FI61550C

FI61550C - Omkastningsmekanism foer rotationsriktningen i en borrningsapparat

Info

Publication number: FI61550C
Application number: FI802838A
Authority: FI
Inventors: Ossi Tienari
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1980-09-10
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1982-08-10
Also published as: NO156953B; NO813073L; SE8105131L; NO156953C; FI802838A; CA1155832A; US4399876A; FI61550B

Description

I. .... KUULUTUSjULKAISU il ccn

Wji [il <,1>UTLAeONINe**KIUFT 6 ' b 5 U

5¾¾¾ C (45) 10 03 * '°2 ^ T ^ (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 E 21 C 1/CX) |y| | p| Ι,,^Ν D (21) P»t*nttlh»k*mu«— Pu«ntaiMÖknln| 802838 (22) Hakamitpllvl — Anattknlnpdlg 10.09.80 ^ ^ (23) Alkupllvl—GlhlghMadag 10.09.80 (41) Tullut |ulklMk*l — Bllvfc offentllg 11.03.82

Patentti- ja rekisterihallitut ,,........... , . .....

' . . (44) Nihtlvilulpanon ja kuuLJulkaltun pvm. — on n), fio

Patent- och registerstyrelsan ' Anrtktn utlajd och utl.»krlft*n pgbitcmd -5U.U4.Oi; (32)(33)(31) Pyydatty «cuolkMt —-B«f Ird prlorttvt (71) Oy Tampella Ab, Lapintie 1, 33100 Tampere 10 Suomi-Finland(FI) (72) Ossi Tienari, Kilvakkala, Suomi-Finland(FI) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Porauslaitteiston pyörityssuunnan kääntömekanismi - Omkastnings-mekanism för rotationsriktningen i en borrningsapparat Tämän keksinnön kohteena on pyörityssuunnan kääntömekanismi porauslaitteistoa varten, johon laitteistoon kuuluu syöttöpalkki, syöttöpalkin varaan liikkuvasti asennettu porakone ja syöttökoneis-to porakoneen liikuttelemiseksi syöttöpalkkia pitkin poraussuuntaan ja päinvastaiseen palautussuuntaan, jolloin porakone on varustettu paineväliainekäyttöisellä pyörityskoneistolla porakoneeseen kiinnitettävän porakangen pyörittämistä varten sekä pyörityskoneiston pai-neväliainejärjestelmään kytketyllä suunnanvaihtoventtiilillä, jonka kara on kierrettävissä kahden asennon välillä, joissa pyöritysko-neisto pyörittää porakankea vastakkaisiin suuntiin, ja välineet karan kiertämiseksi mainittuihin asentoihin.

Suoritettaessa porausta iskevällä ja pituusakselinsa ympäri pyörivällä poratangolla, joka on kytketty paineväliainekäyttöisellä pyöritysmoottorilla varustettuun porakoneeseen, on tunnettua, että voidaan saavuttaa tiettyjä etuja vaihtamalla poratangon pyörimis- 2 f: 15 5 0 suunta aina uuden reiän porausta alettaessa. Tätä tarkoitusta varten on porakone varustettu suunnanvaihtoventtiilillä, jonka karaa käännetään käsivivulla vaihtoehtoiseen käyttöasentoon, jossa venttiili kytkee pyöritysmoottorin paineväliainekanavat sellaisella tavalla, että moottorin pyörimissuunta vaihtuu.

Kysymyksen ollessa porauslaitteistoista, joissa käsiporakone on asennettu erityisen syöttöpalkin varaan ja porakonetta syötetään poraussuuntaan ja palautetaan lähtöasentoonsa palkkia pitkin paine-väliainekäyttöisen syöttömoottorin avulla, on tunnettua järjestää poratangon pyörimissuunnan vaihto tapahtuvaksi itsetoimivasti. Tätä varten on kehitetty hydraulinen suunnanvaihtojärjestelmä, jossa im-pulssiventtiili paineistaa poratankoa pyörittävän pyöritysmoottorin suunnanvaihtoventtiiliin kuuluvan karan pään, kun pyörimissuunta halutaan vaihtaa, niin että kara liikkuu ja avaa paineväliainekanavat toiseen suuntaan tapahtuvalle pyöritykselle. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää hyväksi paineilmaimpulsseja ja sähkömagneettikeloja karan liikuttelemista varten.

