KR100194896B1 - 체결 요소를 박는 장치 - Google Patents

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KR100194896B1
KR100194896B1 KR1019910004232A KR910004232A KR100194896B1 KR 100194896 B1 KR100194896 B1 KR 100194896B1 KR 1019910004232 A KR1019910004232 A KR 1019910004232A KR 910004232 A KR910004232 A KR 910004232A KR 100194896 B1 KR100194896 B1 KR 100194896B1
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베크 요제프
마르크 프리츠
마이어 미하엘
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빌리 로날드, 슈날쯔지 안드레아
힐티 악티엔게젤샤프트
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Abstract

단단한 물질에 체결요소(2)를 박는 장치는 드릴링 머신(1)과 볼트 세팅장치(2)를 구비한다. 상기 대상물질에 블라인드 호울을 형성하기 위해 제1단계로 경우에 따라서는 타격이동이 중첩되는 회전운동이 상기 체결요소(2)에 전달된다. 제2단계로 체결요소(12)는 고압개스에 의해 대상물질의 최종위치로 박히게 된다.

Description

체결 요소를 박는 공구
제1도는 체결 요소가 삽입되어 있고, 모터 부분이 간단하게 도시되어 있으며, 정지 위치에 있는 상태의 본 발명에 따른 공구의 실시예를 부분 단면도로써 도시하고 있는 도면.
제2도는 제1도에 도시된 공구의 다른 구성을 나타내는 공구의 전방 영역을 나타내는 도면으로, 제1도에 비해 확대된 크기를 가지며, 정지 위치에 있는 공구를 도시하고 있는 축방향 연장 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 회전 드릴링 기구 2 : 볼트 장입 기구
3 : 출구 부분 5 : 지지체
6 : 볼베어링 9 : 구동 기구
9a : 종방향 홈 13 : 리베팅 세트
13b : 도그 16 : 지지링
17 : 스트라이크 18 : 압축 스프링
19 : 핀 21 : 링
22 : 모터 하우징 23 : 배터리 수용체
24 : 배터리 25 : 전기 모터
26 : 로터 샤프트 27,28 : 베어링
본 발명은 큰크리트, 벽돌, 암석들의 단단한 물질에 체결 요소를 박기 위한 공구에 관한 것이다.
이러한 직접 부착법에 의한 체결 요소의 장착은 한편으로는 특히 대량의 체결시에 소요 시간을 감소시킨다는 점에서 유리한 반면, 다른 한편으로는 수용 재료 물질상에 분화구 형태의 파열홈이 형성될 수 있다는 점에서 불리하다. 이러한 균열을 방지하기 위한 방법이 독일 특허 제28 49 139호에 제시되어 있는데, 이 방법에 따르면 미리 만들어진 블라인드 호울(blind hole)의 바닥을 통해 체결 요소가 화약폭파력에 의해 수용 재료 물질에 박히게 된다. 이 방법의 단점은 시간이 많이 소요되고 작업 비용이 많이 소요된다는 점이다.
따라서, 본 발명의 목적은 균열 발생의 결점을 회피하고 시간과 취급에 있어 적은 체결 경질의 재료 물질에 박기 위한 공구를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면 상기 목적은 회전 드릴링 기구와 볼트 장입(裝入) 기구를 구비한 체결 요소를 박기 위한 타정 공구에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 공구를 사용하여 체결 요소를 경질의 수용 재료 물질에 박는 경우, 우선 블라인드 호울을 형성하기 위해 회전 드릴링 기구를 사용하여 체결 요소에 회전 운동을 제공하고, 후속하여 고압 가스를 이용하여 체결 요소를 볼트 장입기구에 의해 최종 위치에 박아넣게 된다.
회전 드릴링 기구의 구동에는 예건데, 공구측의 배터리(battery) 또는 회로망으로부터 전류가 공급되는 전기 모터 등의 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 볼트 장입 기구는 고압 가스 예컨대, 화약 폭파력에 의해 발생된 가스를 이용하는 공지된 방법으로 구동하는 것이 유리하다.
체결 요소를 회전 결합함과 함께 축방향으로 변위 가능하게 부착된 수용 부재를 설계하는 것이 유리하다. 그 경우, 체결 요소는 한편으로 전체 둘레에 걸쳐 상기 수용 부재의 내벽부와 협동하며, 다른 한편으로는 체결 요소의 일부가 수용 부재에 설치된 추가 협동하는 것이 가능하다.
