(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
応力パルスを生成する衝撃要素を含む衝撃装置と、
前記衝撃要素の前にストローク方向に配設された長尺状部品であり、前記応力パルスを受ける衝撃面を有し、さらに前記本体に対して軸方向に可動のドリルシャンクと、
削岩機の前部に配置され前記ドリルシャンクにフラッシング媒体を供給することを意図したフラッシングチャンバと、
少なくとも１つの圧力媒体作動式軸方向ピストンを含む軸方向軸受けとを含み、該ピストンにより前記ドリルシャンクは前記本体に対して軸方向に前記ストローク方向に向けて所定の行程長で押され、これによって前記ドリルシャンクの衝撃面は、応力パルスを受ける必要な軸方向の位置に設定可能であり、
前記軸方向ピストンは、前記軸方向軸受けに属する少なくとも１つの作動圧空間内に配置された少なくとも１つの作動圧面を含み、これへ圧力媒体の圧力を少なくとも１つの供給路から送り、これによって前記ストローク方向の力を前記軸方向ピストンへ送ることが可能な削岩機において、
前記軸方向軸受けは、少なくとも１つの軸方向軸受けモジュールを含み、該モジュールは、少なくとも１つの軸方向ピストン、少なくとも１つのシール、少なくとも１つの軸受け面、およびモジュールフレームを含み、
前記軸方向軸受けモジュールは、該削岩機の本体を分解することなしに一部品として定位置から取外し可能および定位置へ設置可能であり、
前記軸方向軸受けに関連して１組の支持手段があり、該指示手段は、前記軸方向軸受けにより生じる支持力を前記フラッシングチャンバに何ら力の影響を与えることなく該削岩機の本体へ伝達することを特徴とする削岩機。
【請求項２】
請求項１に記載の削岩機において、該削岩機の本体は、少なくとも前記軸方向軸受けにおいて接合面のない一体部品であることを特徴とする削岩機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の削岩機において、前記軸方向軸受けは、前記ストローク方向にさまざまな行程長を有する少なくとも１つの第１の軸方向ピストンおよび少なくともの１つの第２の軸方向ピストンを含むことを特徴とする削岩機。
【請求項４】
前記請求項のいずれかに記載の削岩機において、前記軸方向ピストンは、前記衝撃要素の周囲に配設されたスリーブ状部品であることを特徴とする削岩機。
【請求項５】
前記請求項のいずれかに記載の削岩機において、前記モジュールフレームは、該削岩機の本体へ直接固定可能な少なくとも１組の支持部材を含み、これによって前記モジュールフレームは、前記軸方向軸受けにより生じ前記ストローク方向に働く軸方向の支持力を該削岩機の本体へ直接伝達するよう配設されていることを特徴とする削岩機。
【請求項６】
請求項５に記載の削岩機において、
前記モジュールフレームは少なくとも１つの固定用ブラケットを有し、
該削岩機の本体は少なくとも１つの固定用ショルダを有し、
前記固定用ブラケットは、前記軸方向軸受けモジュールが前記軸方向の定位置に押し込まれて、その長手方向軸を中心に限定された角度で回転した後、前記固定用ショルダ内へ固定されるように配設され、これによって前記モジュールフレームの前記ストローク方向の動きがバイオネット型緊締によって妨げられることを特徴とする削岩機。
【請求項７】
前記請求項のいずれかに記載の削岩機において、前記軸方向軸受けモジュールは、該削岩機の本体を分解することなしに前記ドリルシャンクの方向から一部品として定置に取出し可能および設置可能であることを特徴とする削岩機。
【請求項８】
請求項７に記載の削岩機において、
前記モジュールフレームは第１のモジュールフレーム部および第２のモジュールフレーム部を含み、
第１のモジュールフレーム部は、前記ドリルシャンク側の区域上に少なくとも１つの緊締用フランジを、また前記衝撃装置側の区域上にカートリッジハウジングを有する長尺状の実質的にスリーブ状部品であり、
前記緊締用フランジに関連して、少なくとも前記ストローク方向に向かって働く軸方向の力を第１のモジュールフレーム部から該削岩機の本体へ直接伝達する手段があり、
第２のモジュールフレーム部が前記カートリッジハウジング内に配設され、これは、前記軸方向軸受けに属するすべての軸方向ピストンおよび軸受け面とともに軸方向軸受けカートリッジを形成し、
前記カートリッジハウジングと軸方向軸受けカートリッジとの間には、前記ストローク方向に働く軸方向の力を該軸方向軸受けカートリッジから第１のモジュールフレーム部へ伝達する少なくとも１組の軸方向合わせ面があることを特徴とする削岩機。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれかに記載の削岩機において、前記軸方向軸受けモジュールは、前記ドリルシャンクとは反対の方向から一部品として定位置に取外し可能および設置可能であることを特徴とする削岩機。
【請求項１０】
請求項９に記載の削岩機において、
前記軸方向軸受けモジュールは、第１のスリーブ状モジュールフレーム部および第２のスリーブ状モジュールフレーム部を含み、
第２のモジュールフレーム部は第１のモジュールフレーム部の内側に配設され、
第１のモジュールフレーム部はその後端部区域内に、前記軸方向軸受けの作動により生じる力を該削岩機の本体に伝達する少なくとも１組の支持面を含むことを特徴とする削岩機。
【請求項１１】
請求項10に記載の削岩機において、
前記軸方向軸受けは衝撃装置モジュールを含み、該衝撃装置モジュールは、衝撃要素、スリーブ状衝撃モジュールフレーム、少なくとも１つの軸受け、少なくとも１つのシール、および少なくとも１つの圧力媒体流路を有し、
前記衝撃装置モジュールは前記軸方向軸受けモジュールの内側に配設されていることを特徴とする削岩機。
【請求項１２】
請求項10に記載の削岩機において、
前記軸方向軸受けは衝撃装置モジュールを含み、該衝撃装置モジュールは、衝撃要素、スリーブ状衝撃モジュールフレーム、少なくとも１つの軸受け、少なくとも１つのシール、および少なくとも１つの圧力媒体流路を有し、
