jotka ulkoholkin ura ja kiilaholkin laippa on sovitettu kiilan liikesuuntaan nähden olennaisesti kohtisuoraan, ja että kiilaholkki on liitetty ulkoholkkiin sovittamalla mainittu laippa mainittuun uraan, tai jonka kiilaholkin yläosa on varustettu kiilaholkin uralla ja ulkoholkin alaosa on varus-10 tettu ulkoholkin laipalla, jotka kiilaholkin ura ja ulkoholkin laippa on sovitettu kiilan liikesuuntaan nähden olennaisesti kohtisuoraan, ja että kiilaholkki on liitetty ulkoholkkiin sovittamalla mainittu laippa mainittuun uraan.

Kallion ja kivien lohkominen on tarpeellista esimerkiksi erilaisissa louhoksissa ja rakennustyömailla. Lohkomisessa käytettävät menetelmät ja 15 työkalut riippuvat suuressa määrin työn mittakaavasta sekä kiven jälkihyödyn-tämistavasta, sillä pelkkään kivien pienentämiseen voidaan käyttää erilaisia työmenetelmiä kuin lohkottaessa kiveä tavoitellen mahdollisimman suoria halkaisupintoja. Suuria kiviä ja kallioita lohkottaessa apuna käytetään tyypillisesti joko räjähdysaineita tai erilaisia kiiloja.

20 Räjähdysaineiden käytölle on niiden hinnan lisäksi monia muitakin rajoituksia. Räjähdysainemenetelmän hallinta on vaativaa ja räjähdysaineiden käyttö on usein ongelmallinen työturvallisuuden kannalta, minkä vuoksi usein vaaditaan ylimääräisiä toimenpiteitä, kuten työn keskeyttämistä ja erilaisten suojausten rakentamista. Räjähdysaineiden käyttö aiheuttaa meluhaittoja ja 25 menetelmän vaikean hallittavuuden vuoksi myös riskin sirpaleiden ja muiden irtokappaleiden sinkoutumisesta laajallekin alueelle, mikä aiheuttaa rajoituksia räjähteiden käytölle esimerkiksi asutuksen läheisyydessä. Lisäksi räjäytysme-netelmässä syntyy kiven jälkikäytön kannalta paljon hukkakiveä ja kiveen voi jäädä tummia jälkiä ja värivirheitä räjäyttämisestä.

30 Kiven halkaisu halkaisukiilaa käyttäen on edullista monesta syystä.

Kiilahalkaisussa voima kohdistetaan kiveen sen sisäpuolelta, mikä on varsin edullista ja tehokasta kiven rakenteen kannalta. Kiilahalkaisussa ei tarvita räjähdysaineita ja halkaisumenetelmänä se onkin erinomaisen turvallinen räjäytykseen verrattuna. Kiilahalkaisussa pystytään lisäksi hallitsemaan hyvinkin 35 tarkasti myös kiven halkeamissuuntaa ja halkeaman suoruutta.

2

Tunnetun tekniikan mukaisissa hydraulisissa kiilaratkaisuissa hal-kaisussa aikaansaatu halkaisuvoima on kuitenkin ollut rajallinen ja tämän lisäksi kiilaratkaisujen rakenteet ovat tyypillisesti asettaneet rajoituksia kiilojen käyttömahdollisuuksille. Monet tunnetuista ratkaisuista ovat lisäksi monimut-5 kaisia ja kalliita toteuttaa.

Keksinnön lyhyt selostus Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudenlainen ja parannettu halkaisukiila.

Keksinnön mukaiselle halkaisukiilalle on tunnusomaista se, että 10 laippa on varustettu olakkeella ja ura on varustettu vastauralla siten, että olake on sovitettu vastauraan. Keksinnön ajatus on, että kiilaholkki ja ulkoholkki on sovitettu yhteen siten, että ne eivät irtoa toisistaan missään asennossa.

Keksinnön etuna on, että kiilaholkin ja ulkoholkin liitosrakenteen ansiosta kiilahalkaisu onnistuu tarvittaessa kaikissa mahdollisissa asennoissa. 15 Tästä on etua erityisesti käytettäessä halkaisukiilaa vaarallisissa paikoissa ja kaivoksissa, joissa kiila usein liitetään esimerkiksi automaattisiin ja/tai kauko-ohjattaviin laitteisiin. Tässä hakemuksessa esitetyllä rakenteella saadaan myös aikaan tunnettuja ratkaisuja parempi hyötysuhde kiilausvoimalle. Lisäksi tällainen halkaisukiila on rakenteeltaan varsin yksinkertainen, jolloin sen valmista-20 minen on helppoa ja edullista.

