CN1071430C - 具有绕簧离合器的冲击设备 - Google Patents

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Abstract

一种在冲击设备中将旋转运动传递给一个钢钎的离合器装置。该离合器装置包括一个其上形成有第一圆柱面的第一毂。一个基本上转动地偶合在钢钎上的第二毂，它具有在其上形成的第二圆柱面。第二圆柱面与第一圆柱面同轴。一个绕簧与第一圆柱面和第二圆柱面二者的一部分相接合，其中第一毂和第二毂之间的相对转动在第一方向上是允许的，在第二方向上则受到限制。该绕簧离合器装置传递由一根来复杆组件以及一个柱塞杆装置提供的运动。

Description

具有绕簧离合器的冲击设备
本发明一般涉及钻岩机和类似设备用的离合器，尤其涉及在一台冲击设备上用绕簧来有选择性地传递旋转运动。
目前，棘轮掣爪型离合器机构用于冲击设备，如钻岩机上以便传递转动运动。这些离合器机构在机械加工上是困难的并且成本高。当棘轮掣爪离合器磨损或断裂时，通常整个组件都需要修理和更换。
棘轮掣爪离合器还给钻岩机增加了很多复杂性。理想的情况是尽可能的简化钻岩机的结构，以便使冲击设备易于制造和修理。
上述内容说明了目前存在的离合器的缺点。因此，提供一种克服上述缺点中的一个或多个的离合器显然是有益的。
因此，本发明的目的在于提供一种具有能克服上述缺点的离合器的冲击设备。
在本发明的一种形式中，提供一种冲击设备，它包括一个将转动运动传递给一个钢钎的离合器。该离合器包括一个其上形成有一个第一圆柱面的第一毂；一个基本上转动地与钢钎偶合的第二毂，它具有一个在其上形成的第二圆柱面，第二圆柱面与第一圆柱面同轴，该钢钎在转动方面相对于第二毂固定，然而可相对于第二毂作纵向移动；一个与第一圆柱面和第二圆柱面二者的一部分相结合的绕簧，其中第一毂和第二毂之间的相对旋转运动在第一旋转方向上是允许的，在第二旋转方向上则受到限制；以及一个安装在上述冲击设备中的往复式活塞，所述活塞交替地放松和收紧上述绕簧，使上述第一和第二毂之间产生相对运动。
根据本发明的另一种形式，提供了一种冲击设备，它包括一个将旋转运动传递给钢钎的离合器，其特征在于，所述离合器包括：一个在其上形成有第一圆柱面的第一毂；一个在其上形成有一夹头的第二毂，其上形成有一个第二圆柱面，该第二圆柱面与第一圆柱面同轴；一个与第一圆柱面和第二圆面两者的一部分相接合的绕簧，其中第一毂和第二毂之间的相对旋转运动在第一旋转方向上是允许的，在第二旋转方向上则受到限制；该夹头限制第二毂和一个钢钎之间的相对转动，而允许它们之间的相对位移。一个安装在上述冲击设备中的往复式活塞，所述活塞交替地放松和收紧上述绕簧，使上述第一和第二毂之间产生相对运动。
根据本发明的又一种形式，提供了一种冲击设备，它包括一个将旋转运动传递给钢钎的离合器，其特征在于，所述离合器包括：一个具有与一假想轴线同轴的一第一圆柱面和一第一半径的第一毂；一个在其上形成一个具有一第二圆柱面和一第二半径的夹头的第二毂，该第二圆柱面与所述假想轴线同轴，该第一圆柱面的第一半径等于该第二圆柱面的第二半径；往复式活塞装置，用以在第一毂和第二毂之间提供一个绕着轴线交替地以第一和第二旋转方向相对转动的力；一个与第一圆柱面和第二圆柱面两者的一部分相接合的绕簧，其中第一毂和第二毂之间的相对运动在第一旋转方向上是允许的，在第二旋转方向上则受到限制。
本发明的上述和其它方面通过下面结合附图的详细说明将变得更清楚。
图1是说明绕簧离合器装置的一个实施例的侧面透视图；
图2是图1所示绕簧离合器装置的分解图；
图3是绕簧离合器装置另一实施例的部分断开图；
图4是包含有本发明的绕簧离合器装置的冲击设备的第一实施例的侧面局部剖视图；
图5是包含有本发明的绕簧离合器装置的冲击设备的另一实施例的侧面剖视图；
图6是包含有本发明的绕簧离合器装置的冲击设备的另一可替换实施例的侧面剖视图；
图7是图5中活塞60的一部分的局部侧视图，含有关联的多条槽。
在本申请中不同实施例中的相同构件用相同的标号表示。
在一台冲击设备10，例如一般是可向下钻孔或从孔中拔出的多样化钻岩机中，要求对钢钎14施加旋转运动。一个绕簧离合器装置16完成了这种旋转运动的传递(图1-3)。绕簧离合器装置16包括一个第一毂18，一个第二毂20和一个绕簧17。
第一毂18上形成有一个第一毂面24，而第二毂20上形成有一个第二毂面26。第一毂面24和第二毂面26同心地绕着一条假想轴线22。
