JPH0319353B2 - - Google Patents

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JPH0319353B2
JPH0319353B2 JP60502989A JP50298985A JPH0319353B2 JP H0319353 B2 JPH0319353 B2 JP H0319353B2 JP 60502989 A JP60502989 A JP 60502989A JP 50298985 A JP50298985 A JP 50298985A JP H0319353 B2 JPH0319353 B2 JP H0319353B2
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JP
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tube
sleeve
machine
compressed air
projection
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JP60502989A
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JPS61502479A (ja
Inventor
Haimu Berukobichi Tokachi
Arekusandoru Domitoriebichi Kosuteirefu
Konsutantein Konsutanteinobichi Topitsuin
Mihairu Yudokobichi Bondaru
Buradeimiru Iwanobichi Tarasenko
Igoru Ioshifuobichi Rezunikofu
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INSUCHI GORUNOGO DERA SHIBIRUSUKOGO ATSUJEREENIE AN SSSR
Original Assignee
INSUCHI GORUNOGO DERA SHIBIRUSUKOGO ATSUJEREENIE AN SSSR
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Publication date
Application filed by INSUCHI GORUNOGO DERA SHIBIRUSUKOGO ATSUJEREENIE AN SSSR filed Critical INSUCHI GORUNOGO DERA SHIBIRUSUKOGO ATSUJEREENIE AN SSSR
Publication of JPS61502479A publication Critical patent/JPS61502479A/ja
Publication of JPH0319353B2 publication Critical patent/JPH0319353B2/ja
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/06Down-hole impacting means, e.g. hammers
    • E21B4/14Fluid operated hammers
    • E21B4/145Fluid operated hammers of the self propelled-type, e.g. with a reverse mode to retract the device from the hole

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Description

請求の範囲 1 空所4とポート3とを具えた往復動するハン
マ2を収容する前後両部分からなるハウジング1
を有する空気で作動する地中に穿孔する可逆的な
衝撃作用機械であつて、前記ポートを通じてハン
マ2の空所4はハウジング1のチヤンバ8に連通
し、ハウジングの後部の内部には段付きチユーブ
5が取り付けられ、該チユーブ5の大径段部はポ
ート12を有すると共に、ハンマ2のポート3を
閉鎖したり又はこれをチユーブ自身のポート12
に連通させたりできるようにハンマ2の空所4内
