JP2965315B2 - 自動推進式衝撃掘削機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動推進式衝撃掘削機、とくに土穿孔用のも
のであって円筒状ハウジングの推進側に取付けてある衝
撃ピストンにより衝撃インパルスが加えられる衝撃ヘッ
ドを備えており、該衝撃ピストンは装置内へ送入可能の
エネルギー担体によって脈動性往復作動行程を駆動可能
な装置に関する。

［従来の技術］ ドイツ国特許第2157259号（特公昭54−18486号）から
は円筒形ハウジング内に保たれた衝撃尖頭（衝撃ヘッ
ド）及びハウジング内で往復運動する衝撃ピストンを備
えた気力駆動衝撃掘削機が公知である。この機械の自動
制御ピストンが可動衝撃尖頭に周期的衝撃を加える。衝
撃の影響下で、押圧ばねを介してハウジングに支えられ
ている衝撃尖頭が往復しながら土中へ進入し、最後にそ
の行程が尽きるとハウジングを引き入れる。しかし他方
では衝撃尖頭が可動でなく、ハウジングの固定の構成部
分である機械も公知である。この種の機械はドイツ国特
許出願公開第2105229号に記載してある。

上記の種類の衝撃掘削機は給水及び排水、電力又は電
話線など公共事業用配管をたとえば道路又は歩道下に、
このための路面又は歩道を堀返す必要なしに、敷設する
のに特に役立つ。その場合衝撃掘削機は土中を動き、前
進の際には土を押しのけて圧密し、トンネルを作り、こ
の中に公共事業用配管が問題なしに挿入できる。衝撃掘
削機は後端に、後続の管を固定するための接続部乃至継
手を結合しておくことができる。或いは敷設すべき管を
トンネル内に挿入した曳網によって引きこむこともでき
る。

ドイツ国特許第2157259号から公知の衝撃掘削機では
衝撃エネルギーは衝撃ピストンに圧縮空気を衝突させて
与えられる。

機械は運転の際に潤滑剤を供給しなくてはならない。
これは圧縮空気送入管に噴霧給油機を接続して行なわ
れ、その際同時に、とくにさまざまな温度の場合でも、
油霧の定量及び特定の品質の油の適応使用に留意する。
たとえば冬期に圧縮空気を別の付加的な熱交換器によっ
て加熱して凝縮及び凍結、これによる故障を回避する。
作業媒体圧縮空気の圧及び両は慎重に保持し、よって材
料の過給による損傷の惧れが排除されるようにする。

必要な衝撃エネルギー達成のため必要な気力エネルギ
ー担体の圧力値に従って、衝撃回数に大幅に影響を及ぼ
すのにある限界が設けられている。これらの困難性は場
合によって、機械が排土ハンマーとして極めてさまざま
な土質たとえば大なり小なり石の夾雑している土質に用
いられるとき、現われることがある。さらに目標を定め
ての個々の衝撃を、たとえば排土ハンマーを土中へ進入
させる際に、実施することも不可能である。

土壌事情に難点がある場合たとえば岩石混在の場合、
衝撃尖頭がもっぱら往復衝撃をもって作動する気力駆動
式衝撃掘削機は場合によってより強い障害が現われると
きその作動方向が外らされることがある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明では、冒頭にあげた種類の自動推進式衝撃掘削
機であって技術の水準に比べて改良されさらに発展させ
たものを示すという課題が根拠となっている。その機械
は一旦定めた作業方向から外れることなしに岩石夾雑土
及び岩石ならびに硬質土を衝撃穿孔作業により掘削し通
さなくてはならず、前進速度及び衝撃回数が単純な手段
をもって無段階で調節可能でありかつ、たとえば土中へ
進入の際の個別の衝撃の達成が問題なく可能とされなく
てはならない。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題の解決は、可動の衝撃尖頭のある又はない
冒頭にあげた種類の自動推進式衝撃掘削機において衝撃
ピストンの駆動には周期的に緊張、弛緩するばねを役立
たせることにある。そのばねは望ましくは気力式又は水
力式で駆動されるモータによって緊張させる。本発明に
よる衝撃掘削機には回転駆動部とこれによって駆動可能
の少なくとも１個の曲線駆動部とを備え、衝撃ピストン
は螺旋状案内溝乃至螺旋状案内面を備え曲線駆動部の一
部として形成しておくことができる。

本発明により構成した衝撃掘削機では有利に、衝撃回
数が回転駆動部の回転数を介して無段階に調節できる。
このことはさまざまな土質において排土ハンマーとして
機械が用いられるときとくに有利に作用する。

