KR960003903B1

KR960003903B1 - 공기해머

Info

Publication number: KR960003903B1
Application number: KR1019930701855A
Authority: KR
Inventors: 귄테르 빌리 클렘
Original assignee: 잉그 게 클렘 보오르테크니크 게엠베하; 루에디게르 풋체르
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1996-03-23
Also published as: GB2266909A; GB2266909B; AU2801592A; AU652495B2; US5350023A; GB9311729D0; WO1993008363A1; JPH06503621A; DE4134917C1; CA2097067A1; KR930703521A

Abstract

내용 없음.

Description

공기해머

제 1 도는 드릴로드내의 중공해머로서 공기핸드해머의 앞부분을 보인 단면도.

제 2 도는 제 1 도의 중공해머 뒷부분을 보인 단면도.

제 3 도는 중공해머 앞부분을 보이며 작업피스톤이 뒷부분 끝 위치에 있는 것을 보인 단면도.

제 4 도는 조정수단이 작업피스톤의 제어튜브와 제어벽을 공통으로 조정하는 일 실시예를 보인 단면도.

제 5 도는 더 많은 수의 충격을 달성하기 위한 압력의존형 역전밸브가 있는 일 실시예를 보인 단면도.

제 6 도는 제 5 도와 유사한 일 실시예를 보이나 이에 추가하여 뒷부분 실린더실의 크기를 줄이는 작업피스톤이 장착된 상태를 보인 단면도.

제 7 도는 제 4 도와 유사한 일 실시예를 보이나 구조가 다른 압력의존형 역전밸브가 장착된 것을 보인 단면도.

제 8 도는 조정수단의 조정피스톤이 행정을 지지하는 일 실시예를 보인 단면도.

제 9 도는 조정수단이 실린더실의 뒷부분 끝 벽만 변위시키는 일 실시예를 보인 단면도.

제 10 도는 작업피스톤을 역전시키기 위한 제어튜브가 작업피스톤에 연결되어 있는 것을 보이는 일 실시예의 단면도.

제 11 도는 제 10 도의 실시예로서 작업피스톤이 뒷부분 끝 위치에 있는 것을 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 케이싱 16,16a : 작업피스톤

23 : 앞부분 실린더실 24 : 뒷부분 실린더실

26a,100 : 제어부재 37 : 조정수단

38 : 조정피스톤 40 : 제어튜브(부재)

75,75a : 압력의존형 역전밸브 70 : 뒷부분 실린더벽

100 : 제어핀 104,106,26a : 출구

107,108 : 제어통로

본 발명은 공기해머에 관한 것이다.

이러한 공기해머는 지표나 바위를 뚫는데 사용한다. 이 공기해머는 드릴비트가 붙은 드릴로드를 보오링프레임으로부터 전진 및 회전시키는 드릴링 기계와 연결하여 사용될 수 있다.

이 경우, 통상적으로 공기해머는 드릴로드(rod)의 드릴비트(bit) 바로 뒤에 배치된 중공해머로 설계된다. 또 공기핸드해머는 손으로 잡고 사용하는 해머, 소위 압축공기핸드해머로 설계될 수 있는데 이 압축공기해머는 철거작업이나 지표나 바위를 뚫는데 손으로 잡고 작동시킨다.

사용하는 해머에 있어서, 드릴비트는 통상적으로 간단한 트레판(trepan)이다.

핀드릴비트(pin drill bit)를 장착한 공기해머에 있어서, 작업피스톤으로부터 전달되는 충격에너지는 비트를 통해 바위를 쪼개기 위한 고경도의 금속핀(pin) 또는 베즐(bezel)에 전달된다.

충격빈도는 공급되는 압축공기양 또는 공기해머에 의해 전달되는 양에 의해 결정된다. 전체 드릴공구를 회전시키므로서, 뚫리는 구멍의 바닥이 쪼개져 벗겨지고, 떨어져 나온 것들은 드릴로드와 드릴로드의 내부벽 사이의 환형의 간극내에 방출되어 밖으로 흘러나오는 공기에 의해 밖으로 나오게 된다.

드릴링 성능은 주로 다음 요소로 결정된다.

작업피스톤의 매 충격시마다 드릴비트에 전달되는 일회 충격에너지다. 일회 충격에너지가 분포되며 이 에너지를 관통 및 쪼개는 일로 변환시키는 드릴비트핀의 갯수와 면과, 충격빈도와, 드릴링공구가 뚫고 있는 구멍바닥에 가하는 압력과, 뚫고 있는 구멍에서 떨어져 나온 것들을 청소하고 뚫고 있는 구멍의 바닥에서의 드릴된 것들의 제거나 불어내기 또는 닦아내기 정도에 따른다.

