KR101351685B1

KR101351685B1 - 착암 드릴 기계 및 축방향 베어링 모듈

Info

Publication number: KR101351685B1
Application number: KR1020117014130A
Authority: KR
Inventors: 라르스 깐데린; 띠모 무또넨; 뻬까 사우꼬
Original assignee: 산드빅 마이닝 앤드 컨스트럭션 오와이
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2014-01-14
Also published as: CN102281995A; CA2744147C; JP2012509198A; CN102281995B; ZA201104488B; AU2009317128B2; US20110240322A1; EP2349654A4; US8733467B2; AU2009317128A1; FI20086098A0; KR20110093902A; WO2010058071A1; CL2011001165A1; FI121221B; FI20086098A; EP2349654A1; CA2744147A1; JP5373107B2

Abstract

본 발명은, 드릴 섕크 (7) 의 축방향 위치를 설정하고 암석으로부터 복귀하는 응력 펄스를 감소시키기 위한 적어도 하나의 축방향 피스톤 (39a, 39b) 를 갖는 축방향 베어링 (18) 을 구비한 착암 드릴 기계 (5) 에 관한 것이다. 축방향 베어링은 일 설치 방향으로부터 하나의 부품 형태로 분리가능한 모듈 (21a, 21b) 을 포함한다. 축방향 베어링 모듈은 모든 필수적인 시일 (42a, 42b), 베어링면 (40a, 40b), 및 모듈 프레임 (38a, 37b) 을 포함한다. 축방향 베어링의 작동에 의해 야기되는 지지력 (FA, FB) 은 모듈 프레임의 지지 수단 (43) 에 의해 적어도 축방향 베어링 (18) 에서 균일한 부품인, 착암 드릴 기계의 본체 (11) 에 바로 전달된다.

Description

착암 드릴 기계 및 축방향 베어링 모듈{ROCK DRILLING MACHINE AND AXIAL BEARING MODULE}

본 발명은 본체와, 상기 본체의 내측에 배치되는 타격 부재, 그리고 암석 파괴용 공구가 부착될 수도 있는 드릴 섕크를 포함하는 착암 드릴 기계에 관한 것이다. 타격 장치는 상기 섕크를 통해 공구에 응력 펄스를 발생시키는 타격 부재를 포함한다. 또한, 상기 착암 드릴 기계는 하나 이상의 압력 매체 작동식 축방향 피스톤을 구비한 축방향 베어링을 포함하며, 이러한 축방향 베어링에 의해 상기 섕크가 본체에 대해 축방향으로 밀어짐으로써 스트로크 (stroke) 방향을 향해 미리 정해진 이동 거리로 이동될 수도 있다. 상기 섕크의 충돌면은 응력 펄스 수용을 위해 필요한 축방향 지점에 설정될 수 있다. 상기 축방향 피스톤이 압력 매체에 의해 작동됨에 따라, 축방향 피스톤은 상기 축방향 베어링에 포함되어 있는 작동 압력 공간의 내부에 배치되는 작동 압력면을 포함하며, 이송 채널로부터 상기 작동 압력면으로 압력 매체의 압력이 인가될 수도 있다. 상기 축방향 피스톤에는 또한, 스트로크 방향으로 힘이 전달될 수도 있다. 본 발명은 또한 축방향 베어링 모듈에 관한 것이다. 본 발명의 분야에 대해서는 본 특허 출원의 독립항의 전제부에 보다 상세히 정의되어 있다.

공지되어 있는 바와 같이, 축방향 베어링이 장착되어 있는 착암 드릴 기계가 공지되어 있고, 이러한 축방향 베어링은 착암 드릴 기계에 포함되어 있는 드릴 섕크를 드릴링 작업 동안 미리 정해진 충돌 지점으로 이동시키는 역할을 한다. 드릴 섕크의 위치를 조절함으로써 타격력을 조절할 수 있다. 상기 축방향 베어링은 또한, 암석으로부터 착암 드릴 기계로 역방향으로 반사되는 응력 펄스를 감소시키는 역할을 할 수도 있다. 통상적으로, 축방향 베어링은 착암 드릴 기계의 전방 본체와 후방 본체 사이의 중간 플랜지에 배치되어 있다. 공지된 축방향 베어링의 단점은, 축방향 베어링의 작동으로 인해 야기되는 지지력으로 인해 착암 드릴 기계의 구조체에 불필요한 응력 변형을 초래할 수도 있다는 것이다.

