PL189422B1

PL189422B1 - Młot udarowy do przebijania otworów w skale i tłok do młota udarowego do przebijania otworów w skale

Info

Publication number: PL189422B1
Application number: PL99344990A
Authority: PL
Inventors: Rainer Beccu; Matthew Shofner; Kenneth Ahlhorn
Original assignee: Sandvik Intellectual Property
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2005-08-31
Also published as: PL344990A1; AU4811199A; AU748783B2; US6062322A; KR20010052919A; CA2335158C; WO1999066166A1; DE69910572T2; DE69910572D1; KR100543230B1; ATE247764T1; EP1088149A1; WO1999066167A1; EP1088149B1; ZA200007503B; CA2335158A1; AU4811099A

Abstract

1. Miot udarowy do przebijania otworów w skale, znam ienny tym, ze zawiera obudowe (11) o cylindrycznym ksztalcie, zawiera strukture (12, 36) m ocujaca przebijak w dolnej czesci obudowy 1 form ujaca otwarty od góry srodkowy kanal (39), przebijak (13) zamontowany w struk- turze (12, 36) mocujacej przebijak, który posiada czesc stanowiaca kowadlo (30), wystajaca w góre, i wchodzaca do srodkowego kanalu (39) struktury (12, 36) mocujacej przebijak, przy czym przebijak posiada elementy pozwala- jace na wydmuchiwanie, obok mlota, pylu powstajacego przy przebijaniu, podzespól górny (14) zamontowany w górnej czesci obudowy, wydrazona rure zasilania (15) zamknieta u dolnego konca, zamocowana w górnym podzespole (14) 1 idaca w dól wzdluz wzdluznej osi srodkowej (CL) obudowy, oraz wyznaczajaca srodkowy kanal przystosowany do przeplywu sprezonego powietrza zawierajacego srodek smarujacy, przy czym rura zasilania posiada promieniowe otwory, górne (20) i dolne (21), rozstawione na dlugosci w kierun- ku osiowym, tlok (16) zamontowany w obudowie (11) z mozliwoscia ruchu posuwistn-7wrotnego w kierunku osiowym, oraz umieszczony ponizej podzespolu górnego (14) 1 powyzej struktury (12, 36) mocujacej przebijak, przy czym tlok posiada czesci, górna (16A) i dolna (16B), z których dolna czesc (16B) jest o mniejszym przekroju poprzecznym niz górna czesc (16A), a górna czesc formuje, w miejscu laczenia sie czesci, skierowana w dól powierzchnie (22) znajdujaca sie pomiedzy czesciami górna 1 dolna, przy czym tlok zawiera osiowy przelotowy otwór (31) obejmujacy suwliwie rure zasilania (15), pierwszy kanal (17) biegnacy w dól ............... FIG. 1 A PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest młot udarowy do przebijania otworów w skale i tłok do młota udarowego do przebijania otworów w skale.

Stan techniki

Znany w technice tłok do młota udarowego, do przebijania otworów, jest ujawniony w opisie patentowym EP-B1-0 336 010. Tłok zawiera kanał centralny, do którego są podłączone przewody kanałowe. Przewody kanałowe zapewniają rozdział dostarczanego powietrza pomiędzy komory, górną i dolną, za pośrednictwem rowków znajdujących się na obwodzie tłoka. Znany w technice tłok ma złożony geometrycznie kształt i nie jest zbudowany odpowiednio, pod względem wymagań odnośnie stawianego przezeń oporu. W dodatku, znany w technice młot posiada obudowę nawrotną, w której rowki służące do przepływu strumienia powietrza roboczego są wykonywane obróbką skrawaniem. To umożliwia, że olej, porywany przy przepływie powietrza, powiększa podlegającą smarowaniu powierzchnię przylegania, pomiędzy tłokiem i powierzchnią wewnętrzną obudowy. Jednakże, występowanie w obudowie rowków służących do przepływu strumienia powietrza, sprzyja jej osłabieniu i sprawia trudności przy wytwarzaniu. Byłoby więc pożądane dostarczenie mocniejszej obudowy, która jest stosunkowo prosta w wykonawstwie, podczas gdy wciąż jeszcze zapewniałaby właściwe smarowanie powierzchni przylegania.

W opisie patentowym USA o numerze 4,015,670 jest ujawniony inny młot udarowy do przebijania otworów, w którym tłok wykonuje ruch nawrotny, znajdując się na wydrążonej rurze zasilania powietrzem, która przechodzi przez środkowy otwór tłoka. Kanały

189 422 służące do przepływu sprężonego powietrza, z rury zasilania powietrzem do komór znajdujących się powyżej i poniżej tłoka, w celu wywoływania ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka, są uformowane całkowicie w tłoku. Znaczy to, że niektóre kanały odchodzą od otworu środkowego i dochodzą do górnej powierzchni tłoka, a inne kanały odchodzą od otworu środkowego i dochodzą do dolnej powierzchni tłoka. Problem pojawiający się w związku z takim układem jest tego rodzaju, że kiedy powierzchnia dolna tłoka bije w przebijak, końce kanałów, znajdujące się w powierzchni dolnej, są przynajmniej częściowo blokowane przez przebijak. Uderzenia mogą również powodować występowanie pęknięć na powierzchni dolnej, w miejscach wokół końców kanałów.