前記衝撃装置モジュールおよび軸方向軸受けモジュールは軸方向に前後に配設されていることを特徴とする削岩機。
【請求項１３】
前記請求項のいずれかに記載の削岩機において、前記軸方向軸受けに属するすべての軸方向ピストンおよび軸受け面は、前記軸方向軸受けモジュール内において１つの統一体に一体化されていることを特徴とする削岩機。
【請求項１４】
前記請求項のいずれかに記載の削岩機において、
前記軸方向ピストンの作動圧空間へ通じる少なくとも１つの供給流路は、少なくとも前記軸方向軸受けモジュールと該削岩機の本体との間の接点において搬送用軸方向区域を含み、
該接点において、前記供給流路区域に少なくとも１つの軸方向シールがあることを特徴とする削岩機。
【請求項１５】
請求項14に記載の削岩機において、
前記軸方向軸受けモジュールは少なくとも１つの加圧面を備え、該加圧面に圧力媒体が導かれて前記衝撃装置に向かう方向に働く軸方向の力を生成するように配設され、
該軸方向の力は、前記軸方向軸受けモジュールを該削岩機の本体に対して押し付け、これによって前記接点における軸方向シールが前記軸方向軸受けモジュールと前記本体との間で圧縮されるように配設され、したがって前記接点において前記供給流路を封止するよう配設されていることを特徴とする削岩機。
【請求項１６】
請求項14または15に記載の削岩機において、前記軸方向軸受けモジュールは、前記接点において前記軸シールを圧縮された状態に保ち続けるプリテンション手段を備えていることを特徴とする削岩機。
【請求項１７】
前記請求項のいずれかに記載の削岩機において、前記本体は単体の一体部品であることを特徴とする削岩機。
【請求項１８】
請求項１ないし４のいずれかに記載の削岩機において、
前記軸方向軸受けは少なくとも１つの衝撃装置モジュールを含み、該衝撃装置モジュールは、衝撃要素、スリーブ状衝撃モジュールフレーム、少なくとも１つの軸受け面、少なくとも１つのシール、および少なくとも１つの圧力媒体流路を有し、
前記衝撃装置モジュールおよび軸方向軸受けモジュールは、前記本体の後端部の空間内に前記軸方向において前後に配設され、設置が後部から行なわれ、
最初に前記ストローク方向にある前記軸方向軸受けは前記本体内のショルダに対して支持され、
後方に位置する前記衝撃装置モジュールは後部構成部品によって前記本体へ支持され、
前記軸方向軸受けにより生成されるストローク方向の支持力は、前記ショルダで受けるよう配設され、同様に、前記戻り方向の支持力は前記後部構成部品で受けるよう配設されていることを特徴とする削岩機。
【請求項１９】
少なくとも１つの圧力媒体作動式軸方向ピストンを含み、該ピストンによって削岩機のドリルシャンクが該削岩機の本体に対して軸方向に所定の行程長でストローク方向に向けて押され、これによって前記ドリルシャンクの衝撃面は、応力パルスを受けるのに必要な軸方向の位置で設定可能な削岩機の軸方向軸受けモジュールにおいて、
該軸方向軸受けモジュールは、少なくとも１つの軸方向軸受け、少なくとも１つのシール、少なくとも１つの軸受け面、およびモジュールフレームを含み、
前記モジュールフレームは、該軸方向軸受けモジュールを単独で前記削岩機へ緊締する少なくとも１組の支持部材を含み、
該軸方向軸受けモジュールは、前記削岩機へ一部品として定位置に取外し可能および設置可能な一体部品であることを特徴とする軸方向軸受けモジュール。
【請求項２０】
請求項19に記載の軸方向軸受けモジュールにおいて、
前記モジュールフレームは長尺状のスリーブ状部品であり、
前記モジュールフレームの一方の端部に沿って緊締用フランジがあることを特徴とする軸方向軸受けモジュール。
【請求項２１】
請求項19に記載の軸方向軸受けモジュールにおいて、前記モジュールフレームはスリーブ状部品であり、その外縁上に少なくとも１つの固定用ブラケットを含むことを特徴とする軸方向軸受けモジュール。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
本発明は、本体と、本体内に配設された衝撃要素と、さらに岩石破砕用の工具を取付け可能なドリルシャンクとを含む削岩機に関するものである。衝撃装置はシャンクを介して工具に応力パルスを生成する衝撃要素を有している。さらに、削岩機は、１本以上の圧力媒体作動式軸方向ピストンを有する軸方向軸受けを含み、これによってシャンクは本体に対して軸方向に所定の行程長だけストローク方向へ押し出すことができる。この時、シャンクの衝撃面は必要な軸方向位置に設定されて応力パルスを受けることができる。軸方向ピストンは圧力媒体によって作動する。そのため、軸方向軸受けに属する作動圧空間内に配置された作動圧面を有し、これに圧力媒体の圧力を供給路から送ることができる。その時、力を軸方向ピストンへストローク方向に送ることができる。
【０００２】
さらに、本発明は、１本以上の圧力媒体作動式軸方向ピストンを含む削岩機の軸方向軸受けモジュールに関するものである。
【０００３】
本発明の分野は本願の独立請求項の前段にさらに詳細に定義されている。
【０００４】
削岩機に軸方向軸受けを配備することは公知であり、この軸受けを使えば、掘削の際、削岩機に属するドリルシャンクを計画の衝撃点へ移動させることができる。この時、ドリルシャンクの位置を調節することによって打撃力を調節することができる。加えて、軸方向軸受けを使用して、岩盤から反射して削岩機へ戻る応力パルスを減衰させることもできる。軸方向軸受けは通常、削岩機の前本体と後本体の間の中間フランジに配置される。公知の軸方向軸受けの欠点は、保守が複雑で時間がかかることである。さらに、軸方向軸受けの組立ておよび後の構成部品の交換が難しい。また、軸方向軸受け方式の分かっている更なる問題は、軸方向軸受けの作動で生じる支持力によって削岩機の構体に不必要な歪みが生じることである。
【発明の簡単な説明】
