CN102223986B - 钻岩机及轴向轴承模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻岩机和轴向轴承模块。所述钻岩机(5)配备有轴向轴承(18)，该轴向轴承(18)具有用于轴向定位钻柄(7)并用于衰减由岩石返回的应力脉冲的至少一个轴向活塞(19、20)。所述轴向轴承包括能整体地从一个安装方向拆卸的模块(21)。所述轴向轴承模块包括必要的压力介质通道(27)、密封件(37、37a、37b、37c)、轴承表面(18)和模块框架(22、25、38a、38b)，其具有与其相关联的至少轴承壳体。

Description

钻岩机及轴向轴承模块

技术领域

本发明涉及一种钻岩机，其包括本体、设置在本体内的冲击元件以及还有钻柄，工具能被连接到钻柄上以用于破碎岩石。冲击装置包括通过柄对工具产生应力脉冲的冲击元件。而且，钻岩机包括具有一个或多个压力介质操作的轴向活塞的轴向轴承，利用该轴向轴承可在轴向方向上相对于本体朝击打方向将柄推动预定的行进长度。柄的冲击表面随后可被设定在期望的轴向点，用于接收应力脉冲。轴向活塞借助压力介质进行操作，其中轴向活塞包括定位在属于轴向轴承的工作压力空间中的工作压力表面，压力介质的压力可被从进给通道进给到工作压力空间。随后，力可在击打方向上被引导到轴向活塞。

另外，本发明涉及钻岩机的轴向轴承模块，其包括一个或多个压力介质操作的轴向活塞。

本发明的领域更详细地限定在本专利申请的独立权利要求的前序部分中。

背景技术

钻岩机装备有轴向轴承是已知的，属于钻岩机的钻柄能在钻凿期间借助于轴向轴承来移动到计划好的冲击点。然后，可通过调节钻柄的位置来调节击打力量。此外，轴向轴承可用来衰减从岩石反射回到钻岩机的应力脉冲。轴向轴承通常被定位在钻岩机的前侧本体和后侧本体之间的中间凸缘中。已知轴向轴承的缺点是：其维护是复杂的且缓慢的。另外，轴向轴承的组装和部件的可能稍后的更换是困难的。轴向轴承解决方案的又一检测到的问题是：由轴向轴承的操作引起的支撑力在钻岩机的结构上引起不必要的应变。

发明内容

本发明的目的是提供一种新颖且改进的钻岩机和轴向轴承模块。

本发明的钻岩机的特征在于：轴向轴承包括至少一个轴向轴承模块，轴向轴承模块包括至少一个轴向活塞、至少一个密封件、至少一个轴承表面和模块框架；轴向轴承模块能整体地拆卸和安装在钻岩机的本体内部的适当位置，而不必拆开钻岩机的本体；且与轴向轴承相关联地存在至少一组支撑装置，其用于将由轴向轴承引起的支撑力传递到钻岩机的本体，而没有任何力作用被引导到冲洗室。

本发明的轴向轴承模块的特征在于：轴向轴承模块包括至少一个轴向活塞、至少一个密封件、至少一个轴承表面和模块框架；模块框架包括用于独立于钻岩机紧固轴向轴承模块的至少一组支撑构件；并且轴向轴承模块是能整体地拆卸和在钻岩机的本体内部的适当位置安装在钻岩机中的均质部件。

本发明的构思是钻岩机的轴向轴承包括能整体地拆卸和在钻岩机的本体内部的适当位置安装在本体的空间中的一个或多个轴向轴承模块。轴向轴承模块包括一个或多个轴向活塞、一个或多个轴承表面和模块框架。模块框架配备有用于独立于钻岩机紧固模块框架的必要的支撑构件。模块还具有必要的密封件。另外，由轴向轴承的操作引起的支撑力利用适合的支撑装置和表面而被传递到钻岩机的本体，使得支撑力不传递通过钻岩机的前侧部分中的冲洗室。而且，构思是，轴向轴承模块布置在适当位置，而不必拆开本体或其部分。

本发明提供了如下优点：轴向轴承模块在一个均匀实体中包括用于轴向轴承的操作的所有必要的部件。轴向轴承模块可方便地以一个实体拆卸且用新的更换。另外，磨损的密封件和可能地还有轴承可在修理车间内在良好状态下拆卸和更换。当轴向轴承的支撑力通过使用布置到轴向轴承的装置而传递到本体时，支撑力将不使冲洗室产生应变，且冲洗室的结构不必基于支撑力来设计。于是，冲洗室的结构可较轻且在尺寸上较小，这在更换钻柄时有利于其拆卸和安装。此外，来自支撑力的额外的应变不指向冲洗室的接合表面且冲洗室保持密闭。当指向钻岩机的关键前端的应变被减小时，钻岩机的强度和可靠性提高。另外，因为在安装轴向轴承模块时不必拆开钻岩机的本体，因此可在现场进行的轴向轴承的维护、部件更换和其他的修理较少，且不必将钻岩机从进给梁拆下。

