NO743801L - - Google Patents

Description

Anordning ved hydraulisk slagverktoy

Hydraulisk slagverktoy for fjellboring, spetting eller lignende, av kjent konstruksjon er bygget ifolge prinsippet med et i en sylinder frem og tilbakegående arbeidsstempel, som under frem og tilbakegående bevegelse drives av en trykkvæske, vanligvis hydraulisk olje. Trykkvæsken leveres som regel fra en kontinuerlig arbeidende og separat anordnet pumpe og mates pulsvis inn i en sylinder via ventilorganer i en takt som svarer til den dnskede slagfrekvens for arbeidsstemplet, hvis slagenergi overfores til et koaksialt med samme anordnet utskiftbart verktoy, f.eks. et fjellbor, et spett eller lignende .

Ved slagverktoy av denne type er det onskelig at arbeidsstemplet s slaglengde skal kunne varieres innen forholdsvis store grenser. Til hver slaglengde svarer rent fysikalsk en gitt slagfre kvens. Det er derfor naturlig og i praksis så godt som nddvendig å la arbeidsstemplets bevegelse styre ventilorganer for trykkpulsene til sylinderen.

Et eksempel på en sådan losning er beskrevet i svensk patent 354-029. Ved denne konstruksjon består ventilorganet av en med sleide anordnet fireveis ventil med to utgående ledninger forbundet til respektive sylinderrom på hver side av arbeidsstemplet, en inngående ledning for trykkolje og en utgående ledning for returolje fra sylinderen. Når arbeidsstemplet etter en returbevegelse har nådd en vendestilling samvirker det med en trykkoljesylinder, hvorved sleiden omstilles fra en forste stilling, når arbeidsstemplet gjor en returbevegelse, til en annen stilling når arbeidsstemplet gjor en slagbevegelse. Tilbakefbringen av sleiden fra denne andre stilling til den forste stilling for arbeidsstemplets returbevegelse skjer ved en trykkfjær som motarbeider det mottrykk som er oppstått ved den forannevnte trykkoljesylinder. Dette mottrykk, som også må reduseres til en viss lav verdi for at trykkfjæren skal kunne greie å omstille sleiden, bestemmes på'sin side av utstromningshastigheten og -trykket av den fra ventilorganet avgående returolje. Reguleringsmulighetene, dvs. tilpasningen av sleideomstillingen til en takt som svarer til stemplets slagfrekvens (dvs. indirekte til slaglengden) er ved anordningen begrenset til en variering av det dynamiske trykk fra den avgående returolje..

Praktiske erfaringer har også vist at visse ulemper foreligger ved denne losning. Således er som eksempel tilbakegangs eller returoljens utstromningshastighet avhengig av slagfrekvensen (slaglengden) . Videre kan variasjoner i oljens viskositet forårsake en-dringer i stromningstrykket som på sin side påvirker sleidens omstilling. Innreguleringen av sleidefunksjonen blir derfor ikke en så enkel sak som kreves ved en praktisk behandling av et verktdy av her omhandlede art.

Ifolge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en anordning for regulering av sleidens funksjon, som gir en fullstendig sikker omstilling av sleiden helt uavhengig av tilbakegangsoljen. Oppfinnelsen kan tilpasses på det slagverktoy som beskrives i det oven-nevnte patent, men kan også anvendes på lignende anordninger som er bygget opp ifolge samme prinsipp, dvs. med et frem og tilbakegående arbeidsstempel, som får trykkpulser via en fireveis ventil. Ifolge oppfinnelsen tilveiebringes den nodvendige mottrykkssenkning for sleiden således at den av trykkfjæren kan fores over fra den annen stilling til den forste stilling ved en spesiell ventilanordning, som ved en bestemt stilling av arbeidsstemplet omstilles således at mottrykket for sleiden momentant reduseres. Herigjennom oppnåes en oyeblikkelig omstilling av sleiden ved et forutbestemt og i fortset-telsen belt upåvirket tidspunkt, således at en sikker sleidefunksjon fåes uavhengig av arbeidsstemplets slagfrekvens og identiske utgangsbetingelser for arbeids syklusen erholdes.

Det kjennetegnende for oppfinnelsen fremgår av de etter-følgende patentkrav.

