FI87831C - Vertikal borrningsbom - Google Patents

Description

1 ¢7331

PystyporäUBpiiomi

Keksinnön kohteena on pystyporauspuomi kalliopo-rauslaitetta varten, jossa on pystysuuntainen kahdesta 5 keskenään pituussuunnassaan liukuvasti asennetusta puo-miosasta muodostettu puomi, joka on alapäästään asennettu alustan suhteen vaakasuuntaisen akselin ympäri käännettäväksi, toimilaite puomin osien siirtämiseksi toistensa suhteen puomin pituuden säätämiseksi siten, että sen pi-10 tuus muuttuu käännettäessä puomia akselin ympäri sen kään-tökulmaan verrannollisesti siten, että kääntöpään kääntö-akseli pysyy olennaisesti suoralla linjalla puomin kääntö-kulmasta riippumatta, toimilaite puomin kääntämiseksi akselin ympäri, kääntöpää, jolla pystyporauspuomiin asennet-15 tu kallioporakoneen syöttöpalkki voidaan kääntää puomin pituusakseliin nähden poikkisuuntaisen, edullisesti kohtisuoran akselin ympäri ja välineet kääntöpään kääntämiseksi.

Porattaessa kallioon ja erityisesti tunneleissa 20 yhdensuuntaisia niin sanottuja tuotantoreikiä louhittavan materiaalin räjäyttämiseksi järjestelmällisesti irti käy-• tetään usein pystyporauspuomia, jonka avulla poraustoimin- ! ta saadaan toteutetuksi. Pystyporauspuomi on pystysuuntai- / nen puomi, joka on alapäästään asennettu porauslaitteeseen • 25 vaakasuuntaisen akselin ympäri kääntyvästi siten, että puomin yläpää kääntyy poraus laitteen suhteen kaarevaa lii-: kerataa pitkin. Pystypuomin yläpäässä on kääntönivel, jon ka akseli on puomin alapään akselin suuntainen ja johon : porapuomi on kytketty niin sanotun Herkulesnivelen avulla.

: 30 Herkulesnivelessä on puomin yläpään kääntöniveleen kiinni tetty varsi, joka toisesta päästään on kytketty porakoneen syöttöpalkkiin kääntöakselin suuntaisen akselin ympäri kääntyvästi siten, että pystypuomia kallistettaessa syöt-·;··: töpalkki saadaan pysymään kallistuksesta riippumatta saman 35 suuntaisena ja syöttöpalkin pituussuunnassa samalla koh- 2 87831 dalla pystypuomin alapään nivelen suhteen eli vastaavasti porattavan kallion suhteen.

Herkulesnivelen käytössä on useita eri haittapuolia, jotka johtuvat sen monimutkaisuudesta ja moninivelyy-5 destä. Syöttöpalkin siirto reiältä seuraavan kohdalle on monimutkaista käyttäjälle ja se on varsin vaikeasti automatisoitavissa, koska ratkaisu vaatii useita antureita ja säätölaitteita, joita täytyy ohjata. Edelleen haittana on, että ratkaisu vaatii useita toimilaitteita ja vastaavasti 10 niille on johdettava runsaasti painenesteletkuja, jolloin letkutuksen teko on hankalaa ja vaikea saada toteutetuksi niin, että kaikki tarvittavat puomin asennot ovat mahdollisia. Tästä seuraa myös, että ratkaisuun tarvitaan suuret letkuniput ja lisäksi pystypuomin mitta kääntöakselin 15 suunnassa tulee suureksi ja siten lisää laitteen mittoja tarpeettomasti.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen pystypuomi, jolla ei ole edellä mainittuja haittoja, joka on rakenteeltaan yksinkertaisempi ja helpommin 20 toteuttavissa ja jonka ohjaaminen porauksen aikana on helppoa sekä manuaalisesti että automaattisesti. Keksinnön • mukaiselle pystypuomille on ominaista, että syöttöpalkki ! *. on kytketty käännettäväksi pystypuomin suhteen suoraan kääntöpään kääntöakselin avulla ja että paineväliaine kal-• 25 lioporakoneen ja siihen liittyvien toimilaitteiden käyttä- '··· miseksi on johdettu alustalta kallioporakoneelle ja sen ·.· · toimilaitteille ja takaisin alustalle pystypuomin kääntö pään läpi johtavien kanavien kautta.

