CN101529043A - 潜孔锤钻 - Google Patents
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Abstract
提供一种潜孔锤，其包括钻头(2)，该钻头由短驱动销(4)和长驱动销(5)保持在驱动器卡盘(1)的孔中。卡盘(1)和钻头(2)的钎尾具有机加工出的纵向凹槽(3)，每隔一个钎尾凹槽为盲槽，并通过短销长度的释放部与相邻通槽连通。将短销(4)插入通过钻头通槽和驱动器卡盘凹槽(3)对准而形成的可见孔中。然后使卡盘(1)换位，这将短销(4)推到一旁直到长销(5)可插入。驱动器卡盘(1)和钻头(2)旋转地接合。由于短销(4)陷入盲槽中，因此钻头(2)滑动期望距离。该布置不需要钎尾延长部来容纳传统的钻头保持环。
Description
技术领域
本发明涉及一种潜孔锤钻。
本发明具体应用于传统型潜孔压缩流体驱动锤钻，即不是往复锤，并且出于示例目的，将参照该应用。可设想，本发明能应用于包括往复锤在内的其他形式的旋转机械接合和需要有源滑动机械动力传递的任何类似设备，例如爪形离合器。
背景技术
下面的现有技术仅为公开信息，并且除非明确说明否则并不认为是公知常识的一部分。
潜孔锤通常包括作为锤组件最下面部件的钻头。钻头具有称为钻头头部的主直径部分，表示将要钻出的孔径。钻头头部与具有花键的上部钎尾(bit shank)一体，所述钎尾滑动接合并且保持在驱动器卡盘中。驱动器卡盘具有用于与钻头钎尾花键接合的内部花键和用于接合潜孔锤筒的外螺纹部分。
当接合在驱动器卡盘中时，钎尾的花键部分径向机械接合，但是可轴向自由滑动。为了限制轴向行程范围，这也包括防止钻头滑动脱离接合，钎尾在花键上方具有直径减小部分，长度等于花键的期望行程长度加上保持机构的厚度。该保持机构为钻头保持环，其为具有内径和外径的两个半圆部分，它们从两侧围绕钎尾的减小直径部分设置，由此形成几乎完整的环。直径减小部分上方的最后部分为承载区，其形状各异但是始终具有比减小直径明显较大的直径，以当承载区靠在钻头保持环上时限制轴向行程。
以这种方式，驱动器卡盘下降到钻头钎尾上，配对的花键因此而接合。钻头保持环的两个半部分装配到钎尾的直径减小部分，并且放置在驱动器卡盘的顶部。钻头、卡盘和保持环子组件被旋入到潜孔锤壳体/筒中。钻头保持环此时周向封装在潜孔锤筒中，驱动器卡盘位于其下，钻头导向套位于其上，以允许花键联接的受限轴向移动。
前述钻头导向套容纳钻头钎尾的最上部分，在钻头沿其花键联接在驱动器卡盘中滑动时，提供钻头的对中和对准。同时，在一些设计中，当往复活塞冲击钻头的砧部时，所述钻头导向套引导往复活塞的冲击端。
而且，延伸的导向套可用作周期性进排气循环的一部分。活塞的下部长度的一部分可具有减小的直径，所述直径在导向套内形成转动间隙。当活塞减小的端部在与钻头碰撞之前进入导向套时，在所述导向套上方形成闭合的腔室，流体被捕获于此，并且被逐渐压缩，直到活塞和钻头之间发生冲击。压缩的流体(通常为空气)与冲击产生的一定反弹相结合，将活塞带回到其冲程的顶点，此时，进排气系统已经通过压缩流体激励上腔室以向下驱动活塞，用于冲击冲程。在延伸的导向套没有用作周期性进排气循环的一部分的情况下，可用管状脚阀/排放管形成反弹压力腔。
最传统的潜孔锤具有设置在内部组件顶部处的顶部转接器子组件(或“子组件”)中的锥式止回阀，作为压缩流体的进入点。止回阀由空气分配器或类似部件支承或与空气分配器或类似部件一体，活塞上方的入口腔相对于活塞下方的活塞压缩腔密封，并且压缩流体通过进排气系统从一个腔分配到另一个腔。
美国专利No.6,131,672；美国公报No.20060000646；美国公报No.20050173158和欧洲文件WO 2006032093A1都为上面描述的设计原理的代表。
