FI67603C - Rotationsslagborrmaskin - Google Patents

Description

I55r^l M (f1)KUU,LUTUSJULKAI*U sn,n-, jggHA lJ Vi utlAcgningsskrift o/oU0 HS*? C (45) r-.ior.ttl myZr-AA.y 11 M 1?C5 ^ ^ (51) K*Jt/tacCL3 E 21 C 3/20 SUOMI —FINLAND (21) P»wnttlh«k«mii* —PM«nttn«&lmtnj 750785 (22) —Amöknktpd»* 18.03.75 (23) ΑΜαιρβΜ—Glttighatsdag 18.03.75 (41) Tellut JufldMkal— MM» offutMg ^g gg y£

Pitantti- ja rekisteri halittu· NlhttvttoifMnon μ kuuL|uflc»iMn pvm. — .. 19 o/.

Patent- och reghterttyralaen AmMunuthgdod« utLikmtwi pubUcurut ΙΔ·0Η (32)(33)(31) ·*nrf«ttjr «uolkuM—Bufird prtorttut (71) L i nden-Ali mak AB, 931 03 Skelleftea, Ruot si-Sverige(SE) (72) Sven Granholm, Skelleftea, Ruotsi-Sverige(SE) (71+) Oy Kolster Ab (54) Kierto!skuporakone - Rotationss1agborrmaskin

Esillä oleva keksintö koskee kiven, betonin tai muun samankaltaisen aineen poraamiseen tarkoitettua kiertoiskuporakonetta, jossa on konepesä, työkaluistukka poratangon vastaanottamiseksi, hydraulinen kiertomoottori, hydraulinen iskumoottori pesässä e-destakaisin liikkuvine iskumäntineen, joka rajoittaa työkammiota iskuaan ja paluuiskuaan varten, hydrauliikkapiiri iskumoottoria varten, jossa piirissä on korkeapaine- ja matalapainepuoli, hydrauliikkapiiri kiertomoottoria varten, joka piiri on erotettu is-kumoottorin hydrauliikkapiiristä ja jossa samoin on korkeapaine-ja matalapainepuoli, ja jakoventtiili iskumännän hydrauliikkapii-rissä, jonka venttiilin avulla iskumoottorin työkammiot ovat vuo-rottain liitettävissä sen hydrauliikkapiiriin.

Tällaisia ns. erillisesti pyöritettäviä kiviporakoneita on aikaisemmin tunnettu. Niissä on poratangon pyöritys- eli kierto-moottori asennettu koneeseen iskumoottorin sivulle.

Kiertomoottorin ominaisuuksista ja sijoituksesta riippuen vaaditaan sen ja poratangon välille hammasvälitys. Tämä antaa po-ratangolle kiertomoottorin ominaisuuksista riippuvan pyörimisno- 67603 2 peuden ja vääntömomentin.

Iskumoottorissa on edestakaisin liikkuva mäntä, joka paine-nesteen kiihdyttämänä iskeytyy poratangon päähän, sekä yksi tai useampia venttiilejä painenesteen jakamiseksi männän rajoittamiin painetiloihin. Kun paineväliaineena käytetään nestettä, jonka kokoonpuristuvuus kaasuihin verrattuna on hyvin vähäinen, vaaditaan paineakkuja korkeapainejohtoon ja mahdollisesti myös matalapaine-johtoon. Paineakkujen tehtävänä on pitää paine mahdollisimman vakiona syöttö- ja poistojohdoissa sekä koneen kanavissa.

Kiviporakoneen isku- ja kiertomoottoreilla on yleensä erilliset hydrauliset piirit, jotka kumpikin käsittävät ainakain yhden pumpun, paineenrajoitusventtiilin, suuntaventtiilin sekä moottorien syöttö- ja poistojohdot. Suodatin ja öljysäiliö voivat sitä vastoin olla yhteiset.

Kiviporakoneiden kiertomoottoreilla on yleensä kiinteä tilavuus. Nestevirtaa säätämällä muutetaan moottorien pyörimisnopeutta. Iskumoottoreillakin on yleensä kiinteä eli vakio tilavuus, mutta tunnettuja ovat myös iskumoottorit, joissa iskutaajuuden ja nes-tevirran keskinäistä suhdetta voidaan muuttaa iskunpituutta muuttamalla.

Kiertomoottorin korkeapainejohdossa vallitseva paine on suhteessa poratangon vääntövastukseen. Kovia, homogeenisia kivilajeja porattaessa tarvittava vääntömomentti on verrattain pieni ja niin myös työpaine. Tämä johtuu siitä, että kovia kivilajeja porattaessa poratangon sisääntunkeuma aiheutuu pääasiassa iskuenergiasta, kun poratangon pyörityksen tehtävänä on sitä vastoin vain kiertää kruunua tietyn kulman jokaisen kahden peräkkäisen iskun välillä. Useimmissa kivilajeissa voidaan löytää jokaista iskua kohti optimi portangon kiertokulma suhteessa poran tunkeumaan.