に収容され、該チユーブ5の内部には、圧縮空気
の管路と連通するポート15を有するスリーブ1
4を収容し、該スリーブは前記チユーブ5に対し
て回転して二つの位置を占めることが可能であ
り、一方の位置においてはチユーブ5のポート1
2を閉鎖し、他方の位置においてはチユーブ5の
ポート12をスリーブのポート15を通じて圧縮
空気管路に連通し、チユーブ5の前記大径段部の
一方の端面は、少なくとも一つの扇形状の第1突
起13を具え、又前記スリーブ14はその両端に
少なくとも一つの放射状突起16を具え、これに
よつて、スリーブ14が回転すると該突起16は
チユーブ5の第1突起13の一方の側壁に押しつ
けられ、前記両位置の一方を占有するように構成
されていることを特徴とする衝撃作用機械。
2 チユーブ5の第1突起13はチユーブの大径
段部の自由端に設けられ、又スリーブ14の突起
16は前記チユーブ5の自由端に隣接するスリー
ブの自由端に設けられることを特徴とする請求の
範囲第1項に記載された機械。
3 チユーブ5の大径段部の端面は、第1突起1
3から円周方向に離れた少なくとも一つの補助の
扇形状突起13′を具え、該第1突起13は該補
助突起13′より長い長さを有し、又スリーブ1
4はチユーブ5に対して前記補助突起13′の長
さよりも長く且つ前記第1突起13よりも短い距
離だけ軸方向に移動可能であることを特徴とする
請求の範囲第1項又は第2項に記載された機械。
4 チユーブ5の第1突起と補助突起13,1
3′の側面とスリーブ14の突起16の側面とは、
互いに所定の角度をなし、これによつて形成され
た頂角を以てハウジング1の後部に対面し、チユ
ーブ5の突起13,13′の側面とスリーブ14
の突起16の側面とは互いに接触し合うことを特
徴とする請求の範囲第1項から第3項までのいず
れか1項に記載された機械。
5 スリーブ14は、圧縮空気管路に連通した少
なくとも一つの長手方向の溝20を具え、その溝
内には溝20を完全にカバーする弾性エレメント
22が確保されていることを特徴とする請求の範
囲第1項又は第2項に記載された機械。
6 前記長手方向の溝20の断面形状が、鳩尾状
をなしていることを特徴とする請求の範囲第5項
に記載された機械。
7 スリーブ14の本体内には、該スリーブ14
の長手方向軸に垂直に延びる軸を有する少なくと
も一つの円筒状空所25が外側面に開口し、該空
所25はピストン24を収容し、且つ圧縮空気の
管路と連通していることを特徴とする請求の範囲
第1項又は第2項に記載された機械。
8 スリーブとチユーブの突起13,13′,1
6とが相互に常時押圧し合うように、スリーブ1
4はチユーブ5に対して弾発的に付勢されている
ことを特徴とする請求の範囲第4項に記載された
機械。
発明の技術分野 本発明は、土木工業に関し、更に詳しくは、空
気によつて作動する可逆式衝撃作用機械であつ
て、例えば大地に孔を穿つてパイプ等の各種の構
造エレメントを地中に押し込むのに利用される機
械に関する。
このような機械の一つの特長は、その衝撃作用
を逆にする手段を具えていて、機械を大地に穿孔
された盲孔から引き出したり、衝撃作用部分を地
中に押し込まれているエレメントから引き離すよ
うに構成されていることである。
発明の背景 公知の一つの空気作動式衝撃作用機械(ソ連発
明者証第238424号、IPC E02f5/18参照)は、円
筒状ハウジング、尾部にポートと空所を有するハ
ンマ、ねじ切りされた空気分配チユーブ、及び通
路を具えたナツトからなつている。
ハンマの内部に設けられたこの空気分配チユー
ブは、段の付いた形状をなしている。大きい方の
段部の端面の縁は、空気分配の制御、即ちハンマ
の復帰ストロークチヤンバへの圧縮空気の導入と
それを外部に放出するタイミングの調整を行う。
小径段部は、空気分配チユーブを機械のハウジン
グに結合するためのねじ切りされた部分を有す
る。チユーブをハウジングに対してねじることに
よつて、大径段部の端面の縁は移動して、早や目
に圧縮空気を復帰ストロークチヤンバへ導入する
ようになし、これによつてハンマのハウジングの
前部への衝撃が防止される。逆に、圧縮空気を遅
らせて排出することにより、ハンマは長いストロ
ークとなり、機械のハウジングの後部へ衝撃が加
えられて逆方向衝撃モードとして作動する。
機械の衝撃作用を変化させるためには、圧縮空
気の供給を停止し、チユーブをハウジング内にね
じ込むことが必要である。それによつて、大径段