I det folgende beskrives et eksempel på oppfinnelsens utfdrelse under henvisning til tegningene på hvilke fig. 1 viser et prinsippskjema for et hydraulisk slagverktoy med et i en sylinder under frem og tilbakegående bevegelse arbeidende stempel som påvirkes av oljetrykk via et forste ventilorgan i hvilket en sleide stillings-omstilles ved et annet ventilorgan ifolge oppfinnelsen, idet stemplet er angitt i en forste stilling, fig. 2 og 3 viser skjemaet ifolge

fig. 1 med stemplet i en annen respektiv tredje stilling.

De på figurene viste komponenter til et hydraulisk slagverktoy med anordninger ifolge oppfinnelsen er rent skjematisk og prinsippielt gjengitt. I praksis er komponentene bygget sammen til en kompakt enhet , som kan anbringes på en arm av en graveskovl eller lignende og rettes mot det punkt som skal bearbeides . På figurene angitte rørledninger er tilpasset etter slagverktdyets konstruktive utformning.

På tegningene er i en sylinder 1 anordnet et frem og til - bake gående stempel 2 med en stempelstang 3- Sylinderen er forsynt med ender 4j 5 og stempelstangen 3' går gjennom disse avtettet ved pakninger 6, 7- En nedre endeflate 8 av stempelstangen 3 slår i en nedre stilling, når stemplet 2 har fullbyrdet et arbeidsslag, mot et i en holder 9 i lengderetningen noe bevegelig anordnet slagverktoy 10, f.eks. et spett eller lignende. Ved en i forhold til slagverktdyet 10 motliggende cude av sylinderen 1 er festet en stang 11 hvorpå en holder 12 med en manovreringssylinder 13 er forskyvbar og fastsettbar ved ikke viste festeanordninger. I manovreringssylinderen 13 loper et stempel 14 med en stempelstang 15. Fig. 1 viser stillingen av stemplet 2 respektiv stempelstangen 3 ved et anslag av den nedre ende flate 8 mot slagverktoyet 10 hvorved en avstand S forefinnes mellom en ovre endeflate 16 av stempelstangen 3 og en undre endeflate 17 sv stempelstangen 15•

Sylinderen 1 har et ovre rom 18 og et nedre rom 19 som gjennom rørledninger 20, 21 er forbundet med et forste ventilorgan, generelt betegnet 22.

I ventilorganet 22 er anordnet en sleide 23 som påvirkes av en trykkfjær 24. Fjærens forspenning kan reguleres ved en stil-léskrue 25. Ventilorganet 22 er som figurene viser av fireveistypen med en ledning 26 for tilforsel av trykkolje og en ledning 27 for avgående olje. Piler Pl,<p>2 angir retningen for tilstrdmming av trykkolje gjennom ledningen 26 respektivt for avgangen av olje fra ledningen 27, og ledningene 26, 27 er forbundet med et ikke vist trykkolje-system. Med ledningen 27 fra ventilorganet 22 er ved en grenledning 28 forbundet en mottagningsbeholder 29 hvis indre rom er utstyrt med et ekspanderbart reopektivt komprimerbart organeksempelvis en med trykkgass fyllt gummiblære 30.Beholderen 29 virker som en utjevnende akkumulator for trykktopper i den gjennom ledningen 27 fra rommet 1.9 i sylinderen 1 via ventilorganet 22 avgående olje.

En grenledning 31 forbinder videre .et rom 32 for trykkfjæren 24 i ventilorganet 22 med ledningen 27. Grenledningen 31 har til oppgave å overfore eventuell oljelekkasje forbi sleiden 23 til ledningen 27 slik at ingen for ventilfunksjonen forstyrrende overtrykk oppstår i rommet 32, dvs. under sleiden 23.

Ved et i forhold til rommet 32 motstående rom 33 er ventilorganet 22 forbundet med manovreringssylinderen 13 via en ledning 34) som har to avgreninger, en forste avgréning 35, som er forbundet med et annet og for oppfinnelsen kjennetegnende ventilorgan, generelt betegnet 36, samt en annen avgréning 37 som forbinder ledningen 34 med ledningen 27 for den avgående olje. Mellom avgreningenes 35»37 for-bindelsespunkter med ledningen 34 er anordnet en enveisventil 38 rettet slik at en stromning mot mandvreringssylinderen 13 hindres. På liknende måte er en enveisventil 39 anordnet i ledningen 37 med sådan retning at en strdm fra manovreringssylinderen 13 til ledningen 27 hindres. Virkningen av enveisventilene 38, 39 omtales nærmere i det fdlgende.

