FI90905B - Sovitelma kallioporakoneen syöttöpalkin aseman mittaamiseksi ja/tai porakoneen aseman mittaamiseksi - Google Patents

Description

90905

Sovitelma kallioporakoneen syöttöpalkin aseman mittaamiseksi ja/tai porakoneen aseman mittaamiseksi

Keksinnön kohteena on sovitelma syöttöpalkin aseman 5 mittaamiseksi kehdon suhteen ja/tai porakoneen aseman mittaamiseksi syöttöpalkin suhteen kallioporauslaitteen po-rausyksikössä, johon kuuluu puomiin kiinnitettäväksi tarkoitettu kehto, kehtoon sen suhteen pituussuunnassaan liikkuvasti asennettu syöttöpalkki ja syöttöpalkkiin sen 10 pituussuunnassa liikkuvasti kytketty porakone, johon sovi-telmaan kuuluu syöttöpalkkiin sen pituussuuntaan kiinnitetty pitkänomainen hammastettu ilmaisinelin ja ilmaisin-elimen hammastuksen kanssa kosketuksessa oleva ilmaisimeen kytketty hammaspyörä, jolloin syöttöpalkin liikkuessa keh-15 don suhteen tai vastaavasti porakoneen liikkuessa syöttö-palkin suhteen ilmaisinelin pyörittää hammaspyörää ja hammaspyörän pyörimistä mittaava ilmaisin antaa liikkeeseen verrannollisia signaaleja.

Porattaessa reikää kallioporakoneella on tärkeätä 20 tietää, miten syvälle reikää on porattu. Tarkan reiän syvyyden määrittelemiseksi täytyy tietää myös porakoneen syöttöpalkin asema sen kehdon suhteen. Tunnetuissa laitteissa aseman ilmaisemiseen käytetään syöttöpalkkiin kiinnitettyä sen pituussuuntaista hammastankoa, joka pyörittää 25 sen kanssa kosketuksissa olevaa hammaspyörää ja siten hammaspyörään kytkettyä resolveria. Resolveri puolestaan muuttaa syöttöpalkin liikesuunnan ja liikkeen pituuden sähköiseksi signaaliksi, jota voidaan käyttää esim. automaattisten ohjauslaitteiden ohjaamisessa.

30 Tunnetun ratkaisun ongelmana on, että hammaspyörä ja hammastanko kuluvat niiden välisen liikkeen vaikutuksesta varsinkin, kun niiden väliin tulee likaa ja kivipö-lyä. Samoin hammastangon hampaat vaurioituvat helposti niiden osuessa kiviin ja sen seurauksena ne saattavat vau-35 rioittaa myös hammaspyörää. Tärinän ja värähtelyn seurauk- 2 sena hammaspyörä saattaa hypätä hammastangon hampaan yli, jolloin syntyy mittausvirhettä ja siten myös virheitä porauksessa. Samoin tärinästä ja iskuista saattaa seurata, että hammaspyörän kiinnitysholkit repeytyvät, jolloin ham-5 maspyörä saattaa siirtyä niin kauas hammastangosta, että se ei enää kunnolla kosketa sitä ja siten mittaaminen on käytännössä täysin mahdotonta. Hammastangon kiinnittäminen syöttöpalkkiin aiheuttaa myös ylimääräisiä valmistusvaiheita ja melkoisen työmäärän sitä asennettaessa ja vaih-10 dettaessa, koska hammastanko on kiinnitettävä syöttöpalkkiin ruuveilla tms. sopivin välein.

Edellä esitettyjen seikkojen johdosta muun muassa anturin nollapiste voi siirtyä, jolloin esimerkiksi automaattista porausta käytettäessä anturi antaa vääriä arvo-15 ja. Tämän seurauksena syöttöpalkin siirtäminen porattavan kalliopinnan lähelle eli niin sanottu kiveenajo vaikeutuu ja syöttöpalkki saattaa törmätä kalliopintaan liian suurella nopeudella tai voimalla ja sen seurauksena se saattaa vaurioitua. Samoin automaattisen ohjauksen yhteydessä 20 porauspuomi saattaa käyttäytyä odotetusta poikkeavasti virheellisten arvojen seurauksena. Tämän seurauksena kaikissa kallionporauslaitteissa on välttämätöntä kalibroida syöttöpalkin asemaa mittaava anturi usein, mikä aiheuttaa ylimääräistä huolto- ja kunnostustyötä.