Tähänastiset kääntömekanismit vaativat erilaisia impulsseja ja esiohjattuja venttiilejä. Koska porakoneena on paineväliainekäyttöi-nen käsikone, jossa pyörimissuunnan vaihto on voitava suorittaa kä-siporaustilanteessa käsin, ovat tunnetut kääntömekanismiratkaisut, joilla pyörimissuunnan vaihto saadaan tapahtumaan itsetoimivasti kä-sikoneen ollessa asennettuna porauslaitteiston syöttöpalkille, suhteellisen monimutkaisia ja kalliita.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kääntömekanismi, joka poistaa edellä mainitut epäkohdat, ja tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella kääntömekanismilla, jolle on tunnusomaista se, että kääntömekanismiin kuuluu kaksi toistensa suhteen kiertyvästä laakeroitua käyttöelintä, joista toinen on kierto-otteessa suunnan-vaihtoventtiilin karan kanssa ainakin porakoneen palautussuunnan lopussa ja liikkuu aksiaalisesti karan mukana ja toinen on sovitettu pysymään kiertymättömänä ja liikkumattomana palautussuunnan lopussa mutta kiertymään ja liikkumaan aksiaalisesti toisen käyttöelimen suhteen porakoneen poraussuunnan alussa ja että käyttöelimet on varustettu välineillä käyttöelimien pakottamiseksi kiertymään toistensa suhteen liikkuessaan toisiinsa nähden karan aksiaalisuunnassa.

3 61550

Keksinnön mukaisesti aikaansaadaan kääntömekanismi, joka on rakenteeltaan yksinkertainen ja käyttää hyväksi suunnanvaihtovent-tiilin karan kiertoliikkeen aikaansaamiseksi porakoneen liikettä palautussuunnan lopussa. Porakoneen liikkuminen syöttömoottorin vetämänä syöttöpalkissa olevaa kiinteätä vastetta kohti aikaansaa aksiaalisen voiman, jonka kääntömekanismi muuttaa kiertoliikkeeksi, jolla suunnanvaihtoventtiilin karan kiertäminen aikaansaadaan. Pyörimissuunta saadaan näin itsetoimivasti vaihdetuksi aina porakoneen tultua palautetuksi lähtöasentoon porauksen loputtua. Yksinkertaisimmassa muodossaan voi kääntömekanismi koostua tapista, hoikista, jousesta ja kuula-ura-ohjauksesta, joka muuttaa aksiaalisen liikkeen kiertoliikkeeksi, jonka kiertokulman suuruus on valittavissa halutun suuruiseksi, esim. 180°. Keksinnön mukainen kääntömekanismi ei estä suunnanvaihtoventtiilin varustamista entiseen tapaan käyttövivulla käsikäyttöistä suunnanvaihtoa varten silloin, kun porakonetta käytetään porauslaitteistosta erillään tapahtuvassa käsiporauksessa tai porauksen missä vaiheessa tahansa porakoneen ollessa asennettuna po-rauslaitteistoon.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää sivulta nähtynä porauslaitteistoa, joka on varustettu keksinnön mukaisella kääntömekanismilla, kuviot 2 ja 3 esittävät suuremmassa koossa keksinnön mukaisen kääntömekanismin erästä edullista sovellutusmuotoa sivulta nähtynä kääntöliikkeen alussa ja vastaavasti kääntöliikkeen lopussa, ja kuviot 4 ja 5 esittävät porakoneen suunnanvaihtoventtiilin karaa sivulta nähtynä kahdessa eri asennossa, jotka vastaavat pyöritys-moottorin pyörimistä vastakkaisiin suuntiin.