部の端面の縁部は前進し、前部作業チヤンバへの
圧縮空気の導入を遅らせる(逆方向衝撃作用の場
合に比べて)と共に、早や目にこれを排出する。
これによつて機械は前方衝撃モードとなり、衝撃
は専らハウジングの前端部に加えられる。
前述の衝撃作用機械の構成は、次のような欠点
を有する。
(a) 機械の衝撃モードを一方から他方に変更する
のに、圧縮空気の供給を停止し、空気供給ホー
スを外し、チユーブを10〜14回回転させる必要
があり、又機械の衝撃作用を前進から復帰に変
更する場合には孔の中でこの逆の手順を繰り返
すので、余りにも時間がかかり過ぎる。
(b) 機械のエレメントの一つ、特にチユーブがハ
ウジングから遠くまで延びているので、土砂が
ねじに入つてこれを詰まらせ勝ちになるため、
作業の信頼性に悪影響がある。
(c) 機械の衝撃モードを変更するのに多大の労力
を要する。
ハウジング、尾部にポートと空所を有し、該ハ
ウジング内を往復動するハンマ、小径の段部に突
起と凹所を有し、孔と溝とを具えたフランジに固
定されたチユーブ、及びケーブルを具えたロツク
手段からなる空気作動式可逆衝撃作用機械も公知
である(ドイツ特許第2340751号;IPC E21b7/
00)。この機械の衝撃作用を逆転させるには、ケ
ーブルを引いてロツク手段を解除し、チユーブの
突起がフランジの溝と一致するようにチユーブを
回転させれば充分である。これによつて、圧縮空
気の作用の下でチユーブは軸方向に動いて溝に入
る。
しかし、この機械は多くの欠点を有し、その中
の幾つかを挙げると次ぎの通りである。
(a) ロツク手段を解除するのと空気供給ホースを
回転するのに、同時にケーブルに引つ張り力を
加える必要があるので、衝撃作用の変更手順が
複雑になり、この作業を行うのに二人の作業員
がふつようである。
(b) 後方衝撃モードから前方衝撃モードへの切り
換えを遠隔制御することができない。
(c) 圧縮空気の供給を停止しなければ、衝撃作用
モードの変更が不可能である。
(d) 構造が複雑過ぎる。
(e) ハンマをロツクする補助手段が必要である
が、これは詰まりに対して弱いので、作業の信
頼性が低い。
(f) 直径の小さい機械には利用できない。
側壁に2列の孔を具えたチユーブを収容するた
めに尾部に空所とポートとを有する往復動自在な
ハンマを収容する円筒状ハウジングを具えた衝撃
作用機械も公知であり、該チユーブの内部には、
チユーブのポートを開閉するために特殊形状の溝
を有する回転ロツド部材が設けられている(ドイ
ツ特許第2105229;IPC.E02D 17/146参照)。チ
ユーブのスリーブの小径段部はピンと特殊形状の
溝とを具えている。チユーブとロツド部材との間
にはスプリングが介在している。
機械の衝撃作用を逆転させるには、圧縮空気の
供給を一旦停止し、少し後に再び供給することが
必要である。スプリングの作用によつてロツド部
材は前進し、一方、チユーブの特殊形状溝はロツ
ド部材のピンと協働してロツド部材を回転させ
る。機械に導入された圧縮空気は、ロツド部材を
後方に動かしてこれを回転させる。2回回転した
後、ロツド部材は新しい位置を占め、第1ポート
群に対してチユーブの後部へ軸方向に分岐してい
る他方のポートが開放される(従つて第1群のポ
ートは閉鎖される)。これによつて、前部作業チ
ヤンバから圧縮空気が排出され、機械は後方に移
動する。機械の作動を逆向きから前方衝撃作用に
変更するためには、前述の手順が繰り返される。
この機械も次のような欠点を有する。
(a) 機械が停止したとき、各機械部品がどの位置
を占めているかが作業員に判らないので、取扱
が不便である。圧縮空気を遮断せずに機械の衝
撃作用を逆転させようとして失敗する。機械に
対する圧縮空気の供給を停止する毎に、衝撃作
用の逆転が生ずる。
(b) 大地に対して機械を駆動する始動時における
安全性が不充分である。なぜならば、第一に逆
方向の衝撃作用モードで始動すると作業員を傷
つける恐れがあり、第二に機械に対して一旦圧
縮空気の供給を停止すると、逆方向モードとな
つて、前述のように作業員を傷つける。
(c) 特殊形状の溝の製作が必要なので、構造が複
雑になる。このような溝を小径の機械の内部に
作ることは不可能である。
(d) チユーブの大径段部に多数のポートを設けて
いるので衝撃力が弱くなり、従つて長いチユー
ブが必要となるので、ハンマのストロークが短
くなると共に、機械の構造がより複雑になる。