25 Edelleen on SE-kuulutusjulkaisusta 453 111 tunnettu ratkaisu, jossa syöttöpalkin pituussuuntaista liikettä mitataan käyttämällä apuna porakoneen syöttömoottorin paine-nestevirtauksen määrää. Tämän ratkaisun heikkoutena on se, että moottorin välykset ja kuluminen aiheuttavat mittaus-30 virhettä ja virhe lisäksi vaihtelee siirtovastuksen vaihdellessa. Näin saatu mittausarvo ei ole pitkällä aikaa riittävän luotettava ja edellyttää myös usein tehtävää kalibrointia.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sel-35 lainen sovitelma syöttöpalkin liikkeen ja aseman mittaami- li 90905 3 seksi, jolla vältetään edellä esitettyjä hankaluuksia ja jolla porauslaitteisto toimii varmasti ja luotettavasti pitkiäkin aikoja. Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen sovitelma syöttöpalkin liikkeen ja 5 aseman mittaamiseksi, jonka huolto ja kunnossapito sekä asentaminen on helppoa ja nopeata. Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on ominaista on, että ilmaisinelin on syöttö-palkkiin molemmista päistään kiinnitetty olennaisesti venymätön, mutta taipuisa hammashihna, ja, että hairunashihna 10 on kytketty kosketukseen kehtoon tai vastaavasti porakoneeseen kytketyn hammaspyörän kanssa niin, että se kiertää hammaspyörän ympäri osan hammaspyörän kehän pituutta.

Keksinnön olennainen ajatus on, että syöttöpalkin pituussuuntaisena ilmaisinelimenä käytetään venymätöntä, 15 mutta taipuisaa hammashihnaa, joka välittää syöttöpalkin liikkeen kehdossa olevalle resolverille tai vastaavasti porakoneen liikkeen syöttöpalkin suhteen porakoneen mukana liikkuvalle resolverille sen kanssa kosketuksissa olevan hammaspyörän kautta. Edelleen keksinnön olennaisena aja-20 tuksena on, että hammashihna käännetään kiertämään resol-verin hammaspyörän ympäri niin, että se koskettaa hammaspyörän kehää osan sen pituutta ja edullisesti noin puolet sen ympäryksestä, jolloin hammashihnan ja hammaspyörän hampaat eivät voi päästä hyppimään toistensa yli ja siten 25 kosketus niiden välillä säilyy ja syöttöpalkin tai vastaavasti porakoneen liikkeen ilmaisu säilyy luotettavana ja varmana.

Keksinnön mukaisen sovitelman etuna on, että taipuisa ja venymätön hammashihna on helppo asentaa ja kiin-30 nittää syöttöpalkkiin sen molemmista päistä sopivalle kireydelle. Edelleen hammashihna on sen vaurioituessa helppo vaihtaa, koska se tarvitsee kiinnittää syöttöpalkkiin vain päistään. Edelleen keksinnön mukaisen sovitelman etuna on, että asemavirheet syöttöpalkin ja kehdon tai porakoneen ja 35 syöttöpalkin välillä jäävät pois, jolloin sovitelman toi- 4 minta on koko ajan luotettavaa.

Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen 5 sovitelman erästä edullista toteutusmuotoa, kuvio 2 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen sovitelman yksityiskohtaa hammashihnan kulusta kehtoon asennetun resolverin hammaspyörän ympäri, kuviot 3a ja 3b esittävät kaavamaisesti erästä kek-10 sinnön mukaiseen sovitelmaan edullisesti sopivaa hammas-hihnan kiinnitintä päältä ja sivulta osittain aukileikat-tuna ja kuvio 4 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaisen sovitelman erästä toista edullista toteutusmuotoa.