Keksinnön olennainen ajatus, että puomi on muodos-30 tettu kahdesta keskenään pituussuunnassaan liukuvasti asennetusta puomiosasta ja että siinä on toimilaite puomin osien siirtämiseksi toistensa suhteen puomin pituuden säätämiseksi toistensa suhteen puomin pituuden säätämiseksi, ·:··· niin, että pituus muuttuu käännettäessä puomia akselin 35 ympäri sen kääntökulmaan verrannollisesti siten, että 3 87831 kääntöpään kääntöakseli pysyy olennaisesti suoralla linjalla puomin kääntökulmasta riippumatta. Edelleen keksinnön olennainen ajatus on, että syöttöpalkki on kytketty käännettäväksi pystypuomin suhteen suoraan kääntöpään 5 avulla sen kääntöakselin ympäri ilman erillisiä välitys-elimiä kuten herkulesniveltä tai muuta nivelelintä. Tällöin vältytään monimutkaiselta Herkulesniveleltä ja sen aiheuttamilta hankaluuksilta ja saadaan aikaan yksinkertaisesti ja varmasti toimiva sekä helposti ohjattavissa 10 oleva kääntömekanismi.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuviot la ja Ib esittävät keksinnön mukaista pysty-puomia porauslaitteeseen asennettuna, 15 kuviot 2a - 2c esittävät keksinnön mukaista pysty- puomia sen liikeradan eri asennoissa ja kuviossa 3 on esitetty kaavamaisesti poikkileikkauksena hydraulikanavien vienti kääntöpään läpi.

Kuvioissa la ja Ib on alustaan 1 asennettu pysty-20 porauspuomi 2, jonka yläpäässä on kaäntönivelen muodostava kääntöpää 3. Pystypuomi 2 on asennettu apurunkoon 4 apu-rungon suhteen pystypuomin 2 pituusakselin suuntaan nähden - poikittaisen, yleensä kohtisuoran, ja kääntöpään 3 akselin 5 kanssa samansuuntaisen akselin 6 ympäri. Kääntöpäässä on '..f 25 kaksi hydraulikäyttöistä moottoria 5a, joiden avulla kään- '···' töpäätä voidaan pyörittää akselinsa 5 ympäri. Pystypuomin V ' 2 sivuilla on toimintalaitteet eli hydraulisylinterit 7a ja 7b, joiden päät on nivelöity akselin 6 suuntaisten ak-selien 8 ympäri kääntyvästi apurunkoon 4 ja joiden männän-30 varret on vastaavasti samansuuntaisten akselien 9 avulla ... nivelöity pystypuomiin 2 siten, että sylintereiden pituut- ’**. ta muuttamalla pystypuomi 2 kääntyy akselin 6 ympäri. Apu- runko 4 puolestaan on nivelöity akseliin 6 nähden kohti-·:*·: suoralla akselilla 10 porauslaitteen alustaan 1 ja siinä 35 on porauslaitteen 1 ja apurungon 4 välissä hydraulisylin- 4 87831 terit 11, jotka on nivelöity porauslaitteeseen ja vastaavasti apurunkoon 4 akselin 10 suuntaisilla akseleilla ja joiden pituutta muuttamalla apurunkoa 4 ja siten pystypuo-mia 2 voidaan kääntää akselin 10 ympäri. Kallioporauslait-5 teen syöttöpalkki 12 on asennettu suoraan pystypuomin kääntöpäähän 3 siten, että sitä voidaan pyörittää akselin 5 ympäri pystypuomin 2 pituusakselin suuntaan nähden poikittaisessa suunnassa, edullisesti kohtisuoran akselin määräämässä tasossa.