绕簧17与第一毂面24和第二毂面26形成一种可靠的接合。绕簧17上设有一个部分是固定地连接在第一毂面24或第二毂面26上。
当第一毂18相对于第二毂20按第一方向28转动时，绕簧17的簧圈将更紧地固定在第一毂面24和第二毂面26上。由此限制住第一毂18和第二毂20之间的相对转动。
反之，当第一毂18按第二种转动方向30相对于第二毂20转动时，绕簧17的簧圈绕着第一毂18和第二毂20松开。这种松开将允许第一毂18和第二毂20之间的相对转动。
第一毂面24和第二毂面26可以形成第一毂18和第二毂20的外圆周面32(见图1和2)，或者形成其内圆周面34(如图3所示)。在这两个实施例中，第一毂18和第二毂20之间的相对转动在第一旋转方向28上是限制的，而在第二旋转方向30上则是允许的。
将活塞12的运动转变成钢钎14在一个单独方向上的转位的本发明有三个可替换的实施例。钢钎的这种转位是合乎要求的以便在钢钎每次接触一个工作面时，它将位于一个不同角度和位置。
在第一实施例中，如图4所示，多个冲头杆36往复地作用在固定在一个冲头凸缘38上的一个冲头接头37的相对两侧上。每一个冲击杆36通过含在工作腔59a，59b内的工作液可逆地旋转驱动。工作液交替地施加在工作腔59a、59b上，使活塞12产生往复运动，这部分内容在现有技术中是公知的。第二毂20的任何一种旋转运动都转化成钢钎14的运动。
图5和7表示本发明第二个实施例。一个往复式活塞60安装在冲击设备10内。一个或多个轴向对准的槽62在活塞60上轴向延伸。一个突起产61从冲击设备10的一部分伸入轴向对准的槽62。这就保证了活塞60的轴向平移，基本上不转动。
在活塞上还形成有一个或多个螺旋槽66。一个活塞螺母或固定套筒70相对于冲击设备10的一部分大致轴向固定，但在冲击设备10内是可转动的。在活塞螺母70上形成一个突出部72，它伸入螺旋槽66中。每当活塞在冲击设备内轴向往复运动时，与螺旋槽啮合的突出部72将迫使活塞螺母70相对于活塞60旋转地摆动。请注意，图4实施例中的活塞60不含有槽62或66。
活塞螺母70上形成有一个活塞螺母毂面74。夹头76靠近活塞螺母70设置。夹头毂面78形成在夹头76上。该夹头毂面78与活塞螺母毂面74同轴。按这种方式，绕簧17在夹头毂面78和活塞毂面74之间延伸，并与它们配合地接触。如前所述绕簧与两个毂面74和78相互配合。
在这种方式中，活塞60的轴向往复运动将导致活塞螺母70的旋转往复运动，绕簧组件16将其转化成夹头的单向旋转转位。钢钎14，如上所述，大致转动地相对于夹头76固定。但是，允许钢钎在夹头内的纵向平移。
在冲击设备10内活塞往复运动的过程中，活塞将接触钢钎，该钢钎只允许平移一段小的轴向距离。这种接触，和由此造成的钢针的位移导致钢钎的冲击型运动。
在上述两个实施例中，在绕簧17上游的双向旋转摆动转化成绕簧下游的单向转位。应该理解到，本发明的绕簧离合器装置16可以用于将冲击设备用途中由任何一种已知装置产生的摆动运动转化成单方向的转位运动。
在图6所示的本发明的另一实施例中，绕簧离合器装置16包括一个固定在冲击设备10后头82上的固定的毂80和一个来复线杆毂部86。固定的毂80具有一个在其上形成的第一固定毂面85，来复线杆毂部86具有一个在其上形成的第二毂面88。绕簧在第一毂面85和第二毂面88之间延伸并按本说明书中前述的方式运行。
来复线杆毂部86包括一个大致圆柱部89，其上形成有多条螺旋槽90。除了与来复线杆毂部86的一些限制性接触之外，活塞94可自由地转动。在活塞94内表面上形成的一个或多个制导器98游动在来复线杆毂部89的螺旋槽90上。
活塞94在冲击设备10内绕着其轴向长度自由旋转。当活塞94向上移动时，绕簧17将绕着第二毂面88收紧，而固定毂80和来复线杆毂部86之间的相对转动将受到限制。因此每次活塞94朝着后头82移动时，该活塞将沿螺旋槽80旋转。
当活塞离开后头82移动时，制导器98将对螺旋槽90施加一个力，该力使绕簧17松开。由此允许固定毂80和来复线杆毂部86之间的相对转动。
在活塞94的外表面上形成多条轴向排列的槽104。由夹紧件106a和106b形成的夹头106包围住活塞94，并且在夹头106的内圆周上形成一个或多个键条108。因此当允许纵向平移时，活塞94和夹头106之间的相对转动受到限制。
夹头106夹住钢钎14，以便使施加于活塞的任何旋转都传送给钢钎14。
本发明虽然结合较佳实施例进行了说明，应该认识到，在不脱离权利要求书所限定的本发明的范围内可做出一些变化和变更型。

