FI87150C - Foerfarande och anordning foer att vibrerande driva en arbetskolv, speciellt vid aktiva arbetsverktyg - Google Patents

Description

87150

Menetelmä ja laite erikoisesti aktiivisten työkalujen työ-männän käyttämiseksi värähtelevästi

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 lajimääritelmän mukainen menetelmä sekä patenttivaatimuksen 2 lajimääritelmän mukainen laite. Tällaisia impulssihydraulisia menetelmiä ja vastaavasti laitteita käytetään erikoisesti maansiirtolaitteiden kuten esim. summatehosäädettyjen kaivurien, puskutraktorien, kuormurien jne. työkalujen käyttöön. Työkalujen värähtelevän liikkeen ansiosta nämä voivat tunkeutua verraten kevyestä raskaisiin muokattaviin maalajeihin. Etenkin kemiallisesti kovettuneissa hiekka- ja soralajeissa, kivi- ja ruskohiilessä, koralleissa, liidussa·, liuskeisessa kalkkikivessä sekä heterogeenisissä tai rapautuneissa kovakivilajeissa voidaan käyttää tähän asti tavallista pienempiä työkoneita, koska niiden hyötysuhde paranee huomattavasti impulssihydrauliikan ansiosta.

DE-A 22 36 381:stä on tullut tunnetuksi maansiirtolaitteen kahmaus- tai kuormauskauha, jonka etureunassa on liikkuvasti laakeroidut hampaat, joihin hydrauliset käyttövälineet tukeutu-. vat. Näitä hydraulisia käyttövälineitä käytetään värähtelevästä. Hampaat suorittavat tällöin saksimaisen liikkeen. Nämä kahmails-tai kuormauskauhat sopivat erinomaisesti savimaalajeissa työs'-...‘ kentelyä varten. * - : DE-C 19 57 469:stä on tullut tunnetuksi impulssihydrauliikka,. "I jota voidaan käyttää työmännän värähtelevään käyttöön. Tämä impulssihydrauliikka muodostuu molemminpuolisesti paineistetusta männästä sylinterissä. Molemmat sylinterikammiot männän edessa-ja takana on liitetty ohjauslaitteeseen, jonka sisäosassa on jatkuvasti pyörivä ohjausluisti, joka jatkuvasti vaihdellen *' ensin liittää paluujohdon, toisen kerran syöttö johdon hydraul'iik-kasylinteriin ja aiheuttaa tällä tavoin männän värähtelyn sylinterissä. Ohjauslaitteen pyörivän ohjausmännän kierroslukua muuttamalla muutetaan tällöin impulssitaajuutta. Ohjausmännän aksiaa- 2 87150 lisen siirron avulla voidaan paineväliainetta lisäksi syöttää erilaisina määrinä sylinteriin, niin että männän värähtelevä liike on mahdollinen.

Lopuksi on AT-A 368 607:stä tullut tunnetuksi samantapainen laite, jossa mäntä paineistetaan vain yksipuolisesti. Mäntä on siirrettävissä sylinterissä jousen voimaa vastaan, joka ohjauslaitteen vastaavassa asennossa saa kulloinkin aikaan männän palautuksen. Ohjauslaitteen ja hydrauliikkasylinterin väliin on sovitettu vain yksi ainoa johto paineväliaineen syöttöä ja poistoa varten. Ohjauslaitteena toimii jälleen pyörivä ohjaus-mäntä, joka on paineväliainemäärän ohjausta varten aksiaalisesti siirrettävissä.

Tunnetuissa menetelmissä ja laitteissa on erilaisia epäkohtia. Niinpä esimerkiksi tunnetuissa impulssihydraulisissa sylintereissä ei tapahdu paineväliaineen jatkuvaa vaihtoa. Päinvastoin sama paineväliaine liikkuu enemmän tai vähemmän aina sykkivästi edestakaisin sylinterin työtiloissa. Tämä vaikuttaa nopean lämpenemisen takia epäedullisesti paineväliaineen ja tiivistys-elementtien vanhentumiskestävyyteen.

Tunnettujen laitteiden toisena epäkohtana on se, että suuria paine-huippuja esiintyy hetkellä, jolloin paineväliaineen paluu ohjauslaitteen läpi suljetaan. Nämä painehuiput voivat joissakin tapauksissa nousta syöttöpaineen monikertaan ja johtaa hydrauliikka järjestelmän tai mahdollisesti myös työkalun vahinkoihin.

Kokeet ovat lopuksi osoittaneet, että etenkin kaivurikauhoissa on vaikeaa ilman kohtuutonta teknistä työtä suorittaa pitkit-täisliikettä jokaisella yksittäisellä hampaalla. Myös värähte-lyvoimat, jotka siirtyvät kauhanvarren kautta koko kaivuriin, aiheuttavat ongelman.