공기해머에 필요한 구동에너지는 공기압축기에서 공급한다. 일반적으로 공급압력은 7 내지 10기압이며 공급량은 약 5m³/min이다.

최근에는 빌딩건축 현장에서 고압공기압축기를 사용하며 그 압력은 20기압이다. 이러한 고압공기압축기는 비록 7내지 10기압에 사용하도록 최초 설계되기는 했지만, 빌딩건축 현장에서, 공기핸드해머를 구동하는 데에도 사용한다.

이러한 고압작동에서도 공기핸드해머의 원리에는 변함이 없다. 즉 공기핸드해머의 특정요소만 더 큰 강도에 견디도록 하거나 더 두껍게 만들었다.

이로인해 동일한 공기해머가 7기압과 25기압의 광범위한 공급압력에서 작동된다. 공급압력이 더 높아짐에 따라 충격빈도와 충격에너지는 증가하나 드릴량성능은 대응해서 증가하지는 않는다.

이것은 드릴비트핀당 충격에너지가 드릴링 성능에 필수적이라는 사실에 기인한다. 드릴비트핀당 충격에너지가 특정 범위로 유지되면 드릴링 성능이 최적이 될 수 있을 뿐이다.

이 범위 이상에서는 비록 압축공기 소모는 대단히 증가해도 바위를 쪼개는 깊이(쪼개는 일)는 실질적으로 증가하지는 않는다. 그리하여 실제의 드릴링 성능은 공기압축기 용량에 훨씬 못 미치게 되며 효율이 떨어지게 된다.

또한 작업피스톤의 높은 충격에너지는 엔빌(anvil)에 부조화한 충격을 가하여 불유쾌한 소리를 낸다. 이러한 부조화한 충격은 드릴비트축과 작업피스톤에 엄청난 응력을 발생시켜 축과 피스톤에 자주 균열을 발생시킨다.

손으로 잡고 작동하는 공기핸드해머에서는 이 지나친 공급압력에 기인한 부조화한 충격은 건강에 해로운 골격구조에 해로운 결과를 가져올 위험성을 포함하여 작업자에게 심각한 신체적 스트레스를 따르게 한다.

드릴링장치의 운전자는 보통 드릴링 공구와 공기압축기와 공기해머와 드릴비트를 각각 다른 제작자로부터 구입하게 된다.

통상적으로 이것은 각 기계요소들을 서로 조화가 안된채 조합시켜 놓은 상태가 된다.

운전자는 높은 효율의 최적 드릴링 능력과 동시에 부품에 낮은 응력만 발생시키도록 부품을 고를 수는 없다.

본 발명의 목적은 넓은 범위의 공급압력에서 작동하며, 이 넓은 범위의 공급압력에서 각 부품에 낮은 응력만을 발생시키면서도 높은 효율과 높은 드릴링 능력을 내는 공기해머를 제공하는데 있다.

이 목적은 본 발명의 특허 청구범위 1항의 특성에 따라 해결된다.

본 발명의 공기해머에 있어서, 작업실린더의 뒤쪽 실린더실(chamber)에 조정수단을 마련하여 작업피스톤의 행정을 바꾸도록 한다.

이렇게 함으로서, 작업피스톤이 엔빌에 전달하는 충격에너지를 광범위한 공급압력에서도 대체적으로 일정하게 하고, 압축공기의 높은 공급압력에서는 피스톤의 행정을 작게 하여 저압에서와 대체적으로 같은 속도로 피스톤이 엔빌을 치게 한다.

높은 공급압력에 기인한 큰 가속에도 불구하고 엔빌에 대한 충격속도는 낮은 공급압력의 경우보다 그리 높지 않고, 물론 높은 공급압력과 이에 대응한 작업피스톤의 짧아진 행정은 낮은 공급압력 때보다 충격빈도를 높게 한다.

이것은 효율은 낮추지 않고 드릴링 능력을 증가시키고, 압축공기의 소모량 조차도 감소된다.

바람직하게도 조정수단이 작업피스톤의 복귀행정에서 압축기간의 시작을 바꾸고, 이렇게 하여 공기쿳션이 형성된 뒤쪽 실린더실의 내용적을 바꿈으로서 복귀행정의 길이를 바꾼다.

일반적으로 해머하우징에 직접 설치하거나 전달장치로 원격조작하는 조정수단을 장착한 공기해머를 제공할 수 있다.

압축공기의 공급압력에 상관없이 수동으로 조정수단의 공기압력을 제어하는 압축공기식 조정수단도 또한 마련할 수 있다. 이러한 수동조정수단으로 작업피스톤의 행정을 조정할 수 있다.

많은 경우에 있어서 운전자는 행정길이를 옳게 조정할 수 없으므로 본 발명의 바람직한 실시예에서는 공급압력에 따라 자동적으로 행정길이를 제어하도록 마련되어 있다.

이 자동조정수단은 공기해머내에 장치하여 공기해머로 가는 공기통로가 로드(rod)에서의 모든 압력 손실을 감안하도록 한다.

조정수단을 작동시키는 공급압력은 공기압축기의 공급압력이 아니고 바로 공기해머에 있는 압력이며 이것은 또한 작업피스톤을 가속시키는 압력인 것이다.

작업피스톤에서의 공급압력을 조정수단을 제어하는데에 반드시 바꾸지 않고 사용해야 하는 것은 아니고, 일례로 비례압력변환을 할 수도 있고 공급압력에 따른 압력으로 조정수단을 제어할 수도 있다.

조정수단의 자동제어에 추가하여 일례로 다수의 드릴비트핀에의 충격에너지를 조정하는데에 수동조정수단을 마련할 수도 있다.

발명은 드릴로드내에 장착되는 구멍내의 해머에 뿐만 아니라 손으로 잡고 사용하는 해머와 철거용 해머에도 사용할 수 있다.

후자의 경우, 일회 충격에너지를 일정하게 유지함으로서 작업자의 팔목과 팔로가는 반사에너지의 전파를 막아 작업자의 건강에 손상이 발생하는 것을 방지한다.

압력조절장치가 없는 공기압축기에서 또는 공기압력을 필요로 하는 다수의 장치에 연결된 공기압축기에서, 본 공기해머는 자동적으로 공급압력에 적응하여, 공급압력에 무관하게 대체적으로 일정한 충격에너지를 유지하도록 하며 높은 공급압력은 단순히 충격빈도만 증가하고, 공기해머의 부품들은 응력도 덜 받게 되고 수명도 길어진다.

제 1 도와 제 2 도의 공기해머는 긴 튜브형태의 해머케이싱(10)이 있는 중공해머로서 이 해머의 앞부분 끝으로부터는 드릴비트(11)의 머리부분(12)이 돌출해 있다.

드릴비트의 머리부분(12)에는 고경도 금속핀(도시되지 않음)이 있고, 드릴비트(11)의 축(13)은 해머케이싱(10)내로 뻗어 있으며, 키(key)형 잇빨로 이 축은 해머케이싱(10)내로 나사로 끼워져 있는 아답터(14)와 맞물려 있어서 해머케이싱의 회전력을 드릴비트(11)에 전달한다.

드릴비트축(13)은 제한된 길이방향 변위를 할 수 있도록 되어 있어서 축(13)의 뒷부분 끝에 충격을 가하면 케이싱(10)에 대하여 앞으로 드릴비트(11)가 튀어나가고, 드릴비트축(13)의 뒷부분 끝은 엔빌(Anvil)을 형성하며 이 위에 작업피스톤(16)이 부딛치며, 작업피스톤(16)은 밀봉홈이 있는 피스톤 몸체(17)와 전면이 엔빌에 부딛히는 작아진 직경의 인접 원통형 축(18)으로 구성된다.

구멍(19)은 피스톤(16)의 전 길이에 걸쳐 뚫려 있으며 이 구멍(19)은 드릴비트(11)의 길이방향 구멍(10)과 맞춰져 있고 드릴비트의 머리부분(12)에는 출구(21)가 있으며 이 출구는 길이방향의 구멍(20)에 통해져 있으며, 공기해머의 팽창된 방출공기는 이 구멍으로 빠져나와 굴삭구멍의 바닥으로부터 드릴된 찌꺼기를 청소해낸다.

피스톤(16)은 튜브형 내측 실린더(22)내에서 길이방향 변위를 하며 앞부분 실린더실(23)은 드릴비트(11)을 면하고, 뒷부분 실린더실(24)은 드릴비트의 반대쪽을 면하고 있다. 내측 실린더(22)는 환형통로(25)로 둘러싸여 있으며 이 통로를 통하여 압축공기가 내측 실린더(22) 전 길이에 걸쳐 수송되고, 내측 실린더(22)에는 반경방향 제어구멍(26)(27)이 있는데 제어구멍(26)은 실린더 몸체(17)의 앞부분 제어면(28)과 협력하여 제어구멍(27)은 실린더 몸체(17)의 뒷부분 제어면(29)와 협력한다.

또한, 내측 실린더(22)의 뒷부분의 끝부분에는 이 구멍을 통해서 압축공기가 뒷부분 실린더실(24)에 도달하게 하는 지지구멍(30)이 제공된다.

작업실린더의 앞부분 끝에는 해머케이싱에 고정 장착되어 있고 환형통로(25)를 드릴비트축(13)을 둘러싸고 있는 환형통로(33)와 통하게 하는 길이방향 홈(32)이 있는 안내슬리브(31)가 제공된다.

교축구멍(34)이 이 환형통로(33)로부터 드릴비트축의 길이방향 구멍(20)으로 뚫려 있어서 압축공기 일부가 해머를 지나 청소통로로 가게 하고, 안내슬리브(31)는 작업피스톤의 축(18)이 밀봉안내되도록 하며, 이축의 끝에는 짧은 길이방향 홈(35)이 제공된다. 뒷부분 실린더실(24)은 조정수단(37)을 받아들이는 삽입물(36)로 뒷부분이 제한된다.

조정수단(37)은 삽입물(36)의 제어실린더 내에서 변위할 수 있는 조정피스톤(38)을 포함하여 이 조정피스톤(38)으로부터 앞부분 실린더벽(41)의 구멍을 통해 뻗어 있는 제어튜브(40)가 있다.

제어튜브(40)의 통로(40a)는 길이방향 구멍(20) 및 제어실린더(39)와 항상 통해 있어서 제어실린더(39)내에는 항상 저압의 공기가 차있도록 되어 있다.

스프링(42)이 제어실린더(42)내에 제공되어 조정피스톤을 뒤로 밀고, 조정피스톤(38)의 뒷부분 끝은 공급 압력이 항상 차있는 압력실(43)에 연결되어 있다.

제 2 도에 따라 체크밸브(44)가 압력실(43)의 뒤에 배치되며 이 체크밸브(44)는 공급되는 압축공기를 이기고 드릴비트로부터 압력수(pressing water)가 올라오면 이러한 압력수의 통로를 차단하고, 체크밸브(44)는 드릴로드(45)로부터 굴삭구멍의 바닥 방향으로만 작동하며 반대방향으로는 작동하지 않는다.

해머케이싱(10)의 뒷부분 끝은 삽입부재(46)를 통하여 드릴로드(45)의 앞부분 끝과 연결되어 있고, 삽입부재(46)의 키 잇빨(key toothing)(47)은 해머케이싱에 나사 고정되어 있는 슬리브(48)의 키 잇빨과 맞물려 있다.

이 키 잇빨은 드릴로드(45)에 대하여 해머케이싱이 제한적으로 축방향 변위를 하게 하여 주고, 스프링(49)은 지지링(50)에 지지되어 있으며 이 지지링(50)은 대신 슬리브(48)의 키 잇빨의 끝에 지지되어 있으며, 스프링(49)은 해머의 고정된 내부케이싱 부품을 다함께 축방향으로 밀고 있으며 진동에 의한 이 부품들의 변위를 허용한다.

드릴로드(45)로부터 공급된 압축공기는 중공 삽입물(46)을 통하고 체크밸브(44)를 거쳐서 압력실(43)과 환형통로(25)에 도달한다.

제 1 도 내지 3 도에서 보인 공기해머는 다음과 같이 작동한다.

제 1 도에서 피스톤(16)은 전방 끝위치에 있는 것을 보이고 있으며 여기서 축(18)은 엔빌(15)과 맞닿아 있다.

앞부분 실린더실(23)은 최소로 작아지며 제어구멍(26)을 통하여 환형통로(25)내의 압력과 통해져 있고, 이런 상태에서 뒷부분 실린더실(24)이 구멍(19)을 통하여 드릴비트의 압력이 없는 길이방향 구멍(20)과 통해져 있으므로 작업피스톤(16)의 복귀행정이 시작된다.

복귀행정중 작업피스톤(16)은 가속단계를 거치고, 앞부분 실린더실(23)에 차있는 압력이 앞부분 제어면(28)에 작용하여 작업피스톤(16)을 가속한다.

이 가속단계는 길이방향 홈(35)의 뒷부분 끝이 안내슬리브(31)의 뒷부분 끝에 도달할 때까지 지속되고, 이에 대응하는 가속구간(BA)이 제 1 도에 표시되어 있다.

이 이후 실린더실(23)은 압력이 없는 축방향 구멍(20)에 홈(35)으로 통해지게 되고, 가속단계 다음에는 작업피스톤의 복귀행정이 구동안되는 공전단계가 따르고, 뒷부분 실린더실(24)로부터 밀려난 공기는 작업피스톤의 구멍(19)을 통하여 방출된다.

작업피스톤의 뒷부분 제어면(29)이 제어튜브(40)의 앞부분 끝에 도달하면 공전단계는 끝나고, 다음에 올 단계는 압축단계로서 제어튜브(40)를 둘러싸고 있는 작업실린더의 환형실(chamber)내에 있는 공기가 압축되며, 제어튜브(40)는 이제 구멍(19)의 개구를 패쇄한다.

제 3 도는 작업피스톤이 뒷부분 끝위치에 도달해 있는 상태를 보인 것으로서, 실린더실(24)내의 공기는 강력하게 압축되고, 이 공기쿳션이 작업피스톤의 후진운동을 감속시킨다. 이제 작업행정이 시작되면 실린더실(24)내의 압축된 공기쿳션은 팽창하여 충격을 일으키는 방향으로 작업피스톤을 밀어낸다.

이 밀어내는 힘은 지지구멍(3)을 지나는 공기에 의해 더 증대한다.

이 구동단계는 작업피스톤의 뒷부분 제어모서리(29)가 제어튜브(40)의 앞부분 끝을 통과하면 끝나고, 작업피스톤이 충격을 일으키는 방향으로 가속되는 이 구동구간은 제 3 도에 AA로 표시되어 있다.

작업행정의 끝에서 작업피스톤의 축(18)은 엔빌(15)을 치며 이 충격 직전에 앞부분 실린더실(23)내에는 공기쿳션이 형성된다.

지금까지 기술한 작동은 압축공기의 공급압력이 비교적 낮은 약 7 내지 10기압일 경우로써, 압력실(43)내의 이러한 압력은 스프링(42)으로 극복되어 조정피스톤(38)은 이 압력에 이겨서 후방 끝위치로 이동하며 제어튜브(40)도 또한 후방 끝 위치를 택한다.

제어압력이 더 높으면 조정피스톤(38)은 제어튜브(40)와 함께 전진하며 전진거리는 공급압력에 따라 달라진다.

더 높은 압력에서는 공전단계가 짧아지고, 이것은 제어면(29)이 제어튜브(40)의 앞부분 끝에 일찍 도달하여 압축단계가 일찍 시작하게 하는 효과가 있으며, 이것은 피스톤의 행정(복귀행정)을 단축시켜 뒤따르는 작업피스톤의 작업행정이 앞부분 쪽에 더 가까운 위치에서 시작하게 한다.

한편 뒷부분 실린더실(24)의 압축은 부피가 크기 때문에 제어튜브를 빼어낸 때보다 낮아지고, 이와 같이 작업피스톤의 행정은 더 높은 공급압력에도 불구하고 단축되며, 작업피스톤이 엔빌을 치는 속도는 낮은 공급압력과 제어튜브(40)를 빼낸 상태에서 얻어지는 충격속도와 대체적으로 같다.

제어튜브(40)의 전진된 위치는 복귀행정중 가속단계와 압축단계가 서로간에 바로 후속하게 하거나 중간의 공전단계없이 중복되게 조차 할 수 있도록 선택할 수 있다.

제 4 도의 실시예는 제 1 도 내지 제 3 도의 것과 상응하므로 이하에서는 그 차이점만 설명하면, 제어튜브(40)에 고정되어 디스크(70)가 있으며 이 디스크(70)는 조정피스톤(38)에 기인한 제어튜브의 압력에 따른 운동에 따라 움직이고, 교축통로(71)가 디스크(70)를 지나 뻗어 있다.

이 디스크(70)의 뒤쪽과 삽입물(36)의 앞 사이에 실(chamber)(72)이 형성되어 있는데 이 실(72)은 압축 공기의 공급압력에 따라서 크게도 되고 작게도 되며, 이 실(72)은 교축통로(71)를 통하여 뒷부분 실린더실(24)과 통해져 있다.

이 실(72)의 압력은 일정한 시차를 두고 뒷부분 실린더실(24)의 압력을 따르고, 이와 같이 실(72)내에는 압력쿠션관성이 형성되며, 디스크(70)은 압축공기의 공급압력에 대응하여 작업실린더의 부피를 감소시킨다.

이렇게 하여 실린더실(24)의 뒷부분 끝은 공급압력에 따라서 앞으로 변위하며 결과적으로 더 높은 공급압력에서는 피스톤의 복귀행정이 단축된다.

제 5 도의 실시예도 또한 대부분 제 1 도 내지 제 3 도의 것과 상응하므로 그 차이점만 설명하면, 작업실린더의 뒷부분에는 조정수단(37)앞에 압력의존형 역전밸브(75)가 장치되며 이 밸브는 작업실린더의 뒷부분 끝벽(76)에 슬리브밸브로서 수납된 형태로 실시된다.

이 밸브(75)는 튜브형 밸브몸체(77)가 있고 한끝(78)은 소매끝 같은 모양으로 넓어져 있고, 넓어진 끝(78)은 두 개의 밸브시트(79)(80)중의 하나와 교호적으로 협력하며, 밸브의 튜브는 반경방향으로 거리를 두고 제어튜브(40)을 감싸고 있고, 이 끝(78)은 시트(79)나 시트(80)와 맞닿도록 축방향으로 변위가능하다.

밸브(75)의 입구는 공급압력이 차있는 환형통로(81)와 통하고 있으며, 역전밸브(75)의 한 개 출구는 튜브(77)내의 환형공간(82)에 의해 형성되며 또 다른 출구는 튜브(77)를 둘러싸고 있는 환형공간에 의해서 형성되며 환형공간(25)과 통해져 있다.

역전밸브는 환형공간(82)(83)의 압력에 의해 제어되고, 만약 환형공간(83)의 압력이 더 높으면 끝(78)은 시트(80)을 누르고 환형공간(83)과 환형통로(25)에는 공급압력이 찬다.

그러나, 만약 실린더실(24)의 압력(과 따라서 환형공간(82)의 압력)이 더 높으면, 끝(78)은 밸브시트(79)를 누르고 실린더실(24)에는 공급압력이 차는 대신 환형공간(83)은 압력이 없어지고, 역전밸브(75)는 작업행정을 지지하고 이 동작은 공기해머의 충격빈도를 증가시킨다.

제 6 도의 실시예는 다음의 점에서 제 5 도와 다르다.

즉, 뒷부분 실린더벽(76)은 이동 가능한 환형피스톤(85)을 포함하고 그 피스톤의 피스톤실(86)은 실린더실(24)과 영구적으로 통해져 있다는 것이다.

피스톤실(86)의 맞은 편에는 또하나의 피스톤실(87)이 제공되는데, 이 피스톤실(87)은 교축통로(88)을 통하여 환형통로(83)와 통해져 있고, 이렇게 해서 실린더실(24)의 압력은 항상 피스톤실(86)에 차있게 되는 한편 피스톤실(87)은 환형통로(25)의 압력이 항상 차있게 되는데 이 압력은 압력의존형 역전밸브(75)의 위치에 따라 달라진다.

피스톤실(86)의 압력이 큰 때인 전진 위치에서는 피스톤실(85)은 실린더실(24)로 돌출하고, 피스톤실(87)의 압력이 큰 때인 후퇴 위치에서는 실린더벽(12)과 동일 평면상에 있게 된다.

피스톤(85)은 드릴비트로부터 거리가 떨어져 배치되어 있는 뒷부분 실린더벽(76)의 일부를 형성하고, 교축통로(88) 때문에 피스톤(85)은 주기적인 압력 변동을 충분히 빨리 추종할 수가 없어서 공급압력의 강도나 실린더실(24)내에 차있는 최고 압력의 강도에 따르는 중간 위치를 취하게 된다.

이렇게 해서 작업실린더의 위치는 높은 압력에서는 부피가 줄도록 압력에 따라서 바뀌고 이 부피변화는 조정수단(37)에 기인한 행정의 단축에 추가하여 수행된다.

제 7 도의 실시예는 제 5 도의 것과 대체로 대응하는데 이동 가능한 박판이 있는 박판밸브가 역전밸브(75a)에 대한 실시예는 역전밸브(75)와 똑같은 효과를 낸다.

제 8 도의 실시예는 제 7 도의 것을 더 발전시킨 것으로서, 제어튜브(40)에 연결된 조정피스톤(38a)은 동시에 작업실린더의 윗부분 끝 벽을 형성하고, 공급압력상의 변화는 또한 뒷부분 끝벽의 위치도 바꾸어 공급압력이 늘면 실린더실의 부피도 줄어든다.

이 압력에 따른 뒷부분 실린더벽 또는 실린더벽의 일부분의 조정은 조정수단(37)의 효과를 돕고, 제 8 도에서 스프링(42)은 뒷부분 실린더실(24)내에 제공되어 내측실린더(22)의 환형칼라(91)에 지지된다.

환형공간(81)은 공급압력과 영구적으로 통해져 있으며 환형공간(83)은 불변적으로 환형통로(25)와 통해져 있고, 제어튜브(40)의 구멍(92)은 압력없는 방출통로(표시안됨)와 영구적으로 통해져 있다.

제 9 도의 실시예에서 조정피스톤(38b)은 제어튜브가 없는 작업실린더의 뒷부분 끝벽을 정의하고, 압력실(43)로부터 오는 공급압력이 작용하는 조정피스톤(38b)은 스프링(42)으로 내측실린더(22)의 환형칼라에 지지되어 있다.

배출통로(93)에 통해져 있는 환형공간(94)은 압력실(43)의 반대편을 연하고 있는 조정피스톤(386)의 환형칼라(94)은 압력실(43)의 반대편을 연하고 있는 조정피스톤(38b)의 환형칼라(94)쪽에 배치되어 있어, 작업피스톤은 속이 비어 있지 않으며, 즉 앞서의 실시예와 같은 구멍(19)이 없다.

제 9 도의 조정수단(37)은 다른 제어요소를 조정하는 것이 아니고 바로 작업실린더 부피의 압력의존형 감소에만 전적으로 영향을 미친다.

제 10 도와 제 11 도의 실시예에서는 중공의 작업실린더(16a)가 제공된다.

작업피스톤(16a)의 길이방향 구멍에는 길이방향으로 뻗어 있는 통로(101)가 있는 제어핀(100)과 제어구멍(26a)과 제어홈(27a)이 장치되고, 제어핀(100)의 뒷부분 끝은 조정핀(38c)이 연결되어 있는데 이 조정핀(38c)는 스프링(42)이 압력실(43)쪽으로 당기고 있다.

만약, 압력실(43)내의 압력이 스프링(42)이 힘보다 커지면 제어핀(100)은 환형피스톤(16a)내에서 전방으로 변위하며, 즉 드릴비트쪽으로 변위한다.

제어핀(100)은 드릴비트축(13)의 길이방향 구멍(20)의 연장부(20) 속으로 뻗어 있고, 이 끝부분(102)에는 제어구멍(26a)이 제공되는데, 이 제어구멍(26a)은 길이방향 구멍(20)과 통해져 있으므로 영구적으로 압력이 없다.

통로(101)와 길이방향 구멍(20) 사이에는 교축개구(103)가 배치되어서 이 개구(103)을 통하여 드릴 찌꺼기의 불어내기를 돕기 위해 공기가 지속적으로 흘러나간다.

제어핀(100)은 공급압력이 일정하게 차 있는 통로(101)에 통해진 환형홈(104)이 있으며 동시에 통로(105)로 해서 영구적으로 압력이 없는 제어홈(27a)도 있다.

가로방향의 통로(106)는 통로(101)의 내부로 연결되어 있으며 통로(106)는 환형피스톤(16a)의 통로(107)와 정렬되도록 되어 있다.

작업피스톤의 또 하나의 통로(108)은 제어홈(27a)이나 환형홈(104)과 교호적으로 정렬된다.

제 10 도는 복귀행정 시작시의 본 장치의 상태를 보인 것으로써, 통로(101)와 가로방향의 통로(106)와 통로(107)를 통하여 압력은 앞부분 실린더실(23)에 도달하여 작업피스톤의 앞부분 끝면을 엔빌(15)로부터 들어 올려서 후진시킨다.

앞부분 끝면(28)이 제어구멍(26a)의 지역에 도달하면 가속단계는 끝나고, 이 단계에서 통로(108)와 제어홈(27a)와 통로(105) 덕분에 뒷부분 실린더실(24)에는 압력이 없어진다.

통로(108)가 압력이 없는 제어홈(27a)을 떠나면 뒷부분 실린더실(24)에 압력이 차기 시작되고, 압축단계가 시작되면 뒷부분 실린더실(24)은 통로(108)가 가압상태의 환형홈(105) 지역에 도달할 때까지 점점 줄어든다.

이렇게 하면 실린더실(24)에는 압축공기가 추가적으로 들어오고, 작업행정에서는 실린더실(24)내의 압력이 풀리고 작업피스톤은 끝면(28)이 엔빌(15)을 최종적으로 칠 때까지 구동단계를 수행한다.

변위 가능한 핀(100)의 효과는 다음과 같다.

즉, 고압공급공기 때문에 제어핀은 전방으로 이동하고, 제어구멍(26a)의 전진은 가속단계를 일찍 끝나도록 하여 피스톤에 전달되는 구동에너지를 적게 하며, 제어홈(27a)의 전진은 뒷부분 실린더실(24)이 일찍 폐쇄되도록 하여 압축단계가 일찍 시작하도록 한다.

두 방법, 말하자면, 가속단계의 단축과 압축단계의 조기시작은 복귀행정의 길이를 줄어들게 하며 작업행정중 작업피스톤에 전달되는 에너지도 역시 줄어들게 한다.

이렇게 하여 충격에 대한 공급압력에 무관하게 모두에 전달되는 충격에너지는 대체적으로 같다.

Claims

엔빌(15)을 거쳐서 드릴비트에 충격을 전달하며 작업실린더 내에서 이동 가능한 작업피스톤(16)과, 상기 작업실린더와 상기 작업피스톤에 제공되어 있으며 상기 작업피스톤의 양끝에 있는 실린더실(23)(24)로 가는 압축공기의 공급을 제어하며 서로 협력하여 복귀행정중에는 상기 작업피스톤이 가속단계와 공기압축단계를 수행하게 하고 후속의 전진방향의 작업행정 중에는 구동단계와 상기 엔빌(15)에 충격을 주게 하는 제어부재로 구성된 공기해머에 있어서, 상기 작업실린더의 뒷부분 끝에 제공된 압축공기의 공급압력에 따라 상기 작업피스톤의 복귀행정의 길이를 조정하기 위한 조정수단(37)을 구비한 것을 특징으로 하는 공기해머.
제 1 항에 있어서, 상기 조정수단(37)은 공급압력이 높을 때에는 행정길이가 짧아지도록 공급압력에 의해서 제어되도록 구비한 것을 특징으로 하는 공기해머.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조정수단(37)은 복귀행정에서 공기압축단계의 시작을 결정하는 제어부재(40)를 조정하도록 구비한 것을 특징으로 하는 공기해머.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 조정수단(37)은 복귀행정에서 가속단계의 끝을 결정하는 제어부재(100)(26a)를 조정하도록 구비한 것을 특징으로 하는 공기해머.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조정수단(37)은 뒷부분 실린더벽(76)의 최소한 한 부분의 위치를 조정하도록 구비한 것을 특징으로 하는 공기해머.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 조정수단(37)은 공급압력이나 또는 이로부터 도출된 압력에 의해서 작동되는 조정피스톤(38)을 구비한 것을 특징으로 하는 공기해머.
제 6 항에 있어서, 상기 조정피스톤(38)은 상기 작업실린더내로 돌출되어 있는 제어튜브(40)에 연결되어 있으며, 이 튜브는 상기 작업피스톤(16) 길이방향 구멍(19)으로 들어갈 수도 있도록 구비한 것을 특징으로 하는 공기해머.
제 1 항 또는 2 항에 있어서, 압축공기통로내의 상기 조정수단(37)뒤에 설치되어 있으며, 작업실린더의 뒷부분 실린더실(24)내의 공기압력에 의해 제어되며, 한 위치에서는 공급압력을 상기 뒷부분 실린더실(24)로 끌어들이고, 다른 위치에서는 공급압력을 앞부분 실린더실(23)로 끌어들이는 압력 의존형 역전밸브(75)(75a)를 구비함을 특징으로 하는 공기해머.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 조정수단(37)에 의한 축방향 변위를 위해서 상기 작업실린더내에 설치되어 있으며, 공급압력과 통해져 있고, 상기 작업피스톤(16a)의 제어통로(107)(18)와 협력하는 적어도 하나의 길이방향 출구(104)(106)(26a)를 갖고 있는 제어핀(100)을 구비함을 특징으로 하는 공기해머.