15 Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti kallionporaus- laite, jossa on syöttöpalkki 1, jonka päällä liikkuu pora-tankoa 2 pyörittävä porakone 3. Syöttöpalkki 1 on kytketty liikkuvaksi kehdon 4 suhteen pituussuunnassaan sinänsä tunnetulla tavalla ja syöttöpalkkia siirretään sen ja keh-20 don välillä vaikuttavalla voimalaitteella myös sinänsä tunnetulla tavalla. Kehto 4 puolestaan on kytketty kiinni tavallisen porapuomin 5 päähän. Koska edellä mainitut syöttöpalkin ja kehdon väliset liikkeet ja niiden aikaansaamiseen sekä porakoneen ja syöttöpalkin välisen liikkeen 25 aikaansaamiseen tarvittavat elimet, välineet ja voimalaitteet ovat alan ammattimiehelle yleisesti tunnettuja ja itsestään selviä eivätkä ne ole keksinnön kannalta olennaisia, ei niitä katsota tarpeelliseksi selittää tässä yksityiskohtaisemmin .

30 Syöttöpalkkiin 1 on kehdon 4 puolelle ja edullises ti sen puoleiseen pintaan kii; itetty syöttöpalkin 1 pituussuuntaiseksi ilma_sinelimeh i hammashihna 6 molemmista päistään kiinnittimillä 7. Hammashihna 6 on edullisesti asennettu hammastus syöttöpalkin 1 pintaa vasten niin, 35 että se on mahdollisimman suojassa pölyltä ja lialta. Keh- 90905 5 don 4 suhteen hammashihna 6 kääntyy kehtoon 4 kiinnitettyjen kääntöpyörien 8a ja 8b ympäri syöttöpalkista 1 poispäin ja edelleen kehdon 4 sisällä olevan ilmaisimena toimivan ei esitetyn resolverin hammaspyörän 9 ympäri noin 5 puoli kierrosta niin, että hammaspyörä 9 jää hammashihnan 6 ja syöttöpalkin 1 väliin.

Kuviossa 2 on yksityiskohtaisemmin esitetty, kuinka hammashihna 6 kulkee resolverin 9a hammaspyörän 9 ympäri. Syöttöpalkin 1 suuntaisesti tuleva hammashihna 6 kääntyy 10 syöttöpalkin ensimmäisen pään puoleisen kääntöpyörän 8a ympäri syöttöpalkista poispäin ja sen jälkeen kiertää hammaspyörän 9 ympäri, palaa takaisin kohti syöttöpalkkia 1 ja kääntyy toisen kääntöpyörän 8b ympäri jälleen olennaisesti syöttöpalkin 1 suuntaiseksi sen toista päätä kohti.

15 Tällä ratkaisulla saadaan hammashihnan 6 ja hammaspyörän 9 välille pitkä kosketuspinta, jolloin hampaiden hyppiminen toistensa suhteen ei ole mahdollista ja lisäksi kosketuspintaa voidaan pidentää kuvassa esitetystä noin puoli hammaspyörän kehän pituutta olevasta kosketuspituudesta vielä 20 huomattavasti pidemmäksi eli yli 270° hammaspyörän kehän pituudesta, mikäli hyppimättömyys halutaan mahdollisimman hyvin varmistaa.