Keksinnön tehtävänä on sen tähden saada aikaan alussa mainitun-tyyppinen menetelmä ja laite, joissa tunnetut epäkohdat vältetään ja joissa mahdollisimman pienin kustannuksin voidaan saada aikaan 3

871 SO

värähtelevästi työskentelevä työkalu. Keksinnön toisena tehtävänä on käyttää impulssihydraulista laitetta optimaalisella tavalla maansiirtolaitteessa, kuten esim. kaivurissa. Tämä tehtävä ratkaistaan menetelmän kannalta menetelmällä, jolla on patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan tunnusmerkit.

Männän palautus reaktiovoimien avulla työkalussa mahdollistaa sylinterin erittäin yksinkertaisen rakenteen. Mäntään tarvitsee tämän takia syöttää paineväliainetta vain yhdelle sivulle ilman, että männän takasivulla tarvitaan lisäpalautuslaitetta. Kun paineväliaineen syöttö ohjauslaitteesta sylinteriin ja vastaavasti paineväliaineen poisto sylinteristä ohjauslaitteeseen tapahtuu erillisten johtojen kautta, voi paineväliaineen jatkuva vaihto tapahtua erityisen edullisella tavalla. Paineväliaine lämpiää tällöin vain vähän, mikä vaikuttaa myönteisesti vanhen-tumiskestävyyteen.

Laitteen kannalta asetetut tehtävät ratkaistaan laitteella, jolla on patenttivaatimuksen 2 tunnusmerkkiosassa esitetyt tunnusmerkit. Paineväliaineen kierto sylinterin työtilassa tapahtuu syöttöjohdon ja paluujohdon kautta. Koska männän palautuk-. seen käytetään työkalun reaktiovoimia, palautusvoima ei jokai·^;;' sessa tapauksessa ole säädettävissä. Männän maksimaalista työ^ : iskua on sen tähden rajoitettava siten, etteivät haitalliset päine- · ·· huiput tai iskut voi vaikuttaa mäntään. Tämä saadaan aikaan eri tyisen yksinkertaisella tavalla sylinterin kevennysaukon avulla..

• · ·

Heti kun tämä aukko vapautetaan, kun männän maksimaalinen isku*·; saavutetaan, voi paineväliainetta virrata pois sylinteristä : ohjauslaitteen kiertäen, niin että mäntään ei enää kohdistu • · työntöä.

Koska työkalun aiheuttamat palautusvoimat voivat olla verraten..:, suuria, täytyy männän palautusliikettä vaimentaa alussa mainitr : tujen painehuippujen välttämiseksi järjestelmässä. Tämä tapafrfciju rakenteellisesti erittäin yksinkertaisesti siten, että syöttön . johto ja paluujohto ohjauslaitteen ja sylinterin välissä on 4 87150 yhdistetty toisiinsa yhtyvästi sylinterin kautta riippumatta männän asennosta. Molempien johtojen tämän yhtyvän yhteyden ansiosta voidaan johdoissa olevaa paineväliainetilavuutta käyttää hydraulisena vaimentimena heti, kun ohjauslaite sulkee paluu-johdon. Paineväliaine puristuu palautusvoiman vaikutuksesta, niin että järjestelmässä vältytään iskumaisesti esiintyvältä painehuipulta. Samanaikaisesti puristettu paineväliaine toimii männän kiihdyttimenä männän liikkeen kääntöä varten heti, kun ohjauslaite vapauttaa syöttöjohdon.

Laitteen suorituksia voidaan edelleen optimoida, kun paluujohto on kuristettu paineen kehittämiseksi sylinterissä. Sylinterin työtilassa kehitetään tällä tavoin jatkuvasti muuttuvista ulkoisista olosuhteista, kuten esim. paineväliainemäärästä, paineväli-ainelämpötilasta, palautusvoimasta jne. riippumatta syöttöpaine, joka aiheuttaa männän cteenpäinliikkeen.

Männän lisäsuojaus voidaan värähtelyliikettä edelleen edistämällä saavuttaa siten, että mäntä voi molemmissa pääteasennoissa iskeytyä mekaaniseen vaimennuslaitteeseen. Kun mäntään kohdistuu suuria palautusvoimia, tätä vaimennetaan niin ollen mekaanisesti ja hydraulisesti. Samanaikaisesti mekaaninen vaimennuslaite edistää myös männän kiihdytystä palautusvoimaa vastaan. Toisaalta tapahtuu myös männän vaimennus päinvastaisessa suunnassa, kun palautusvoima työkalun vapautuksen johdosta kohdistuu iskumaisesti ja mäntä on alttiina ainoastaan hydrauliselle paineelle.