Piirustusten kuviossa 1 esitetty porauslaitteisto käsittää pääosiltaan halutun poraussuunnan suuntaisen syöttöpalkin 1, syöttöpalk-kia pitkin liukuvan kelkan 2 ja kelkan varaan irrotettavasti kiinnitetyn käsiporakoneen 3. Syöttöpalkki on varustettu hydraulisella syöttömoottori11a 4, joka ketjun 5 välityksellä liikuttelee kelkkaa 2. Syöttömoottori on liitetty johdoilla 6 hydraulipumppuun 7 ja moottoria ohjataan erillisellä käsiohjausventtiilillä 8. Porakone on varustettu omalla hydraulisella pyöritysmoottorilla 9, joka pyörittää koneeseen kytkettyä poratankoa 10 akselinsa ympäri. Pyöritysmoottori on liitetty johdoilla 11, 12 joko omaan hydraulipumppuun tai syöttö- 61550 4 moottorin hydraulipumppuun suunnanvaihtoventtiilin 13 kautta, joka on asennettu porakoneen runkoon 14. Porauslaitteisto on lisäksi varustettu kääntömekanismilla 15, jonka avulla pyöritysmoottorin suunta on vaihdettavissa itsetoimivasti, kuten jäljempänä selitetään.

Kuvioista 2 ja 3 ilmenee, että porakoneen suunnanvaihtovent-tiili 13 on sinänsä tunnettua karatyyppiä, jossa on akselinsa ympäri kiertyvä kara 16, jossa on keskeinen rengasmainen tulokanava 17, josta haarautuu vastakkaisiin suuntiin kaksi yhdysuraa 18a, 18b, jotka sijaitsevat karan vaippapinnalla 180°:n päässä toisistaan. Karassa on aksiaalinen poistokanava 19, josta haarautuu vastakkaisiin suuntiin kaksi yhdysporausta 20a, 20b, jotka päättyvät karan vaippa-pinnalle 180°:n päähän toisistaan.

Porakoneen pyöritysmoottorin paineväliainejohdot on kytketty suunnanvaihtoventtiiliin siten, että toisen johdon ollessa yhteydessä toiseen yhdysuran kanssa, on toinen johto kulloinkin yhteydessä toiseen yhdysporaukseen. Riippuen karan kiertoasennosta tulee siten aina pyöritysmoottorin toinen johto olemaan paineistettu ja toinen johto yhteydessä tankkiin, niin että pyörityssuunta vaihtuu, kun karaa kierretään 180°:n verran. Käsin tapahtuvaa kiertämistä varten on karaan kiinnitetty käsivipu 21.

Kääntömekanismiin 15 kuuluu runkolevy 22, joka on kiinnitetty porakoneen takapään tukeen 23. Runkolevyyn on kiertyvästi laakeroitu akselitappi 24 sijaitsemaan karan 16 aksiaalisella jatkeella. Ak-selitapin ulkonevaan päähän on tehty hahlo 25, joka on kierto-otteessa karan päähän tehdyn korvan 26 kanssa. Akselitapin vastakkaisen lieriömäisen pääteosan ympäri on kiertyvästi laakeroitu holkki 27. Akselitapin vaippapinnalle on muodostettu 180°:n suuruisen kaaren yli ulottuva spiraalimainen ohjausura 28. Hoikin sisäpuoliseen vaip-papintaan on sovitettu vastaava ohjauskuula 29, joka työntyy mainittuun ohjausuraan. Hoikin sisään asennettu puristusjousi 30 pyrkii työntämään hoikkia poispäin akselitapista, niin että kuula sijaitsee uran toisessa päässä, kuten kuviossa 2 on esitetty.

Syöttöpalkin 1 takapäähän on kiinnitetty vaste 31, joka ulottuu kääntömekanismin liikeradalle ja jossa on V-muotoinen lovi 32, joka on suunnattu kääntömekanismia päin. Hoikin 27 päähän on muodostettu vastaava V-muotoinen ulkonema 33.