Innved sylinderen 1 er på ledningen 20, der som figurene viser forbinder ventilorganet 22 med rommet 18 i sylinderen 1, er det anordnet en grenledning 40, som er forbundet med et rom 4l'i det annet ventilorgan 36 hvorved rommet 4l står i direkte forbindelse med et undre rom 42 i en trykkakkumulator 43 med et ovre rom 44- I akkumulatoren 43 ldper et stempel 45 med en stempelstang 46. Det ovre rom 44 er hensiktsmessig fyllt med en i forhold til den anvendte trykkolje inert gass, som alternativt kan stå under et visst overtrykk.

Det annet ventilorgan 36 består av en stengeventil som i det viste eksempel er anordnet med en sleide 47 som påvirkes av en trykkfjær 48. Kammeret hvori fjæren 48 er anordnet, står ved en ledning 48' i forbindelse med ledningen 40, hvorved stadig like trykk foreligger på begge sider av sleiden 47-Foruten den tidligere nevnte ledning 34 er ventilanordningen 36 ved en ledning 49 også forbundet med ledningen 27 for den avgående olje.

Av figurene fremgår det også. at en enveisventil 50 er anordnet i en shuntledning 51>som ved en undre stilling for stemplet 2, vist på fig. 1, forbinder det ovre rom 18 i sylinderen 1 med ledningen 21 for den fra det undre rom 19 avgående "olje. Enveisventilen 50 er således rettet at den tillater oljeutstrdmning fra rommet l8 til ledningen 21 men hindrer strdmning i motsatt retning.

Fig. 1-3 viser tre forskjellige arbeidsfaser for den beskrevne anordning med de forskjellige bevegelige organer angitt i de stillinger som svarer til respektive arbeidsfase. Trykkoljen i ledningene her markert med punkter, ved hvilken tettere punktering angir hdyere volumtrykk.

I den fdlgende funksjonsbeskrivelse refereres til ovre respektiv nedre stilling for forskjellige organer, hvorved den orien-tering som tegningene viser tilsiktes.

Fig. 1 angir en forste arbeidsfase for anordningen, ved hvilken stemplet 2 med stempelstangen 3 nettopp har utfort et anslag mot verktdyet 10 for deretter å utfore en returbevegelse ifolge pilen P3. Sleiden 23 i ventilorganet 22 befinner seg da i en ovre stilling således at trykkolje kan strdmme via ventilorganet 22 til det undre rom 19 i sylinderen 1 gjennom ledningene 26, 21 ifolge pilene P4-Sleiden 47 i ventilorganet 36 befinner seg i en nedre stilling, hvilket innebærer at ledningen 35 står i forbindelse med ledningen 49 og dermed også med ledningen 27 for den avgående olje. Dette innebærer at oljetrykket i rommet 33 ovenfor sleiden 23 i ventilorganet 22 er det samme som for den avgående olje og som i rommet 32. Engangsventilen 50 stenges automatisk ved trykket fra den tilforte olje således at ingen innstrømning av olje kan skje gjennom shuntledningen 51 til rommet 18.

Det bemerkes at ved en stilling, som vist på fig. 1, befinner stemplet 14 i mandvreringssylinderen 13 seg i en nedre stilling og likeledes også stemplet 45 i trykkakkumulatoren 43- Stemplets 45 stempelstang 46 holder derved seliden 47 i ventilorganet 36 presset ned i den nevnte nedre stilling. Gummiblæren 30 i beholderen 29 er etter en nærmest foregående utstrdmning av olje fra rommet 19 komprimert.

Den nedre stilling for sleiden 23 i ventilorganet 22 medfdrer også som det fremgår på fig. 1, at rommet 18 over stemplet 2 og også samtlige med dette forbundne rom og ledninger er stengt.

Når stemplet 2 under påvirkning av oljetrykket i rommet

19 beveger seg oppad ifolge pilen P3 skjer en deplassering av oljen fra rommet 18 via ledningen 40 og rommet 4l til rommet 42, hvorved stemplet 45 presses oppad i trykkakkumulatoren 43 under kompressjon av den i rommet 44 innesluttede og forlagte gass. I det dyeblikk stemplets 45 stempelstang letter fra sleiden 47 presses denne av trykkfjæren 48 til■en ovre stilling slik at ledningene 35, 49 avstenges fra hverandre.