Kun sylinterin kevennysaukko on vapautettavissa vain vaimennus-laitteen vastusta vastaan, päästään erityisen yksinkertaisella tavalla siihen, että mäntä värähtelee myös, kun sen maksimaalinen männän isku saavutetaan. Heti kun mäntä vapauttaa keven-nysaukon, tapahtuu sylinterissä nimittäin paineen lasku myös paluujohdon ollessa suljettuna, niin että palautusvoiman puut-tuessakin mäntä palautetaan jälleen vaimennuslaitteen avulla, niin että kevennysaukko jälleen suljetaan. Heti kun ohjauslaite vapauttaa syöttöjohdon, vaimennuslaite puristuu jälleen ja il 87150 5 kevennysaukko vapautuu vastaavasti, niin että tapahtumasarja toistuu.

Vaimennuslaitteen erityisen edullinen rakenne voidaan saavuttaa, kun tämä muodostuu kahdesta irrallisesti pienennetyn halkaisijan omaavaan mäntäosaan laakeroidusta laikasta, joiden väliin on sovitettu jousielementti, jolloin kummankin laikan aksiaalista liikettä rajoittaa jousielementistä pois käännetylle sivulle sylinterissä sovitettu vaste. Vaimennus tapahtuu tällä tavoin molemmissa suunnissa saman jousielementin avulla. Lisäksi vai-mennusmatka on molemmissa suunnissa yhtä suuri. Molempien laikkojen välistä vaimennusmatkaa voidaan tällöin rajoittaa ainakin yhden välikkeen avulla.

Värähtelevillä hampailla varustetun kaivurikauhan yllä kuvatun laitteen eräs edullinen käyttö on tunnettu siitä, että hydrauliik-kasylinteri on laipoitettu suoraan ohjauslaitteeseen ja että hydrauliikkasylinteristä ja ohjauslaitteesta muodostuva yksikkö on sovitettu kaksoispohjaan kauhan alapuolella. Ohjauslaitteen ja hydrauliikkasylinterin suoran kokoonpanon ansiosta jäävät tarpeettomat putkijohdot pois ja paineimpulssit voidaan siirtää käytännöllisesti katsoen ilman painehäviöitä mäntään sylinterissä. Lisäksi saadaan lyhyt tiivis rakenne, joka voidaan helposti sijoittaa kauhan kaksoispohjaan. Hydrauliikkayksikön sijoituksen ansiosta suoraan työkaluun jäävät myös mutkikkaat ja häiriöille alttiit mekaaniset voimansiirtoelementit kuten esim. tan-gostot jne. pois. Itse kaivurikauha saa tämän järjestelyn ansiosta suuremman massan, joka myös vaikuttaa vain myönteisesti työpanokseen.

Kaivurikauha työskentelee erityisen edullisesti, kun se on varustettu suunnilleen U-muotoisella kidalla, jonka haarat on vapaista päistään nivelletty kauhan yläa1uccseen, jolloin 1iitoskappale haarojen väl issä etusivul la muodostaa kauhateran ja kannat laa hampaita ja jolloin liitoskappale puolestaan on yhdistetty mäntään niveltyvästä. Koska liikuteltavat hampaat on kaikki yhdessä 6 87150 kiinnitetty U-muotoiseen kitaan, vältytään hampaiden mutkikkaalta erillisohjaukselta. Sen ansiosta että haarat on nivelletty kauhan yläalueeseen, hampaat eivät suorita suoraviivaista liikettä, vaan liikkuvat ympyräradan osalla. Tämä vaikuttaa kuitenkin vain positiivisesti työpanokseen, koska irrotettu maa tällöin siirretään kauhamaljaa kohti.

Mäntään kohdistuvat häiritsevät poikkivoimat voidaan poistaa, kun liitoskappale on yhdistetty mäntään nivelkappaleella, jossa on kaksi kuulaniveltä, joiden toinen laakerimalja on kiinnitetty mäntään ja toinen laakerimalja liitoskappaleeseen.

Erityisen edullinen rakenne saadaan, kun useita hydrauliikka-sylinteristä ja ohjauslaitteesta muodostuvia yksiköitä on sovitettu riviin kauhapohjan alle ja kun ohjauslaitteet ovat aktivoitavissa yhteisellä ohjausakselilla. Yhteisen ohjausakse-lin avulla kaikki ohjauslaitteet suorittavat täsmälleen saman ohjausliikkeen, niin että sylinterit aina värähtelevät samanaikaisesti samanlaisella taajuudella.