又一个设计标准使用通常的乙酰热塑性管，其装配到已知的钻头钎尾的顶部中，并且通常以大约50毫米突出超过砧面，形成最知名的潜孔锤循环操作部分，该管称为脚阀或排放管。一些制造商在一些型号中已经通过例如美国专利No.6,131,672中的延伸的钻头导向套消除了对所述排放管的需要；但是其他制造商既使用钻头导向套又使用排放管脚阀，例如美国公报No.20050173158和欧洲文件No.WO 2006032093中所述。
在已知的潜孔锤中通常存在两种类型的进排气布置：
1)具有与孔口活塞协作的孔口式中空供给管，例如美国专利No.6,131,672中所述；和
2)具有与无孔口活塞协作的孔口内气缸，例如美国公报No.20060000646。
美国公开号No.20060000646陈述了孔口内气缸可能成为问题的几个理由，并且继续描述了用于安装孔口内气缸的改进布置。虽然改进的安装装置可能不用在气缸中机加工强度变差的凹槽，这是该发明的基本要素，但是这样做需要代价，即部件更多并因此制造成本更高。
但是，内气缸式进排气的优点是活塞不需要孔口。因此，孔口内气缸型潜孔锤中活塞断裂故障频率显著低于孔口活塞式潜孔锤，因此两种类型都由于其各自的有利特性而受欢迎。
期望具有一种锤，其避免了上面描述的两种进排气布置中的固有约束。
发明内容
除非上下文中明显表明与此相反，否则本文所使用的术语“包括”及其部件被认为是非排他的。
本发明在一方面中总体涉及潜孔锤钻，其包括：
锤壳体；
在所述壳体中的自由活塞马达；
钻头，该钻头具有从钻头头部延伸到砧端的钎尾，所述钎尾被键联接以在固定到所述壳体的下端的驱动器卡盘孔中往复运动和受驱旋转，至少一个所述键包括在所述钻头中的盲键槽，以将所述钻头保持在所述卡盘中，并且所述键的长度选择成允许所述钻头进行所选的往复运动。
所述锤壳体可采用任何适当的形式，但是通常基本为圆柱形形状，并且包括自由活塞可在其中往复运动的孔。壳体可从平圆柱坯料机加工而成，或可由多个部件制造。具体地，所述壳体可包括大致圆柱状的壳体，具有机加工到其外表面中的流体控制通道，并且这些流体控制通道封装于封闭在所述通道上的套管中，从而将所述通道包封在锤壁中。内壳体壁于是需要时可形成从所述孔到所述通道的孔口。通过该方式可简单地避免现有技术的锤的内套管布置。
所述壳体的顶端优选通过顶部子组件式转接器连接到加压钻柱，所述钻柱和转接器形成用于自由活塞马达的压缩流体(通常为空气)供应源。顶部子组件可通过任何适当方式，例如通过螺纹联接固定到壳体。
自由活塞马达壳可包括安装成在所述孔中往复运动的自由活塞。所述活塞可具有气动工作的下锤面和气动工作的上表面。锤面可直接冲击在钎尾的砧端。活塞优选与壳体协作来提供操作自由活塞马达所需的至少部分进排气。所述活塞将壳体分为形成在上锤面和顶部子组件之间的上工作腔以及在锤面及钎尾的砧端与驱动器卡盘之间的下工作腔。可改进上工作腔以提高其作为空气弹簧的性能。例如，可释放工作腔本身上方的顶部子组件，以提供由向上弹簧的活塞将空气压缩至其中的储备腔容积。
自由活塞优选在空气控制组件上滑动，所述空气控制组件包括从与顶部子组件相连的空气供应源轴向延伸到钎尾中的轴向孔的孔口式进排气管，所述钻头在所述管的端部上往复运动，以将排气引导通过在所述钻头的切削表面处的排放端口。空气控制组件可包括上部止回阀，在循环中无论上下工作腔中哪一个处于压力减小的状态，都可响应于减小的压力通过提供的压力抵抗弹簧偏压来打开该上部止回阀。所述上部止回阀可以是锥式阀，其通过控制杆连接到下部锥阀，用于协调阀门操作，而排放与所述上部锥阀供应的腔相对的腔。
与现有技术的锤相比，有利的是，所述止回阀结合在进排气管中，作为允许省略“空气分配器”因而显著缩短锤组件顶端的特征。上面描述的实施方式可使用止回阀管形成上部锥阀的座，并且止回阀管结合在所述进排气管的上端中。止回阀管可包括具有类似碎屑筛功能的穿孔柱体。在另选方式中，上部锥阀可独立于下部止回阀，因为止回阀管和锥阀可与弹簧关联，从而形成可位于进排气管的上端处的锥阀组件。
通过结合该简单的空气管理特征，与使用传统空气分配器系统的锤相比较，上部锤可显著缩短。
