FI123740B

FI123740B - Menetelmä painenestekäyttöisen iskulaitteen ohjaamiseksi ja iskulaite

Info

Publication number: FI123740B
Application number: FI20050012A
Authority: FI
Inventors: Markku Keskiniva; Juha Piispanen; Mauri Esko; Jorma Maeki; Aimo Helin; Erkki Ahola
Original assignee: Sandvik Mining & Constr Oy
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2013-10-15
Also published as: RU2393955C2; AU2006204440B2; KR101230735B1; KR20070103019A; CA2591893A1; NO20073951L; EP1843875A4; FI20050012L; CN100586663C; RU2007129838A; JP4801094B2; ZA200705448B; BRPI0606414A2; AU2006204440A1; US7836969B2; EP1843875A1; JP2008526534A; CA2591893C; US20090266568A1; CN101098772A

Description

Menetelmä painenestekäyttöisen iskulaitteen ohjaamiseksi ja iskulaite

Keksinnön tausta

Keksinnön kohteena on menetelmä sellaisen painenestekäyttöisen 5 iskulaitteen ohjaamista varten, johon iskulaitteeseen on asennettavissa pituussuunnassaan iskulaitteen rungon suhteen liikkuva työkalu ja johon iskulaitteeseen kuuluu työkammio ja siinä työkalun aksiaalisuunnassa liikkuvasti asennettu välitysmäntä työkalun puristamiseksi äkillisesti välitysmäntään vaikuttavan painenesteen paineella sen pituussuunnassa kokoon niin, että työkaluun 10 syntyy sen pituussuuntainen jännityspulssi, joka etenee työkalun läpi rikottavaan materiaaliin, ohjausventtiili, jolle johtaa syöttö-ja poistokanavat painenesteen johtamiseksi iskulaitteelle ja siitä pois ja jossa on liikkuvasti asennettu kytkinelin, jossa on kanavia syöttökanavien ja vastaavasti poistokanavien kytkemiseksi kytkinelimen kanavien kautta vuorotellen johtamaan painenestettä 15 työkammioon vaikuttamaan välitysmäntään ja vastaavasti päästämään työ-kammiosta välitysmäntään vaikuttanutta painenestettä pois.

Edelleen keksinnön kohteena on iskulaite, johon on asennettavissa pituussuunnassaan iskulaitteen rungon suhteen liikkuvasti työkalu ja johon iskulaitteeseen kuuluu työkammio ja siinä työkalun aksiaalisuunnassa liikkuvasti 20 asennettu välitysmäntä työkalun puristamiseksi äkillisesti välitysmäntään vaikuttavan painenesteen paineella sen pituussuunnassa kokoon niin, että työkaluun syntyy sen pituussuuntainen jännityspulssi, joka etenee työkalun läpi rikottavaan materiaaliin, ohjausventtiili, jolle johtaa syöttö- ja poistokanavat painenesteen johtamiseksi iskulaitteelle ja siitä pois ja jossa on liikkuvasti asento 25 nettu kytkinelin, jossa on kanavia mainittujen syöttö- ja poistokanavien kytke- ° miseksi kytkinelimellä sen kanavien kautta vuorotellen johtamaan painenestet- £ tä työkammioon vaikuttamaan välitysmäntään ja vastaavasti päästämään työ- kammiosta välitysmäntään vaikuttanutta painenestettä pois.

^ Keksinnön kohteena olevassa iskulaitteessa saadaan jännityspulssi £ 30 aikaan siten, että erillisessä työkammiossa olevaan välitysmäntään asetetaan £! vaikuttamaan painenesteen paine mieluiten suhteellisen äkillisesti. Paineen o vaikutus työntää välitysmäntää työkaluun päin. Tämän seurauksena työkalu o puristuu kokoon, jolloin työkaluun muodostuu jännityspulssi, mikä kulkee työ kalun läpi ja työkalun terän ollessa kosketuksessa kiveen tai muuhun kohteena 35 olevaan kovaan materiaaliin saa sen rikkoutumaan. Iskulaitteessa voidaan käyttää sen iskutoiminnan ohjaamiseen pyörivää tai edestakaisin suoraviivai- 2 sesti liikkuvaa kytkinelintä, jossa on tyypillisesti peräkkäisiä aukkoja, jotka vuorotellen avaavat yhteyden painenestelähteestä iskulaitteen välitysmännälle sekä vastaavasti välitysmännältä painenestesäiliöön. Porausolosuhteiden vaihdellessa tai muista syistä halutaan joskus muuttaa jännityspulssien muo-5 dostumistaajuutta, mikä on helppo toteuttaa säätämällä kytkinelimen liikeno-peutta. Ongelmaksi kuitenkin muodostuu se, että kytkinelimen liikenopeuden kasvaessa vastaavasti painenestekanavien aukioloajat lyhenevät. Tämä osaltaan muuttaa laitteen toimintaa ja käyttäytymistä, mikä ei ole suotavaa.

Keksinnön lyhyt selostus 10 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen mene telmä ja iskulaite, joilla voidaan säätää jännityspulssin muodostumisaikoja halutulla tavalla, ja esimerkiksi kompensoida liikenopeuden kasvamisesta johtuvat painenestekanavien aukioloaikojen lyhentymiset.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, että jännityspuls-15 sin pituuden säätämiseksi säädetään välitysmäntään vaikuttavan ja sen kautta työkalua puristavan painenesteen paineen vaikutusaikaa työkaluun. Keksinnön mukaiselle iskulaitteelle on ominaista, että siihen kuuluu säätöelementti, jossa on kanavia painenestettä varten, että kytkinelin on asetettu johtamaan pai-nenestettä työkammioon ja siitä pois säätöelementin kanavien kautta ja että 20 ohjausventtiilin kautta iskulaitteeseen syötettävän ja välitysmäntään vaikuttavan ja sen kautta työkalua kokoon puristavan painenesteen paineen vaikutus-ajan säädetään säätöelementin avulla.