一个实施方式的构思是轴向轴承模块从钻岩机的前端布置在适当位置而不必拆开本体。

一个实施方式的构思是轴向轴承模块被从钻岩机的后端布置在适当的位置而不必拆开本体。

一个实施方式的构思是轴向轴承模块包括至少一个套筒状轴向活塞。

一个实施方式的构思是轴向轴承模块仅包括一个轴向活塞。

一个实施方式的构思是轴向轴承模块包括在轴向方向上具有不同行进长度的两个轴向活塞。

一个实施方式的构思是钻岩机的本体是至少在轴向轴承处的、没有接合表面的均质部件。如果本体由以接缝连接起来的多个部件构成，则接缝被定位成使得没有由轴向轴承的操作引起的支撑力被引向接缝。

一个实施方式的构思是钻岩机的本体是没有接合表面的一个均质部件。可能定位在本体前端的冲洗室和在后端处的蓄压器或后盖不是本体的一部分。整体式的本体不具有在其部件之间的接合表面和系紧螺栓，载荷通过由轴向轴承引起的支撑力而被引导到本体。因而，一体式的钻岩机可比之前的钻岩机坚固且更不需维护。此外，其可为较轻的且较短的。

一个实施方式的构思是借助一个或多个形成锁紧的构件将一个或多个轴向轴承模块紧固到钻岩机的本体。形成锁紧的构件可将支撑力从轴向轴承模块传递到本体。

一个实施方式的构思是一个或多个轴向轴承模块借助卡口紧固而紧固到钻岩机的本体。

一个实施方式的构思是至少一个轴向轴承模块配备有至少一个支撑表面、支撑肩部、支撑凸缘或对应的构件，由轴向轴承的操作引起的支撑力可利用上述至少一个支撑表面、支撑肩部、支撑凸缘或对应的构件而直接地传递到钻岩机的本体。

一个实施方式的构思是轴向轴承包括两个接连的轴向轴承模块。

一个实施方式的构思是轴向轴承包括至少两个接连的轴向轴承模块，其中的离钻岩机的前端最近的模块布置成在轴向方向上将另一模块锁紧到适当位置。

一个实施方式的构思是钻岩机包括能整体地从钻岩机拆卸的冲击装置模块。所述冲击装置模块包括冲击模块框架、冲击构件、压力通道、密封件、轴承表面和可能的轴承壳体，或冲击装置的操作所需要的上述部件中的至少一些。由于模块化的结构，冲击装置的磨损部件的更换容易和快速。冲击装置模块可方便用新的模块替换，且新的密封件和轴承可在修理车间内在良好状态下被改换到拆卸的冲击装置模块。此外，能改换到具有用于不同应用和工作地点的略微不同的操作和性能的钻岩机冲击装置模块。

一个实施方式的构思是在钻岩机的后盖或对应的后侧部件已经打开之后，轴向轴承模块和冲击装置模块能经由钻岩机的后端更换。这样的钻岩机的维护是尤其快速且方便的。柄和冲洗室不必被移除，且传动装置系统不必被拆开。

一个本发明实施方式的构思是：轴向轴承模块和冲击装置模块在轴向方向上相继地布置，使得轴向轴承模块自然地靠近钻岩机的前端且冲击装置模块靠近后端。在轴向轴承模块和冲击装置模块之间可具有轴向方向的压力介质通道或通道部分，在该情形中，至少在压力介质通道的位置处在模块之间具有轴向密封件。当上述模块被接连地安装在本体内时，所述一个或多个轴向压力介质通道相遇且轴向密封件密封了通道的接合表面，而不需要任何特定的动作。

一个实施方式的构思是通向轴向轴承模块的一个或多个进给通道包括至少在轴向轴承模块和钻岩机本体之间的接触位置处的互相连接的轴向部分。在接触位置处，在轴向进给通道处有轴向密封件。由于轴向密封件，其比当使用径向密封件时容易安装在适当位置和将轴向轴承模块拆开。此外，轴向方向密封件在安装期间将不被破坏。

一个实施方式的构思是：在轴向轴承模块和钻岩机本体之间的接触位置处，在进给通道的连接位置处具有轴向密封件，且轴向轴承模块配备有至少一个压力表面，压力介质被布置成被引导到上述至少一个压力表面，以产生朝向冲击装置作用的轴向力。该轴向力抵靠着钻岩机本体推动轴向轴承模块，由此在模块和本体之间的接触位置处的轴向密封件被布置成在轴向轴承模块和本体之间压缩，且因此布置成在接触位置处密封进给通道。这样，能确保当钻岩机被加压时通向轴向轴承模块的压力介质通道密闭。

一个实施方式的构思是：在轴向轴承模块和钻岩机本体之间的接触位置处，在进给通道的连接位置处具有轴向轴承，且轴向轴承模块配备有预紧装置用以保持所述轴向密封件在接触位置处持续地压缩。预紧装置可以是比如定位螺钉、弹簧、可压缩的弹性材料，比如O形圈，或任何其他产生所需力的轴向弹性元件。利用预紧装置，能确保通向轴向轴承模块的压力介质通道甚至在钻岩机不被加压时也保持密闭。