驱动器卡盘可通过任何适当方式固定到壳体下端。所述卡盘可直接连接到壳体，或可通过规环(gauge ring)或套管连接。驱动器卡盘可通过螺纹联接固定。驱动器卡盘孔优选装配在钎尾之上，并且为在不存在键时自由旋转的转动配合。驱动器卡盘可与壳体一体形成。
键联接可以是任何适当方式。例如，可通过将驱动器卡盘的内部和钎尾的外部机加工为形成多个相对的纵向凹槽，所述驱动器卡盘在所述钎尾上的旋转起到有选择地对准这些凹槽的作用。在该实施方式中，至少一个盲键槽可包括钎尾壁中的一个或多个交替的凹槽。相对短的销可插入通过钎尾通槽(而非盲槽)对准形成的可见孔中。钎尾可在相邻的相应凹槽之间在其部分长度上被去除材料，然后卡盘换位，直到凹槽下一次对准，插入长销。此时，驱动器卡盘和钻头旋转地接合，并且通过该设计，短销现在不再可见，而是接合在内部，轴向倾斜，并且径向间隔开。钻头可由于短销与配合的盲槽和卡盘凹槽的内部接合而自由滑动期望距离。
可选地，短销可固定到所述钻头和卡盘中的一个或另一个，或可与所述钻头和卡盘中的一个或另一个一体形成。长销或键可提供主要的旋转驱动接合。
长销和短销均可视为牺牲性驱动接合销或键，并且可具有实用的任何适当的横截面形状和实用的任何数量。例如，销可以是圆形截面驱动销，或可以是更类似键槽键的截面。
可选地，键联接可通过将短销插入穿过在驱动器卡盘的侧壁中钻出或铣出的孔提供，当驱动器卡盘和钻头组件装配在筒中时，这样的冲程限制销就被保持就位。
在另一方面中，本发明宽范围地涉及一种潜孔锤钻，该潜孔锤钻包括：
锤壳体；和
在所述壳体中的自由活塞马达，其用于冲击钻头，该钻头具有从钻头头部延伸到砧端的钎尾，所述钎尾被键联接以在固定到所述壳体的下端的驱动器卡盘的孔中往复运动和受驱旋转，所述钎尾具有从砧端延伸的驱动键槽和与砧端间隔开的盲键槽，所述钎尾的材料在驱动键槽和盲键槽之间沿其长度的一部分被去除，以允许所述驱动键槽中的键通过钎尾的部分旋转而移动到所述盲键槽，并且通过使钻头前进到卡盘孔中使该键前进，所述钎尾通过安装在所述驱动键槽中的细长驱动键来保持以防止逆转。
上面描述的钻头和卡盘组合可使用相当短的钎尾实现，因为取代驱动花键紧接着取代了钻头保持器。钻头因此可更成本有效地来生产，并且可能更轻，或者至少对于给定重量来说工作钻头头部金属占的比例更大。
在使用本发明优选形式的进排气管的情况下，所述锤可制造得更短。在本发明的又一方面中，本发明宽范围地涉及一种潜孔锤钻，该潜孔锤钻包括锤壳体；使所述锤壳体连接至钻柱和压缩工作流体供应源的顶部子组件；钻头，该钻头通过固定到所述壳体下端的驱动器卡盘中的钎尾旋转；自由活塞，该自由活塞位于轴向锤孔中并且由所述供应源驱动而反复撞击所述钎尾的后端，该潜孔锤钻的特征在于，所述活塞具有轴向活塞孔，所述活塞通过所述轴向活塞孔在从顶部子组件流体供应源延伸到轴向钎尾孔的进排气管上滑动，所述进排气管的上端具有止回阀，用于允许流体流到进排气管中的上腔室，所述上腔室通过侧向通道通到空气通道，所述空气通道通过响应于所述活塞在所述孔中的位置而开闭的端口向作用在所述活塞的上下表面上的上下工作腔供应工作流体压力，相应的上排放口和下排放口通过所述活塞的运动来有选择地打开和闭合，并将流体从工作腔排放到下部进排气管腔，所述进排气管还具有下部止回阀，其允许排气进入所述轴向钎尾孔以分配到所述钻头的切削表面。
附图说明
本发明将参照附图中示出的本发明的实施方式进一步描述，附图中：
图1显示了根据本发明的设备的等轴分解视图；
图2显示了图1的潜孔锤组件的轴向剖视图；
图3A是升高而与岩石脱离接触的图1的锤组件；
图3B是穿过图3A的截面3B的顶部转接器子组件的视图；
图4A是图1的潜孔锤组件的筒进排气口结构的剖视图；
图4B是图1的设备的中空进排气管的视图；
图4C是图1的设备外部的筒和驱动器卡盘的正视图；
图4D是显示图1的设备外部的筒和驱动器卡盘的多边形外表面的剖视图；
图5是本发明的另选实施方式的剖视图。
具体实施方式
