NO145086B - Innretning for forming av en forbindelsesmuffe som oppviser en elastisk tetningsring - Google Patents

Description

Hydraulisk styreanordning for matning av f jellbormaskin.

Denne oppfinnelse vedrører en styre-" anordning for matning av en f jellbormaskin, av den art som omfatter en hydraulisk dreven dreiemotor for boret og er innrettet til å mates ved hjelp av en hydraulisk dreven matningsmotor forover eller bakover langs føringsinnretninger på et boreaggregat.

Hensikten med oppfinnelsen er å sikre

en enkel, sikker og effektiv drift av boraggregatet med de for vedkommende arbeide gunstigste verdier for matningstrykk og boremoment under samtidig eliminering av risikoen for overbelastning av de dri-vende pumper og de drevne motorer.

Anordningen ifølge oppfinnelsen ut-merker seg i det vesentlige ved at en første hydraulisk pumpe som er forsynt med innstillingsinnretninger for forandring av pumpens fortrengningsvolum, i hvilke inngår en styreinnretning for konstant ytelse, er forbundet med matningsmotoren for sammen med denne å danne en trykkfluidumkrets, og at der er anordnet trykkfluidumbet jente innretninger som reagerer overfor et selektivt foran dreiemotoren innstilt trykk, hvilke trykkfluidumbetjente innfetninger er forbundet med styreinnretningen for automatisk reduksjon av den første pumpes fortrengningsvolum når det på forhånd innstilte trykk foran dreiemotoren overskrides.

Anordningen skal forklares nærmere ved hjelp av et eksempel under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et sideriss av et boraggregat som omfatter anordningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 i større målestokk, et sideriss av en del av en opprettstående gaffelformet ramme som skjematisk er antydet på fig. 1,

fig. 3 er et oppriss av boraggregatet ifølge fig. 1, og fig. 4 viser i større målestokk den gaffelformede ramme slik den kan sees langs linjen 4—4 på fig. 1 etter at matningsoverdelen er fjernet.

Fig. 5 er et grunnriss av boraggregatets fremre parti med matningsoverdelen snit-tet langs linjen 5—5 på fig. 1,

fig. 6 viser i større målestokk et lengde-snitt gjennom en anordning til styring av ytelsen som er antydet på fig. 5 og fig. 7 er et koblingsskjema for den høytrykksflui-dumdrevne styreanordning for boreaggregatet og boremaskinen.

Boreaggregatet med anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter et understell 10 med en ramme 12 som fortrinnsvis er utstyrt med hjul som bærer belter 13 som hviler på bakken. Når boreaggregatet er i ar-beidsstilling støttes understellet 10 ved hjelp av hydrauliske donkrefter 14 som kan for-lenges til anlegg med bakken 11 for avlast-ning av rammene 12. For separat drift av hver av beltene 13 er på understellet 10 anordnet to drivmotorer 15, fortrinnsvis stem-pelmotorer, med ikke foranderlig fortrengningsvolum. Motorene 15 er drivforbundet med beltene 13 ved hjelp av en passende tannhjulsutveksling 16. Foran på understellet 10 og i understellets lengderetning er anordnet horisontale lagre 17 for en aksel 24, og en opprettstående, gaffelformet ramme 18 er anordnet på akselen slik at den kan svinge i et tverrgående plan i forhold til understellet 10. På gaffelrammen 18 er anbragt en sidetapp 19, til hvilken det er leddet endepartiet av en sylinder tilhørende en dobbeltvirkende hydraulisk sylinderenhet 20, hvis stempelstang med sin ene ende er svingbart forbundet med en svingetapp 21 på understellet 10. Ved forlengelse eller forkortelse av den hydrauliske sylinderenhet 20 kan gaffelrammen 18 svinges mot høyre eller venstre i det nevnte tverrgående plan, idet rammen svinger om akselen 24 og lagrene 17. Den gaffelformede ramme 18 er ved gaffelar-menes øvre ender utstyrt med lagre 22 for tverrgående hultapper 23 på et matnings-overstell 25 som omfatter to langstrakte føringer 26 som strekker seg parallelt med hverandre og som er svingbart lagret på dreietappene 23. Den dobbeltvirkende sy-linderenhetens 27 stempelstang er svingbart leddet til en svingtapp 28 ved matningsoverstellets fremre ende, mens sylinderen 27 selv er svingbart anordnet på hultapper 29 som bæres svingbart av en tverrgående bjelke 30 på gaffelrammen 18. Ved forlengelse eller sammentrekning av den hydrauliske syinderenhet 27 kan matnings-overstellet 25 svinges bakover om hultap-pene 23 til en nedsenket i det vesentlige horisontal stilling over understellet 10, eller kan løftes til vertikal stilling eller gis en svak helling i retning fremover ut fra den vertikale stilling.