附图说明

本发明的一些实施方式在附图中进行更详细的说明，在附图中：

图1是设置在钻臂上的钻岩单元的示意性侧视图，

图2是根据图3的钻岩机的一部分的示意性剖视图，

图3是装备有轴向轴承模块的钻岩机的示意性剖视图，

图4-7是轴向轴承模块的结构及其安装且锁紧到钻岩机的本体上的示意性、剖视和透视图。

图8是装备有图4-7的轴向轴承模块的钻岩机的示意性剖视图，

图9和图10是对用于压力介质的轴向进给通道的轴向轴承模块进行预紧的一些布置结构的示意性剖视图，

图11是装备有后装式冲击装置模块和轴向轴承模块的钻岩机的示意性、剖视和局部视图，

图12是装备有后装式轴向轴承模块和冲击装置模块的钻岩机的后端的示意图，且其中后侧部件接收了支撑力，

图13是钻岩机的结构的示意性且高度简化的视图，其中轴向轴承模块在返回方向上借助肩部来支撑且在击打方向上借助分离的锁紧件来支撑，

图14是其中包围轴向轴承模块的套管状模块框架接收击打方向和返回方向的支撑力的实施方式的示意性且高度简化的视图，以及

图15是根据图10的解决方案的实施方式的又一示意性剖视视图。

在图中，本发明的一些实施方式为了清楚而简化示出。在图中相似部件用相同附图标记标示。

具体实施方式

图1示出可设置在钻岩设备的钻臂2等上的钻岩单元1。钻岩单元1可包括进给梁3，钻岩机5设置在进给梁3上且借助于进给装置4来移动。钻岩机5可被紧固到托架36且可在击打方向A和返回方向B上移动。此外，钻岩机5包括冲击装置6，该冲击装置6用于对钻柄7产生冲击脉冲且使冲击脉冲进一步通过工具8到达岩石9。工具8可包括一个或多个钻杆以及钻头。可替代地，工具8可为整体式钻杆，在该情形中，类似钻柄7的机器构件可被认为能固定地连接到其钻岩机这一侧的端部。因此，在本专利申请中，钻柄还可指整体式钻杆等的后端，轴向轴承可作用于该整体式钻杆。此外，钻岩机5可包括用于使钻柄7和工具8围绕其纵向轴线旋转的旋转装置10。钻柄7被布置成：将冲击、旋转和进给力传递到钻凿工具，钻凿工具则将它们传递到正钻凿的岩石9。

冲击装置6可包括冲击活塞，该冲击活塞借助于压力介质前后移动且布置成在击打方向A上击打钻柄7的冲击表面。代替冲击活塞的是，能使用用于产生冲击脉冲的任何其他冲击构件或元件。冲击脉冲不必由动能产生，而是其也可直接从压能产生，例如。此外，代替压能的是，产生冲击脉冲所需的能量也可由一些其他能量例如电能产生。因而，可以认为，冲击装置的结构和操作原理不是所讨论的本发明的基本问题。

图2和图3显示了钻岩机5的剖视图。钻岩机5可具有一个本体，即其可包括单个均质本体11。本体11可以是其中设置有冲击装置6、轴向轴承18、旋转装置的传动装置系统13和钻柄7的管状件。冲击装置6包括可以为冲击活塞的冲击构件14，其布置成借助于压力介质在轴向方向上前后移动，使得在冲击构件14的前端处的冲击表面15布置成撞击在钻柄7的后端处的冲击表面16。应提到，在本专利申请中，钻岩机5的部件的前端指的是击打方向A这一侧的端部，且相应地，部件的后端指的是返回方向B这一侧的端部。属于传动装置系统13的旋转套筒17包围钻柄7，用于将由旋转装置10提供的旋转扭矩传递到钻柄7。钻柄7和旋转套筒17之间的连接允许钻柄7在轴向方向上移动。在旋转装置10和旋转套筒17之间可设置中间齿轮70。

钻柄7的轴向方向位置可由轴向轴承18来作用，轴向轴承18可包括在轴向方向上可移动的一个、两个或多个活塞。钻柄7可借助于第一轴向活塞19而从其后侧受到支撑。轴向活塞19可布置成直接或通过支撑套筒90而作用于钻柄7。第一活塞19可以是可围绕冲击构件14布置的套筒状部件。而且，可围绕第一活塞19设置套筒状的第二轴向活塞20。当压力流体压力被引入其压力室中时，活塞19和20可以在轴向方向上相对于彼此移动。第二活塞20在击打方向A上的移动可短于第一活塞19在击打方向A上的移动。第一活塞19在击打方向A上的移动的尺寸可被确定成使得：当进给阻力变得较小时，钻柄的冲击表面16可被移动成到达在所计划的冲击点的前面，由此与冲击构件14相关联的阻尼器可减少例如当钻凿软岩石时由工具8传递的冲击力。此外，轴向活塞19、20在击打方向A上的共同力可被确定成大于进给力。可替代地，一个轴向活塞的力效果被独立地确定成大于进给力。利用轴向活塞19、20，不仅能影响冲击点的轴向位置而且也能衰减由从岩石返回的应力脉冲引起的返回运动。当上述的返回运动被引向轴向活塞19、20时，由活塞的压力室释放的压力流体被引导穿过合适的节流装置，以提供衰减作用。至于轴向轴承的一般操作原理和结构，我们指的是公报FI 84 701、FI 20 030 016和US 6 186 246所述的内容，且我们声明其所述的内容也包括在本专利申请中。