Koska kiertokulman optimiarvo muuttuu kovasti kivilajien ominaisuuksien myötä, on edullista voida säätää poratangon kiertonopeutta suhteessa iskutaajuuteen. Tämä voidaan saada aikaan kiertomoottorin hydraulipiirissä olevalla virransäätöventtiilillä tai säätötilavuuspumpulla.

Pehmeitä kivilajeja porattaessa poran tai poratangon pyörimisliikekin myötävaikuttaa suoranaisesti poratangon tunkeumaan. Kiven ja poran terän välinen kitkavastus on silloin kuitenkin suurempi siitä syystä, että terän tunkeuma eli poraussyvyys suurenee 3 67603 jokaisessa iskussa. Tämän vuoksi tarvittava vääntömomentti suurenee ja tästä syystä myös kiertomoottorin työpaine.

Jos pora kovia ja tasa-aineisia kivilajeja porattaessa äkkiä joutuu pehmeätä tai säröistä kiveä sisältävään alueeseen, on poran kiinnijuuttumisvaara suuri nopeasti lisääntyvän vääntövastuk-sen johdosta. Iskujen ja esiintyvän suuren vääntömomentin yhdistelmä saattaa synnyttää sellaisia rasituksia, että poratanko murtuu.

Kiinnijuuttimisvaaraa voidaan huomattavasti vähentää pienentämällä männän poratankoon iskun aikana siirtämää iskuenergiaa. Iskuenergiaa voidaan säätää säätämällä männän iskunpituutta ja/tai työpainetta. Aiemmin tunnetuissa konstruktioissa voidaan iskunpituutta muuttaa vaihtamalla koneen eräitä komponentteja toisiin tai asettelemalla erikoisen työkalun avulla käsin säätöruuvia. On selvää, ettei näillä toimenpiteillä voida tehokkaasti estää poratangon kiinnijuuttumista.

Edelleen on tunnettua, että kiinnijuuttumisen välttämiseksi porari voi lihasohjauksisella venttiilillä kuristaa tai täysin sulkea paineväliaineen syötön iskumoottoriin tai vähentää syöttövoimaa.

Porarilla on nykyisin usein kolme tai neljä konetta samanaikaisesti hoidettavanaan ja kiinniporaamisvaara on siksi melkoisesti suurempi kuin ennen, jolloin porari hoiti vain yhtä tai mahdollisesti kahta konetta.

Manuaaliset toimenpiteet ovat kuitenkin käytännössä useimmiten osoittautuneet olevan liian hitaita voidakseen estää kiinni-juuttumisen. Kiinnijuuttuneen poratangon ulosveto on hyvin vaivalloista sekä työtä- ja aikaa vaativaa. Sitä paitsi sattuu aika u-sein, että on pakko jättää pora reikään, koska sitä ei ole voitu irroittaa käytettävissä olevin välinein.

Kiinniporaamiseen liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi on tunnettu menetelmä, jonka mukaan kiertomoottorin ja iskumoottorin hydraulipiirit on kytketty sarjaan. Neste virtaa ensiksi kierto-moottorin läpi, jossa se luovuttaa osan paine-energiastaan poran kiertämistä varten, ja sitten edelleen iskumoottorin läpi, jossa käytetään loput paine-energiasta. Koska sama virta kulkee molempien moottorien läpi, tämä estää edellä kuvatun isku- ja kiertoliikkeen suhteen säädön, joka on toivottava ominaisuuksiltaan erilaisia kivilajeja porattaessa. Jos toisaalta moottorien väliin sijoitetaan yli-juoksuventtiili, joka sallii suhteen tietyn säädön antamalla virran 4 67603 tietyn osan virrata yli matalapainepuolelle, järjestelmän hyötysuhde huononee ylijuoksevan painenesteen paine-energian muuttuessa lämmöksi.

Hydraulipiirien sarjaankytkentä tekee myös mahdottomaksi konventionaalisten pyörimisliikkeen antavien moottorien käytön kiertomoottorin poistopuolen suurien paineitten aiheuttamien tii-vistysvaikeuksien johdosta.

Toinen ongelma kiveä porattaessa esiintyy ns. pitkänreiän porauksessa. Tässä porausmuodossa poran vääntövastus näet vähitellen kasvaa reiän pidetessä, samalla kun poranpäähän täytyy siirtää yhä enemmän iskuenergiaa pitkän poratangon tai -tangoston välityksellä.

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan kiertoiskuporakone, jossa mm. yllä kuvatut haitat on eliminoitu ja joka mahdollistaa iskuenergian automaattisen säädön, niin että kiinniporaamisvaara eliminoidaan mitä olennaisimmin.

Toisena tavoitteena on saada aikaan kiertoiskuporakone, jossa iskuenergia automaattisesti lisääntyy vääntövastuksen suuretessa pitkänreiän porauksessa.

Nämä ja muut tavoitteet on saavutettu patenttivaatimuksessa 1 määritellyllä kiertoiskuporakoneella, jolloin edulliset suoritusmuodot ovat saaneet alivaatimuksissa ilmoitetut tunnusmerkit.