본 발명의 목적은 신규의, 개선된 착암 드릴 기계 및 축방향 베어링 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 착암 드릴 기계는, 축방향 베어링이 적어도 하나의 축방향 피스톤, 적어도 하나의 시일 (seal), 적어도 하나의 베어링면 및 모듈 프레임을 포함하는 적어도 하나의 축방향 베어링 모듈을 포함하고, 상기 모듈 프레임의 외부면에는 축방향 베어링의 작동에 의해 야기되는 지지력을 축방향 베어링으로부터 착암 드릴 기계의 본체에 바로 전달하기 위한 적어도 하나의 고정 지지 수단이 제공되고, 또한 상기 착암 드릴 기계의 본체는 적어도 축방향 베어링에서 이음면 없이 균일한 부품인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 축방향 베어링 모듈은 적어도 하나의 축방향 피스톤, 적어도 하나의 시일 (seal), 적어도 하나의 베어링면 및 모듈 프레임을 포함하는 적어도 하나의 축방향 베어링 모듈을 포함하고, 상기 축방향 베어링은 단일 부품의 형태로 상기 착암 드릴 기계의 적소에 설치 및 분리 가능한 균일한 부품이고, 상기 모듈 프레임은 슬리브형 부품이고 상기 축방향 베어링 모듈을 독립적으로 상기 착암 드릴 기계에 체결하기 위한 적어도 하나의 잠금 브라켓을 상기 모듈 프레임의 외측 테두리에서 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사상은, 상기 착암 드릴 기계의 축방향 베어링은 단일 부품의 형태로 본체 내부 공간의 적소에 장착 및 분리 가능한 하나 이상의 축방향 베어링 모듈을 포함한다는 것이다. 상기 축방향 베어링 모듈은 하나 이상의 축방향 피스톤, 하나 이상의 베어링면, 시일 및 모듈 프레임을 포함한다. 또한, 상기 축방향 베어링의 작동에 의해 야기되는 지지력이 모듈 프레임의 적어도 하나의 잠금 수단에 의해 착암 드릴 기계의 균일한 본체부에 바로 전달된다. 상기 균일한 본체부는 축방향 베어링에서 어떠한 이음면도 갖지 않는다.

본 발명에 의해 제공되는 장점으로서, 상기 축방향 베어링 모듈은 축방향 베어링의 작동에 필요한 모든 필수적인 구성 요소가 통합되어 균일한 형상의 단일 부품을 구성한다. 이러한 축방향 베어링 모듈은 하나의 독립체의 형태로 분리 가능하며, 따라서 새로운 모듈과 교체 가능하다. 또한, 마모 시일 및 가능하다면 베어링 또한 고장 수리 현장에서 직접 양호한 조건 하에 분리 및 교체될 수도 있다. 지지력이 축방향 베어링 모듈로부터 하나의 균일한 본체부로 전달되기 때문에, 축방향 베어링에는 이음면이 없다. 이렇게, 종래의 해법에서 발생되고, 이음면에 대한 스트레인 및 마모 및 타이 볼트 등의 이음 수단에 대한 하중에 의해 야기된 문제점을 방지하는 것이 가능하다. 본 발명의 구조는 이렇게 이전의 해법보다 더 튼튼하고 강할 수도 있다.

본 실시형태의 사상은, 착암 드릴 기계의 본체가 이음면이 없는 하나의 균일한 단일 부품이라는 것이다. 단일 부품 형태의 본체는 축방향 베어링에 의해 야기되는 지지력으로 인한 부하가 가해지는 이음면과 부품 사이의 체결 볼트를 필요로 하지 않는다. 따라서, 단일 본체를 구비한 착암 드릴 기계는 종래 기술과 비교하여 강도가 보다 높으며 유지 관리가 보다 자유로운 편이다. 또한, 본 발명의 착암 드릴 기계는 중량 및 길이 감소를 달성할 수 있다. 본체의 전단부에 배치될 수도 있는 플러싱 챔버와 후단부의 후방 덮개 또는 축압기는 본체의 부품이 아니라는 것을 알아야 한다.

본 실시형태의 사상은, 착암 드릴 기계의 본체가 두 개 이상의 상호연결된 본체 부품으로 구성된다는 것이다. 그러나, 축방향 베어링에서 또는 지지력의 작용 하에서는 본체 부품들이 이어지지 않아서 축방향 베어링의 작동에 의해 야기되는 지지력이 이음부에 가해지지 않는다. 축방향 베어링을 따르는 균일한 구조체는 반대 방향의 지지력을 수용하고 필요에 따라 상기 지지력을 전방으로 전달한다.