【０００５】
本発明は、新規で改良された削岩機および軸方向軸受けモジュールを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の削岩機は以下を特徴とする。すなわち、軸方向軸受けは少なくとも１つの軸方向軸受けモジュールを含み、このモジュールは、少なくとも１つの軸方向ピストン、少なくとも１つのシール、少なくとも１つの軸受け面、およびモジュールフレームを含み、軸方向軸受けモジュールは、削岩機の本体を分解する必要なく、定位置に一部品として脱着可能であり、軸方向軸受けに関連して、軸方向軸受けにより生じる支持力を、フラッシングチャンバに力を作用させることなしに、削岩機の本体へ伝達する少なくとも１組の支持手段があることである。
【０００７】
本発明の軸方向軸受けモジュールは以下の点を特徴とする。すなわち、軸方向軸受けモジュールは、少なくとも１つの軸方向ピストン、少なくとも１つのシール、少なくとも１つの軸受け面、およびモジュールフレームを含み、モジュールフレームは、軸方向軸受けモジュールを単独で削岩機へ緊締する少なくとも１組の支持部材を含み、軸方向軸受けモジュールは削岩機の定位置に一部品として脱着可能であることである。
【０００８】
本発明の概念によれば、削岩機の軸方向軸受けは、本体の空間内の定位置に一部品として脱着可能な１つ以上の軸方向軸受けモジュールを含む。軸方向軸受けモジュールは、１つ以上の軸方向ピストン、１つ以上の軸受け面、およびモジュールフレームを含む。モジュールフレームは、これを独立して削岩機へ緊締する必要な支持部材を備えている。モジュールはまた、必要なシールも有する。さらに、軸方向軸受けの作動により生じる支持力は、適切な支持手段および支持面によって削岩機の本体へ伝達され、支持力が削岩機の前部のフラッシングチャンバを通して伝達されることはない。さらに、本体もしくはその部品を分解する必要なく軸方向軸受けモジュールを定位置に配設することも一概念である。
【０００９】
本発明の利点は、軸方向軸受けモジュールが軸方向軸受けの作動に必要なすべての本質的構成部品を一体として含むことである。軸方向軸受けモジュールは一体として都合よく取り外し、新品と交換することができる。さらに、摩耗したシールや場合によっては軸受けも取り外し、修理業者において良好な状態で交換することができる。軸方向軸受けへ配設された手段を用いて軸方向軸受けの支持力を本体へ伝達する場合、支持力によってフラッシングチャンバに歪みを与えることがなく、フラッシングチャンバの構体を支持力に応じて設計する必要がない。したがって、フラッシングチャンバの構造は軽量かつ小型でよい。これによってドリルシャンクの交換時の取外しおよび設置が容易になる。さらに、支持力から余分な歪みがフラッシングチャンバの接合面に生ずることがなく、フラッシングチャンバは緊密に保たれる。削岩機の重要な前部に掛かる歪みが減少すれば、削岩機の強度および信頼性が改善する。さらに、軸方向軸受けモジュールを設置する際、削岩機本体を分解する必要がないので、軸方向軸受けの軽微な保守、部品交換および他の修理を現場で、しかも送りビームから削岩機を取り外す必要なく行なうことができる。
【００１０】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールは、削岩機の前端部の定位置に本体を分解することなく配設される。
【００１１】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールは、削岩機の後端部の定位置に本体を分解することなく配設される。
【００１２】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールは、少なくとも１つのスリーブ状軸方向ピストンを含む。
【００１３】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールは単一の軸方向ピストンを含む。
【００１４】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールは、異なる軸方向の行程長を有する２本の軸方向ピストンを含む。
【００１５】
一実施例の概念によれば、削岩機の本体は、少なくとも軸方向軸受けにおいて接合面のない一体部品である。接合部にて接合された複数の部品で本体を組み立てる場合、接合部は、軸方向軸受けの作動により生じる支持力を受けないよう配置される。
【００１６】
一実施例の概念によれば、削岩機の本体は接合面のない一体部品である。本体の前端部に配置さることのあるフラッシングチャンバと後端部の後部カバーもしくは蓄圧器は、本体の一部でない。一部品体は、軸方向軸受けにより生じる支持力から負荷を受けるような接合面および緊締ボルトをその部品間に有していない。したがって一体削岩機は、従前より頑丈で保守不要である。また、より軽量で短い。
【００１７】
一実施例の概念によれば、１つ以上の軸方向軸受けモジュールは、１つ以上の型締め部材によって削岩機の本体へ緊締される。型締め部材は支持力を軸方向軸受けモジュールから本体へ伝達することができる。
【００１８】
一実施例の概念によれば、１つ以上の軸方向軸受けモジュールは、バイオネット緊締によって削岩機の本体へ緊締される。
【００１９】
一実施例の概念によれば、少なくとも１つの軸方向軸受けモジュールには、少なくとも１つの支持面、支持ショルダ、支持フランジ、もしくは同様の部材が設けられ、これによって軸方向軸受けの作動で生じる支持力を直接、削岩機の本体へ伝達可能である。
【００２０】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けは２つの連続する軸方向軸受けモジュールを含む。
【００２１】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けは少なくとも２つの連続する軸方向軸受けモジュールを含み、そのうち削岩機の前端部に最も近いモジュールは、他のモジュールを軸方向の定位置に固定するように配設される。