回転駆動部の回転数を小さくして個別の衝撃を行なう
ことによって、この機械は従来公知の排土ハンマーより
著しく簡単に土中に進入させることが可能である。

加えて衝撃掘削機は、同時にたとえば衝撃ヘッドが駆
動軸又は随伴軸を介して回転衝撃ピストンと結合してあ
るとき衝撃穿孔機として作動することが可能である。こ
れによって有利に、岩石夾雑の多いものが衝撃掘削機の
衝撃回転作用により何ら問題とならないことが達成され
る。その場合衝撃ヘッドには石の多い土中における効果
を改良するため岩石穿孔帽を装備することができる。

機械にはまたドイツ国特許第3027990号の技術的教示
に従って土中に曲線状に進行できるよう、斜めに切断し
たヘッドを装備することもできる。他方ではこの種の斜
めに切断したヘッドにおいて目的を定めた回転運動によ
って直線状進行が達成できる。回転運動を中断すると機
械はヘッドの傾斜面に対応して特定の方向に制御され
る。

モータは望ましくは水力式モータとして形成し、水力
エネルギー担体用の、望ましくは加圧水用送入管及び排
出管にそれぞれ接続しておくことができる。

モータの水力駆動方式を優先するのは、これが最小容
積の構造で高いトルクが発揮でき、その回転数範囲内で
無段階で予め定められ得る回転数をもって運転できるこ
とにある。加圧油の代りの加圧水の使用は油逸出による
環境への悪影響をすべて回避出来るためさらに有利であ
る。

しかし水力駆動及び作動媒体として加圧水の使用を優
先することは、他の水力、気力又は電力の類のエネルギ
ー担体もモータ駆動用に採り上げることを排除するもの
ではない。

また別の提案によると、機械外部にあるモータを備え
た回転駆動部は望ましくは可撓性の伝達軸を介して曲線
駆動部と回転結合で動力伝達可能に結合しておくことが
できる。

一実施態様では、回転駆動部にハウジング中心線に設
けてある駆動軸があり、これが一方ではモータ乃至伝達
軸と回転結合され、他方では軸方向の遊隙をおいて回転
結合で曲線駆動部と係合するように考えてある。

こうして衝撃ピストンは、水力又は気力又は電力で駆
動され得る駆動モータによって駆動軸を介して回転も並
進も行なう。

このことはたとえば別の提案により、衝撃ピストンが
一方では回転結合で、他方では軸方向に自由に可能に、
駆動軸と結合してあり、ねじのピッチで螺旋状にその円
筒状周回範囲に切りこんである案内溝があり、これに係
合するようハウジング壁から半径方向内方へ突出してい
る案内要素が形成、配置してあることによって達成され
る。

この実施形態においては案内溝に角度ほぼ360゜にわ
たる螺旋状の領域及びその前端と後端とを結ぶ戻り溝の
領域があり、後者は本質的に直線状に軸方向に乃至僅か
な角度で急傾斜の螺旋状に形成してある。

この場合衝撃ピストンはその衝突面とは反対の末端を
もって、その準備後退行程においてエネルギー蓄積部と
して作用するよう設けてある駆動ばねに支えられてい
る。

曲線駆動部のこれらの要素の協力の際に、衝撃ピスト
ンの回転開始時には案内要素が溝の曲線先端にある。回
転が進行するとき案内要素は溝の螺旋状範囲を通過し、
その際に駆動ばねはこれによって現われる衝撃ピストン
の並進運動によりますます予応力がかけられ案内要素が
溝の曲線末端に達するまで続く。次に衝撃ピストンは駆
動ばねの復帰力の作用下に衝撃的に並進で衝撃ヘッドの
衝突面へ向けて移動し案内要素は戻り溝範囲を通過して
再び溝の曲線先端に戻る。