Keksintöä kuvataan alla lähemmin oheisen piirustuksen avulla, jossa kuviot 1 ja 2 esittävät osittain kaaviollisesti keksinnön mukaisen kiertoiskuporakoneen kahta eri suoritusmuotoa, kuvio 3 esittää myös osittain kaaviollisesti modifikaation kuvion 2 koneesta ja kuviot 4...8 esittävät kaaviollisesti muita modifikaatioita.

Kuviossa 1 on kiertoiskuporakoneen konepesä piirretty yhtenäisellä viivalla 2. Pesään 2 on irrotettavasti asennettu pora 4. Pora 4 on järjestetty kierrettäväksi vain kaaviollisesti esitetyllä kiertomoottorilla 6 hammaspyörävaihteen 8, 10 ja moniurakytkimen 12 välityksellä.

Konepesän 2 sylinteritilassa 16 oleva iskumäntä 14 voi liikkua edestakaisin poran 4 suunnassa. Iskumäntä 14 on tarkoitettu jäljempänä lähemmin kuvatulla tavalla iskemään poraa 4 siirtääkseen siten siihen iskuenergiaa.

5 67603

Iskumäntä 14 rajoittaa sylinteritilassa 16 takapuolista rengasmaista painekammiota 18 ja etupuolista rengasmaista paine-kammiota 20. Takakammion paine vaikuttaa männän pintaan 22 männän siirtämiseksi poran suuntaan, työisku, ja etukammion 20 paine vaikuttaa männän pintaan 24 männän siirtämiseksi porasta poispäin, paluuisku.

Kiertomoottorin hydraulipiirissä on korkeapainejohto 23 ja matalapainejohto 25. Poratangoston kierreliitosten avaamiseksi täytyy kiertomoottorille 6 antaa päinvastainen pyörimissuunta esittämättömän suuntaventtiilin avulla.

Kiertomoottorilla ja iskumoottorilla on erilliset hydrauli-piirit. Iskumoottorin hydraulipiiriin syötetään painenestettä kor-keapainekanavasta 26, johon on liitetty paineakku 28. Iskumoottorin hydraulipiirissä on lisäksi paluukanava 27, joka on yhdistetty paineakkuun 30. Paineakut 28 ja 30 voivat olla jotakin sinänsä tunnettua rakennetta paineenvaihteluiden tasauttamiseksi. Kanavat 26 ja 27 johtavat yleisesti 32:11a merkittyyn luistiventtiilli-tyyppiseen jakoventtiiliin, jossa on luisti 33. Jakoventtiilin tehtävänä on alla lähemmin kuvatulla tavalla yhdistää molemmat paine-kammiot 18 ja 20 johtojen 29 ja 31 kautta vuorottaisesti korkeapai-nekanavaan 26 ja poistokanavaan 27. Kun kammio 18 yhdistetään kor-keapainekanavaan 26, yhdistetään samalla kammio 20 matalapaine-eli paluukanavaan 27. Nesteen paine kammiossa 18 antaa männälle 14 kiihtyvän eteenpäinliikkeen. Männän törmättyä poratankoon 4 yhdistetään kammio 20 korkeapainekanavaan 26 ja kammio 18 matalapaine-kanavaan 27, jolloin mäntä siirtyy taaksepäin. Venttiililuistia 33 ohjataan hydraulisesti toiseen suuntaan painenesteen tullessa kanavan 36 kautta sisään kohdassa 34 iskumännän 14 toimiessa ohjaus-venttiilinä alla lähemmin kuvatulla tavalla. Venttiililuistia 33 ohjataan vastakkaiseen suuntaan myös hydraulisesti painenesteen tullessa johdon 40 kautta sisään kohdassa 38 yleisesti 42:11a merkityn säätöventtiilin toimiessa tällöin ohjausventtiilinä.

Säätöventtiilissä 42 on venttiililuisti 44, joka voi aksiaa-lisesti siirtyä sylinteritilassa 46 ja on kuormitettu toiseen suuntaan sen päähän vaikuttavalla puristusjousella 48. Tämän jousen puristusvoimaa voidaan säätää säätöruuvilla 50. Luistin 44 toisessa päässä on kaksi erillistä painekammiota 52 ja 54. Kammioissa 52 ja 54 vallitsevat paineet vaikuttavat kumpikin omaan luistipintaansa jousen 48 voimaa vastakkaisella voimalla. Kammio 54 on kanavan 55 6 67603 kautta suoraan yhteydessä korkeapainejohtoon 26 ja kammio 52 on kanavan 57 kautta yhteydessä kiertomoottorin 6 hydraulipiirin kor-keapainepuoleen, so. johtoon 23.