【００２２】
一実施例の概念によれば、削岩機は、一部品として削岩機から取外し可能な衝撃装置モジュールを含む。衝撃装置モジュールは、衝撃モジュールフレーム、衝撃部材、圧力流路、シール、軸受け面、および可能性のある軸受けハウジング、またはこれらのうち少なくとも衝撃装置の作動に必要ないくつかを含む。このモジュール構造のため、衝撃装置の摩耗部品は交換が容易で迅速である。衝撃装置モジュールは、新しいモジュールに都合よく交換することができ、取り外した衝撃装置モジュールには、修理業者にて新しいシールおよび軸受けを良好な状態で交換することができる。さらに、さまざまな適用例および作業現場ごとに作動および特性がわずかずつ異なる削岩機衝撃装置に交換することができる。
【００２３】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールおよび衝撃装置モジュールは両方とも、削岩機の後部カバーもしくは同様の後部部品を開いた後、削岩機の後端部を通して交換可能である。このような削岩機の保守はとくに迅速かつ便利である。シャンクおよびフラッシングチャンバは取り外す必要がなく、歯車機構は分解の必要がない。
【００２４】
一実施例に概念によれば、軸方向軸受けモジュールおよび衝撃装置モジュールは、軸方向に前後に配設されて、軸方向軸受けモジュールが削岩機の前端部に必然的に近づき衝撃装置モジュールが後端部に近づくようにする。軸方向軸受けモジュールと衝撃装置モジュールとの間には、軸方向の圧力媒体流路もしくは流路部があってもよく、この場合、両モジュール間の少なくとも圧力媒体流路の個所には軸方向シールがある。両モジュールを本体内に連続して設置すると、１本以上の軸方向の圧力媒体流路が出会い、軸方向シールは特別な動作の必要なしに各流路の接合面を封止する。
【００２５】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールへ通じる１本以上の供給路は、少なくとも軸方向軸受けモジュールと削岩機本体との間の接点において相互接続用軸方向部分を有している。この接点における軸方向供給路には、軸方向シールがある。この軸方向シールのため、半径方向シールを用いる場合に比べて、軸方向軸受けモジュールを定位置に設置したり取り外したりすることが容易である。加えて、軸方向シールは設置の際に損傷することがない。
【００２６】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールと削岩機本体との間の接点には、供給路の接続点に軸方向シールがあり、軸方向軸受けモジュールは少なくとも１つの圧力面を備え、これに圧力媒体が導かれて衝撃装置の方へ作用する軸方向の力を生成するように配設されている。この軸方向の力は軸方向軸受けモジュールを削岩機の本体に対して押し付け、これによってモジュールと本体の間の接点における軸方向シールは軸方向軸受けモジュールと本体との間で圧縮され、この接点において供給路を封止するように配設されている。このようにして、削岩機が加圧されると、軸方向軸受けモジュールへ通じる圧力媒体流路の液密を確保することができる。
【００２７】
一実施例の概念によれば、軸方向軸受けモジュールと削岩機本体との間の接点において軸方向軸受けが供給路の接続点にあり、軸方向軸受けモジュールはプリテンション手段が設けられ、前記軸方向シールをこの接点において継続的に圧縮し続ける。プリテンション手段は、例えば、設定ねじ、ばね、Ｏリングなどの可圧縮性弾性材、または所要の力を生成する何らかの他のばね要素でもよい。プリテンション手段によれば、削岩機を加圧しなくても、軸方向軸受けモジュールへ通じる圧力媒体流路を確実に液密に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
次に、添付図面において本発明のいくつかの実施例をより詳細に説明する。
【図１】穿孔ブーム上に配設された削岩装置の模式的側面図である。
【図２】図３による削岩機の一部を示す模式的断面図である。
【図３】軸方向軸受けモジュールを搭載した削岩機の模式的断面図である。
【図４】ないし
【図７】軸方向軸受けモジュールの構造とその削岩機本体上への設置および固定を示す模式的斜視断面図である。
【図８】図４ないし図７の軸方向軸受けモジュールを搭載した削岩機の模式的断面図である。
【図９】および
【図１０】圧力媒体の軸方向供給路について軸方向軸受けモジュールにプリテンションを与えるいくつかの構造を示す模式的断面図である。
【図１１】後装式衝撃装置モジュールおよび軸方向軸受けモジュールを搭載した削岩機を示す模式的部分断面図である。
【図１２】後部取付け軸方向軸受けモジュールおよび衝撃装置モジュールを搭載し、後部構成要素で支持力を受ける削岩機後端部を示す模式図である。
【図１３】軸方向軸受けモジュールが戻り方向にはショルダによって、またストローク方向には別個の固定用部品によって支持されている削岩機の構造を示す高度に簡略化した模式図である。
【図１４】軸方向軸受けモジュールを取り巻くスリーブ状モジュールフレームがストローク方向および戻り方向の両方の支持力を受ける実施例の高度に簡略化した模式図である。
【図１５】図10による方式の実施例の他の模式的断面図である。
【００２９】
各図には、明瞭さのため本発明のいくつかの実施例を簡略化して示す。各図において同様の部分は同じ参照番号で示す。
【発明のいくつかの実施例の詳細な説明】
【００３０】
