SE530885C2 - Förfarande vid slagverk, slagverk och bergborrmaskin - Google Patents

Description

30 53113 335 nått sitt mittläge och högtrycket på slagkolvens högra sida åter bytts mot returtryck (eller lågtryck), varpå slagcykeln kan upprepas.

Detta kända slagverk fungerar tillförlitligt och väl men har en begränsning i teoretisk uppnåbar slagfrekvens.

UPPFINNINGENS ÄNDAMÅL OCH VIKTIGASTE KÄNNETECKEN Det är ett mål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett slagverk enligt ovan, vilket möjliggör drift med högre slagfrekvens än vid tidigare konventionella slagverk av detta slag.

Detta ändamål uppnås vid ett förfarande och en anordning av inledningsvis nämnt slag genom särdragen i respektive självständiga patentkravs kännetecknande delar.

Vid den konventionella tekniken enligt ovan har slidomställningstiden, vilket är tiden från signal tills omställd slid, gjorts så kort som möjligt. Denna tid påverkas av parametrar såsom drivareor, kanalareor, slidens vikt och slidens slaglängd. Därutöver är också slagkolvens hastighet given. I beaktande av dessa parametrar kan fastställas signalpunktens minsta möjliga avstånd från slagläget. Eftersom signalpunkten vid slidomställning vid kolvens rörelse motsatt slagriktningen av geometriska skäl inte kan understiga en minimilängd och slidomställningstiden är given kommer slagkolven att tilldelas en minsta slaglängd och därmed slagverket att tilldelas en maximal slagfrekvens.

Med ventilsystem enligt den kända tekniken är det därför inte möjligt att under givna förutsättningar öka slagfrekvensen.

Genom uppfinningen, varvid en hjälpventil inrättas i systemet, kan denna begränsning undanröjas, varigenom slaglängden kan minskas och frekvensen ökas. 74590.doc; 2007-02-16 10 15 20 25 30 530 B35 Genom att hjälpventilen styrs för att förmedla fluidkontakt mellan åtminstone ett hjälpkanalorgan med en kanalport i cylinderrummet och huvudventilen via signalpartiet för omställning av huvudventilen innan slagkolven nått respektive ändområde kan omställningssignalen till huvudventilen förmedlas tidigare utan hänsyn till ovan nämnda konstruktionsmässiga dimensionering av slagverket. Detta medför ett flertal fördelar, som dels allmänt hör samman med vinsten med en högre slagfrekvens vid ett slagverk av denna typ, dels möjligheten att dimensionera slagkolven med mindre vikt lagd vid dess roll för erhållande av höga slagfrekvenser.

Det föredras att hjälpventilen styrs av trycket i nämna drivkammare, varvid tillförsäkras att hjälpventilen är omställd till den önskade funktionen då slagkolven drives i drivriktningen för respektive drivkammare. I synnerhet föredras att hjälpventilen styrs av trycket i en bakre drivkammare för slagkolven, vilken är inrättad för drivning av slagkolven i slagriktningen. En motverkande returkammare kan härvid vara permanent trycksatt, under det att den bakre drivkammaren i så fall trycksätts intermittent.

I synnerhet föredras att hjälpventilen styrs för att förmedla nämnda fluidkontakt för omställning av huvudventilen för slagkolvens rörelse i riktning av såväl det ena som det andra av nämnda områden, vilket innebär att fluidkontakten genom hjälpventilen förmedlas för dels rörelsen i slagriktningen, dels rörelsen motsatt slagriktningen.

Härigenom ges ökade möjligheter till minimering av slagkolvlängden och därigenom ökning av frekvensen.

Motsvarande fördelar erhålls genom ett fluiddrivet slagverk enligt uppfinningen och ytterligare uppfinningsenliga särdrag anges i övriga osjälvständiga krav.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR 745904100; 2007-02-16 10 15 20 25 30 530 B35 Uppfinningen ska nu närmare förklaras med ledning av ett utföringsexempel, vilket är illustrerat på bifogade ritningar, på vilka: fig. 1 - 5 schematiskt visar ett slagverk enligt uppfinningen i sektion i fem olika positioner, och fig 6 visar ett förenklat blockschema över ett förfarande enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL På fig. 1 avser hänvisningsbeteckning 1 en slagkolv till en schematiskt och till sina dimensioner ej skalenligt visat fluidumdrivet slagverk. Slagkolven 1 är fram och åter rörlig i ett cylinderrum 3 till ett slagverkshus 2 för att i en slagriktning A anslå mot exempelvis en ej visad borrnacke eller borradapter. I sammanhanget använt fluidum är vanligtvis en hydraulfluid såsom hydraulolja.

