FI67797B - Hydraulisk slaganordning - Google Patents

Description

1 67797

Hydraulinen iskulaite Tämän keksinnön kohteena on hydraulinen iskulaite, jossa on 5 - runko, jossa on pesä runkoon liitettävää, tuki- pinnalla varustettua työkalua varten, - tukipinta, joka painautuu työkalun tukipintaa vasten iskulaitteeseen kohdistetun syöttövoiman vaikutuksesta, - rungossa oleva iskusylinteri, 10 - iskusylinterissä painenesteen vaikutuksesta aksiaa lisesta edestakaisin liikkuva iskumäntä iskujen kohdistamiseksi työkaluun, - tukisylinteri, - tukisylinterissä aksiaalisesti liikkuva tukimäntä, 15 johon liittyy työkalua päin suunnattu tukielin, ja - tukimäntään vaikuttava voimaelin, joka painaa tuki-elintä työkalua vasten, jolloin - iskulaitteen tukipinta on sinönsä tunnetulla tavalla runkoon nähden aksiaalisesti kiinteä, 20 - iskumännässä on aksiaalinen läpimenevä reikä, ja - tukielin sijaitsee iskumännän reiässä.

Tällaisessa hydraulisessa iskulaitteessa, jollaista käytetään esim. maakiilakoneessa ja kallioporakoneessa, kohdistetaan iskulaitteeseen ulkopuolelta syöttövoima, 25 jolla iskulaitetta ja työkalua painetaan työkohdetta päin, kun iskulaitteella kohdistetaan työkalun välityksellä iskuja työkohteeseen. Tämä syöttövoima siirtyy työkaluun isku-laitteen ja työkalun tukipintojen kautta. Iskuenergian tehokkaan hyväksikäytön kannalta on tärkeätä, että työkalu 30 painautuu jatkuvasti työkohdetta vasten. Iskulaitteeseen kuuluvan tukielimen tehtävänä on tukimännän takana vaikuttavan voiman avulla painaa työkalua työkohdetta kohti silloin, kun työkalun tukipinta pyrkii iskujen välillä irtoamaan iskulaitteen tukipinnasta rungon ja iskumännän väli-35 sen rekyylivoiman tai työkalun kärjestä runkoon palaavan 2 67797 heijastusimpulssin vaikutuksesta, eikä iskulaitteeseen kohdistuva syöttövoima riitä painamaan iskulaitteen tukipintaa työkalun tukipintaan kiinni.

Saksalaisesta kuulutusjulkaisusta 2 738 956 on ai-5 kaisemmin tunnettu edellä selitetyn tapainen hydraulinen iskulaite, jonka rungossa on rengasmainen tukisylinteri, jossa oleva paineneste painaa tukimäntää työkalun päätä vasten ja näin ollen työkalua työkohteeseen päin. Tuki-sylinterissä vaikuttava voima on pienempi kuin iskulait-10 teeseen kohdistuva syöttövoima. Tukipinta, jolla iskulaite painautuu työkalun tukipintaa vasten, on muodostettu liikkuvaan tukimäntään ja mainitusta voimien välisestä suhteesta seuraa sentakia, että iskulaitteen ollessa syöttövoiman alaisena painautuu tukimäntä metalliseen kosketukseen tuki-15 sylinterin pohjan kanssa. Tästä yhteydestä irtoaa tukimäntä silloin, kun iskulaitetta työkohdetta kohti painava syöttö-voima on pienempi kuin tukisylinterissä vallitseva voima. Tällainen tilanne syntyy, kun iskulaitteeseen kohdistuu rekyylivoima, joka vaikuttaa päinvastaiseen suuntaan kuin 20 syöttövoima. Käytön aikana tukimäntä täten jatkuvasti hak-kaa tukisylinterin pohjaan, mitä on pidettävä suurena haittana.

Mainitussa saksalaisessa kuulutusjulkaisussa on myös ehdotettu sijoittaa mainittu tukisylinteri-tukimäntä-laite 25 rungon työkalun puoleiseen päähän rungon ulkopuolelle. Yllämainittujen epäkohtien lisäksi tämä rakenne aiheuttaa muitakin huomattavia epäkohtia. Rungon ulkopuolella sijaitseva tuentalaite on altis mekaanisille vaurioille ja lialle ja liikkuvissa osissa on tiivistysvaikeuksia. Rungon ulko-30 puolinen tuentalaite lyhentää työkalun niskan tuentapituut-ta lähinnä taivutukseen nähden.