체결 요소가 전체 둘레에 걸쳐 수용 부재의 내벽부와 협동하는 경우, 수용 부재에는 체결 요소를 회전 가능하게 수용하는 도그가 구비되는 것이 유리하다. 이 도그는 예를 들면, 수용체에 다각형 형태로 형성되는데, 여기에 이 다각형 형태와 대응되는 부분, 예를 들면 헤드 또는 안내 디스크가 체결 요소와 결합하도록 되어 있다.
수용 부재는 회전 드릴링 기구에 의해 회전 운동으로 이행 가능한 구동 기구와 회전 결합하여, 구동 기구와 함께 회전하고 구동 기구에 대해 축선 방향으로 변위 가능하다. 수용 부재와 구동 기구를 회전 결합 및 축선 방향으로의 변위 가능하게 결합하도록 하기 위해, 이들 두 부분은 대응되게 형성된, 예컨대 도그의 형상으로 서로 결합된다. 수용 부재에 대한 구동 부재의 변위 가능성으로 인해, 구동 기구가 축선 방향으로 변위되지 않는 경우, 충격력이 수용 부재로 전달될 수 있다.
수용 부재는 본 발명의 공구의 작은 가압력에도 높은 드릴링 공정을 달성할 수 있게끔 드릴링 기구의 타격 기구인 캠 스트라이커(striker) 기구에 의해 작동되는 것이 유리하다. 캠 스트라이커 기구로부터 수용 부재에 전달된 타격은 체결 요소로 전달되어 체결 요소의 회전 운동에 부가되게 된다.
캠 스트라이커 기구는 스프링 상승 원리(spring lift principle)에 따라 작동할 수 있으며, 상호 협동하는 캠 링은 구동 기구 및 스트라이커의 대향하는 전단면에 배치될 수 있다.
수용 부재는 화약력에 의해 축방향으로 이동 가능한 볼트 장입 기구의 구동 피스톤의 일부가 통과되는 리세스를 구비하는 것이 유리하다. 상기 구동 피스톤은 상기 시세스를 관통 돌출하는 부분, 예를 들면 샤프트로 체결 요소를 작동시킬수 있다. 체결 요소의 샤프트의 대략 절반에 상응하는 삽입 깊이에 도달한 이후에 체결 요소는 그 최종 위치에 장착하는 것이 가능해진다.
나사 볼트 형태의 체결 요소를 이용할 때, 리세스에는 수용 부재와 회전 가능하고 축방향으로 변위 가능하게 연결되고 작동 피스톤에 의해 작동될 수 있고 또 체결 요소의 부분과 상호 작용하는 리베팅 세트가 구비될 수 있다. 구동 피스톤의 축방향 이동은 상기 리베팅 세트를 통해 체결 요소로 전달될 수 있으며, 상기 리베팅 세트는 체결 요소와 함께 수용 부재에 대해 변위된다. 이와 같이 수용 부재의 회전 운동은 상기 리베팅 세트에 의해 체결 요소로 전달되며, 그 때문에 리베팅 세트는 체결 요소를 회전에 적합하게 수용하도록 도그를 구비한다. 이 도그는 예를 들면 다각형의 리세스로 형성될 수 있으며, 이 리세스와 함께 다각형 연장부가 체결 요소의 후방 자유 단부에 결합된다.
스트라이커와 구동 피스톤은 구동 기구와 관통 구멍으로 수용 부재 쪽으로 축방향으로 관통한다. 구동 피스톤은 스트라이커의 관통 구멍과 동축으로 변위된다. 스트라이커의 타격과 구동 피스톤의 장착력은 직접적으로 수용 부재 또는 리베팅 세트 또는 체결 요소에 중심부세 대해 전달 가능하다.
