用于冲击钻驱动器的冲击活塞装置的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于冲击钻驱动器的冲击活塞装置，该冲击活塞装置包括：冲击活塞，其可移动地安装在活塞壳体中以便在前部撞击位置和后部缩回位置之间是可逆的，该冲击活塞具有至少一个前部加压表面和至少一个后部加压表面，至少一个前部压力室和后部压力室与活塞壳体一起形成；液压流体进料部；液压流体排放部；第一控制装置，用于实现冲击活塞的反向运动的至少后部压力室经由该第一控制装置交替地连接到液压流体进料部和液压流体排放部；以及第二控制装置，能够利用该第二控制装置来调整冲击活塞在活塞壳体内的至少一个行程路径，该第一控制装置具有可致动的第一控制阀，并且该第二控制装置具有可致动的第二控制阀。

背景技术：

1、这样的冲击活塞装置特别用在对于土石方钻机(尤其是对于所谓的锚杆钻机)所需的冲击钻驱动器中。利用冲击活塞，能够将附加的冲击运动施加到可旋转地驱动的钻具。以这种方式实现了良好的钻孔进度，尤其是在坚硬的材料中，特别是当对石料钻孔或在岩石中钻孔时。

2、例如，在de 26 35 191 c3中能够找到用于冲击钻驱动器的通用冲击活塞装置。

3、这种已知的冲击活塞装置包括活塞或锤子，该活塞或锤子安装在活塞壳体中以便在前部压力室和后部压力室之间可轴向移动。这两个压力室中的一个经由包括控制阀的第一控制装置用液压流体连续液压地预装载。另一压力室通过包括控制阀的第一控制装置交替地供应有加压流体和排放加压流体。当流体被供应到该压力室时，冲击活塞处较大的加压表面实现了逆着预装载方向的轴向移位。当压力室被排放或排气时，发生对应的反向运动。

4、为了改变冲击活塞的行程长度，设置了包括控制阀的第二控制装置，该第二控制装置与第一控制装置分开布置。通过打开和闭合所设置的各种通道并且通过与活塞壳体相互轴向偏移的环形凹槽，能够设定冲击活塞或锤子的不同行程长度。

5、这些调整与一定时间滞后相关联。

技术实现思路

1、本发明的目的基于提供一种具有特别高效的响应特性的冲击活塞装置。

2、根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的冲击活塞装置来实现。在从属权利要求中指示了本发明的优选实施例。

3、本发明的用于冲击钻驱动器的冲击活塞装置的特征在于，第一控制阀和第二控制阀布置在公共阀壳体中。

4、本发明的基本构思在于将这两个控制装置的两个控制阀组合在一个阀壳体中。这在原则上导致用于液压液体的非常短的管路长度和通道。另外，管路能够固定在壳体中，因此避免或最大限度地减少例如泄漏和对松散管线或软管管路的损害的风险。管路的缩短和由此带来的流量改善连同管路中液体体积的对应减少，改进了具有两个控制阀的控制布置的响应特性。这导致在操作期间对冲击活塞的更快和更高效的致动及调整，其中也给出了更紧凑和稳健的设计。

5、存在本发明的优选实施例，其中阀壳体包括阀块，流体管路和阀容座形成在该阀块中、特别是被铣削在该阀块中。这在优选地金属阀块中产生了特别稳健的阀布置和控制布置。该阀块对来自外部的振动和机械影响特别有抵抗力。

6、管路优选地作为凹部结合在阀块中、特别是被铣削在阀块中。本发明的有利发展在于设置有盖板，利用该盖板来闭合包含阀管路和阀容座的阀块。盖板通过适当的密封件放置在阀块上并且优选地以不透液体的方式旋拧到阀块。这种优选地两部分壳体设计首先允许特别简单地制造稳健的阀块，且其次准许容易维护，因为仅盖板或上壳体半部需要从阀块或下壳体半部移除。

7、存在本发明的特别权宜的实施例，其中用于液压流体进料部的端口、用于液压流体排放部的端口、以及用于到活塞壳体的管路连接的连接端口布置在阀壳体上。特别地，仅这三个、四个或五个端口能够设置在壳体上，因此能够实现特别稳健的装置。

8、原则上，任何合适的和必要的控制阀都能够被设置和布置在阀块内部。此处特别优选的是，第一控制阀被设计为可致动的3/2通阀。控制阀能够优选地通过可电动操作的(特别是电磁的)操作元件来致动。控制阀能够特别地具有可轴向移位的控制活塞，该控制活塞可通过电磁体在其致动位置之间移位。