参照图1到4，提供一种锤，其中驱动器卡盘1装配在钎尾2上方，并且为可自由旋转的转动配合。在驱动器卡盘内部以及钎尾外部机加工出纵向凹槽3。在钎尾上旋转驱动器卡盘，直到凹槽对准。短销4插入到由钻头凹槽和驱动器卡盘凹槽3对准形成的可见孔中，然后卡盘换位，直到凹槽下一次对准，将长销5插入。此时驱动器卡盘和钻头旋转地接合，并且通过该设计，短销4此时不再可见，而是接合在内部，轴向倾斜，并且径向间隔开，由于短销的内部接合，钻头可自由滑动期望距离。而且，决定容许滑动运动的短销可与钻头或驱动器卡盘一体形成，长销或键提供主要的旋转驱动接合。另选地，显示为形成在驱动器卡盘1内的纵向凹槽3可以直接形成在筒孔的下部中，从而完全不需要驱动器卡盘，本发明的设计适用于这样的布局。
前述长销和短销都为牺牲性驱动接合销或键，并且可具有任何实用的适当横截面形状和任何实用的数量。
可以设想，在需要有限或预定冲程并且可更换的牺牲性驱动部件有利的情况下，前述驱动装置是实用并且有用的机械驱动联接。
特别参照图2，压缩空气通过顶部转接器子组件13的中心孔进入中空进排气管6，抵抗由塞头10支承的弹簧8迫使压力端口止回阀11打开，同时通过连接杆9打开排放止回阀7。压缩空气经过压力端口12，穿过与供给端口12b对准的管道12a以对端口通道19加压，从而供应到传送端口21和22。下腔23通过传送端口22激励而提升活塞18。当活塞升高时，下腔23通过排放端口25泄向大气，传送端口21和22开始通过传递端口20激励活塞压缩腔14，向下推动活塞来冲击钻头砧，当排放端口26露出来时，活塞压缩腔泄向大气，在供给足够的压缩流体时或者说循环不被中断时连续重复该循环。
参照图3A，在操作中，锤已经升高而脱离与岩石的接触，钻头2自由下落由图1中所示的位于轴向凹槽3内的内部接合的短销4允许的距离，紧接着活塞18的直径减小的撞击端进入钻头2腾空的驱动器卡盘1的上部中，从而在传送端口21通向排放端口26而通过排放止回阀7泄向大气时，冲击循环中断直到该循环被再次致动。应注意，中空进排气管6一直保持与钻头孔配合。
在本发明中，由于中空进排气管从其位于顶部转接器子组件13的中心孔中的上部支撑延伸到钻头2的中心孔中，因此可能形成下部止回阀布置，并且可用作上部压力止回阀11或下部止回阀7，或二者经由连接杆9联合。钻头中的进排气管的协作用于几个目的。首先，加强进排气管的对准；其次允许排放止回阀的有利定位。由于所述下部排放止回阀的优点是主动并且瞬时防止第一可能入口位置的碎屑污染，因此本发明的设计比潜孔锤的公知设计可更显著地防止可能的有害碎屑的进入。
第三，进排气管6控制活塞返回腔23的容积，由此消除在背景技术中已描述的对称为脚阀或排气管的部件的需求。
在本实施方式中，由于前述驱动器卡盘和钻头的组合设计，中空进排气管和钻头的协作变得可行，这是因为本发明中的钻头2的钎尾很好地支承对准在驱动器卡盘1内，具有结实的壁厚和能够容纳用于所需气流的足够横截面积的进排气管的孔，钻头孔形成为对经过止回阀7的排出流体提供足够大的横截面积。
在已知的潜孔锤中，上部活塞压缩腔总是在顶部转接器子组件和空气分配器下方，并且为固定的容积，调节或改变的范围有限。在本发明中，活塞压缩腔14一体形成在顶部转接器子组件13中，可快速而简单地改变活塞压缩腔14的容积。
参照图2，因而可进行调节；在活塞压缩腔14中，作为顶部转接器子组件13的一部分形成有一系列轴向孔16a，并且在活塞压缩腔的这些孔中放置任意实用数量的内插件16，这些内插件16通过已知方式保持，例如通过凹槽15中的簧圈，由此步进地改变所述腔的容积，其后改变压缩流体消耗量，并且最大化本发明用于任何适当压缩机输出量的效率。
注意图4A，该图描绘了筒进排气口的结构。端口12b、21和22径向贯通钻入筒17中。通道19以适当的深度和长度纵向铣出以包围钻出的端口。
盖24以已知方式固定，用于从外部覆盖和密封端口。因而，端口12b、21和22通过形成在筒17的内外表面之间的通道19相互连通。