Erään sovellutusmuodon ajatuksena on se, että kiilaholkin tai ulkoholkin laippa on varustettu olakkeella ja ulkoholkin tai kiilaholkin ura on varustettu vastauralla siten, että olake on sovitettu vastauraan.

Erään toisen sovellutusmuodon ajatuksena on se, että olake on yh-25 tenäinen olennaisesti koko ulkoholkin laipan tai kiilaholkin laipan kehän mitalta.

Erään kolmannen sovellutusmuodon ajatuksena on se, että olake on muodostettu yhdestä tai useammasta erillisestä ulkoholkin laipasta tai kiilaholkin laipasta ulkonevasta osiosta, jotka eivät kata koko laipan kehän pituutta.

Erään neljännen sovellutusmuodon ajatuksena on se, että halkaisu-30 kiila on varustettu jousirakenteella, joka on sovitettu puristamaan ulkoholkin puolikkaita toisiaan kohti.

Erään viidennen sovellutusmuodon ajatuksena on se, että halkaisukiila on varustettu öljyn syöttöaukolla ja voitelu-uralla kiilan ja kiilaholkin liukupintojen voitelemiseksi.

35 Erään kuudennen sovellutusmuodon ajatuksena on se, että kiila holkki on varustettu voitelurei’illä liukupintojen voitelemiseksi.

3

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksinnön eräitä sovellutusmuotoja selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1a esittää kaavamaisesti erään halkaisukiilan alaosaa sivusta 5 katsottuna ja kuvio 1 b halkaisukuvana, kuviot 2a-2f esittävät kaavamaisesti yksityiskohtaa kiilaholkin ja ul-koholkin liitoskohdan eri sovellutusmuodoista, kuviot 3a-3c esittävät kaavamaisesti erästä kiilaholkin puolikkaan sovellutusmuotoa siten, että kuvio 3a esittää kiilaholkin puolikasta sivulta kat-10 soituna, kuvio 3b kuvion 3a leikkauksen A-A suunnassa ja kuvio 3c kuvion 3a leikkauksen B-B suunnassa, ja kuviot 4a-4c esittävät kaavamaisesti erästä toista kiilaholkin puolikkaan sovellutusmuotoa siten, että kuvio 4a esittää kiilaholkin puolikasta sivusta katsottuna, kuvio 4b kuvion 4a leikkauksen C-C suunnassa ja kuvio 3c kuvion 15 3a leikkauksen D-D suunnassa.

Kuvioissa keksinnön eräitä suoritusmuotoja on esitetty selvyyden vuoksi yksinkertaistettuna. Samankaltaiset osat on merkitty kuvioissa samoilla viitenumeroilla.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 20 Kuvioissa 1a ja 1b on kuvattu kaavamaisesti eräs keksinnön mukai sen halkaisukiilan alaosa. Halkaisukiilaan kuuluu ainakin kiila 1, kiilaholkki 2 ja ulkoholkki 3. Kiilaholkki 2 ja ulkoholkki 3 on muodostettu kahdesta puolikkaasta, ja kuten kuviosta 1a käy ilmi, puolikkaat pääsevät liikkumaan toisiinsa nähden nuolten A suunnassa kiilan 1 liikkuessa osien välissä nuolen B suuntaan. 25 Eri sovellutusmuodoissa kiilaholkki 2 ja ulkoholkki 3 voidaan muodostaa myös useammasta kuin kahdesta lohkosta.

Ulkoholkki 3 on kiinnitetty toisesta päästään, kuvioiden 1a ja 1b so-vellutusmuodossa yläpäästään, kiinteään rakenteeseen, kuten kiilaa käyttävään laitteeseen, siten, että ulkoholkin puolikkaat eivät pääse liikkumaan olen-30 naisessa määrin toisiinsa nähden mainitusta päästään. Ulkoholkkiin 3 on edelleen sovitettu ulkoholkin puolikkaita toisiinsa puristava jousirakenne 4, joka voi olla esimerkiksi jousipanta, kierrejousi, rengasjousi, puristusjousi tai paineväli-aine toimilaite, kuten hydraulinen tai pneumaattinen toimilaite.