9、存在本发明的特别权宜的实施例，其中第一控制阀将活塞壳体、特别是后部压力室交替地连接到液压进料部和液压排放部。特别地，布置得更靠近活塞的撞击表面的前部压力室连续地供应有恒定的液压流体压力。通过经由第一控制阀将后部压力室交替地连接到一方面的液压进料部和另一方面的液压流体排放部，能够通过冲击活塞上的环形操作表面的适当设计引起冲击活塞的反向运动。

10、当液压进料部被接通时，由于冲击活塞的面向后部压力室的对应较大的操作表面，所以能够在后部压力室的区域中在冲击活塞上施加力，该力比在前部压力室中在冲击活塞的对应较小的操作表面上施加的力大确定的量。在这种情况下，液压进料部能够利用在冲击活塞和/或活塞壳体上的环形凹槽设计，使得当冲击活塞处于特定位置中时，加压流体能够经由形成的压力通道从前部压力室流出来而进入后部压力室中，因此允许改变撞击操作。由此产生的在两个压力室中的压力相等导致了这样一个事实：由于操作表面的大小不同，所以加压流体例如在后部压力室中在冲击活塞上施加了较大的力并且以确定的方式将其向前推以执行撞击。

11、根据本发明的另外的实施例，优选的是，可致动的第二控制阀被设计为3/2通阀或4/3通阀。类似于第一控制阀，第二控制阀能够通过电磁的操作元件进行电动操作。特别地，控制阀能够具有可轴向移位的控制活塞，该控制活塞可通过电磁体在其致动位置之间移位。替代地，控制阀也能够经由压力通道来致动。

12、存在根据本发明的冲击活塞装置的特别权宜的实施例，其中第二控制阀的出口连接到控制管路以用于致动第一控制阀。因此能够提供在两个控制阀之间的直接控制管路。在这种情况下，压力的变化能够引起控制操作。

13、根据本发明的另外的变型，规定：第二控制阀的入口各自通过管路连接到活塞壳体中的环形空间。在这种情况下，活塞壳体中的环形空间能够由在冲击活塞本身上和/或在活塞壳体的内壁中的环形凹槽形成。特别地，设置多个轴向地彼此间隔开的环形空间以用于调整冲击活塞的行程长度。取决于环形空间的联接，因此有可能确定在冲击活塞的哪个轴向位置中实现了压力通道和后部压力室中的压力积聚，从而允许启动冲击活塞的向前撞击运动。

14、根据本发明的冲击活塞装置的另外的实施例，优选地，用于致动第二控制阀的控制端口设置在阀壳体上。以这种方式，第二控制阀能够直接经由控制端口来致动。

15、本发明包括一种具有至少一个钻驱动器的冲击钻驱动器，其中，设置有根据本发明的冲击活塞装置。钻驱动器由此被设计成用于旋转地驱动钻具。冲击活塞装置能够恒定地或在某些时间在钻具上施加轴向撞击运动。

16、特别地，根据本发明，冲击钻驱动器能够布置在土石方钻机的滑架或桅杆上。特别地，土石方钻机能够用于专业土木工程中的锚杆钻孔。

技术特征：

1.一种用于冲击钻驱动器的冲击活塞装置，所述冲击活塞装置包括：

2.根据权利要求1所述的冲击活塞装置，

3.根据权利要求2所述的冲击活塞装置，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的冲击活塞装置，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的冲击活塞装置，

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冲击活塞装置，

7.根据权利要求1至6中任一项所述的冲击活塞装置，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的冲击活塞装置，

9.根据权利要求1至8中任一项所述的冲击活塞装置，

10.根据权利要求1至9中任一项所述的冲击活塞装置，

11.一种具有至少一个钻驱动器的冲击钻驱动器，

技术总结
本发明涉及一种用于冲击钻驱动器的冲击活塞装置，该冲击活塞装置包括：冲击活塞，其可移动地安装在活塞壳体中以便在前部撞击位置和后部缩回位置之间是可逆的，该冲击活塞具有至少一个前部加压表面和至少一个后部加压表面，至少一个前部压力室和后部压力室与活塞壳体一起形成；液压流体进料部；液压流体排放部；第一控制装置，用于实现冲击活塞的反向运动的至少后部压力室通过该第一控制装置交替地连接到液压流体进料部和液压流体排放部；以及第二控制装置，能够利用该第二控制装置来调整冲击活塞在活塞壳体内的至少一个行程路径，该第一控制装置具有可致动的第一控制阀，并且该第二控制装置具有可致动的第二控制阀。根据本发明，规定：第一控制阀和第二控制阀布置在公共阀壳体中。

技术研发人员：M·默茨霍伊泽
受保护的技术使用者：欧洲钻机有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16