内部传递端口20以已知方式飞刀切削到筒孔中。由于进排气通道19仅需要具有与任何一个供给或传送端口相等的横截面积因而每一通道影响约百分之六的筒圆周并且去除的金属大多数由罩盖24修复，因此扭转刚度所受的影响非常微小并且可以接受。而且，所述罩盖不需要制成与筒外径平齐地装配，需要的话罩盖突出筒外部直径达到但是不超过钻头直径是完全可以接受的。
总之，已经发现按照所述方式有足够的材料厚度来容纳流体管道19。这是有利的，因为不用制造内气缸而使材料输入保持最小，制造内气缸的话其保持方法很难解决。
所描述的本发明因而与无孔口活塞式设计不同。虽然这种孔口的通常流动特性是已知的，并且不是本专利申请的一部分，但是其与一些部件怎样设计有关，因此发明人提供了本发明的第二实施方式，其保留了本发明第一实施方式中要求保护的全部必要特征，根据孔口活塞的进排气布置更改了一些特征。
参照图5，该第二实施方式在结构和操作方面基本上类似于图1到4的第一实施方式，并且相同的附图标记表示相同的部件。
压缩空气进入进排气管6，并且通过压力供给端口12直接对锤加压，从而开始操作，止回阀7则由借助排放流体通过连接杆9抵抗其弹簧8而被强制打开。该弹簧由塞头10支承。止回阀布置也可以是在弹簧顶部的滑动活塞11，所述滑动活塞11通过进入的压缩流体抵抗弹簧被下压，因而使压力供给端口12露出。止回阀布置因而在内部安装在中空进排气管中，并且可以是前面所述布置的任一种或这种两种布置的联合。(参见图4B)
特别参照图5，在活塞压缩腔14中，作为顶部转接器子组件13的一部分形成一系列保持簧圈凹槽15，并且一个或多个内插件16放置在活塞压缩腔中，由簧圈(未显示)保持在适当的一个所述凹槽15中，借此改变所述腔的容积，随后改变压缩流体的消耗量，并且最大化本发明用于任何适当压缩机输出量的效率。
进一步参照图5，活塞18通过进排气管道21a和22a从其上下端进排气，所述进排气管道与中空进排气管6中的进排气孔口配合来实现往复运动，并且该活塞可制成在其上冲程顶点与图5中附图标记14a处的所述活塞压缩腔的孔可滑动地配合。
长久以来存在的与已知潜孔锤的使用有关的问题是，由于扭转力和振动很大导致螺纹变得非常紧而难以旋松，因此很难拆卸，因而需要专业设备来夹紧并施加很大的力来拆开潜孔锤进行维修，并且通常存在的固有问题是夹紧工具或机构在已知潜孔锤组件的刚硬外圆柱表面上滑移或不能夹紧。
在本发明中，出于安全和容易操纵的原因，在筒和驱动器卡盘的外表面上设置有纵向平面(参见图4C和4D)，通常数量为十二。这样的外周形状对钻孔时由压碎岩石加载的排气的通过不会产生明显限制，但是会额外确保适宜维修的无滑移主动接合，例如在公报No.WO 2006015454中所述。
当然应意识到，虽然上面已经以本发明的示例性实施例方式给出说明，但是对本领域技术人员来说显而易见的是，所有这些和其他修改和变更应视为落在所附权利要求中限定的本发明的广义范围和界限内。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种潜孔锤钻，该潜孔锤钻包括：
锤壳体；
顶部子组件，该顶部子组件位于所述壳体的上端处并适于将锤连接到加压钻柱，所述钻柱和顶部子组件形成压缩空气供应源；
钻头，该钻头具有从钻头头部延伸到砧端的钎尾，所述钎尾被键联接以在固定到所述壳体的下端的驱动器卡盘的孔中往复移动和受驱旋转，至少一个所述键包括在所述钻头中的盲键槽，以将所述钻头保持在所述卡盘中，并且所述键的长度选择成允许所述钻头进行所选的往复运动；
自由活塞马达，该自由活塞马达由所述空气供应源提供动力，并且将所述壳体分为限定在上活塞表面和所述顶部子组件之间的上工作腔以及在活塞锤面及钎尾的砧端与驱动器卡盘之间的下工作腔；
空气控制组件，该空气控制组件供自由活塞滑动并包括从所述空气供应源轴向延伸到钎尾中的轴向孔的孔口管，以通过所述钻头的切削表面处的排放端口引导排气，所述钻头在所述管的端部上往复运动；和