5 61550 Kääntömekanismi toimii seuraavalla tavalla:

Reikää porattaessa kuljettaa syöttömoottori 4 porakonetta po-raussuuntaan A, kuvio 1. Kun reikä on porattu ja syöttömoottorin liikesuunta on vaihdettu venttiilillä 8, kuljettaa syöttömoottori porakonetta palautussuuntaan B. Palautusliikkeen lopussa työntyy kääntömekanismin hoikin V-muotoinen pää 33 syöttöpalkin vasteen V-muotoiseen loveen 32, niin että holkki pysähtyy. Porakoneen jatkaessa edelleen palautusliikettään työntyy akselitappi 24 hoikin sisään, niin että jousi painuu kokoon. Koska V-muotoinen lovi estää hoikkia kiertymästä, pakottaa ohjauskuulan 29 liike ohjausurassa 27 akseli-tappia kiertymään 180°:n verran akselitapin jatkaessa aksiaalista liikettään spiraalimaisen ohjausuran 27 nousua vastaavan matkan C verran. Suunnanvaihtoventtiilin karan pinnalla olevaan pesään 34 työntyvä lukituskuula 35 kohoaa tällöin karan pinnalle ja sallii kääntömekanismin akselitappiin yhdistetyn karan kiertymisen akseli-tapin mukana 180°:n verran, jossa asennossa lukituskuula loksahtaa karan pinnalla olevaan toiseen pesään 36. Karan kiertyminen aikaansaa porakoneen pyöritysmoottorin pyörimissuunnan muuttumisen päinvastaiseksi, kuten edellä on selitetty.

Kun porakone on saavuttanut palautusliikkeensä ääriasennon (kuvio 3), kytketään syöttömoottori 4 kuljettamaan porakonetta jälleen poraussuuntaan uuden reiän poraamista varten. Tällöin alkaa kääntömekanismin akselitappi 24 vetäytyä ulos hoikista 27 jousen painaessa osia poispäin toisistaan. Tapin ja hoikin välinen kuula-ura-ohjaus pakottaa tällöin hoikkia kiertymään 180°:n verran akselita-pilla takaisin kuviossa 2 esitettyyn alkuasentoon. Lukituskuulan 35 voiman täytyy olla riittävän suuri voittamaan hoikin ja akselitapin välisen kitkan, niin ettei kara pääse kiertymään takaisin porakoneen porausliikkeen alettua. Kun porakone seuraavan kerran lähestyy vastetta 31 palautusliikkeen lopussa, painuu kääntömekanismi jälleen kasaan, niin että suunnanvaihtoventtiilin kara taas kiertyy 180° ja pyöritysmoottorin suunta vaihtuu.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi kääntö- 61550 6 mekanismi vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa. Sen asemesta, että kääntömekanismi on kiinnitetty kelkkaan liikkumaan porakoneen mukana, voidaan kääntömekanismi kiinnittää syöttö-palkin vasteeseen, niin että kääntömekanismin akselitappi tarttuu kierto-otteeseen suunnanvaihtoventtiilin karan kanssa vasta palau-tusliikkeen lopussa karan kiertoliikkeen aikaansaamiseksi. Sen asemesta, että kääntömekanismi kääntää karaa 180°:n verran, voidaan valita jokin muu täyteen kierrokseen tasan jaollinen kääntökulma, esim. 120° tai 90°. Tällöin karassa tulee olla vastaavasti useampia yhdysuria ja yhdysporauksia kehällä vastaavalla jaolla.