これはサイクルとなって反復するが、360゜のピスト
ン回転の都度生ずる。

その他の好都合な機械の実施態様は請求項９乃至14の
特徴に対応するものであるがこれらはそれぞれ請求項１
記載の技術的教示のさまざまな構造上の実施態様であ
る。

〔実 施 例〕

本発明の好ましい実施態様を図解で示す。これらの図
面から本発明のその他の有利な細部が分るであろう。

第１図の機械には相互ねじつけてある二つの部分6.1
及び6.2及び塞栓6.4を備えたハウジング６を示す。塞栓
6.4とハウジング内壁16に形成してある肩部43との間に
駆動モータ７が取付けてある。エネルギー供給のため導
管８及び９が設けてある。これは水力又は気力式作動媒
体用乃至電気エネルギー用の導管である。回転駆動部２
は駆動モータ７、駆動軸11及び、この実施例では、回転
可能に取付けてある衝撃ピストン１と曲線駆動部３とを
包含する。駆動軸11は一方ではモータ７と回転結合して
あり、他方では軸方向の遊隙をおいて回転結合で曲線駆
動部３と係合する。このことはたとえば衝撃ピストン１
の穿孔24に係合する軸11は軸方向に滑動する突起を備え
てまた穿孔24は軸方向の突起用溝を備えて形成してあっ
てこれらの要素が互いに軸方向に滑動できるが相互回転
不能に結合されているようにしてあることによって達成
できる。モータ７と衝撃ピストン１の後端との間に駆動
ばね17が取付けてある。衝撃ピストン１にその円筒状周
回範囲に切りこんである案内溝４がありこれにハウジン
グ壁16から半径方向内方へ突出している案内要素12が係
合する。この案内溝４には角度ほぼ360゜にわたって螺
旋状の範囲4.1及びその先端13と後端14とを結合する溝
範囲4.2がある。この溝は本質的には直線状で軸方向に
乃至僅かな角度で急傾斜の螺旋状に形成してある。

駆動軸11の方から見て時計方向に衝撃ピストン１が一
回転する際に、ピストンは溝の先端13と後端14との間の
軸方向距離だけばねに抗してねじ戻される。今案内要素
12が溝後端14に到達するとただちに駆動ばね17が衝撃ピ
ストン１を急速前進させ衝撃ヘッド18の衝突面15にうち
あてる。その際案内要素12が溝の戻り範囲4.2を軸方向
に後端14から先端13へ通過する。この過程は360゜の全
回転ごとに周期的に反復される。衝突面15へ向けて急速
前進する衝撃ピストン１の高速で溝の戻り範囲4.2の幅
がピストンの回転運動の不断の継続を保証するのに不足
するときは溝の戻り範囲4.2を急傾斜の螺旋状に形成し
ておくことも可能である。

技術の水準から先行公知の有利な実施形態に対応し
て、第１図に示した本発明の実施形態においても、衝撃
ヘッド18は軸方向に摺動可能にハウジング部分6.2の前
端に取付けてあり、衝撃方向とは逆に衝撃ヘッドばね31
を介してハウジング末端部分6.3に支えられている。衝
撃ヘッド18の後端には随伴軸19が取付けてあり、これに
よって衝撃ヘッド18が衝撃ピストン１と一方では回転結
合で、他方では軸方向に遊隙をおいて結合してある。衝
撃ヘッド18自体は岩石穿孔帽を又は段階状に形成した超
硬金属差しこみ18.1を取付けることができる。

衝撃ヘッド１の作動行程は曲線溝４の螺旋状範囲4.1
のピッチによって限定されている。

しかしピストン行程は、実施例に対応して第２及び４
図に示してあるとおり、いくつかの曲線駆動部3.1,3.2
を同期にかつ同一方向に作用するよう駆動軸11によって
回転結合でならびに軸方向に遊隙をおいて結合してお
き、各曲線駆動部3.1,3.2にはそれぞれ１個の別個の駆
動ばね17.1,17.2を従属させて、拡張できる。

第２図に示してある実施例にあっては、ハウジング中
間部分6.2に円筒状挿入体32が、それも軸方向に摺動可
能に、ただしハウジング部分6.2内に回転不能に取付け
てある。この挿入体は駆動ばね17.2に支えられている。
この挿入体には螺旋状案内面５があり、その先端と後端
とが軸方向面部分によって相互に結合してある。駆動軸
11には半径方向の案内要素12.2があり、これが軸11の回
転の際に螺旋状案内面５上を滑動し、その際挿入体32を
ばね17.2の復原力に抗してモータ７の方向へ押し戻す。
衝撃ピストン1.1はその後部に螺旋状溝4.1がある。これ
に挿入体32に取付けてある案内要素12.1が係合する。ハ
ウジング中間部分6.2の前端から半径方向内方へ向けら
れたカラー44と衝撃ピストン1.1の肩部3.4との間に駆動
ばね17.1が復帰要素及び衝撃エネルギー蓄積部として設
けてある。衝撃ピストン1.1の螺旋状溝4.1及びそれに係
合する案内要素12.1が曲線駆動部3.1を形成する一方挿
入部32の螺旋状案内面は軸11の案内要素12.2とともに第
２の曲線駆動部3.2を具現する。両曲線駆動部3.1及び3.
2は駆動軸11により同期して同一方向に作動するように
互いに結合してある。駆動軸11が360゜だけ回転する際
に、一方では挿入部32の、また他方では衝撃ピストン1.
1の並進の後退行程が合計されて拡大した全ピストン行
程となる。この構造においても衝撃ピストン1.1の後部
に穿孔24.1があり、その内に駆動軸11が一方では回転不
能に、他方では衝撃ピストン1.1の拡大した後退行程に
対応した軸方向の遊撃をおいて導入してある。そのほか
第１乃至８図の機械の相当する要素には同じ記号が施し
てある。

