沖擊活塞的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明方案涉及沖擊活塞以及用于改變巖石鑿鉆機(jī)的分配器的狀態(tài)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在巖石鑿鉆機(jī)中，控制邊緣被用于將工作階段變化或者狀態(tài)變化的時序與沖擊活塞相對于缸體的位置耦合。這可以通過控制巖石鑿鉆機(jī)的液壓系統(tǒng)中的壓力介質(zhì)流的控制邊緣實(shí)現(xiàn)。然而，為了提供在所有情況下都能夠保證巖石鑿鉆機(jī)的性能的足夠的可靠性，巖石鑿鉆機(jī)可能需要相當(dāng)大的所謂前進(jìn)。這意味著在沖擊活塞的最優(yōu)撞擊點(diǎn)之前，沖擊活塞的控制邊緣經(jīng)過缸體或分配器的對應(yīng)的控制邊緣。這引起分配器開始移動，這在實(shí)際撞擊發(fā)生之前開始關(guān)閉與工作空間相連接的壓力通道。如果撞擊點(diǎn)因?yàn)槟承┰蛞苿樱敲串?dāng)沖擊活塞仍然向著撞擊點(diǎn)移動時，在某些點(diǎn)處，罐壓(低壓)可能甚至在工作空間中存在。這在工作空間中引起氣穴，從而導(dǎo)致侵蝕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種新的方法以及用于實(shí)施該方法的沖擊活塞。該方案的目的通過一種方法和一種沖擊活塞來實(shí)現(xiàn)，它們以在獨(dú)立權(quán)利要求中所述的為特征。本發(fā)明的一些實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中公開。
[0004]該方案基于以這樣的方式形成沖擊活塞的控制邊緣的構(gòu)思:在沖擊活塞的實(shí)際控制邊緣經(jīng)過導(dǎo)向缸體或者分配器上所設(shè)置的對應(yīng)的控制邊緣之前，壓力介質(zhì)可以流經(jīng)設(shè)置在沖擊活塞的控制邊緣上的凹口。
[0005]該方案的一些優(yōu)點(diǎn)結(jié)合詳細(xì)描述進(jìn)行討論。
【附圖說明】
[0006]下面將參照附圖通過一些實(shí)施例更詳細(xì)地描述該方案，其中
[0007]圖1不出了巖石鑿鉆機(jī)的一部分；
[0008]圖2示意性示出了巖石鑿鉆機(jī)的一部分；
[0009]圖3示意性示出了巖石鑿鉆機(jī)的一部分；
[0010]圖4a、4b、4c和4d示意性示出了沖擊活塞的細(xì)節(jié)；以及
[0011]圖5示意性示出了用于改變巖石鑿鉆機(jī)的分配器狀態(tài)的方法。
[0012]這些附圖的目的在于說明性的，并且附圖未按比例示出。
【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1示出了巖石鑿鉆機(jī)的一部分。巖石鑿鉆機(jī)2的該部分僅作為示例示出，并且包括本文所述的沖擊活塞I的巖石鑿鉆機(jī)2的構(gòu)造，可以根據(jù)所討論的實(shí)施例而變化。巖石鑿鉆機(jī)2可以包括導(dǎo)向缸體3、套筒型分配器4以及壓力介質(zhì)(未示出)。沖擊活塞I受壓力介質(zhì)的壓力影響而移動，并且受壓力介質(zhì)影響的沖擊活塞的工作區(qū)域相對于導(dǎo)向缸體3在撞擊方向A上對工具產(chǎn)生撞擊。在本說明書中，導(dǎo)向缸體3可以包括設(shè)置在巖石鑿鉆機(jī)2的框架內(nèi)的缸體，沖擊活塞I被設(shè)置為在其中移動。導(dǎo)向缸體3可包括與巖石鑿鉆機(jī)2的框架分離并且被設(shè)置在框架內(nèi)的缸體結(jié)構(gòu)，或可將導(dǎo)向缸體3至少部分地形成為巖石鑿鉆機(jī)框架本身的一部分。
