KR20060054289A - 압력 유체 작동식 충격 장치 수단 및 충격 장치에 의해응력 펄스를 공구에 발생시키는 방법 - Google Patents

Abstract

응력 펄스를 발생시키며 충격 장치의 방법으로서, 작업될 물질을 향하여 결과 힘이 공구를 가압하도록 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 위치하는 작동실에 압력 펄스로서 압력 유체를 공급한다. 충격 장치는 작동실과, 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 힘이 발생되어 작업될 대상물을 향해 공구가 가압되도록 압력 펄스로서 압력 유체를 이송시키기 위한 수단을 포함한다.

Description

압력 유체 작동식 충격 장치 수단 및 충격 장치에 의해 응력 펄스를 공구에 발생시키는 방법{METHOD OF GENERATING STRESS PULSE IN TOOL BY MEANS OF PRESSURE FLUID OPERATED IMPACT DEVICE, AND IMPACT DEVICE}

본 발명은 특히 암반 드릴 또는 브레이커와 같은 압력 유체 작동식 충격 장치에 의해 공구에 응력 펄스를 발생시키는 방법에 관한 것이며, 이 방법에서 작업대상물에 충격을 발생시키기 위해서 공구는 타격 대상물과 접촉하도록 배치되며, 충격 장치를 사용하기 위해서 압력 유체가 충격 장치에 공급 및 이 충격 장치로 부터 방출된다. 충격 동안 타격 대상물과 접촉하게 되는 공구가 길이방향으로 이동가능하게 탑재될 수 있는 프레임과, 충격 장치가 사용될 수 있도록 충격 장치에 압력 유체를 공급하고 또한 이 충격 장치로부터 압력 유체를 방출시키기 위한 수단을 포함하는 특히 암반 드릴 또는 브레이커와 같은 압력 유체 작동식 충격 장치에 관한 것이다.

종래 충격 장치에서는, 일반적으로 수압 또는 공압으로 구동되며 몇몇 경우에 전기 또는 내연 기관에 의해 구동되는 왕복 충격 피스톤에 의해 스트로크가 발생된다. 충격 피스톤이 섕크 또는 공구의 충격면을 때릴 때, 드릴 로드와 같은 공구에 응력 펄스가 발생된다.

종래 기술의 충격 장치가 지닌 문제점은 충격 피스톤의 왕복 운동이 장치의 제어를 어렵게 하는 동적인 가속력을 발생시킨다는 점이다. 충격 피스톤이 충격 방향으로 가속된다면, 동시에 충격 장치의 프레임은 반대 방향으로 움직이는 경향이 있어서 예컨대 암반과 같은 작업 대상물에 대한 드릴 비트 또는 공구의 단부의 압축력이 감소되게 된다. 작업 대상물에 대한 드릴 비트 또는 공구의 압축력을 충분히 높게 유지하기 위해서, 충격 장치는 상기 대상물을 향하여 충분히 강하게 밀려야 한다. 이 때문에 충격 장치의 다른 지지 구조에 작용하게 되는 추가적인 힘을 고려해야 하며, 따라서 장치는 더욱 커지고 무거우며 제조에 비용이 많이 들게 된다. 충격 장치는 그 무게로 인해 느려져서 충격 피스톤의 왕복 주파수와 타격 주파수가 제한되는데, 충격 장치의 효율을 향상시키기 위해서는 이러한 주파수가 충분히 증가되어야 한다. 그러나, 이 방법은 극히 낮은 효율을 가지며, 특히 충격 장치의 주파수를 증가시킬 수 없다.

본 발명의 목적은 충격 장치의 작동에 의해 발생된 동적인 힘의 단점이 공지된 방법보다 줄어들도록 응력 펄스를 발생시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 방법은, 상기 충격 장치에서, 이 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 위치하는 작동실에 압력 유체가 압력 펄스로서 공급되어, 압력 유체의 압력이 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 힘을 발생시키며 이 힘은 공구를 작업 대상물 쪽으로 가압하고 이 힘의 작용으로 인하여 길이방향으로 공구에 응력 펄스가 발생하여 공구를 통해 작업 대상물에 응력 펄스가 전달되며, 공구에 대한 힘의 작용이 끝날 때와 실질적으로 동시에 응력 펄스의 발생도 종료되는 것을 특징으로 하는 응력 펄스의 발생 방법이다.