位于所述空气控制组件中的上部止回阀，在循环中无论上下工作腔中哪一个处于压力减小的状态，都可响应于减小的压力通过提供的压力抵抗弹簧偏压来打开该上部止回阀。
2.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述锤壳体包括基本上圆柱状的壳体，该壳体具有机加工到其外表面中的流体控制通道，并且这些流体控制通道封装于封闭在所述通道上的套管中，从而将所述通道包封在锤壁中。
3.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述活塞与所述壳体协作来提供操作所述自由活塞马达所需的至少部分进排气。
4.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述上工作腔包括位于活塞工作极限上方的顶部子组件的释放部，以提供由向上弹回的活塞将空气压缩至其中的储备腔容积。
5.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述上部止回阀为锥式阀，其通过控制杆连接到下部锥阀，用于与该阀协同而排放与所述上部锥阀供应的腔相对的腔。
6.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述上部止回阀为独立于下部止回阀的锥式阀。
7.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述上部止回阀座靠着止回阀管，所述止回阀管和锥阀与弹簧相关联而形成与所述孔口管的上端结合的锥阀组件。
8.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述驱动器卡盘直接固定到所述壳体的下端。
9.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述驱动器卡盘通过规环或套管固定到所述壳体的下端。
10.根据权利要求8或9所述的潜孔锤钻，其中，所述驱动器卡盘通过螺纹联接固定。
11.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述驱动器卡盘与所述壳体形成一体。
12.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，通过将所述驱动器卡盘的内部和所述钎尾的外部机加工为形成多个相对的纵向凹槽来提供所述键联接，所述驱动器卡盘在所述钎尾上的旋转起到有选择地对准所述凹槽以接收驱动销的作用。
13.根据权利要求12所述的潜孔锤钻，其中，所述至少一个盲键槽包括钎尾壁中的一个或多个交替的凹槽，所述钎尾在相邻的相应凹槽之间在其部分长度上被去除材料，短驱动销插入通过钎尾通槽对准而形成的可见孔中，然后卡盘换位，直到凹槽下一次对准，使短驱动销位于盲槽中，然后插入长销，从而旋转地接合驱动卡盘和钻头。
14.根据权利要求12所述的潜孔锤钻，其中，所述销从下述方式选择：固定到所述钻头和卡盘中的一个或另一个；与所述钻头和卡盘中的一个或另一个形成一体。
15.根据权利要求12所述的潜孔锤钻，其中，所述销为圆形截面驱动销。
16.根据权利要求12所述的潜孔锤钻，其中，所述销为牺牲性的，并且比驱动器卡盘和钻头优先磨损。
17.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述键联接通过将驱动销插入穿过在所述驱动器卡盘的侧壁中钻出或铣出的孔来提供，当所述驱动器卡盘和钻头组件装配在筒中时，这样的冲程限制销就被保持就位。
18.一种潜孔锤钻，该潜孔锤钻包括：
锤壳体；和