Byłoby więc pożądane dostarczenie skutecznie działającego młota udarowego do przebijania otworów, któryby był stosunkowo łatwy w wykonawstwie, i któryby zawierał minimalną ilość części składowych.

Dalszym celem jest dostarczenie tłoka do młota udarowego do przebijania otworów, który zapewnia dobre smarowanie na powierzchniach przylegania.

Dodatkowym celem jest dostarczenie tłoka do młota udarowego do przebijania otworów, który jest ekonomiczny w produkcji.

Te i inne cele, według niniejszego wynalazku, staną się widoczne z następującego dalej szczegółowego opisu zalecanych przykładów, w powiązaniu z towarzyszącym im rysunkiem.

Młot udarowy do przebijania otworów w skale według niniejszego wynalazku, charakteryzuje się tym, że, zawiera obudowę o cylindrycznym kształcie, zawiera strukturę mocującą przebijak w dolnej części obudowy i formującą otwarty od góry środkowy kanał, przebijak zamontowany w strukturze mocującej przebijak, który posiada część stanowiącą kowadło, wystającą w górę, i wchodzącą do środkowego kanału struktury mocującej przebijak, przy czym przebijak posiada elementy pozwalające na wydmuchiwanie, obok młota, pyłu powstającego przy przebijaniu, podzespół górny zamontowany w górnej części obudowy, wydrążoną rurę zasilania zamkniętą u dolnego końca, zamocowaną w górnym podzespole i idącą w dół wzdłuż wzdłużnej osi środkowej obudowy, oraz wyznaczającą środkowy kanał przystosowany do przepływu sprężonego powietrza zawierającego środek smarujący, przy czym rura zasilania posiada promieniowe otwory, górne i dolne, rozstawione na długości w kierunku osiowym, tłok zamontowany w obudowie z możliwością ruchu posuwisto-zwrotnego w kierunku osiowym, oraz umieszczony poniżej podzespołu górnego i powyżej struktury mocującej przebijak, przy czym tłok posiada części, górną i dolną, z których dolna część jest o mniejszym przekroju poprzecznym niż górna część, a górna część formuje, w miejscu łączenia się części, skierowaną w dół powierzchnię znajdującą się pomiędzy częściami górną i dolną, przy czym tłok zawiera osiowy przelotowy otwór obejmujący suwliwie rurę zasilania, pierwszy kanał biegnący w dół od skierowanej w górę powierzchni tłoka, drugi kanał biegnący w górę od skierowanej w dół powierzchni górnej części tłoka, trzeci kanał biegnący od przelotowego otworu osiowego do zewnętrznej obwodowej powierzchni bocznej tłoka i przecinający dolny koniec pierwszego kanału, czwarty kanał biegnący od przelotowego otworu osiowego do zewnętrznej obwodowej powierzchni bocznej tłoka i przecinający górny koniec drugiego kanału, każdy z trzecich i czwartych kanałów jest w układzie tworzącym nieciągłe połączenie komunikacyjne z dolnym otworem rury zasilania, podczas ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka, wystawiając na działanie środka smarującego, pochodzącego z powietrza zawierającego środek smarujący, wewnętrzną powierzchnię obudowy, dolna część tłoka jest przystosowana do wchodzenia w dół do wewnątrz środkowego kanału struktury mocującej przebijak, i Dije w część stanowiącą kowadło koronki przeuijaka, skierowaną w dół powierzchnią części górnej tłoka oddalonego w górę od przebijaka i od struktury mocującej przebijak.

Części tłoka, górna i dolna, posiadają oporności, pierwszą i drugą, odpowiednio, przy czym stosunek pierwszej oporności do drugiej oporności jest wielkością z przedziału od 3,5 do 5,8, oporność jest równa 2Ap, gdzie A jest obszarem przekroju poprzecznego odpowiedniej części tłoka, a p jest gęstością odpowiedniej sekcji tłoka.

189 422

Podzespół górny zawiera gwint zewnętrzny (14a) służący do sprzęgnięcia podzespołu górnego z obudową, dalej młot zawiera liczne kołki, zamontowane w podzespole górnym, oraz przechodzące, w kierunku promieniowym, przez gwint zewnętrzny i wchodzące w ścianę boczną rury zasilania, dla przymocowania rury zasilania do podzespołu górnego, przy czym kołki są usytuowane na zewnątrz środkowego kanału rury zasilania.

Podzespół górny zawiera otwór środkowy, przy czym rura zasilania jest zamontowana w otworze środkowym, a średnica zewnętrzna rury zasilania jest mniejsza niż średnica otworu środkowego, przy czym tuleja jest zamontowana na zewnętrznym obwodzie rury zasilania wewnątrz otworu środkowego, gdzie jest wciśnięta pomiędzy podzespół górny i rurę zasilania, zaś kołki przechodzą na wylot przez tę tuleję.