在图2和图3的解决方案中，轴向轴承18包括通过钻岩机5的前端安装在本体11内的轴向轴承模块21，换句话说，该模块是从前部装载的。轴向轴承模块21可包括伸长形的且形状基本上为套筒状的第一模块框架部分22，在其前端上或沿其前端具有紧固凸缘23、肩部或对应的支撑表面，轴向轴承模块借此被紧固到本体11。此外，在模块框架部分22的后端处具有筒壳24，第二模块框架部分25被设置在筒壳24中；该部分也为伸长形件且基本为套筒状形状。在击打方向A上，筒壳24由肩部26限定，第二模块框架部分25抵靠着肩部26设置。还可以的是，固定的肩部26由可更换的密封套筒来代替。第二模块框架部分25包括任何必要的压力介质通道27，用于将压力介质引入在击打方向A上作用的轴向活塞19、20的工作压力室28。第二模块框架部分25与轴向活塞19、20、轴承29、轴承壳体和密封件37一起形成了轴向筒30，其在第一模块框架部分22被布置在本体11的空间中之前被设置在筒壳24中。在钻岩机5的前端处的冲洗室31、钻柄7和旋转套筒17以及中间齿轮70首先从轴向轴承模块21的前侧拆卸之后，由第一模块框架部分22和轴向筒30形成的轴向轴承模块21可被方便地作为整体拆卸。上述部件的拆卸和安装不需要任何专门技术或专门工具。由于不需要拆开本体11，因此不必从进给梁上的托架36等拆卸钻岩机5。

由轴向活塞19、20的操作所引起且在击打方向上作用的支撑力通过肩部26的轴向匹配表面81而从轴向筒30传递到第一模块框架部分21，然后通过其紧固凸缘23等而传递到本体11。紧固凸缘23可利用紧固螺栓32来紧固到本体11。此外，冲洗室31的紧固螺栓33或对应的紧固构件参与了紧固第一模块框架部分22。图2和图3还示出：通向轴向轴承18的压力介质通道27可以至少在轴向筒30和本体11之间的接触位置34处是轴向的。由于此，压力介质通道27可以装配有轴向密封件35，当轴向轴承模块21被推入本体11内的适当位置时，密封件35密封上述通道。

轴向筒30还包括所有其他必要的密封件37。当轴向筒30被更换时，也将更换直接地影响轴向轴承18的操作的所有轴承29、轴承壳体和密封件37。图2显示了在肩部26和第一活塞19之间可以有密封件37a，在第二模块框架部分25和第一活塞19之间可以有密封件37b。冲击构件14的密封件37c也可被设置在轴向筒30处，在此情形中，其的更换也可在轴向轴承模块21的更换的同时进行。清楚地是，轴向轴承18还可包括其他密封件，并且密封件能以与图2和图3不同的方式设置。

图2指示了由轴向轴承的操作引起的支撑力被传递到本体11的位置。在击打方向上作用的支撑力FA借助于紧固凸缘23传递，而在返回方向上作用的支撑力FB借助于肩部74传递。

在某些情形中，在图2和图3的实施方式中，能利用由两个或更多个本体部分形成的本体代替整体式本体11。于是，本体部分之间的接触位置优选地定位成：使得由轴向轴承18的操作引起的支撑力将不经过本体部件之间的接触位置。当接触位置位于点FA和FB之间的部分之外时，能避免对本体部件的接触位置和紧固螺栓的负荷。

图4-8显示了包括第一轴向轴承模块21a和第二轴向轴承模块21b的可替代的轴向轴承18，在冲洗室31、钻柄7、旋转套筒17和在轴向轴承18的前面的其他可能部件已经被拆卸之后，从一个安装方向，在该情形中是从钻岩机5的前端，将第一轴向轴承模块21a和第二轴向轴承模块21b在轴向方向上接连布置在本体11内。在图4-7中仅为了清楚起见而部分地示出的本体11是至少沿轴向轴承18的部分的、没有接合表面的均质部件，而由轴向轴承18引起的支撑力可能加载到接合表面。如图8更清楚地看到的，第一轴向轴承模块21a包括模块框架38a、轴向活塞39a、轴承40a、轴承壳体41a和密封件42a。第一轴向轴承模块21a可安装在适当位置且以一个均质部件的方式拆卸。在第一轴向轴承模块21a被推到适当位置之后，可在相同的安装方向上以图4所示的方式布置第二轴向轴承模块21b。还能同时一起安装和移除轴向轴承模块21a和21b。第二轴向轴承模块21b相对应地包括模块框架38b、轴向活塞39b、轴承40b、轴承壳体41b和密封件42b。因而，两个轴向轴承模块21a、21b都是易于操纵、拆卸和安装的部件。如图4所示，第二轴向轴承模块21b的模块框架38b可包括一个或多个锁紧托架43，该一个或多个锁紧托架43可在安装期间被推入本体11中的开口44内。当第二轴向轴承模块21b随后以图5所示方式围绕其纵向轴线转动有限角度时，锁紧托架43移动离开开口44且锁紧到本体11的锁紧表面或肩部65。第二轴向轴承模块21b的紧固可以因而通过卡口锁紧来实现。自然地，还能使用其他的形成锁紧或使用分离的紧固构件。第二轴向轴承模块21b还将第一轴向轴承模块21a锁紧在适当位置，由此第一轴向轴承模块21a不必必需配备有紧固构件，但是配备自然是可能的。由轴向轴承18的操纵引起的支撑力FA和FB借助锁紧托架43或对应的紧固装置和肩部74而直接传递到钻岩机的本体11。