본 실시형태의 사상은, 축방향 베어링 모듈이 착암 드릴 기계의 본체부를 분해할 필요 없이 본체 내에 있는 공간에 단일 부품으로 적소에 설치 및 분리 가능하다는 것이다. 축방향 베어링 모듈을 설치할 때 착암 드릴 기계의 본체가 분리될 필요가 없기 때문에, 축방향 베어링의 간단한 유지 관리 작업 및 구성 요소의 교체 작업 그리고 기타 다른 수리 작업이 착암 드릴 기계를 이송 빔으로부터 분리할 필요 없이 현장에서 직접 이루어질 수도 있다.

본 실시형태의 사상은, 축방량 베어링 모듈이 착암 드릴 기계의 전단부로부터 적소에 배열된다는 것이다. 그래서 모듈 프레임의 지지 수단은 축방향 베어링에 의해 야기되고 스트로크 방향으로 작용하는 축방향 지지력을 착암 드릴 기계의 본체 바로 전달하도록 배열된다. 따라서, 지지 수단은 적어도 설치 방향과 반대되는 지지력을 전달한다.

본 실시형태의 사상은, 축방향 베어링 모듈이 착암 드릴 기계의 후단부로부터 적소에 배열된다는 것이다. 그래서 모듈 프레임의 지지 수단은 축방향 베어링에 의해 야기되고 복귀 방향으로 작용하는 축방향 지지력을 착암 드릴 기계의 본체에 바로 전달하도록 배열된다. 따라서, 지지 수단은 적어도 설치 방향과 반대되는 지지력을 전달한다.

본 실시형태의 사상은, 모듈 프레임의 지지 수단이 스트로크 방향 및 복귀 방향 모두에서 축방향 베어링에 의해 야기되는 지지력을 전달하도록 배열된다는 것이다.

본 실시형태의 사상은, 하나 이상의 축방향 베어링 모듈이 하나 이상의 형상-잠금 수단에 의해 착암 드릴 기계의 본체에 체결된다는 것이다. 형상-잠금 수단은 모듈 프레임에 형성되어 있다.

본 실시형태의 사상은, 하나 이상의 축방향 베어링 모듈이 베요넷 (beyonet) 체결 방법을 사용하여 착암 드릴 기계의 본체에 체결된다는 것이다.

본 실시형태의 사상은, 적어도 하나의 축방향 베어링 모듈의 모듈 프레임에는, 적어도 하나의 지지면, 지지 견부, 지지 플랜지 또는 대응 부재가 제공되며, 이러한 구성 요소에 의해, 상기 축방향 베어링의 작동에 의해 야기되는 지지력이 착암 드릴 기계의 본체에 바로 전달될 수도 있다는 것이다. 모듈 프레임의 지지 견부는 지지력을 제 1 방향으로 전달할 수도 있고 지지면은 지지력을 반대되는 제 2 방향으로 전달할 수도 있다.

본 발명의 사상은, 축방향 베어링은 축방향으로 나란히 배열되는 적어도 두 개의 축방향 베어링 모듈을 포함한다는 것이다. 각 모듈의 프레임은 고유의 브라켓 등을 포함할 수도 있다.

본 발명의 사상은, 축방향 베어링이 적어도 두 개의 연속적인 축방향 베어링 모듈을 포함하고, 그 중 나중에 설치된 모듈, 즉, 최외각 모듈이 축방향으로 적소에 다른 모듈을 잠그도록 배열된다는 것이다. 최외각 모듈의 모듈 프레임에는 지지력을 본체에 전달하고 모듈을 적소에서 잠그는 잠금 브라켓이 제공된다.

본 발명의 사상은, 모듈 프레임이 중심 축선을 중심으로 회전될 때 모듈 프레임의 외부면에 착암 드릴 기계의 본체 내부로 잠기도록 배열된 나사가 제공된다는 것이다. 그 다음, 나사는 적어도 설치 방향과 반대되는 지지력을 드릴 기계의 본체에 전달할 수도 있는 잠금 수단으로서 작용한다.

본 발명의 몇몇 실시형태가 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명된다.

도면에는 본 발명의 몇몇 실시형태가 명료성을 위해 간단한 형태로 도시되어 있다. 전체 도면에 걸쳐 유사한 구성 요소는 동일한 도면 부호로 표시되어 있다.