発明の概要 本発明は、衝撃作用モードを制御するスリーブ
をロツクする手段が空気分配チユーブに対して設
けられ、信頼性ある前進方向及び逆方向の作業
と、一つ作業モードから他方の作業モードへの簡
便な切り換えの機能を保証する空気で作動する可
逆的な衝撃作用機械を提供することを目的とす
る。
本発明の要点は、空所とポートとを具えた往復
動するハンマを収容する前後両部分からなるハウ
ジングを有する空気で作動する可逆的な衝撃作用
機械であつて、前記ポートを通じてハンマの空所
はハウジングのチヤンバに連通し、ハウジングの
後部の内部には段付きチユーブが取り付けられ、
該チユーブの大径段部はポートを有すると共に、
ハンマのポートを閉鎖したり又はこれをチユーブ
自身のポートに連通させたりできるようにハンマ
の空所内に収容され、該チユーブの内部には、圧
縮空気の管路と連通するポートを有するスリーブ
を収容し、該スリーブは前記チユーブに対して回
転して二つの位置を占めることが可能であり、一
方の位置においてはチユーブのポートを閉鎖し、
他方の位置においてはチユーブのポートをスリー
ブのポートを通じて圧縮空気管路に連通し、チユ
ーブの前記大径段部の一方の端面は、扇形の少な
くとも一つの突起(第1突起)を具え、又前記ス
リーブはその両端に少なくとも一つの放射状突起
を具え、これによつて、スリーブが回転すると該
突起はチユーブの第1突起の側壁の一方に押しつ
けられ、前記両位置の一方を占有するように構成
された機械にある。
上述の機械においては、スリーブなどの回転エ
レメントが機械の前後方向の衝撃作用を決定する
二つの設定位置を有するので簡単で且つ信頼性高
く、一方、構成部品(チユーブとスリーブ)が少
ないので衝撃作用を確実なものにすることができ
る。
チユーブの第1突起はチユーブの大径段部の自
由端に設けられ、又スリーブの突起はスリーブの
隣接する自由端に設けられることが望ましい。
突起は機械加工で作ることができ、又チユーブ
に対してスリーブを回転させる力のみを取り上げ
るので、この装置は製造を簡略化できると共に信
頼性ある作用を行うことができる。
チユーブの大径段部の端面は、第1突起から円
周方向に離れた少なくとも一つの補助の扇形状の
細長い突起を具え、該第1突起は該補助突起より
長い長さを有し、又スリーブはチユーブに対して
前記補助突起の長さよりも長く且つ前記第1突起
よりも短い距離だけ軸方向に移動可能であること
が望ましい。
チユーブの第1突起と補助突起の間に放射状突
起が介在してスリーブは回転しないようにロツク
されているので、自己誘発的逆転が避けられると
共に、作業時の機械の一般的信頼性が付加される
と云う利点がある。
チユーブの第1突起と補助突起の側面とスリー
ブの突起の側面とは、互いに所定の角度をなし、
これによつて形成された頂角を以てハウジングの
後部に対面し、チユーブの突起の側面とスリーブ
の突起の側面とは互いに係合し合うことが好まし
い。
上述の構成によつて、チユーブに対してスリー
ブをロツクすることが可能となり、信頼性が向上
する。又この構成によつて、チユーブとスリーブ
との突起の間の接触面積が増大するので、更に信
頼性が向上すると共に機械寿命が増加する。その
上、チユーブのポートとスリーブのポートとの正
確な一致が可能となる。
スリーブは、圧縮空気管路に連通した少なくと
も一つの長手方向の溝を具え、その溝内には溝を
完全にカバーする弾性エレメントが確保され、こ
れによつて機械の前後方向の衝撃作用の運動の
際、チユーブに対してスリーブを確実にロツク
し、ポートの整列を可能ならしめることが望まし
い。
前記長手方向の溝の断面形状は、鳩尾状をなし
ていることが望ましい。
これによつて、弾性エレメントが圧縮空気より
持ち上げられると、前記空所は圧力に対してシー
ルされ、スリーブを回転に対抗してロツクするよ
り大きな力が生じ、その結果、機械の作用を更に
信頼性あるものにする。
スリーブの本体内には、該スリーブの長手方向
軸に垂直に延びる軸を有する少なくとも一つの円
筒状空所が外側面に開口し、該空所はピストンを
収容し、且つ圧縮空気の管路と連通していること
が望ましい。
この構成は、特に冬季において、弾性エレメン
トが弾性的性質を失い勝ちな場合に、機械の前後
方向衝撃作用の両方において、チユーブに対する
スリーブの信頼性あるロツクを保証することがで
きる。
スリーブとチユーブの突起とが相互に連続して