10 Kuviossa Ib on esitetty kuvion 1 mukainen pystypuo- mi akselin 10 suunnasta katsottuna. Apurunkoon 4 on muodostettu kääntövarret 4a, joihin sylintereiden 11 toinen pää on kiinnitetty akselin 10 suuntaisen akselin 13 ympäri kääntyvästi, jolloin sylintereiden männänvarret on kiinni-15 tetty toisesta päästää akselin 10 suuntaisen akselin 14 ympäri kääntyvästi. Sylinterin 11 pituutta muuttamalla saadaan pystypuomia 2 käännetyksi akselin 10 ympäri, jolloin reiät voidaan porata tuotannon kannalta edullisella ja halutulla kaltevuudella.

20 Pystypuomin 2 muodostaa holkkimainen runko 2a, jon- • ka sisäpuolella on sen suhteen pystypuomin pituussuunnassa liikkuvasti asennettu puomipalkki 2b. Rungon 2a ja puomi-palkin 2b välillä eli käytännössä edullisesti puomipalkin ' .* 2b sisäpuolella on toisesta päästään runkoon 2a ja toises- 25 ta päästään puomipalkkiin 2b kiinnitetty hydraulisylinteri 2c, jolla puomipalkkia 2b voidaan siirtää rungon 2a suhteen.

Kuviossa 2a - 2c on esitetty, kuinka pystypuomi 2 /·[ toimii silloin, kun halutaan porata tietyn suuntaisia rei- : : 30 kiä, joiden etäisyys on määritelty ja joiden syvyyden ha- -· lutaan olevan vakio. Kuviossa 2a on pystypuomi 2 kallis tettu kuviossa katsottuna vasempaan ääriasentoonsa, jolloin vasemmanpuoleinen sylinteri 7a on lyhyimmillään ja " oikeanpuoleinen sylinteri 7b on pisimmillään. Samoin pya- 35 typuomin 2 sisällä oleva sylinteri 2c on pisimmillään ja s 87831 puomipalkki 2b on työntynyt niin ulos rungosta 2a kuin se on mahdollista. Tällöin kääntöpään 3 akseli 5 on linjalla L ja kuvion mukaisessa tapauksessa syöttöpalkki 12 on pystysuunnassa, jolloin reikä tulee kohtisuoraan alaspäin.

5 Siirrettäessä ensimmäisen reiän poraamisen jälkeen syöttö-palkki 12 seuraavan reiän kohdalle, kallistetaan pysty-puomia 2 sylintereiden 7a ja 7b avulla kuviossa oikealle päin samalla, kun sylinteriä 2c lyhennetään, jolloin puomipalkki 2b siirtyy rungon 2a sisälle ja kääntöpään 3 10 kääntöakseli 5 kulkee koko ajan linjaa L pitkin, kuten kuviossa 2b näkyy. Kuvion 2b tilanteessa pystypuomi 2 on täysin kohtisuorassa, jolloin sylinteri 2c on lyhyimmillään ja puomipalkki 2b on täysin rungon 2a sisäänvetäy-tyneenä. Pystypuomin 2 kääntyessä akselin 6 ympäri kääntyy 15 vastaavasti kääntöpään akseli 5 moottorien 5a kääntämänä siten, että syöttöpalkki 12 pysyy aina samassa suunnassa eli tässä tapauksessa kuvion 2a mukaisesti pystysuorassa suunnassa. Siirrettäessä syöttöpalkkia kuvion 2b osoittamasta asennosta kuvion 2c osoittamaan toiseen ääriasentoon 20 kallistetaan pystypuomia 2 sylintereiden 7a ja 7b avulla • f· samalla, kun puomipalkkia 2b työnnetään jälleen sylinterin 2c avulla ulospäin rungosta 2a jälleen siten, että kääntö-; pään 3 akseli 5 pysyy edelleen suoralla L ja kääntöpään 3 kääntäessä syöttöpalkkia 12 akselin 5 ympäri siten, että 25 se pysyy koko ajan samansuuntaisena. Kun kääntöakseli 5 ;·;* pysyy aina samalla suoralla, on myöskin porauslaitteella ' porattavan reiän päätepiste aina samalla linjalla ja siten louhinta tapahtuu halutulla ja hallitulla tavalla. Edellä on esitetty ja kuvattu pystypuomin rakennetta ja sen osien :‘· 30 välisiä liikesuhteita. Sen sijaan toimilaitteiden välistä hydraulikytkentää tai muuta ohjauskytkentää ei ole esitet-ty, koska sen toteuttaminen on alan ammattimiehelle ilmeistä sen jälkeen kun keksintö on edellä esitetyllä ta-valla selvitetty.

