NO318421B1 - Hydraulisk slagapparat - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder et hydraulisk slagapparat, og et slikt apparat omfatter gjerne en hoveddel eller apparatblokk med en sylinder, i hvis indre et slagstempel er anordnet for å kunne føres frem og tilbake i forhold til et verktøy. Føringen skjer hydraulisk i den ene og andre retning ved hjelp av et usammentrykkbart fluid. Stempelets bevegelse styres av en fordeler som åpner og lukker hydrauliske kretser og bringer enkelte kamre på begge sider av stempelet i vekselvis forbindelse med en høy- og en lavtrykkskrets, i den hensikt å gi en vekselvis fremføring og returbevegelse.

Fra patentlitteraturen skal vises US 4 230 019 som gjelder et slagapparat med flere hoveddeler, særlig en hoveddel som omfatter et slagstempel, en hoveddel som inneholder fordelersystemet, og en del som inneholder en energiakkumulator. Styringen av disse deler eller hoveddeler er slik at kraftoverføirngskretser bringer fluidutløp til aktivering for et fremoverrettet slag, mens styrekretser med mer beskjedne mål sikrer bevegelsen av fordeleren i fordelersystemet. Disse siste kretser er anordnet både i hoveddelen som inneholder sylinderen og i den som inneholder fordeleren.

Denne kjente teknikk representerer forskjellige ulemper.

Særlig gjelder at styrekanalene eller -kretsene både ligger i den del som inneholder sylinderen og den som inneholder fordeleren, hvilket gjør at man må ha en god tetning mellom disse deler.

Fordelerhoveddelen er anordnet på siden, slik at den må holdes meget godt på plass for å kunne motstå akselerasjoner ved støtene under slagapparatets bruk.

Man kjenner videre til posisjoneringen av en fordelerblokk på oversiden av den hoveddel som inneholder sylinderen, men dette innebærer at man må ha boret huller langsetter i denne hoveddel for å kople sammen de enkelte kretser, hvilket medfører en øket kostnad og dessuten et trykktap i kanalene.

Målet med oppfinnelsen er således å komme frem til et hydraulisk slagapparat hvor systemet for styring av fordeleren er utført på enkel måte og med få komplikasjoner og lave kostnader. Således omfatter oppfinnelsens hydrauliske slagapparat i en apparatblokk som inneholder en sylinder i hvis indre et stempel 1 for og mot et verktøy er anordnet glidbart frem og tilbake, idet stempelet drives hydraulisk vekselvis i den ene og andre retning av et ukomprimerbart fluid, slik at stempelbevegelsen underlegges styring av en fordeler som er anordnet koaksialt i forhold til stempelet, i det indre av et fordelerhus, kjennetegnet ved at fordelerhuset omfatter et parti som aksialt er ført til inngrep med stempelet 1 og anordnet konsentrisk i forhold til dette, og at fordelerhuset sammen med stempelet avgrenser et styrekammer som, ved vekselvis å koples til en høytrykkskrets og en lavtrykkskrets for fluidet står i kommunikasjon med et drivkammer via en tredje kanal inne i fordelerhuset, idet drivkammeret er innrettet for å styre fordelingen i fordeleren slik at det i denne vekselvis dannes høytrykk og lavtrykk og deretter en påfølgende motsatt rekkefølge for de resultantkrefter som virker mot fordeleren. Fortrinnsvis er de kanaler som forbinder styrekammeret med høytrykks- og lavtrykkskretsen anordnet i fordelerhuset.

Et slikt hydraulisk slagapparat er en kompakt konstruksjon, siden det foreligger en gjensidig inngriping mellom fordelerhuset og den sylinder som inneholder slagstempelet. Videre er konstruksjonen av apparatet forenklet, ved at styre- og drivkretsene i fordelersammenstillingen er uavhengige av sylinderhoveddelen og er lagt i fordelerhuset. På denne måte er det ikke annet enn de nødvendige kraftoverføringskretser som gjelder slagstempelets bevegelse, som er lagt inn i hoveddelen med sylinderen. Det skal også bemerkes at ett og samme fordelersystem kan brukes til forskjellige slagapparater.