도 1 은 드릴링 붐(boom)에 배치된 암석 드릴링 유닛을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 2 는 도 3 에 따른 착암 드릴 기계의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3 은 축방향 베어링 모듈이 장착된 착암 드릴 기계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 7 은 축방향 베어링 모듈의 구조 그리고 착암 드릴 기계의 본체와 축방향 베어링 모듈의 설치 및 결합 관계를 부분적으로 단면도로 나타낸 개략적인 사시도이다.
도 8 은 도 4 내지 도 7 에 따른 축방향 베어링 모듈이 장착된 착암 드릴 기계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 에는 암석 드릴링 장비의 드릴링 붐 (2) 등의 상부에 배치될 수도 있는 암석 드릴링 유닛 (1) 이 도시되어 있다. 암석 드릴링 유닛 (1) 은 이송 장치 (4) 에 의해 이동되는 이송 빔(feed beam)(3) 을 포함할 수도 있으며, 이러한 이송 빔의 상부에 착암 드릴 기계 (5) 가 배치되어 있다. 착암 드릴 기계 (5) 는 운반대 (36) 에 체결되어 스트로크 방향 (A) 및 복귀 방향 (B) 으로 이동될 수도 있다. 또한, 착암 드릴 기계 (5) 는 충격 펄스를 발생시켜 드릴 섕크 (7) 에 인가함으로써 충격 펄스가 공구 (8) 를 통해 암석 (9) 에 전달되도록 하기 위한 타격 장치 (6) 를 포함한다. 상기 공구 (8) 는 하나 이상의 드릴 로드 및 드릴 비트를 포함할 수도 있다. 변형예에 있어서, 상기 공구 (8) 는 드릴 섕크 (7) 와 같은 기계 부품이 착암 드릴 기계의 일 단부에 고정적으로 연결되도록 할 수도 있는 일체형 로드를 포함할 수도 있다. 따라서, 본 특허 출원에 있어서, 드릴 섕크가 일체형 로드 등의 후단부의 형태로 형성될 수도 있으며, 이러한 형태의 드릴 섕크에 축방향 베어링에 의해 힘이 인가될 수도 있다. 또한, 착암 드릴 기계 (5) 는 드릴 섕크 (7) 와 공구 (8) 를 그 종축선을 중심으로 회전시키기 위한 회전 장치 (10) 를 포함할 수도 있다. 상기 드릴 섕크 (7) 는 충격력, 회전력 및 이송력을 드릴링 공구에 전달하도록 배치되며, 드릴링 공구는 다시 이들 힘을 드릴링하고자 하는 암석 (9) 에 전달하는 역할을 한다.

상기 타격 장치 (6) 는 압력 매체를 이용하여 전후로 이동되는 한편 드릴 섕크 (7) 의 충돌면을 스트로크 방향 (A) 으로 타격하도록 배치되는 타격 피스톤을 포함할 수도 있다. 이러한 타격 피스톤 대신, 충격 펄스를 발생시키기 위한 기타 다른 타격 부재 또는 부품을 사용할 수도 있다. 충격 펄스가 반드시 운동 에너지를 이용하여 발생되어야 하는 것은 아니며, 예를 들어, 직접 압력 에너지를 이용하여 발생될 수도 있다. 또한, 압력 에너지 외에도, 충격 펄스를 발생시키기 위해 필요한 에너지는 기타 다른 에너지, 예를 들어, 전기 에너지일 수도 있다. 이에 따라, 이러한 타격 장치의 구조 및 작동 원리는 본 발명의 필수 논점은 아니라는 점을 이해할 수 있을 것이다.

착암 드릴 기계의 구조 및 작동이 도 2 및 도 3 을 참조하여 일반적으로 설명된다. 본 발명의 실시형태는 이후에 도 4 ~ 도 8 에 도시된다. 그러나, 도 2 및 도 3 의 설명에서 언급되는 특징들은 필요에 따라 본 발명의 해법에 적용될 수도 있다는 것이 언급되어야 한다.

도 2 및 도 3 에 도시된 착암 드릴 기계 (5) 는 하나의 본체를 갖고, 즉, 하나의 균일한 단일 본체 (11) 를 포함한다. 상기 본체 (11) 는 내부에 상기 타격 장치 (6), 축방향 베어링 (18), 회전 장치 기어 시스템 (13) 그리고 드릴 섕크 (7) 가 배치되는 관상형 부품의 형태로 형성될 수도 있다. 상기 타격 장치 (6) 는 전술한 타격 피스톤의 형태로 형성될 수도 있는 타격 부재 (14) 를 포함하며, 이러한 타격 부재는 압력 매체를 이용하여 축방향으로 전후로 이동하도록 배치되어, 타격 부재 (14) 의 전단부의 충돌면 (15) 이 드릴 섕크 (7) 의 후단부의 충돌면 (16) 을 타격하도록 배치된다. 본 특허 출원에 있어서, 착암 드릴 기계 (5) 의 구성 요소들의 전단부는 스트로크 방향 (A) 측 단부라고도 일컬어지며, 이에 따라, 구성 요소들의 후단부는 복귀 방향 (B) 측 단부라고도 일컬어지고 있음을 언급할 필요가 있다. 상기 기어 시스템 (13) 은 회전 장치 (10) 에 의해 제공되는 회전 토오크를 드릴 섕크 (7) 에 전달하는 역할을 하며, 드릴 섕크 (7) 를 둘러싸도록 구성되는 회전 슬리브 (17) 를 포함할 수도 있다. 드릴 섕크 (7) 와 회전 슬리브 (17) 가 연결됨으로써 드릴 섕크 (7) 의 축방향 이동이 가능해진다. 회전 장치 (10) 와 회전 슬리브 (17) 의 사이에 중간 기어 (70) 가 배치될 수도 있다.