Tuleja jest uformowana z tworzywa sztucznego.

Podzespół górny zawiera otwór środkowy, przy czym rura zasilania jest zamontowana w otworze środkowym, średnica zewnętrzna rury zasilania jest mniejsza niż średnica otworu środkowego, zaś tuleja jest zamontowana na zewnętrznym obwodzie rury zasilania wewnątrz otworu środkowego, gdzie jest wciśnięta pomiędzy podzespół górny i rurę zasilania.

Powierzchnia wewnętrzna obudowy jest wolna od rowków doprowadzających powietrze.

Tłok do młota udarowego do przebijania otworów w skale, przy czym młot jest przystosowany do odprowadzania pyłu pochodzącego z przebijania otworu na zewnątrz obok młota, według niniejszego wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera części, górną i dolną, z których dolna część jest o mniejszym przekroju poprzecznym niż górna część, a górna część formuje, w miejscu łączenia się części, skierowaną w dół powierzchnię znajdującą się pomiędzy częściami górną i dolną, osiowy przelotowy otwór biegnący na wylot przez części, górną i dolną, pierwszy kanał biegnący w dół od skierowanej w górę powierzchni górnej części tłoka, drugi kanał biegnący w górę od skierowanej w dół powierzchni górnej części tłoka, trzeci kanał biegnący pomiędzy osiowym przelotowym otworem i zewnętrzną obwodową powierzchnią boczną tłoka, i przecinający dolny koniec pierwszego kanału, czwarty kanał biegnący pomiędzy osiowym przelotowym otworem i zewnętrzną obwodową powierzchnią boczną tłoka, i przecinający górny koniec drugiego kanału.

Części tłoka, górna i dolna posiadają oporności, pierwszą i drugą, odpowiednio, przy czym stosunek pierwszej oporności do drugiej oporności jest wielkością z przedziału od 3,5 do 5,8, oporność jest równa 2Ap, gdzie A jest obszarem przekroju poprzecznego odpowiedniej części tłoka, a p jest gęstością odpowiedniej sekcji tłoka.

Krótki opis rysunku

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym figury IA, IB, IC i ID przedstawiają młot udarowy do przebijania otworów, według niniejszego wynalazku, w przekroju wzdłużnym, znajdujący się odpowiednio w pozycjach pierwszej, drugiej, trzeciej i czwartej, fig. 2A - tłok według niniejszego wynalazku, w przekroju wzdłużnym, fig. 2B - widok tłoka z fig. 2A, z dołu fig. 2C - widok tłoka z fig. 2A góry, fig. 2D - tłok według niniejszego wynalazku, w widoku z boku, fig. 3A - widok przekroju wzdłużnego rury zasilania powietrzem, fig. 3B -widok przekroju poprzecznego wzdłuż linii 3B-3B na fig. 3A, fig. 4 - widok przekroju wzdłużnego górnej części rury zasilania i zaworu na niej zamontowanego, fig. 5 - widok z częściowym wyrwaniem pokazujący kołek mocujący rurę, fig. 6 -widok przekroju wzdłużnego obudowy, fig. 7 widok przekroju wzdłużnego tulei nylonowej, fig. 8 - widok przekroju wzdłużnego przez człon uszczelniający.

Przykłady wykonania

Figury IA, IB, IC i ID przedstawiają zalecany przykład młota udarowego 10 do przebijania otworów, według niniejszego wynalazku. Młot 10 zawiera zewnętrzną obudowę nawrotną 11, która, za pośrednictwem podzespołu górnego 14, nadaje się do łączenia w szereg z, mającym zdolność obracania się, układem rur wiertarki (nie pokazano), przez który jest doprowadzane sprężone powietrze. Podzespół górny posiada gwint ze6

189 422 wnętrzny 14A wkręcony w obudowę 11. Wewnętrzna ściana obudowy 11 nie zawiera rowków wyznaczających kanały powietrzne i tym samym jest mocna i względnie prosta w wykonawstwie. (Tylko, jeżeli jest stosowana odwracalna obudowa 11 - patrz fig. 6, mogą być przewidziane, dla celów ustawczych, rowki ustalające 11B w części ściany wewnętrznej znajdującej się w kontakcie z tłokiem). Tłok młota 16 wykonuje ruch posuwisto-zwrotny w cylindrycznej obudowie 11, a sprężone powietrze robocze jest kierowane na przemian, w kierunku końców tłoka, górnego i dolnego, by wywoływać jego ruch posuwisto-zwrotny w obudowie. Każde uderzenie tłoka w dół oddziałowuje uderzeniowo na część 30 pełniącą rolę kowadła koronki przebijaka 13, zamontowaną w prowadniku podzespołu dolnego 12, przy dolnej części obudowy cylindrycznej 11. Jak widać to na figurach od 1A do ID, tłok 16 i przebijak 13 mają w istocie odwrócony (zamieniony kierunkowo) kształt, wzajemnie jeden względem drugiego. Znaczy to, że tłok posiada szeroką górną część i wąską dolną część, a przebijak ma szeroką dolną część i wąską górną część.