[0014]在撞擊之后，沖擊活塞I返回到其相對于導(dǎo)向缸體3的后部位置，在與撞擊方向相反的返回方向B上移動。因此，方向A和B基本上平行于導(dǎo)向缸體3的縱向，其也基本上平行于導(dǎo)向缸體3的軸向。然后，巖石鑿鉆機(jī)的新工作循環(huán)可以開始。分配器4可包括控制形成在沖擊活塞I和導(dǎo)向缸體3之間的不同空間以及巖石鑿鉆機(jī)2的液壓系統(tǒng)的其它部件之間的壓力介質(zhì)的流動的通道，以控制沖擊活塞的工作循環(huán)，因而控制巖石鑿鉆機(jī)2。
[0015]分配器4可相對于導(dǎo)向缸體3至少從第一狀態(tài)移動到第二狀態(tài)，由此壓力介質(zhì)的流動以及因此沖擊活塞I的工作循環(huán)以及巖石鑿鉆機(jī)2可以被控制。更特別地，沖擊活塞I可包括控制邊緣，該控制邊緣被構(gòu)造用以隨著沖擊活塞在撞擊方向上相對于導(dǎo)向缸體移動，在平行于沖擊活塞I軸向的方向上引起分配器的位置變化。根據(jù)一種實(shí)施例，在第一狀態(tài)下，在巖石鑿鉆機(jī)2液壓系統(tǒng)的高壓空間和工作空間之間可將連接斷開；并且在第二狀態(tài)下，在工作空間和罐之間可將連接斷開。
[0016]控制邊緣可以為設(shè)置在巖石鑿鉆機(jī)2的移動和/或固定部件上的任何邊緣、表面或類似物，當(dāng)使沖擊活塞相對于導(dǎo)向缸體3在撞擊方向A上或者在返回方向B上移動的時候，該部件可以改變壓力介質(zhì)的流動，因而影響分配器4的狀態(tài)變化。分配器4的狀態(tài)變化可以例如通過打開和關(guān)閉連接導(dǎo)管和/或通道來實(shí)現(xiàn)，這些導(dǎo)管和/或通道連接通過導(dǎo)向缸體3和沖擊活塞I的幾何形狀形成在導(dǎo)向缸體3和沖擊活塞I之間的空間、巖石鑿鉆機(jī)2的液壓系統(tǒng)的其它高壓和低壓空間以及分配器4的工作區(qū)域。換句話說，控制邊緣可被用于將壓力介質(zhì)的流動和沖擊活塞I相對于導(dǎo)向缸體3的運(yùn)動機(jī)械耦合，因此對壓力介質(zhì)的流動中的時序變化提供機(jī)械控制，因而，對巖石鑿鉆機(jī)工作循環(huán)階段(諸如分配器4的狀態(tài)變化)中的變化提供機(jī)械控制。這種巖石鑿鉆機(jī)2的工作原理對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的，因此在此不進(jìn)行更詳細(xì)地解釋。
[0017]圖2示意性地示出了巖石鑿鉆機(jī)2 —部分的示例，其中沖擊活塞I的控制邊緣5包括設(shè)置在控制邊緣外周7上的凹口 6。在圖2的實(shí)施例中，沖擊活塞I的控制邊緣5可以包括沖擊活塞I的前凸緣10的后邊緣。凹口 6可以是切口或者與大體上尖銳并且連續(xù)的柱體狀控制邊緣5不同的另一種類型的形式。設(shè)置有凹口 6的控制邊緣5可以被設(shè)置用以在沖擊活塞I的控制邊緣5經(jīng)過設(shè)置在分配器4或者導(dǎo)向缸體3上的對應(yīng)的第二控制邊緣8之前，引起分配器4的狀態(tài)變化的開始。這可以通過凹口 6打開在沖擊活塞I的軸向上投影的橫截面區(qū)域而達(dá)到，換句話說，在平行于撞擊方向A的方向上，從而允許壓力介質(zhì)在軸向上從導(dǎo)向缸體3和沖擊活塞I之間的空間流動到分配器工作區(qū)域，引起分配器相對于導(dǎo)向缸體3移動，因而改變分配器4的狀態(tài)。與不具有凹口的常規(guī)方案相比，這使得分配器4在平行于沖擊活塞I的軸向的方向上能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)的狀態(tài)變化。
[0018]根據(jù)一種實(shí)施例，凹口 6可以被設(shè)置用以打開在沖擊活塞I的軸向上投影的橫截面區(qū)域，這個區(qū)域等于或者大于分配器橫截面工作區(qū)域的1/50，從而在沖擊活塞的控制邊緣5經(jīng)過設(shè)置在分配器4或者導(dǎo)向缸體3上的對應(yīng)的第二控制邊緣8之前，引起分配器的狀態(tài)變化的開始。根據(jù)一種實(shí)施例，最遲在沖擊活塞I的控制邊緣5經(jīng)過設(shè)置在分配器或者導(dǎo)向缸體上的對應(yīng)的控制邊緣8之前0.5mm，通過凹口將這種投影的橫截面區(qū)域打開。
[0019]根據(jù)另一個實(shí)施例，凹口 6可以具有在沖擊活塞I的基本上平行于撞擊方向A的縱向上延伸的長度，該長度距離控制邊緣5長于或者等于0.5mmο在沖擊活塞I的軸向上投影的橫截面區(qū)域中的足夠大的凹口可以增強(qiáng)分配器4的平穩(wěn)的狀態(tài)變化，并減少與常規(guī)方案相關(guān)的問題諸如氣穴。另一方面，它也能夠提供進(jìn)一步遠(yuǎn)離沖擊活塞I的工具端的控制邊緣5，因此使得分配器4能夠隨后將其狀態(tài)例如從第一狀態(tài)更慢地或更平穩(wěn)地改變?yōu)榈诙顟B(tài)。如果沒有凹口，而是與常規(guī)制造相關(guān)的倒圓或倒角，則在控制邊緣5經(jīng)過第二控制邊緣8之前，倒圓或倒角提供的橫截面區(qū)域是不夠大的，以致不能為待影響的分配器4狀態(tài)變化提供足夠的壓力介質(zhì)流動。
[0020]在實(shí)施例中，沖擊活塞I的形狀是這樣的，即:控制邊緣5在沖擊活塞I的徑向上不包括平坦表面部分，控制邊緣可以被認(rèn)為包括沖擊活塞I距離控制邊緣5的外周7最遠(yuǎn)的位置，且包括這樣的位置中離凹口 6最近的位置。因此，控制邊緣5可以被認(rèn)為包括沖擊活塞I的第一位置，其在沖擊活塞I和設(shè)置在分配器4或?qū)蚋左w3上的第二控制邊緣8之間提供了在沖擊活塞I的軸向上投影的最大橫截面區(qū)域，也就是當(dāng)沖擊活塞I在撞擊方向A上移動，凹口 6經(jīng)過第二控制邊緣8時，對于壓力介質(zhì)流動可用的橫截面區(qū)域。
[0021 ] 根據(jù)實(shí)施例，控制邊緣5可包括一個凹口 6。根據(jù)實(shí)施例，凹口 6可以沿著控制邊緣5的整個外周7延伸。根據(jù)另一個實(shí)施例，凹口可以僅僅沿著控制邊緣5的外周7的一部分延伸。根據(jù)又一個實(shí)施例，控制邊緣5可包括兩個或更多個沿著控制邊緣5的外周7的至少一部分延伸的這樣的凹口 6。圖2和/或圖3的實(shí)施例可包括一個、兩個、三個或者更多個這樣的凹口 6。凹口 6可以是沿著控制邊緣5的外周7等間距的，或者根據(jù)實(shí)施例以一些其它的方式布置。在實(shí)施例中，凹口(多個)6僅僅沿著外周的一部分延伸，凹口 6優(yōu)選地具有在沖擊活塞I的基本上平行于撞擊方向A的縱向上延伸的長度，該長度距離控制邊緣5長于或等于2mm。
[0022]凹口 6的幾何形狀可以根據(jù)實(shí)施例變化。凹口 6可以包括比如，如圖3中的槽、如圖4a中的倒圓或如圖4b中的倒角，并且其能夠沿著沖擊活塞I的控制邊緣5的外周7的至少一部分延伸。凹口 6的幾何形狀可以是尖銳的，凹口 6的橫截面輪廓可以例如是矩形或者三角形，可以是圓化形的，例如橫截面是圓的或者橢圓的，或者是組合，例如橫截面是U形的，只要這一個或更多個凹口 6在沖擊活塞I的軸向上投影的組合橫截面區(qū)域可以允許足夠量的壓力介質(zhì)流經(jīng)凹口 6，以