상기 축방향 베어링 (18) 은 축방향으로 이동 가능한 하나 또는 두 개 이상의 피스톤을 포함할 수도 있으며, 드릴 섕크 (7) 의 축방향 설정에 영향을 미칠 수도 있다. 드릴 섕크 (7) 의 후단부는 제 1 축방향 피스톤 (19) 을 이용하여 지지될 수도 있다. 상기 축방향 피스톤 (19) 은 직접 또는 지지 슬리브 (90) 를 통해 드릴 섕크 (7) 에 힘을 인가하도록 배치될 수도 있다. 이러한 제 1 피스톤 (19) 은 타격 부재 (14) 의 둘레에 배치될 수도 있는 슬리브 형상의 부품일 수도 있다. 또한, 제 1 피스톤 (19) 의 둘레에 슬리브 형상의 제 2 축방향 피스톤 (20) 이 배치될 수도 있다. 압력 유체의 압력이 압력 챔버 내로 전달되는 경우, 상기 피스톤 (19, 20) 은 축방향으로 서로 상대 이동할 수도 있다. 이 경우, 스트로크 방향 (A) 을 기준으로, 제 2 피스톤 (20) 의 이동 거리가 제 1 피스톤 (19) 의 이동 거리보다 짧을 수도 있다. 스트로크 방향 (A) 으로의 제 1 피스톤 (19) 의 이동 거리는, 이송 저항이 보다 작아지는 경우, 드릴 섕크의 충돌면 (16) 이 미리 정해진 충돌 지점의 전방까지만 이동할 수도 있도록 결정될 수 있다. 이러한 타격 부재 (14) 와 연관된 완충 구성에 의하면, 예를 들어, 연질 암석의 드릴링 시에, 공구 (8) 로 전달되는 타격력을 감소시킬 수도 있다. 또한, 스트로크 방향 (A) 으로의 축방향 피스톤 (19, 20) 의 공통 힘의 크기가 이송력보다 클 수도 있다. 대안적으로, 하나의 축방향 피스톤이 단독으로 발휘하는 힘이 이송력보다 클 수도 있다. 전술한 바와 같은 축방향 피스톤 (19, 20) 을 사용하여 충돌 지점의 축방향 위치에 영향을 미칠 수 있을 뿐만 아니라 암석으로부터 되돌아 오는 응력 펄스에 의해 야기되는 복귀 이동력을 감소시킬 수 있다. 전술한 복귀 이동력이 축방향 피스톤 (19, 20) 에 인가되는 경우, 피스톤의 압력 챔버로부터 압력 유체가 방면되어 적당한 스로틀 수단을 통해 이동됨으로써 완충 효과를 제공하게 된다. 이러한 축방향 베어링의 일반적인 작동 원리 및 구조와 관련하여서는 핀란드 특허 공보 제 84 701 호, 제 20 030 016 호 및 미국 특허 제 6,186,246 호를 참조하기 바라며, 이들 특허에 개시된 주제들은 본 특허 출원에 참조로써 인용되고 있다.

도 2 에는 축방향 베어링의 작동에 의해 야기되는 지지력이 본체 (11) 에 전달되는 지점이 도시되어 있다. 스트로크 방향으로 작용하는 지지력 (FA) 은 체결 플랜지에 의해 전달되며, 복귀 방향으로 작용하는 지지력 (FB) 은 견부 (74) 에 의해 전달된다.