본 발명에 따른 공구에 장착 가능한 체결 요소는 수용 부재와 회전 결합되고 축방향으로 변위될 될 수 있게 연결되며, 장입 방향으로 샤프트에 접속된 드릴 헤드와 장입 방향에서 배향 배치되어 샤프트에 접속된 결합 수단 및 수용 부재를 회전 결합하기 위한 회전 구동 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 공구는 샤프트에 장입 방향으로 부착된 드릴 헤드와 장입 방향과 대향 배치된 결합 수단 및 부용 부재를 회전 결합하기 위한 회전 구동 수단을 구비하는 체결 요소를 박아넣기 위한 목적으로 사용된다. 상기 체결 요소의 드릴헤드는 샤프트에 일체화되어 형성되는데, 예를 들면 삽입된 결질 금속판 또는 내식성 재료로 이루어진 크라운(crown)으로 형성될 수 있다. 샤프트에 부착된 나사를 갖는 부분 또는 샤프트의 직경을 넘는 헤드가 결합 수단 역할을 할 수 있다. 다각형 단면을 가진 부분이 회전 구동 수단 역할을 할 수 있다.
이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참조로 한 실시예를 통해 상세히 설명된다.
제1도에 따른 공구는 회전 드릴링 기구(1)와 볼트 장입 기구(2)를 구비한다.
이 공구의 플렌지 형상의 출구 부분(3)은 삽입식 조인트(4)에 의해 회전 드릴링 기구(1)의 지지체(5)와 해제 가능하게 연결된다. 이 지지체(5)에는 제1도에서 좌측의 장입 방향으로 2개의 로크 와셔(7,8)에 의해 축방향으로 지지되는 볼베어링(6)이 배치되어 있다. 이 볼베어링(6)은 나사 볼트(12)형태의 체결 요소용 수용 부재(11)에 연결되는 구동 기구(9)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다. 상기 수용 부재(11)의 중앙 홈(11a)에는 후방으로 수용 부재(11)이 견부(11b)에 변위될 수 있게 지지되는 리베팅 세트(13)가 구비되어 있다. 리베팅 세트(13)를 수용 부재(11) 및 구동 기구(9)와 회전 결합시키도록 상기 리베팅 세트(13)에 고정 배치되고 수용 부재(11)의 슬릿(11c)과 구동 기구(9)의 종방향 홈(9a)에 결합되는 횡방향 핀(14)을 구비한다. 상기 리베팅 세트(13)에는 장입 방향으로 개방되는 수용 구멍(13a)과 4각형 홈으로써 형성된 도그(13b)가 구비되어 있다.
나서 볼트(12)는 그 나사부(12a)와 함께 수용 구멍(13a)으로 돌출되고, 또 4각형 연장부(12b)와 함께 회전 가능하게 결합되는 도그(13b)로 돌출된다. 나사 볼트(12)의 샤프트(12c)는 안내 디스크(12d)를 포함한다. 이 샤프트(12c)의 자유단부에는 드릴 헤드(12a)와 같은 결합 수단이 구비되어 있다. 영구 자석(15)은 상기 안내 디스크(12d)와 함께 작용하여 나사 볼트(12)를 출구 부분(3)에 축방향으로 유지하는 역할을 한다. 영구 자석(15) 대신에 기계적인 유지 수단이 구비될 수 있다.
구동 기구(9)는 장입 방향으로 구비되어 있는 베벨 기어링(9c) 및 톱니 모양의 캠이 있는 캠링(9d)을 갖는다.
지지체(5)에는 원주방향으로 부분적으로 개방된 지지링(16)이 고정되어 있다. 이 지지링에서 스트라이커(17)는 압축 스프링(18)의 힘을 장입 방향으로 지지된다. 이 스트라이커(17)는 톱니 모양의 캠을 구비하며, 캠링(19d)과 협조하는 캠링(17a)를 지지한다. 본 발명의 장치가 정지 위치에 있을 때 캠링의 캠은 다른 캠링의 리세스로 돌출한다. 장입 방향으로 구비되어 있는 스트라이커(17)의 목부는 부분적으로는 구동 기구(9)의 관통 구멍(9e)를 관통하며, 수용 부재(11)를 수용하는 구멍(9b)으로 돌출한다. 이 스트라이커(17)를 회전 및 변위 가능하게 안내하기 위해 종방향 홈(17b)을 구비하며, 이 홈으로 핀(19)이 돌출한다. 상기 핀(19)은 지지체(5)에 고정링(21)을 지지한다.
지지체(5)에는 모터 하우징(22), 및 배터리(24)를 수용하는 수용 부재(23)가 부착되어 있는데, 이 배터리는 전기 모터(25)에 전기를 공급하는 역할을 한다. 전기 모터(25)의 로터 샤프트(26)는 베어링(27,28)에 안내되어 한측이 베벨 피니 언(29)에 지지된다. 이 베벨 피니언(29)는 베벨 기어링(9c)와 결합한다.