본 발명에 따른 충격 장치는 작동실과, 압력 펄스로서의 압력 유체를 작동실에 전달하는 수단을 포함하며, 압력 유체의 압력이 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 힘을 발생시키며 이 힘은 공구를 작업 대상물 쪽으로 가압하고 이 힘의 작용으로 인하여 길이방향으로 공구에 응력 펄스가 발생하여 공구를 통해 작업 대상물에 응력 펄스가 전달되며, 공구에 대한 힘의 작용이 끝날 때와 실질적으로 동시에 응력 펄스의 발생도 종료되는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치이다.

본 발명의 요지는 충격 장치 (특히 암반 드릴 또는 브레이커) 와 공구 사이에 작용하여 공구를 가압하는 압력 펄스에 의해 직접적으로 응력 펄스가 발생되고, 공구가 가압된 결과 응력 펄스가 압력 펄스와 실질적으로 동시에 발생되고 또한 길이도 유사하다.

본 발명의 이점은 이렇게 발생된 임펄스형 충격 운동은 운동 에너지로 응력 펄스를 발생시키는 왕복 충격 피스톤을 필요로 하지 않는다는 점이다. 따라서, 본 발명의 결과, 무거운 물체가 전후방으로 이동하지 않으며, 공지된 방법의 무거운 왕복 충격 피스톤의 동적인 힘과 비교해 동적인 힘이 작게된다. 본 발명의 다른 이점은 실행하기에 간단하며 쉽다는 점이다. 본 발명의 또 다른 이점은 소망하는 충격 성능을 달성하기 위해서 충격 장치의 작동이 조정하기 쉽다는 것이다.

본 발명은 첨부 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명된다.

도 1 은 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 적합한 충격 장치의 작동 원리를 나타내는 사시도.

도 2 는 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 적합한 충격 장치의 제 2 실시형태를 나타내는 사시도.

도 3 은 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 적합한 충격 장치의 제 3 실시형태를 나타내는 사시도.

도 4 는 충격 장치에서 발생하며 본 발명의 방법에 따라 발생된 압력 및 응력 펄스를 나타내는 사시도.

도 5 는 본 발명에 따른 충격 장치의 실시형태를 나타내는 사시도.

도 6 은 본 발명에 따른 충격 장치의 제 5 실시형태를 나타내는 사시도.

도 1 ~ 도 6 에서 동일 도면부호는 동일 요소를 가르키며, 그 작동 및 특성은 오직 이해가 필요할 때에만 도에서 설명될 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 적합한 충격 장치의 작동 원리를 개략적으로 나타낸다. 상기 도 1 에는 충격 장치 (1) 와 이 충격 장치의 프레임 (2) 이 나타나 있으며, 이 프레임의 일 단부에 공구 (3) 가 길이 방향으로 충격 장치 (1) 에 대하여 이동가능하게 탑재되어 있다. 충격 장치가 사용될 수 있도록, 압력원으로서 작동하는 압력 유체 펌프 (4) 에 의해 압력 유체가 압력 유체 유입 채널 (5) 을 통하여 충격 장치에 공급된다. 압력 유체 유입 채널 (5) 은 작동실 (7) 로의 압력 유체 공급을 제어하는 제어 밸브 (6) 와 연결된다. 작동실 (7) 에서, 전달 피스톤 (8) 은 작동실과 공구 (3) 사이에 위치하며, 이 전달 피스톤은 프레임 (2) 에 대하여 공구 (3) 의 축선 방향으로 이동가능하다. 전달 피스톤 (8) 은 공구와는 별개인 요소일 수 있으나, 몇몇 경우에, 공구 (3) 와 일체로 형성될 수도 있다.