Keksinnön eräs suoritusesimerkki on esitetty piirustuksissa ja sitä selitetään seuraavassa tarkemmin. Piirustuksissa esittää: kuvio 1 kaaviollisena esityksenä ohjauslaitteesta ja sylinteristä muodostuvaa hydraulista järjestelmää, kuvio 2 poikkileikkausta laipoitetulla sylinterillä varustetun ohjauslaitteen läpi männän ollessa palautetussa asennossa, kuvio 3 kuvion 2 mukaista poikkileikkausta männän saavutettua maksimaalisen männän iskun, kuvio 4 keksinnön mukaisen laitteen käyttöä kaivurikauhassa, ja kuvio 5 ohjauslaitteen muunneltua suoritusesimerkkiä.

Kuten kuviossa 1 esitetään, työmäntä 15 liikkuu hydrauliikka-sylinterissä 1. Ilydruulii.kkasylinteri on yhdistetty syöltöjoh-dolla 9 sekä paluujohdolla 10 ohjauslaitteeseen 2. Sylinterin syöttö paineväliaineella tapahtuu pumpun 4 avulla paineväli- I: 7 87150 ainesäiliöstä 3 imujohdon 6 ja painejohdon 7 kautta, jonka jatke ohjauslaitteen 2 jälkeen on syöttöjohto 9. Painejohtoon 7 on liitetty toisella painejohdolla 8 paineentasaussäiliö 5.

Seuraavassa vielä tarkenunin selitetyssä ohjauslaitteessa 2 tapahtuu hydrostaattisen paineväliainevirran muutos sykkiväksi paine-väliainevirraksi. Ohjauslaite sulkee ja vastaavasti avaa vuorotellen syöttöjohdon 9 ja paluujohdon 10. Syöttöjohdon 9 avauksen yhteydessä vaikuttaa niin ollen hydraulinen iskuvoima P„ työmän-nän 15 etupintaan 14. Kun yhteys P:stä A:han vapautetaan ohjauslaitteessa 2, on yhteys B:stä T:hen suljettu. Iskuvoima Pu saa n niin ollen aikaan männän 15 siirron palautusvoimaa R vastaan, joka on työkalun reaktiovoima. Heti kun ohjauslaite sulkee syöttöjohdon, ts. katkaisee yhteyden P:stä A:han ja välittömästi sen jälkeen avaa yhteyden ohjauslaitteessa B:stä T:hen, alkaa palautusvoima R, mikäli sitä esiintyy, jälleen palauttaa männän 15. Palautusvoiman R vaikutuksesta paineväliaine virtaa paluu-johdon 10 ja ohjauslaitteen 2 välityksellä säiliöjohdon 12 kautta takaisin paineväliainesäiliöön 3. Paineväliainejohtojen tämän sovitelman ansiosta tapahtuu, kuten on ilmeistä, paineväliaineen jatkuva vaihto kunkin paine impulssin myötä. ...

Liike, jonka mäntä 15 suorittaa sylinterissä 1, on ilmeisesti *. riippuvainen palautusvoimasta R. Kun palautusvoimaa R ei esiirinyV mäntä 15 liikkuu hydraulisten iskuvoimien PH avulla koko männän. : iskun S yli. Tässä asennossa mäntä 15 iskee ensin mekaaniseen *· vaimennuslaitteeseen 18. Jos mäntää liikutetaan edelleen vaimeii-nuslaitteen 18 voimaa vastaan matkan X' verran, mäntä 15 vapauttaa kevennysaukon 17, joka on sovitettu rengasuraksi sylinteriin 1. Tämän kevennysaukon kautta voi paineväliainetta virrata · · kevennys johdon 11 kautta ohjauslaitteen 2 kiertäen suoraan takai»-sin säiliöjohtoon 12. Tämän takia tapahtuu ohjauslaitteen 2 ··-*- ohjausasennosta riippumatta paineen aleneminen sylinterissä 1 ✓'.·.! niin että mäntää 15 liikutetaan jälleen takaisin myös ilman : ’ palautusvoimaa R vaimennuslaitteen 18 voiman avulla. Tällöin-.’: kevennysaukko 17 suljetaan jälleen, niin että hydraulinen iskuvoima PR voi uudelleen vaikuttaa mäntään heti, kun ohjauslaite 2 8 87150 vapauttaa syöttöjohdon 9. Tällöinkin saavutetaan, kuten on ilmeistä, männän värähtelevä liike, kun palautusvoimaa ei ylipäätään ole olemassa tai kun tämä on pysyvästi pienempi kuin hydraulinen iskuvoima P„. Samanaikaisesti männän maksimaalista iskua n rajoitetaan tämän sovitelman ansiosta hydraulisten toimenpiteiden avulla, jolloin vaimennuslaitteen 18 avulla vältytään iskumaisilta kuormituksilta.