Kuvioissa 3a ja 3b on esitetty kaavamaisesti keksinnön mukaiseen sovitelmaan edullisesti sopiva hammashih-25 nan kiinnitin 7, jolla hammashihna 6 voidaan helposti kiinnittää syöttöpalkin 1 kumpaankin päähän ja jonka avulla hammashihna voidaan helposti vaihtaa. Kiinnittimessä 7 on runko-osa 7a, joka on tarkoitettu asetettavaksi syöttö-palkin 1 kehdon 4 puoleista pintaa vasten. Edelleen siihen 30 kuuluu kiinnitysosa 7b, joka voidaan kiristää runko-osaa 7a vasten ruuveilla 10. Kiinnitysosa 7b ja runko-osa 7a muodostavat väliinsä pitkänomaisen syöttöpalkin 1 suuntaiseksi tarkoitetun uran. Ura on mitoitettu niin, että käytettävä hammashihna mahtuu siihen. Edelleen kiinnittimeen 35 7 kuuluu hammashihnan 6 molemmille puolille tulevat ja 6 sitä runko-osaan 7a päin painavat puristusosat 7c, joilla hammashihnan pää varsinaisesti kiinnitetään. Kiinnittimen 7 olennainen osa on käytettävästä hammashihnasta leikattu hihnanpätkä 11, joka asetetaan kiinnittimeen 7 runko-osan 5 ja kiinnitysosan uraan tasainen selkäpuoli syöttöpalkkiin 1 päin eli sen hammastus hammashihnan 6 hammastukseen päin ja kiinnitetään paikalleen ruuvien 10 ja kiinnitysosan 7b avulla niin, että se pysyy runko-osan 7a suhteen liikkumattomasta paikallaan. Varsinainen hammashihnan 1 kiinnit-10 täminen tapahtuu asettamalla sen pää kiinnittimeen 7 hammastus syöttöpalkkiin 1 päin hihnanpätkän 11 kanssa vastakkain niin, että kummankin hampaat osuvat toistensa ham-masväleihin ja siten estävät niitä liukumasta keskenään. Puristusosilla 7c ja niiden kiinnitysruuveilla 12 saadaan 15 hammashihnan pää puristumaan hihnanpätkää 11 vasten sopivalla voimalla.

Kiinnittimet 7 sijaitsevat syöttöpalkin 1 molemmissa päissä, jolloin hammashihna 6 on helppo asentaa asettamalla hammashihnan toinen pää toisessa päässä olevaan 20 kiinnittimeen 7 ja puristamalla se kiinni puristusosien 7c avulla. Sen jälkeen hammashihna 6 pujotetaan kehdossa kääntöpyörien 8a ja 8b kautta resolverin hammaspyörän 9 ympäri ja hammashihnan toinen pää kiinnitetään syöttöpalkin vastakkaisessa päässä olevan kiinnittimeen 7 aiemmin 25 esitetyllä tavalla. Tämän kiinnitinratkaisun etuna on se, että hammashihnan 6 asentaminen ja samalla vaihtaminen on yksinkertaista ja helppoa ja se pysyy luotettavasti kiinni kohtuullisella kuormituksella ilman muita toimenpiteitä. Samoin tämän ratkaisun etuna on, että, mikäli puristusosi-30 en 7c kiristysvoima on sopiva, pääsee hammashihna 6 myötäämään liian suuren voiman vaikutuksesta samoin kuin kiinnittimes3ä 7 oleva hihnanpätkä 11 ja niiden hammastuk-set voivat tällöin siirtyä hammasvälistä toiseen. Näin hammashihna 6 ei tarpeettomasti katkea.

35 Keksinnön mukaisessa sovitelmassa syöttöpalkin 1 h 90905 7 liikkuessa kehdon 4 suhteen hammashihna 6 liikkuu syöttö-palkin 1 mukana samalla nopeudella kiertäen samalla resol-verin 9a hammaspyörää 9. Tämä aikaansaa resolverissa liikkeeseen verrannollisen signaalin, jolloin syöttöpalkin 1 5 asema voidaan mitata tarkasti kehdon 4 suhteen. Kun hammashihna 6 on sopivasti kiristetty syöttöpalkin 1 pituussuunnassa, ovat resolverin hammaspyörän 9 pyörimisliike ja syöttöpalkin 1 pituussuuntainen liike tarkasti verrannolliset toisiinsa ja siten resolverin antama matkaa ja ase-10 maa ilmaiseva signaali myöskin on tarkka. Mikäli hammas-hihna 6 vaurioituu niin, että mittaus ei toimi, on sen vaihtaminen varsin nopeata ja helppoa, koska se edellyttää pelkästään uuden hammashihnan pujottamista resolverin hammaspyörän ympäri ja sen kiinnittämistä päistään syöttöpal-15 kin päissä oleviin kiinnittimiin 7. Resolverin toiminta ja signaalin muodostaminen sen avulla ovat sinänsä täysin yleisesti tunnettuja eikä niitä sen vuoksi katsota aiheelliseksi selittää tässä tarkemmin.