图6和图7显示了第二轴向轴承模块21b围绕其纵向轴线的旋转可被轴承套筒45防止。轴承套筒45可在本体11的开口44处包括轴向方向托架46。当轴承套筒45在轴向方向上被推到适当位置时，托架46推入开口44且锁紧第二轴向轴承模块21b以防转动。在图8的剖视图中，该锁紧布置结构是不可见的。轴承套筒45可包括轴承，用于利用轴承装配旋转套筒17。

图4-8所示的轴向轴承18的一个实施方式可以是仅具有一个轴向轴承模块21的实施方式。另外，另一实施方式可包括通过钻岩机5的后端而安装（即后装式）在本体11的空间中的一个或两个轴向轴承模块21。此外，两个轴向轴承模块21a、21b可配备有其自身的支撑表面，用于将支撑力传递钻岩机的本体。轴向轴承模块还能包括两个轴向活塞和两个模块框架部分，两个模块框架部分能彼此拆开，以用于布置轴向活塞，且之后能被一起紧固成能在适当位置布置在本体11的筒壳或对应的空间中的一个均质部件。另一可能性是：轴承套筒45包括用于将支撑力传递到本体11的锁紧表面。

图9所示的钻岩机包括图2和图3所示类型的轴向轴承模块21。从本体11延伸到轴向轴承模块21的压力通道27被布置成在轴向方向越过模块21和本体11之间的接触位置34，由此在连接的通道部分27、27a和27b之间可以有轴向密封件35。当钻岩机5被加压且压力介质从压力介质通道27b通到第二轴向活塞20和第二模块框架25之间的压力室时，此处有在返回方向B上作用的压力表面47，在其中形成了试图在返回方向B上将抵靠着本体11推动第二模块框架25的力，结果是接触位置34处的轴向密封件35紧紧压靠着密封表面。而且，在第一模块框架22和第二模块框架25之间可存在使轴向筒30压靠着本体11的轴向弹性构件48。轴向弹性构件48可例如为O形圈或对应的由可压缩的弹性材料制成的部件。可选地，其可以是金属弹簧。

图10显示了钻岩机5，其本体11可为沿轴向轴承的部分的均质部件，但是其中钻柄7和与其相关联的传动装置系统13被布置在其自身的齿轮箱49中，齿轮箱49抵靠着在本体11的前侧部分中的接合表面50布置且用紧固螺栓51等紧固。在冲洗室31和传动装置系统13的旋转部件已经被拆卸之后，将轴向轴承模块21布置在本体11的前侧部分的空间中。但是，齿轮箱49不必被拆卸。轴向模块21可通过钻岩机5的前端被移除和安装而不必打开齿轮箱49和本体11之间的接合表面50。轴向轴承模块21可在返回方向B上用预紧螺钉52压靠着本体11，由此在压力介质通道27的连接位置处的轴向密封件35实现了良好的密封。图10中所示的实施方式还可包括在本专利申请的其他图中所示的特征。

图11显示了包括后装式轴向轴承模块21和冲击装置模块53的钻岩机5。本体11的后端具有空间或筒壳，轴向轴承模块21和冲击装置模块53在彼此之内被布置到该空间或筒壳。在属于冲击装置6的蓄压器61被首先拆卸之后，模块21、53可被拆卸和安装。当没有蓄压器或其定位在其他位置时，代替地是，有后盖或一些其他的钻机后侧部件，其随后被拆卸以使得能进入模块。模块21、53可因而从一个安装方向被安装在为它们在本体11内所保留的空间中。钻岩机5的本体11可为呈一个部分形式的部件，如图所示，或在一些情形，其可包括用接头附接到彼此的两个或更多个本体部分，其定位成使得由轴向轴承18引起的支撑力将不对接头加载。轴向轴承模块21可包括沿其后端的部分具有紧固凸缘23、肩部等的第一模块框架部分22，其可利用紧固凸缘23、肩部等而被紧固到本体11。由轴向轴承18引起的支撑力可借助紧固凸缘23而直接地传递到本体11。轴向轴承模块21可在其前侧部分中具有密封套筒54，该密封套筒54可包括用于密封第一轴向活塞19的密封件37。此外，本体11可具有肩部55，该肩部55限制筒壳，且轴向轴承模块21可在击打方向A上支撑抵靠着肩部55。冲击装置模块53被布置在第一模块框架部分22的后部内，且在两者之间可具有必要的密封件。冲击装置模块53包括可为套筒状的伸长形件的冲击模块框架56。此外，冲击装置模块53可包括所要求的轴承57、密封件58、压力介质通道59和冲击构件14。冲击装置模块53的后侧部分可具有密封套筒60。当蓄压器61或后盖已经通过打开紧固螺栓80而被拆卸时，然后能在需要时仅拆卸冲击模块53，用于例如更换冲击构件14的密封件。另外，轴向轴承模块21的紧固螺栓32可被打开，且将轴向轴承模块21与冲击装置模块53一起整体地从本体11中的筒壳拉出。在此之后，密封套筒60可被拆卸，且将冲击构件14和冲击装置模块53拉出轴向轴承21。