Keksinnön olennainen ajatus on, että painenesteen paineen vaikutusaikaa säädetään joko säätämällä painenesteen syöttökanavan/kanavien „ 25 aukioloaikaa ja/tai ohjausventtiilin kytkinelimen liikenopeutta. Keksinnön erään o toteutusmuodon olennainen ajatus on, että ohjausventtiilin kytkinelimen eri puolilla on painenesteen tulo- ja poistokanavissa ainakin osaksi kohdakkain o ^ olevat aukot ja ainakin kytkinelimen toisella puolella on kytkinelimen liikesuun- nassa siirrettävä säätöelementti, jota siirtämällä aukkojen keskinäistä asemaa £ 30 voidaan säätää niin, että kohdakkain olevien aukon osien pituus liikesuunnas- c\j sa muuttuu. Keksinnön erään toisen toteutusmuodon mukaan säätö tehdään o kytkinelimen liikenopeuden suhteen niin, että kohdakkain olevien aukkojen

LO

§ osien pituus kytkinelimen liikesuunnassa on verrannollinen liikenopeuteen.

CM

Tämä säätää painenestekanavien aukioloaikaa liikenopeuteen verrannollisesti 35 niin, että kanavien aukioloaika ja siten jännityspulssin muodostumisaika on olennaisesti aina sama riippumatta liikenopeudesta. Keksinnön erään kolman- 3 nen toteutusmuodon mukaan säätöelementti on asennettu ohjausventtiilin kyt-kinelimen ulkopuolelle. Keksinnön erään neljännen toteutusmuodon mukaan säätöelementti on asennettu osaksi kytkinelintä.

Keksinnön etuna on, että jännityspulssien pituutta voidaan säätää 5 kulloistenkin porausolosuhteiden mukaisesti. Edelleen etuna on, että säädettäessä jännityspulssien taajuutta voidaan samalla säätää jännituspulssien pituutta ja siten taajuuden muutoksesta huolimatta voidaan saada aikaan halu-tunpituisia jännityspulsseja.

Kuvioiden lyhyt selostus 10 Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa

Fig. 1a ja1b esittävät kaavamaisesti eräitä keksinnön mukaisen is-kulaitteen toteutusmuotoja,

Fig. 2a ja 2b esittävät kaavamaisesti erästä keksinnön toteutusmuotoa, 15 Fig. 3a ja 3b esittävät kaavamaisesti erästä toista keksinnön toteu tusmuotoa, ja

Fig. 4 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön edullista toteutusmuotoa.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 20 Fig. 1a esittää kaavamaisesti leikattuna erästä keksinnön mukaista iskulaitetta 1, jossa on runko 2, jonka sisällä on työkammio 3 ja työkammiossa 3 välitysmäntä 4. Välitysmäntä 4 sijaitsee työkalun 5 kanssa samanakselisesti ja voi liikkua sen akselinsuunnassa niin, että välitysmäntä 4 koskettaa jänni-tyspulssin muodostumisen aikana työkaluun 5 tai siihen kiinnitetyn sinänsä 5 25 tunnetun poraniskan päähän. Välitysmännän 4 työkaluun nähden vastakkaisel-

CM

^ le puolella on työkammioon 3 päin oleva painepinta. Jännityspulssin muodos- ° tamiseksi työkammioon 3 johdetaan paineita painenestettä painelähteestä ku- Γ1'' ten pumpusta 6 syöttökanavaa 7 pitkin ohjausventtiilin 8 kautta. Ohjausventtii-| Iissä on yksityiskohtaisemmin kuvioissa fig. 2a - 3b esitetty liikkuva kytkinelin, c\j 30 jossa on kanavia kuten aukkoja tai uria, jotka vuorotellen yhdistävät kytkineli-g melle tulevan ensimmäisen syöttökanavan ja kytkinelimeltä työkammioon joh- o tavan toisen syöttökanavan ja vastaavasti työkammiosta kytkinelimelle johta- ™ van toisen poistokanavan ja kytkinelimeltä pois johtavan ensimmäisen poisto- kanavan. Jännityspulssi muodostuu, kun painenesteen paine työntää välitys-35 mäntää 4 työkaluun 5 päin ja sen kautta puristaa työkalua 5 kokoon vasten 4 rikottavaa materiaalia. Jännityspulssi saa siirtyessään työkalun 5 läpi kuljettuaan sen kärjen kuten esimerkiksi porakruunun kautta sinänsä tunnetulla tavalla rikottavaan materiaaliin kuten kiveen kyseisen materiaalin rikkoutumaan. Kun ohjausventtiilin 8 kytkinelin sulkee painenesteen pääsyn työkammioon ja sen 5 jälkeen päästää välitysmäntään 4 vaikuttanutta painenestettä pois työkammi-osta 3 poistokanavaa 9 pitkin painenestesäiliöön 10, jännityspulssi lakkaa ja pienen matkaa, vain jonkun millimetrin työkalun 5 suuntaan liikkunut välitys-mäntä 4 pääsee palaamaan alkuasentoonsa ennen kuin ohjausventtiilin 8 kytkinelin päästää painenestettä uudelleen työkammioon 3 ja uusi jännityspulssi 10 muodostuu. Iskulaitteen käytön aikana sitä työnnetään sinänsä tunnetulla tavalla syöttövoimalla F työkaluun 5 päin ja samalla rikottavaa materiaalia kohti. Välitysmännän 4 palauttamiseksi voidaan kammioon 3’ syöttää tarvittaessa paineväliainetta jännityspulssien välillä tai välitysmäntä voidaan palauttaa takaisin mekaanisilla välineillä kuten esimerkilsi jousella.