Kuviossa 4 on esitetty eräs keksinnön toinen edul-20 linen sovellutusmuoto, jossa on syöttöpalkin 3 ja kehdon 4 välisen liikkeen mittaamisen lisäksi sovitelmaan lisätty mittausvälineet porakoneen 3 ja syöttöpalkin 1 välisen liikkeen mittaamiseksi. Kuviossa 4 on käytetty kuviota 1 vastaavista osista vastaavia numeroita. Kuviossa 4 on 25 syöttöpalkin 1 porakoneen 3 puolelle kiinnitetty hammas-hihnaa 6 vastaavalla tavalla toinen hammashihna 13, joka on kiinnitetty päistään kiinnittimiä 7 vastaavilla kiin-nittimillä 14 kiinni syöttöpalkkiin 1. Porakoneeseen 3 yleensä liittyvän ja sen kanssa samanaikaisesti liikkuvan 30 kokonaisuuden muodostavaan ja ei tässä erikseen esitettyyn kelkkaan on kytketty toinen hammaspyörä 15, joka on kytketty hammaspyörää 9 vastaavasti ilmaisimeen, joka ilmaisee hammaspyörän 15 pyörimisen. Hammashihna 13 puolestaan on johdettu kuviota 1 vastaavalla tavalla ensimmäisen 35 kääntöpyörän 16a kautta kääntymään pois syöttöpalkista 1 8 ja kiertämään hammaspyörä 15 niin, että hammashihnan 13 ja hammaspyörän 15 hammastukset ovat kosketuksissa toisiinsa ja palaamaan sen jälkeen toisen kääntöpyörän 16b alta kääntyäkseen edelleen syöttöpalkin 1 suuntaiseksi. Tässä 5 tapauksessa porakoneen 3 liikkuessa syöttöpalkkia pitkin hihna 13 pysyy paikallaan ja hammaspyörä 15 pyörii sen akseliin kytketyn ilmaisimen antaessa liikuttuun matkaan verrannollisen signaalin. Näin ilmaisin ilmaisee porakoneen 3 aseman syöttöpalkin 1 pituussuunnan suhteen sen 10 normaalista nolla-asennosta, mikä tyypillisesti on porakoneen takimmainen asento syöttöpalkilla 1. Sekä porakoneen 3 asemaa syöttöpalkin 1 suhteen että syöttöpalkin 1 asemaa kehdon 4 suhteen mitataan periaatteessa samalla tavalla ja samanlaisella sovitelmalla, jolloin laitteet on teknisesti 15 helppo valmistaa ja niiden rakenne voidaan tehdä sellaiseksi, että samat komponentit käyvät molempiin mittauksiin.

Edellä selityksessä ja piirustuksissa on keksintöä selostettu vain esimerkinomaisesti eikä sitä ole millään 20 tavalla rajoi Lettu siihen. Hammashihna voi olla malliltaan ja hammastukseltaan varsin erilainen ja sen kulku resolve-rin tai muun ilmaisimen hammaspyörän pintaa pitkin voi olla toteutettu eri tavoin. Hainmashihna voidaan sopivilla kääntöpyörärakenteilla asettaa kulkemaan esimerkiksi re-25 solverin hammaspyörän ja syöttöpalkin välistä hammastus syöttöpalkista poispäin, kunhan hammashihnan kosketus re-solverin hammaspyörän kehää pitkin on riittävän suuri niin, ettei hampaiden hyppimistä tunnetun tekniikan lailla voi tapahtua. Hammashihnaa varten tarvittava uritus kiin-30 nittimeen voidaan tehdä myös jollain toisella tavalla ja uritus voi olla muodostettu myös puristusosiin, mikäli hammashihnan hammastus halutaan syöttöpalkista poispäin. Resolveri ja sen hammaspyörä sekä kääntöpyörät voidaan asentaa suoraan kehtoon, porakoneeseen tai porakoneen 35 kelkkaan tai ne voidaan kiinnittää erilliseen runkoon, 9 90905 joka vastaavasti kiinnitetään kehtoon ja vastaavalla tavalla porakoneeseen tai sen kelkkaan. Resolverin sijaan voidaan käyttää muuta ilmaisinta ilmaisemaan hammaspyörän pyörimistä, kunhan saadaan automaattiohjaukseen tarvitta-5 vassa muodossa oleva ilmaisinsignaali.