Mówiąc ogólnie, wledy kiedy oddziaływająca energia falowa jest przenoszona przez tłoki i przez przebijaki, zostało stwierdzone, że wskutek wpływu różnic w obszarze przekroju poprzecznego A, moduł sprężystości Young'a E i gęstość p, mogą być zespolone w jeden parametr Z zwany opornością. Znaczenie oporności zostało omówione w opisie patentu USA numer 5305841. Oporność Z = AE/c, gdzie c = (E/ p)l/2, i jest prędkością fali w ośrodku sprężystym. Zatem Z = 2Ap. Tłok 16 według niniejszego wynalazku (patrz figury od 2A do 2D) zawiera dolną część 16B i górną część 16A, które suwliwie wchodzą we współpracę ze ścianą wewnętrzną obudowy 11. Górna część 16A ma długość LM1 i oporność ZM1, podczas gdy dolna część 16B ma długość LT1 i oporność ZT1. Stosunek ZM1/ZT1 jest wielkością rzędu pomiędzy 3,5 i 5,8. Ponadto, stosunek LM1/LT1, albo TM1/TT1, jest wielkością rzędu pomiędzy 1,0 i 3,0, korzystnie pomiędzy 1,5 i 2,5, gdzie TM1 jest parametrem czasowym tylnej części tłoka 16A, a TT1 jest parametrem czasowym dolnej części tłoka 16B. Parametr czasowy T jest zdefiniowany przez wyrażenie T = L/c, gdzie Ljest długością rozważanej części, a c jest prędkością fali w ośrodku sprężystym rozważanej części. Tak więc, dla części 16A, TM1 = LM1/cMl, a dla części 16B, TT1 = LT1/cTl. Powodem, dlaczego jest konieczne branie pod uwagę parametru czasowego T zamiast długości L, jest to, że różne części mogą być formowane z różnych materiałów, które mają różne wartości odnoszących się do nich prędkości fali c w ośrodku sprężystym.

Każda z części 16A i 16B posiada podstawowy kształt cylindryczny, a dolna cylindryczna część 16B ma zredukowaną średnicę, co sprawia, że pośrednia końcowa powierzchnia czołowa, albo skierowana w dół powierzchnia progu 22 uformowanego na górnej części 16A, jest korzystnie powierzchnią prostopadłą do linii środkowej CL młota. Budowa tłoka jest oparta na pomyśle, żeby rozkład masy tłoka 16 był taki, że początkowo mniejsza masa, to jest masa części 16B, jest w kontakcie z przebijakiem 13. Następnie, większa masa, to jest masa części 16A, za nią wchodzi w kontakt. Okazało się, że przez taki układ, za pośrednictwem koronki przebijaka jest przenoszona na skałę prawie cała energia kinetyczna tłoka.

Wewnętrzna cylindryczna ściana 37 tłoka wyznacza środkowy kanał 31 i jest przeznaczona do suwania się na współosiowej rurze sterującej, albo na rurze zasilania 15, która jest zamocowana w górnym podzespole 14. Rura zasilania 15 jest wydrążona i posiada promieniowo ukierunkowane otwory wlotu powietrza 20, oraz promieniowo ukierunkowane otwory wylotu powietrza 21. Górna część 16A tłoka jest wyposażona w kilka . - . - , ~ — . . i 1 . . · · i T\ ·__________ _____k n

KćllićŁlUW 1/,

Oiuz.ć^v^vn νιν ιιαιιορνι iu wuniu opiyzjunvg,u pv»»ivnzjw.

.......-'J kanał 17 ma połączenie komunikacyjne z powierzchnią czołową górnego końca 19 tłoka i otwiera się do wewnątrz przez ścianę 37 tłoka, za pośrednictwem trzeciego kanału 24, w miejscu oddalonym znajdującym się na długości tłoka. Drugi kanał 18 znajdujący się w tłoku, ma połączenie komunikacyjne z progiem 22 i otwiera się do wewnątrz przez ścianę 37 tłoka, za pośrednictwem czwartego kanału 25, w miejscu oddalonym w kierunku górnym od trzeciego kanału 24. Tym samym, drugi kanał 18 nie jest otwarty do wewnątrz przez żadną, ani przez górną ani przez dolną, z powierzchni czołowych 19, 27

189 422 tłoka. Kanały 17 i 18 są oddalone, w kierunku promieniowym, od obwodu zewnętrznego tłoka przez strefę 38 znajdującą się między nimi i obwodem, dla wzmocnienia tłoka i zminimalizowania upływu powietrza. Linie środkowe CLI i CL2 kanałów 17 i 18, odpowiednio, są w rzeczywistości wzajemnie równoległe, oraz konkretnie równoległe do linii środkowej CL tłoka. Linie środkowe CL3 i CL4 kanałów 24 i 25 są w rzeczywistości wzajemnie równolegle i konkretnie prostopadłe do linii środkowej tłoka. Średnice kanałów 17, 24, 18 i 25 są w istocie identyczne. Linie środkowe CLI i CL3 kanałów 17 i 24, odpowiednio, korzystnie przecinają się wzajemnie, jedna z drugą, a linie środkowe CL2 i CL4 kanałów 18 i 25, odpowiednio, także korzystnie przecinają się wzajemnie, jedna z drugą, z powodów mających wpływ na wytrzymałość zmęczeniową i na podmuchy powietrza.