由轴向轴承18的操作引起的击打方向支撑力FA借助肩部55传递到本体11，且返回方向支撑力FB借助紧固凸缘23传递到本体11，如图11所示的。

图11显示了冲击装置模块53被布置在轴向轴承模块21内部的实施方式。可替代的解决方案是：在轴向方向上相继地布置模块21和53，使得轴向轴承模块21在冲击装置模块53的前面，如在击打方向A上所见的。轴向轴承模块21可随后通过其自己的紧固构件和支撑表面而紧固到本体11，或其可借助冲击装置模块53的紧固和支撑表面而紧固并支撑到本体11。另外，在模块21、53之间的接合表面中，可存在装备有轴向密封件的轴向方向压力介质通道。当模块21、53被推入适当位置时，压力介质通道随后彼此自动地连接和密封。

图12显示了具有相继的后盖71、冲击装置模块53和轴向轴承模块21的钻岩机5的后侧部分。模块53和21从后方装载在适当位置。轴向轴承模块21在击打方向A上支撑抵靠着本体11上的肩部55。由轴向轴承的操作引起的击打方向支撑力FA于是通过肩部55传递到本体11。冲击装置模块53借助后盖71和螺栓72而从其后侧部分支撑到本体11。后盖71及其紧固被确定成是如此坚固，以至于使得其能够将由轴向轴承的操作引起的返回方向支撑力FB传递到本体11。可替代地，冲击装置模块53可借助用虚线表示的蓄压器61等来支撑，以代替后盖71。同样，在该解决方案中，由轴向轴承的操作引起的支撑力不以任何方式使钻岩机的前端的关键结构产生应变。

图13显示了这样一种实施方式，在该实施方式中，轴向轴承模块21从前方安装在适当位置且借助特定的锁紧件73（例如锁紧套筒）在击打方向A上锁紧，其可在轴向方向上相对于本体11紧固。由轴向轴承的操作引起的击打方向支撑力FA于是借助于锁紧件73而被接收，而返回方向支撑力FB借助肩部74而接收到本体11。

图14显示了这样的实施方式，在该实施方式中，轴向轴承模块21在击打方向A和返回方向B上都由套筒状模块框架22支撑。为了支撑，模块框架22具有肩部75、76或对应的支撑表面，其接收由轴向轴承的操作引起的支撑力FA和FB。为了安装轴向轴承模块21，模块框架22可由两个能相互连接和拆卸的部件组成，部件之间具有螺纹连接部77、卡口连接部或类似连接部。在该实施方式中，钻岩机的本体11可包括在轴向轴承18处的接触位置，而不必具有由支撑力FA和FB产生应变的接头。

图12-14所示的轴向轴承模块能从一个方向整体安装，且由其操作引起的支撑力被接收，而不会对钻岩机的关键前侧部件且尤其是冲洗室引起任何应变。

图15显示了根据图10的解决方案的实施方式。钻岩机5包括基体，即第一本体部分11a，而第二本体部分11b抵靠着在第一本体部分11a的前侧部分中的接合表面50布置。本体部分11a和11b可利用紧固螺栓51彼此紧固。轴向轴承18被定位在第二本体部分11b中。由轴向轴承的操作引起的支撑力FA和FB被传递到第二本体部分11b且借助于第二本体部分11b传递到基体，即第一本体部分11a。第二本体部分11b是在点FA和FB之间没有接合表面的均质部件。均质的第二本体部分11b因此能够接收在相反方向上作用的支撑力FA和FB。在第二本体部分11b的前端处，可具有凸缘或对应的支撑表面92，第一模块框架部分22可利用紧固螺栓32而支撑且紧固到凸缘或对应的支撑表面92。在冲洗室31和传动装置系统13的旋转部件被拆卸之后，轴向轴承模块21被布置在第二本体部分11b的空间中。轴向模块21可通过钻岩机5的前端被移除和安装，而不必打开第二本体部分11b和第一本体部分11a之间的接合表面50。轴向轴承模块21可借助预紧螺钉52在返回方向B上压靠着第二本体部分11b的接合表面34，由此在轴向压力介质通道27和93的连接位置处的轴向密封件35a实现了良好密封。接合表面50还可具有轴向密封件35b，当本体部分11a和11b通过紧固螺栓51彼此压靠时，轴向密封件35b密封了通道27和93。另外，图15所示的实施方式可包括在本专利申请的其他图中所示的特征。