En bormaskin 31 er ved hjelp av to par føringselementer med motsatt vendende føringsbaner 32 anordnet forskyvbart eller glidbart på og langs føringene 26 og er utstyrt med en dreiemotor for dreining av et bor 34 eller en borsøyk som er koblet til bormaskinen 31 ved hjelp av en kobling 35. Ved den i eksemplet viste utførelse er bormaskinen 31 innrettet til rotasjonsborlng, men det er å forstå at der kan også brukes et slagbor med motor for dreining av boret. Dreiemotoren 33 er ifølge fig. 3 anordnet overfor bormaskinens 31 øvre ende og driver over en passende utveksling i bormaskinens hus den tidligere nevnte kobling 35. Dreiemotoren 33 er en hydraulisk motor med fast fortrengningsvolum, fortrinnsvis av aksial stempeltype som hensiktsmessig er utstyrt med en drivskive (tumleskive) som er utført i ett med og anordnet loddrett på motorens drivaksel slik at sylinderen og stemplet danner en vinkel med drivplaten, hvor drivplaten dreies mens stemplet beveger seg frem og tilbake.

Boret 34 styres av en borsentrerlngs-

innretning 38 som er anordnet ved matningsoverstellets 25 fremre ende.

For matning av boremaskinen 31 med boret 34 nedover eller oppover langs førin-gene 26 er anordnet par av kjeden jul 39 som ligger nær føringene 26 ved matningsoverstellets 25 nedre og øvre ende. Over kjedehjulene 39 er trukket to parallelle kjeder 40. Bormaskinen 31 med sin tur-tallsmåler 33 og dennes utveksling er koblet til kjedene 40 på en side av det plan som strekker seg gjennom kjedehj ulenes 39 rotasjonsakser, mens der på den annen side av det nevnte plan og koaksialt med matningsoverstellets 25 hultapper 23 er anordnet et tannhjulsutvekslingshus og tannhjulsutveksling 41 som over et kjedehj ul 42 er i drivinngrep med hver av kjedene 40. Utvekslingen 41 drives ved hjelp av en hydraulisk matningsmotor 43 med fast fortrengningsvolum, fortrinnsvis av aksial-stempeltype som dreiemotoren 33.

Dreiemotoren 33 og matningsmotoren 43 er anordnet i hver sin lukkede hydrauliske drivkrets. Motorenes 33 og 43 innløp og utløp er derfor henholdsvis forbundet med vedkommende innløp og utløp tilhø-rende to hydrauliske pumper 44 og 45 med variabelt fortrengningsvolum, fortrinnsvis av stempeltypen, og anordnet på understellet 10. En av de nevnte pumper, nemlig pumpen 44, er innrettet til å drive dreiemotoren 33, mens den annen pumpe 45 driver matningsmotoren 43. Hver pumpe omfatter en drivskive, utført i ett med og forløpende loddrett på pumpens drivaksel, hvor sylinderen og stemplet er anordnet på skrå i forhold til drivplaten. Denne utførelse er kjent og derfor skal den ikke forklares nærmere. Ved forandring av helllngsvinkelen mellom sylinderen og drivskiven kan pumpens fortrengningsvolum varieres trinnløst fra full gjennomstrømning i en retning til gjennomstrømning i motsatt retning, og for å tillate en slik vinkelinnstilling er pumpenes 44, 45 sylinderhus 44', henholdsvis 45' lagret svingbart i lagret 48. Pumpene 44 og 45 kan være direkte koblet til en elek-trisk drivmotor 46 som kan forbindes med hovednettet. Alternativt kan en forbren-ningsmotor være anordnet for drift av pumpene 44 og 45, og driften kan enten være direkte eller foregå over en passende utveksling. Pumpene 44 og 45 sammen med sine styringsutstyr, som skal forklares ne-denfor, er nedsenket i olje og anordnet i beholdere 47 på understellet 10.