Claims

1. PyÖrityssuunnan kääntömekanismi porauslaitteistoa varten, johon laitteistoon kuuluu syöttopalkki (1), syöttöpalkin varaan liikkuvasti asennettu porakone (3) ja syöttökoneisto (4) porakoneen liikuttelemiseksi syöttöpalkkia pitkin poraussuuntaan (A) ja päinvastaiseen palautussuuntaan (B), jolloin porakone on varustettu pai-neväliainekäyttöisellä pyörityskoneistolla (9) porakoneeseen kiinnitettävän porakangen (10) pyörittämistä varten sekä pyörityskoneiston paineväliainejärjestelmään kytketyllä suunnanvaihtoventtiilillä (13), jonka kara (16) on kierrettävissä kahden asennon välillä, joissa pyö-rityskoneisto pyörittää porakankea vastakkaisiin suuntiin, ja välineet karan kiertämiseksi mainittuihin asentoihin, tunnettu siitä, että kääntömekanismiin (15) kuuluu kaksi toistensa suhteen kiertyvästi laakeroitua käyttöelintä (24, 27), joista toinen (24) on kierto-otteessa suunnanvaihtoventtiilin (13) karan (16) kanssa ainakin porakoneen palautussuunnan (B) lopussa ja liikkuu aksiaalisesti karan mukana ja toinen (27) on sovitettu pysymään kiertymättömänä ja liikkumattomana palautussuunnan (B) lopussa mutta kiertymään ja liikkumaan aksiaalisesti toisen käyttöelimen (24) suhteen porakoneen poraussuunnan (A) alussa ja että käyttöelimet (24, 27) on varustettu välineillä (28, 29) käyttöelimien pakottamiseksi kiertymään toistensa suhteen liikkuessaan toisiinsa nähden karan (16) aksiaalisuun-nassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kääntömekanismi, tunnettu siitä, että käyttömekanismin (15) toinen käyttöelin (24) on tankomainen ja toinen (27) holkkimainen, että holkkimainen käyttöelin on sovitettu aksiaalisesti liukuvasti tankomaisen käyttöelimen ympäri ja että käyttöelimien välissä on ohjausvälineet (28, 29), jotka pakottavat toista käyttöelintä (24) kiertymään toisen käyttö-elimen (27) suhteen käyttöelimien liikkuessa aksiaalisesti toistensa suhteen.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kääntömekanismi, tunnettu siitä, että käyttömekanismi (15) on kiinnitettävissä liikkumaan porakoneen (3) mukana ja että syöttopalkki (1) on varustettu vasteella (31), johon käyttömekanismin toinen käyttöelin (27) törmää ja joka pitää tämän käyttöelimen kiertymättömänä porakoneen palautussuunnan (B) lopussa. 8 61 550

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kääntömekanismi, tunnettu siitä, että käyttömekanismi (15) on varustettu välineillä (22) sen kiinnittämiseksi porakoneen (3) runkoon (14).

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen kääntömekanismi, tunnettu siitä, että toinen käyttöelin (24) on varustettu kytkimellä (25), jolla käyttöelin on kytkettävissä aksiaalisesti otteeseen suunnanvaihtoventtiilin (13) karan (16) kanssa.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kääntömekanismi, tunnettu siitä, että käyttömekanismi (15) on kiinnitettävissä syöttöpalkin (1) varaan ja että porakone (3) on varustettu vasteella, johon käyttömekanismin toinen käyttöelin (24) törmää ja joka aikaansaa tämän käyttöelimen aksiaalisen liikkeen ja kiertymisen kiinteän käyttöelimen (27) suhteen porakoneen palautussuunnan lopussa.

7. Patenttivaatimuksen 3 tai 6 mukainen kääntömekanismi, tunnettu siitä, että tankomaisen käyttöelimen (24) ja holk-kimaisen käyttöelimen (27) väliin on sovitettu jousi (30), joka työntää käyttöelimiä aksiaalisesti poispäin toisistaan.

7 615 5 0

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kääntömekanismi, tunnettu siitä, että toisen käyttöelimen (24) vaippapintaan on muodostettu spiraaliura (28) ja toisen käyttöelimen (27) vaippapintaan on kiinnitetty uraan työntyvä ohjauselin (29), joka käyttöelimiä siirrettäessä aksiaalisesti toistensa suhteen aikaansaa samalla toisen käyttöelimen kiertymisen akselinsa ympäri toisen käyttöelimen suhteen. 61550 Paten t1rav: