设置有配备联接花键的柄部的旋转冲击液压钻机的制作方法

1.本发明涉及一种旋转冲击液压钻机，更具体地说，涉及一种用在钻孔设备上的旋转冲击液压钻机。


背景技术：

2.在已知方式中，钻孔设备包括可滑动地安装在滑块上并驱动一个或更多个钻杆的旋转冲击液压钻机，这些钻杆中的最后一个带有与岩石接触的被称为切削刃的工具。这种钻机的目的通常是钻或深或浅的孔，以便能够在其中放置炸药。因此，钻头是钻孔设备的重要元件，该钻孔设备一方面通过钻杆赋予切削刃旋转设定和冲击设定，以便穿透岩石，另一方面，提供注射流体以便从钻出的孔中提取碎屑。
3.更具体地，旋转冲击液压钻机一方面包括撞击装置，该撞击装置由来自主液压供应回路的一个或更多个液压流体流速驱动并且包括撞击活塞，该撞击活塞被构造成在钻机的每个操作循环中撞击联接到钻杆的柄部，另一方面包括旋转驱动装置，该旋转驱动装置设置有液压旋转马达并且被构造成旋转柄部和钻杆。
4.旋转驱动装置特别包括围绕柄部设置的联接构件，该联接构件包括阳联接花键和阴联接花键，该阳联接花键和阴联接花键分别与设置在柄部的外表面上的阴联接花键和阳联接花键可旋转地联接。设置在柄部上的阳联接花键和阴联接花键基本上平行于柄部的延伸轴线延伸，并且相对于柄部的延伸轴线彼此成角度地偏移。
5.当切削刃卡在岩石中时，旋转冲击液压钻机缩回，直到设置在柄部上的阳联接花键的前端部邻接抵靠设置在前邻接构件上的前邻接表面，该前邻接构件固定到旋转冲击液压钻机的主体上。
6.然后，在试图解锁工具时，旋转驱动装置和/或撞击装置可以被启动，以便驱动柄部旋转和/或用撞击活塞冲击柄部。
7.旋转驱动装置和/或撞击装置的这种启动导致设置在柄部上的阳联接花键抵靠前邻接表面的旋转摩擦和/或设置在柄部上的阳联接花键抵靠前邻接表面的轴向碰撞。
8.然而，这种反复的轴向碰撞和旋转摩擦可能会使设置在柄部上的阳联接花键快速磨损，从而需要频繁更换柄部。此外，阳联接花键的这种磨损会产生碎屑，这些碎屑可能会卡在旋转冲击液压钻机的不同的运动的零件之间，从而损坏运动的零件。
9.本发明旨在弥补所有或部分这些缺点。
10.因此，本发明的技术问题在于提供一种结构简单、经济又可靠且紧凑的旋转冲击液压钻机。


技术实现要素：

11.为此，本发明涉及一种旋转冲击液压钻机，包括：
[0012]-主体；
[0013]-柄部，其用于联接到配备有工具的至少一个钻杆上，该柄部包括联接部分，该联
接部分包括相对于柄部的延伸轴线彼此成角度地偏移的阴联接花键和阳联接花键；
[0014]-撞击活塞，其沿着撞击轴线可滑动地安装在主体内部并且被构造成撞击柄部；
[0015]-旋转驱动装置，其被构造成驱动柄部围绕与撞击轴线基本一致的旋转轴线旋转，旋转驱动装置包括围绕柄部设置的联接构件，联接构件包括分别与柄部的阴联接花键和阳联接花键可旋转地联接的阳联接花键和阴联接花键；
[0016]-相对于主体固定的前邻接表面，该前邻接表面是环形的并且围绕柄部延伸，该柄部被构造成邻接抵靠前邻接表面，以便限制柄部向前的移位行程；
[0017]
其特征在于，柄部包括设置在柄部的外表面上的环形支承凸缘，并且该环形支承凸缘包括被构造成邻接抵靠前邻接表面的环形支承表面，并且设置在柄部上的每个阴联接花键和阳联接花键在撞击活塞的方向上从环形支承凸缘延伸，设置在柄部上的每个阴联接花键包括底部表面和连接表面，该连接表面将相应的底部表面连接到环形支承凸缘并且远离柄部的延伸轴线向前延伸，设置在柄部上的每个阴联接花键的连接表面至少部分地由弯曲的凹形表面形成，该弯曲的凹形表面基本上在相应的阴联接花键的延伸方向上延伸并且具有小于设置在柄部上的每个阳联接花键的径向高度的曲率半径。
[0018]
在设置在柄部上的阴联接花键和阳联接花键的前部处存在这种环形支承凸缘使得可以避免前邻接表面和设置在柄部上的阳联接花键之间的接触，并因此保持阳联接花键的完整性。
[0019]
此外，环形支承凸缘上的环形支承表面的存在确保了前邻接表面和环形支承凸缘之间的相对大的接触表面，并因此确保了由柄部抵靠前邻接表面施加的冲击力和/或摩擦力的更好分布。
[0020]
因此，根据本发明的旋转冲击液压钻机的特定构造使柄部的使用寿命显著增加，这使得可以显著减少更换柄部时钻机不工作的时间段，以及可能影响使用者安全的钻机损坏的风险。
[0021]
此外，设定设置在柄部上的阳联接花键直接从环形支承凸缘延伸，柄部的轴向长度不受环形支承凸缘的存在的影响，这使得可以获得紧凑的旋转冲击液压钻机。设置在柄部上的每个阴联接花键包括至少部分地由具有小曲率半径的弯曲的凹形表面形成的连接表面的实施使得可以进一步减小柄部的轴向长度，并因此进一步增加旋转冲击液压钻机的紧凑性。
[0022]
设置在柄部上的每个阴联接花键的连接表面的特定构造还使得可以避免尖角的存在，尖角可能在钻机操作期间在柄部上引起高应力，并因此引起柄部破裂。
[0023]
旋转冲击液压钻机还可以单独地或组合地具有一个或更多个以下特征。
[0024]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的阴联接花键和阳联接花键基本上平行于柄部的延伸轴线延伸。
[0025]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键的连接表面完全由相应的弯曲的凹形表面形成。
[0026]
根据本发明的一个实施例，环形支承凸缘的最大外径大于或等于联接部分的外径。联接部分的这种构造使得可以减小柄部在联接部分处的横截面，并因此减小联接构件的横截面，同时保持大的保护表面。因此，这些布置使得可以减小根据本发明的旋转冲击液压钻机的占地面积。
[0027]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键的前端部设置在环形支承凸缘上。根据本发明的一个变型，设置在柄部上的每个阴联接花键的前端部可以邻近环形支承凸缘。
[0028]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阳联接花键的前端部邻近环形支承凸缘。
[0029]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阳联接花键包括从环形支承凸缘延伸的顶部表面。
[0030]
根据本发明的一个实施例，对于设置在柄部上的每个阳联接花键，柄部的延伸轴线和所述阳联接花键的顶部表面之间的径向距离沿着所述阳联接花键基本上是恒定的。
[0031]
根据本发明的一个实施例，每个弯曲的凹形表面的曲率半径小于15mm，例如小于10mm。设置在柄部上的每个阴联接花键的弯曲的凹形表面的曲率半径值使得可以减小支承凸缘和设置在柄部上的不同联接花键之间的连接的长度，并因此减小柄部的长度。因此，这些布置使得可以增加根据本发明的旋转冲击液压钻机的紧凑性。
[0032]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键的连接表面包括倾斜表面，该倾斜表面相对于柄部的延伸轴线倾斜并且在前邻接表面的方向上偏移。有利的是，倾斜表面在弯曲的凹形表面的延伸部上并在柄部的前端部的方向上延伸。
[0033]
根据本发明的一个实施例，环形支承凸缘包括大致柱形的外周表面。
[0034]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键的前端部通向环形支承凸缘的外表面。
[0035]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键的前端部通向外周表面。
[0036]
根据本发明的一个实施例，外周表面在撞击活塞的方向上在环形支承表面的延伸部上延伸。
[0037]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键的前端部通向环形支承凸缘的环形支承表面。
[0038]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键的前端部的出口处的环形支承凸缘的径向高度大于环形支承凸缘的最大径向高度的50％，例如大于或等于60％或70％。
[0039]
根据本发明的一个实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键包括两个侧向表面，这两个侧向表面纵向延伸并且基本上平行。
[0040]
根据本发明的一个实施例，环形支承表面相对于撞击轴线倾斜，并且在撞击活塞的方向上偏移。然而，根据本发明的变型，环形支承表面可以垂直于撞击轴线。
[0041]
根据本发明的一个实施例，前邻接表面设置在主体上。
[0042]
根据本发明的另一个实施例，旋转冲击液压钻机包括设置在主体中的环形邻接环，该环形邻接环围绕柄部设置并且包括前邻接表面。
[0043]
根据本发明的一个实施例，联接构件包括外周齿，该外周齿例如直接或间接地与属于旋转驱动装置的驱动马达的输出轴可旋转地联接。
[0044]
根据本发明的一个实施例，联接构件是联接小齿轮。
[0045]
根据本发明的一个实施例，柄部的阴联接花键围绕延伸轴线均匀地分布。
[0046]
根据本发明的一个实施例，联接构件的阳联接花键围绕柄部的延伸轴线均匀地分布。
[0047]
根据本发明的一个实施例，柄部包括面向撞击活塞并且设有端部面的第一端部部分，撞击活塞将撞击该端部面，以及与第一端部部分相反的第二端部部分，该第二端部部分将联接到至少一个钻杆。
[0048]
根据本发明的一个实施例，联接部分由柄部的第一端部部分形成。
[0049]
根据本发明的一个实施例，柄部的延伸轴线平行于撞击轴线，例如与撞击轴线重合。
[0050]
根据本发明的一个实施例，旋转冲击液压钻机包括主液压供应回路，该主液压供应回路被构造成控制撞击活塞沿着撞击轴线的往复滑动。
[0051]
根据本发明的实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键和阳联接花键延伸到柄部的后端部。根据本发明的一个变型，设置在柄部上的每个阴联接花键和阳联接花键的后端部与柄部的后端部间隔开。
[0052]
根据本发明的实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键和阳联接花键具有小于100mm的有效长度。
[0053]
根据本发明的实施例，柄部在环形支承凸缘的前部处具有小于或等于61mm的最大直径，并且有利地小于46mm。
[0054]
根据本发明的实施例，设置在柄部上的每个阴联接花键的底部表面基本上是平的。
附图说明
[0055]
借助于下面参照附图的描述，将会更好地理解本发明，附图以非限制性示例的方式示出了这种旋转冲击液压钻机的一个实施例。
[0056]
图1是根据本发明第一实施例的旋转冲击液压钻机的纵向截面的示意性视图。
[0057]
图2是属于图1的旋转冲击液压钻机的柄部的侧视图。
[0058]
图3是图2所示柄部的剖视图。
[0059]
图4是图2的柄部的纵向截面的局部视图。
[0060]
图5是根据本发明第二实施例的旋转冲击液压钻机的柄部的纵向截面的局部视图。
具体实施方式
[0061]
图1至图4示出了旋转冲击液压钻机2，其用于爆破孔的穿孔。
[0062]
旋转冲击液压钻机2包括主体3，该主体被构造成可滑动地安装在滑动件上。
[0063]
旋转冲击液压钻机2进一步包括撞击装置4，该撞击装置包括撞击活塞5，该撞击活塞被安装成在活塞缸6中交替地滑动，该活塞缸由主体3限定并且沿着撞击轴线a延伸。撞击活塞5和撞击缸6限定环形的主控制室7和副控制室8，副控制室具有比主控制室7更大的截面并且与主控制室7相对。
[0064]
撞击装置4进一步包括控制阀9，该控制阀被布置成控制撞击活塞5在活塞缸6内交替地随着撞击冲程和返回冲程的往复运动。控制阀9被构造成使副控制室8交替地在撞击活
塞5的撞击冲程期间与高压流体供应导管11(例如高压不可压缩流体供应导管)连接，并且在撞击活塞5的返回冲程期间与低压流体返回导管12(例如低压不可压缩流体返回导管)连接。主控制室7有利地通过供应通道被连续地供应高压流体。
[0065]
高压流体供应导管11和低压流体回流导管12属于主液压供应回路，撞击装置4设置有该主液压供应回路。主液压供应回路可以有利地包括连接到高压流体供应导管11的高压蓄能器。
[0066]
旋转冲击液压钻机2还包括柄部13，该柄部用于以已知的方式联接到至少一个配备有工具的钻杆(图中未示出)。柄部13沿着有利地与撞击轴线a重合的延伸轴线纵向延伸，并且包括第一端部部分14.1和第二端部部分14.2，第一端部部分面向撞击活塞5并且设置有端部面15，在旋转冲击液压钻机2的每个操作循环期间，撞击活塞5撞击在该端部面上，第二端部部分与第一端部部分14.1相反，用于联接到至少一个钻杆。
[0067]
柄部13包括例如由第一端部部分14.1形成的联接部分，该联接部分包括例如平行于柄部13的延伸轴线延伸并且相对于柄部13的延伸轴线彼此成角度地偏移的阴联接花键16和阳联接花键17。有利的是，阴联接花键16和阳联接花键17围绕柄部13的延伸轴线均匀地分布。有利的是，每个阳联接花键17设置在两个相邻的阴联接花键16之间。
[0068]
阴联接花键16和阳联接花键17中的每一个包括朝向撞击活塞5定向的后端部和与相应后端部相反的前端部。根据图1至图4所示的实施例，每个阴联接花键16和阳联接花键17延伸到柄部13的后端部。然而，根据本发明的一个变型，阴联接花键16和阳联接花键17中的每一个的后端部可以与柄部13的后端部间隔开。
[0069]
旋转冲击液压钻机2进一步包括旋转驱动装置18，该旋转驱动装置被构造成驱动柄部13绕与撞击轴线a基本重合的旋转轴线旋转。
[0070]
旋转驱动装置18包括联接构件19，例如联接小齿轮，该联接构件是管状的并且围绕柄部13设置。联接构件19包括阳联接花键和阴联接花键，它们分别与柄部13的阴联接花键16和阳联接花键17可旋转地联接。设置在联接构件19上的阳联接花键和阴联接花键围绕柄部13的延伸轴线均匀地分布。
[0071]
有利地，联接构件19包括与驱动马达21的输出轴可旋转地联接的外周齿，驱动马达例如是由液压供给外部回路液压供给的液压马达，属于旋转驱动装置18。旋转驱动装置18可以例如包括中间小齿轮22，该中间小齿轮一方面联接到驱动马达21的输出轴，另一方面联接到联接构件19的外周齿。
[0072]
旋转冲击液压钻机2进一步包括前邻接表面23，该前邻接表面是环形的并且围绕柄部13延伸。前邻接表面23相对于联接构件19位于撞击活塞5的对面。前邻接表面23可以直接设置在主体3上，或者可以设置在布置在主体3中的环形邻接环上。
[0073]