Samantapainen iskulaite on tunnettu myös pneumaattisesta maakiilakoneesta. Iskulaitteen rungon päähän on sovitettu kiinteä holkki, johon työkalu liitetään. Hoikin etu-35 pinta toimii iskulaitteen tukipintana, jota vasten työkalun 3 67797 tukipinta painautuu. Tukimäntänä toimii työkalun ja isku-männän välissä sijaitseva välimäntä, jonka iskumännän puoleiseen päähän vaikuttaa sama ilmanpaine, joka siirtää iskumäntää poispäin työkalusta. Kun työkalun tukipinta 5 irtoaa hoikin ulkopinnasta, seuraa välimäntä työkalun perässä ja pitää sen painautuneena työkohdetta vasten. Tämän ratkaisun haittana on se, että iskumäntä iskee työkaluun välimännän kautta. Tämän johdosta työkaluun kohdistuva is-kuenergia pienenee noin 7 %, Lisäksi on välimäntään kohdis-10 tuva voima, joka painaa sitä työkalua päin, jaksottainen, koska se vaikuttaa välimäntään vain silloin, kun iskumäntä liikkuu poispäin työkalusta.

Edelleen esimerkkinä tunnetusta tekniikasta voidaan mainita US-patenttijulkaisussa 3 739 862 esitetty iskulaite, 15 jossa paineilman tuloa laitteeseen säädetään iskumännän ja työkalun välissä olevan välikappaleen aseman perusteella. Välikappaleen ja sulkuventtiilin välissä on tanko, joka laitteen normaalin toiminnan aikana estää sulkukappaletta työntymästä paineilman vaikutuksesta eteenpäin ja sen seu-20 rauksena estämään paineilman tuloa. Tämän tunnetun laitteen epäkohtana on se, että tanko on kosketuksessa työkaluun välikappaleen välityksellä. Tangon tehtävästä johtuen sen työntövoima työkaluun on vaatimaton, sillä laitteen ollessa toiminnassa ja ilman virratessa männän etupuoliseen tilaan 25 tasapainottuu tilanne edelleen ja näin ollen tangon jo sinänsä heikko työntövoima kevenee entisestään. Heikkoutena on vielä lisäksi pitkä ja hoikka tanko, joka nurjahtaa helposti ja myöskin monimutkainen rakenne.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada isku-30 laite, joka poistaa edellä mainitut epäkohdat ja mahdollistaa tukimännän toiminnan pitämisen riippumattomana isku-männän toiminnasta ja syöttövoiman suuruudesta. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella iskulaitteella, jolle on tunnusomaista se, että 35 - iskumännän työkalusta poispäin sijaitseva pää on holkkimainen ja 4 67797 - tukisylinteri on muodostettu runkoon kiinnitettyyn, iskumännän holkkimaisen osan sisään ulottuvaan välikappaleeseen.

Saksalaisen patenttijulkaisun 2 738 956 esittämään 5 rakenteeseen verrattuna saavutetaan se etu, että metallinen kosketus tukimännän ja tukisylinterin välillä voidaan estää tukisylinterin sopivalla iskulaitteen pituusakselin suuntaisella mitoituksella ja siitä syystä, että työkalun tuki-pinta tukee suoraan iskulaitteen rungossa olevaan kiinteään 10 tukipintaan. Tämän lisäksi tukimännän, -sylinterin ja -elimen muodostaman tukilaitteen rakenne on yksinkertainen ja halpa. Tukilaite on rungon sisässä suojatti iskuilta ja lialta eikä siinä ole tiivistysvaikeuksia. Koska iskulaitteen runko nojaa kiinteällä tukipinnallaan työkalun tuki-15 pintaan, pysyy iskupiste paikallaan. Työkalun tukipinnan kosketus rungon kiinteän tukipinnan kanssa rajoittaa tukimännän liikettä iskumäntää kohti ja tässä ääriasennossa jää riittävästi tilaa voimaelimelie, kuten jouselle, tukimännän ja tukisylinterin pohjan väliin.

20 Selitettyyn maakiilakoneeseen verrattuna saavutetaan keksinnöllä se etu, että iskumännän iskuenergia saadaan siirtymään iskumännästä suoraan työkaluun. Lisäksi aikaansaadaan jatkuva työkaluun kohdistuva, sitä työkohdetta kohti työntävä voima, koska se on riippumaton iskumännän liik-25 keen aikaansaavasta voimasta. Edelleen keksinnön mukainen ratkaisu on sovellettavissa edullisesti nimenomaan sellaisiin hydraulisiin iskulaitteisiin, kuten esim. kalliopora-koneisiin, joihin edellä selostettu maakiilakoneen ratkaisu ei sovellu.