: : 35 Kuviossa 3 on kaavamaisesti esitetty poikkileik- 6 87831 kauksonu käuntöpää 3 ja hydraulikunavien johtaminen kään-töpään 3 läpi siten, että kääntöpäätä 3 voidaan vapaasti pyörittää akselin 5 ympäri ilman, että letkut tai kanavat sotkeutuvat. Tämä on toteutettu siten, että hydrauliletkut 5 15a ja 15b on porakoneen alustasta johdettu akselin 5 pää hän ja liitetty akselissa 5 oleviin kanaviin 16a ja 16b. Kunkin kanavan 16a ja 16b pää on johdettu akselin ulkopinnalle kääntöpään 3 kohdalla siten, että kukin niistä osuu oman erillisen kääntöpäähän 3 muodostetun rengasmaisen 10 uransa 17a ja vastaavasti 17b kohdalle. Kustakin urasta puolestaan johtaa uusi kanava 18a ja vastaavasti 18b kääntöpään 3 etupinnalle, josta kanaviin on kytketty porakoneen syöttöpalkkiin ja syöttökoneistoon sekä porakoneeseen johtavat letkut 19a ja 19b. Letkut 15a ja 15b sekä 19a ja 15 19b on liitetty kanaviensa päihin sinänsä tunnetulla ta valla nippojen avulla. Rengasmaiset urat 17a ja 17b on molemmilta puoliltaan tiivistetty akseliin 5 sinänsä tunnetulla tavalla rengasmaisilla tiivisteillä, joita ei ole kuviossa esitetty, jotta eri kanavat pysyisivät toisistaan 20 erillään eivätkä ne vaikuttaisi toisiinsa. Tällöin tiettyä toimilaitetta varten tarkoitettu hydrauliletku 15a ja vas-taavasti 15b on jatkuvasti yhteydessä pelkästään kyseiseen • : toimilaitteeseen kääntöpään 3 etupinnalta lähtevää letkua .1 19a ja vastaavasti 19b pitkin ja siten toimilaitteita voi- 25 daan ohjata tavanomaiseen tapaan. Painenesteen tai paine-väliaineen johtaminen pyörivän navan tai akselin läpi edellä esitetyllä tavalla on sinänsä yleisesti tunnettua ja sen yksityiskohtia ei sen vuoksi tarkemmin ole katsottu i aiheelliseksi selittää.