Kanały 24 i 25 otwierają się na zewnątrz w obwodzie zewnętrznym tłoka, co zapewnia dobre smarowanie ślizgających się powierzchni tłoka, oraz ułatwia wykonawstwo tłoka, tak jak i operację przebijania oraz działanie uderzeń podmuchu powietrza. Znaczy to, że olej, który jest porywany w sprężanym powietrzu, będzie stale odkładał się równomiernie na wewnętrznej ścianie lla obudowy (i tym samym smarował ją), chociaż promieniowo zewnętrzne końce kanałów 24 i 25 są w rzeczywistości stale uszczelnione przy wymienionej ścianie wewnętrznej. Kanały 17 są rozstawione co około 90°, a kanały 18 są rozstawione co około 180°.

Przedstawione są tam cztery pierwsze kanały 17 otwierające się do wnętrza przez powierzchnie górną 19 (fig. 2C) i tylko dwa kanały 18 otwierające się do wnętrza przez powierzchnię czołową 22 końca pośredniego (fig. 2B). Jednak mogłyby być zastosowane inne kombinacje kanałów, na przykład takie, w których są trzy pierwsze kanały i trzy drugie kanały.

Dolna część 16B suwa się wewnątrz środkowego kanału 39 członu uszczelnienia komory dolnej, który spoczywa na ustalaczach 33. Zewnętrzna ściana 40 dolnej części 16B będzie się suwać po wewnętrznej ścianie górnej części 39a środkowego kanału 39 tworząc uszczelnienie pomiędzy nimi. Dolny człon uszczelnienia komory 36 ma ogólnie podstawowy kształt cylindryczny i posiada rowki 36a do osadzenia w nich pierścieni uszczelniających typu O, które współpracują z wewnętrzną powierzchnią 11A obudowy 11. Część stanowiąca kowadło 30 koronki przebijaka 13 jest umieszczona w dolnej poszerzonej części 39b środkowego kanału 39. Zatem, człon uszczelnienia 36, razem z podzespołem dolnym 12, tworzą strukturę mocującą przebijak.

Dolna komora 26 jest ciągle tworzona pomiędzy tłokiem 16 i członem uszczelnienia 36. Podczas skoku tłoka w dół dolna część 16B tłoka dosięga pozycji pokazanej na fig. IB, w której góra środkowego kanału 39 członu uszczelnienia 36 jest zamknięta. W tym momencie otwory wlotu powietrza 21 znajdujące się w rurze zasilania są również zamknięte. Tak więc, jest uformowana taka dolna komora 26a, która jest zamknięta od zewnątrz. Skutkiem tego, powietrze w komorze dolnej zostaje sprężane, wtedy jak tłok się dalej obniża. W końcu, tłok uderza a przebijak 13 (patrz fig. 1C), przez co zostaje utworzona dolna komora 26b.

Podczas gdy młot jest używany, sprężone powietrze jest stale dostarczane do otworu centralnego 41 od góry. Otwór 41 łączy się ze stożkowym gniazdem zaworu 42, które z kolei łączy się z powiększoną środkową wnęką 43. W środkową wnękę 43 podzespołu górnego 14 wchodzi rura zasilania 15. Wokół części rury sterującej 15 rozciąga się tuleja 45, znajdująca się w miejscu poniżej wlotu powietrza 20, służąca do ustalania położenia rury zasilania wewnątrz wnęki. Tuleja, na swym zewnętrznym obwodzie, zawiera pierścieniowe rowki 45b (patrz fig. 7) służące do osadzania w nich pierścieni uszczelniających typu O, które tworzą uszczelnienie na powierzchni wewnętrznej podzespołu górnego 14. Tuleja może być uformowana z jakiegokolwiek materiału, ale zaleca się by była formowana z materiału lekkiego, takiego jak tworzywo sztuczne (na przykład Nylon®), ze względu na zminimalizowanie oddziaływania ciężaru na kołki 44, co jest opisywane niżej.

Wskutek stosowania tulei 45 do ustalania położenia rury zasilania, nie jest potrzebne wykonywanie zewnętrznej średnicy rury zasilania w ciasnych tolerancjach wymiarowych, względem średnicy wewnętrznej podzespołu górnego, ponieważ tuleja zapewnia,

189 422 że rura zasilania będzie ustabilizowana w swym położeniu, oraz że powietrze robocze nie będzie upływać w dół obok tulei.