도 4 내지 도 8 은 제 1 축방향 베어링 모듈 (21a) 과 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 을 포함하는 본 발명의 대안적인 축방향 베어링 (18) 을 도시하고, 이경우에 상기 제 1 및 제 2 축방향 베어링 모듈은, 플러싱 챔버, 드릴 섕크 (7), 회전 슬리브 (17) 및 축방향 베어링 (18) 전방의 기타 다른 가능한 구성 요소가 분리된 후, 주어진 설치 방향으로부터 시작하여, 본 실시형태의 경우 착암 드릴 기계 (5) 의 전단부로부터 시작하여, 본체 (11) 의 내부에 축방향으로 연속적으로 배치된다. 도 4 내지 도 7 에 명료성을 위해 단지 부분적으로만 도시되어 있는 본체 (11) 는 적어도 축방향 베어링 (18) 의 단면을 따라 균일한 형상의 부품으로서, 축방향 베어링 (18) 에 의해 야기되는 지지력이 인가될 수 있는 이음면을 포함하고 있지 않다. 도 8 에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 제 1 축방향 베어링 모듈 (21a) 은 모듈 프레임 (38a) 과, 축방향 피스톤 (39a), 베어링 (40a), 베어링 하우징 (41a) 및 시일 (42a) 을 포함한다. 이러한 제 1 축방향 베어링 모듈 (21a) 은 하나의 균일한 형상의 부품의 형태로 적소에 설치 및 분리될 수도 있다. 제 1 축방향 베어링 모듈 (21a) 이 적소에 밀어 넣어진 후, 도 4에 도시된 방식으로 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 이 동일한 설치 방향으로 배치될 수도 있다. 또한, 이들 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 이 동시에 함께 설치 및 분리될 수도 있다. 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 은 모듈 프레임 (38b) 과, 축방향 피스톤 (39b), 베어링 (40b), 베어링 하우징 (41b) 및 시일 (42b) 을 포함한다. 따라서, 양 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 은 분리 및 설치 그리고 취급이 용이한 부품이다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 제 1 축방향 베어링 모듈 (21b) 의 모듈 프레임 (38b) 은 설치 동안 본체 (11) 의 개구 (44) 내측으로 밀어 넣어질 수도 있는 하나 이상의 잠금 브라켓 (43) 을 포함할 수도 있다. 그 후, 도 5 에 도시된 바와 같은 방식으로 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 이 그 종축선을 중심으로 한정된 각도로 회전되면, 잠금 브라켓 (43) 이 개구 (44) 의 반대 방향으로 이동되어 본체 (11) 의 잠금면 또는 견부 (65) 에 대해 잠금된다. 이에 따라, 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 의 체결이 베요넷 결합(beyonet locking) 방식으로 이루어질 수도 있다. 물론, 기타 다른 형태의 형상 잠금체 (form-locks) 또는 별개의 체결 부재가 사용될 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 은 또한, 제 1 축방향 베어링 모듈 (21a) 을 적소에 잠금시키는 역할을 하며, 이에 따라, 제 1 축방향 베어링 모듈 (21a) 에 체결 부재가 마련될 수도 있긴 하지만 반드시 마련되어야 하는 것은 아니다. 전술한 바와 같이 축방향 베어링 (18) 의 작동에 의해 야기되는 지지력 (FA, FB) 은 잠금 브라켓 (43) 또는 대응 체결 수단 및 견부 (74) 를 통해 바로 착암 드릴 기계의 본체 (11) 에 전달된다.

도 6 및 도 7 에는 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 이 그 종축선을 중심으로 회전하는 것을 방지할 수도 있는 베어링 슬리브 (45) 가 도시되어 있다. 베어링 슬리브 (45) 는 본체 (11) 의 개구 (44) 에 마련된 축방향 방위의 브라켓 (46) 을 포함할 수도 있다. 베어링 슬리브 (45) 가 축방향으로 적소에 밀어 넣어지면, 브라켓 (46) 이 개구 (44) 내로 밀어 넣어져 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 이 회전하는 것을 방지하도록 결합시키는 역할을 한다. 도 8 의 단면도에는 이러한 결합 장치가 도시되어 있지 않다. 베어링 슬리브 (45) 는 회전 슬리브 (17) 에 끼워지도록 구성된 베어링을 포함할 수도 있다.

도 4 내지 도 8 에 도시된 바와 같은 일 실시형태에 있어서, 축방향 베어링 (18) 은 단 하나의 축방향 베어링 모듈 (21) 을 포함할 수도 있다. 또한, 다른 실시형태는 착암 드릴 기계 (5) 의 후단부를 통해 본체 (11) 내부의 공간에 장착되는, 다시 말해, 후미 장전식 (breech-loaded) 의 하나 또는 두 개의 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 을 포함할 수도 있다. 또한, 두개의 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 에는 착암 드릴 기계의 본체로 지지력을 전달하기 위한 대응하는 지지 수단 또는 고유의 잠금 브라켓이 구비될 수도 있다.

