SE443738B - Hydraulisk slaganordning som drives med vetskepelare - Google Patents

Description

'°2oss74-o l0 15 20 25 30 35 Fig 6 är ett schema av drivsystemet för slaganordningen visad på fig . 1 - 5.

Fig 7 visar slaganordningen på figurerna 1 - 5 monterad på ett larvbandsburet chassi.

Fig 8 är en fragmentarisk längdsektion genom en modifierad slaganordning.

Med hänvisning till figurerna 1, 2 och 7 visas i fig 7 en hydraulisk slaganordning 11 i form av ett spett monterat på den yttre änden av en maskinellt inställbar vikbar bärarm 12 som är monterad på ett mobilt chassi 13. Slaganordningen 11 innefattar ett tvådelat hus 14, 15. Husets 14, 15 delar hålls ihop medelst fyra bultar 16. Husets 14, 15 bakre del 14 har fyra tvärgående hål 17 för skruvar genom vilka de kan fästas i bärararmen 12. En nos 18 är löstagbart monterad på husets-14, 15 framdel 15. Huset 14, 15 har en längsgående borrning 19 med varierande diameter som är fodrad med tre hylsor 21, 23 som ligger mot varandra och bildar en cylinder för . ett drivet element i form av en mejsel 24 med en halvsfärisk hârdmetallbestyckning 25 . En pipa 26 är fäst till den bakre husdelen 14 genom att vara fastskruvad i borrningen 19, och en ventilenhet 27 är pâskruvad på den bakre änden av pipan 26 så att- den är fixerad på denna. En skyddshuv kring pipan 26 är fäst pä husdelen 14.

En ringformig cylinderkammare 31 bildas under en utvidgad del 32 av mejseln 24 och en kanal 33 leder till kammaren 31. Den bakre ändytan 34 på mejseln 24 definierar en vägg av cylinderkammaren 35 vid bakänden av mejseln. Denna cylinderkammare 35 visas bättre i figur 4 än i figur 1. Pipans 26 centrala kanal (borrning) 36 leder till denna cylinderkammare 35. En avloppskanal 37 leder från ett antal portar 38 i hylsan 21 . Portarna 38 blockeras av den utvidgade delen 32 på mejseln 24 när mejseln är i sitt bakersta läge i vilket den visas i figur 1.

Alla ventilenhetens 27 hänvisningsbeteckningar visas på fig 2 . På de andra figurerna, inklusive fig 1, visas endast en del av hänvisningsbeteckningarna. Ventilenheten 27 innefattar ett hus 41 l0. 15 20 25 30 35 8205574-0 som är pâskruvat på pipan 26. En cylinder 42 bildas i huset 41 och en huv 43 är glidbar i cylindern 42 . Bakom (ovanför) huven 43, bildas en cylinderkammare 44 till vilken en kanal 45 leder. Ett ventilelement 46 är glidbart anordnat i huven 43 och en skruv 47 är iskruvad i huven och har sitt huvud 48 inuti ventilelementet 46.

Ventilelementet 46 har en ringformad änddel 49 som sträcker sig in i en förlängning 51 av pipborrningen 36 och bildar en slidventil med denna. En framâtriktad yta 59 på en fläns 52 på ventilelementet 46 bildar en sätesventil med ett säte 50 i huset 41. En tryckkanal 53 leder till en ringformig kammare 54 i vilken huvens 43 ändyta befinner sig. Mellan pipan 26 och ventilenhetens hus 27 finns en ringformig kammare 55 kring pipborrningen 36 och en kanal 56 leder till den ringformiga kammaren 55. En kanal 57 med en förbelastad backventil 58 , fig 6, leder från den ringformiga kammaren 55 till tank. Backventilen 58 är så förbelastad att lufttrycket i kanalen 56 inte kan öppna ventilen. Backventilen 58 skall emellertid öppna för ett tryck något över detta lufttryck så att vätskan alltid kommer att ha fri passage ut genom kanalen 57.

Figur 6 är ett schema över drivsystemet för slaganordningen.

Kanalerna 33, 37, 45, 53 , 56 , 57 beskrivna ovan med hänvisning till figurerna 1 och 2 och deras förlängningar i form av slangar eller rör har givits samma hänvisningsbeteckningar som i figurerna 1 och 2. I figur 6 visas en tank 61 med en pump 62, en kompressor 63 , tvâ tryckregulatorer 64, 65 med manometrar 66, 67 och en triggventil 68. Tryckregulatorerna 64, 65 är av den typ som har överströmí ningsutlopp 69, 70 kopplade till tank inom en returslang 71.

Triggventilen 68 har också ett utlopp 72 kopplat till returslangen 71. Tilloppskanalen som leder från pumpen 62 till triggventilen 68 .har betecknats 73._I tanken 61 råder atmosfärstryck.I tanken 61 finns en vätska, exv en lämplig olja.