柄部13包括设置在柄部13的外表面上的环形支承凸缘24。环形支承凸缘24包括环形支承表面25，该环形支承表面被构造成邻接抵靠前邻接表面23，以便限制柄部13向前的位移行程。有利的是，环形支承表面25相对于撞击轴线a倾斜并且在柄部13的联接部分的方向上偏移。
[0074]
根据图1至图4所示的实施例，环形支承凸缘24进一步包括外周表面26，该外周表面大致为柱形并在环形支承表面25的延伸部上向柄部13的后端部的方向延伸。有利的是，外周表面26的外径大于或等于联接部分的外径。
[0075]
有利的是，每个阴联接花键16和阳联接花键17从环形支承凸缘24在柄部13的后端部的方向上延伸。根据图1至图4所示的实施例，每个阴联接花键16的前端部设置在环形支承凸缘24上，并且通向环形支承凸缘24的外表面，例如通向外周表面26。
[0076]
根据图1至图4所示的实施例，每个阴联接花键16包括底部表面27和连接表面28，底部表面基本上是平面的并且在所述阴联接花键的延伸方向上延伸，连接表面将相应的底部表面27连接到环形支承凸缘24并且远离柄部13的延伸轴线向前延伸。根据图1至图4所示的实施例，每个阴联接花键16的连接表面28完全由弯曲的凹形表面28.1形成，该弯曲的凹形表面在相应的阴联接花键16的延伸方向上延伸并且具有小于设置在柄部13上的每个阳联接花键17的径向高度hr的曲率半径r。每个弯曲的凹形表面28.1的曲率半径r有利地小于15mm，例如小于10mm。
[0077]
每个阴联接花键16可以例如具有矩形横截面，因此具有两个纵向延伸且基本平行的侧表面。然而，每个阴联接花键16可以具有大致v形的横截面。
[0078]
根据图1至图4所示的实施例，对于每个阳联接花键17，柄部13的延伸轴线和所述阳联接花键17的顶部表面29之间的径向距离dr沿着所述阳联接花键基本上是恒定的。
[0079]
当切削刃卡在岩石中时，旋转冲击液压钻机2缩回，直到环形支承凸缘24的环形支承表面25邻接抵靠前邻接表面23。
[0080]
然后，为了解锁切削刃，启动旋转驱动装置18，以便驱动柄部13旋转。撞击装置4也可以与旋转驱动装置18同时被启动，从而也用撞击活塞5冲击柄部13。
[0081]
旋转驱动装置18以及可能的撞击装置4的这种启动导致环形支承凸缘24的环形支承表面25抵靠前邻接表面23的旋转摩擦以及环形支承表面25抵靠前邻接表面23的可能的轴向碰撞。
[0082]
设置在柄部13上的阴联接花键16和阳联接花键17的前部处的环形支承凸缘24的存在使得可以避免前邻接表面23和设置在柄部13上的阳联接花键17之间的接触，并因此保持阳联接花键的完整性。此外，环形支承表面25是环形的这一事实确保了前邻接表面23和环形支承凸缘24之间的相对大的接触表面，并因此确保了由柄部13施加在前邻接表面23上的冲击力的更好分布。
[0083]
因此，根据本发明的旋转冲击液压钻机2的特定构造使得柄部13的使用寿命显著增加，这使得可以显著减少更换柄部13时旋转冲击液压钻机2不工作的时间段，以及由来自柄部13的磨损颗粒损坏旋转冲击液压钻机2的风险。
[0084]
此外，设定设置在柄部13上的阳联接花键17直接从环形支承凸缘24延伸，柄部13的轴向长度不受环形支承凸缘24的存在的影响，这使得可以获得紧凑的旋转冲击液压钻机2。
[0085]
图5示出了根据本发明第二实施例的旋转冲击液压钻机2的柄部13，其与图1至图4所示的第一实施例的不同之处主要在于，每个阴联接花键16的前端部通向环形支承凸缘24的环形支承表面25。根据本发明的这种实施例，环形支承凸缘24在每个阴联接花键16的前端部的出口处的径向高度大于环形支承凸缘24的最大径向高度的50％，例如大于或等于60％或70％。
[0086]
不言而喻，本发明不限于上面通过示例描述的这种旋转冲击液压钻机的唯一实施例，相反，本发明包括其所有变型。