일편 본체 (11) 대신에, 두 개 이상의 본체부로 만들어진 본체를 사용하는 것도 가능하지만, 본체부 사이의 접촉점은 바람직하게는 축방향 베어링 (18) 의 작동에 의해 야기된 지지력이 본체부 사이의 접촉점을 통과하도록 위치된다. 따라서, 접촉점은 지점 (FA 및 FB) 사이의 구역 외부에 있어야 한다. 이렇게, 본체부의 체결 볼트 및 접촉점에 하중을 가하는 것을 방지할 수 있다.

상기 모듈 프레임에 청동과 같은 금속으로 형성되는 베어링이 장착될 수도 있으며, 이러한 베어링은, 예를 들어, 용접 또는 주조를 통해 모듈 프레임 내에 마련될 수도 있음을 이해하여야 한다. 이러한 모듈 프레임은 또한, 실제로는 별개의 베어링 부재용의 베어링 하우징을 구비하지 않지만, 일체형 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 적당한 코팅을 사용하여 소정의 베어링면을 형성할 수 있다. 따라서, 축방향 베어링 모듈의 베어링면은 별개의 베어링 구성 요소의 형태로 형성되거나, 모듈 프레임에 일체형의 미끄럼 베어링의 형태로 형성되거나, 베어링 코팅의 형태로 형성될 수도 있다.

몇몇 경우에는, 본 특허 출원에 개시된 특징들은 각각 다른 특징과 무관하게 채용될 수도 있다. 다른 한편으로는 본 특허출원에 개시된 특징들은 필요한 경우 다양한 형태로 조합될 수도 있다.

첨부 도면 및 전술한 바와 같은 도면 관련 설명 내용은 단지 본 발명의 사상을 예시하기 위한 의도로 주어진 것이다. 본 발명의 세부 사항들이 이하의 특허청구범위의 영역 내에서 변경될 수도 있다.