15 Fig. 1a esittämässä tapauksessa on ohjausventtiilissä 8 työkalun 5 kanssa samanakselisesti pyörivästi liikkuva kytkinelin , jota pyöritetään akselinsa ympäri nuolen A suuntaan sopivalla pyöritysmekanismilla kuten moottorilla 11 katkoviivalla kaavamaisesti kuvatun voimansiirron avulla, Vaihtoehtoisesti kytkinelintä käännetään pyörivästi edestakaisin sopivan mekanismin avul-20 la. Pyörivästi liikkuva kytkinelin voi myös sijaita toisellakin tavalla esimerkiksi runkoon 2 työkammion 3 sivulle asennettuna. Pyörivästi liikkuvan kytkinelin sijaan voidaan ohjausventtiilissä 8 käyttää myös edestakaisin liikkuvaa kytkinelintä. Edelleen voidaan käyttää kummassakin tapauksessa ohjausventtiiliä, jonka kytkinelimessä on vain yksi kanava painenesteen johtamiseksi työkam-25 mioon ja vastaavasti siitä pois. Edullisesti ohjausventtiilin 8 kytkinelimessä on co kuitenkin useita rinnakkaisia kanavia. Fig. 1a esittää edelleen ohjausyksikköä g 12, joka voi olla kytketty ohjaamaan ohjausventtiilin pyörimisnopeutta tai edes- takaisin liikkuvan ohjausventtiilin liikenopeutta ja jossa on säätövälineet, jotka rL vastaavasti fig. 2a - 3b kuvaamilla tavoilla voivat säätää painenesteen paineen x 30 vaikutusaikaa säätämällä painenestekanavien aukkojen aukioloaikaa esimer- * kiksi kytkinelimen liikenopeuteen verrannollisesti. Tätä on kaavamaisesti esitet- ™ ty katkoviivoilla 13a ja 13b. Tällainen säätö voidaan toteuttaa useilla erilaisilla o g sinänsä tunnetuilla tekniikoilla haluttuja parametrejä kuten porausolosuhteita, o esimerkiksi rikottavan kiven kovuutta käyttäen.

35 Fig. 1b esittää kaavamaisesti leikattuna erästä toista keksinnön mu kaista iskulaitetta 1, jossa on runko 2, jonka sisällä on työkammio 3 ja työ- 5 kammiossa 3 välitysmäntä 4. Tässä toteutusmuodossa välitysmäntään 4 vaikuttaa jatkuva painenesteen paine kanavan 9a kautta. Kanava 9a on kytketty välitysmännän 4 suhteen työkaluun 5 nähden vastakkaisella puolella olevaan apukammioon 3a. Vastaavasti iskulaitteen toimintaa varten työkammio 3 sijait-5 see välitysmännän 4 suhteen työkalun 5 puolella. Niinpä jännityspulssin aikaansaamiseksi työkammiosta 3 päästetään painenestettä pois halutun mittaisen ajan, jolloin apukammiossa olevan painenesteen paine työntää välitys-mäntää työkaluun päin. Samalla työkalu puristuu kokoon ja muodostuu jänni-tepulssi. Vastaavasti välitysmäntä 4 palautetaan takaisin alkuasentoonsa syöt-10 tämällä työkammioon 3 painenestettä, jolloin välitysmäntä lakkaa puristamasta työkalua ja jännityspulssi lakkaa. Fig. 1b tapauksessa säätö tapahtuu muuten samalla periaatteella kuin kuviossa fig. 1a, mutta siinä säädetään painenesteen poistoa työkammiosta 3. Venttiili 8 on kaavamaisesti kuvattu tavanomaisesti edestakaisin liikkuvana kytkinelimenä, mutta keksinnön mukaiset yksilö tyiskohdat on esitetty myöhemmin kuvioissa fig. 2a ja 2b. Moottorina 11 voi olla mikä tahansa edestakaisen liikkeen aikaansaava laite joko mekaanisesti, hydraulisesti, pneumaattisesti tai sähköisesti toimiva.

Fig. 2a ja 2b esittävät kaavamaisesti erästä keksinnön toteutusmuotoa. Niissä on esitetty vain osa esimerkiksi edestakaisin liikkuvalla kytkineli-20 mellä 8a varustetusta ohjausventtiilistä 8 sekä iskulaitteen rungosta 2. Ohjaus-venttiiliin 8 tulee sen yhdelle puolelle painenesteen syöttö- 7 ja poistokanavat 9, jotka päättyvät kytkinelimelle 8a ja joiden kytkinelimen 8a puoleiset aukot 7a ja 9a kuuluvat ohjausventtiiliin 8. Nämä kanavat ovat tässä esimerkissä muodostetut kiinteästi iskulaitteen runkoon 2, jolloin niiden asema rungon 2 suh-25 teen on aina vakio. Ohjausventtiiliin 8 kuuluu kytkinelimen 8a toisella puolella co iskulaitteen rungon 2 suhteen kytkinelimen 8a liikesuunnan B kanssa saman- ° suuntaisesti edestakaisin nuolen C osoittamalla tavalla siirrettävissä oleva sää- ^ töelementti 14, jossa on vastaavasti iskulaitteen 1 työkammioon 3 yhteydessä f·'» olevat kanavat 7' ja vastaavasti 9'. Niiden ohjausventtiiliin kuuluvat aukot 7’a ja x 30 9’a ovat vastaavasti kytkinelimeen 8a päin. Edelleen ohjausventtiilin 8 kyt-

CC

kmeiimeen 8a on siinä olevia sen pintaan muodostetun uran tai sen läpi kul- kevan aukon muotoisia kanavia 15, jonka aukot 15a ja 15b vuorotellen yhdisti) g tävät kanavat 7 ja 7' ja vastaavasti kanavat 9 ja 9' niin, että painenestettä

O

o virtaa työkammioon 3 ja vastaavasti siitä pois.