Nå skal enkelte utførelsesformer gjennomgås, og tallene i teksten refererer til tegningene som omtales noe senere: I en første utførelsesform av apparatet er dette utført slik at den øvre ende av stempelet 1 har en sentral og aksial boring 4 med en innvendig og likeledes aksial og sentral lagerflate 5 som hører til fordelerhuset 3, idet denne boring 4 i stempelet har styrekammeret 13 i form av en ringromformet utsparing som sammen med lagerflaten 5 i fordelerhuset 3 avgrenser styrekammeret. I en andre utførelsesform av apparatet er dette slik at den øvre ende av stempelet 1 omfatter en sylindrisk sentral og aksial lagerflate 34 som er anordnet i en sentral boring 35 i fordelerhuset 3 og omfatter et ringformet spor som sammen med boringen 35 i fordelerhuset 3 avgrenser slagapparatets styrekammer.

I disse to utførelsesformer omfatter apparatet et bunnkammer 10 mellom den nedre ende av fordelerhuset 3 og stempelet 1 og permanent koplet til lavtrykkskretsen 12 via en første kanal 17, mens en andre kanal 18 som munner ut radialt i boringen 4 sørger for fremover- og tilbakebevegelse av stempelet 1 i forhold til fordelerhuset, på oversiden av den tredje kanal 16 for å kople sammen styrekammeret 13 med drivkammeret 14 i fordeleren, er permanent komplet til høytrykkskretsen 9, idet bevegelsen av stempelet 1 i forhold til fordelerhuset 3 etter tur bringer styrekammeret 13 i kommunikasjon med bunnkammeret 10 koplet til høytrykkskretsen 9 og den andre kanal 18 koplet til lavtrykkskretsen. Fluidtilførselskanalen til dette bunnkammer så vel som til kanalen som er koplet til lavtrykkskretsen er anordnet i fordelerhuset.

Oppfinnelsen vil nå beskrives nærmere, og det vises samtidig til tegningene av eksempler som er illustrative uten å være begrensende, idet det er særlig to utførelsesformer som er belyst, og hvor fig. 1-4 viser fire lengdesnitt gjennom et slikt slagapparat under dets fire arbeidsfaser, mens fig. 4 vise et lengdesnitt av en andre utførelsesform av samme apparat.

Oppfinnelsens slagapparat slik dette er, vist på fig. 1-4 omfatter som allerede nevnt et stempel 1 som kan gli frem og tilbake i det indre av en sylinder inne i en apparatblokk 2 som utgjør en hoveddel i apparat. Under sin vekslende bevegelse frem og tilbake slår stempelet mot den øvre ende av et verktøy 0. Apparatblokken 2 inneholder på oversiden av stempelet 1 et fordelerhus 3, mens stempelet har en sentral og aksial boring 4 i hvis indre det er lagt inn en sylindrisk og aksial lagerflate 5 som hører til fordelerboksen 3. Stempelet avgrenses sammen med sylinderen og fordelerboksen 3 minst tre kammere:

- et ringformet omsluttende drivkammer 6 på oversiden av stempelet,

- et ringformet motkammer 7 med ganske lite tverrsnitt og hele tiden i forbindelse med høytrykkskretsen 9, og

- et sentralt bunnkammer 10 som permanent er tilkoplet lavtrykkskretsen 12.

For å få tilført fluid under trykk hele tiden bør apparatets slagfrekvens velges som en funksjon av overflatene i de enkelte seksjoner. Dette valg bestemmer, for et slagapparat hvordan apparatets sylinder skal være og følgelig hvilken slagfrekvens man får for en bestemt fluidtilførsel.

Vekselbevegelsen av stempelet oppnås ved kommunikasjon mellom drivkammeret 6 og høytrykkskretsen 9 i det ene tilfellet og lavtrykksgrensen 12 i det andre tilfelle, slik at resultantkreftene av det hydrauliske trykk som påtrykkes stempelet 1 vekselvis kommer til å virke i den ene og den motsatte retning.

Boringen 4 i stempelet 1 omfatter en utsparing eller et ringformet spor som sammen med lagerflaten 5 i fordelerhuset 3 avgrenser et styrekammer 13.1 avhengighet av stempelets posisjon i forhold til lagerflaten 5 etableres kommunikasjon mellom et drivkammer 14 for bevegelsen av fordeleren 15 via en tredje kanal 16 og styrekammeret 13, dels med høytrykkskretsen 9, dels med lavtrykkskretsen 12.