Ledningene og kanalene mellom pumpene 44 ost 45 ok motorene 33, 43 samt den hydrauliske krets for manøvrering av sy-lindrene 27, 20 for løfting av matningsover-stellet, svingning av gaffelrammen 18 og betjening av donkraftene 14 er for klarhe-tens skyld sløyfet på tegningene, da de bare omfatter kjente anordninger.

Pumpen 45 som driver matningsmotoren 43, fig. 7, roterer sammen med en liten trykkpumpe 49, som på kjent måte suger oljen fra pumpens 45 beholder 47 og fører den gjennom et filter 50, for å kompensere oljetrykktapet i den lukkede krets mellom pumpen 45 og matningsmotoren 43. Pumpen 45 har dessuten en ventilblokk med to overstrømningsventiler 51 som virker i inn-byrdes motsatte retninger og som er koblet parallelt med pumpen 45, en ytterligere overstrømningsventil 52 mellom den lukkede krets og beholderen 47 for bortføring av overflødig sirkulasjonsolje og dessuten en reverseringsventil 53 som kan stilles i to stillinger og som tjener til reversering av matningsmotorens 43 rotasjonsretning i forhold til oljens strømningsretning fra pumpen 45, hvilken pumpe ifølge eksemplet roterer kontinuerlig i samme retning. I kretsen er dessuten anordnet en innstillbar koblingsventil 54 med tre stillinger 54<1>— 54ni. I sin stilling 54<1>* som er vist på fig. 7, forbinder ventilen 54 pumpen 45 med matningsmotoren 43. Pumpen 45 er også utstyrt med en styreinnretning 55 for konstant ytelse som mer detaljert er vist på fig. 6 og som omfatter variatorinnretninger for forandring av pumpens fortrengningsvolum eller kapasitet. Styreinnretningens 55 oppgave er å holde pumpens 45 ytelse konstant og hindre overbelastning av matningsmotoren 43. Styreinnretningen 55 er følsom overfor trykket i den lukkede hydrauliske krets ved pumpens 45 utløp, og forbindelsen består av en ledning 56, fig. 6, som er i forbindelse med kretsen. ;Den lukkede hydrauliske krets mellom pumpen 44 og dreiemotoren 33 er identisk med den ovenfor beskrevne krets og omfatter på samme måte en trykkpumpe 49, et filter 50, overstrømningsven tiler 51, 52, en reverseringsventil 53, en koblingsventil 54 som kan innta tre stillinger og som i sin stilling 54<1>* forbinder pumpen 44 med dreiemotoren 33 og en styreinnretning 55 for konstant ytelse. De innstillbare kob-lingsventiler 54 i de to kretser er mekanisk forbundet med hverandre og innrettet til å koble i stillingen 54<1> hver av pumpene 45, 44 med en av drivmotorene 15. Den tredje stilling 54ni er tomgangsstilling.

Motorenes 43 og 33 innløp og utløp er forbundet over styreventiler 57 og over-strømningsventiler 58 og 59 som er fjærbelastet med en fjær, hvis kraft kan inn-stilles for hånd med en ledning 60 som over en strupeventil 61 munner ut i en av be-holderne 47 for pumpene 44, 45. Ledningen 60 er dessuten forbundet med en trykk-avstengningsinnretning 62, fig. 6, som er samordnet med styreinnretningen 55.

Styreinnretningen 55 for konstant ytelse, som er vist på fig. 6, omfatter et stempel 63 som kan gli i et sylinderkam-mer i innretningen, og stemplets 63 ene side er fjærbelastet, mens den annen side er utsatt for trykk fra ledningen 56 som er forbundet med pumpens 45 utløp. En sleide 64 forbinder en forlengelse på stemplets 63 fjærbelastede side direkte med en innstillingstapp 65 på stempel-pumpens 45 sylinderhus 451. Ved forskyvning av tappen 65 i sideretningen kan hu-set 45<1> dreies om hultapplageret 48 og inn-stillingsvinkelen kan varieres i forhold til en fast del 66 av pumpehuset som omfatter en dreven aksel 67 tilhørende pumpen 45 som er utført i ett med drivskiven som ikke er vist. Ved vinkelforskyvning av pumpehuset 45<1> kan pumpens 45 fortrengningsvolum varieres trinnløst fra full levering i en retning som svarer til den viste vinkel 68 til levering i motsatt retning i samsvar med innstillingen som svarer til vinkelen 69, som også er vist på fig. 6. En fjærmon-tering 70 er anordnet mellom sleiden 64 og et stempel 71 med stor trykkflate som kan forskyves frem og tilbake i styreinnretningens sylinder 72. På stemplets 71 bak-side er sylinderen 72 over en ledning 73 med en strupeventil 74 direkte forbundet med ledningen 56. Sylinderen 72 kan over trykkavstengningsinnretningen 62 tømmes i pumpens 45 beholder 47. I innretningen 62 er en fjærbelastet stempelventil 75 anordnet i en sylinder 77 som er forbundet med ledningen 60, fig. 7. Fjæren er beteg-net ved 76. Stempelventilen 75 kan forskyves mot fjærens 76 virkning når til-strekkelig høyt trykk har bygget seg opp i ledningen 60, og en slik forskyvning åp-ner utløpskanalene 78 til beholderen 47, slik at sylinderen 72 i styreinnretningen 55 for konstant ytelse vil tømmes og trykket som virker på stemplet 71 vil oppheves.