35 Fig. 2a esittämässä tilanteessa säätöelementin 14 asema on sellai nen, että säätöelementin 14 kanavien 7' ja 9' aukot 7’a ja 9’a on asetettu run- 6 gossa 2 sijaitsevien syöttö- ja poistokanavien 7 ja 9 aukkojen 7a ja 9a suhteen lomittain kytkinelimen 8a liikesuunnassa mitan s verran. Tällöin kytkinelimen 8a liikkuessa vain osa kanavien 7 ja 7' ja vastaavasti kanavien 9 ja 9' aukkojen 7a ja 7’a ja vastaavasti 9a ja 9’a poikkipinta-aloista on samanaikaisesti yh-5 teydessä keskenään kytkinelimen 8a kanavien 15 aukkojen 15a ja 15b kautta. Tämä johtuu siitä, että kanavien 7 ja 15 aukkojen 7a ja 15a auetessa toisiinsa kanavan 7’ aukko 7’a aukeaa kanavan 15 aukon 15b yhteyteen vasta myöhemmin kytkinelimen 8a liikuttua vielä mitan s verran samaan suuntaan. Vastaavasti kanavan 7 aukko 7a sulkeutuu pois kanavan 15 yhteydestä jo mitan s 10 ennen kanavan 7’ aukon sulkeutumista pois kanavan 15 yhteydestä. Samalla tavoin kytkeytyvät myös kanavien 9 ja 9’ aukot 9a ja 9’a. Ohjausventtiilin 8 kytkinelimen 8a tietyllä liikenopeudella saadaan tällöin painenesteen välitysmän-tään 4 vaikuttavalle painepulssille pituudeltaan tietyn suuruinen vaikutusaika t, mikä on tarpeen tietyn pituisten jännityspulssien aikaansaamiseksi.

15 Fig. 2b mukaisessa tilanteessa säätöelementti 14 on siirretty asen toon, missä säätöelementin 14 kanavien 7' ja 9' aukot on asetettu rungossa 2 sijaitsevien syöttö- ja poistokanavien 7 ja 9 suhteen täysin kohdakkain eli mitta s=0. Tällöin ohjausventtiilin 8 kytkinelimen 8a liikkuessa kanavien 7 ja 7’ aukot 7a ja 7’a aukeavat kanavan 15aukkojen 15a ja 15b yhteyteen samanaikaisesti 20 ja vastaavasti sulkeutuvat pois kanavan 15 yhteydestä samanaikaisesti. Se vuoksi koko kanavien 7 ja 7' ja vastaavasti kanavien 9 ja 9' aukkojen 7a ja 7’a sekä 9a ja 9’a poikkipinta-ala on samanaikaisesti yhteydessä keskenään kytkinelimen 8a kanavien 15 kautta ja painenesteen virtaus kestää siten vastaavasti kauemmin. Tässä tilanteessa painenesteen vaikutusaika välitysmän-25 nän 4 kautta työkaluun on pisimmillään.

co Asettamalla säätöelementti 14 eri asemiin saadaan eri pituisia pai- ^ nenesteen vaikutusaikoja tietyllä kytkinelimen 8a liikenopeudella. Painenes- i^· teen vaikutusaikaa välitysmännän 4 kautta työkaluun 5 voidaan siten säätää säätämällä säätöelementin 14 asemaa ja sen kautta painenesteen syöttö- ja x 30 vastaavasti poistokanavien aukkojen keskinäistä asemaa toistensa suhteen.

* Ohjausventtiilin 8 kytkinelimen 8a liikettä nopeutettaessa on seurani uksena painepulssien taajuuden kasvaminen. Tästä johtuen kuitenkin myös o g painenesteen vaikutusaika Fig. 2a mukaisessa asennossa pienenisi, eli jännien tyspulssien muodostumisaika lyhenisi, mikä on iskulaitteen toiminnan kannalta 35 joskus haitallista. Niinpä liikenopeuden lisääntyessä voidaan vastaavasti sää-töelementtiä 14 siirtää niin, että sen kanavien 7' ja 9' ja vastaavasti aukot 7’a 7 ja 9’a ovat enemmän kohdakkain rungossa 2 sijaitsevien syöttö- ja poisto-kanavien 7 ja 9 aukkojen 7a ja 9a kanssa. Teoriassa ohjausventtiilin 8 kyt-kinelimen 8a liikenopeuden kaksinkertaistuessa täyttyy kohdakkain olevien aukkojen pituuden kytkinelimen 8a liikesuunnassa vastaavasti kaksinkertais-5 tua, jotta suuremmalla liikenopeudella ja siitä seuraavalla suuremmalla jänni-tyspulssien taajuudella saataisiin aikaan samanpituinen jännityspulssien muo-dostumisaika.

Fig. 3a ja 3b esittävät kaavamaisesti erästä toista keksinnön toteutusmuotoa. Niissä on myös esitetty vain osa esimerkiksi nuolen B’ esittämällä 10 tavalla samaan suuntaan liikkuvasta eli pyörivästä kytkinelimestä 8a sekä isku-laitteen rungosta 2. Ohjausventtiiliin 8 tulee kytkinelimen 8a toiselle puolelle painenesteen syöttö- ja poistokanavat 7 ja 9, joiden aukot 7a ja 9a ovat kyt-kinelimeen 8a päin. Kytkinelimen 8a toiselta puolelta johtaa iskulaitteen rungossa 2 toiset työkammioon 3 yhteydessä olevat paineneste-kanavat 7' ja vas-15 taavasti 9'. Vastaavasti näiden aukot 7’a ja 9’a ovat kytkinelimeen 8a päin. Syöttö- ja poistokanavat 7 ja 9 sekä vastaavasti kanavat 7’ ja 9’ ovat toistensa suhteen liikkumattomasti.