I fig 7 visas tanken 61 och kompressorn 63 monterade på chassit 13.

Alla ledningarna 33, 37, 45, 53, 56, 57 och 71 är schematiskt visade som en knippa slangar 74 som sträcker sig längs bärararmen 12. 10 15 20 245 30 35 6 eÉöss74-o Funktionen av slaganordningen som visas på figurerna 1 - 7 skall nu beskrivas.

Det kontinuerligt verkande trycket i kammaren 31 håller mejseln 24 i dess normala bakersta läge i vilket den är visad i figuren 1. Huven 43 håller Ventilelementet 46 i dess stängda normala läge såsom visas i fig 1. Pipan 26 är trycksatt av tryckluft genom kanalen 56 och det finns ingen vätska i pipborrningen 36 . Triggventilen 68 är stängd och triggledningen 53 är dränerad. När triggventilen 68 manuellt kopplas om till att trycksätta triggkanalen 53 tvingar trycket i kammaren 55 hylsan 43 bakåt men trycket kvarhåller ventilelementet 46 i dettas läge.

Areaförhållandet mellan hylsans 43 två kolvareor mot tryckkamrarna 44 respektive 55 och förhållandet mellan trycken i dessa kamrar skall vara sådana att hylsan 43 inte skall börja sin rörelse förrän det önskade trycket har byggts upp i tryckledningen 53.

Under huvens 43 bakåtrörelse kommer, när huven 43 når sitt läge visat i fig 2, skruvens 47 huvud 48 att komma i kontakt med bakre gaveln av ventilelementet 46 såsom visas i fig 2 och lyfta ventilelementet 46 från dess säte . Som ett resultat härav kommer trycket som verkar på flänsens 52 framåtriktade ändyta 59 att börja accelerera ventilelementet 46 bakåt. När ventilelementet 46 då har rört sig en förutbestämd sträcka och uppnått en hög hastighet, t ex 25 m/sek, kommer dess slidventilsdel 49 att öppna pipborrningen 36 till tryckkanalen 53 mycket snabbt och en vätskepelare bildas som rusar ner genom pipborrningen och slår på mejselns ändyta. När vätskepelaren således plötsligt retarderas kommer dess rörelseenergi att transformeras till ett tryck som verkar på mejselns ändyta 34.

Det tar endast en del av en millisekund för ventilelementet 46 att röra sig från sitt stängda läge till sitt fullt öppna läge.

Ventilelementet 46 visas i sitt öppna läge i figuren 3. Trycket på ändytan 34 ökar snabbt vid slaget och blir många gånger högre än eftersom ändytans 34 area är många gånger så d v s många gånger så stor som 24 stor och mejseln stagnationstrycket och stor som pipborrningens 36 area , vätskepelarens area, blir kraften på mejseln l0 15 20 25 30 35 8205574-o tvingas framåt såsom framgår av fig 4. Slangens 53 elasticitet och vätskans inneboende kompressibilitet vill tillsammans ge en tillräcklig oljevolym för att bilda vätskepelaren och accelerera den. Den.ackumulerade volymen har visats vara omkring 3 % när en vanlig hydraulslang_för ett nominellt sprängtryck av 1300 bar trycksätts till 400 bar. Det är fördelaktigt att tryckslangen 53 kan användas som ackumulator för tryckvätska och att ingen separat ackumulator , exempelvis en kvävgasfylld ackumulator, behöver användas. Den ringformiga kammaren 55 vid pipans övre ände har ingen skadlig inverkan på vätskepelarens acceleration. Ändytans 34 area bör vara större än pipans area, t ex mer än 4 gånger större eller mer än 10 gånger större såsom visas i figurerna.

När ventilelementet 46 stänger, öppnar mejseln eller har redan öppnat en eller flera av portarna 38 såsom framgår av fig 4, så att luft från kanalen 56 rusar ner i pipan och cylinderkammaren och ut genom avloppskanalen 37 så att den kvarvarande vätskan spolas bort.

Det kontinuerligt applicerade trycket i cylinderkammaren 31 för mejseln 24 tillbaka till dess normalläge i vilket den är visad i fig 1 och slaganordningen är redo för ett nytt slag.

Ventilelementet 46 kan vara så utfört att trycket 1 kammaren 44 stänger ventilen genom att det statiska trycket minskar och det dynamiska trycket ökar. Ventilen bör då stänga ungefär samtidigt som vätskepelaren slår på mejseln.

Det är fördelaktigt att tryckuppbygganden i tryckslangen 53 är så långsam att pipborrningen 36 har tömts och mejseln har returnerats till sitt bakersta läge innan ventilen öppnar igen så att slaganordningen kommer att få en repetitiv funktion så länge som triggventilen 68 hålls öppen. Slaganordningen kan utföras för att slå med en frekvens av exempelvis 1 Hz . Triggventilen 68 kan lämpligen vara en monostabil tryckknappsopererad ventil som är stabil i sitt läge iivilket den blockerar tillförselledningen 73 och dränerar tryckledningen 53. Om då tryckknappen hålles nere mindre än 1 ä 2 sekunder, kommer slaganordningen att ge ett enkelslag.