应提到，模块框架可配备有由轴承金属例如轴承青铜制成的且例如通过焊接或铸造而布置在模块框架中的轴承。模块框架于是不具有用于分离的轴承构件的实际轴承壳体，而是其具有整体结构类型。另外，能通过使用合适的涂层而形成需要的轴承表面。轴向轴承模块的轴承表面可因而由分离的轴承件、被一体结合到模块框架的滑动轴承、或者轴承涂层形成。

在一些情形，本专利申请中公开的特征可照所述的被使用而不管其他特征。另一方面，本专利申请中公开的特征可在必要时组合起来以形成各种组合。

附图和相关描述仅预期示出本发明的构思。本发明可在权利要求书的范围内在细节上改变。

Claims (21)

1.一种钻岩机，包括：

本体（11）；

冲击装置（6），所述冲击装置包括用于产生应力脉冲的冲击元件（14）；

钻柄（7），所述钻柄是在击打方向（A）上布置在所述冲击元件（14）的前方的伸长形部件，所述钻柄（7）具有用于接收所述应力脉冲的冲击表面（15），且进一步，所述钻柄（7）能在轴向方向上相对于所述本体（11）移动；

冲洗室（31），所述冲洗室设置在所述钻岩机（5）的前部中且用于将冲洗介质进给到所述钻柄（7）；

轴向轴承（18），所述轴向轴承包括至少一个压力介质操作的轴向活塞（19、20），借助于所述轴向活塞（19、20），所述钻柄（7）在所述轴向方向上相对于所述本体（11）被朝向所述击打方向（A）推动预定的行进长度，由此所述钻柄（7）的冲击表面（15）能设定在所要求的轴向点处，以用于接收应力脉冲，

并且其中所述轴向活塞（19、20）包括定位在属于所述轴向轴承（18）的至少一个工作压力空间（28）内的至少一个工作压力表面，压力介质的压力从至少一个进给通道（27）被进给到所述至少一个工作压力表面，由此在所述击打方向（A）上的力能被引导到所述轴向活塞（19、20），

其特征在于，

所述轴向轴承（18）包括至少一个轴向轴承模块（21、21a、21b），所述轴向轴承模块包括至少一个轴向活塞（19、20、39a、39b）、至少一个密封件（37、37a、37b、37c）、至少一个轴承表面（29、40a、40b）、和模块框架（22、25、38a、38b），

所述轴向轴承模块（21、21a、21b）能整体地拆卸及安装在所述钻岩机的所述本体（11）内部的适当位置，而不必拆开所述钻岩机的所述本体（11），且

存在与所述轴向轴承（18）相关联的至少一组支撑装置，用于将由所述轴向轴承（18）引起的支撑力（FA、FB）传递到所述钻岩机的所述本体（11），而没有任何力作用被引导到所述冲洗室（31）。

2.如权利要求1所述的钻岩机，其特征在于，

所述钻岩机（5）的所述本体（11）是至少在所述轴向轴承（18）处的、没有任何接合表面的均质部件。

3.如权利要求1或2所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承（18）包括在所述击打方向（A）上具有不同的行进长度的至少一个第一轴向活塞（19、39b）和至少一个第二轴向活塞（30、39a）。

4.如权利要求1-2中任一项所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向活塞（19、20、39a、39b）为围绕所述冲击元件（14）布置的套筒状部件。

5.如权利要求1所述的钻岩机，其特征在于，

所述模块框架（22、38b）包括能直接锁紧到所述钻岩机的所述本体（11）的至少一组支撑构件（23、43），所述模块框架（22、38b）布置成将由所述轴向轴承（18）引起的且在所述击打方向（A）上作用的轴向支撑力直接传递到所述钻岩机的所述本体（11）。

6.如权利要求5所述的钻岩机，其特征在于，

所述模块框架（38b）具有至少一个锁紧托架（43），

所述钻岩机的所述本体（11）具有至少一个锁紧肩部（65），且

所述锁紧托架（43）被布置成：在所述轴向轴承模块（21b）已经在轴向方向上被推到适当位置且已围绕其纵向轴线转动有限角度之后锁紧到所述锁紧肩部（65），利用卡口式紧固来防止所述模块框架（38b）在所述击打方向（A）上的移动。

7.如权利要求1所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承模块（21、21a、21b）能整体地从所述钻柄（7）的方向拆卸及安装在适当位置，而不拆开所述钻岩机的所述本体（11）。

8.如权利要求7所述的钻岩机，其特征在于，

所述模块框架包括第一模块框架部分（22）和第二模块框架部分（25），

所述第一模块框架部分（22）为伸长形的基本上套筒状的部件，该部件在钻柄（7）的这侧部分上具有至少一个紧固凸缘（23）且在冲击装置（6）的这侧部分上具有筒壳（24），

与所述紧固凸缘（23）相关联地存在用于将朝向所述击打方向（A）作用的至少轴向力从所述第一模块框架（22）直接传递到所述钻岩机的所述本体（11）的装置，

第二模块框架部分（25）布置在所述筒壳（24）中，所述第二模块框架部分（25）与属于所述轴向轴承（18）的所述轴承表面（29）和所有的轴向活塞（19、20）一起形成轴向轴承筒（30），且