Kuristin 24 paluujohdossa sylinterin 1 ja paineväliainesäiliön 3 välissä saa aikaan paineen muodostuksen sylinterissä 1 myös, kun yhteys B:stä T:hen ohjauslaitteessa 2 on auki, niin että suurten palautusvoimien R esiintyessä vältytään männän 15 iskumaiselta palautukselta.

Kuvioihin 2 ja 3 liittyen selitetään seuraavassa ohjauslaitteen 2 ja hydrauliikkasylinterin 1 yksityiskohtia. Kuvio 2 esittää tällöin paineväliainevirtaa järjestelmässä työvaiheen alussa, ts. männän 15 ollessa palautettuna. Ohjauslaite 2 on laipoitettu suoraan hydrauliikkasylinterin 1 etusivuun. Esitetyssä suoritus-esimerkissä ohjauslaite 2 toimii sinänsä tunnetun kiertoluisti-periaatteen mukaan.

Tällöin roottori 29 kiertyy lähemmin esittämättä jätetyn käyttölaitteen käyttämänä määrätyllä kierrosluvulla, joka määrää hydraulisten impulssien taajuuden. Roottoriin 29 on sovitettu syöttötaskut 28 ja paluutaskut 26, jotka asentojensa mukaan vapauttavat ja vastaavasti sulkevat tuloporaukset 27 ja poistoporauk-set 25 ohjauslaitteen 2 rungossa. Kuviossa 2 syöttötaskut 28 vapauttavat tuloporaukset 27, kun taas roottori 29 sulkee pois-toporaukset 25, koska paluutaskut 26 sijaitsevat tässä asennossa suunnilleen poikittain poistoporausten 25 akselia vastaan. Tämän ansiosta tapahtuu yhteyden vapautus P:stä A:hän, niin että männän 15 etupinnalle 14 syötetään paineväliainetta. Kiertoluistiperi-aatteen sijasta voitaisiin tietysti käyttää myös jotakin toista ohjauslaitetta. Ohjauslaitteessa voisi esimerkiksi olla ohjaus-luisti, joka ei pyöri, vaan suorittaa pelkästään aksiaalista liikettä.

87150 9

Itse mäntä muodostuu varsinaisesta työmännästä 15 ja ohjausmän-nästä 23. Työmännän 15 ja ohjausmännän 23 väliin on sovitettu osa 30, jolla on pienennetty männän halkaisija. Tälle osalle 20 on laakeroitu kaksi laikkaa 21 aksiaalisesti siirrettävästi. Molempien laikkojen 21 väliin on sovitettu jousielementti 20, joka puristaa molemmat laikat 21 pois toisistaan. Kummassakin laikassa 21 on jousielementistä 20 pois käännetyllä sivulla sylinterissä 1 vaste, jota vastaan ne puristetaan jousielementin 20 avulla. Laikat 21 ja jousielementti 20 muodostavat siis erittäin yksinkertaisella tavalla mekaanisen vaimennuslaitteen 18, jota vasten joko työmännän rengaspinta 19 tai ohjausmännän 22 rengaspinta 22 voidaan iskeä. Jousielementin 20 suojaamiseksi ja vaimennusmatkan X rajoittamiseksi on sovitettu välike-elemen-tit. Edullisesti nämä välike-elementit muodostuvat jokaiseen laikkaan sovitetusta rengasseinästä, niin että jokainen laikka saa kuppilaikan muodon. Myös muita välike-elementtejä voidaan tietenkin ajatella.

Hydrauliikkasylinteri 1 on ohjauslaitetta 2 päin kääntyneellä sivullaan varustettu rengasuralla 16. Tämä rengasura 16 on yhdistetty paluujohdon 10 välityksellä poistoporauksiin 25 ohjauslaitteessa. Rengasura 16 on sovitettu siten, että silloinkin, kun mäntä 15 on kokonaan palautettu, syöttöjohdon 9 ja paluu-johdon 10 välillä on yhdistävä yhteys. Rengasura 16 voidaan myös jättää pois, kun se ei vaimennuskammion 13 suurennussyistä ole tarpeen. Poistoporauksilla 25 on tuloporauksiin 27 nähden pienennetty halkaisija, niin että ne vaikuttavat paineväliaine-virrassa kuristimena.