Rura zasilania jest zamocowana w górnym podzespole za pomocą dwóch bocznych kołków 44 (patrz fig. 5), każdy z nich przechodzi przez leżące na jednej linii promieniowe otwory, wykonane w dolnej części podzespołu górnego, w tulei 45, oraz w górnej części rury 15. Otwory 15a i 45a uformowane w rurze sterującej 15 i w tulei 45, odpowiednio, są pokazane na figurach 3 A i 3B. Każdy kołek 44 odchodzi od rury 15 i dochodzi do gwintu zewnętrznego 14a podzespołu górnego, ale nie wchodzi do wnętrza rury na znaczną odległość i tym samym nie zmniejsza zdolności przepływu powietrza przez rurę, jak miałoby to miejsce wtedy, gdy kołki przechodziłyby całkowicie przez rurę. Część górna rury 15 ma nałożony na siebie jednokierunkowy zawór 35, który jest elastycznie założony na rurę 15, zawór zamykający rurę podczas okresów kiedy otwory 21 rury zasilania 15 są zablokowane przez ścianę wewnętrzną 37 tłoka 16, dociskany przy pomocy zwiniętej sprężyny ściskanej 50 (patrz fig. 4).

Młot działa tak, jak to wynika z figur od 1A do 1C. Fig. 1C przedstawia pozycję uderzeniową tłoka 16. Należy zwrócić uwagę, że podczas operacji przebijania komora dolna 26, znajdująca się pomiędzy tłokiem i członem uszczelnienia 39, nie staje się nigdy krótsza niż długość L2 komory dolnej 26a pokazanej na fig. 1C. Przedni koniec 27 tłoka właśnie uderzył w część 30 stanowiącą kowadło koronki przebijaka 13. Fala uderzeniowa będzie przenoszona, przez przebijak, na nakładki z węglika spiekanego znajdujące się na przedniej powierzchni koronki przebijaka, krusząc przy tym materiał skalny. Młot jest jednocześnie wprawiany w ruch obrotowy przez, połączony z nim w szereg, układ wiertarki (nie pokazano).

Następnie tłok przemieszcza się w górę, pod wpływem odskoku od przebijaka i wskutek zasilania sprężonym powietrzem z otworów wylotu powietrza 21 rury sterującej 15, poprzez kanały 25 i 18. Podczas przemieszczania się w górę tłok zamknie otwory 21 tak, że więcej sprężonego powietrza nie będzie się już wydzielało przez otwory 21. Stosownie do tego, skoro przepływ powietrza jest zablokowany, sprężyna 50 popchnie zawór 35 do góry, do położenia zamykającego kanał 41 (patrz fig. IB). Tłok 16 jest wciąż przemieszczany w górę wskutek jego momentu bezwładności i na skutek rozprężania się powietrza w komorze dolnej. To przemieszczanie się tłoka będzie kontynuowane dopóki siła działająca w dół na górną powierzchnię 19 tłoka nie stanie się większa niż siła działająca w górę, na powierzchnię czołową końca pośredniego 22 tłoka. W międzyczasie, ani górna komora 32, ani dolna komora 26, nie łączy się komunikacyjnie z kanałami zasilania powietrzem lub z kanałami wylotowymi (patrz fig. IB).

W pozycji pokazanej na fig. 1A komora dolna 26 została otwarta na zewnątrz, ponieważ ściana wewnętrzna 39 członu uszczelnienia komory dolnej 36 i ściana zewnętrzna 40 dolnej części 16B nie współpracują dłużej ze sobą wzajemnie, jedna z drugą. Tak więc, powietrze popędzi z komory dolnej przez przebijak 13 wydmuchując pył powstały przy przebijaniu. Komora górna 32 jest teraz zasilana sprężonym powietrzem przez otwory 21 i przez kanały 24, 17. Tłok jednak ciągle jeszcze przemieszcza się w górę tak, że w końcu otwory 21 zostają zamknięte, natomiast ciśnienie sprężonego powietrza w zamkniętej komorze 32 jest zwiększane do poziomu w przybliżeniu równego ciśnieniu zasilania powietrzem, które jest dostarczane do rury sterującej 15. Na tym etapie, tłok zatrzymuje się w swym ruchu do góry. Rozpoczyna się wtedy ruch w dół, na skutek siły sprężystej ściśniętego powietrza znajdującego się w zamkniętej górnej komorze 32. Ruch w dół jest przyspieszany przez ciśnienie powietrza dodawanego przez otwór zasilania « kO ntumnw O 1 σΛοίοια ncfaun/nn tw HZ kA1 liki! IżfłUCI.

ρυ WlGllŁUili gWAliyj A-UIAAUAJ -^-^5 n.AVUJ χ-X UDlU»łiUiłV »» j^/<*xxvj χχχχχΑ χχχχχχχ* łami 24. Tłok będzie kontynuował swój ruch w dół dopóki powierzchnia 27 wydłużonej dolnej części 16B nie uderzy w przebijak 13, jak pokazano na fig. 1C.