在所述壳体中的自由活塞马达，其用于冲击钻头，该钻头具有从钻头头部延伸到砧端的钎尾，所述钎尾被键联接以在固定到所述壳体的下端的驱动器卡盘的孔中往复运动和受驱旋转，所述钎尾具有从砧端延伸的驱动键槽和与砧端间隔开的盲键槽，所述钎尾的材料在驱动键槽和盲键槽之间沿其长度的一部分被去除，以允许所述驱动键槽中的键通过钎尾的部分旋转而移动到所述盲键槽，并且通过使钻头前进到卡盘孔中使该键前进，所述钎尾通过安装在所述驱动键槽中的细长驱动键来保持以防止逆转。
19.根据权利要求18所述的潜孔锤钻，其中，所述自由活塞马达包括：供自由活塞滑动的轴向进排气管，其从与锤的顶部子组件关联的压缩空气供应源延伸；钎尾中的轴向孔，该孔允许排气穿过钻头至切削表面。
20.根据权利要求19所述的潜孔锤钻，其中，所述进排气管的上端具有止回阀，用于允许流体流到该进排气管中的上腔，所述上腔通过侧向通道通到空气通道，所述空气通道通过响应于所述活塞在所述孔中的位置而开闭的端口向作用在所述活塞的上下表面上的上下工作腔供应工作流体压力，相应的上排放口和下排放口通过所述活塞的运动来有选择地打开和闭合，并将流体从工作腔排放到下部进排气管腔，所述进排气管还具有下部止回阀，其允许排气进入所述轴向钎尾孔以分配到所述钻头的切削表面。
21.根据权利要求20所述的潜孔锤钻，其中，所述上部止回阀为锥式阀，其通过控制杆连接到下部锥阀，用于与该阀协同而排放与所述上部锥阀供应的腔相对的腔。
22.根据权利要求20所述的潜孔锤钻，其中，所述上部止回阀为独立于所述下部止回阀的锥式阀。
23.根据权利要求20所述的潜孔锤钻，其中，所述上部止回阀座靠着止回阀管，所述止回阀管和锥阀与弹簧关联而形成与所述进排气管的上端结合的锥阀组件。
Claims (23)
1.一种潜孔锤钻，该潜孔锤钻包括：
锤壳体；
在所述壳体中的自由活塞马达；
钻头，该钻头具有从钻头头部延伸到砧端的钎尾，所述钎尾被键联接以在固定到所述壳体的下端的驱动器卡盘的孔中往复运动和受驱旋转，至少一个所述键包括在所述钻头中的盲键槽，以将所述钻头保持在所述卡盘中，并且所述键的长度选择成允许所述钻头进行所选的往复运动。
2.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述锤壳体包括基本上圆柱状的壳体，该壳体具有机加工到其外表面中的流体控制通道，并且这些流体控制通道封装于封闭在所述通道上的套管中，从而将所述通道包封在锤壁中。
3.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述壳体的顶端通过顶部转接器子组件连接到加压的钻柱，所述钻柱和顶部子组件形成所述自由活塞马达的压缩流体供应源。
4.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述活塞与所述壳体协作来提供操作所述自由活塞马达所需的至少部分进排气。
5.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述活塞将所述壳体分为限定在上表面和顶部子组件之间的上工作腔以及在锤面及钎尾的砧端与驱动器卡盘之间的下工作腔。
6.根据权利要求5所述的潜孔锤钻，其中，所述上工作腔包括位于活塞工作极限上方的顶部子组件的释放部，以提供由向上弹回的活塞将空气压缩至其中的储备腔容积。
7.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述自由活塞在空气控制组件上滑动，所述空气控制组件包括从与顶部子组件相关联的空气供应源轴向延伸到所述钎尾中的轴向孔的孔口管，所述钻头在所述管的端部往复运动，以将排气引导通过在所述钻头的切削表面处的排放端口。
8.根据权利要求7所述的潜孔锤钻，其中，所述空气控制组件包括上部止回阀，在循环中无论上下工作腔中哪一个处于压力减小的状态，都可响应于减小的压力通过提供的压力抵抗弹簧偏压来打开该上部止回阀。
9.根据权利要求8所述的潜孔锤钻，其中，所述上部止回阀为锥式阀，其通过控制杆连接到下部锥阀，用于协调阀门操作，而排放与所述上部锥阀供应的腔相对的腔。