Slagkolven 1 uppvisar på känt sätt ett avsmalnande signalparti 4, vilket fungerar som en ventilslid, och vilket är anordnat att i givna lägen av slagkolven förmedla fluidledningskontakt mellan olika kanaler, vilka har portar i cylinderrummet 3.

I det i fig. 1 visade läget är slagkolven 1 på väg i slagriktningen A, till vänster i figuren, en bakre drivkammare 7 är trycksatt med tryckfluid genom att en huvudventilslid 6 till en huvudventil 5 är i ett läge, där tryckfluid från en ej visad tryckkälla via en tryckledning 16 via kanaler 18 och 18' förmedlas till drivkammaren 7. Trycket i drivkammaren 7 utövar således en drivkraft på slagkolven 1 i nämnda slagriktning A.

En hjälpventil 9 med en hjälpventilslid 10 är påverkad av trycket i den bakre drivkammaren 7 genom en kanal 25, vilket tryck pressar hjälpventilsliden 10 till vänster sett i figuren så att tryckledningen 21 och ett första hjälpkanalorgan 13, vilket mynnar i cylinderrummet är i fluidkommunikation med 74590.doc; 2007-02-16 10 15 20 25 30 533 B35 varandra. I det visade läget har kanalporten till det första hjälpkanalorganet 13 just öppnat, efter att denna kanalport varit övertäckt av ett parti av slagkolven 1.

En signalkammare 24 hos huvudventilen 5 har i ett tidigare skede, när slagkolven 1 befann sig något längre till höger än i det visade läget, via en signalledning 15 stått i kontakt med en dräneringsledning 12, vilken har en port i cylinderrummet 3, för evakuering av denna signalkammare 24.

Detta har medfört att huvudventilsliden 6 kunnat förflytta sig i riktning till höger, till det läge som visas i fig. 1, och öppnat sagda förbindelse mellan tryckledningen 16 och ledningarna 18 och 18'.

I fig. 2 har slagkolven 1 drivits vidare i slagriktningen och helt avtäckt kanalporten till det första hjälpkanalorganet 13 i cylinderrumet 3, varpå högt fluidtryck till fullo kan förmedlas via signalpartiet 4 genom signalledningen 15 till signalkammaren 24. Härigenom har huvudventilsliden 6 förflyttats till vänster, sett i figuren, och högt tryck till den bakre drivkammaren 7 bytts mot kontakt mellan denna kammare och en returledning 17, medförande lågt tryck i denna kammare 7.

Slagkolvens 1 fortsatta rörelse i slagriktningen A sker med minskande tryck i den bakre tryckkammaren och med ett konstant tryck i en främre drivkammare 8. Slagverket är dimensionerat så att den med hög hastighet sig rörande slagkolven 1 med oförminskad hastighet tillåts röra sig ända fram till slagläget, innan den erfarit en retardation på grund av ändrade kraftförhållanden på slagverket. Detta är möjligt på grund av den förevarande trögheten i systemet, som nämnts ovan, nämligen omställningshastigheten för huvudventilsliden 6, motstånd i ledningar och kanaler etc.

I det i fig. 2 visade läget påverkas hjälpventilsliden 10 inte längre av ett högt tryck i riktning till vänster i sin 7459o.doc; 2007402-16 10 15 20 25 30 530 B35 högra kammare utan endast av trycket mot ett kolvparti av hjälpventilsliden 10 i en permanenttryckskammare, vilken är i förbindelse med tryckledningen 19, för omställning av hjälpventilsliden 10 till sitt högra läge, vilket nåtts i det i fig. 3 visade läget för hjälpventilsliden 10, varvid högt tryck inte längre förmedlas till det första hjälpkanalorganet 13, utan istället det andra hjälpkanalorganet 14 förbinds med en dräneringsledning 22. En dräneringsledning 20 ombesörjer dränering av en ringyta hos hjälpventilsliden 10.