Identiske styreinnretninger 55 for konstant ytelse er anordnet i hver av pumpene 44 og 45. Ifølge eksemplet er pumpens 44 innretning 62 for opphevelse av trykket i tomgangsstilling. For innstilling av styreinnretningene 55 er anordnet en for hånd innstillbar, skrueformet del 79 som tjener til regulering av forspennin-gen av fjærmonteringen 70 som omfatter et antall fjærer med forskjellig karakteristikk. Hver trykkforandring i kretsen avføles over ledningen 56 av stemplet 63 i vedkommende styreinnretning 55 med den følge at sammenpresningen av fjær-

monteringen 70 forandres. En slik for-

andring bevirker forskyvning av sleiden 64 og vinkelforskyvning av tappen 65 med forandring av pumpens 45<1> fortrengnings-

volum som følge. Fjærenes karakteristikk er på kjent måte valgt slik at resultatka-rakteristikken nøyaktig følger kurven for pumpens teoretiske ytelse som represen-

teres ved produktet av pumpetrykket og pumpens fortrengningsvolum, og fjærmon-teringens bevegelse overføres direkte over sleiden 64 til pumpehuset 45, med den følge at ytelsen holdes i det vesentlige konstant. Dessuten er også pumpens 45 trykkavlastningsinnretning 62 i virksomhet og påvirkes over de f jærbelastede ventiler 58, 59 av trykktopper foran dreiemotoren 33 og matningsmotoren 43. Såsnart tryk-

ket i kretsen når slike toppverdier som følge av boringsforholdene, f. eks. som følge av at borstålet setter seg fast, og trykket overskrider forspenningskraften for fjæ-

rene ved en av ventilene 58, 59, vil høy-trykksvæsken strømme forbi vedkommende ventiler 58, 59 og inn i ledningen 60. Som følge av strupeventilens 61 virkning vil trykket i ledningen 60 øke raskt og bevege stempelventilen 75 i trykkavlastningssinn-retningen 62 slik at den vil åpne sylin-

derens 72 utløpskanaler 78. Derved opp-

heves trykket som virker på stemplet 71 i styreinnretningen 55, og hele monteringen omfattende stemplet 63, sleiden 64, fjærmonteringen 70 og stemplet 71 vil for-

skyves ved det resterende trykk som virker på stemplet 62 mot høyre Ifølge fig. 6. Un-

er denne bevegelse vil sleiden 64 dreie pumpens hus 45<1> i retning mot eller forbi den stilling som svarer til fortrengnings-

volum lik null. Denne innstilling foregår under praktisk talt konstant topptrykk i den styrte krets. Reduksjon eller reverse-

ring av væskestrømmen fra pumpen 45

vil raskt bidra til forbedring av boringsforholdene, idet matningshastigheten og boringstrykket vil nedsettes, eller mat-ningsretningen vil reverseres, og så snart trykket i kretsen synker til en verdi under en verdi som svarer til åpning av de f jærbelastede ventiler 58, 59, vil ledningen 60 tømmes raskt over strupeventilen 74 inn i beholderen 47, stempelventilen 75 vil stenge utløpskanalene 78, og styreinnret-

ningen 55 vil deretter påny innta sin stil-

ling ifølge fig. 6, nemlig som følge av tryk-

ket som virker på stemplet 71 etter at tryk-

ket ved stemplenes 63 og 71 motsatt ven-

dende ender har jevnet seg ut.