10.根据权利要求8所述的潜孔锤钻，其中，所述上部止回阀为独立于下部止回阀并且座置于止回阀管的锥式阀，所述止回阀管和锥阀与弹簧相关联而形成可位于所述孔口管的上端处的锥阀组件。
11.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述驱动器卡盘直接固定到所述壳体的下端。
12.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述驱动器卡盘通过规环或套管固定到所述壳体的下端。
13.根据权利要求11或12所述的潜孔锤钻，其中，所述驱动器卡盘通过螺纹联接固定。
14.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述驱动器卡盘与所述壳体形成一体。
15.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，通过将所述驱动器卡盘的内部和所述钎尾的外部机加工为形成多个相对的纵向凹槽来提供所述键联接，所述驱动器卡盘在所述钎尾上的旋转起到有选择地对准所述凹槽以接收驱动销的作用。
16.根据权利要求15所述的潜孔锤钻，其中，所述至少一个盲键槽包括钎尾壁中的一个或多个交替的凹槽，所述钎尾在相邻的相应凹槽之间在其部分长度上被去除材料，短驱动销插入通过钎尾通槽对准而形成的可见孔中，然后卡盘换位，直到凹槽下一次对准，使短驱动销位于盲槽中，然后插入长销，从而旋转地接合驱动卡盘和钻头。
17.根据权利要求15所述的潜孔锤钻，其中，所述销从下述方式选择：固定到所述钻头和卡盘中的一个或另一个；与所述钻头和卡盘中的一个或另一个形成一体。
18.根据权利要求15所述的潜孔锤钻，其中，所述销为圆形截面的驱动销。
19.根据权利要求15所述的潜孔锤钻，其中，所述销为牺牲性的，并且比驱动器卡盘和钻头优先磨损。
20.根据权利要求1所述的潜孔锤钻，其中，所述键联接通过将驱动销插入穿过在所述驱动器卡盘的侧壁中钻出或铣出的孔来提供，当所述驱动器卡盘和钻头组件装配在筒中时，这样的冲程限制销就被保持就位。
21.一种潜孔锤钻，该潜孔锤钻包括：
锤壳体；和
在所述壳体中的自由活塞马达，其用于冲击钻头，该钻头具有从钻头头部延伸到砧端的钎尾，所述钎尾被键联接以在固定到所述壳体的下端的驱动器卡盘的孔中往复运动和受驱旋转，所述钎尾具有从砧端延伸的驱动键槽和与砧端间隔开的盲键槽，所述钎尾的材料在驱动键槽和盲键槽之间沿其长度的一部分被去除，以允许所述驱动键槽中的键通过钎尾的部分旋转而移动到所述盲键槽，并且通过使钻头前进到卡盘孔中使该键前进，所述钎尾通过安装在所述驱动键槽中的细长驱动键来保持以防止逆转。
22.根据权利要求21所述的潜孔锤钻，其中，所述自由活塞马达包括：供自由活塞滑动的轴向进排气管，其从与锤的顶部子组件关联的压缩空气供应源延伸；钎尾中的轴向孔，该孔允许排气穿过钻头至切削表面。
23.一种潜孔锤钻，该潜孔锤钻包括：锤壳体；使所述锤壳体转接至钻柱和压缩工作流体供应源的顶部子组件；钻头，该钻头通过固定到所述壳体下端的驱动器卡盘中的钎尾旋转；自由活塞，该自由活塞位于轴向锤孔中并且由所述供应源驱动而反复撞击所述钎尾的后端，该潜孔锤钻的特征在于，所述活塞具有轴向活塞孔，所述活塞通过所述轴向活塞孔在从顶部子组件流体供应源延伸到轴向钎尾孔的进排气管上滑动，所述进排气管的上端具有止回阀，用于允许流体流到进排气管中的上腔，所述上腔通过侧向通道通到空气通道，所述空气通道通过响应于所述活塞在所述孔中的位置而开闭的端口向作用在所述活塞的上下表面上的上下工作腔供应工作流体压力，相应的上排放口和下排放口通过所述活塞的运动来有选择地打开和闭合，并将流体从工作腔排放到下部进排气管腔，所述进排气管还具有下部止回阀，其允许排气进入所述轴向钎尾孔以分配到所述钻头的切削表面。
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