Pig. 3 visar vidare slagverket när slagkolven 1 har kommit längre i slagriktningen och är i närheten av slagläget.

Slagkolven befinner sig nu i området av ett_andra, främre ändläge för slagkolven, varvid en permanent trycksatt tryckledning 11 är förbunden med signalledningen 15 via signalpartiet 4. Huvudventilen är i samma läge som i fig. 2. I detta område utför slagkolven sitt slag.

I fig. 4 har slagkolven tack vare den permanent trycksatta främre drivkammaren 8 efter slaget drivits i riktning motsatt slagriktningen och kommit till ett läge då det andra hjälpkanalorganet 14 avtäckts. Detta medför att signalkammaren 24 dräneras via signalledningen 15, signalpartiet 4 och sagda andra hjälpkanalorgan 14. Härigenom har huvudventilsliden 6 omställts pà grund av det permanenta trycket i kammaren 23 på slidens vänstersida och rört sig, såsom visats på fig. 4, till höger för att medge att högtryck nu börjar förmedlas till den bakre drivkammaren 7. Detta tryck i den bakre drivkammaren 7 kommer även att påverka hjälpventilsliden 10 för omställning till vänster, som sett i figuren, för stängning av förbindelsen mellan dräneringsledningen 22 och det andra hjälpkanalorganet 14, (detta har ännu inte skett i den position som visas pà fig. 4). Slagkolven 1 erfar nu en tryckökning i den bakre 74590.doc; 2007-02-16 lO l5 20 25 30 530 B35 drivkammaren 7, och kommer att retardera i sin rörelse men fortsätta ytterligare ett stycke motsatt slagriktningen.

I fig. 5 har slagkolven 1 nått den position i området av ett första, bakre ändläge för slagkolven där signalledningen 15 satts i förbindelse med den permanenta dräneringsledningen 12. Huvudventilen är i samma position som i fig. 4, under det att hjälpventilen pà grund av trycket i den bakre drivkammaren 7 har omställts för blockering av förbindelsen mellan dräneringsledningen 22 och det andra hjälpkanalorganet 14 och istället det första hjälpkanalorganet 13 har kommit i förbindelse med tryckledningen 21.

Slagkolven l kommer att fortsätta att retardera och skifta till rörelse i slagriktningen för att åter hamna i det läge som visas i fig. l för upprepning av slagrörelsen.

Med hänvisning till fig 6 beskrivs en förfarandesekvens för styrning av ett slagverk.

Position 30 indikerar sekvensens start.

Position 31 indikerar att slagkolven 1 nått läget i fig l med trycksättning av den bakre drivkammaren 7.

Position 32 indikerar att slagkolven l nått läget i fig 2, att trycket förmedlat via hjälpventilen 10 medger omställning av huvudventilen 5 så att den bakre drivkammaren 7 kopplas till returtryck.

Position 33 indikerar att slagkolven l nått läget i fig 3, dvs. området av ett främre ändläge, i vilket trycket i huvudventilens 5 signalkammare 24 upprätthålls genom förbindelsen med en permanent trycksatt tryckledning och signalpartiet.

Position 34 indikerar att slagkolven l nått läget i fig 4, varvid signalkammaren 24 dräneras. Huvudventilsliden 6 omställs därvid för att medge att högtryck ska börja förmedlas till den bakre drivkammaren 7. 74590.dOC; 2007-02-16 10 l5 20 25 30 SSD 885 Position 35 indikerar att slagkolven l nått läget i fig 5, varvid signalkammaren 24 fortsätter att dräneras, trycket ökar i den bakre drivkammaren 7, slagkolven l vänder och rör sig i slagriktningen A för upprepande av slagcykeln.

Position 36 indikerar sekvensens avslutning.

Uppfinningen kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Sålunda kan tänkas en lösning där endast ett av de första och andra hjälpkanalorganen är inrättade. Det kan även tänkas att slagverket är av det slag som har intermittent trycksättning av såväl en bakre som en främre drivkammare eller som har permanent trycksättning på den bakre drivkammaren och intermittent trycksättning av en främre drivkammare.