Säätöventtiilin 42 sylinteritilassa 46 on joukko, esitetyssä esimerkissä neljä rengasuraa 60, 62, 64, 66, jotka on kukin o-malla kanavallaan liitetty vastaaviin aksiaalisesti peräkkäin sy-linterinkammion 20 seinään muodostettuihin aukkoihin 68, 70, 72, 74. Luistiin 44 on urien 60, 62, 64, 66 tasalle sorvattu kartio-mainen supistusosa 76.

Kun kammio 20 yhdistetään jakoventtiilillä kanavan 31 kautta korkeapainejohtoon 26, niin paineneste pakottaa männän 14 yllä kuvatusti taaksepäin. Jokainen aukko 68, 70, 72, 74 paljastuu silloin peräkkäin männän 14 alta männän pinnan 24 kohdalla ja pääsee kammion 20 yhteyteen. Korkeapaineneste menee tällöin sylinteriti-lan 46 vastaaviin uriin 60, 62, 64 ja 66 ja sylinteritilasta 46 kanavan 40 kautta jakoventtiilin 32 ohjauspaineen tuloaukkoon 38. Jakoventtiilin luisti 33 siirtyy tällöin toiseen asentoon, niin että kammio 18 yhdistetään johdon 29 ja jakoventtiilin kautta korkeapaine johtoon 26. Johto 31 joutuu samalla paluujohdon 27 yhteyteen ja mäntä 14 vaihtaa liikesuuntaa. Männän 14 iskunpituuden määrää siis aukoista 68, 70, 73, 74 se, joka ensiksi yhdistää kammion 20 jakoventtiilin sylinteritilaan 46 vastaavan uran 60, 62, 64 tai 66 kautta.

Tämä vuorostaan riippuu luistiin 44 kohdistuvan jousen 48 voiman ja kammioiden 52 ja 54 paineiden summan aiheuttaman vasta-suuntaisen voiman välisestä erosta. Säätöventtiili on niin mitoitettu, että luisti 44 ei voi sulkea uraa 66, minkä vuoksi tämä yhteys antaa männälle 14 suurimman iskunpituuden. Männän paluuliike saa alkunsa siitä, että työiskun aikana männän pinta 22 paljastaa johdon 36 suun kammiossa 18, niin että tässä kammiossa vallitseva korkeapaine johdetaan jakoventtiilin ohjauspaineen tuloaukkoon 34 ja siten luistin 33 asento vaihdetaan. Männässä 14 on lisäksi ren-gassyvennys 78. Jakoventtiilin kautta pysyvästi matalapainekanavaan 27 yhteydessä oleva kanava 80 takaa, että jakoventtiili tyhjennetään rengassyvennyksellä 78 siten, että kanava 80 yhdistetään vuo-rottaisesti aukkoon 74 ja kanavaan 36.

Yllä olevasta ilmenee, että paineen kasvaessa toisessa tai molemmissa kiertomoottorin tai iskumoottorin korkeapainekanavissa männän 14 iskunpituus lyhenee, kun iskutaajuus sitä vastoin lisään 7 67603 tyy. Paineen laskiessa pitenee männän 14 iskunpituus ja iskutaajuus pienenee. Homogeenisia ja tasakovia kivilajeja porattaessa kierto-moottorin korkeapainekanavan 23 paine määräytyy poratangon 4 vään-tövastuksesta. Käytön aikana vallitsee iskumoottorin korkeapaine-kanavassa 26 paine, joka antaa luistille 44 sitä vastaavan asennon ja iskumoottorille määrätyn iskunpituuden. Jos poratangon vääntö-vastus lisääntyy, niin kiertomoottorin korkeapainekanavan 23 paine nousee. Kanavan 57 ja sylinteritilan 52 kautta paineenkasvu saa aikaan luistin 44 siirtymisen, minkä johdosta männän 14 iskunpituus lyhenee ja niin muodoin iskuenergia vähenee. Iskunpituus ja sen mukana iskuenergia suurenee vastaavalla tavalla vääntövastuksen vähetessä. Porakoneen iskuenergiaa säätyy siis automaattisesti ja se on riippuvainen poratangon vääntövastuksesta, joka vuorostaan on riippuvainen kivilajista. Iskunpituutta voidaan myös säätää käsin ruuvilla 50.

Kuvattu laite toimii riippumatta öljyn viskositeetin muutoksista ja koneen kulumisasteesta. Koska iskumoottoria käytetään va-kiotilavuuspumpulla, nesteen paine vastaa tiettyä iskunpituutta ja tiettyä iskutaajuutta. Jos paine laskee viskositeetin alenemisen tai kulumisesta aiheutuvan lisääntyneen vuotoöljyvirtauksen johdosta, luistin 44 asento muuttuu automaattisesti, jolloin männän iskunpituus pitenee ja näin vältetään iskuenergian pieneneminen. Koska kiertomoottoria ja iskumoottoria syötetään erillisillä hydrauli-piireillä, voidaan niiden taajuutta yksilöllisesti säätää säätämällä kummankin moottorin nestevirtaa. Luistin 44 kartiosupistusosalla 76 saadaan peräkkäisesti yhteys urien välille ja siten iskunpituuden portaaton säätö.