図１は、削岩リグの掘削ブーム２もしくは同等物の上に配設できる削岩装置１を示す。削岩装置１は送りビーム３を含んでよく、これには送り装置４によって動く削岩機５が配設されている。削岩機５は担体36へ緊締することができ、ストローク方向Ａおよび戻り方向Ｂに動かすことができる。加えて、削岩機５は衝撃装置６を有し、これはドリルシャンク７に、さらに工具８を介して岩盤９に衝撃パルスを生成する。工具８は、１本以上のドリルロッドとドリルビットを含んでよい。または、工具８は一体化ロッドであってもよく、この場合、ドリルシャンク７のような機械部材をその削岩機側端部へ固定的に接続すると考えてもよい。したがって、本願においてドリルシャンクとは、軸方向軸受けが作用することのできる一体化したロッドもしくは同等物の後端部を言うこともある。さらに、削岩機５は、ドリルシャンク７および工具８をその長手方向軸を中心に回転させる回転装置10を有してもよい。ドリルシャンク７は、衝撃、回転および送り力を掘削工具へ伝達し、工具がこれらを被掘削岩盤９へ伝達するように配設されている。
【００３１】
衝撃装置６は、圧力媒体によって前後に移動する衝撃ピストンを含んでもよく、これは、ドリルシャンク７上の衝撃面をストローク方向Ａに打撃するよう配設されている。衝撃ピストンでなく、衝撃パルスを生成する他の衝撃部材もしくは要素を用いることもできる。衝撃パルスは、必ずしも運動エネルギーから生成する必要はなく、例えば圧力エネルギーから直接生成してもよい。さらに、圧力エネルギーでなく、衝撃パルスの生成に必要なエネルギーは電気エネルギーなどの他の何らかのエネルギーでもよい。このように、衝撃装置の構造および作動原理は、ここに説明する本発明にとって重要な問題でないと言える。
【００３２】
図２および図３は削岩機５の断面を示す。削岩機５は一体でよい。すなわち、単一の一体11で構成してよい。本体11は、衝撃装置６、軸方向軸受け18、回転装置歯車機構13およびドリルシャンク７が内部に配設された管状部品でよい。衝撃装置６は衝撃部材14を有し、これは、圧力媒体によって軸方向に前後に動くように配設されて衝撃部材14の前端部の衝撃面15がドリルシャンク７の後端部の衝撃面16を打撃するように構成された衝撃ピストンでよい。本願において、削岩機５の構成部品の前端部とはストローク方向Ａ側の端部を言い、同様に、構成部品の後端部は戻り方向Ｂ側の端部を言う。ドリルシャンク７を取り囲んで回転スリーブ17があってよく、これは、歯車機構13に属し回転装置10によって生成された回転トルクをドリルシャンク７へ伝達する。ドリルシャンク７と回転スリーブ17との間を接続することによってドリルシャンク７は軸方向に移動することができる。回転装置10と回転スリーブ17との間に中間歯車70を配置してもよい。
【００３３】
ドリルシャンク７の軸方向の位置は、軸方向に可動の１本、２本あるいはそれ以上のピストンで構成することができる軸方向軸受けによって決定することができる。ドリルシャンク７はその後側から第１の軸方向ピストン19によって支持してよい。軸方向ピストン19は、直接もしくは支持スリーブ90を介してドリルシャンク７に作用するよう配設してよい。第１のピストン19はスリーブ状部品でよく、これは衝撃部材14の周囲に配設してもよい。さらに、スリーブ状の第２の軸方向ピストン20を第１のピストン19の周囲に配置してもよい。ピストン19および20は、それぞれの圧力室へ圧力流体圧が加わると、互いに対して軸方向に動くことができる。第２のピストン20のストローク方向Ａの運動は、第１のピストン19のそれより短く設計してよい。第１のピストン19のストローク方向Ａの運動は、送り抵抗が小さい場合はドリルシャンクの衝撃面16が設計上の衝撃位置の前まで移動するように設計してよく、これによって、例えば軟岩を削岩する場合、工具８へ伝達される打撃力を衝撃部材14に接続された緩衝器で減衰することができる。さらに、軸方向ピストン19、20のストローク方向Ａにおける共通の力は送り力より大きく設計してよい。他の選択肢として、一方の軸方向ピストンの力の効果だけを送り力より大きく設計してもよい。軸方向ピストン19、20によって、衝撃点の軸方向位置に影響を及ぼすばかりでなく、岩盤から戻る応力パルスによって生じる戻り運動を減衰することもできる。上述の戻り運動が軸方向ピストン19、20に与えられると、ピストンの圧力室から放出される圧力流体は適切なスロットル手段によって導かれ、減衰を行なう。軸方向軸受けの全体的な作動原理および構造に関して、フィンランド公報 FI 84 701号および FI 20 030 016号と米国公報US 6,186,246号の記載を参照し、これらの記載事項は本願にも含まれることを明言する。
【００３４】
図２および図３の方式において、軸方向軸受け18は軸方向軸受けモジュール21を有し、これは本体11の内部に削岩機５の前端部を通って取り付けられている。すなわち、このモジュールは前部搭載式である。軸方向軸受けモジュール21は、長尺状で実質的にスリーブ形状の第１のモジュールフレーム部22を含んでよく、これは緊締フランジ23を有し、フランジはフレーム部22を本体11へ緊締する前端部上に、あるいは前端部に沿ってショルダもしくは同様の支持面をなしている。さらに、モジュールフレーム部22の後端にはカートリッジハウジング24があり、この中へ第２のモジュールフレーム部25が配設され、これもやはり長尺状部品で、実質的にスリーブ形状である。カートリッジハウジング24はストローク方向Ａにおいてショルダ26によって画成され、これに対抗して第２のモジュールフレーム部25が配設されている。固定ショルダ26は交換可能な封止スリーブに代えることも可能である。第２のモジュールフレーム部25は、ストローク方向Ａに作動する軸方向ピストン19、20の作動圧室28へ圧力媒体を送り込む何らかの必要な圧力媒体流路27を有している。第２のモジュールフレーム部25は、軸方向ピストン19、20、軸受け29、軸受けハウジングおよびシール37とともに軸方向カートリッジ30を形成し、これは、第１のモジュールフレーム部22が本体11内の空間に配設される前にカートリッジハウジング24内に配設さる。第１のモジュールフレーム部22および軸方向カートリッジ30によって形成される軸方向軸受けモジュール21は、削岩機５の前端部のフラッシングチャンバ31、ドリルシャンク７および回転スリーブ17、ならびに中間歯車機構70を先ず軸方向軸受けモジュール21の前側から取り外した後は、一体部品として都合よく取り外すことができる。上述の構成部品の取外しおよび取付けには、何ら特殊な技能もしくは特殊な工具を必要としない。本体11は分解する必要がなく、そのため削岩機５は送りビーム上の担体36もしくは同等物から取り外す必要がない。
【００３５】
軸方向ピストン19、20の作動により生じストローク方向に作用する支持力は、軸方向カートリッジ30からショルダ26内の軸方向合せ面81を介して第１のモジュールフレーム部22へ、次いでその緊締フランジ23もしくは同等物を介して本体11へ伝達される。緊締フランジ23は緊締ボルト32で本体11へ緊締することができる。加えて、フラッシングチャンバ31の緊締ボルト33もしくは同様の緊締部材は第１のモジュールフレーム部22の緊締に関与している。図２および図３はさらに、軸方向軸受け18へ通じる圧力媒体流路27が少なくとも軸方向カートリッジ30と本体11との間の接点34において軸方向であってよいことも示している。このため、圧力媒体流路27には、軸方向軸受けモジュール21が本体11内の位置に押し込まれたときに流路を封止する軸方向シール35を設けてもよい。
【００３６】
軸方向カートリッジ30もまた、他のすべての必要なシール37を有している。軸方向カートリッジ30を交換する場合、直接軸方向軸受け18の作動に影響を及ぼすすべての軸受け29、軸受けハウジングおよびシール37も交換する。図２は、ショルダ26と第１のピストン19との間にシール37aを配してよく、また第２のモジュールフレーム部25と第１のピストン19との間にはシール37bを配してもよいことを示している。衝撃部材14のシール37cも軸方向カートリッジ30に配設してよく、その場合これも、軸方向軸受けモジュール21の交換時に交換してよい。軸方向軸受け18は、他のシールを有してもよく、また封止の仕方は図２および図３に示以外の方法で配設してもよいことは明らかである。
【００３７】
図２は、軸方向軸受けの作動により生じる支持力が本体11へ伝達される位置を示す。ストローク方向に働く支持力FAは緊締フランジ23によって伝達され、戻り方向に働く支持力FBはショルダ74によって伝達される。
【００３８】
場合によっては、図２および図３の実施例において１つの本体11ではなく２つ以上の本体部で形成された本体を用いることができる。このとき、本体部間の接点は、軸方向軸受け18の作動により生じる支持力が本体部間の接点を通過しないよう配置することが好ましい。接点が点FAとFBの間の区域の外にあると、本体部の接点および緊締ボルトに負荷が掛かるのを回避することができる。
【００３９】
図４ないし図８は、第１の軸方向軸受けモジュール21aと第２の軸方向軸受けモジュール21bを含む他の軸方向軸受け18を示し、両モジュールは、本体11の内側で軸方向に一方の設置方向から、この場合は削岩機５の前端部から連続して配設され、フラッシングチャンバ31、ドリルシャンク７、回転スリーブ17および軸方向軸受けの前に存在することのある他の構成部品を取り除いた後を示す。本体11は、図４ないし図７では明瞭化のため一部のみを示すが、少なくとも軸方向軸受け18の断面に沿って一様な部品であり、軸方向軸受け18により生じる支持力が負荷を与えてしまうような接合面を有していない。図８においてさらに明瞭に分かるように、第１の軸方向軸受けモジュール21aは、モジュールフレーム38a、軸方向ピストン39a、軸受け40a、軸受けハウジング41aおよびシール42aを含む。第１の軸方向軸受けモジュール21aは、１つの一体部品として定位置に設置し、また取り外すことができる。第１の軸方向軸受けモジュール21aを定位置に押し込んだ後、第２の軸方向軸受けモジュール21bは図４に示すように同じ設置方向に配設することができる。軸方向軸受けモジュール21aおよび21bはともに同時に設置したり取り外したりすることも可能である。第２の軸方向軸受けモジュール21bも同様に、モジュールフレーム38b、軸方向ピストン39b、軸受け40b、軸受けハウジング41bおよびシール42bを含む。このように、両軸方向軸受けモジュール21a、21bは、取扱い、取外しおよび設置が容易な部品である。図４に見られるように、第２の軸方向軸受けモジュール21bのモジュールフレーム38bは１つ以上の固定用ブラケット43を含んでよく、これらは設置の際に本体11の開口部44の内側に押し込むことができる。このとき、第２の軸方向軸受けモジュール21bを、図５に示すようにその長手方向軸を中心に限定角度まで回転させると、固定用ブラケット43が動いて開口部44から離れ、本体11上で固定用表面もしくはショルダ65に対して固定される。このように、第２の軸方向軸受けモジュール21bの緊締はバイオネット固定でよい。勿論、他の形状の固定部、もしくは別個の緊締部材も用いることができる。第２の軸方向軸受けモジュール21bも第１の軸方向軸受けモジュール21aを定位置に固定し、これによって第１の軸方向軸受けモジュール21aには、当然可能ではあるが、必ずしも緊締部材を設ける必要がなくなる。軸方向軸受け18の作動により生じる支持力FAおよびFBは、固定用ブラケット43もしくは同様の緊締手段、およびショルダ74によって直接削岩機５の本体11へ伝達される。
【００４０】
図６および図７は、第２の軸方向軸受けモジュール21bの長手方向軸を中心とした回転が軸受けスリーブ45によって妨げることを示している。軸受けスリーブ45は、本体11内の開口部44に軸方向ブラケット46を有してもよい。軸受けスリーブ45を軸方向に定位置に押し込むと、ブラケット46は開口部44内へ押し入り、第２の軸方向軸受けモジュール21bの回転を防ぐ。図８の断面図ではこの固定装置が見えていない。軸受けスリーブ45は、軸受けによって回転スリーブ17を取り付ける軸受けを有してもよい。
【００４１】
図４ないし図８に示す軸方向軸受け18の一実施例は、軸方向軸受けモジュール21を１つだけ有するものであってもよい。さらに、他の実施例は１つもしくは２つの軸方向軸受けモジュール21a、21bを有してもよく、これらは削岩機５の後端部を通って、すなわち後装式で本体11内の空間に装着されている。さらに、両軸方向軸受けモジュール21a、21bは、支持力を削岩機の本体へ伝達するそれ自身の各支持面を備えてもよい。また、軸方向軸受けモジュールは、２本の軸方向ピストンおよび２つのモジュールフレーム部を有してもよく、それらは、軸方向ピストンを配設するために互いに取り外すことができ、その後、互いに緊締して１つの一体部品にし、これを本体11内のカートリッジハウジングもしくは同様の空間内の位置に配設することができる。さらに他の可能性として、軸受けスリーブ45は支持力を本体11へ伝達する固定用表面を有する。
【００４２】
図９に示す削岩機は、図２および図３に示す形式の軸方向軸受けモジュール21を有している。本体11から軸方向軸受けモジュール21へ延在する圧力流路27はモジュール21と本体11との間の接点34を軸方向に横切るように配設され、これによって接続用流路部分27、27aおよび27bの間に軸方向シール35を配することができる。削岩機５が加圧され、第２の軸方向ピストン20と第２のモジュールフレーム25との間にあり戻り方向Ｂに作用する圧力面47が中にある圧力室へ圧力媒体流路27bから圧力媒体が導かれると、第２のモジュールフレーム25を本体11に対して戻り方向８Ｂに押し付けようとする力が内部に生成され、その結果、接点34における軸方向シール35が封止面を緊密に圧迫する。さらに、第１のモジュールフレーム22と第２のモジュールフレーム25との間には軸方向ばね部材48があってもよく、これは軸方向カートリッジ30を本体11に対して連続的に押し付ける。軸方向ばね部材48は、例えばＯリングもしくは可圧縮性弾性材料で作られた同様の部品でよい。
【００４３】
図10は削岩機５を示し、その本体11は軸方向軸受けの断面に沿った一体部品でよいが、ドリルシャンク７およびこれに関連した歯車機構13は、本体11の前部にある接合面50に対して配設され緊締ボルト51もしくは同等物で緊締されたそれら自体のギアボックス49内に配設されている。軸方向軸受けモジュール21は、フラッシングチャンバ31と歯車機構13の回転部品が取り外された後、本体11の前部の空間内に配される。しかし、ギアボックス49は取り外す必要がない。軸方向モジュール21は、ギアボックス49と本体11との間の接合面50を開く必要なしに削岩機５の前端部を通して取り外したり設置したりすることができる。軸方向軸受けモジュール21は、プリテンションねじ52で本体11に対して戻り方向Ｂに押し付けることができ、これによって圧力媒体流路27の接続点において軸方向シールが良好な封止を達成する。図10に示す実施例もやはり、本願の他の図に示す特徴を有している。
【００４４】
図11は、後装された軸方向軸受けモジュール21および衝撃装置モジュール53を有する削岩機５を示す。本体11の後端部には空間もしくはカートリッジハウジングがあり、これには、軸方向軸受けモジュール21および衝撃装置モジュール53が互いの区域内に配設されている。モジュール21、53は、衝撃装置６に属する蓄圧器61を先ず取り外した後、取り外したり設置したりすることができる。蓄圧器がない場合、もしくはこれがどこか別の場所に配置されている場合は、代わりに後カバーもしくは他の削岩機後部構成部品があり、そこで、これを取り外して両モジュールへの通路を得る。このようにモジュール21、53は、本体11内側のそのために用意されている空間に一方の設置方向から設置することができる。削岩機５の本体11は、同図に示すように一体部品でよく、または、場合によっては、軸方向軸受け18により生じる支持力が継手に負荷を与えないように配置された継手で互いに接合した２つ以上の本体部で構成してもよい。軸方向軸受けモジュール21は第１のモジュールフレー部22を有してもよく、これは、その後端部の部分に沿って緊締用フランジ23、ショルダもしくは同等物を有し、これによって本体11へ緊締することができる。軸方向軸受け18により生じる支持力は、緊締用フランジ23によって直接、本体11へ伝達することができる。軸方向軸受けモジュール21はその前部に封止用スリーブ54を有してよく、これは第１の軸方向ピストン19を封止するシール37を含んでよい。さらに、本体11はカートリッジハウジングを限定するショルダ55を有してよく、これに対して軸方向軸受けモジュール21をストローク方向Ａに支持することができる。衝撃装置モジュール53は、第１のモジュールフレーム部22の後端部の内側に配設され、両者間には必要なシールがあってもよい。衝撃装置モジュール53は衝撃モジュールフレーム56を有し、これはスリーブ様の長尺状部品でよい。さらに、衝撃装置モジュール53は、必要な軸受け57、シール58、圧力媒体流路59および衝撃部材14を含んでよい。衝撃装置モジュール53の後部はシールスリーブ60を有してもよい。緊締ボルト80を開放して蓄圧器61もしくは後カバーを取り外すと、所望により衝撃モジュール53だけを取り外すことができ、例えば衝撃部材14のシールを交換する。さらに、軸方向軸受けモジュール21の緊締ボルト32を開放し、軸方向軸受けモジュール21を衝撃装置モジュール53と一緒に一体とし本体11内のカートリッジハウジングから引き抜くことができる。この後、封止用スリーブ60を取り外し、衝撃部材14および衝撃装置モジュール53を軸方向軸受け21から引き抜くことができる。
【００４５】
軸方向軸受け18の作動により生じるストローク方向支持力FAはショルダ55によって本体11へ伝達され、また戻り方向支持力FBは緊締フランジ23によって本体11へ伝達される。これを図11に示す。
【００４６】
図11は、衝撃装置モジュール53が軸方向軸受けモジュール21の内側に配設されている実施例を示す。他の方式としては、モジュール21、53を軸方向に前後に配設して、ストローク方向Ａから見て軸方向軸受けモジュール21が衝撃装置モジュール53の前になるようにするものがある。そのとき、軸方向軸受けモジュール21は、これ自身の緊締部材および支持面によって本体11へ緊締するか、または衝撃装置モジュール53の緊締面および支持面によって本体11へ緊締して支持してもよい。さらに、モジュール21、53の間の接合面には、軸方向シールを装備した軸方向圧力媒体流路があってもよい。そうすれば、この圧力媒体流路は、モジュール21、53が定位置に押し込まれると、自動的に互いに接続されて、封止する。
【００４７】
図12は、後カバー71、衝撃装置モジュール52および軸方向軸受けモジュール21を前後に有する削岩機５の後端部を示す。モジュール53および21は後部から定位置に装着されている。軸方向軸受けモジュール21は、ストローク方向Ａにおいてショルダ55に対して本体11に支持されている。軸方向軸受けの作動により生じるストローク方向支持力FAはこの時、ショルダ55を介して本体11へ伝達される。衝撃装置モジュール53は、その後部から本体11へ後カバー72およびボルト72によって支持されている。後カバー71およびその緊締力は、軸方向軸受けの作動により生じる戻り方向支持力FBを本体11へ伝達可能なほど強に設計する。他の選択肢として、衝撃装置モジュール53は、後カバー71でなく破線で示す蓄圧器61もしくは同等物で支持してもよい。この方式でもやはり、軸方向軸受けの作動により生じる支持力が削岩機の前端部の重要な構造に何らかの歪みを与えることはない。
【００４８】
図13に示す実施例は、軸方向軸受けモジュール21が前部から定位置に設置されて、本体11に対して軸方向に緊締可能な緊締用スリーブなどの特定の緊締部品73によってストローク方向Ａに固定されたものである。そこで、軸方向軸受けにより生じるストローク方向支持力FAは固定用部品73により受容され、また戻り方向支持力FBはショルダ74により本体11へ受容される。
【００４９】
図14は、軸方向軸受けモジュール21がストローク方向Ａおよび戻り方向Ｂの両方においてスリーブ状モジュールフレーム22で支持された実施例を示す。支持のため、モジュールフレーム22はショルダ75、76もしくは同様の支持面を有し、この支持面は軸方向軸受けの作動により生じる支持力FAおよびFBを受ける。軸方向軸受けモジュール21を設置するため、モジュールフレーム22は２つの相互接続可能で脱着可能な部品で構成してもよく、これらの間にねじ接続77、バイオネット接続もしくは同等物を有する。本実施例では、削岩機の本体11は、支持力FAおよびFBによって接合部を歪ませることなく軸方向軸受け18の個所に接点を有してもよい。
【００５０】
図12ないし図14に示す軸方向軸受けは、一方の設置方向から一体部品として設置可能であり、その作動により生じる支持力は、削岩機の重要な前部、とくにフラッシングチャンバへ歪みを生じることなく受容される。
【００５１】
図15は、図10による方式の実施例を示す。削岩機５は基体、すなわち第１の本体部11aを有し、その前部の接合面50に対して第２の本体部11bが配設されている。本体部11aおよび11bは緊締ボルト51によって互いに緊締してもよい。軸方向軸受け18は第２の本体部11bに配置されている。軸方向軸受けの作動により生じる支持力FAおよびFBは、第２の本体部11bへ、さらにこれによって基体、すなわち第１の本体部11aへ伝達される。第２の本体部11bは点FAと点FBの間に接合面のない一体部品である。したがって、第２の本体部11bは反対方向に働く支持力FAおよびFBを受けることができる。第２の本体部11bの前端部には、フランジもしくは同様の支持面92があってもよく、これには第１のモジュールフレーム部22が支持され、緊締ボルト32で緊締されていてもよい。軸方向軸受けモジュール21は、フラッシングチャンバ31および歯車機構13の回転部品を取り外した後は、第２の本体部32内の空間に配設される。軸方向モジュール21は、第２の本体部11bと第１の本体部11aとの間の接合面50を開く必要なしに削岩機の前端部を通って取り外したり設置したりすることができる。軸方向軸受けモジュール21は、プリテンションねじ52によって戻り方向Ｂにおいて第２の本体部11bの接合面34に対して押し付けることができ、これにより軸方向圧力媒体流路27および93の接続点において軸方向シール35aが良好な封止を達成する。接合面50もやはり軸方向シール35bを有し、これは、本体部11aおよび11bが緊締ボルト51によって互いに対して押し付けられると、流路27および93を封止する。他の点では、図15に示す実施例は本願の他の図に示す特徴を有していてよい。
【００５２】
言及すべきことは、モジュールフレームには軸受け青銅などの軸受け金属で作られた軸受けを設けて、例えば溶接もしくは鋳造によってこれをモジュールフレーム内に配設してもよいことである。この場合、モジュールフレームは別個の軸受け部材用に実際の軸受けハウジングを有さないが、一種の一体化構造を有している。さらに、必要な軸受け面を適切な被覆を用いて形成することができる。したがって、軸方向軸受けモジュールの軸受け面は、別個の軸受け部品、モジュールフレームへ一体化した摺動軸受け、もしくは軸受け被覆で形成してもよい。
【００５３】
場合によって、本願に開示した各特徴事項は他の特徴事項に関係なく相応に用いてもよい。他方、本願に開示した各特徴事項は、必要な場合、組み合わせてさまざまな組合せを形成してもよい。
【００５４】
図面および関連説明は本発明の概念を説明することのみを意図したものである。本発明は請求項の範囲内で細部を変えてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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