Toinen rengasura sylinterissä 1 on yhdistetty kevennysaukkoon 17, joka kuitenkin vapautetaan vain silloin, kun etupinta 14 on kulkenut koko männän iskun S verran ja kun mäntää 15 tällöin vielä lisäksi liikutetaan vaimennuslaitteen 18 voimaa vastaan. Keven-nysaukko 17 johtaa paineväliainetta kevennysjohdon 11 kautta ohjauslaitteen 2 ohjausasennosta riippumatta suoraan takaisin paine-väliainesäiliöön.

, 87150 10

Heti kun roottori 29 vapauttaa yhteyden Pistä Aihan, mäntään 15 syötetään painevällainetta. Jos hydraulinen iskuvoima on suurempi kuin palautusvoima R, tapahtuu männän 15 liike palautusvoimaa R vastaan. Tämä liike jatkuu niin kauan, kunnes roottori jälleen sulkee yhteyden Pistä Aihan. Nyt tapahtuu männän 15 palautus palautusvoiman R avulla, jolloin roottori 29 vapauttaa yhteyden Bistä Tthen, niin että paineväliaine voi virrata paluujohdon 10 kautta takaisin paineväliainesäiliöön. Tällä tavoin männässä 15 kehitetään värähtelevä liike, jonka taajuus on riippuvainen roottorin 29 kierrosluvusta.

Kun paineväliaineen paluu suljetaan, ts. kun yhteys Bistä Tihen katkaistaan, palautusvoiman R avulla takaisin siirrettyä mäntää 15 hidastetaan paineväliaineen avulla, jolloin painevällainetta ei enää voi virrata pois paluujohdon 10 kautta. Tätä hidastusta vaimennetaan hydraulisesti paineväliaineen puristuksen avulla. Syöttöjohdon ja paluujohdon välisen yhteyden ansiosta on puristettava paineväliainetilavuus verraten suuri. Paineväliaine-tilavuutta voidaan edelleen suurentaa vaimennuskammion 13 avulla. Puristettu paineväliaine toimii samanaikaisesti männän kiihdyttimenä männän liikkeen kääntöä varten paineväliaineen puristetta-vuuden johdosta. Sen jälkeen tuloporausten 27 kautta sisään vir-taava paineväliaine voidaan niin ollen muuttaa optimaalisesti työksi.

Palautusvoiman R lisävaimennuksesta huolehtii myös mekaaninen vaimennuslaite 18, jota voidaan vielä puristaa kokoon vaimennus-matkan X verran, ennen kuin mäntä kokonaan iskee. Tässäkin tapauksessa vaimennuslaitteen 18 jännityksen poisto edistää männän liikkeen kääntöä palautusvoimaa R vastaan.

Kun hydraulinen iskuvoima P^ on suurempi kompensoivien palautus-voimien R puuttuessa, mäntä 15 kulkee koko männän iskun S yli, kunnes työmännän rengaspinta 19 iskee vaimennuslaitteen 18 työmäntää päin käännettyyn laikkaan 21. Tämä työmännän 15 asento on esitetty kuviossa 3. Männän 15 etupinta 14 on sovitettu 87150 11 kevennysaukon 17 suhteen siten, että työmännän 15 ollessa iskeytyneenä vaimennuslaitteeseen kevennysaukko 17 on vielä suljettuna. Heti kun männän etupinta 14 liikkuu edelleen hydraulisen iskuvoiman P„ seurauksena matkan X' verran vaimennuslaitteen

Cl jousivoimaa vastaan, voi paineväliaineen osamäärä virrata suoraan kevennysaukon 17 ja kevennysjohdon 11 kautta ohjauslaitteen 2 kiertäen, tai vaihtoehtoisesti roottorin 29 ohjausasennos-ta riippumatta, takaisin paineväliainesäiliöön 3. Tällöin männän 15 iskuliikettä rajoitetaan. Kun paineväliaineen virratessa pois esteettä kevennysaukon 17 kautta vaimennuslaite 18 jälleen puristaa männän takaisin, mäntä 15 liikkuu myös ilman palautusvoimaa R värähdellen pääteasentoonsa.

Selitetyn impulssihydrauliikan eräs erityisen edullinen käyttö kaivurikauhassa on esitetty kuviossa 4. Kauhanvarteen 31 on kiinnitetty kaivurikauha 32 varsiniveleen 42. Kauhan 32 eteen on sovitettu suunnilleen U-muotoiseksi muodostettu kita 33, jossa on kaksi sivuhaaraa 34. Nämä haarat 34 on ylemmästä vapaasta päästään kiinnitetty kitanivclillä 35 niveltyvästi kauhan yläalueeseen. Alasivullaan on molemmat haarat 34 yhdistetty toisiinsa liitoskappaleella 36, joka yhtäältä muodostaa kauhanterän 37 ja joka toisaalta kannattaa hampaita 38.