Cykl opisany wyżej będzie kontynuowany tak długo jak sprężone powietrze będzie dostarczane do młota, albo dopóki część stanowiąca kowadło 30 koronki przebijaka nie spocznie na ustalaczach 33 przebijaka, jak pokazano na fig. 1D. Ten drugi przypadek wystąpi oczywiście wtedy kiedy przebijak napotka pustą przestrzeń w skale, albo kiedy młot jest podnoszony. Wtedy, by uniknąć uderzeń w ustalacze 33, doprowadzane powietrze nie

189 422 będzie przemieszczać tłoka, ale będzie całkiem uchodzić przez otwory 21 i iść do przodu drogą oznaczoną strzałkami na fig. ID, i wychodzić z przodu na zewnątrz młota. Jednak kiedy młot ponownie zetknie się ze skałą, przebijak 13 zostanie wepchnięty do wewnątrz młota, do pozycji takiej jak na fig. 1C, a dostarczane sprężone powietrze wznowi przebijanie.

Próby wykazały, że młot według niniejszego wynalazku przebija przynajmniej 0 33% szybciej niż najbardziej konkurencyjny znany młot, i wymaga on o 15% mniej zużywanego powietrza.

Dalej, według niniejszego wynalazku, kanały prowadzące strumienie powietrza uformowane w tłoku nigdy nie stoją na przeszkodzie kiedy tłok bije w przebijak, albo w strukturę mocującą przebijak.

Zamocowanie rury zasilania kołkami przechodzącymi przez część nagwintowaną górnego podzespołu redukuje wysokość młota. Ponieważ kołki nie przechodzą przez rurę zasilania, one nie przeszkadzają w przepływie powietrza.

Zastosowanie tulei pomiędzy rurą zasilania i górnym podzespołem umożliwia zamocowanie rury zasilania w sposób stabilny, bez potrzeby ciasnego dopasowania wymiarowego jej średnicy zewnętrznej, do średnicy wewnętrznej podzespołu górnego. Tak więc, rura zasilania może być wykonywana w sposób prosty i tani.

Odkrycia zawarte w zgłoszeniu patentowym USA numer 09/099,686, dla których to zgłoszenie żąda pierwszeństwa, oraz skrót towarzyszący temu zgłoszeniu patentowemu, są tutaj dołączone na zasadzie odniesienia.

Chociaż niniejszy wynalazek został opisany w powiązaniu z zalecaną jego postacią, zostanie docenione przez specjalistów i to, że uzupełnienia, pominięcia, modyfikacje, 1 rozwiązania zastępcze, nie wyszczególniane w opisie, mogą być dokonywane bez wychodzenia poza ducha i poza taki zakres wynalazku, jaki zdefiniowany został w załączonych zastrzeżeniach patentowych.