For dette omfatter den sylindriske lagerflate 5 i fordelerhuset 3 en første kanal 17 for å bringe bunnkammeret 10 i forbindelse med lavtrykkskretsen 12, samtidig med at en andre kanal 18 radialt munner ut i boringen 4 på oversiden av styrekammeret 13 og blir ført til forbindelse med høytrykkretsen 9.

Fordeleren 15 avgrenser således tre kammere sammen med fordelerhuset 3 og et lokk 19: - et sentralt fordelerkammer 20 som står i permanent kommunikasjon med høytrykkskretsen 9,

- et ringkammer 22 som hele tiden står i forbindelse med lavtrykkretsen 12, og

- det ringromformede drivkammer 14 som danner et motkammer til ringkammeret 22 og via den tredje kanal 16 er koplet til styrekammeret 13.

For resten av denne beskrivelse tas som et eksempel at fordeleren 15 beveges nedover når drivkammeret 14 koples til lavtrykkskretsen 12 og omvendt når dette kammer 14 er koplet til høytrykkskretsen 9.

Den vekselvise bevegelse av fordeleren 15 oppnås ved kommunikasjon mellom drivkammeret 14 og i første instans høytrykkskretsen 9 og i neste instans lavtrykkskretsen 12, slik at man ut fra de flater som er valgt for de enkelte tverrsnitt i de tre kammere 14, 13 og 22 blir resultantkreftene som påtrykkes fordeleren i den ene eller den motsatte retning.

Innledningsfasen er vist på fig. 1, hvor fordeleren 15 er i nedre stilling og stempelet 1 i øvre. Så snart fluidet under trykk beveger seg i høytrykkskretsen 9 vil resultantkreftene som påtrykkes fordeleren fortsatt holde denne i sin nedre stilling, drivkammeret 14 koples til lavtrykkskretsen 12 via kanalen 16, styrekammeret 13, bunnkammeret 10 og kanalen 17. Kreftene som påtrykkes slagstempelet 1 gjør at dette da beveger seg tilbake oppover, siden drivkammeret 6 der oppe koples til lavtrykkskretsen 12 via en fjerde kanal 23 og ringkammeret 22.

- Under den oppadgående bevegelse av stempelet 1 skjer følgende:

Den viste kant 24 på den ringromformede utsparing som danner styrekammeret 13 krysser en kant 25 på lagerflaten 5 i fordelerhuset 3 og isolerer således den tredje kanal

16 fra lavtrykkskretsen 12.

- Under slutten av oppoverbevegelsen av stempelet 1, slik det er vist på fig. 2 avdekker kanten 26 på stempelet munningen av den andre kanal 18 som er koplet til høytrykkskretsen 9, hvorved det etableres en forbindelse for høytrykk mot den tredje kanal 16 som utgjør en styrekanal og drivkammeret 14 via styrekammeret 13. - Dette drivkammer 14 i fordeleren 15 får derved høyt trykk, slik at kreftene som påtrykkes fordeleren skyver denne nedover slik det er vist på fig. 3. - Kanten 27 på fordeleren 15 avdekker kanten 28 på fordelerhuset 3 og etablerer forbindelse mellom høytrykkskretsen 9 og det sentrale fordelerkammer 20 med den fjerde kanal 23 og det omsluttende drivkammer 6. - Fordeleren 15 avslutter sin oppadstigende bevegelse, og kreftene som påtrykkes stempelet 1 akselererer dette nedover for slagbevegelsen, slik det er vist på fig. 4. - Styrekretsen som utgjøres av drivkammeret 14 og den tredje kanal 16 i fordeleren 15 isoleres deretter fra høytrykket og bringes i forbindelse med lavtrykkskretsen 12 via styrekammeret 13 og bunnkammeret 10. Kraftresultanten som påtrykkes fordeleren blir således dirigert nedover, hvorved fordeleren starter nedoverrettet bevegelse. Samtidig når slagstempelet 1 sin slagsone. - Kanten 27 på fordeleren 15 krysser kanten 28 på fordelerhuset 3 og isolerer derved det omsluttende drivkammer 6 fra slagstempelet. - Fordeleren 15 etablerer forbindelse mellom lavtrykkskretsen 12 og det omsluttende drivkammer 6. Stempelet 1 og fordeleren 15 er da i sin nedre stilling vist på fig. 1, og arbeidsgangen kan fortsette som den startet.