在所述筒壳（24）和所述轴向轴承筒（30）之间存在至少一组轴向匹配表面（81），所述至少一组轴向匹配表面（81）用于将在所述击打方向（A）上作用的轴向力从所述轴向轴承筒（30）传递到所述第一模块框架部分（22）。

9.如权利要求1所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承模块（21、21a、21b）能整体地从与所述钻柄（7）相反的方向拆卸及安装到适当位置。

10.如权利要求9所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承模块（21）包括套筒状的第一模块框架部分（22）和套筒状的第二模块框架部分（25），

所述第二模块框架部分（25）被布置在所述第一模块框架部分（22）的内部，且

所述第一模块框架部分（22）包括在其后端部分的至少一组支撑表面，用于将由所述轴向轴承（18）的操作引起的力传递到所述钻岩机的所述本体（11）。

11.如权利要求10所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承包括冲击装置模块（53），所述冲击装置模块（53）具有冲击元件（14）、套筒状的冲击模块框架（56）、至少一个轴承（57）、至少一个密封件（58）和至少一个压力介质通道（59），且

所述冲击装置模块（53）布置在所述轴向轴承模块（21）的内部。

12.如权利要求10所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承包括冲击装置模块（53），所述冲击装置模块（53）具有冲击元件（14）、套筒状的冲击模块框架（56）、至少一个轴承（57）、至少一个密封件（58）和至少一个压力介质通道（59），且

所述冲击装置模块（53）和所述轴向轴承模块（21）在轴向方向上相继地布置。

13.如权利要求1-2中任一项所述的钻岩机，其特征在于，

属于所述轴向轴承（18）的所有的轴承表面和所有的轴向活塞被一体结合于所述轴向轴承模块（21）中。

14.如权利要求1所述的钻岩机，其特征在于，

通向所述轴向活塞（19、20）的工作压力空间（28）的所述至少一个进给通道（27）包括至少在所述轴向轴承模块（21）和所述钻岩机的所述本体（11）之间的接触位置（34）处的汇合的轴向部分，且

在所述接触位置（34）处，在所述进给通道（27）的所述部分处存在至少一个轴向密封件（35）。

15.如权利要求14所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承模块（21）配备有至少一个压力表面（47），压力介质被布置成被引导到所述至少一个压力表面（47），以产生在朝向所述冲击装置（6）的方向上作用的轴向力，且

所述轴向力被设置成抵靠着所述钻岩机的所述本体（11）推动所述轴向轴承模块（21），由此在所述接触位置（34）处的所述轴向密封件（35）被布置成在所述轴向轴承模块（21）和所述本体（11）之间压缩且因而布置成在所述接触位置（34）处密封所述进给通道（27）。

16.如权利要求14或15所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承模块（21）配备有预紧装置（48、52），用于保持在所述接触位置（34）处持续地压缩所述轴向密封件（35）。

17.如权利要求1-2中任一项所述的钻岩机，其特征在于，

所述本体（11）为单个均质部件。

18.如权利要求1-2中任一项所述的钻岩机，其特征在于，

所述轴向轴承（18）至少包括冲击装置模块（53），所述冲击装置模块（53）具有冲击元件（14）、套筒状的冲击模块框架（56）、至少一个轴承表面（57）、至少一个密封件（58）和至少一个压力介质通道（59），

所述冲击装置模块（53）和所述轴向轴承模块（21）在轴向方向上相继地布置在所述本体（11）的后部的空间中，且安装从后面进行，

首先处在所述击打方向（A）上的所述轴向轴承模块（21）被支撑抵靠着所述本体（11）中的肩部（55），

位于后面的所述冲击装置模块（53）借助于后侧部件（61、71）支撑到所述本体（11），且

由所述轴向轴承（18）的操作引起的击打方向支撑力（FA）被设置成由所述肩部（55）接收，且相应地，返回方向支撑力（FB）借助所述后侧部件（61、71）被接收。

19.一种钻岩机的轴向轴承模块，包括至少一个压力介质操作的轴向活塞（19、20），所述钻岩机的钻柄（7）借助于所述至少一个压力介质操作的轴向活塞（19、20）而在轴向方向上相对于所述钻岩机的本体（11）被朝向击打方向（A）推动预定的行进长度，所述钻柄的冲击表面（5）能设定在所要求的轴向点处，用于接收应力脉冲，其特征在于，

所述轴向轴承模块（21、21a、21b）包括至少一个轴向活塞（19、20、39a、39b）、至少一个密封件（37、37a、37b、37c）、至少一个轴承表面（18）、和模块框架（22、25、38a、38b），

所述模块框架（22、38b）包括至少一组支撑构件（23、34），用于独立于所述钻岩机（5）紧固所述轴向轴承模块（21、21b），且

所述轴向轴承模块（21、21a、21b）为能整体地拆卸和在所述钻岩机的本体（11）内部的适当位置安装到所述钻岩机（5）的均质部件。

20.如权利要求19所述的轴向轴承模块，其特征在于，

所述模块框架（22）为伸长形的套筒状部件，且

沿所述模块框架（22）的一端具有紧固凸缘（23）。

21.如权利要求19所述的轴向轴承模块，其特征在于，

所述模块框架（38b）为套筒状部件，且在其外边缘上包括至少一个锁紧托架（43）。

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