Säätöventtiilin luisti voidaan myös järjestää niin, että iskumoottorin korkeapainekanavassa vallitseva paine pyrkii pidentämään männän iskunpituutta. Tämä suoritusmuoto on sopiva silloin, kun iskumoottorin hydraulipiiri on varustettu erillisellä paineen-säätöventtiilillä (vakiiopainesäätö). Iskunpituuden säätö voidaan myös tehdä riippuvaksi kiertomoottorin korkeapainekanavassa vallitsevasta paineesta sekä käsinasetuksesta. Sylinteritilassa 46 olevien rengasurien lukumäärä ei tietenkään ole rajoitettu esitettyyn lukumäärään, vaan se voi olla sekä suurempi että pienempi.

Kuviossa 2 esitetyssä suoritusmuodossa on säätöventtiilin 42 luistissa 44 rengassyvennys 90, jonka kautta sylinteritilan 46 seinämän kaksi uraa 92 ja 94 voidaan yhdistää toisiinsa. Ura 92 on 8 67603 johdolla 40 liitetty jakoventtiilin 32 ohjauspaineen tuloaukkoon 38 ja ura 94 on liitetty iskumoottorin hydraulipiirin korkeapaine-johtoon 26.

Tämä suoritusmuoto eroaa kuvion 1 suoritusmuodosta siten, että männän iskunpituuden sijasta kammiossa 18 vallitseva työpaine muuttuu kiertomoottorin korkeapainepuolen ja iskumoottorin hydraulipiirin paineista riippuen. Laitteen toiminnassa käytetään hyväksi myös sitä seikkaa, että paineakkujen olemassaolosta huolimatta iskumoottorin hydraulipiirissä esiintyy vaihteleva paine. Nämä pai-neenvaihtelut riippuvat iskumoottorin hydraulipiirin syöttöön käytetyn hydraulipumpun kapasiteetin, iskumoottorin tilavuuden sekä venttiileissä ja kanavissa esiintyvien virtaushäviöiden keskinäisistä suhteista. Esitetty laite toimii lähemmin määriteltynä seu-raavalla tavalla.

Esitetyssä tilanteessa on jakoventtiili 32 siinä asennossa, että korkeapainejohto 26 on yhteydessä painekammioon 18, joten is-kumäntä 14 suorittaa työiskun. Kammion 20 hydraulineste poistuu tällöin jakoventtiilin 32 kautta matalapainejohtoon 27. Työiskun aikana laskee paine jatkuvasti korkapainejohdossa 26 kammion 18 tilavuuden suurenemisen johdosta, mistä seuraa, että säätöventtiilin painekammion 54 painekin laskee ja siten luisti 44 siirtyy puristus jousen 48 vaikutuksesta, niin että urien 92 ja 94 välinen yhteys katkeaa. Työiskun lopussa männän pinta 22 paljastaa kammioon 18 a-vautuvan johdon 36 suun ja kammiossa 18 oleva paine vaikuttaa ohjauspaineen tuloaukossa 34 jakoventtiiliin, jolloin tämä vaihtaa asentoa liittäen korkeapainejohdon johdon 29 kautta kammioon 20 ja matalapainejohdon johdon 31 kautta kammioon 18, jolloin aloitetaan paluuisku. Paluuiskun aikana kasvaa korkeapainejohdon 26 paine ja mäntä 14 katkaisee yhteyden kammiosta 18 ohjauspaineen tuloaukkoon 34. Kun kasvava paine korkeapainejohdossa 26 ja samalla säätöventtiilin kammiossa 54 on saavuttanut tietyn suuruuden, avaa luisti 44 jälleen urien 92 ja 94 välisen yhteyden ja korkeapainejohdon suurpaine vaikuttaa näiden urien, johdon 40 ja ohjauspaineen tulo-aukon 38 kautta jakoventtiiliin, niin että tämän asento vaihdetaan samalla kun mäntä 14 on suorittanut loppuun paluuiskunsa. Tällöin aloitetaan uusi työisku.

Molempien moottorien korkeapainekanavissa vallitseva paine pyrkii siis siirtämään luistia 44 jousen 48 voimaa vastaan niin, että korkeapainekanavan 26 ja ohjauskanavan 40 välinen yhteys avau- 9 67603 tuu. Iskumännän luovuttama iskuenergia määräytyy molempien moottorien työpaineesta. Jos jousen 40 esijännitystä lisätään säätöruu-villa 50, vaaditaan, edellyttäen vääntövastuksen pysyvän muuttumattomana, suurempi paine korkeapainekanavaan 26 luistin 44 siirtämiseksi asentoon, jossa kanava 26 on kanavan 40 yhteydessä urien 92 ja 94 kautta. Tämä suurempi työpaine antaa samalla männälle 14 suuremman iskuenergian. Jos pora(tango)n vääntövastus lisääntyy, paine nousee kiertomoottorin korkeapainekanavassa, mikä merkitsee paineen kasvua myös kammiossa 52. Silloin vaaditaan vastaavasti pienempi paine kammioon 54 luistin 44 siirtämiseksi, niin että urat 92 ja 94 pääsevät keskinäiseen yhteyteen. Työpaineen väheneminen aiheuttaa iskuenergian vähenemisen. Vastaavasti lisääntyy iskumoottorille vaadittava työpaine vääntövastuksen vähetessä ja siten myös luovutettu iskuenergia. Toisin sanoen painekammion 52 paine määrää missä johdon 26 sykkivän paineen käyrän kohdassa avataan yhteys ohjaus-paineen tuloaukkoon 38.