第３図の機械の実施例には駆動軸11をもって回転結合
で回転運動に駆動可能の衝撃ピストン1.2がある。その
前方範囲には盲孔20が、基部に衝突面15.1が形成してあ
る。これには衝撃ヘッド18に中間フランジ45つき中央衝
撃工具がある。そのフランジから前方へ軸方向に可動の
たがね18.2が、後方へはタペット21が延びている。中央
衝撃工具は軸方向に可動に衝撃ヘッド18内に取付けてあ
り、遊隙をおいて衝撃ピストン1.2の方向において復帰
ばね38に支えられている。中央衝撃工具のタペット21は
盲孔20内へ進入し、第３図に示した位置においてその後
端面21.1をもって衝撃ピストン1.2の盲孔の衝突面15.1
に接している。盲孔20を囲む壁体範囲30には螺旋状端面
案内面5.2が形成してある。ハウジング６の内壁面に設
けてある肩部46と衝撃ヘッド18の後端面との間に挿入片
37が取付けてあり、軸方向に衝撃ピストン1.2につきあ
たる案内突起22がある。衝撃ピストン1.2がモータ７の
方から見て時計方向へ回転するとき、衝撃ピストン1.2
は駆動ばね17の復帰力に抗してねじもどされる。これが
今螺旋状案内面5.2のピッチの末端に到達するとただち
にばね17の復帰力の作用下にピストン1.2は急速前進
し、その衝突面15.1でタペット21の端面21.1にあたる。
その際にピストンが中央衝撃工具を、復帰ばね38の復帰
力に抗して第３図に示してある位置へ前方へ打ち出し、
よってたがね18.2がたとえば石塊を砕くため強い勢いで
かつ高い衝撃エネルギーをもって駆動インパルスを受け
る。

第４図に示した実施例では、衝撃ピストン1.3の作動
行程の拡大のため２個の曲線駆動部3.1及び3.2が同期か
つ同一方向に相互協力する。その際衝撃ピストン1.3に
は軸方向の案内溝23があり、これにハウジング内壁面1
6.1に取付けられた案内突起25が係合する。これが衝撃
ピストン1.3を軸方向運動の浮動をもつて、回転不能に
ハウジング６内で案内する。そのうえ衝撃ピストン1.3
には駆動軸11用の中央穿孔24.1及びこれと回転結合され
ている回転可能のタペット21.1用のもの24.2がある。た
がねはそれに軸方向に間隔をおいて取付けてある、半径
方向に突出している２個の案内突起22.2,22.3を介し
て、一方では衝撃ピストン1.3の螺旋状の案内面5.1と協
力して曲線駆動部3.1を形成し、他方では挿入片37の案
内面5.2と協力して曲線駆動部3.2を形成する。

第４図に示した本発明の実施態様において、駆動軸11
及びそれとともに案内突起22.2,22.3つきのタペット21.
1が、モータ７の側から見て時計方向と逆に回転すると
き、及びそれとともに衝撃ピストン1.3が螺旋状曲線5.1
及び5.2の両ピッチの軸方向並進距離だけ駆動ばね17の
復帰力に抗して、案内突起が曲線路の軸方向後退面に到
達するまで、ねじ戻される。続いて衝撃ピストン1.3が
急速前進しタペット21.1に衝突する勢いをもって衝撃ヘ
ッド18の衝撃工具18.3を駆動する。

第５図には本機械の簡易化した実施態様が示してあ
り、これは曲線駆動部3.1 1個のみがある。そのほかは
第４図に示した機械と同様の構造であり、曲線駆動部3.
1の軸方向戻り面には記号33.1が施こしてある。