Kauhassa 32 on kaksoispohja, joka muodostuu ylemmästä levystä 39 ja alemmasta levystä 40. Tähän kaksoispohjaan on sijoitettu ohjauslaite 2 ja hydrauliikkasylinteri 1, jotka muodostavat yksikön. Kaivurikauhan leveyden mukaan voidaan useita tällaisia yksiköitä sovittaa riviin peräkkäin. Voiman siirto männästä 15 kidan 33 liitoskappaleeseen 36 tapahtuu nivelkappaleen 41 kautta. Tässä nivelkappaleessa on kaksi kuulaniveltä 47, jolloin mäntään 15 on sovitettu laakerimalja 48 ja liitoskappaleeseen 36 toinen laakerimalja 48'. Tämän nivelliitoksen kautta tapahtuu tällöin myös värähtclyvoimien moitteeton siirto männästä 15 kitaan 33, kun jälkimmäinen kallistuu tai siirtyy repäisyvoimien ja tunkeu-tumisvastuksen vaikutuksesta. Mitään erityisiä toimenpiteitä ei sen tähden tarvitse tehdä männän 15 stabiloimiseksi.

12 87150

Kuten on ilmeistä, hampaat 38 kidassa 33 eivät suorita tarkalleen suoraviivaista liikettä. Hampaat 38 liikkuvat pikemminkin kitanivelen 35 akselin ympäri. Ylempi peitelevy 49 ja alempi peitelevy 50 liitoskappaleessa 36 takaavat terän 37 nostaman aineen moitteettoman siirtymisen kauhan 32 sisäosaan. Ohjauslaitteesta ja hydrauliikkasylinteristä 1 muodostuva yksikkö tukeutuu taaksepäin vastalaakeriin 51.

Kauha ei ole yhdistetty kauhanvarteen 31 vain varsinivelessä 42, vaan myös kauhanivelessä 43 vipuvarteen 44 ja polvivipuun 45. Polvivipuun 45 tarttuu kauhasylinteri 46, jonka avulla kohdistetaan voimaa kauhan kääntämiseksi varsinivelen 42 ympäri. Kauha-nivel 43 on laakeroitu metalli-kumiosaan, koska tähän kohdistuu kidan värähtelystä lähteviä reaktiovoimia. Tässä siirretään samanaikaisesti tämän kauhanivelen 43 kautta toiselta puolen kauha-sylinterin 46 kohdistamia voimia ja reaktiovoimia. Erityisen edulliseksi on osoittautunut, että vipuvarsi 44 kulkee kauhan 32 perusasennossa oleellisesti kauhanvarren 31 suuntaisesti.

Kuvio 5 esittää ohjauslaitteen muunneltua suoritusesimerkkiä, jossa erityisesti sylinterillä 1 ja männällä 15 on toinen rakenne. Mäntä on varustettu keskiporauksella 53, joka ulottuu etupinnasta 14 männän rengasuran 55 korkeudelle asti. Männän rengasura ja keskiporaus on yhdistetty toisiinsa poikittain toisiaan vastaan kulkevilla liitosporauksilla 54. Tällä tavoin männän rengasurassa 55 vallitsee sama paine kuin etupinnan 14 edessä. Paineen kevennys ja niin ollen männän maksimaalisen iskun rajoitus tapahtuvat heti, kun männän rengasura 55 saavuttaa kevennysaukon 17. Paineväliaineen takaisinvirtaus tapahtuu tällöin samoin kevennysjohdon 11 kautta. Tämä ratkaisu sallii kevennysaukon 17 taaksesiirron, mikä voi olla edullista männän rakennepituuden kannalta.

Esitetyssä suoritusesimerkissä palautettu mäntä sulkee paluujoh-don 10 ja vastaavasti rengasuran 16. Jotta tässäkin tapauksessa saavutettaisiin tietty vaimennus, on männän etusivu varustettu kartiomaisella viisteellä 56, joka estää paluujohdon iskumaisen sulkemisen. Tietysti tämäkin rakenne voi olla varustettu vaimennus-laitteella .

i:

Claims (14)

87150

1. Menetelmä työkalun, kuten kaivinkauhan (32) tai vastaavan, käyttämiseksi värähtelevästi, joka on peruskoneella siirrettävissä ainakin yhdessä suunnassa, jolloin työkalu tukeutuu hydraulista työmäntää (15) vastaan tai on voimaa siirtävästä yhdistetty työmäntään (15), joka on siirrettävissä edestakaisin sylinterissä (1), jolloin ohjauslaite (2) päästää paineväliainetta sylinteriin (1) tai vastaavasti pois sylinteristä, tunnettu siitä, että paineväliaine vaikuttaa työmäntään (15) vain sen yhdeltä puolelta (PH) niin, että se liikkuu työkalun työntösuuntaan, ja että männän (15) palautus tapahtuu reaktiovoimien (R) vaikutuksesta työkalua peruskoneella työnnettäessä, jolloin reaktiovoimien puuttuessa tai vastaavasti saavutettaessa työmännän (15) suurin työiskunpituus (S + X') sylinteristä johdetaan pois paine-väliainetta ohittamalla ohjauslaite (2).