Arrangemanget för att förmedla signaler till huvudsliden kan vara annorlunda med signalkanaler till båda sidorna av huvudventilsliden eller signalgivning till huvudventilslidens andra sida. Arrangemanget med högt tryck i ledningen ll och dräneringstryck i ledningen 12 kan vara omvänt.

I analogi med dessa varianter och modifikationer kan hjälpventilen vara arrangerad annorlunda och dess utgàngsledningar vara dragna annorlunda och med den omvända funktionen.

Det är viktigt att notera att genom uppfinningens arrangemang med hjälpventil, omställningssignalen till en huvudventil kan förmedlas tidigare än vad som har varit fallet med den kända tekniken. Detta ger möjlighet att ha mycket korta slaglängder och därmed mycket höga slagfrekvenser för en anordning enligt uppfinningen. Som exempel kan åtminstone en 50% frekvenshöjning utan vidare åstadkommas med enkla medel. Även större frekvenshöjningar kan åstadkommas.

Sammantaget ligger således signalen för omställning av huvudventilen i slagriktningen närmare ett bakre ändläge för slagkolven än vid den konventionella tekniken under det att 74590.doc; 2O07'Q)2-l6 SSG 385 signalen för omställning i motsatt slagriktningen ligger närmare slagläget än vad som är fallet för den kända tekniken.

Ytterligare modifikationer kan göras såsom t ex att, såsom är känt, positionera huvudventilsliden koaxiellt med och runt ett parti av slagkolven. 745904100; 2007-02-l6

Claims (18)

1. 0 15 20 25 30 5353 B85 10 Patentkrav: l. Förfarande för styrning av ett fluiddrivet slagverk, vilket omfattar en i ett axiellt utsträckt cylinderrum (3) till ett slagverkshus (2) fram- och återrörlig slagkolv (1), vilken är inrättad för att utföra slag i en slagriktning (A), och vilken omfattar ett signalparti (4), för styrning av en huvudventil (5), utformad för att intermittent förmedla tryckfluid till åtminstone en drivkammare (7) för slagkolven, - varvid i området av ett första, bakre ändläge för slagkolven (1), signalpartiet (4) etablerar en fluidledningskontakt för att ställa huvudventilen (5) för drivning av slagkolven i slagriktningen, och - varvid i området av ett andra, främre ändläge för slagkolven (l), signalpartiet (4) etablerar en fluidledningskontakt för att ställa huvudventilen (5) för drivning av slagkolven motsatt slagriktningen, kännetecknat av - att en hjälpventil (9) styrs för att förmedla fluidkontakt mellan åtminstone ett hjälpkanalorgan (l3,l4) med en kanalport i cylinderrummet (3) och huvudventilen (5) via signalpartiet (4), för omställning av huvudventilen (5) innan slagkolven, i drift, nått åtminstone ett av nämnda områden.

2. Förfarande enligt kravet l, kännetecknat av att hjälpventilen (9) styrs av trycket i nämnda drivkammare (7).

3. Förfarande enligt kravet 2, kännetecknat av att hjälpventilen (9) styrs av trycket i en bakre drivkammare (7) för drivning av slagkolven i slagriktningen.

4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att hjälpventilen (9) Styrs för att förmedla fluidkontakt 7459041100; 2007-02-16 10 15 20 25 30 SSG 535 ll mellan nämnda hjälpkanalorgan (l3,l4) och huvudventilen (5), för omställning av huvudventilen innan slagkolven (l), i drift, nått såväl det ena som det andra av nämnda områden.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att huvudventilen (5) styrs genom en trycksignal förmedlad av signalpartiet (4) i i slagriktningen framskjutna lägen för slagkolven (1).

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att huvudventilen (5) styrs genom en avlastning av tryck förmedlad av signalpartiet (4) i i slagriktningen tillbakaskjutna lägen för slagkolven (l).

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av - att i området av ett ändläge för slagkolven (1), signalpartiet (4) etablerar en fluidledningskontakt mellan en dräneringsledning (12) och huvudventilen (5), och - att i området av ett annat ändläge för slagkolven (1), signalpartiet (4) etablerar en fluidledningskontakt mellan en tryckledning (ll) och huvudventilen (5).