Käytettäessä kuvioissa 1a ja 1b esitettyä halkaisukiilaa varsinaista 35 kiilaa 1 liikutetaan nuolen B suuntaan ulkoholkin 3 ja kiilaholkin 2 puolikkaiden 4 välissä. Kiilaa 1 voidaan liikuttaa manuaalisesti, mutta teollisissa sovelluksissa on tyypillistä liikuttaa kiilaa paineväliainetoimilaitteen, kuten hydraulisen tai pneumaattisen sylinterin avulla. Edullisesti halkaisukiila voidaan liittää työkoneeseen, kuten kaivinkoneeseen tai lastaajaan, jolloin myös kiilaa liikuttava 5 toimilaite voidaan kytkeä kyseisen työkoneen hydrauliikkajärjestelmään.

Kun kiila 1 työntyy kuviossa alaspäin, se työntää samalla kiilaholkin 2 puolikkaita poispäin toisistaan. Liikkuessaan toisistaan poispäin kiilaholkin 2 puolikkaat työntävät puolestaan ulkoholkin 3 puolikkaita vastaavalla tavalla alapäästään erilleen toisistaan. Kuvioissa 1a ja 1b esitetyssä rakenteessa ul-10 koholkin 3 puolikkaat eivät siis liiku ainakaan olennaisesti toisiinsa nähden ylä-päästään, mutta sen sijaan ulkoholkin puolikkaat työntyvät alapäästään esimerkiksi noin 20 mm erilleen toisistaan ja kiilaholkin 2 puolikkaat puolestaan työntyvät tasaisesti koko pituudeltaan saman verran eli tässä esimerkissä 20 mm erilleen toisistaan kiilan 1 työntyessä alaspäin äärimmäiseen ala-15 asentoonsa. Kiilaholkin 2 puolikkaat välittävät edelleen tämän koko kiilaholkin pituudelta tasaisen puristusvoiman halkaistavaan materiaaliin, mikä paitsi maksimoi käytettävissä olevan kiilausvoiman vaikutusta voiman jakautuessa tasaisesti myös kiilaholkin 2 yläosaan, jossa vipuvaikutus on suurempi, myös parantaa halkaisutuloksen hallittavuutta. Ulkoholkin 3 puolikkaiden alapäiden 20 ja kiilaholkin 2 puolikkaiden maksimiliike riippuu halkaisukiilan rakenteesta ja jousirakenteesta 4 ja se voi olla myös pienempi tai suurempi kuin 20 mm, kuitenkin sopivimmin vähintään 8 millimetriä ja edullisesti vähintään 10 mm.

Kuviosta 1b käy ilmi eräs ulkoholkin 3 ja kiilaholkin 2 liitosmenetelmä. Ulkoholkki 3 ja kiilaholkki 2 on sovitettu toisiinsa varustamalla ulkoholkin 3 25 alapää 5 uralla 7 ja kiilaholkin 2 yläpää 6 laipalla 8. Ulkoholkin ura 7 ja kiilaholkin laippa 8 on sovitettu kiilan 1 liikesuuntaan B nähden olennaisesti kohtisuoriksi. Kiilaholkin 2 laippa on sitten sovitettu ulkoholkin 3 uraan. Kuvioiden 2a-2f selityksessä on esitetty tarkemmin liitosperiaatetta ja sen eri sovellutusmuoto-ja. Liitos on sellainen, että ulkoholkki 3 ja kiilaholkki 2 pysyvät kiinteästi yhdes-30 sä kaikissa kiilauksen vaiheissa ja kaikissa mahdollisissa kiilausasennoissa. Kiilausliikkeessä kiila 1 työntyy alaspäin ja työntää kiilaholkin 2 puolikkaita poispäin toisistaan, jolloin ne työntävät vastaavasti ulkoholkin 3 puolikkaita alapäästään erilleen toisistaan. Vastaavasti palautusliikkeessä kiila 1 palaa yläasentoonsa ja jousirakenne 4 palauttaa ulkoholkin 3 puolikkaat takaisin toi-35 siaan kohti, jolloin ulkoholkin puolikkaat työntävät puolestaan kiilaholkin 2 puolikkaita toisiaan kohti. Tällä tavoin suljetun rakenteen ansiosta kuvioissa 1a, 1b 5 esitettyä halkaisukiilaa voidaan käyttää kaikenlaisissa kiilausasennoissa eikä ainoastaan alaspäin kiilatessa, mikä on usein rajoituksena tekniikan tason mukaisten halkaisukiilojen kohdalla. Edelleen suljetulla rakenteella voidaan vähentää halkaisukiilan huollontarvetta.