押圧されるように、スリーブはチユーブに対して
弾発的に付勢されていることが好ましい。
この構成により、スプリングをスリーブに張力
を与えて、その突起を連続的にチユーブに接触さ
せ、以て機械の作用をより信頼性の高いものとな
し、偶発的な逆転を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
本発明を添付の図面に示された種々の実施例を
参照して、更に詳細に説明する。
第1図は前進ストローク時の各部品の位置を示
す本発明の空気作動式可逆衝撃作用機械の側断面
図、 第2図は第1図の−線に沿う断面図、 第3図はチユーブとスリーブの前部の斜視図、 第4図は本発明機械の後進衝撃作用時のスリー
ブとチユーブの位置を示す側断面図、 第5図は第3図の−線に沿う断面図、 第6図は第4図のA部の拡大図、 第7図は二つの突起を有するチユーブの一変形
の側面図、 第8図は直径d上の展開図、 第9図は第7図の−線に沿う断面図、 第10図はスプリングを具えた空気分配アセン
ブリの一変形の側面図、 第11図はチユーブとスプリングの突起の直径
上の展開図である。
発明の好適実施例 本発明を具現化した衝撃作用機械は、ハウジン
グ1と該ハウジング内に収容された往復動自在な
ハンマ2を具え、該ハンマはポート3と空所4を
有し、その後部にはには段付きチユーブ5が入り
込み、弾性シヨツクアブソーバ6によつてハウジ
ング1に取り付けられている。シヨツクアブソー
バ6は使用済の空気を排出するための通路7を具
えている。ハンマ2によつてハウジング1の内部
は二つのチヤンバ8と9に分割され、一方のチヤ
ンバ8はハンマ2の復帰ストロークを保証するの
に用いられ、他方のチヤンバ9はチヤンバ8から
の圧縮空気を排出するのに用いられる。ハンマ2
はチユーブ5によつて、ハンマ2の前進ストロー
クを保証するチヤンバ10を形成する。チユーブ
5は、その大径段部に、ポート12を具えた環状
凹所11を有し、一方、チユーブ5は前端部の側
面に環状の扇形突起13(第2図)を具えてい
る。チユーブ5の内側には、段付きスリーブ14
(第1図)が設置され、その大径段部にはポート
15が、又該大径段部の側面には環状の放射状突
起16(第3図)が設けられている。スリーブ1
4の放射状突起16は、チユーブ5の第1環状扇
形突起13の両端面17,18の間の空間を占有
している。
第8図は、チユーブ5の大径段部に複数の環状
扇形突起13、例えば二つの突起13,13′が
設けられている例を示し、該突起の端面は形成さ
れた角度の頂点が機械の尾部に対面するように互
いに傾斜している。この場合、スプリング19
(第4図)がチユーブ5(第1図)とスリーブ1
4との間に配置され、スリーブ14(第1図)を
作業チユーブ10の方へ移動させるように構成さ
れていることが望ましい。スリーブ14には、空
気供給管路にポート21を介して接続された二つ
の長い溝20(第4,5図)が設けられている。
これらの溝20は弾性エレメント22を収容して
いる。
長溝20の外側部分は鳩尾型23(第6図)を
なしている。スリーブ14の小径段部(第7図)
は、ポート21を介して空気供給管路に連通して
いる円筒状空所25を具え、該空所25内にはピ
ストン24(第9図)が収容されている。
チユーブ5と、空気供給ホース28とスリーブ
14を保持するナツト27との間にスプリング2
6(第10図)を設けた場合には、スリーブ14
の突起16はいつもチユーブ5に接触するように
なる。これと共に、大きい方の突起13の側面1
7,18は機械の長手方向軸に平行に移動する。
この提案された可逆式衝撃作用機械の作用の信
頼性を保証するためには、スリーブ14内に一つ
の放射状突起16(第4図)を、スリーブ5内に
一つの扇形突起13(第2図)を設ければ充分で
ある。しかし、別の例においては、チユーブとス
リーブ14に、機械の長手方向軸に対して対称的
に、それぞれ突起13と16を設けている。
全く反対の配列、即ちスリーブ14に扇形突起
13を、一方、チユーブ5に放射状突起16を設
けることも可能である。この場合、突起16はス
リーブ(チユーブ)の長手方向軸の方へ延在す
る。原理的には、この第2例は前述の例と実質的
に同一である。
圧縮空気がノーズ28(第1図)に沿つてチヤ
ンバ10に導入されて、ハンマ2のポート3を通
じて逆方向ストロークチヤンバ8に供給される
と、ハンマ2は、チヤンバ10と8の側における