30 Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista is-kulaitetta asennettuna maakiilakoneeseen, kuviot 2 ja 3 esittävät suuremmassa koossa aksiaali-35 leikkauksena keksinnön mukaisen iskulaitteen erästä edul- 5 67797 lista sovellutusesimerkkiä iskumännän kahdessa ääriasennossa, ja kuvio 4 esittää iskulaitteen toista sovellutusesimerkkiä.

5 Piirustuksen kuvion 1 mukaisessa maakiilakoneessa käyttäjä kohdistaa iskulaitteeseen 1 syöttövoiman A pyrkien painamaan iskulaitteen työkohdetta 2, tässä tapauksessa rikottavaa maaperää kohti. Koneeseen on liitetty työkalu 3, johon iskulaite kohdistaa peräkkäisiä aksiaalisia iskuja.

10 Kuviossa 2 yksityiskohtaisemmin esitettyyn iskulait teeseen 1 kuuluu runko 8, jonka toiseen päähän on muodostettu perä 9 runkoon liitettävää työkalua 7 varten. Rungon päähän on muodostettu kiinteä tukipinta 10, jolla iskulaite painautuu syöttövoiman A vaikutuksesta työkaluun muodostet-15 tua tukipintaa 11 vasten.

Runkoon on lisäksi muodostettu pesän kanssa sama-akselinen iskusylinteri 12, johon on asennettu iskumäntä 13. Runko on varustettu tulo- ja poistoliitännöillä 14, 15 painenesteen johtamiseksi iskusylinteriin ja vastaavasti 20 siitä pois. Iskusylinteriin on aksiaalisesti liikkuvasti laakeroitu venttiililuisti 16 ja asennettu runkoon kiinnitetty välikappale 17 iskumäntään vaikuttavan hydraulisen voiman rajoittamista varten. Iskumännän edestakainen liike on sovitettu sellaiseksi, että se iskee iskusylinteriin 25 ulottuvan työkalun päähän. Iskumännän edestakainen liike painenesteen vaikutuksesta aikaansaadaan iskusylinterin, iskumännän ja venttiililuistin sinänsä tunnetulla yhteistoiminnalla. Suomalaisessa patenttijulkaisussa 50 940 on esitetty eräs esimerkki sopivasta rakenteesta iskumännän 30 edestakaisen liikkeen aikaansaamiseksi, eikä tähän liittyvää rakennetta ja toimintaa sentakia selitetä lähemmin tässä yhteydessä.

Iskumännän työkalusta poispäin suunnattu pää on holkkimainen ja runkoon kiinnitetty välikappale ulottuu 35 tämän holkkimaisen pään sisään. Välikappaleeseen on muodostettu iskumännän kanssa sama-akselinen tukisylinteri 6 67797 18, johon on sovitettu tukimäntä 19. Tukimäntään on kiinnitetty työkalua kohti suunnattu tankomainen tukielin 20, joka ulottuu välikappaleessa olevan aksiaalisen reiän 21 ja iskumännässä olevan aksiaalisen reiän 22 läpi kosketuk-5 seen työkalun pään kanssa. Tukimännän vastakkaiselle puolelle on asennettu tukisylinteriin voimaelimenä toimiva puristusjousi 23, joka pyrkii painamaan tukimäntää työkalua kohti. Tukisylinteri on tällöin niin pitkä, että tukielin säilyttää kosketuksensa työkalun kanssa, vaikka työkalu 10 liikkuisikin jonkin matkaa ulospäin pesässä 9.

Iskulaitteisto toimii seuraavalla tavalla:

Kuvio 2 esittää tilannetta, jossa syöttövoima A painaa runkoa 8 työkalua 7 kohti, niin että rungon tuki-pinta 10 painautuu työkalun tukipintaa 11 vasten, ja isku-15 mäntä 13 iskee työkalun päähän. Puristusjousi 23 painaa tukielintä 20 työkalun päätä vasten. Iskumännän työiskun aikana siirtää rekyylivoima C rungon irti työkalusta. Sama vaikutus on poratun reiän pohjasta työkalua pitkin palautuvalla heijastusimpulssilla.