볼트 장입 기구(2)는 하우징부(31)와 이 하우징부에 고정된 손잡이(32)를 구비한다. 하우징부(31)의 도시되지 않은 절개 구역에는 볼트 장입 기구에서 공지되어 있고 그로 인해 간단히 하기 위해 도시되지 않은 화약 장입물을 점화시키고 공급하는 장치등이 구비되어 있다. 하우징부(31)로부터 변위될 수 있는 지지관(33)이 돌출하며, 이 지지관은 볼트 장입 기구(2)를 회전 드릴링 기구(1)에서 분리하기 위해 삽입식 조이트(34)에 의해 지지체(5)에 연결된다. 이 지지관(33)에는 스프링 힘에 바닥(33a)에 대해 가압되는 신축성 안내관(35)이 돌출되어 있다. 안내관(35)이 지지관(33)에 대한 축방향 변위 가능성을 제한하기 위해, 안내관(35)은 견부를 통해 축방향으로 경계를 이루는 평탄부(35a)를 구비하며, 이 평탄부에서 U-형 요크(36)는 생크(36a)와 맞물린다. 이 요크(36)는 축방향으로 이동되지 못하도록 슬릿(33b)에 지지된다. 장입 방향에 대향된 안내관(35)의 단부에는 화약 장입물용 부싱(35b)이 구비되어 있다. 이 부싱(35b)은 안내 구멍(35c)으로 개방되어 있고 이 안내 구멍에서 구동 피스톤(37)은 헤드(37a)와 함께 변위 가능하게 밀봉되어 지지된다. 구동 피스톤(37)의 샤프트(37b)는 바닥(33a) 및 스트라이커(17)의 축방향 관통 구멍(17c)의 중심을 관통한다. 구동 피스톤(37)의 장입 방향쪽 단부는 리세스(11a)를 기준으로 리베팅 세트(13)의 후단부에 자유롭게 베치되어 있다.
상기 공구가 정지 위치에 있을 때, 하우징부(31)는 장입 방향으로 구비된 그 전면(31a)이 장입 방향과 대향 배치된 지지체(5)의 지지면(5a)과 간격을 두고 배치된다.
나사 볼트(12)를 장착하기 위해, 나사 볼트는 본 발명의 공구를 사용하여 장착하게 되는 재료 물질에 대해 가압되며, 모터(25)가 작동 개시된다. 작동된 모터(25)는 구동 기구(9)를 회전 운동시킨다. 이 회전 운동은 횡방향 핀(14)과 수용 부재(11) 및 리베팅 세트(13)를 통해 전달된다. 도그(13b)는 이 회전 운동을 나사 볼트(12)로 전달된다. 구동 기구(19)의 회전에 따라, 회전 방향으로 정지해 있는 스트라이커(17)의 캠링(17a)으로 캠링(9d)이 진입된다. 압축 스프링(18)과의 상호 작용에 의해 스트라이커(17)는 전후로 이동되어 수용 부재(11)에 연달아 타격을 가하게 된다. 본 발명에 따른 공구의 가압에 의해 수용 부재(11)는 스트라이커(17)의 타격 구역에 유지된다. 수용 부재(11)에 가해지는 타격은 견부(11b)를 통해 리베팅 세트(13)로 전달되며, 이 리베팅 세트는 이 타격을 나사 볼트(12)에 전달하여 드릴 공정을 실행한다.
나사 볼트(12)가 그 샤프트(12c)의 길이의 반까지 진입한 후에 모터(25)는 정지된다. 그후 화약 장입물이 점화되어 구동 피스톤(37)을 리베팅 세트(13)를 향해 추진시키게 된다. 리베팅 세트는 구동 피스톤(37)이 작용에 의해 나사 볼트(12)의 샤프트(12c)의 전방부를 더더욱 수용 재료 물질안으로 드릴링 작업중에 형성된 블라인드 호울의 바닥을 통해 추진시키게 된다. 그에 따라 체결 요소의 장착공정은 종결한다.