ハンマ2の表面積の差によつて、後方に移動させ
られる。ハンマ2のポート3が移動してチヤンバ
5の大径段部の後端を越えると、直ちに、圧縮空
気はハンマ2のポート3を通じてチヤンバ8から
チヤンバ9へ排出され、シヨツクアブソーバ6の
通路7を経て外部へ脱出する。チヤンバ8内の空
気圧は大気圧と等しくなり、チヤンバ10内の圧
縮空気の作用のために、ハンマ2は前進させら
れ、ハウジング1の前部に衝撃を付与する。次い
で前述のサイクルが繰り返される。
機械の衝撃作用を逆転するためには、スリーブ
14を半回転させる必要がある。その結果、スリ
ーブ14の放射状突起16はチユーブ5の扇形突
起13の端面18(第2図)に接触させられる。
スリーブ14のポート15(第1図)はチユーブ
5のポート12と一致させられる。圧縮空気はス
リーブ14とチユーブ5の各ポート15,12、
チユーブ5の環状凹所11、及びハンマ2のポー
ト3とを通じてチヤンバ8に導入される。チヤン
バ8への圧縮空気の導入は、時間的に早めに行わ
れ、衝撃がハウジング1の前部に加えられのを防
止する。チヤンバ8の容積が大きいので、ハンマ
2は激しく加速され、それによつて衝撃がハウジ
ングの後部に加えられる。チヤンバ8からの圧縮
空気の排出も、ハンマ2のポート3がチユーブ5
の後端面を越えた後に生じる。圧縮空気がチヤン
バ8から排出された後、チヤンバ10内の空気圧
によつてハンマ2は前進する。逆方向モードにお
いて、このサイクルが繰り返される。機械の作動
を逆方向から前方衝撃作用モードに切り換えるに
は、スリーブ14の放射状突起16がチユーブ5
の扇形突起13の端面17に対して押しつけられ
るまで、スリーブ14を反対側に回転する必要が
ある。これによつて、チユーブ5のポート12は
スリーブ14の大径段部によつて閉鎖され、空気
はチユーブ5の大径段部の前後両端縁によつて分
けられる。これによつて、機械は前述の前方衝撃
作用モードで作動する。
スリーブ14を前方又は後方衝撃作用モードの
位置に保持するため、ホース28(第1図)は、
スリーブの放射状突起16がチユーブ5の扇形突
起13の端面の一方に押しつけるように捩じられ
る。ハンマ2の回転の際、圧縮空気がチユーブ5
のポート12からハンマ2のポート3に導入され
るように、環状凹所11が必要となる。
第4図から第11図に示された本発明機械の変
形は、偶発的な機械の衝撃作用の逆転を防止す
る。
第4図の場合には、圧縮空気は、スリーブ14
の回転の後に導入される。スリーブ14のポート
21を通じて、空気が弾性エレメント22の下側
に入り込み、長溝20に流れる。該弾性エレメン
ト22はチユーブ5の壁に押圧され、スリーブ1
4が回転しないように保証する。長溝20を圧力
シールするために、その外表面23(第6図)は
鳩尾型に形成されている。ここで、弾性エレメン
ト22はその周面によつて鳩尾の傾斜部に押しつ
けられる傾向を有する。弾性エレメント22の中
央部は、チユーブ5の内面に押しつけられるよう
に湾曲し、それによつてスリーブ14がチユーブ
5に対して回転するのを防止することのできる力
が生じる。
第7図と第8図に示された変形は、より確実に
作動するが、製作は複雑である。
この変形の目立つた特長は、チユーブ5の大径
段部に二つの扇形環状とつ13と13′を具えて
いることである。
チユーブ5の突起13は空気の分配を制御する
スリーブ14の回転角を制御する機能があり、一
方、補助突起13′はチユーブ5に対してスリー
ブ14を回転しないようにロツクするのに用いら
れる。これらの突起13,13′の端面によつて
形成される角の頂点が機械の後部に対面する方向
に、両突起13,13′の端面は互いに傾斜して
いることが好ましい。
圧縮空気の作用の下で、放射状突起16によつ
て、スリーブ14はチユーブ5の突起13,1
3′の間の位置の一方ににロツクされ、チユーブ
5とスリーブ14の突起の傾斜端面は長手方向軸
に正確に一致する。一方、これによつて、スリー
ブ14はチユーブ5に対する回転を防止され(即
ち、部品のがたつきが防止され)、他方では、ス
リーブ14とチユーブ5のポート15と12のよ
り正確な相互の位置関係が保証される。
チユーブ5の突起13の側面17,18は、第
11図に示すように、機械の長手方向軸に平行に
移動することができる。この例示の機械は製作が
簡単であると共に、スリーブ14とチユーブ5の
接触面の押圧力が大きく、その結果として機械の