5 Kuviossa 2a on esitetty eräs yksityiskohta ulkoholkin 3 alapään 5 ja kiilaholkin 2 yläpään 6 liitosrakenteesta. Tässä sovellutusmuodossa kiilaholkki 2 on varustettu uralla 9 ja ulkoholkki 3 on varustettu laipalla 10 siten, että mainittu laippa on sovitettu mainittuun uraan. Ulkoholkin laipan 10 ja kiilaholkin uran 9 väliin jätetään edullisesti välys, esimerkiksi 1-2 mm, ja laipan reunat 10 varustetaan edullisesti pyöristyksillä tai viisteillä, mikä mahdollistaa kiilaholkin 2 kääntymisen hieman eri asentoon kiilaholkin 2 ja ulkoholkin 3 alapään liikkuessa kohti ääriasentoaan.

Edelleen kuviossa 2a ulkoholkin 3 laippa 10 on varustettu olakkeella 13 ja kiilaholkin uraan 9 on sovitettu vastaura 14 siten, että mainittu olake 13 15 voidaan sovittaa mainittuun vastauraan 14. Tällainen liitosrakenne lukitsee ulkoholkin 3 ja kiilaholkin 2 kiinteästi toisiinsa, jolloin halkaisukiilaa voidaan käyttää joustavasti eri asennoissa.

Kuviossa 2b esitetty liitosrakenteen sovellutusmuoto on periaatteeltaan täysin vastaava kuin kuviossa 2a esitetty lukuun ottamatta sitä, että kuvi-20 ossa 2a olake 13 ja vastaura 14 on sovitettu ulkoholkin 3 suuntaan, kun taas kuviossa 2a olake 13 ja vastaura 14 on sovitettu kiilaholkin 2 suuntaan osoittaviksi. Kuviossa 2c on puolestaan esitetty sovellutusmuoto, jossa olake 13 ja vastaura 14 on jätetty pois. Tällainenkin rakenne riittää lukitsemaan kappaleet toisiinsa eri käyttöasennoissa.

25 Kuvioissa 2d-2f on esitetty lisää liitosrakenteen eri sovellutusmuoto- ja, mutta kuvioista 2a-2c poiketen ulkoholkki 3 on varustettu uralla 7 ja kiilaholkki 2 on varustettu laipalla 8. Liitosten periaate on kuitenkin vastaavanlainen kuin sovellutusmuodoissa, joissa kiilaholkki 2 on varustettu uralla. Kuviossa 2d kiilaholkin laippa 8 on varustettu olakkeella 11 ja ulkoholkin ura 7 vastau-30 ralla 12, jotka osoittavat kiilaholkin 2 suuntaan. Kuviossa 2e on esitetty vastaava liitosrakenne kuin kuviossa 2d, mutta olake 11 ja vastaura 12 osoittavat ulkoholkin suuntaan. Kuviossa 2f laippaa 10 ei ole varustettu olakkeella 11 eikä uraa 9 vastauralla 12. Kuvioiden 2d-2f sovellutusmuodoissa ulkoholkki voidaan edullisesti tehdä halkaisijaltaan pienemmäksi kuin kuvioiden 2a-2c sovellutus-35 muodoissa.

6

Kuvioissa 2a, 2b, 2d, 2f esitetty olake 11, 13 voidaan eri sovellu-tusmuodoissa muodostaa joko olennaisesti koko kiilaholkin laipan 8 tai ulko-holkin laipan 10 kehän mitalta yhtenäisenä tai siten, että olake 11, 13 on muodostettu yhdestä tai useammasta erillisestä ulkoholkin laipasta 10 tai kiilaholkin 5 laipasta 8 ulkonevasta osiosta, jotka eivät kata koko laipan 8, 10 kehän pituutta. Edelleen eri sovellutusmuodoissa porareiän ulkopuolelle jäävä ulkoholkki 3 ja/tai porareikään menevä kiilaholkin 2 yläreuna voidaan muodostaa profiililtaan pyöreinä tai neliömäisinä.