Claims

본체 (11),
응력 펄스를 발생시키기 위한 타격 부재 (14) 를 포함하는 타격 장치 (6),
스트로크 방향 (A) 으로 상기 타격 부재 (14) 의 전방에 배열되는 신장형 부품으로서, 상기 응력 펄스를 수용하기 위한 충돌면 (15) 을 구비하며, 상기 본체 (11) 에 대해 축방향으로 이동 가능한 드릴 섕크 (7),
적어도 하나의 압력 매체 작동식 축방향 피스톤 (19, 20) 을 포함하며, 상기 드릴 섕크 (7) 를 상기 스트로크 방향 (A) 을 향해 미리 정해진 이동 거리로 본체 (11) 에 대해 축방향으로 밀도록 작용하여, 상기 드릴 섕크 (7) 의 충돌면 (15) 이 응력 펄스 수용을 위해 필요한 축방향 지점에 설정 가능하도록 하는 축방향 베어링 (18) 을 포함하며,
상기 축방향 피스톤 (19, 20) 은 상기 축방향 베어링 (18) 에 포함되어 있는 적어도 하나의 작동 압력 공간 (28) 의 내부에 배치되는 적어도 하나의 작동 압력면을 포함하며, 적어도 하나의 이송 채널 (27) 로부터 상기 작동 압력면으로 압력 매체의 압력이 인가됨에 따라, 스트로크 방향 (A) 의 힘이 축방향 피스톤 (19, 20) 으로 전달될 수 있는, 착암 드릴 기계에 있어서,
상기 축방향 베어링 (18) 은 적어도 하나의 축방향 피스톤 (39a, 39b), 적어도 하나의 시일 (42a, 42b), 적어도 하나의 베어링면 (40a, 40b), 및 모듈 프레임 (38a, 38b) 을 포함하는 적어도 하나의 축방향 베어링 모듈 (21, 21a, 21b) 을 포함하고,
상기 축방향 베어링 모듈은 본체 내부 공간에 설치되고,
상기 모듈 프레임 (38a, 38b) 은 슬리브형 부품이고,
상기 모듈 프레임 (38a, 38b) 의 외측 테두리는 적어도 하나의 잠금 브라켓 (43) 을 갖고,
상기 착암 드릴 기계의 본체 (11) 는 적어도 하나의 잠금 견부 (65) 를 갖고, 또한
상기 잠금 브라켓 (43) 은, 상기 잠금 견부 (65) 안으로 잠금되도록 배열되고,
상기 모듈 프레임 (38a, 38b) 의 외부면에는 축방향 베어링 (18) 의 작동에 의해 야기되는 지지력 (FA, FB) 을 축방향 베어링으로부터 착암 드릴 기계의 본체 (11) 에 바로 전달하기 위한 적어도 하나의 잠금 브라켓 (43) 이 제공되고, 또한
상기 착암 드릴 기계의 본체 (11) 는 적어도 축방향 베어링 (18) 에서 이음면 없이 균일한 하나의 부품인 것을 특징으로 하는 착암 드릴 기계.
제 1 항에 있어서, 상기 모듈 프레임 (38a, 38b) 은 형상 잠금으로 착암 드릴 기계의 본체 (11) 에 체결되는 것을 특징으로 하는 착암 드릴 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 잠금 브라켓 (43) 은, 축방향 베어링 모듈 (21b) 이 축방향으로 적소로 밀어 넣어진 다음 그 종축선을 중심으로 제한된 각도로 회전되는 것을 특징으로 하는 착암 드릴 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 착암 드릴 기계 (5) 의 본체 (11) 는 하나의 균일한 단일 부품인 것을 특징으로 하는 착암 드릴 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 착암 드릴 기계 (5) 의 본체 (11) 는 이음면을 개재한 채 적어도 두 개의 상호 연결되는 본체부로 구성되고,
상기 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 은 착암 드릴 기계의 본체 (11) 를 분해할 필요 없이 단일 부품의 형태로 적소에 설치 및 분리 가능한 것을 특징으로 하는 착암 드릴 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 은 상기 드릴 섕크 (7) 의 방향으로부터 단일 부품의 형태로 적소에 설치 및 분리가능하고,
상기 모듈 프레임 (38a, 38b) 의 잠금 브라켓 (43) 은, 상기 축방향 베어링 (18) 에 의해 야기되고 스트로크 방향 (A) 으로 작용하는 축방향 힘 (FA) 을 착암 드릴 기계의 본체 (11) 에 바로 전달하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 착암 드릴 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 은 상기 드릴 섕크 (7) 의 반대 방향으로부터 단일 부품의 형태로 적소에 설치 및 분리 가능하고,
상기 모듈 프레임 (38a, 38b) 의 잠금 브라켓 (43) 은, 상기 축방향 베어링 (18) 에 의해 야기되고 복귀 방향 (B) 으로 작용하는 축방향 힘 (FB) 을 착암 드릴 기계의 본체 (11) 에 바로 전달하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 착암 드릴 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 축방향 베어링 (18) 은 상기 본체 (11) 내의 공간에서 축방향 설치 방향으로 배열되는 적어도 두 개의 연속적인 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 을 포함하고,
제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 은 축방향 위치의 적소에 다른 축방향 베어링 모듈 (21a) 을 잠금하도록 배열되고,
상기 제 2 축방향 베어링 모듈 (21b) 의 모듈 프레임 (38b) 은 연속적인 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 의 작동에 의해 야기된 지지력 (FA; FB) 을 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 의 설치 방향에 대해 반대 방향으로 본체 (11) 에 전달하도록 배열된 적어도 하나의 잠금 브라켓 (43) 를 갖는 것을 특징으로 하는 착암 드릴 기계.
적어도 하나의 압력 매체 작동식 축방향 피스톤을 포함하며, 착암 드릴 기계의 드릴 섕크 (7) 가 스트로크 방향 (A) 을 향해 미리 정해진 이동 거리로 착암 드릴 기계의 본체 (11) 에 대해 축방향으로 밀도록 작용하여, 드릴 섕크의 충돌면 (15) 이 응력 펄스 수용을 위해 필요한 축방향 지점에 설정 가능하도록 하는 착암 드릴 기계의 축방향 베어링 모듈에 있어서,
상기 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 은 적어도 하나의 축방향 베어링 (39a, 39b), 적어도 하나의 시일 (42a, 42b), 적어도 하나의 베어링면 (40a, 40b), 및 모듈 프레임 (38a, 38b) 을 포함하고,
상기 축방향 베어링 모듈 (21a, 21b) 은 단일 부품의 형태로 상기 착암 드릴 기계의 본체 내부 공간의 적소에 설치 및 분리 가능한 균일한 부품이고,
상기 모듈 프레임 (38b) 은 슬리브형 부품이고 상기 축방향 베어링 모듈 (21b) 을 독립적으로 상기 착암 드릴 기계 (5) 에 체결하기 위한 적어도 하나의 잠금 브라켓 (43) 을 상기 모듈 프레임의 외측 테두리에서 포함하는 것을 특징으로 하는 축방향 베어링 모듈.