第６図は内部構造が第５図の機械のものと原則的に同
じ機械を示す。それと異なって、ハウジング６内に組み
こみのモータ７がない。モータは請求項４の特徴に対応
して機械外部にあり、伝達軸10及びこれと回転結合で協
力する駆動軸11によって機械と動力伝達結合してある。
伝達軸10を駆動軸11と連結するため好都合にハウジング
塞栓6.4の範囲にクラッチ29が設けてある。

駆動モータをハウジング６から機械外部の場所へ移し
た結果として、ハウジング６の長さ方向において全体と
して衝撃ピストン1.3及び駆動ばね17のためにより長い
構成空間が利用できることになる。対応して機械の全長
を変えずにたとえば第５図の構造に比べて衝撃ピストン
1.3の長さを、従ってまたその運動学的質量が増大で
き、そのことからたとえば駆動ばね17の増強によってよ
り高い衝撃エネルギーが生じることとなろう。しかし他
方では機械の全長を第５図に示した構造に比べて全体と
して短かくすることもできよう。第６図に示した構造は
さらに、製作費低減及び場合によっては全重量軽減の利
点がある。機械には付加的に案内面36,36.1を取付けて
おくことができる。

第１乃至６図に示した機械はそれらの駆動が単一方
向、前方のみに行なわれるよう構成してある。第７及び
８図は機械が前進から後退へ切換制御できる衝撃掘削機
の構造を示す。これらは一致してそれぞれ２個の対蹠配
置の、機械の前進乃至後退用の衝撃ピストン1.4,1.5が
ある。これらは両者間に取付けてある駆動ばね17.4によ
りそれぞれの末端位置に保持されている。前進用の衝撃
ピストン1.5には曲線駆動部3.5が従属させており、一方
後退用の衝撃ピストン1.4には曲線駆動部3.4が従属させ
てある。これらは駆動軸11の回転方向に応じてその都度
衝撃ピストン1.4,1.5の一方のみが作動行程へ励起乃至
駆動され得るように構成してある。すなわち駆動モータ
７の回転方向の反転により機械の衝撃方向が反転され
る。

第７図に示した機械ではその反転が駆動軸11が二つの
駆動軸部分11.4及び11.5に分割してあることによって達
成される。軸部分11.4から軸部分11.5へのトルク伝達は
回転方向配向可能クラッチ27を介し、軸方向のクラッチ
面40を経て行なわれる。駆動モータ７の側から見て時計
方向とは逆に軸部分11.4が回転する際には、軸部分11.5
が軸方向クラッチ面40の協力により回転結合で随伴さ
れ、同じく回転結合でタペット21.5を回転させる。これ
に設けてある軸方向案内突起22.5がその都度360゜だけ
回転運動しながら案内面5.5面上を擦過移動して衝撃ピ
ストン1.5を螺旋状案内面5.5のピッチだけ駆動モータ７
へ向けて駆動曲線末端に達するまで移動させる。次に第
５及び６図の実施態様の機能明細に対応して、駆動ばね
17.4の復帰作用の下に、ここではその衝突面15.5をもっ
てタペット21.5の端面21.6にあたり、機械を前方へ矢印
41の方向へ押しやる。その際に衝撃ピストン1.4のフリ
ーホィール26が作用してピストン1.4は不動である。す
なわち回転結合せず、第７図に示した末端位置に止まっ
ている。

次に軸部分11.4の回転方向が逆に、駆動モータ７から
見て時計方向へ回転されるとただちにフリーホィール26
が閉じられ、従って衝撃ピストン1.4を回転結合で随伴
し一方クラッチ40が軸部分11.5の同時回転を妨げる。そ
れによって、前進駆動を引き起こす衝撃ピストン1.5は
図示の末端位置に不動に止まり一方後退行程のための衝
撃ピストン1.4は回転する。その際その曲線駆動部3.4の
案内面5.4は固定されている案内突起22.4に接して滑動
しピストンを並進で衝撃ヘッド18の方向に移動し、駆動
ばね17.4は衝撃エネルギーを蓄積しながら予応力をかけ
られる。曲線末端到達の際にはピストン1.4が駆動モー
タ７へ向けて戻りその衝突面15.4をもってタペット21.4
の端面にあたる。後方へ向けられた衝撃ピストン1.4の
衝撃エネルギーの作用の下に機械は前進方向とは逆に後
退する。

