SE528392C2 - Givarinstallation i en växellåda för positionering - Google Patents

Description

20 25 30 528 392 växellådans utgående axel mäts med hjälp av en vid den utgående axeln fixerad och till sen- som ansluten axel.

Genom att givarinstallationen innefattar kännetecknen i patentkravet 1 uppnås fördelen av att åstadkomma en givarinstallation som mäter vinkeln hos växellådan inklusive växellådans spel, vilket ger ökad precision samtidigt som billiga växellådor med spel kan utnyttjas för inmätning av en position fór ett borrhål. Dessutom fås en robust installation då inga mäthjul eller separata mätkuggar behövs på utsidan av växellådan.

Kortfattad ti gurfórteckning Uppfinningen kommer att belysas närmare nedan med ledning av de bifogade ritningama, ' vari: Figur 1 visar schematiskt en vy av en bergborrningsrígg, Figur 2 visar schematiskt en vy av en borrbom hos en bergborrningsrigg enligt figur 1, Figur 3 visar schematiskt en forsta utföringsfonn av en givarinstallation enligt uppfinningen, och t Figur 4 visar schematiskt en andra utföringsfonn av en givarinstallation enligt uppfinningen.

Beskrivning av föredragna utfóringsformer Figur 1 visar schematiskt en vy av en bergborrningsrigg 2, innefattande en borrbom 4, en ma- tare 6 och en borrkrona 8. Bergborrningsriggen 2 kan fjärrstyras av en operatör via en kabel (ej visad) eller trådlöst, men kan även styras av en operatör som befinner sig i en hytt 10 på bergborrningsriggen 2. Operatören kan styra bergborrningsriggen 2 antingen manuellt, auto- matiskt eller halvautomatiskt. När operatören vill borra ett hål med hjälp av bergborrningsrig- gen 2 i berg 12, är det viktigt att kunna positionera borrkronan 8, dvs mataren 6, i rätt position och i rätt vinkelriktning relativt berget 12 för att åstadkomma ett önskat hål, i synnerhet då 10 15 20 25 30 528 392 flera hål skall borras parallellt in i berget 12 såsom sker exempelvis vid borrning av en tunnel genom ett berg.

Figur 2 visar schematiskt en vy av en borrbom 4 hos en bergborrningsrigg 2 enligt figur 1.- Borrbommen 4 enligt denna utiöringsform har fem rotationsfrihetsgrader Zl ,Z2,Z4,Z5,Z6, en translationsfrihetsgrad Z3 vid den teleskopiska delen av borrbommen 4, och ytterligare en translationsfrihetsgrad Z7 i form av matningstörskjutning och matning vid den fórskjutbara mätaren 6. Vid inmätning av en' position för ett borrhål mäts å ena sidan vinklama i varje led som har en rotationsfrihetsgrad Zl,Z2,Z4,Z5,Z6, dvs i varje led där rotation är möjlig, hos borrbommen 4 och å andra sidan eventuella translationer hos borrbornmen 4, dvs eventuella translationer vid de ställen hos borrbommen 4 som har translationsfrilietsgrader Z3,Z7. I den- i na utföringsform användsväxellådor 14,16 för att åstadkomma rotationema i två av borr- bommens 4 leder 3,5, dvs till att justera vinkeln hos två rotationsfiihetsgrader Z4,Z5 hos borr- bommen 4.

Figur 3 visar schematiskt en första uttöringsforrn av en givarinstallation enligt uppfinningen.

Givarinstallationen innefattar en relativt ett växellådshus 18 fixerad sensor 20, en drivmotor 22, en till växellådan 14,16 ingående axel 24, en från växellådan 14,16 utgående axel 26, en vid den utgående axeln 26 fixerad axel 28 som går genom centnnn av växellådan 14,16. I denna utfóringsforin år växellådan 14,16 en planetväxel varvid även inre solhjul 30, yttre sol- hjul 32, planethjul 34,36 och planetbärare 38 visas i figuren. Axeln 28 som går genom cent- rum av växellådan 14,16 kan vara fixerad vid den_ utgående axeln 26 genom limning, svets- ning, eller genom mekanisk fixering såsom exempelvis m.h.a splines, eller på liknande sätt.

Altemativt kan axeln 28 som går genom centrum av växellådan 14,16 vara fixerad vid den utgående axeln 26 genom att de är utfördai ett stycke. I denna utforingsforrn är drivmotom 22 en ihålig kolvmotor med ett centralt genomgående hål 40 genom vilket axeln 28 som går ge- nom centrum av växellådan 14,16 kan passera. Såsom kan ses i figuren passerar axeln 28 även igenom växellådans 14,16 ingående axel 24. Genom att använda en kompakt kolvmotor und- vikes att drivmotom 22 sticker ut i sidled vilket är en fördel då drivmotorn 22 skall monteras på en borrbom 4. Genom att använda växellådor 14,16 av ovan nämnda slag för att åstad- komma rotationema i två av borrbommens 4 leder, dvs växellådor 14,16 där vinkeln mellan växellädshuset 18 och växellådans 14,16 utgående axel 26 mäts med hjälp av en vid den utgå-W lO 15 20 25 30 528 392 ende axeln 26 fixerad axel 28 som går genom centrum på växellådan 14,16, åstadkommes en givarinstallation som mäter vinkeln hos växellådan 14,16 inklusive växellådans 14,16 spel, vilket ger hög precision i dessa leder vid positioneringen av borrbommen 4.