Claims (6)

1. Sovitelma syöttöpalkin (1) aseman mittaamiseksi kehdon (4) suhteen ja/tai porakoneen (3) aseman mittaami- 5 seksi syöttöpalkin (1) suhteen kallioporauslaitteen po-rausyksikössä, johon kuuluu puomiin (5) kiinnitettäväksi tarkoitettu kehto (4), kehtoon (4) sen suhteen pituussuunnassaan liikkuvasti asennettu syöttöpalkki (1) ja syöttöpalkkiin (1) sen pituussuunnassa liikkuvasti kytket-10 ty porakone (3), johon sovitelmaan kuuluu syöttöpalkkiin (1) sen pituussuuntaan kiinnitetty pitkänomainen hammastettu ilmaisinelin ja ilmaisinelimen hammastuksen kanssa kosketuksessa oleva ilmaisimeen kytketty hammaspyörä (9; 15), jolloin syöttöpalkin (1) liikkuessa kehdon (4) suh-15 teen tai vastaavasti porakoneen (3) liikkuessa syöttöpalkin (1) suhteen ilmaisinelin pyörittää hammaspyörää (9; 15. ja hammaspyörän (9; 15) pyörimistä mittaava ilmaisin antaa liikkeeseen verrannollisia signaaleja, tunnet-t u siitä, että ilmaisinelin on syöttöpalkkiin (1) molem-20 mistä päistään kiinnitetty olennaisesti venymätön, mutta taipuisa hammashihna (6, 13), ja että kehtoon (4) ja/tai porakoneeseen (3) on kytketty hammaspyörä (9; 15) kosketukseen hammashihnan (6, 13) kanssa niin, että se kiertää hammaspyörän (9; 15) ympäri osan hammaspyörän (9; 15) ke-25 hän pituutta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että syöttöpalkkiin (1) on kytketty hammashihna (6) kehtoon (4) päin liikkumaan syöttöpalkin (1) mukana ja että kehtoon (4) on kytketty hammaspyörä (9) 30 sekä ilmaisin (9a) niin, että ilmaisin (9a) mittaa syöttö-palkin (1) asemaa kehdon (4) suhteen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että syöttöpalkkiin (1) on kytketty hammashihna (13) porakoneeseen (3) päin ja että porako- 35 neen (3) mukana on kytketty liikkumaan hammaspyörä (15) I! 90905 sekä ilmaisin niin, että ilmaisin mittaa porakoneen (3) asemaa syöttöpalkin (1) suhteen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että siihen kuuluu 5 syöttöpalkin (1) pituussuunnassa hammaspyörän (9; 15) molemmille puolille asennettu kääntöpyörä (8a, 8b; 16a, 16b), että hammashihna (6; 13) on asennettu hammastus syöttöpalkkiin (1) päin kääntymään syöttöpalkin (1) ensimmäisen pään puoleisen kääntöpyörän (8a; 16a) ympäri siitä 10 (1) poispäin, kiertämään hammaspyörän (9; 15) ympäri ta kaisin syöttöpalkkiin (1) päin ja edelleen kääntymään toisen kääntöpyörän (8b; 16b) ympäri kohti syöttöpalkin (1) toista päätä.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 15 sovitelma, tunnettu siitä, että siinä on hammas- hihnan (6; 13) päiden kiinnittämistä varten syöttöpalkkiin (I) asennetut kiinnittimet (7; 14), joissa on hammashihnan (6; 13) hammastusta vastaava uritus, johon hammashihnan (6; 13) hammastus voidaan asettaa, ja ainakin yksi puris- 20 tusosa (7c) hammashihnan (6; 13) puristamiseksi uritusta vasten ja siten sen kiinnittämiseksi liikkumattomasti syöttöpalkin (1) suhteen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että kiinnittimen (7; 14) urituksen muo- 25 dostaa kiinnittimeen (7; 14) kiinnitetty hammashihnapätkä (II) , joka on asennettu sen hammastus hammashihnan hammas-tukseen päin.