Edullisesti halkaisukiila voidaan myös varustaa automaattivoitelulla 10 kuvioissa 3 ja 4 esitettyyn tapaan. Tällöin kiilaholkin puolikkaat 2 varustetaan voiteluaineen syöttöaukolla 15, josta voiteluaine, kuten esimerkiksi öljy, pääsee siirtymään voitelu-uraa 16 pitkin kiilaholkin sisäpinnan suuntaisesti kiilan 1 ja kiilaholkin 2 rajapintaan. Tällä voidaan vähentää kitkaa toisiaan vasten liukuvien kiilan 1 liukupinnan ja kiilaholkin 2 liukupinnan välillä, mikä kitka heiken-15 tää halkaisun hyötysuhdetta ja aiheuttaa kappaleiden kulumista. Edullisesti kiilaholkin 2 sisäpinta voidaan vielä varustaa erillisellä kappaleella 17, joka peittää voitelu-uran 16 ja joka on varustettu rei’illä 18 voiteluaineen syöttämiseksi kiilan 1 ja kiilaholkin 2 väliin. Näin voidaan varmistaa liukupintojen vieläkin tasaisemman tasaisempi voitelu. Vielä edullisemmin kitkaa voidaan enti-20 sestään vähentää hiomalla kiilan 1 liukupinnat ja kiilaholkin 2 liukupinta mahdollisimman sileäksi, pinnankarkeus esimerkiksi Ra 0,8.

Tässä hakemuksessa esitettyä halkaisukiilaa voidaan käyttää edullisesti esimerkiksi kiven, kallion, betonin tai muun vastaavan materiaalin hal-kaisuun. Kiilaa voidaan halkaisuvoimansa ansiosta käyttää yksinään, mutta 25 kiiloja voidaan myös yhdistää rinnakkain esimerkiksi 15 tai 10 kiilan puomeiksi.

Joissain tapauksissa tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan käyttää sellaisenaan, muista piirteistä huolimatta. Toisaalta tässä hakemuksessa esitettyjä piirteitä voidaan tarvittaessa yhdistellä erilaisten kombinaatioiden muodostamiseksi.

30 Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollis tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (6)

1. Halkaisukiila, johon kuuluu ainakin kiilaholkki (2) ja ulkoholkki (3), jotka kukin koostuvat ainakin kahdesta puolikkaasta, sekä kiila (1), jonka ulkoholkin (3) alaosa (5) on varustettu ulkoholkin uralla (7) ja 5 kiilaholkin (2) yläosa (6) on varustettu kiilaholkin laipalla (8), jotka ulkoholkin ura (7) ja kiilaholkin laippa (8) on sovitettu kiilan (1) liikesuuntaan (B) nähden olennaisesti kohtisuoraan, ja että kiilaholkki (2) on liitetty ulkoholkkiin (3) sovittamalla mainittu laippa (8) mainittuun uraan (7), tai jonka kiilaholkin (2) yläosa (6) on varustettu kiilaholkin uralla (9) ja ulko-10 hoikin (3) alaosa (5) on varustettu ulkoholkin laipalla (10), jotka kiilaholkin ura (9) ja ulkoholkin laippa (10) on sovitettu kiilan (1) liikesuuntaan (B) nähden olennaisesti kohtisuoraan, ja että kiilaholkki (2) on liitetty ulkoholkkiin (3) sovittamalla mainittu laippa (10) mainittuun uraan (9), tunnettu siitä, että laippa (8, 10) on varustettu olakkeella (11, 13) ja ura (7, 9) on varus-15 tettu vastauralla (12, 14) siten, että olake (11, 13) on sovitettu vastauraan (12, 14).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen halkaisukiila, tunnettu siitä, että olake (11, 13) on yhtenäinen olennaisesti koko ulkoholkin laipan (10) tai kiilaholkin laipan (8) kehän mitalta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen halkaisukiila, t u n n e 11 u siitä, että olake (11, 13) on muodostettu yhdestä tai useammasta erillisestä ulkoholkin laipasta (10) tai kiilaholkin laipasta (8) ulkonevasta osiosta, jotka eivät kata koko laipan (8, 10) kehän pituutta.

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen halkaisukiila, 25 tunnettu siitä, että halkaisukiila on varustettu jousirakenteella (4), joka on sovitettu puristamaan ulkoholkin (3) puolikkaita toisiaan kohti.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen halkaisukiila, tunnettu siitä, että halkaisukiila on varustettu voiteluaineen syöttöaukolla (15) ja voitelu-uralla (16) kiilan (1) ja kiilaholkin (2) välisten liukupintojen voite- 30 lemiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen halkaisukiila, tunnettu siitä, että voitelu-ura (16) on sovitettu kiilaholkkiin (2) ja erotettu kiilasta (1) kappaleella (17), joka on varustettu rei’illä (18) voiteluaineen syöttämiseksi voitelu-urasta (16) liukupinnoille.