사용시, 충격 장치가 힘 (F) 에 의해 전방으로 밀리게 되면, 적어도 응력 펄스의 발생 동안에 공구 (3) 의 일단부가 섕크 또는 이와 유사한 요소와 같은 별도의 연결 요소를 통해 또는 직접적으로 전달 피스톤 (8) 에 확고히 가압된다. 결과적으로, 전달 피스톤 (8) 은 응력 펄스의 생성 시작시에 실질적으로 즉각 공구에 영향을 미치기 시작한다면, 처음에는 공구와 거의 접촉을 이루지 않을 수 있다. 이와 동시에, 공구 (3) 는 부수어질 암반과 같은 타격 대상물 (도시 안됨) 과 접촉하게 된다. 이러한 상황에, 제어 밸브 (6) 에 의한 압력 유체는 작동실 (7) 안으로 신속히 유동하게 되어, 공구의 축선 방향으로 공구 반대쪽에 있는 전달 피스톤 (8) 의 압력면 (8a) 에 작용하게 된다. 가압된 압력 유체가 작동실 (7) 내로 급작스럽게 유입함으로써 압력 펄스가 생성되며, 결과적인 힘에 의해 전달 피스톤 (8) 은 공구 (3) 쪽으로 밀리며 공구는 길이 방향으로 가압되게 된다. 결과적으로, 응력파가 드릴 로드 또는 일부 다른 공구에 발생하고, 드릴 비트와 같은 공구 단부에 전달되어 종래 기술의 충격 장치에서와 유사하게 작업 대상물에 충격을 발생시킨다. 소망하는 길이의 응력 펄스가 발생된 후, 작동실 (7) 에 대한 압력 유체 공급은 제어 밸브 (6) 에 의해 중단되어, 응력 펄스의 발생은 끝난다. 이어서, 압력 유체는 작동실 (7) 로부터 복귀 채널 (9) 을 통하여 압력 유체 탱크 (10) 로 유동하며, 이 결과 전달 피스톤은 응력 펄스의 발생전과 실질적으로 동일한 위치로 복귀하게 된다. 작동실에서 발생된 압력 펄스와 결과적인 힘의 시간 길이 및 이에 대응하여 공구에 발생된 응력 펄스의 시간 길이는 실질적으로 동일하며 이들은 실질적으로 동시에 발생한다. 압력 유체의 압력 펄스의 길이 및 압력을 조정하면, 응력 펄스의 길이 및 강도를 조정할 수 있다. 또한 펄스 사이의 시간 및/또는 펄스의 공급 주파수를 조정하여 충격 장치의 충격 특성을 조정할 수 있다.

전달 피스톤 (8) 에 의해 공구 (3) 에 발생된 힘의 작용은 작동실 (7) 에 대한 압력 유체 공급을 중단시키는 것 이외의 다른 방법으로 종료시킬 수 있다. 예컨대, 전달 피스톤 (8) 의 이동이 쇼울더 (2') 에 닿아 정지되는 경우가 있으며, 이 경우 전달 피스톤 (8) 뒤에 가해지는 압력은 프레임 (2) 에 대하여 상기 전달 피스톤을 공구 (3) 쪽으로 더 이상 밀 수 없다. 또한 이러한 실시형태에서도, 압력 유체는 작동실 (7) 로부터 복귀 챔버 (9) 를 통하여 압력 유동 탱크 (10) 로 유동하게 되어 전달 피스톤 (8) 은 본래 위치로 되돌아 갈 수 있다.

도 2 는 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 적합한 충격 장치의 다른 실시형태를 개략적으로 나타낸다. 이러한 실시형태에서, 충격 장치는 에너지 저장 공간부 (11) 를 포함하는데, 이 공간부는 프레임 (2) 내부에 위치될 수 있거나 또는 이 프레임에 부착된 별개의 압력 유체 탱크일 수 있다. 이러한 대안적인 예는 파선 (2a) 으로 도시되어 있으며, 이는 개별 프레임과 압력 유체 탱크 사이의 가능한 결합을 나타낸다. 에너지 저장 공간부 (11) 는 압력 유체로 완전히 채워져 있다. 충격 장치가 작동 중일 때, 압력 유체는 압력 유체 펌프 (4) 에 의해 압력 유체 유입 채널 (5) 을 통하여 연속적으로 에너지 저장 공간부 (11) 에 공급된다. 이송 채널 (12) 에 의해, 에너지 저장 공간부 (11) 는 또한 작동실 (7) 에 대한 압력 유체 공급을 제어하는 제어 밸브 (6) 와 연결된다. 에너지 저장 공간부 (11) 의 체적은 한 응력 펄스의 발생 동안에 한번에 작동실에 공급될 압력 유체 양의 체적보다 실질적으로 커야 하는데, 바람직하게는 적어도 5 ~ 10 배이다. 이렇게 되어야 하는 이유는, 체적 비가 클수록, 압력 유체 공급 동안에 공급 압력 (즉, 작동실에 작용하는 압력 펄스의 압력) 이 보다 균일해지기 때문이다. 이는 큰 체적으로부터 소량의 유체가 방출되면 해당 공간부 내의 압력이 약간만 감소하기 때문이다.