Ohjausventtiilin 8 kytkinelimessä 8a on siinä olevia kytkinelimen 8a pintaan muodostetun uran tai sen läpi kulkevan aukon muotoisia kanavia 15. 20 Edelleen kytkinelimessä 8a on sen mukana liikkuva ja sen suhteen nuolen C’ esittämällä tavalla siirrettävissä oleva säätöelementti 14’, jossa on vastaavasti sen pintaan muodostetun uran tai sen läpi kulkevan aukon muotoisia kanavia 15’, jotka yhteydessä kanavien 15 kanssa.. Kanavat 15 ja 15’ vuorotellen yhdistävät kanavat 7 ja 7' ja vastaavasti kanavat 9 ja 9' niin, että painenestettä 25 virtaa työkammioon 3 ja vastaavasti siitä pois. co Fig 3a esittämässä tilanteessa säätöelementin 14’ asema on kyt- ^ kinelimen 8a suhteen sellainen, että kanavien 15 ja 15’ kanaviin 7 ja 7’ ja vas- ^ taavasti kanaviin 9 ja 9' päin olevat aukot 15a ja 15’b ovat kytkinelimen 8a liikesuunnassa osittain lomittain mitan s verran. Tällöin kytkinelimen 8a tietyllä 30 liikenopeudella saadaan painenesteen välitysmäntään 4 vaikuttavalle paine-^ pulssille pituudeltaan tietyn suuruinen vaikutusaika t.

£! Fig. 3b mukaisessa tilanteessa säätöelementti 14’ on siirretty kyt- o kinelimen 8a suhteen asentoon, missä kanavien 15 ja 15' aukot 15a ja 15’b on o asetettu keskenään kytkinelimen 8a liikesuunnassa täysin kohdakkain mitan s 35 ollessa 0. Tällöin kytkinelimen 8a liikkuessa koko kanavien 7 ja 7' aukkojen 7a ja 7’a ja vastaavasti kanavien 9 ja 9' aukkojen 9a ja 9’a poikkipinta-ala on sa- 8 manaikaisesti yhteydessä keskenään kanavien 15 ja 15’ aukkojen 15a ja 15’b kautta. Tässä tilanteessa vastaavasti kuviota fig. 2b vastaavasti painenesteen virtaus kestää kauemmin ja painenesteen vaikutusaika välitysmännän 4 kautta työkaluun on pisimmillään.

5 Jotta säätöelementin 14’ siirtäminen ohjausventtiilin 8 kytkinelimen 8a suhteen ei aiheuttaisi kuristusta painenesteen virtauksessa, on kytkinelimen 8a ja säätöelementin 14’ kanavien 15 ja 15’ toistensa puoleiset aukot 15b ja 15’a kytkinelimen ja siihen kuuluvan säätöelementin 14’ liikesuunnassa pidennetyt niin, että niiden samanaikaisesti kohdakkain olevat aukkojen osuudet 10 ovat koko säätöalueella pienimmilläänkin vähintään yhtä suuret kuin kanavien 15 ja 15’ aukot 15a ja 15’b kanavien 7 ja 7' ja vastaavasti kanavien 9 ja 9' aukkojen 7a ja 7’a sekä 9a ja 9’a puolella.

Fig. 4 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaista menetelmää soveltavan pyörivällä kytkinelimellä toteutetun ohjausventtiilin toteutusmuotoa 15 Fig. 1 linjan D - D mukaisesti leikattuna. Selvyyden vuoksi ei kytkinelimen pyöritys- ja säätövälineitä aukon säätämiseksi ole esitetty. Fig. 4 esittää iskulait-teen rungon poikkileikkausta ohjausventtiilin 8 pyörivän kytkinelimen kohdalta leikattuna. Siinä ilmenee, kuinka painenesteen syöttökanavat ovat muodostetut iskulaitteen runkoon 2 niin, että pyörivän kytkinelimen 8a kehällä on useita 20 rinnakkaisesti toimivia painenesteen syöttökanavia 7 ja vastaavasti useita rinnakkaisia painenesteen poistokanavia 9, joiden aukot ovat kytkinelimeen 8a päin. Nämä kanavat tietenkin yhdistyvät jossain vaiheessa yhdeksi painenes-tepumpulta 6 tulevaksi syöttökanavaksi 7 ja vastaavasti painenestesäiliöön johtavaksi poistokanavaksi 9, mihin sinänsä tunnetulla tavalla on kytketty pai-25 nenesteletkut painenesteen johtamiseksi iskulaitteelle ja siitä pois. Nämä pai-oo nenesteen syöttö- ja poistokanavat 7 ja 9 ovat tässä esimerkissä muodostetut ^ iskulaitteen runkoon 2 sinänsä tunnetuilla tavoilla. Ohjausventtiilissä 8 on kyt- £ kinelimen 8a sisäpuolella iskulaitteen 1 rungon 2 suhteen kytkinelimen 8a isL kanssa samanakselisesti kääntyvästi asennettu säätöelementti 14. Säätöele- x 30 menttiä 14 voidaan kääntää jollain sinänsä tunnetulla mekanismilla. Niinpä kääntömekanismi voi toimia painenestetoimisesti, mekaanisesti jne. Siihen voi ™ myös olla kytketty ohjausventtiilin 8 kytkinelimen 8a pyörimisnopeudesta riip- o g puvaisia säätövälineitä, jotka on toteutettu erilaisilla mekanismeilla. Samoin o säätöelementin 14 säätäminen sähkötoimisesti on sinänsä tunnetuilla tavoilla

CVJ

35 sovellettavissa.