: 30 Edellä selityksessä ja piirustuksissa on keksintöä .·· selostettu vain esimerkinomaisesti eikä sitä ole millään tavalla rajoitettu niihin. Pystypuomin rakenne voi monilta osiltaan olla hyvinkin erilainen samoin kuin kääntöpään rakenne ja toiminta. Pystypuomia ei välttämättä tarvitse 35 voida kallistaa kaikkiin suuntiin, vaan riittää, että sitä 7 87831 voidaan kallistaa kääntöpään kääntöakselin määräämässä tasossa niin, että puomin osien keskenäistä asemaa puomin pituussuunnassa muuttamalla kääntöakseli siten vastaavasti syöttöpalkin asema ja sen perusteella porattavat reiät 5 saadaan samaan tasoon. Vaikka edellä kuviossa 3 onkin esitetty vain kaksi kääntöpään läpi johdettua letkua, voi letkuja olla ja käytännössä onkin useampi, koska tällä tavalla voidaan kaikki porakoneen käyttöön ja poraamiseen liittyvien toimilaitteiden käyttöön tarvittavat letkut 10 johtaa helposti ja yksinkertaisesti porakoneen alustalta syöttöpalkille ja edelleen toimilaitteisiin. Letkut saadaan tällä tavalla myös porakoneen syöttöpalkin puolella suojatuksi, koska ne voidaan johtaa kääntöpäästä eteenpäin syöttöpalkin sisään muodostetussa tilassa ja siten täysin 15 ympäristöltä suojattuna. Letkujen vienti kääntöpään läpi ei ole välttämätöntä, mutta varsin edullista, koska selvitään lyhyemmillä letkuilla ja letkujen hankautuminen, kietoutuminen ja kuluminen sekä riski letkujen rikkoutumisesta vähenee.

«

Claims (4)

8 87831

1. Pystyporauspuomi kallioporauslaitetta varten, jossa on pystysuuntainen kahdesta keskenään pituussuunnas-5 saan liukuvasti asennetusta puomiosasta (2a, 2b) muodos tettu puomi (2), joka on alapäästään asennettu alustan (1) suhteen vaakasuuntaisen akselin (6) ympäri käännettäväksi, toimilaite (2c) puomin osien (2a, 2b) siirtämiseksi toistensa suhteen puomin (2) pituuden säätämiseksi siten, että 10 sen pituus muuttuu käännettäessä puomia (2) akselin (6) ympäri sen kääntökulmaan (a) verrannollisesti siten, että kääntöpään (3) kääntöakseli (5) pysyy olennaisesti suoralla linjalla (L) puomin (2) kääntökulmasta riippumatta, toimilaite (7a, 7b) puomin (2) kääntämiseksi akselin (6) 15 ympäri, kääntöpää (3), jolla pystyporauspuomiin asennettu kallioporakoneen syöttöpälkki (12) voidaan kääntää puomin (2) pituusakseliin nähden poikkisuuntaisen, edullisesti kohtisuoran akselin (5) ympäri ja välineet (5a, 5b) kääntöpään (3) kääntämiseksi, tunnettu siitä, että 20 syöttöpalkki (12) on kytketty käännettäväksi pystypuomin (2) suhteen suoraan kääntöpään (3) kääntöakselin (5) avulla ja että paineväliaine kallioporakoneen ja siihen liit-tyvien toimilaitteiden käyttämiseksi on johdettu alustalta •Λ: (1) kallioporakoneelle ja sen toimilaitteille ja takaisin 25 alustalle (1) pystypuomin (2) kääntöpään (3) läpi johtavi- en kanavien (16a -18a, 16b - 18b) kautta. 'f'.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen pystyporauspuomi, tunnettu siitä, että pystypuomin (2) pituus on : kytketty säädettäväksi siten, että kääntöpään (3) kääntö- 30 akseli (5) liikkuu olennaisesti kallioporauslaitteen alustan määräämän tason suuntaista suoraa pitkin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen pystypo-**: rauspuomi, tunnettu siitä, että toimilaite (2c) puomin (2) pituuden säätämiseksi on puomin (2) sisään 35 asennettu paineväliainesylinteri. 9 87831

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen pys-typorauspuomi, tunnettu siitä, että toimilaite (2c) on kytketty säätämään puomin pituutta siten, että sen pituus muuttuu käännettäessä puomia (2) akselin (6) ympäri 5 sen kääntökulmaan (a) verrannollisesti siten, että kääntö-pään (3) kääntöakseli (5) pysyy olennaisesti suoralla linjalla (L) puomin (2) kääntökulmasta riippumatta. 10 87831