사용시, 충격 장치가 예컨대 전방으로 밀리면, 공구 (3) 의 일 단부가 섕크 등과 같은 개별 연결 요소를 통해 또는 직접적으로 전달 피스톤 (8) 에 확고히 가압되어, 공구 (3) 의 다른 단부는 타격 대상물과 접촉하게 된다. 이러한 상황에서, 제어 밸브 (6) 에 의해, 압력 유체는 압력 저장 공간부 (11) 로부터 작동실 (7) 안으로 빠르게 유동하여, 공구의 축선 방향으로 공구 반대쪽에 있는 전달 피스톤 (8) 의 압력면 (8a) 에 작용하게 된다. 도 1 과 관련하여 설명한 바와 같이, 가압된 압력 유체가 에너지 저장 공간부 (11) 에서 작동실 (7) 안으로 급작스럽게 유입하면 압력 펄스가 발생되며, 또한 전달 피스톤 (8) 은 공구 (3) 쪽으 로 밀리며 공구 (3) 는 길이 방향으로 가압되어, 공구를 통하여 전달되는 응력 펄스가 발생하게 된다. 소망하는 길이의 응력 펄스가 발생된 후에, 에너지 저장 공간부 (11) 에서 작동실 (7) 로 가는 압력 유체 유동은 제어 밸브 (6) 에 의해 중단되며 압력 유체는 작동실 (7) 로부터 복귀 채널 (9) 을 통하여 압력 유체 탱크 (10) 로 유동하게 된다. 도 2 에는 또한 전달 피스톤 (8) 과 충격 장치의 프레임 (2) 사이에서 전달 피스톤 (8) 으로부터 공구 (3) 쪽에 위치하는 공간부 (13) 가 나타나 있다. 응력 펄스가 발생된 후에 필요한 경우 전달 피스톤을 뒤로 밀기 위하여 압력 유체 또는 압축 가스 또는 가스 혼합물과 같은 압력 매체가 공간부 (13) 에 공급될 수 있다. 상기 공간부는 또한 가스로 채워진 밀폐된 공간부일 수 있으며, 이러한 경우 응력 펄스가 발생될 때에 전달 피스톤 (8) 은 공구 (3) 방향으로 이동하며 가스는 어느 정도 압축되게 된다. 압력 유체가 작동실 (7) 로부터 방출될 때에 압축 가스의 압력은 전달 피스톤 (8) 을 뒤로 밀게 된다.

도 3 은 본 발명에 따른 방법을 실행하는데 적합한 충격 장치의 제 3 실시형태를 개략적으로 나타낸다. 이는 프레임 (2) 과 이 프레임에 탑재된 공구 (3) 를 포함하는 충격 장치 (1) 를 포함한다. 회전가능하게 탑재되는 제어 밸브 (6) 가 공구 (3) 와 동축으로 제공되어 있고, 이 제어 밸브는 적절한 회전 기구에 의해 축선을 중심으로 전후로 회전한다. 압력 유체 이송 채널 (5) 이 바람직하게 압력 유체 펌프 (4) 로부터 복수의 개구 (6a) 까지 이어져 있으며, 이들 개구는 밸브 (6) 에 대한 제어 채널로서 역할하며 또는 예컨대 밸브 (6) 를 통 과해 있어, 개구 (6a) 들은 차례대로 또는 동시에 압력 유체 이송 채널 (5) 또는 이 채널에 연결된 채널에 이르게 되어 압력 유체가 작동실 (7) 안으로 유입하여 피스톤 (8) 을 공구 (3) 쪽으로 가압한다. 결과적으로, 공구 (3) 가 가압될 때, 응력 펄스가 발생된다. 이와 유사하게, 회전형 밸브 (6) 가 화살표 (A) 로 지시된 바와 같이 앞으로 회전할 때, 개구 (6a) 와 엇갈리게 위치되며 압력 유체 채널로서 역할하며 예컨대 밸브 (6) 를 통과하는 방출 개구 (6b) 가 차례대로 또는 동시에 압력 유체 방출 채널 (9) 또는 이 채널에 연결된 채널에 이르게 되어, 작동실 (7) 로부터 압력 유체 탱크 (10) 로 압력 유체가 신속히 유동하게 한다. 결과적으로, 작동실 (7) 내의 압력은 감소되며, 공구 (3) 에서의 응력 펄스의 발생이 종료된다. 서로 다른 공급 개구 (6a) 및 방출 개구 (6b) 대신에, 원주 방향으로 밸브 원주의 일 지점에만 연속하여 위치되어 있는 개구들을 사용할 수 있으며, 압력 유체는 이러한 개구를 통해 작동실 (7) 로 교번적으로 유동할 수 있으며, 따라서 밸브 (6) 가 회전하여 개구가 회전 방향으로 다른 지점으로 이동하면, 압력 유체는 작동실로 부터 동일 개구를 통하여 방출 채널 (9) 로 방출된다.

도 4 는 본 발명에 따라 발생된 압력 및 응력 펄스의 형상 및 강도를 개략적으로 나타낸다. 제어 밸브 (6) 가 열려 압력 유체가 작동실 (7) 로 유동할 때 압력 펄스 (p) 가 형성되기 시작한다. 이와 유사하게, 응력 펄스 (σ) 또한 거의 이와 동시에 형성되기 시작한다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 압력 증가와 응력 펄스의 발생 사이에 짧은 지연이 발생하더라도 압력 펄스 (p) 와 응력 펄스 (σ) 는 실질적으로 동시에 발생하며, 길이도 유사하다. 그래서, 압력 펄스의 길이를 조정하여 응력 펄스의 길이를 조정할 수 있으며, 마찬가지로 압력 펄스의 폭을 조정하여 응력 펄스의 폭을 조정할 수 있다. 이외에도, 펄스들 사이의 시간 및 주파수를 조정할 수 있으면, 본 발명에 따라 여러 가지 방법으로 충격 장치를 쉽고 간단하게 제어할 수 있으며 충격 성능도 쉽고 간단하게 조정할 수 있다.

도 5 는 본 발명에 따른 제 4 실시형태의 충격 장치를 개략적으로 나타낸다. 실시형태에서, 충격 장치 (1) 의 작동실 (7) 은 응력 펄스를 발생시키기 위해서 압력 유체가 전달되는 별도의 압력 챔버 (7a) 로 이루어져 있다. 압력 유체가 작동실 (7) 내에 유입할 때 챔버 (7a) 의 형상은 그 치수가 공구 (3) 의 축선 방향으로 증가하면서 변하도록 되어 있다. 공구 (3) 가 도 5 에 도시된 바와 같이 직접적으로 또는 연결 부재를 통하여 또는 상기에 도시된 바와 같이 연결 요소를 통해 챔버 (7a) 에 대하여 배치될 때, 챔버 (7a) 의 길이가 변하면 공구 (3) 가 가압되어 상기 설명된 바와 같이 응력 펄스가 발생된다. 이와 유사하게 압력 유체가 챔버 (7a) 로부터 방출될 때, 챔버 (7a) 의 치수는 공구 (3a) 의 축선 방향으로 감소되며, 응력 펄스는 끝난다. 도 5 에 도시된 실시형태에서, 챔버 (7a) 의 형상은 다소 편평하며, 이 경우에 압력 유체가 챔버 (7a) 의 외면을 더욱 원형인 형상으로 가압시킬 때 챔버 (7a) 의 두께 치수가 변한다. 이와 유사하게, 압력의 작용으로 인하여 챔버의 일부 치수가 변하는 다른 기술적인 실시형태도 있을 수 있다.

도 6 은 본 발명에 따른 충격 장치의 제 5 실시형태를 나타낸다. 충 격 장치 (1) 에 응력 펄스를 발생시키기 위해서 작동실 (7) 과 전달 피스톤 (8) 이외에 본 실시형태는 예컨대 조인트 기구로 된 별도의 전달 부재 (8') 가 사용된다. 이러한 실시형태에서, 조인트 기구는 그의 일단에서 조인트 (8'') 를 통해 충격 장치의 프레임 (2) 에 대해 지지되도록 연결되어 있고, 다른 단부에서는 공구 (3) 와 접촉을 이루고 있다. 조인트 기구의 중간 조인트 (8'') 는 전달 피스톤 (8) 과 연결되어 있다.

압력 유체가 작동실 (7) 에 공급되면, 도 6 에 도시된 상태의 전달 피스톤 (8) 은 공구 (3) 를 가로지르는 방향으로 왼쪽으로 밀리며, 이 경우에 조인트 기구는 곧게 펴지며 따라서 말단 조인트 (8'') 들 사이의 거리는 증가한다. 이 결과, 공구 (3) 는 가압되며, 압력 펄스의 작용으로 인하여 상기 설명된 바와 같이 응력 펄스가 발생된다. 이와 유사하게, 압력 유체가 작동실 (7) 로부터 방출되면 전달 피스톤 (8) 이 복귀하며, 이때 말단 조인트 (8'') 들 사이의 거리는 줄어들며 공구 (3) 는 본래 위치로 복귀하게 된다.

본 발명의 모든 실시형태에서는 물론 연속적인 충격 작용을 제공하기 위해서 공구 (3) 는 충격 장치에 대하여 실질적으로 충격 전 위치로 복귀되어야만 한다. 예컨대 도 5 및 도 6 에 나타난 특정 경우에는 충격 장치의 자중과 중력으로 인하여 복귀가 완전히 이루어질 수 있다. 유사하게, 이 경우 중력으로 인하여 공구의 단부가 종종 타격 대상물과 접촉하여 위치될 수 있다. 다른 한편, 충격 장치의 작업 위치가 수직하향 타격 위치와 다른 경우에는, 충격 장치의 프레임에 대하여 공구를 이동시키는 다양한 수단이 공구를 복귀시키기 위해 사용되어야 한다. 별도의 충격 장치와 공구 사이에 작용하는 힘을 발생시키기 위한 이러한 수단은 예컨대, 도 2 에 설명된 바와 같은 전달 피스톤 (8) 의 공구 (3) 측에 존재하는 별도의 챔버 (13) 일 수 있으며, 압력 유체 또는 압축 가스가 상기 별도의 챔버에 공급될 수 있거나 또는 이 챔버는 응력 펄스가 발생될 위치로 전달 피스톤을 뒤로 미는 압축 가스를 포함할 수 있다. 그래서, 챔버에 작용하는 이러한 압력 매체는 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 작용하는 힘을 발생시킨다. 전달 피스톤 (8) 이 공구 (3) 와 일체로 되어 있는 경우에 공구는 자연적으로 전달 피스톤을 따라 이동하게 된다. 유사하게, 이 경우 수동 또는 다른 붐 (boom), 이송 빔 또는 다른 공지된 구조를 사용한 공지된 방법으로 충격 피스톤을 작업 대상물 쪽으로 밀어야 한다.

본 실시형태에서, 본 발명은 개략적으로 설명되었으며, 이와 유사하게 압력 유체 공급과 관련된 밸브 및 커플링 또한 개략적으로 도시되었다. 본 발명은 어떠한 적절한 밸브라도 사용하여 실행될 수 있다. 그러나 중요한 점은 응력 펄스를 발생시키기 위해서, 압력 유체는 적절한 간격으로 작동실에 공급될 것과 소망하는 충격 주파수를 생성하기 위해서 전달 피스톤의 압력면에 작용하는 압력 펄스로서 길이 방향으로 공구를 가압하는 힘을 발생시켜 응력 펄스가 공구에 발생되어 공구를 통하여 작업 대상물에 전달되어야 한다는 것이다.

Claims (32)

1. 특히 암반 드릴 또는 브레이커와 같은 압력 유체 작동식 충격 장치로 공구에 응력 펄스를 발생시키는 방법으로서, 작업 대상물에 충격을 발생시키기 위해서 타격 대상물과 접촉하도록 공구를 배치하며, 충격 장치를 사용하기 위해서 압력 유체를 충격 장치에 공급 및 이 충격 장치로부터 방출하는 상기 방법에 있어서,

   상기 충격 장치에서, 이 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 위치하는 작동실에 압력 유체가 압력 펄스로서 공급되어, 압력 유체의 압력이 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 힘을 발생시키며 이 힘은 공구를 작업 대상물 쪽으로 가압하고 이 힘의 작용으로 인하여 길이방향으로 공구에 응력 펄스가 발생하여 공구를 통해 작업 대상물에 응력 펄스가 전달되며, 공구에 대한 힘의 작용이 끝날 때와 실질적으로 동시에 응력 펄스의 발생도 종료되는 것을 특징으로 하는 응력 펄스의 발생 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 응력 펄스는 공구에 대한 힘의 작용과 실질적으로 동시에 발생하며 또한 길이에 있어서도 유사한 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 압력 펄스에 의해 발생된 힘은 작동실과 공구 사이에 위치하는 별도의 전달 피스톤에 의해 공구에 전달되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 펄스의 길이를 조정하여 응력 펄스의 길이를 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 펄스의 진폭을 조정하여, 응력 펄스의 진폭을 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 펄스의 공급 주파수를 조정하여 응력 펄스의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 충격 후에 충격 장치를 공구쪽으로 밀어 공구를 충격 장치에 대해 충격 전 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 충격 후에 충격 장치와 공구 사이에 작용하여 그 공구를 충격 장치 쪽으로 미는 별도의 힘을 가해서 이 공구를 충격 장치에 대하여 충격 전 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 충격 장치와 공구 사이에 작용하는 상기 별도의 힘은 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 위치하는 챔버에 작용하는 압력 매체에 의해 발생 되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 펄스를 발생시키기 위해서, 충격 장치에 제공되어 에너지 저장 수단으로서 작용하며 또한 가압된 압력 유체로 채워진 에너지 저장 공간부에 에너지를 저장하며, 에너지 저장 공간부의 체적은 일 압력 펄스 동안 작동실에 한번 공급될 압력 유체 양의 체적과 비교하여 실질적으로 큰 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 충격 장치가 작동 중에 있을 때, 압력 유체는 에너지 저장 공간부에 연속적으로 공급되며, 압력 유체는 에너지 저장 공간부로부터 주기적으로 또한 교번으로 작동실로 방출되고, 에너지 저장 공간부와 작동실의 연결은 차단되며, 작동실과 압력 유체 방출 채널의 연결은 개방되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 유체 공급은 제어 밸브에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 제어 밸브 (8) 는, 복수의 공급 채널 (6a) 을 통하여 압력 유체가 작동실 (7) 에 동시에 공급되도록 회전방향으로 연속하여 배열된 복수의 개구가 제공되어 있는 회전형 밸브인 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 12 항에 있어서, 제어 밸브 (8) 는, 복수의 공급 채널 (6a) 을 통하여 압력 유체가 작동실 (7) 에 동시에 공급되며 또한 이 작동실 (7) 로 부터 압력 유체가 방출되도록 회전방향으로 연속하여 배열된 복수의 개구가 제공되어 있는 회전형 밸브인 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 12 항에 있어서, 제어 밸브 (8) 는, 복수의 이송 채널 (6a) 을 통하여 압력 유체가 작동실 (7) 에 동시에 공급되도록 회전 방향으로 연속하여 배열된 복수의 개구와, 작동실 (7) 로 부터 압력 유체가 방출되도록 회전 방향으로 연속하여 배열된 복수의 개구가 제공되어 있는 회전형 밸브인 것을 특징으로 하는 방법.
16. 충격 동안 타격 대상물과 접촉하게 되는 공구가 길이방향으로 이동가능하게 탑재될 수 있는 프레임과, 충격 장치가 사용될 수 있도록 충격 장치에 압력 유체를 공급하고 또한 이 충격 장치로부터 압력 유체를 방출시키기 위한 수단을 포함하는 특히 암반 드릴 또는 브레이커와 같은 압력 유체 작동식 충격 장치에 있어서,

    충격 장치는 작동실과, 압력 펄스로서의 압력 유체를 작동실에 전달하는 수단을 포함하며, 압력 유체의 압력이 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 힘을 발생시키며 이 힘은 공구를 작업 대상물 쪽으로 가압하고 이 힘의 작용으로 인하여 길이방향으로 공구에 응력 펄스가 발생하여 공구를 통해 작업 대상물에 응력 펄스가 전달되며, 공구에 대한 힘의 작용이 끝날 때와 실질적으로 동시에 응력 펄스의 발 생도 종료되는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 공구에서의 응력 펄스는 공구에 대한 힘의 작용과 실질적으로 동시에 발생하며 또한 길이에 있어서도 유사한 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 작동실은 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 작동실에서 이동하는 전달 피스톤을 포함하며, 이 전달 피스톤에는 작동실 쪽에 위치하여 압력 유체의 압력을 받는 압력면이 제공되어 있으며, 전달 피스톤이 이동할 때 충격 장치의 프레임과 공구 사이에 작용하는 힘이 발생되도록 전달 피스톤은 공구와 직접 또는 간접적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
20. 제 19 항에 있어서, 전달 피스톤은 공구의 축선 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 유체를 공급 및 방출시키기 위한 상기 수단은 가압된 압력 유체가 담겨져 있는 에너지 저장 공간부를 포함하며, 이 에너지 저장 공간부의 체적은 작동실의 체적 보다 실질적으로 큰 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 충격 장치가 작동 중에 있을 때, 충격 장치에 압력 유체를 공급하고 또한 압력 유체를 상기 충격 장치로부터 방출시키기 위한 상기 수단은 압력 유체를 에너지 저장 공간부로 연속적으로 유동하게 하며, 에너지 저장 공간부와 작동실의 연결을 주기적으로 또한 교번으로 개방시키고, 이에 따라 에너지 저장 공간부와 작동실의 연결을 차단하고 작동실과 압력 유체 방출 채널의 연결은 개방시키는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
23. 제 16 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 유체를 공급 및 방출시키기 위한 상기 수단은 제어 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
24. 제 23 항에 있어서, 제어 밸브는 작동실로의 압력 유체 공급을 주기적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
25. 제 23 또는 제 24 항에 있어서, 제어 밸브는 작동실로 부터 압력 유체의 방출을 주기적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 밸브 (8) 는 회전형 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
27. 제 24 항에 있어서, 제어 밸브 (8) 는 작동실 (7) 에 압력 유체가 동시에 공급되도록 회전방향으로 연속하여 배열된 복수의 개구가 제공되어 있는 회전형 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
28. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 제어 밸브 (8) 는, 작동실 (7) 에 압력 유체가 동시에 공급되며 작동실 (7) 로부터 압력 유체가 방출되도록 회전방향으로 연속하여 배열된 복수의 개구가 제공되어 있는 회전형 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
29. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서, 제어 밸브 (8) 는, 압력 유체가 작동실 (7) 에 동시에 공급되도록 회전 방향으로 연속하여 배열된 복수의 개구와, 작동실 (7) 로부터 압력 유체가 동시에 방출되도록 회전 방향으로 연속하여 배열된 복수의 개구가 제공되어 있는 회전형 밸브인 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
30. 제 16 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 충격 후에 공구 쪽으로 충격 장치를 밀어 전달 피스톤 및/또는 공구를 충격 장치에 대하여 실질적으로 충격 전의 위치로 복귀시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
31. 제 16 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 충격 후에 충격 장치와 공구 사이에 작용하여 그 공구를 충격 장치 쪽으로 미는 별도의 힘을 가해서 전달 피스톤 및/또는 공구를 충격 장치에 대하여 실질적으로 충격 전의 위치로 복귀시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.
32. 제 16 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 별도의 충격 장치와 공구 사이에 작용하는 힘을 발생시키기 위한 수단은 충격 장치와 공구 사이에 위치하는 챔버를 포함하며, 상기 힘은 상기 챔버 내에 있거나 이 챔버에 공급되는 압력 매체에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 압력 유체 작동식 충격 장치.

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