9 Säätöelementin 14 asema on kytketty edullisimmin automaattisesti riippuvaiseksi ohjausventtiilin 8 kytkinelimen 8a nopeudesta. Tällöin kytkineli-melle 8a on määritelty tietynlainen pyörimisnopeusalue, jolla on pyörimisnopeuden minimi- ja vastaavasti maksimiarvot, joiden välissä kytkinelimen 8a 5 pyörimisnopeus voi olla. Pyörimisnopeuden ollessa pienimmillään on säätö-elementti 14 kääntynyt Fig. 2a esittämään asentoon, jossa kytkinelimen 8a vastakkaisella puolella olevien syöttöaukkojen 7, 7'ja vastaavasti poistoaukko-jen 9, 9'sijainti toistensa suhteen on sellainen, että niiden kohdakkain olevien aukkojen pituus kytkinelimen 8a liike- eli pyörimissuunnassa ja siten suurin 10 samanaikainen kohdakkain oleva pinta-ala on mahdollisimman pieni. Koska aukot ovat edullisimmin kytkinelimen 8a aksiaalisuunnassa olennaisesti vakio-levyisiä, on kyseinen kohdakkaisten aukkojen pinta-alasuhde myös suoraan verrannollinen aukkojen kohdakkaiseen pituuteen kytkinelimen 8a pyörimissuunnassa. Kun kytkinelimen 8a pyörimisnopeutta kasvatetaan, kääntyy sää-15 töelementti 14 rungon 2 suhteen niin, että aukkojen kohdakkainen pituus ja siten myös kokonaispinta-ala kasvaa. Mikäli säätöelementin 14 asema on kytketty automaattisesti seuraamaan kytkinelimen 8a pyörimisnopeutta, säätää sen asemaa erillinen ohjausyksikkö 12. Kytkinelimen 8a pyörimisnopeuden vaikutus ohjausyksikköön 12 ja vastaavasti ohjausyksikön 12 vaikutus säätö-20 elementtiin 14 on kaavamaisesti esitetty katkoviivoilla 13a ja 13b.

Keksintöä on edellä esitetty selityksessä ja piirustuksissa vain esimerkin omaisesti, eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu siihen. Erilaiset toteutusmuotojen yksityiskohdat voidaan toteuttaa eri tavoin ja niitä voidaan yhdistellä keskenään. Fig. 2a - 2b ja vastaavasti 3a - 3b esittämiä toteutusmuotoja 25 voidaan soveltaa niin edestakaisin suoraviivaisesti tai kääntyvästi liikkuvilla co kytkinelimillä 8a varustettuihin ohjausventtiileihin kuin erilaisiin pyörivillä kyt- ^ kinelimillä 8a varustettuihin ohjausventtiileihin. Ohjausventtiilin 8 kytkinelimen ^ 8a ja rungon 2 sekä vastaavasti säätöelementin 14 välissä voi olla sinänsä ^ tunnetulla tavalla erilaisia sopivia tiiviste-elimiä ohjausventtiilin 8 kytkinelimen x 30 8a ja rungon 2 sekä vastaavasti säätöelementin 14 välisten vuotojen pienenit tämiseksi tai eliminoimiseksi. Säätöelementti voidaan sijoittaa kummalle puo- ™ lelle ohjausventtiiliä tahansa. Ohjausventtiilin 8 kytkinelimen 8a pyöritys tai o g edestakainen liike voi olla toteutettu millä tahansa sinänsä tunnetulla tavalla o mekaanisesti, sähköisesti, pneumaattisesti tai hydraulisesti. Vastaavasti sää- 35 töelementin 14 aseman säätö voidaan toteuttaa millä tahansa sinänsä tunnetulla tavalla mekaanisesti, sähköisesti, pneumaattisesti tai hydraulisesti. Vaikka 10 pyörivällä kytkinelimellä 8a ohjausventtiili on esimerkinomaisesti esitetty muodossa, jossa siinä on sylinterimäinen venttiiliosa, on se vastaavalla tavalla toteutettavissa myös kiekkomaisena, kartiomaisena tai muussa vastaavassa muodossa. Edelleen ohjausventtiilin kytkinelimen 8a läpi kulkevien aukkojen 5 sijaan voidaan käyttää myös kytkinelimeen 8a muodostettuja uramaisia kanavia. Painenesteen syöttö- ja poistokanavien ei tarvitse myöskään olla kytkinelimen vastakkaisilla puolilla, kunhan ne ovat eri kohdissa. Painenesteen paineen vaikutusta välitysmäntään tarvitsee säätää vain siltä osin, kuin jänni-tyspulssin muodostumista halutaan säätää. Niinpä fig. 1a tapauksessa riittää 10 pelkästään painenesteen syöttökanavien aukioloajan säätöä ja fig. 1b tapauksessa riittää pelkästään painenesteen poistokanavien aukioloajan säätöä. Toisten kanavien osalta riittää, että niiden aukioloajat ovat riittävän pitkät. Kyt-kinelin ja säätöelementti voivat olla paitsi esitetyssä järjestyksessä toistensa suhteen myös niin, että säätöelementti on painenesteen syöttö-ja poistokanvi-15 en puolella ja kytkinelin työkammion puolella, Edelleen säätöelementin ja kytkinelimen kanavat voivat olla suoraan yhteydessä työkammioon tai niiden ja työkammion välillä voi olla toiset syöttö- ja poistokanavat. Nämä toiset syöttöjä poistokanavat voivat olla myös samat eli yhdet kanavat toimivat sekä syöttö-että poistokanavina työkammion suhteen, kunhan niiden aukot ohjausventtiilis-20 sä on sovitettu keksinnön edellyttämällä tavalla.