2. Laite värähtelevän liikkeen aikaansaamiseksi sylinterissä (1) siirrettävässä työmännässä (15) pulsseja antavalla ohjauslaitteella (2), joka päästää syöttöjohtoa (9) pitkin paineväliainetta sylinteriin (1) ja paluujohtoa (10) pitkin pois sylinteristä (1), jolloin nämä johdot (9, 10) ovat vuo-rottaisesti ohjauslaitteella (2) avattavissa ja vastaavasti suljettavissa, tunnettu siitä, että mäntään (15) on palau-tuslaitteitta vaikutettavissa paineväliaineella vain sen yhdeltä puolelta ja että sylinteriin (1) on järjestetty kuormituksen poistoaukko (17), joka vapautuu saavutettaessa suurin männän iskupituus (S + X') ja jota kautta riippumatta ohjauslaitteen ohjausasennosta paineväliainetta on johdettavissa pois sylinteristä (1).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että syöttöjohto (9) ja paluujohto (10) ohjauslaitteen (2) ja sylinterin (1) välissä on yhdistetty toisiinsa yhtyvästi sylinterin (1) kautta riippumatta männän asennosta.

871 BO

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että paluujohto (10) on kuristettu paineen kehittämiseksi sylinterissä (1).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että mäntä (15) voi molemmissa pääteasennoissa iskeytyä mekaaniseen vaimennuslaitteeseen (18).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että sylinterin (1) kuormituksenpoistoaukko (17) on vapautettavissa vain vaimennuslaitteen (18) vastusta vastaan.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaimennuslaite (18) muodostuu kahdesta irrallisesta pienempihalkaisijäiseen mäntäosaan (30) laakeroidusta laikasta (21), joiden väliin on sovitettu jousielementti (20), jolloin kummankin laikan aksiaalista liikettä rajoittaa jou-sielementistä poispäin käännetylle sivulle sylinterissä sovitettu vaste.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että vaimennusmatka (X) molempien laikkojen (21) välillä on rajoitettu jousielementin (20) suojaamiseksi ainakin yhden välikkeen avulla.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 3-8 mukainen laite värähtelevillä hampailla (38) varustettua kaivinkauhaa (32) varten, tunnettu siitä, että hydrauliikkasylinteri (1) on lai-poitettu suoraan ohjauslaitteeseen (2) ja että hydrauliik-kasylinteristä ja ohjauslaitteesta muodostuva yksikkö on sovitettu kaksoispohjaan (39) kauhan (32) alapuolella.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että kauha (32) on varustettu suunnilleen U-muotoisella kidalla (33), jonka haarat (34) on vapaista päistään nivelletty kauhan yläalueeseen, että liitoskappale (36) haarojen (34) välissä etusivulla muodostaa kauhaterän (37) ja kannat- 87150 taa hampaita (38) ja että liitoskappale (36) puolestaan on yhdistetty mäntään (15) niveltyvästä.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että liitoskappale (36) on yhdistetty mäntään (15) nivelkap-paleella (41), jossa on kaksi kuulaniveltä (47), joiden toinen laakerimalja (48) on kiinnitetty mäntään ja toinen laa-kerimalja (48') liitoskappaleeseen.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että useita hydrauliikkasylinteristä (1) ja ohjauslaitteesta (2) muodostuvia yksiköitä on sovitettu riviin kauhapohjan alle ja että hydrauliikkasylinterit (1) ovat synkronisesti tai asynkronisesti aktivoitavissa yhteisen ohjausakselin (52) avulla ohjauslaitteissa (2).

13. Jonkin patenttivaatimuksista 2-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauslaitteessa (2) on erilliset läpivir-tausaukot syöttöjohdon (9) liittämiseksi paineväliaineläh-teeseen (4) ja vastaavasti paluujohdon (10) liittämiseksi paineväliainesäiliöön (3).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjauslaite on kiertoluisti ja että erilliset läpivir-tausaukot ovat syöttötasku (28) ja paluutasku (26), jotka on järjestetty akselinsuunnassa toisistaan erilleen roottoriin (29).