Når stempelstangen 3 har nådd en ovre vendestilling, fig. 2, har stempelstangens 3 ovre endeflate 16 ved anslag mot stempelstangen 15 presset stemplet 14 i mandvreringssylinderen 13 opp til en ovre stilling. Olje over stemplet 14 er derved presset gjennom ledningen 34 forbi enveisventilen 38 til rommet 33 i ventilorganet 22 og har trykt sleiden 23 til en nedre stilling, ved hvilken det ovre rom 18 i sylinderen 1 settes i forbindelse med trykkoljeledningen 26 via ventilorganet 22 og ledningen 20. Samtidig settes det nedre rom 19 via ledningen 21 og ventilorganet 22 i forbindelse med ledningen 27 for den avgående olje og dermed også med beholderen 29. Det bemerkes,

som vist på fig. 2, at gummiblæren 30 i denne er ekspandert under stemplets 2 bevegelse oppad på grunn av oljeutstrdmning gjennom ledningen, 27.

I og med at den nedre stilling for sleiden 23 i ventilorganet 22 har inntrått tilfores således trykkolje til rommet 18 over stemplet 2 og dette begynner en nedadbevegelse ifolge pilen<p>6. Den i trykkakkumulatoren 43 under stemplets 2 oppadgående slag oppsamlede olje befinner seg ved samme eller boyere trykk enn den tilforte trykkolje og bidrar til stemplets 2 bevegelse nedad under tilbakestromning til rommet 18 gjennom ledningen 40 ifolge pilenP7. Samtidig for-flytter stemplet 45 i akkumulatoren 43 seg nedad, hvorved stempelstangen 46 i en endestilling stdter mot sleiden 47 i ventilorganet 36 (se fig. 3) og skyver denne til en nedre stilling hvorved samtidig stempelstangen 3 stdter mot verktdyet 10 og stemplet frilegger ledningen 5-1 for fri utstrdmning av olje.

Fig. 3 viser en momentstilling ved hvilken sleiden 23 i ventilorganet 22 fremdeles befinner seg i den nedre stilling og stemplet 45 i trykkakkumulatoren 43 har presset sleiden 47 i ventilorganet 36 nettopp så langt at ledningene 35»49 begynner å komme i forbindelse med hinannen. Ved omtrent denne stilling er stemplet 2 kommet så\langt ned i sylinderen 1 at shuntledningen 51 begynner å frilegges, hvilket innebærer at overskuddsolje fra rommet 18 som nevnt strdmmer forbi enveisventilen 50 ifolge pilen P8. Denne olje såvel som den oljemengde, som under stemplets 2 bevegelse nedad er forskjdvet fra rommet 19, er for en viss del akkumulert i beholderen 29 under kom-primering av gummiblæren 30 mens den resterende del av oljen strdmmer ut gjennom ledningen 27.

Når stemplet 45 i trykkakkumulatoren 43 har fort sleiden 47 ned i ventilorganet 36 til den endelige nedre stilling er ledningene 35349 kommet helt i forbindelse med hinannen. Trykkoljen i rommet 33 i ventilorganet 22 strdmmer da via ventilorganet 36 ut i ledningen 27 for den avgående olje. Samtidig presses sleiden 23 i ventilorganet 22 av trykkfjæren 24 opp til den ovre stilling. I dette sammenheng presser oljen fra ledningen 27 via ventilen 39 og ledningene 37 og 34 stemplet 14 tilbake til dets nedre stilling. Derimot hindrer enveisventilen 39 en direkte utstrdmning av olje til ledningen 27 når stemplet 14 presses oppad for omstilling av sleiden 23 i ventilorganet.22.

Dette innebærer at utgangsstillingen ifolge fig. 1 igjen er opprettet og at stemplet 2 med stempelstangen 3 på ny begynner sin oppadbevegelse ifolge pilen P3 og at det beskrevne bevegelses skjema igjen gjentas.

Enveisventilen 38 har til oppgave å stenge ledningen 34 slik at olje fra rommet 33 i ventilorganet 22 kan stromme direkte ut i ledningen 27 via ledningene 35>49 respektivt ventilorganet 36.

, ,1

Enveisventilen 38 har til oppgave å stenge ledningen 34 slik at. olje fra rommet 33 i ventilorganet 22 kan strdmme direkte ut i ledningen 27 via ledningene 35, 49 respektivt ventilorganet 36.