対蹠配置の衝撃ピストン1.4及び1.5 2個による駆動方
向反転制御の可能性を第８図の機械の構造が示す。この
場合曲線駆動部3.4及び3.5にはそれぞれ１個の自由走行
溝範囲28.4,28.5がある。これらはそれぞれ螺旋状案内
溝4.4乃至4.5の先端に開口し対応の衝撃ピストン1.4乃
至1.5の周囲方向に延びている。案内溝4.4,4.5乃至それ
らの先端に接線方向に開口する自由走行溝28.4,28.5に
は案内要素12.4乃至12.5が係合する。これらは切換機能
を備えて、軸方向に溝の幅の寸法だけ摺動可能の円筒状
挿入体32.4乃至32.5に取付けてある。これらの挿入体は
それぞれ制御ばね42.4乃至42.5の復帰力に抗して支えら
れている。

挿入体32.4,32.5及びそれらに取付けてある案内要素1
2.4,12.5の制御機能は下記のとおりである： 駆動軸11が駆動モータ７側から見て反時計方向に、矢
印47に従って回転すると仮定すると、衝撃ピストン1.4
では案内要素12.4がつねに自由走行溝28.4の範囲に止ま
り衝撃ピストン1.4は従って回転し続けるが並進方向に
おいては不動のままである。これに反して曲線駆動部3.
5では制御ばね42.5の復帰力が作用して、ばねが挿入体3
2.5を弾力的に衝撃工具18の方向へ押して挿入体32.5の
軸方向可動性の結果として挿入体に取付けてある案内要
素12.5が案内溝4.5の螺旋状曲線部へ向けられ、従って
これと係合することになる。今曲線駆動部3.5によっ
て、回転しているピストンがばね17の復帰力に抗してモ
ータの方へ戻され、上記に繰返して述べたとおり、案内
要素12.5が案内溝4.5の末端到達後に溝の戻り範囲4.6を
急進するとき、急速前進してその衝突面15.5をもってタ
ペット21.5の端面にあたる。

軸11の回転方向を反転して、モータ７の側から見て右
回り、時計方向へ矢印48に従わせると、逆に衝撃ピスト
ン1.5は、その案内要素が自由走行溝28.5の範囲に止ま
ることにより、軸11とともに回転結合により同時回転す
るに拘わらず、衝撃行程を実施することなしにその末端
に止まっている。これに反して今度は後退行程のための
衝撃ピストン1.4が、軸方向に溝の幅だけ可動に取付け
てある挿入体32.4の案内要素12.4が曲線駆動部3.4の螺
旋状溝範囲4.4へ進入して対応の衝撃ピストン1.4の回転
の際に前述のしかたでその衝撃運動を行なわせることに
よって引き起こされる衝撃運動を実施する。こうして前
記のものとは反対のしかたで機能が完遂される。

この機械構造ではハウジング６の後部が別個のモータ
ハウジング6.5によって閉じられ、その端面をもって、
円筒状挿入体32.4及びその制御ばね42.4のため必要な内
径の大きい範囲を限定する。同様にして挿入体32.5及び
制御ばね42.5の収容のための内径の大きい範囲は機械の
前方のフランジ35によって閉じられている。

衝撃ピストン1.4乃至1.5の軸方向の長さが異なってい
るので長い方の衝撃ピストンの前進方向で生じる衝撃エ
ネルギーの方が後向きの後退方向におけるものより大き
い。両衝撃ピストン1.4,1.5の動力学的対向の、対蹠配
置ならびに駆動軸11の方向反転の際のその都度の作業法
のための前記の制御要素の同様な構成によってならびに
両衝撃ピストンの間に取付けられた共通の駆動ばね17に
よって、反対方向駆動用機械の比較的複雑でない構造が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は螺旋状案内溝のある衝撃ピストンを備えた機械
の縦断面図、第２図はピストン行程拡大のため直列に協
力する曲線駆動部２個を備えた別の実施態様を示す同じ
く縦断面図、第３図は螺旋状案内端面を備えた衝撃ピス
トンの別の実施態様を示す同じく機械の縦断面、第４図
は螺旋状案内面を備えた回転不能に導かれる衝撃ピスト
ンと作動方向においてピストン行程拡大のため直列に取
付けてある第２の曲線駆動部とを備えた機械の実施態様
を示す機械の縦断面図、第５図は回転不能に長さ方向に
導かれる衝撃ピストンと螺旋状案内面を備えた別の構造
の機械を示す縦断面図、第６図は駆動モータが外部にあ
りこれと機械との間の伝達軸をもってする結合を備え
た、第５図の機械の変形を示す図、第７図は２個のピス
トンを備えかつ前進から後退へ切換可能の機械の実施態
様を示す縦断面図、第８図は前進及び後退用の２個の相
互独立に駆動可能のピストンを備えた、前進から後退へ
切換可能の機械の変型を示す縦断面図である。 １……衝撃ピストン、２……回転駆動部、 ３……曲線駆動部、４……螺旋状案内溝、 ５……螺旋状案内面、5.2……端面案内面、 ６……ハウジング、 6.1−6.2……ハウジング部分、 6.3……同末端、6.4……同塞栓、 ７……モータ、８……送入管、 ９……排出管、10……伝達軸、 11……駆動軸、12……案内要素（突起）、 13……案内溝先端、14……同末端、 15……衝突面、16……ハウジング壁、 17……ピストン駆動ばね、 18……衝撃ヘッド、18.2……たがね、 19……随伴軸、20……盲孔、 21……タペット、 21.1,21.6……タペット端面、 22……案内突起、23……案内溝、 24……穿孔、25……案内突起、 26……フリーホィール、 27……クラッチ、28……自由走行溝、 29……クラッチ、30……壁体範囲、 31……ヘッドばね、32……挿入体、 33.1……戻り案内面、34……肩部、 35……フランジ、36……案内面、 37……挿入片、38……復帰ばね、 39,40……クラッチ面、41……矢印、 42……制御ばね、43……肩部、 44……カラー、45……中間フランジ、 46……肩部、47……矢印、 48……矢印。