CO

δ c\j i 1^ o 1^

X

cc

CL

C\1 δ o

LO

O

o C\1

Claims

1. Menetelmä sellaisen painenestekäyttöisen iskulaitteen ohjaamista varten, johon iskulaitteeseen (1) on asennettavissa pituussuunnassaan isku-laitteen rungon (2) suhteen liikkuva työkalu (5) ja johon iskulaitteeseen (1) kuu-5 luu työkammio (3) ja siinä työkalun (5) aksiaalisuunnassa liikkuvasti asennettu välitysmäntä (4) työkalun (5) puristamiseksi äkillisesti välitysmäntään vaikuttavan painenesteen paineella sen pituussuunnassa kokoon niin, että työkaluun (5) syntyy sen pituussuuntainen jännityspulssi, joka etenee työkalun (5) läpi rikottavaan materiaaliin, ohjausventtiili (8), jolle johtaa syöttö- ja poistokanavat 10 painenesteen johtamiseksi iskulaitteelle (1) ja siitä pois ja jossa on liikkuvasti asennettu kytkinelin, jossa on kanavia syöttökanavien ja vastaavasti poisto-kanavien kytkemiseksi kytkinelimen kanavien kautta vuorotellen johtamaan painenestettä työkammioon (3) vaikuttamaan välitysmäntään (4) ja vastaavasti päästämään työkammiosta (3) välitysmäntään (4) vaikuttanutta painenestettä 15 pois, tunnettu siitä, että jännityspulssin pituuden säätämiseksi säädetään välitysmäntään (4) vaikuttavan ja sen kautta työkalua (5) puristavan painenesteen paineen vaikutusaikaa työkaluun (5) säätämällä ohjausventtiilissä (8) pai-nenestekanavan aukon pituutta ohjausventtiilin (8) kytkinelimen liikesuunnassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jännityspulssin muodostamiseksi painenesteen paine johdetaan vaikuttamaan välitysmäntään (4) sen työkalun (5) suhteen vastakkaiselle puolelle ja että painenesteen vaikutusaikaa säädetään säätämällä ohjausventtiilissä (8) painenesteen syöttökanavan aukon aukioloaikaa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ” että välitysmäntään (4) sen työkalun (5) vastakkaiselle puolelle asetetaan vai- ™ kultamaan jatkuvasti painenesteen paine, että välitysmäntään (4) sen työkalun 0 (5) puolelle johdetaan vuorotellen vaikuttamaan painenesteen paine ja vastaani vasti jännityspulssin muodostamiseksi päästetään välitysmäntään (4) vaikutta- 1 30 nutta painenestettä pois ja että painenesteen vaikutusaikaa säädetään säätä- mällä ohjausventtiilin (8) painenesteen poistokanavan aukon aukioloaikaa. C\J ς 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, t u n - § n e 11 u siitä, että painenesteen vaikutusaikaa säädetään säätämällä ohjaus- O ^ venttiilin (8) kytkinelimen (8a) liikenopeutta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painenestekanavan aukon pituutta säädetään ohjausventtiilin (8) kyt-kinelimen (8a) liikenopeuteen verrannollisesti.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että painenestekanavan aukon pituutta säädetään niin, että vaikutusaika on kytkinelimen (8a) liikenopeudesta riippumatta olennaisesti vakio.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painenestekanavan aukon pituutta ohjausventtiilissä (8) säädetään porausolosuhteiden kuten esimerkiksi kivilajin perusteella.

8. Iskulaite, johon on asennettavissa pituussuunnassaan iskulait- teen (1) rungon (2) suhteen liikkuvasti työkalu (5) ja johon iskulaitteeseen (1) kuuluu työkammio (3) ja siinä työkalun (5) aksiaalisuunnassa liikkuvasti asennettu välitysmäntä (4) työkalun (5) puristamiseksi äkillisesti välitysmäntään (4) vaikuttavan painenesteen paineella sen pituussuunnassa kokoon niin, että 15 työkaluun (5) syntyy sen pituussuuntainen jännityspulssi, joka etenee työkalun (5) läpi rikottavaan materiaaliin, ohjausventtiili (8), jolle johtaa syöttö- ja poisto-kanavat painenesteen johtamiseksi iskulaitteelle (1) ja siitä pois ja jossa on liikkuvasti asennettu kytkinelin (8a), jossa on kanavia mainittujen kanavien kytkemiseksi kytkinelimellä (8a) sen kanavien kautta vuorotellen johtamaan pai-20 nenestettä työkammioon (3) vaikuttamaan välitysmäntään (4) ja vastaavasti päästämään työkammiosta (3) välitysmäntään (4) vaikuttanutta painenestettä pois, tunnettu siitä, että siihen kuuluu säätöelementti, jossa on kanavia painenestettä varten, että kytkinelin (8a) on asetettu johtamaan painenestettä työkammioon (3) ja siitä pois säätöelementin (14; 14’) kanavien kautta ja että 25 siihen kuuluu säätövälineet ohjausventtiilin (8) kautta iskulaitteeseen (1) syö-oo tettävän ja välitysmäntään (4) vaikuttavan ja sen kautta työkalua kokoon puris- ^ tavan painenesteen paineen vaikutusajan säätämiseksi säätöelementin (14; n- 14’) avulla. h, 9. patenttivaatimuksen 8 mukainen iskulaite, tunnettu siitä, että x 30 työkammio (3) on työkalun (5) suhteen välitysmännän (4) vastakkaisella puo- * lella ja että säätövälineisiin ohjausventtiilin (8) kautta iskulaitteeseen syötettä- ™ vän työkalua (5) kokoon puristavan painenesteen paineen vaikutusajan sää- o g tämiseksi kuuluu välineet ainakin yhden ohjausventtiilissä (8) painenesteen o syöttöä iskulaitteeseen (1) ohjaavan syöttökanavan aukon aukioloajan säätä- 35 miseksi.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen iskulaite, tunnettu siitä, että työkammio (3) on työkalun (5) suhteen välitysmännän (4) samalla puolella, että välitysmäntään (4) sen työkalun (5) vastakkaisella puolella on apukammio, jossa on asetettu vaikuttamaan välitysmäntään (4) jatkuva painenesteen paine, 5 että ohjausventtiili (8) on asetettu vuorotellen päästämään työkammioon (3) painenestettä vaikuttamaan välitysmäntään (4) ja vastaavasti jännityspulssin muodostamiseksi päästetään välitysmäntään (4) vaikuttanutta painenestettä pois ja että säätövälineisiin ohjausventtiilin (8) kautta iskulaitteeseen (1) syötettävän työkalua (5) kokoon puristavan painenesteen paineen vaikutusajan sää- 10 tämiseksi kuuluu välineet ainakin yhden ohjausventtiilissä (8) painenesteen poistoa iskulaitteesta (1) ohjaavan poistokanavan aukon aukioloajan säätämiseksi.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen iskulaite, tunnettu siitä, että säätövälineisiin ohjausventtiilin (8) kautta iskulaitteeseen (1) 15 syötettävän työkalua (5) kokoon puristavan painenesteen paineen vaikutus-ajan säätämiseksi kuuluu välineet ohjausventtiilin (8) kytkinelimen (8a) liikeno-peuden säätämiseksi.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-11 mukainen iskulaite, tunnettu siitä, että painenesteen paineen vaikutusajan säätämiseksi syöttö- tai 20 poistokanavan ja/tai ohjausventtiilin (8) kytkinelimen (8a) kanavan pituutta säädetään ohjausventtiilin (8) kytkinelimen (8a) liikesuunnassa säätöelementil-lä (14; 14’).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 8-12 mukainen iskulaite, tunnettu siitä, että painenesteen paineen vaikutusajan säätämiseksi ohjaus- 25 venttiilille (8) tulevan syöttö- tai poistokanavan ja vastaavasti työkammioon (3) „ johtavan kanavan asemaa siirretään toistensa suhteen ohjausventtiilin (8) kyt- o kinelimen (8a) liikesuunnassa siirtämällä säätöelementtiä (14; 14’). ^ 14. Jonkin patenttivaatimuksen 8-13 mukainen iskulaite, tun- (sL n e 11 u siitä, että syöttökanavasta ja vastaavasti poistokanavasta johtaa ohja- ^ 30 usventtiilille (8) vastaavasti työkammioon (3) useita rinnakkaisia aukkoja, että £ kytkinelimessä (8a) ja säätöelementissä on vastaava määrä kanavia mainittuni jen syöttö- ja vastaavasti poistokanavien aukkojen kytkemiseksi vuorotellen o yhteyteen työkammion (3) kanssa ja että säätövälineet on sovitettu säätämään o kaikkien mainittujen syöttökanavan ja/tai poistokanavan aukkojen aukioloaikaa. C\J

15. Jonkin patenttivaatimuksen 8-14 mukainen iskulaite, tunnettu siitä, että ohjausventtiilin (8) kytkinelin (8a) on asennettu iskulaitteen rungon (2) suhteen pyörivästi.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 8-15 mukainen iskulaite, tun-5 nettu siitä, että ohjausventtiilin (8) kytkinelin (8a) on asennettu iskulaitteen rungon (2) suhteen edestakaisin liikkuvasti.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 8-16 mukainen iskulaite, tunnettu siitä, että ainakin osa ohjausventtiilin (8) kytkinelimessä (8a) olevista kanavista on kytkinelimen pinnassa olevia uria.

18. Jonkin patenttivaatimuksen 8-17 mukainen iskulaite, tun nettu siitä, että ainakin osa ohjausventtiilin (8) kytkinelimessä (8a) olevista kanavista on kytkinelimen läpi kulkevia aukkoja.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 8-18 mukainen iskulaite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ohjausvälineet säätöelementin (14; 14’) oh- 15 jäämiseksi ja että ohjausvälineet on kytketty ohjaamaan säätöelementtiä (14; 14’) ohjausventtiilin (8) kytkinelimen (8a) liikenopeuden mukaisesti niin, että painenestekanavien aukioloaika säilyy ainakin ennalta määrätyllä kytkinelimen (8a) liikenopeusalueella olennaisesti vakiona.

20. Iskulaite, johon on asennettavissa pituussuunnassaan iskulait-20 teen (1) rungon suhteen liikkuvasti työkalu (5) ja johon iskulaitteeseen (1) kuuluu työkammio ja siinä työkalun (5) aksiaalisuunnassa liikkuvasti asennettu välitysmäntä (4) työkalun (5) puristamiseksi äkillisesti välitysmäntään (4) vaikuttavan painenesteen paineella sen pituussuunnassa kokoon niin, että työkaluun (5) syntyy sen pituussuuntainen jännityspulssi, joka etenee työkalun (5) 25 läpi rikottavaan materiaaliin, ohjausventtiili (8), jolle johtaa syöttö- ja poisto- co kanavat painenesteen johtamiseksi iskulaitteelle (1) ja siitä pois ja jossa on ° liikkuvasti asennettu kytkinelin (8a), jossa on kanavia mainittujen syöttö- ja poistokanavien kytkemiseksi kytkinelimellä sen kanavien kautta vuorotellen r^. johtamaan painenestettä työkammioon vaikuttamaan välitysmäntään (4) ja 30 vastaavasti päästämään työkammiosta välitysmäntään (4) vaikuttanutta pai- nenestettä pois, tunnettu siitä, että siihen kuuluu säätöelementti (14; 14’), ™ jossa on kanavia painenestettä varten, että kytkinelin (8a) on asetettu johta- o o maan painenestettä työkammioon ja siitä pois säätöelementin (14; 14’) kanavi- o en kautta ja että ohjausventtiilin (8) kautta iskulaitteeseen (1) syötettävän ja 35 välitysmäntään (4) vaikuttavan ja sen kautta työkalua (5) kokoon puristavan painenesteen paineen vaikutusajan säädetään säätöelementin (14; 14’) avulla.