作用が一層信頼性のあるもになる利点がある。
機械の長手方向軸に関して所定の距離を置いて
設けられたスリーブとチユーブ上の2対の放射状
突起を特長とする対称的な構造と共に、二つの補
助突起がチユーブ5上に設けられていることに注
目しなければならない。通常、チユーブ5の補助
突起は、スリーブ14の放射状突起の数に対応し
ていることが必要である。
機械の衝撃作用を逆転させるためには、第1扇
形突起13の長さだけスリーブ14を前進させる
ことが必要である。頑状な空気供給ホースが設け
られていることと、孔の長さが小さいことのため
に、この操作は単にホースを前に押すことで実行
できる。別のやり方としては、スプリング19
(第4図)を用いて、圧縮空気の供給の停止と共
に、スリーブ14を移動させてもよい。この場
合、圧縮空気を適用した後、ホースはその剛性の
ために10〜15%縮まる傾向にあることに留意しな
ければならない。従つて、圧縮空気の供給が停止
されると、ホースはスリーブ14をチユーブ5の
補助突起13′の長さの範囲内で7〜10mm動かす。
その後、ホースを回転することによつて、スリー
ブ14は、その放射状突起16が扇形突起13の
端面と接触するまで、回される。圧縮空気の再供
給の後、スリーブ14は後方に移動し、その放射
状突起16はチユーブ5の突起13,13′の間
の位置を占め、突起13の端面に押しつけられ、
それによつて機械は前方衝撃作用モードで作動せ
しめられる。
機械の作動モードを逆転するには、圧縮空気の
供給を停止する必要があり、それによつてスリー
ブ14の突起16はチユーブ5の補助突起13′
の後ろに移動する。次いでスリーブを反対方向に
回転させると、圧縮空気が再供給され、スリーブ
14の放射状突起16にチユーブ5の突起13,
13′間の位置を占めさせ、チユーブ5の突起1
3の端面18に押しつけ、機械の逆方向衝撃作用
をもたらす。
チユーブ5の突起13の一つは、他の突起1
3′よりも長いことが望ましく、それによつてチ
ユーブ5に対してスリーブの過剰な回動を防止す
る。
第7図と第9図は、ピストン24によつて、チ
ユーブ5に対してスリーブ14をロツクする更に
別の態様を示す(図の数を減らすために、この例
は他のロツク方法、即ち二つの突起による方法を
利用した図で示されている。この中の一つは実際
の機械構造に実現されている)。圧縮空気は孔2
1を通じてピストン24の下側に導入され、該ピ
ストン24を上昇させてこれをチユーブ5の内面
に押圧する。円筒状空所25はピストン24の直
径に相当する。冬季の条件において弾性エレメン
トが硬化すると、この構造は更に信頼性のあるロ
ツクを保証する。
衝撃作用モードを変更するためには、圧縮空気
の供給を停止し、ホース28(第1図)を回動す
る必要がある。ピストン24(第7図)は円筒状
空所25内に沈み、スリーブ14はホース28に
よつて(又はチユーブ5とスリーブ14との間に
介在するスリーブを利用して)前進させられ、チ
ユーブ5の突起13の側面18と接触するまで回
転させられる。逆の手順によつて機械の衝撃作用
モードの切り換えが繰り返される。
第7図に示す(ピストンを具えた)変形例は製
作が容易であるが、第3図〜第5図に示す(弾性
エレメントを特長とする)他の例は高い摩擦係数
のために大きな力を保証する。作業条件に応じて
最適なものを選択するべきである。
第10図と第11図に示す更に別の例によれ
ば、チユーブ5は二つの環状扇形突起13,1
3′を有し、一方、スリーブ14は一つの放射状
環状突起16を有している。チユーブ5とナツト
27との間の尾部には、スプリング26が設けら
れ、それによつてホース28がスリーブ14に固
定されている。スプリング26はスプリングの突
起16をチユーブ5に連続的に押しつける作用を
なしている。圧縮空気が導入されると、圧力がか
かつて機械の衝撃作用モードの偶発的な逆転を防
止することができる。
機械の衝撃作用モードを変更するためには、圧
縮空気の供給を停止し、ホース28を回転するこ
とによつてスリーブ14を回動させる。突起1
3,13′の傾斜側面と、チユーブ5、突起16
及びスリーブ14の側面の助けによつて、スリー
ブ14はチユーブ5の突起13′上に乗り上げ、
スプリング26を圧縮する。これによつて、ホー
ス28を更に回動する際に、スリーブ14は機械
の後方ストロークに対応する位置にロツクされ
る。この場合、スプリング26はスプリング14