Figur 4 visar schematiskt en andra utföringsfonn av en givarinstallation enligt uppfinningen.

Denna utföringsform skiljer sig från den i figur 3 beskrivna endast genom att drivmotom 22 är anordnad förskjuten från centrum av växellådans 14,16 ingående axel 24, »varvid två kugghjul 42,44 är anordnade att överföra vridmomentet från drivmotom 22 till växellådans 14,16 ingå- ende axel 24.

Uppñnningen avser således en givarinstallation i en växellåda som används för positionering, där givarinstallationen innefattar en relativt växellådshuset 18 fixerad sensor 20, och där vin- keln mellan växellådshuset 18 och växellådans 14,16 utgående axel 26 mäts med hjälp av en vid den utgående axeln 26 fixerad och till sensorn 20 ansluten axel 28.

Vid positionering m.h.a. en växellåda är det viktigt att ha ändlägen för rotationen så att man ej skadar slangar mm. Detta kan ske med mekaniska stopp men nackdelen är att dessa måste vara kraftiga för att ta upp rotationskraften, och vid rotationer > 360 grader är det svårt att rent praktiskt få plats med tillräckliga ändläges-stopp. Genom att använda en givarinstallation en- ligt uppfinningen mäts vinkeln hos de växellådor som är anordnade på borrbommen. Härige- i nom kan man anordna ett styrsystem som mottar information om den aktuella vinkeln och stryper effekten hos växellådans motor när man närmar sig ett förprogrammerat ändläge. Ge- nom att rampa ner motoreffekten i steg nära ändlägena fås ett mjukt stopp som minskar på- frestningarna på borrbommen. Det är även enkelt att göra ändläget justerbart om manexem- pelvis vill kunna ställa in en liten tillåten vinkel för rotationen av borrbommen så att borr- bommen ej skall kunna kollidera med exempelvis på sidan av bergborrningsriggen belägna bergytor eller med själva bergborrningsriggen vilket ger ökad säkerhet. Detta är ett billigt sätt att skapa ändlägen då vinkeln redan mäts för positioneringen. Således innefattar Vgivarinstalla- tionen ett styrsystem som mottar information om den aktuella vinkeln hosen växellåda 14,16 och stryper effekten till växellådans 14,16 motor 22 när växellådan 14,16 närmar sig ett för- programmerat ändläge. 528 392 Givarinstallationen enligt uppfinningen är illustrerad såsom varande anordnad i en växellåda i en borrbom hos en bergborrriingsrigg, med kan även tillämpas i gruv- eller entreprenadmaski- ner av armat slag där en liknande noggrann rörelse önskas. Vinkelgivaren, dvs sensorn, är företrädesvis envarvig i de beskrivna utfóringsforrnema då en rotation större än ett varv skulle kunna ge upphov till avbrott på slangar och liknandermen vinkelgivaren kan givetvis anord- nas flervarvig vid tillämpningar där detta är önskvärt.

Claims (8)

lO 15 20 25 30 528 392 Patentkrav

1. Givarinstallation i en växellåda som används för positionering, där givarinstallationen innefattar en relativt växellådshuset (18) fixerad sensor (20), kännetecknad av, att vin- keln mellan växellådshuset (18) och växellådans (14,16) utgående axel (26) mäts med hjälp av en vid den utgående axeln (26) fixerad och till sensorn (20) ansluten axel (28).

2. Givarinstallation enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att den vid den utgående axeln (26) fixerade och till sensorn (20) anslutna axeln (28) går genom centrum 'på växellådan (14,16).

3. Givarinstallation enligt patentkravet 2, kännetecknad av, att växellådan (14,16) är en planetväxel.

4. Givarinstallation enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av, att den vid - den utgående axeln (26) fixerade och till sensorn (20) anslutna axeln (28) passerar genom ett centralt genomgående hål (40) i växellådans drivmotor (22) ansluten till växellådans (14,16) ingående axel ' i ^

5. S. Givarinstallation enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av, växellådan (14,16) är anordnad i en gruv- eller entreprenadrnaskin. ~

6. Givarinstallation enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknad av, växellådan (14,16) är anordnad att åstadkomma rotationema för en rotationsfrihetsgmí (Z4,Z5) i en led (3,5) hos en borrbom (4) i en bergborrningsrigg (2).

7. Givarinstallation enligt något av ovanstående patentlcrav, kännetecknad av, att den utgå- ende axeln (26) och den vid den utgående axeln (26) fixerade och till sensom (20) anslut- na axeln (28) är utförda i ett stycke. _

8. Givarinstallation enligt något av ovanstående patentkrav, kännetecknar! av, att givarin- stallationen innefattar ett styrsystem som mottar information om den aktuella vinkeln hos 528 592 en växellåda (14,16) och stryper effekten till växellådans (14,16) motor (22) när växellå- dan (l4,l6) närmar sig ett fiirprogrammerat ändläge.