Det er således konstatert at ventilorganet 36 ifolge oppfinnelsen tilveiebringer en omstilling av ventilorganet 22 fra en

nedre til en ovre stilling for sleiden 23 i det eksakt rette dyeblikk, dvs. nettopp når stemplet 2 befinner seg i en nedre stilling. Ventil-organets 22 omstilling skjer helt uavhengig av strdmforholdene for den avgående olje og ingen spesiell tilpasning av ventilorganet 36 til

stemplets slaglengde S er nddvendig. Samme ndyaktige ot tidsmessige korrekte omstilling av ventilorganet 22 skjer helt automatisk ved alle slaglengder resp. slagfrekvenser, hvorved det sikres tomning av trykkakkumulatoren 43 ved stadig like utgangsbetingelser.

Hertil kommer at ventilorganet 36 kan utgjdres av en standardkomponent og at den på en enkel måte kan bygges sammen med de dvrige deler i slagverktdyet.

Ventilorganet 36 er i beskrivelsen og på tegningen vist i form av en sleideventil. Det vil imidlertid være klart at en på hensiktsmessig måte utformet kjegleventil eller et annet lignende ventilorgan også kan benyttes.

For på en enkel måte å endre slagfrekvensen.kan istedet for å utfore sylinderanordningen 12-15 innstillbar langs stangen 11 mellomlagsstykker av forskjellig lengde settes inn mellom anslags-flåtene 16 og 17.

Slagverktdyet ifolge oppfinnelsen kan foruten den nevnte tilpasning ved fjellboring, spetting og lignende også tilpasses innen verkstedsindustri for eksempel kapping av grove emner, plateklipping, hamring, meisling og lignende.

Claims (5)

1. Anordning ved hydraulisk drevet slagverktoy eller lignende omfattende et i en sylinder (1) frem og tilbake gående stempel (2) styrt av en ventilanordning (22) samt en med sylinderens (1) arbeids-trykkside (18) forbundet trykkakkumulator (43) med en deplaseringsanordning (45? 46), karakterisert ved at et organ (36) som styrer den nevnte ventilanordning (22) til omkastning ved fullbyrdet arbeidsslag av stemplet (2) og at nevnte organ (36) samvirker med trykkakkumulatorens (43) deplaseringsanordning (45, 46) når trykkakkumulatoren når visse trykkbetingelser.

2. Anordning ifolge krav 1, karakterisert ved at nevnte organ utgjdres av en stengeventil (36) hvis ventilorgan utgjdres av en sleide (47) som for sin stengende funksjon er anordnet til å påvirkes av en trykkfjær (48) og for sin åpningsfunksjon av trykkakkumulatorens deplaseringsanordning (46) og at stengeventilen er anordnet til å styre hydrauliske manbvreringskretser (33? 34» 35) til den nevnte ventilanordning (22).

3. Anordning ifolge krav 2, karakterisert ved at trykkakkumulatoren (43) og det annet ventilorgan (36) er sammen-bygget til en enhet, idet trykkakkumulatorens deplaseringsanordning utgjdres av et stempel (45) med en stempelstang (46) for samvirkning med den nevnte sleide (47).

4. Anordning ifolge krav 1 og 2, hvor ventilanordningen (22) omfatter en i et hus under samvirkning med en trykkfjær (24) anordnet sleide (23) med to stillinger, av hvilke en forste stilling tilveiebringer ved en trykkvæskepuls fra en av stempelstangen (3) påvirket mandvreringssylinder (13) og et rom (33) i den forste ventilanordning (22) forbindende rorledning (34), karakterisert ved at stengeventilen (36) dels ved en grenledning (35) er forbundet med ror-ledningen (34) og dels ved en ledning (49) er forbundet med et avlcps-rdr (27) for i slagverktdyet forbrukt trykkvæske således, at når sleiden (47) i stengeventilen (36) ved stemplet i trykkakkumulatoren (43) fores til åpen stilling, settes rommet (33) i ventilanordningen (22) i forbindelse med roret (27), hvorved et ved trykkvæskepulsen i rommet (33) tilveiebragt overtrykk elimineres og sleiden (23) ved trykkfjæren (24) overfores i den annen stilling.

5. Anordning ifolge et av de foregående krav,' karakterisert ved at en enveisventil (38) er anordnet i rorlednin-gen (34) mellom forbindelsespunktene for grenledningen (35) og ror-ledningen (34) og er rettet således at den hindrer væskestrdmning i retning mot manovreringssylinderen (13). f