Før boringen settes igang vil opera-

tøren innstille fjærbelastningen for ven-

tilene 58, 59 på en verdi som svarer til det

maksimale dreiemoment og maksimalt bo-ringstrykk eller matningsmotorens dreiemoment, avhengig av bergartens beskaf-

fenhet og boringsutstyrets tilstand. Ved hjelp av skruedelen 79 på pumpens 44 styreinnretning 55 for konstant ytelse innstiller deretter operatøren det maksi-

malt tillatelige turtall for dreiemotoren 33

for boring. Ved hjelp av skruedelen 79 på pumpens 45 styreinnretning 55 for kon-

stant ytelse regulerer deretter operatøren først bare for hånd boringens begynnelse og påsetting av borehullet, hvoretter han,

ved hjelp av samme del 79, innstiller det maksimale, tillatelige turtall for matningsmotoren som svarer til den maksimale borehastighet i vedkommende tilfelle. Et-

ter at de nevnte operasjoner er utført vil aggregatet arbeide automatisk, idet for-håndsinnstillingen av ventilene 58, 59 og skruedelen 79 vil bevirke at matnings-

trykket, bordreiemomentet og bormaskin-

ens turtall samt borets gjennomtrengning eller borehastighet vil holdes konstant ved de mest effektive verdier. Overbelastning av dreiemotoren og matningsmotoren unn-

gås som følge av avlastningsinnretningens 62 virkning på pumpen 45.

Det vil være klart at anordningen som

er vist på tegningene og forklart ovenfor kan forandres på flere måter uten at man derved overskrider oppfinnelsens ramme.

Claims (6)

1. Hydraulisk drevet styreanordning for matning av en fjellbormaskin med en hydraulisk drevet dreiemotor for boret, og innrettet til å mates med en hydraulisk drevet matningsmotor forover eller bakover langs føringsinnretninger på et boraggregat, karakterisert ved at en første hydraulisk pumpe (45) som er forsynt med innstillingsinnretninger (55, 79, 65, 70, 71) for forandring av pumpens (45) fortrengningsvolum, i hvilke inngår en

styreinnretning (55) for konstant ytelse, er forbundet med matningsmotoren (43) for sammen med denne å danne en trykkfluidumkrets, og at der er anordnet trykk - fluidumbetjente innretninger (62) som reagerer overfor et selektivt foran dreiemotoren (33) innstilt trykk, hvilke trykkfluidumbetjente innretninger (62) er forbundet med styreinnretningen (55) for automatisk reduksjon av den første pumpes (45) fortrengningsvolum når det på forhånd innstilte trykk foran dreiemotoren (33) overskrides.

2. Styreanordning ifølge påstand 1,karakterisert ved at den første pumpe (45) og matningsmotoren (43) danner en første lukket trykkfluidumkrets, mens den nevnte hydraulisk drevne dreiemotor (33) sammen med en annen hydraulisk pumpe (44) danner en annen lukket trykkfluidumkrets.

3. Styreanordning ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at de trykkfluidumbet jente innretninger (62) som reagerer overfor et selektivt på forhånd innstilt trykk foran dreiemotoren (33) også er innrettet til å reagere overfor et selektivt på forhånd innstilt trykk foran matningsmotoren (43) for automatisk reduksjon av den første pumpes (45) fortrengningsvolum når det forinnstilte trykk foran matningsmotoren (43) eller dreiemotoren (33) overskrides.

4. Styreanordning ifølge påstand 3, karakterisert ved at hver pumpe (45, 44) er utstyrt med en styreinnretning (55) for konstant ytelse omfattende for-andringsinnretninger (55, 79, 65, 70, 71) for forandring av pumpenes (45, 44) fortrengningsvolum.

5. Styreanordning ifølge påstand 1 eller 3, karakterisert ved at den første pumpes (45) innretninger (55, 79, 65, 70, 71) for forandring av fortrengnings-volumet er innrettet til å variere pumpens (45) fortrengningsvolum fra full gjennom-strømning i en retning til reversering av gjennomstrømningen for å oppnå reversering av matningsmotoren (43) når det forinnstilte trykk foran dreiemotoren eller matningsmotoren overskrides.

6. Styreanordning ifølge påstand 2, ved hvilken på boraggregatet er anordnet innretninger som kan føres til anlegg med bakken og to hydraulisk drevne motorer for drift av de nevnte innretninger, karakterisert ved at ventilinnretninger (54) på aggregatet er anordnede for sam-menkobling av hver av pumpene (45, 44) med en av de nevnte drivmotorer (15) for å bevege boraggregatet på bakken.