Fig. 5 viser en utførelsesvariant av slagapparatet, hvor samme elementer har samme henvisningstall som tidligere. I dette tilfelle er inngrepet mellom fordelerhuset og 3 og slagstempelet 1 slik at dette stempel omfatter en sylindrisk sentral lagerflate 34 som er ført inn i en sentral boring 35 i fordelerhuset 3. Lagerflaten 34 har et ringformet spor som avgrenser et styrekammer 36 i dette tilfelle, og bunnkammeret 10 er altså da ikke noe sentralt kammer, men et ringromkammer.

Det er innlysende at oppfinnelsen ikke begrenser seg til de utførelsesformer av apparatet som her er vist, men at forskjellige varianter vil kunne omfattes.

Claims (5)

1. Hydraulisk slagapparat som omfatter i en apparatblokk (2) som inneholder en sylinder i hvis indre et stempel (1) for og mot et verktøy (O) er anordnet glidbart frem og tilbake, idet stempelet drives hydraulisk vekselvis i den ene og andre retning av et ukomprimerbart fluid, slik at stempelbevegelsen underlegges styring av en fordeler (15) som er anordnet koaksialt i forhold til stempelet, i det indre av et fordelerhus (3), karakterisert ved at: fordelerhuset (3) omfatter et parti som aksialt er ført til inngrep med stempelet (1) og anordnet konsentrisk i forhold til dette, og at fordelerhuset (3) sammen med stempelet avgrenser et styrekammer (13) som, ved vekselvis å koples til en høytrykkskrets (9) og en lavtrykkskrets (12) for fluidet står i kommunikasjon med et drivkammer (14) via en tredje kanal (16) inne i fordelerhuset, idet drivkammeret (14) er innrettet for å styre fordelingen i fordeleren (15) slik at det i denne vekselvis dannes høytrykk og lavtrykk og deretter en påfølgende motsatt rekkefølge for de resultantkrefter som virker mot fordeleren (15).

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at forbindelseskanalene (17, 18) mellom styrekammeret (13) og høytrykks- og lavtrykkskretsen (9, 12) er utformet i fordelerhuset (3).

3. Apparat ifølge ett av kravene 1 og 2, karakterisert ved at den øvre ende av stempelet (1) har en sentral og aksial boring (4) med en innvendig og likeledes aksial og sentral lagerflate (5) som hører til fordelerhuset (3), idet denne boring (4) i stempelet har styrekammeret (13) i form av en ringromformet utsparing som sammen med lagerflaten (5) i fordelerhuset (3) avgrenser styrekammeret.

4. Apparat ifølge krav 1-2, karakterisert ved at den øvre ende av stempelet (l) omfatter en sylindrisk sentral og aksial lagerflate (34) som er anordnet i en sentral boring (35) i fordelerhuset (3) og omfatter et ringformet spor som sammen med boringen (35) i fordelerhuset (3) avgrenser slagapparatets styrekammer (36).

5. Apparat ifølge krav 1-4, karakterisert ved at et bunnkammer (10) mellom den nedre ende av fordelerhuset (3) og stempelet (1) og permanent koplet til lavtrykkskretsen (12) via en første kanal (17), mens en andre kanal (18) som munner ut radialt i boringen (4) sørger for fremover- og tilbakebevegelse av stempelet 1 i forhold til fordelerhuset, på oversiden av den tredje kanal (16) for å kople sammen styrekammeret (13) med drivkammeret (14) i fordeleren, er permanent komplet til høytrykkskretsen (9), idet bevegelsen av stempelet (1) i forhold til fordelerhuset (3) etter tur bringer styrekammeret (13) i kommunikasjon med bunnkammeret (10) koplet til høytrykkskretsen (9) og den andre kanal (18) koplet til lavtrykkskretsen (12).