Porakoneen iskuenergiaa säädetään siis automaattisesti ja se on riippuvainen poratangon vääntövastuksesta, joka vuorostaan on riippuvainen kivilajista. Koska kiertomoottoria ja iskumoottoria syötetään erillisten hydraulipiirien kautta, voidaan niiden taajuutta erikseen säätää säätämällä kummankin moottorin nestevirtaa, kuten asianlaita oli myös ensimmäisessä suoritusmuodossa.

Säätöventtiilin luisti voidaan myös järjestää niin, että korkeapainekanavan paineen noustessa tämä paineenlisäys pyrkii sulkemaan korkeapainekanavan ja ohjauskanavan välisen yhteyden jako-venttiilin ohjauspaineen tuloaukkoon. Tämä yhteys voidaan myös järjestää siten, että se on riippuvainen iskumännän asennosta.

Kuviossa 3 esitetyllä kuvion 2 suoritusmuodon muunnoksella on sama toimintatapa kuin edellisellä ja eroaa vain jonkin verran tästä kytkentäteknisen ratkaisun suhteen, jolloin jakoventtiili ja sen liitännät esitetään vähän yksityiskohtaisemmin. Korkeapainejohdon 26 paine ohjaa jakoventtiiliä molempiin suuntiin, ts. ohjaus-paineen tuloaukko eli -kanava 34 on johdolla 100 pysyvästi liitetty korkeapainejohtoon 26, kun taas ohjauspaineen tuloaukko 38 on kuten ennenkin liitetty siihen säätöventtiilin 42 kautta. Jakoventtii-lin luistissa on kuitenkin halkaisijaltaan erisuuruiset päätypinnat. Lisäksi paineneste poistetaan ohjauspaineen tuloaukosta 38 johdon 102, sylinteritilan 16 liitäntöjen 104 ja 106 ja männässä 14 olevan rengassyvennyksen 108 sekä johdon 110 kautta matalapainejohtoon 27.

10 67603

Samoin kuin kuvion 2 suoritusmuodossa esiintyy kuvion 3 modifikaatiossakin korkeapainekanavassa 26 paineenvaihteluita isku-moottorin läpi tapahtuvan sykkivän virtauksen johdosta. Johtojen, paineakkujen ja kanavien sopiva mitoitus voi samoin kuin kuvion 2 suoritusmuodossakin vaikuttaa tämän sykkivän virtauksen käyrään.

Yllä kuvattuja suoritusmuotoja voidaan myös soveltaa muihin kiviporakonetyyppeihin, esim. sellaisiin, joissa toinen painetila on jatkuvasti yhteydessä korkeapainekanavaan tai joissa säätövent-tiilin ohella on muita apuventtiileitä. Tällainen apuventtiili voi esim. olla iskumoottorin paineenrajoitusventtiili, joka voidaan rakentaa yhteen säätöventtiilin luistin kanssa tai tehdä täysin erilliseksi. Voidaan myös käyttää automaattista kuristusta iskumoottorin korkeapainekanavassa.

Kuvioissa 4...8 näytetään kaaviollisesti esimerkkejä tällaisista ja muista modifikaatioista.

Kuviossa 4 havainnollistetaan kuvioissa 2 ja 3 esitettyjen suoritusmuotojen muunnos, jossa iskumoottorin hydraulipiirin kor-keapainepuolen korkeapainetta voidaan kaukosäätää. Säätöventtiilis-sä 42 on puristusjousen 48 viereisessä päässä painekammio 120. Kammion 120 paine vaikuttaa luistin pintaan 122 pyrkien yhteistoimissa jousen paineen kanssa siirtämään luistia 44 oikealle. Kammioon 120 on liitetty painejohto 124, jonka kautta kammion 120 painetta voidaan säätää, jotta siten voitaisiin säätää urien 92 ja 94 välisen yhteyden avaamiseen vaadittavaa korkeapainekanavan 26 painetta. Painekammion 120 ja painejohdon 124 muodostama yhdistelmä voi aivan täydellisesti korvata jousen 48 ja säätöruuvin 50. Kuvion 1 suoritusmuodossakin voidaan käyttää kuvion 4 mukaista yhdistelmää.