Slaganordningen kan naturligtvis alternativt vara utförd att ge ett 10 15 25 30 35 .š2bss74-0 enkelslag när tryckventilen 68 öppnas oberoende av om tryckventilen kvarhålles öppen eller inte.

När den visade slaganordningen användes som ett spett, kan dess nos 18 hållas tryckt mot arbetsstycket, till exempel mot ett skut.

Sedan accelereras mejseln 24 av vätskepelaren så att den slår mot skutet för att splittra det. Alternativt kan nosen 18 tas bort så att mejseln 24 komer att vara i kontakt med skutet innan vätskepelaren slår mot mejseln. När vätskepelaren då slår mot mejselns 24 ändyta 34 kommer dess rörelseenergi att transformeras till ett tryck som verkar på ändytan 34. Ãndytan 34 kan anses vara en kolvyta. Avståndet mellan mejselns ändyta 34 och den ringformiga kammaren 55 kommer att definiera varaktigheten hos den tryckpuls som verkar på ändytan 34. Luften som blir instängd framför vätskepelaren har ingen negativ effekt . Det verkar troligt att den löses i vätskan och att den hjälper till att tvinga ut vätskan ur pipan efter'slaget.

Det verkar inte nödvändigt att vätskepelaren slår direkt på mejselns ändyta 34. Om den nedersta delen av pipan 26 inte är helt tom kommer vätskepelaren att.slå på vätskeytan i pipan och vätskan däri kommer att transmittera vätskepelarens energi till mejselytan 34.

Vätskepelaren kommer då naturligtvis att vara kortare vid slagögonblicket och således kommer både dess energi och varaktighet att vara reducerad.

Det torde inte vara nödvändigt att pipan är vinkelrät mot mejselns kolvyta 34 . En slaganordning med pipan 26 tvärs mejseln 24 såsom visas i fig 8 kommer troligen också att fungera tillfredsställande. Detaljerna på fig 8 har givits samma hänvisningsbeteckningar som motsvarande detaljer i de föregående figurerna och vissa hänvisningsbeteckningar har uteslutits eftersom de utpekar detaljer som är identiska med detaljer visade i de föregående figurerna. Mejselns 24 bakre ändyta är sfärisk istället för plan men detta är ej nödvändigt.

Claims (10)

8205574-0 Patentkrav:

1. Sätt att driva ett element (24)genom att belasta en kolvyta (34) på elementet medelst en vätskepelare, kännetecknat av att vätskepelaren drives med en hög hastighet genom en kanal (36), medan sagda element (24) hålles väsentligen orörligt, och plötsligt retarderas vid sagda kolvyta (34) så att vätskepelarens rörelseenergi transformeras till tryck som verkar på kolvytan.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att sagda vätskepelare accelereras i en rak bana som ligger transversellt mot sagda kolvyta (34).

3. Sätt enligt krav 2, kännetecknat av att sagda vätskepelare får slå på sagda kolvyta (34).

4. Sätt enligt något av föregående krav kännetecknat av att en vätskepelare används vars area är mindre än kolvytans (34) ÖPGB.

5. Sätt enligt krav 4, kännetecknat av att vätskepelarens area är mindre än en fjärdedel av sagda kolvytas area. '

6. Sätt enligt krav 5, kännetecknat av att vätskepelarens area är mindre än en tiondel av sagda kolvytas (34) area.

7. Hydraulisk slaganordning av det slag i vilket en kolvyta (34) på ett drivet element (24), till exempel en mejsel, belastas av en vätskepelare, varvid en ventil (27) har ett inlopp (53) f_s2os574-0 9 - 1 I ansïutbart ti11 en kä11a av högtrycksvätska och ett utïopp anslutet til) en s1uten kammare 35 av viïken en vägg utgöres av sagda koïvyta (34), k ä n e t e c k n a d a v en normaït tom pipa (26) me11an ventilens (27) utïopp och sagda kammare så att det som följd av ventiïens (27) öppnande biïdas en vätskepeïare som rusar fram mot sagda s1utna kanmare (35).

8. Hydrauïisk sïaganordning enïigt krav 7, kännetecknad av sagda kä11a av högtrycksvätska innefattar en ackumuïator (53).

9. Hydrauïisk sïaganordning enïigt krav 8, kännetecknad av att sagda ackumuïator innefattar en ïedning (53) för högtrycksvätska.

10. Hydrauïisk sïaganordning enligt något av kraven 7-9, kännetecknad av ventiïorgan (24), (38) anslutbara ti11 en tryckïuftkäïïa (63) och 'kopplade att åstadkomma en ström av spoïïuft genom sagda passage (36) när ett sïag avsïutats för att tömma sagda passage (36) efter s1aget.