제2도의 도시된 본 발명에 따른 공구의 전방부는 제1도에 따른 나사 볼트(12) 대신에 못(41)을 수용할 수 있게 한다. 못(41)을 수용하도록 되어 있는 부분을 제외하고는 다른 부분은 제1도에 따른 부분과 동일하며, 동일한 참조 번호로 표시된다.
구동 기구(9)에서 수용 부재(42)는 변위될 수 있으며, 수용 부재(42)에 고정되어 구동 기구(9)의 종방향 홈(9a)에 결합되는 횡방향 핀(43)에 의해 구동부(9)와 회전 결합된다. 상기 수용 부재(42)는 구동 피스톤(37)의 샤프트(37b)가 관통되도록 해주는 리세트(42a)의 중앙을 관통한다. 수용 부재(42)는 장입 방향과 반대 방향으로 스트라이커(17)에 지지된다. 장입 방향 측에서, 수용 부재(42)는 다각형 형상의 도그(42b)를 구비하여 이 다각형 형상에 대응되는 형상을 갖는 못의 헤드(41a)와 회전 결합하도록 되어 있다. 못(41)의 제2 안내 역할을 하는 디스크(41b)는 못(41)의 샤프트(41c)에 배치되어 수용 부재(42)와 결합한다. 상기 샤프트(41c)의 자유 단부에는 드릴 헤드(41d)가 구비되어 있다.
못(41)을 대상 물질에 박는 것은 제1 단계로 나사 볼트(12)의 경우와 같이 간헐적인 충돌이 중복되는 작용을 하는 드릴 공정에 의해 이루어진다. 회전 운동은 구동 기구(9)로부터 횡방향 핀(43)을 통해 수용 부재(42)에 또 도그(42b)를 통해 못(41)에 전달된다. 스트라이커(17)로부터 수용 부재(42)에 전달되는 간헐적인 타격은 못의 헤드(14a)와 같은 결합 수단이 지지되는 견부(42c)에 의해 못(41)에 전달된다. 드릴 공정이 중단된 후에 두 번째 단계로 못(41)은 그 샤프트와 함께 화약력에 의해 대상 물질에 장입하게 되며, 구동 피스톤(37)은 그 샤프트(37b)와 함께 리세스(42a)를 관통한 못(41)에 타격을 가하게 된다.

Claims (10)

  1. 콘크리트, 벽돌, 암석 등의 경질의 물질에 체결 요소(12,41)를 박기 위한 공구에 있어서, 회전 드릴링 기구(1)와 볼트 장입 기구(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 체결 요소(12,41)를 회전에 적합하고 축방향으로 변위 가능하게 수용하는 역할을 하는 수용 부재(11,42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수용 부재(11,42)는 체결 요소(12,41)를 회전 가능하게 수용하는 도그(13b,42b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 수용 부재(11,42)는 회전 드릴링 기구(1)로부너 회전 운동을 전달하는 구동 기구(9)와 회전에 적합하고 축방향으로 변위할수 있게 연결되는 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수용 부재(11,42)는 회전 드릴링 기구(1)의 타격 기구인 스트라이커(17)에 의해 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  6. 제4항에 있어서, 상기 수용 부재(11,42)는 고압 가스에 의해 축방향 이동을 전달할 수 있는 볼트 장입 기구(2)의 구동 피스톤(37)의 샤프트 부분(37b)과 통과하기 위한 리세스(11a, 42a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  7. 제6항에 있어서, 상기 리세스(11a)에는 수용부재(11)와 함께 회전에 적합하고 축방향으로 변위할 수 있게 연결되고 구동 피스톤(37)에 의해 구동될 수 있는 리베팅 세트(13)가 구비되어 있는 것을 특지으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  8. 제7항에 있어서, 상기 리베팅 세트(13)는 체결 요소(12)를 회전 가능하게 수용하는 도그(13b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  9. 제6항에 있어서, 상기 스트라이커(17)와 구동 피스톤(37)은 수용 부재(11,42)쪽으로 개방된 구동 기구(9)의 관통 구멍(9e)을 축방향을 향해 형성한 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
  10. 제1항에 있어서, 상기 체결 요소(12,41)는 샤프트에 장입 방향으로 부착된 드릴 헤드(12e,41d)와, 상기 장입 방향에 대향되어 위치하는 결합 수단(12a. 41a) 및 회전 구동 수단(12b,41a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 체결 요소를 박는 공구.
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