Kuviossa 5 esitetään suoritusmuoto, jossa molempien hydrau-lipiirien korkeapainejohtojen paineet vaikuttavat vastasuuntaises-ti luistiin 44. Tämä modifikaatio voi, vaikka se on esitetty sovellettuna kuvion 2 tai 3 mukaiseen laitteeseen, myös tulla kysymykseen kuvion 1 suoritusmuodossa. Kuvion 5 laitteessa paineen nousu kiertomoottorin korkeapainekanavassa saa aikaan, että se pyrkii sulkemaan urien 92 ja 94 välisen yhteyden. Tätä suoritusmuotoa voidaan käyttää pitkänreiän porauksessa, jossa reiän pituus aiheuttaa vähitellen lisääntyvän vääntövastuksen ja suurentuneen paineen kiertomoottorin korkeapainekanavassa. Tämä kasvanut paine aiheuttaa kuitenkin myös sen paineen lisääntymisen korkeapainejohdossa 26, joka tarvitaan urien 92 ja 94 välisen yhteyden avaamiseksi, ja sen 11 67603 mukana iskuenergian suurenemisen. Tämä iskuenergian lisäys vaaditaan, jotta poranpäähän voitaisiin siirtää riittävästi iskuener-giaa käytetyn pitkän porauskaluston kautta. Kuvion 1 suoritusmuotoon sovellettaessa lisäisi vastaava rakenne männän iskunpituutta ja siten myös sen iskuenergiaa.

Kuviossa 6 esitetty suoritusmuoto eroaa kuvoiden 2 ja 3 suoritusmuodoista periaatteessa siten, että iskumäntä toimii takimmaisessa asennossaan venttiilinä, joka säätöventtiilin ohittaen liittää ohjauspaineen tuloaukon 38 korkeapainejohtoon 26. Tätä tarkoitusta varten on iskumännän sylinteritilassa kaksi rengasuraa 130, 132, joista edellinen on liitetty ohjauspainejohtoon 40 ja jälkimmäinen korkeapainejohtoon 26. Lisäksi on männässä rengassyvennys 134. Iskumännän ollessa takimmaisessa asennossaan yhdistää syvennys 134 molemmat urat 130 ja 132 toisiinsa, niin että avataan yhteys ohjauspaineen tuloaukkoon 38 järjestelmän paineesta riippumatta. Kammio 20 on jatkuvassa yhteydessä korkeapainejohtoon 26, mutta männän pinta 24 kammiossa 20 on pienempi kuin männän pinta 22 kammiossa 18. Jos säätöventtiili 42 avaa urien 92 ja 94 välisen ytey-den ennen kuin mäntä on saavuttanut takimmaisen asentonsa paluuiskun aikana, niin tämä merkitsee männän iskunpituuden lyhenemistä.

Kuviossa 7 esitetään esimerkki paineenrajoitusventtiilistä, joka tässä tapauksessa on rakennettu säätöventtiilin 42 yhteyteen. Tätä varten on säätöventtiilissä urien 92 ja 94 lisäksi ura 140, joka on yhteydessä matalapainekanavaan 27. Lisäksi kammio 18 on jatkuvassa yhteydessä korkeapainekanavaan 26, jolloin männän pinta 24 on sen pintaa 22 suurempi. Jos sykkivä paine korkeapainekanavassa 26 männän paluuiskun aikana nousisi liian paljon, avattaisiin urien 92 ja 94 välinen yhteys, mikä välittömästi aiheuttaisi paineen alenemisen korkeapainekanavassa 26, koska se on yhdistetty matalapainekanavaan 27.

Kuviossa 8 kaaviollisesti esitetyssä kuvion 6 suoritusmuodon modifikaatiossa toimii säätöventtiili 42 johdon 26 korkeapaineesta riippuvana kuristusventtiilinä kammioon 18 jakoventtiilin kautta syötetylle painenesteelle. Tätä tarkoitusta varten on ura 92 liitetty esitetyllä tavalla jakoventtiiliin ohjauspaineen tuloaukon 38 asemesta. Paineen kasvaessa korkeapainejohdossa 26 ja siten kammiossa 54 pienenee uran 94 läpivirtauspoikkipinta luistin 44 vasemmalle siirtymisen johdosta.

Claims (10)