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動推進式衝撃掘削機とくに土穿孔用のも
   のであって、円筒状ハウジングの推進側に取付けてある
   衝撃ピストンにより衝撃インパルスを加えられる衝撃ヘ
   ッドを備えており、該衝撃ピストンは上記掘削機内へ送
   り込み得るエネルギー担体によって脈動的に往復する作
   動行程を駆動出来るものにおいて、衝撃ピストン駆動部
   として、前記エネルギー担体による衝撃ピストンの脈動
   に伴い、周期的に緊張、弛緩するばね（17）が用いら
   れ、該ばねは、前記衝撃ピストンの前進行程において、
   弛緩して蓄積したエネルギーを前記衝撃インパルスとし
   て前記衝撃ヘッドに印加し、又、前記衝撃ピストンの後
   退工程において、後退する該衝撃ピストンにより再び緊
   張させられることによりエネルギーを蓄積することを特
   徴とする自動推進式衝撃掘削機。
2. 【請求項２】上記エネルギー担体は、回転駆動部（２）
   であって、ハウジング（６）内に取付けてあるモータ
   （７）からなることを特徴とする請求項１記載の衝撃掘
   削機。
3. 【請求項３】上記回転駆動部（２）はこれにより駆動さ
   れ得る曲線駆動部（３）を少なくとも１個を備えている
   ものを特徴とする請求項２記載の衝撃掘削機。
4. 【請求項４】上記衝撃ピストン（１）は、螺旋形案内溝
   （４）乃至螺旋形案内面（５）を備えて上記曲線駆動部
   （３）の一部として形成してあることを特徴とする請求
   項３記載の衝撃掘削機。
5. 【請求項５】上記モータ（７）は水力モータとして形成
   してあり、水力式エネルギー担体、加圧水用の送入管
   （８）及び排水管（９）それぞれ１本に接続してあるこ
   とを特徴とする請求項２記載の衝撃掘削機。
6. 【請求項６】上記回転駆動部（２）はその外部にあるモ
   ータを備え、可撓性の伝達軸（10）を介して曲線駆動部
   （3.1）と回転結合で能力伝達的に結合してあることを
   特徴とする請求項３又は４記載の衝撃掘削機。
7. 【請求項７】上記回転駆動部（２）にはハウジング中心
   線（Ｘ−Ｘ）に設けてある駆動軸（11）があり、これが
   一方ではモータ（７）乃至伝達軸（10）と回転結合して
   あり、他方では軸方向の遊隙をおいて回転結合で曲線駆
   動部（３）に係合することを特徴とする請求項３〜６の
   いずれか一つに記載の衝撃掘削機。
8. 【請求項８】上記衝撃ピストン（１）は一方では回転結
   合で、また他方では軸方向に自由に可動に駆動軸（11）
   と結合してあり、ねじ状のピッチをもって螺旋状にその
   円筒状周回範囲に切りこんである案内溝（４）があり、
   これと係合するよう形成され配置された、ハウジング壁
   （16）から半径方向、内方へ突出する案内要素（12）が
   あることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか一つに
   記載の衝撃掘削機。
9. 【請求項９】上記案内溝（４）には角度ほぼ360゜の螺
   旋状の範囲（4.1）及びその前端（13）と後端（14）と
   を結合する戻り溝範囲（4.2）があり、後者は本質的に
   は直線状に軸方向に乃至僅かな角度の急傾斜の螺旋状に
   形成してあることを特徴とする請求項８記載の衝撃掘削
   機。
10. 【請求項１０】上記衝撃ピストン（１）は衝突面（15）
    と反対の末端をもってその反動、戻りの際にエネルギー
    蓄積部として作用するよう設けてある駆動用の上記ばね
    （17）に支えられていることを特徴とする請求項２乃至
    ９のいずれか一つに記載の衝撃掘削機。