189 422

—CL

FIG. IA

FIG. IB

189 422

io

FIG. IC

189 422

FIG. 2A

ΖΜ1

ΖΤ1

FIG. 2C

FIG. 2D

189 422

FIG. 3A

FIG. 5

189 422

FIG. 6

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Młot udarowy do przebijania otworów w skale, znamienny tym, że zawiera obudowę (11) o cylindrycznym kształcie, zawiera strukturę (12, 36) mocującą przebijak w dolnej części obudowy i formującą otwarty od góry środkowy kanał (39), przebijak (13) zamontowany w strukturze (12, 36) mocującej przebijak, który posiada część stanowiącą kowadło (30), wystającą w górę, i wchodzącą do środkowego kanału (39) struktury (12, 36) mocującej przebijak, przy czym przebijak posiada elementy pozwalające na wydmuchiwanie, obok młota, pyłu powstającego przy przebijaniu, podzespół górny (14) zamontowany w górnej części obudowy, wydrążoną rurę zasilania (15) zamkniętą u dolnego końca, zamocowaną w górnym podzespole (14) i idącą w dół wzdłuż wzdłużnej osi środkowej (CL) obudowy, oraz wyznaczającą środkowy kanał przystosowany do przepływu sprężonego powietrza zawierającego środek smarujący, przy czym rura zasilania posiada promieniowe otwory, górne (20) i dolne (21), rozstawione na długości w kierunku osiowym, tłok (16) zamontowany w obudowie (11) z możliwością ruchu posuwistozwrotnego w kierunku osiowym, oraz umieszczony poniżej podzespołu górnego (14) i powyżej struktury (12, 36) mocującej przebijak, przy czym tłok posiada części, górną (16A) i dolną (16B), z których dolna część (16B) jest o mniejszym przekroju poprzecznym niż górna część (16A), a górna część formuje, w miejscu łączenia się części, skierowaną w dół powierzchnię (22) znajdującą się pomiędzy częściami górną i dolną, przy czym tłok zawiera osiowy przelotowy otwór (31) obejmujący suwliwie rurę zasilania (15), pierwszy kanał (17) biegnący w dół od skierowanej w górę powierzchni (19) tłoka (16), drugi kanał (18) biegnący w górę od skierowanej w dół powierzchni (22) górnej części (16A) tłoka, trzeci kanał (24) biegnący od przelotowego otworu osiowego do zewnętrznej obwodowej powierzchni bocznej tłoka i przecinający dolny koniec pierwszego kanału (17), czwarty kanał (25) biegnący od przelotowego otworu osiowego do zewnętrznej obwodowej powierzchni bocznej tłoka i przecinający górny koniec drugiego kanału (18), każdy z trzecich i czwartych kanałów jest w układzie tworzącym nieciągłe połączenie komunikacyjne z dolnym otworem (21) rury zasilania (15), podczas ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka, wystawiając na działanie środka smarującego, pochodzącego z powietrza zawierającego środek smarujący, wewnętrzną powierzchnię (lla) obudowy, dolna część (16B) tłoka jest przystosowana do wchodzenia w dół do wewnątrz środkowego kanału (39) struktury mocującej przebijak, i bije w część stanowiącą kowadło (30) koronki przebijaka (13), skierowaną w dół powierzchnią (22) części górnej (16A) tłoka oddalonego w górę od przebijaka i od struktury mocującej przebijak.
2. Młot według zastrz. 1, znamienny tym, że części tłoka, górna (16A) i dolna (16B), posiadają oporności, pierwszą (ZM1) i drugą (ZT1), odpowiednio, przy czym stosunek pierwszej oporności do drugiej oporności jest wielkością z przedziału od 3,5 do 5,8, oporność jest równa 2Ap, gdzie A jest obszarem przekroju poprzecznego odpowiedniej części tłoka, a p jest gęstością odpowiedniej sekcji tłoka.
3. Młot według zastrz. 1, znamienny tym, że podzespół górny (14) zawiera gwint zewnętrzny (14a) służący do sprzęgnięcia podzespołu górnego (14) z obudową (11), dalej młot zawiera liczne kołki (44), zamontowane w podzespole górnym, oraz przechodzące, w kierunku promieniowym, przez gwint zewnętrzny i wchodzące w ścianę boczną rury zasilania, dla przymocowania rury zasilania do podzespołu górnego, przy czym kołki są usytuowane na zewnątrz środkowego kanału rury zasilania.
4. Młot według zastrz. 3, znamienny tym, że podzespół górny (14) zawiera otwór środkowy (43), przy czym rura zasilania (15) jest zamontowana w otworze środkowym, a średnica zewnętrzna rury zasilania jest mniejsza niż średnica otworu środkowego, przy

189 422 czym tuleja (45) jest zamontowana na zewnętrznym obwodzie rury zasilania wewnątrz otworu środkowego, gdzie jest wciśnięta pomiędzy podzespół górny i rurę zasilania, zaś kołki (44) przechodzą na wylot przez tę tuleję.
5. Młot według zastrz. 4, znamienny tym, że tuleja (45) jest uformowana z tworzywa sztucznego.
6. Młot według zastrz. 1, znamienny tym, że podzespół górny (14) zawiera otwór środkowy (43), przy czym rura zasilania (15) jest zamontowana w otworze środkowym, średnica zewnętrzna rury zasilania jest mniejsza niż średnica otworu środkowego, zaś tuleja (45) jest zamontowana na zewnętrznym obwodzie rury zasilania wewnątrz otworu środkowego, gdzie jest wciśnięta pomiędzy podzespół górny i rurę zasilania.
7. Młot według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia wewnętrzna (lla) obudowy (11) jest wolna od rowków doprowadzających powietrze.
8. Tłok do młota udarowego do przebijania otworów w skale, przy czym młot jest przystosowany do odprowadzania pyłu pochodzącego z przebijania otworu na zewnątrz obok młota, znamienny tym, że zawiera części, górną (16A) i dolną (16B), z których dolna część jest o mniejszym przekroju poprzecznym niż górna część, a górna część formuje, w miejscu łączenia się części, skierowaną w dół powierzchnię (22) znajdującą się pomiędzy częściami górną i dolną, osiowy przelotowy otwór (31) biegnący na wylot przez części, górną i dolną, pierwszy kanał (17) biegnący w dół od skierowanej w górę powierzchni (19) górnej części (16A) tłoka, drugi kanał (18) biegnący w górę od skierowanej w dół powierzchni (22) górnej części (16A) tłoka, trzeci kanał (24) biegnący pomiędzy osiowym przelotowym otworem (31) i zewnętrzną obwodową powierzchnią boczną tłoka, i przecinający dolny koniec pierwszego kanału (17), czwarty kanał (25) biegnący pomiędzy osiowym przelotowym otworem (31) i zewnętrzną obwodową powierzchnią boczną tłoka, i przecinający górny koniec drugiego kanału (18).
9. Tłok według zastrz. 8, znamienny tym, że części tłoka, górna (16A) i dolna (16B), posiadają oporności, pierwszą (ZM1) i drugą (ZT1), odpowiednio, przy czym stosunek pierwszej oporności do drugiej oporności jest wielkością z przedziału od 3,5 do 5,8, oporność jest równa 2Ap, gdzie A jest obszarem przekroju poprzecznego odpowiedniej części tłoka, a p jest gęstością odpowiedniej sekcji tłoka.

Dziedzina techniki