67603

1. Kiertoiskuporakone, jossa on konepesä (2), työkaluistukka poratangon (4) vastaanottamiseksi, hydraulinen kiertomoottori (6), hydraulinen iskumoottori pesässä edestakaisin liikkuvine iskumänti-neen (14), joka rajoittaa työkammiota iskuaan ja paluuiskuaan varten, hydrauliikkapiiri iskumoottoria varten, jossa piirissä on korkeapaine- ja matalapainepuoli, hydrauliikkapiiri kiertomoottoria (6) varten, joka piiri on erotettu iskumoottorin hydrauliikkapiiristä ja jossa samoin on korkeapaine- ja matalapainepuoli, ja jakovent-tiili (32) iskumännän (14) hydrauliikkapiirissä, jonka venttiilin avulla iskumoottorin työkammiot (18, 20) ovat vuorottain liitettävissä sen hydrauliikkapiiriin, tunnettu siitä, että pora-koneessa on lisäksi ohjaussisääntulon kautta kiertomoottorin (6) hydrauliikkapiirin korkeapainepuolelle (23) liitetty ohjausvent-tiili (42), joka on ohjaussisääntulon (54, 55) kautta liitetty isku-moottorin hydrauliikkapiirin korkeapainepuoleen (26) ja ulostulon (40) kautta on yhdistetty jakoventtiilin (32) ohjaussisääntuloon (38), jolloin yhteys kyseisen ulostulon ja vastaavan sisääntulon välillä on avattavissa ja suljettavissa ohjausventtiilissä (42) olevan venttiililuistin (44) avulla riippuvaisesti kiertomoottorin korkeapainepuolen (23) paineesta ja jolloin jakoventtiilin (32) ohjaussisääntulossa (38) oleva paine ja täten iskumoottorin työpaineen määräävä painenesteen syöttö iskumäntään (14) jakoventtiilin (32) kautta on ohjattavissa sinänsä tunnetusti kiertomoottorin korkeapainepuolen paineesta riippuen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kiertoiskuporakone, tunnettu siitä, että siinä on lisäksi ohjaussisääntulolla kiertomoottorin (6) hydrauliikkapiirin korkeapainepuolelle (57) liitetty ohjausventtiili (42) , joka on kytkettävissä ohjaamaan jatkuvasti iskumännän (14) iskunpituutta iskumännän (14) paluuis-kulle työkammion (20) seinään sovitettujen säteittäisaukkojen (68, 70, 72, 74) ja jakoventtiilin (32) ohjaussisääntulon (38) väliin, jolloin säteittäisaukot (68, 70, 72, 74) ovat peitettävissä oh-jausventtiilin (42) venttiilielementin (44) ohjausventtiilistä (42) lähtevien ja yksittäin kuhunkin säteittäisaukkoon yhdistetyn ohjauskanavan avulla kiertomoottorin (6) suurpainepuolen paineesta riippuen. 13 67603

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen porakone, tunnettu siitä, että ohjausventtiili (42) on iskumoottorin paineenrajoitus-venttiili (92, 140).

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen porakone, tunnettu siitä, että ohjausventtiilin (42) luistin muodossa oleva venttiilielementti (44) rajoittaa venttiilipesässä kahta vent-tiilikammiota (52, 54), joista toinen kammio (52) on yhdistetty kiertomoottorin (6) korkeapainepuoleen (23) ja toinen kammio (54) iskumoottorin korkeapainepuoleen (26), ja että luisti (44) on kammioiden (52, 54) tilavuuksiin vaikuttamiseksi kuormitettavissa säädettävällä painelaitteella (48, 50; 124, 120).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen porakone, tunnettu siitä, että molemmat kammiot on toisen venttiilikammion (52) tilavuuden suurentamiseksi tai pienentämiseksi ja toisen venttiilikam-kion (54) samanaikaiseksi pienentämiseksi tai suurentamiseksi sovitettu kulloinkin toiseen päähän luistia (44).

6. Patenttivaatimusten 1 ja 3 — 5 mukainen porakone, tunnettu siitä, että jakoventtiilin (32) ohjaussisäänmenon (38) ohjausventtiilistä (42) riippumattomaksi liittämiseksi korkeapainepuoleen (26) on iskumoottorin mäntä (14) tätä varten tarkoitetun venttiilin (130, 132, 134) muodostamiseksi varustettu ta-ka-alueellaan kierteellä (134) ja moottoripesän sisäseinä on varustettu kahdella rengasuralla (130, 132).

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen porakone, tunnettu siitä, että iskumännän (14) paluuiskua varten olevan työkammion (20) seinässä olevat säteittäisaukot (68, 70, 72, 74) on yhdistetty ohjausventtiiliin (42) sovitettuihin rengasmaisiin uriin (60, 62, 64, 66), jotka ovat peitettävissä kiertomoottorin suurpaine-puolen (23, 57) paineen alaisena olevan, ohjausventtiilin (42) luistimaisen venttiilielementin (44) avulla.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen porakone, tunnettu siitä, että venttiililuistissa (44) on sylinterimäisten päätyosien välissä urien (60, 62, 64, 66) alueella kartiomainen osa (76), joka on suipennettu luistia kuormittavan painelaitteen (48, 50; 124, 120) vaikutussuunnassa.

9. Patenttivaatimusten 4 ja 5 mukainen porakone, tunnettu siitä, että ohjausventtiilin (42) luistiin (44) vaikuttava painelaite koostuu mutterilla (50) esijännitettävästä painejousesta (48) . 14 67603

10. Patenttivaatimusten 4 ja 5 mukainen porakone, tunnettu siitä, että ohjausventtiilin (42) luistiin (44) vaikuttava painelaite käsittää luistin ja venttiilipesän rajoittaman ohjauskammion (120), jolloin johdon (124) avulla syötetty paine on suunnattu venttiilikammioiden (52, 54) paineita vastaan. 15 67603