20 Kuvio 3 esittää tilannetta, jossa rungon tukipinta 10 on irronnut kosketuksesta työkalun 7 tukipinnan 11 kanssa ja iskumäntä 13 liikkuu poispäin työkalusta. Tukielin 20 pysyy edelleen painautuneena työkalua vasten huolimatta rungon liikkeestä työkalusta poispäin, koska puristusjousi 25 23 painaa tukimäntää 19 jatkuvasti työkalua päin rungon liikkuessa vastakkaiseen suuntaan.

Huomataan, että tukielimen toiminta on riippumaton iskumännän toiminnasta ja siihen vaikuttavasta hydraulisesta voimasta ja että työkaluun näin ollen aina vaikuttaa 30 voima D, joka painaa työkalua työkohdetta vasten riippumatta rungon liikkeistä rekyylivoiman tai heijastusimpulssin vaikutuksesta. Metallinen kosketus tukimännän ja tykisylin-terin pohjan välillä voidaein estää tukisylinterin sopivalla aksiaalisella mitoituksella ja sen ansiosta, että työkalun 35 tukipinta tukee suoraan rungossa olevaan kiinteään tukipin-taan.

7 67797

Kuviossa 4 esitetty iskulaitteen sovellutusesimerkki poikkeaa edellisestä vain siinä suhteessa, että iskulaitteen tukielimen 20 voimaelimenä on puristusjousen 23 asemesta paineneste 33. Painenesteenä käytetään hyväksi isku-5 männän painenestettä, koska tuloliitäntä 14 syöttää jatkuvasti vakiopaineista painenestettä. Tätä varten on välikappaleeseen tehty aksiaalinen reikä 24, joka johtaa tukisy-linteristä välikappaleen läpi. Tukimäntään on kiinnitetty tankomainen jatke 25, joka ulottuu mainittuun reikään ja 10 jonka ulkopäähän paineneste vaikuttaa. Tukielin 20 painautuu painenesteen vaikutuksesta jatkuvasti työkalua vasten ja pitää siten työkalun painautuneena työkohdetta vasten huolimatta rungon liikkeistä työkalun suhteen.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoi-15 tettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdistaan voi keksinnön mukainen iskulaite vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Välikappale 17 voi erillisen osan asemesta olla kiinteä osa runkoa 8.

Claims (4)

8 67797

1. Hydraulinen iskulaite (1), jossa on - runko (8), jossa on pesä (9) runkoon liitettävää, 5 tukipinnalla (11) varustettua työkalua (7) varten, - tukipinta (10), joka painautuu työkalun tukipintaa vasten iskulaitteeseen kohdistetun syöttövoiman (A) vaikutuksesta, - rungossa oleva iskusylinteri (12), 10. iskusylinterissä painenesteen vaikutuksesta aksiaali sesta edestakaisin liikkuva iskumäntä (13) iskujen (B) kohdistamiseksi työkaluun, - tukisylinteri (18), - tukisylinterissä aksiaalisesti liikkuva tukimäntä 15 (19), johon liittyy työkalua päin suunnattu tukielin (20), ja - tukimäntään vaikuttava voimaelin (23; 33), joka painaa tukielintä työkalua vasten, jolloin - iskulaitteen tukipinta (10) on sinänsä tunnetulla 20 tavalla runkoon (8) nähden aksiaalisesti kiinteä, - iskumännässä (13) on aksiaalinen läpimenevä reikä (22) , ja - tukielin (20) sijaitsee iskumännän reiässä, tunnettu siitä, että 25. iskumännän (13) työkalusta (7) poispäin sijaitseva pää on holkkimainen ja - tukisylinteri (18) on muodostettu runkoon (8) kiinnitettyyn, iskumännän holkkimaisen osan sisään ulottuvaan välikappaleeseen (17).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen iskulaite, tun nettu siitä, että välikappaleessa (17) olevaan tukisy-linteriin (18) on sovitettu voimaelimenä (23) toimiva jousi tukimännän (19) vastakkaiselle puolelle iskumännän (13) reikään (22) nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen iskulaite, tun nettu siitä, että voimaelimenä (33) on paineneste, 67797 joka vaikuttaa välikappaleen (17) tukisylinterissä (18) sijaitsevaan tukimäntään (19) tukielimeen (20) nähden vastakkaiselta puolelta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen iskulaite, t u n -5 n e t t u siitä, että välikappaleessa (17) on reikä (24), joka ulottuu tukisylinteristä (18) rungon (8) paineneste-tilaan, ja että tukimäntä (19) on varustettu aksiaalisella jatkeella (25), joka ulottuu mainittuun reikään (24). 10 67797