11. 【請求項１１】上記衝撃ピストン（１）及び上記衝撃ヘ
    ッド（18）は随伴軸（19）を介して一方では回転結合
    で、他方では軸方向の遊隙をおいて結合していることを
    特徴とする請求項１乃至10のいすれか一つに記載の衝撃
    掘削機。
12. 【請求項１２】上記衝撃ピストン（1.1）には２個の、
    ハウジング（６）内に作動方向において前後直列に設け
    てある上記曲線駆動部（3.1、3.2）が設けてあり、これ
    らが同期して同一方向に作用しながら駆動軸（11）によ
    って回転結合で、ならびに軸方向に遊隙をおいて結合し
    てあり、両該曲線駆動部（3.1、3.2）にはそれぞれ１個
    の駆動用の上記ばね（17.1、17.2）を設けてあることを
    特徴とする請求項３記載の衝撃掘削機。
13. 【請求項１３】駆動軸（11）と回転結合で回転運動に駆
    動可能の上記衝撃ピストン（1.2）には基部に衝突面（1
    5.1）が形成してある盲孔（20）が、また上記衝撃ヘッ
    ド（18）には該盲孔（20）内に進入可能のタペット（2
    1）があり、該衝撃ピストン（1.2）の、該盲孔を囲む壁
    体範囲（30）は螺旋状端面案内面（5.2）を備えて形成
    してあり、該衝撃ヘッド（18）には軸方向に該衝撃ピス
    トン（1.2）に対向している案内突起（22）が取付けて
    あり、後者ならびに案内面（5.2）は上記曲線駆動部
    （3.1）の部分として共同作動するよう形成してあるこ
    とを特徴とする請求項３記載の衝撃掘削機。
14. 【請求項１４】上記衝撃ピストン（1.3）には軸方向の
    案内溝（22）があり、これに、ハウジング内壁（16.1）
    に設けてある案内突起（25）が係合してピストン（1.
    3）を回転不能に軸方向自由行程をもって案内し、該衝
    撃ピストン（1.3）には駆動軸（11）用中央穿孔（24.
    1、24.2）及びこの軸と回転結合してある回転可能のタ
    ペット（21.1）があり、それぞれに取付けてある半径方
    向に突出している案内突起（22.1）を介して該衝撃ピス
    トン（1.3）の螺旋状案内面（5.1）と共に上記曲線駆動
    部（3.1）を形成することを特徴とする請求項３記載の
    衝撃掘削機。
15. 【請求項１５】装置の前進乃至後退のための対蹠配置の
    ２個の上記衝撃ピストン（1.4、1.5）があり、これらは
    双方の間に取付けてある駆動用の上記ばね（17.4）によ
    って双方の末端位置に保持されており、所属の曲線駆動
    部（3.4、3.5）には手段（26、27、28）がありそれらに
    よって、その都度駆動軸（11）の回転方向に応じて一方
    の衝撃ピストン（1.4又は1.5）のみが作動行程に励起可
    能乃至駆動可能であることを特徴とする請求項１乃至４
    のいずれか一つに記載の衝撃掘削機。
16. 【請求項１６】回転方向制御手段として、曲線駆動部
    （3.4、3.5）乃至上記衝撃ピストン（1.4、1.5）に従属
    させてあるフリーホィール（26）又は２個の軸部分（1
    1.4、11.5）に分割された駆動軸（11）の回転方向配向
    可能のクラッチ（27）又は該衝撃ピストン（1.4、1.5）
    の案内溝（4.4、4.5）の自由走行溝範囲（28.4、28.5）
    が形成してあることを特徴とする請求項１乃至15のいず
    れか一つに記載の衝撃掘削機。
17. 【請求項１７】ハウジング内に軸方向に可動に取付けて
    ある上記衝撃ヘッド（18）を特徴とする請求項１乃至16
    のいずれか一つに記載の衝撃掘削機。