Claims (6)

1．一种冲击设备，它包括一个将旋转运动传递给钢钎的离合器，其特征在于，所述离合器包括：
一个具有在其上形成的第一圆柱面的第一毂；
一个转动地与钢钎偶合的第二毂，它具有一个在其上形成的第二圆柱面，该第二圆柱面与第一圆柱面同轴，该钢钎在转动方面相对于第二毂固定，然而可相对于第二毂作纵向移动；
一个与第一圆柱面和第二圆柱面二者的一部分相结合的绕簧，其中第一毂和第二毂之间的相对旋转运动在第一旋转方向上是允许的，在第二旋转方向上则受到限制；以及
一个安装在上述冲击设备中的往复式活塞，所述活塞交替地放松和收紧上述绕簧，使上述第一和第二毂之间产生相对运动。
2．如权利要求1所述的冲击设备，其特征在于，第一圆柱面和第二圆柱面分别形成在第一毂和第二毂的内侧。
3．如权利要求1所述的冲击设备，其特征在于，第一圆柱面和第二圆柱面分别形成在第一毂和第二毂的外侧。
4．如权利要求1所述的冲击设备，其特征在于，第一毂是一个驱动毂，第二毂是一个从动毂。
5．一种冲击设备，它包括一个将旋转运动传递给钢钎的离合器，其特征在于，所述离合器包括：
一个在其上形成有第一圆柱面的第一毂；
一个在其上形成有一夹头的第二毂，其上形成有一个第二圆柱面，该第二圆柱面与第一圆柱面同轴；
一个与第一圆柱面和第二圆面两者的一部分相接合的绕簧，其中第一毂和第二毂之间的相对旋转运动在第一旋转方向上是允许的，在第二旋转方向上则受到限制；
该夹头限制第二毂和一个钢钎之间的相对转动，而允许它们之间的相对位移。
一个安装在上述冲击设备中的往复式活塞，所述活塞交替地放松和收紧上述绕簧，使上述第一和第二毂之间产生相对运动。
6．一种冲击设备，它包括一个将旋转运动传递给钢钎的离合器，其特征在于，所述离合器包括：
一个具有与一假想轴线同轴的一第一圆柱面和一第一半径的第一毂；
一个在其上形成一个具有一第二圆柱面和一第二半径的夹头的第二毂，该第二圆柱面与所述假想轴线同轴，该第一圆柱面的第一半径等于该第二圆柱面的第二半径；
往复式活塞装置，用以在第一毂和第二毂之间提供一个绕着轴线交替地以第一和第二旋转方向相对转动的力；
一个与第一圆柱面和第二圆柱面两者的一部分相接合的绕簧，其中第一毂和第二毂之间的相对运动在第一旋转方向上是允许的，在第二旋转方向上则受到限制。
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