8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av - att hjälpventilen (9) styrs så att varje hjälpkanalorgan (l3,14) blir aktivt när slagkolven drivs i riktning mot till respektive hjälpkanalorgan (l3,l4) hörande ändläge för slagkolven (l).

9. Fluiddrivet slagverk, vilket omfattar en i ett axiellt utsträckt cylinderrum (3) till ett slagverkshus (2) fram- och àterrörlig slagkolv (l), vilken är inrättad för att utföra slag i en slagriktning (A), och vilken omfattar ett signalparti (4), för styrning av en huvudventil (5), utformad 74590.dOC; 2007-02-16 10 15 20 25 30 530 885 12 för att intermittent förmedla tryckfluid till åtminstone en drivkammare (7) för slagkolven, - varvid i området av ett första, bakre ändläge för slagkolven (l), signalpartiet (4) är inrättat att etablera en fluidledningskontakt för att ställa huvudventilen (5) för drivning av slagkolven i slagriktningen, och - varvid i området av ett andra, främre ändläge för slagkolven, signalpartiet (4) är inrättat att etablera en fluidledningskontakt för att ställa huvudventilen (5) för drivning av slagkolven motsatt slagriktningen, kännetecknat av - en hjälpventil (9), vilken är styrbar för att förmedla fluidkontakt mellan åtminstone ett hjälpkanalorgan (l3,l4) med en kanalport i cylinderrummet och huvudventilen (5) via signalpartiet, för omställning av huvudventilen (5) innan slagkolven, i drift, nått åtminstone ett av nämnda områden.

10. Slagverk enligt kravet 9, kännetecknat av att hjälpventilen (9) är styrbar med hjälp av trycket i nämnda drivkammare (7).

11. ll. Slagverk enligt kravet 10, kännetecknat av att hjälpventil (9) är styrbar med hjälp av trycket i en bakre drivkammare (7) för drivning av slagkolven (1) i slagriktningen.

12. Slagverk enligt något av kraven 9 - ll, kännetecknat av att hjälpventilen (9) är styrbar att förmedla fluidkontakt mellan nämnda hjälpkanalorgan (l3,l4) och huvudventilen (5), för omställning av huvudventilen (5) innan slagkolven, i drift, nått såväl det ena som det andra av nämnda områden.

13. Slagverk enligt något av kraven 9 - l2, kännetecknat av att huvudventilen (5) är styrbar genom en trycksignal 74590.doc; 2007-02-16 10 15 20 25 30 533 385 13 förmedlad av signalpartiet (4) i i slagriktningen framskjutna lägen för slagkolven.

14. Slagverk enligt något av kraven 9 - 13, kännetecknat av att huvudventilen (5) är styrbar genom en avlastning av tryck förmedlad av signalpartiet (4) i i slagriktningen tillbakaskjutna lägen för slagkolven (1).

15. Slagverk enligt något av kraven 9 - 14, kännetecknat av att nämnda kanalport är belägen i en position på ett axiellt avstånd före området av respektive område, sett i slagkolvens (1) rörelseriktning mot respektive omrâde.

16. Slagverk enligt något av kraven 9 - 15, kännetecknat av - att i området av ett ändläge för slagkolven (1), en dräneringsledning (12) är anordnad, varvid signalpartiet (4) är inrättat att etablera en fluidledningskontakt mellan denna och huvudventilen (5) , och - att i området av ett annat ändläge för slagkolven (1), en tryckledning (11) är anordnad, varvid signalpartiet (4) är inrättat att etablera en fluidledningskontakt mellan denna och huvudventilen (5).

17. Slagverk enligt något av kraven 7 - 16, kännetecknat av organ för att styra hjälpventilen (9) så att varje hjälpkanalorgan (l3,14) blir aktivt när slagkolven drivs i riktning mot till respektive hjälpkanalorgan (13,14) hörande ändläge för slagkolven (1).

18. Bergborrmaskin kännetecknad av att den inkluderar ett slagverk enligt något av kraven 9 - 17. 74590.doc; 2007-02-16