をチユーブ5に対してロツクするのに使用され
る。
こきような構成によつて、スリーブ14は常時
チユーブ5に対して押しつけられ、両者は機械の
所望の衝撃作用モードにロツクされる。突然の圧
縮空気の中断(又は空気供給管路内の空気圧の低
下)があつても、チユーブ5の後端と、ホース2
7をスリーブ14に固定しているナツト27との
間に介在する圧縮スプリングの助けによつて、衝
撃作用モードの偶発的な逆転や自己誘導的切り換
えは生じない。
スリーブ14の大径段部の後端面を押圧するよ
うにスプリング19を設けるには二つの構成が可
能である(第4図)。第4図に示すような圧縮ス
プリングの利用はによつて、圧縮空気の供給を停
止した後、スリーブ14は該スプリングの力によ
つて前進させられ、スリーブ14の回転によつて
機械の衝撃作用モードは変更される。
しかし、事故によつて圧縮空気の供給が止まつ
た場合とか、供給ホースを捩じり過ぎたりして空
気供給管路内の圧がスプリング19の力以下に低
下した場合には、スリーブ14はチユーブ5に対
して移動し、自己誘導的逆転を生じることがあ
る。
これとは逆に、第4図の例のように、引つ張り
スプリングを利用した場合には、偶発的な切り換
えは起こらない(機械は第10図に示す圧縮スプ
リングを利用したものと実質的に同じように作動
する)。しかしながらこの場合、チユーブ5とス
リーブ14の突起13,13′及び16の側面は
僅かな傾斜角を有する斜面(第11図)を具え、
主突起13の長さよりも短い長手方向断面を有す
る補助突起13′上にスリーブ14の突起16が
乗り上げることができるように構成されているこ
とが望ましい。
上述の本発明機械の各実施例(圧縮又は引つ張
りスプリングを具え、チユーブとスリーブの突起
の側面を対応させたことを特長とする)はそれぞ
れ最適な利用分野を有する。
偶発的な自己逆転を防止するためには、第10
図に示すものが最適である。頑丈な空気供給ホー
スと小径の機械を用いる場合には、第4図の例を
用いることが好ましい。なぜならば、ホースの潰
れや空気供給管路内の圧力低下による自己誘導的
逆転の蓋然性は無視し得る程度であるからであ
る。
上述の実施例から最適なものを選択する基準は
一重に機械の作動条件にかかつている。
産業上の利用性 本発明は、土木工業技術に関連し、地中に穿孔
してパイプやパイル等の構造材を押し込む衝撃作
用機械に応用される。
本発明を利用することによつて、可逆式衝撃作
用機械の信頼性を向上させると共に、部品点数を
減少し、機械構造を簡略化し、更に機械の寿命を
長くすることができる。
本発明は多目的なものであり、例えば、半径方
向の寸法が小さいので断面の余り大きくない機械
にも応用できる。勿論、半径寸法の大きい機械に
関しても、他の先行技術の装置と同様に好適に利
用可能である。上に述べた以外にも、本発明は先
行技術のものよりも広い産業上の利用範囲を提供
する。例示として、本発明は40mm以下の径のハウ
ジングを有する衝撃作用機械に可逆性を提供す
る。本発明に匹敵する技術的解決策は従来知られ
ていない。
JP60502989A 1984-06-20 1985-06-20 空気によって作動する可逆式衝撃作用機械 Granted JPS61502479A (ja)

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SU843790258A SU1313973A1 (ru) 1984-06-20 1984-06-20 Пневматическое реверсивное устройство ударного действи дл проходки скважин в грунте
SU3790258/29 1984-06-20

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DE (2) DE3590297T (ja)
DK (1) DK160159C (ja)
GB (1) GB2175331B (ja)
NO (1) NO160534C (ja)
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SU (1) SU1313973A1 (ja)
WO (1) WO1986000357A1 (ja)

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