PL230867B1 - Odporny na uszkodzenia zespół udarowy do bezzaworowej wiertarki udarowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Niniejsze zgłoszenie zastrzega pierwszeństwo Tymczasowego Zgłoszenia Patentowego o nr seryjnym US 60/887742, zgłoszonego 1. lutego 2007, do którego zawartości niniejsze zgłoszenie się odnosi.

Dziedzina techniki

Niniejszy wynalazek odnosi się do wiertarek i, bardziej szczegółowo, do zespołu udarowego przeznaczonego do użytku w połączeniu z wiertarką hydrauliczną.

Streszczenie wynalazku

W branży znane są liczne postaci wiertarek udarowych. W jednej powszechnie występującej postaci, wiertarka ma wbudowany udar, zawierający rurowy rozdzielacz, w którym w teleskopowy sposób porusza się tłok, a jego ruch w tę i z powrotem pozwala na przeprowadzenie wiercenia udarowego, np. w związku z formowaniem otworów w kamieniu i instalacją kotew stropowych w zastosowaniach górniczych. Sprężona ciecz jest wprowadzana przez promieniowe wloty, aby wywołać ruch w tę i z powrotem, związany z istnieniem rozmaitych kanałów na zewnętrznej powierzchni tłoka. Przykład takiego udaru przeznaczonego do użytku z bezzaworową, hydrauliczną wiertarką udarową można znaleźć w patencie o nr US 4 550 785 niniejszego wynalazcy, do którego zawartości niniejsze zgłoszenie się odnosi.

Zazwyczaj, rozdzielacz i tłok są wykonane ze stali utwardzanej przez obróbkę cieplną. Po złożeniu, szczelina pomiędzy wewnętrzną średnicą rozdzielacza na otwartym końcu, a zewnętrzną średnicą tłoka jest bardzo mała (zazwyczaj tysięczne części cala), aby powstało pożądane łożysko hydrauliczne o niskich oporach. Obecność zanieczyszczeń może jednak ścierać i zniszczyć tłok. Nawet jeśli nie nastąpi zniszczenie, odsądzenie spowodowane przez ciało obce znajdujące się na jednej stronie obwodu, może spowodować cierny kontakt twardej stali tłoka z twardą stałą rozdzielacza, co przyczyni się do zużycia i szybkiego zniszczenia.

Zgodnie z powyższym, zidentyfikowane zostało zapotrzebowanie na złożenie udaru, przeznaczonego do użytku z bezzaworową, hydrauliczną wiertarką udarową, która pokonuje przedstawione ograniczenia i jest przez to mniej odporna na uszkodzenie.

Streszczenie wynalazku

Wynalazek dotyczy urządzenia stanowiącego część bezzaworowej wiertarki udarowej R do użytku z cieczą roboczą, obejmującego: tłok 20 przystosowany do ruchu posuwisto-zwrotnego w kierunku wzdłużnym, przy czym tłok ma nadwymiarową głowicę 30, trzon 26, odcinek amortyzujący 42/43; oraz korpus rurowy 12 do przyjmowania tłoka, posiadający wewnętrzną powierzchnię odporną na zacieranie się w wyniku obecności jakichkolwiek zanieczyszczeń w cieczy roboczej, charakteryzującego się tym, że obejmuje ponadto przynajmniej jeden występ 46 umiejscowiony przynajmniej częściowo pomiędzy głowicą 30 i odcinkiem amortyzującym 42/43; zaś korpus 12 ma ponadto kieszeń amortyzującą 54/43 do sprzęgania z odcinkiem amortyzującym 42/43, oraz utwardzoną powierzchnię czołową 50 do sprzęgania z występem 46 tłoka 20 w przypadku, gdy ten przesunie się za daleko w kierunku wzdłużnym.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że występ 46 posiada czoło 48 posiadającą pierwszą płaszczyznę równoległą do drugiej płaszczyzny równoległej do powierzchni czołowej 50.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że tłok posiada ponadto zwężoną stożkowo część umieszczoną pomiędzy nadwymiarową głowicą 30 i co najmniej jednym występem 46.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że powierzchnia czołowa 50 jest prostopadła do kierunku wzdłużnego, zaś występ 46 posiada czoło równoległe do powierzchni czołowej 50.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że wewnętrzna powierzchnia wykonana jest z brązu albo ciągliwego żelaza, a korpus wykonany jest z materiału twardszego niż brąz, takiego jak stal.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że tłok wykonany jest ze stali, łącznie z zewnętrzną powierzchnią do sprzęgania z wewnętrzną powierzchnią korpusu. W rezultacie, materiał o lepszych własnościach ślizgowych i bardziej odporny na zużycie przylega do twardszej zewnętrznej powierzchni tulei.

PL 230 867 Β1

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że rurowy korpus zawiera tuleję 14, przystosowaną do umożliwiania przynajmniej głowicy tłoka przemieszczania się ruchem posuwisto-zwrotnym. Bardziej korzystnie urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że powierzchnia czołowa wyznacza komorę do przyjmowania płynu roboczego dla wprawiania tłoka w ruch względem tulei.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że korpus rurowy zawiera rozdzielacz 16 przystosowany do przyjmowania i pozwalający na ruch posuwisto-zwrotny przynajmniej trzonu tłoka. Bardziej korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że tuleja do przyjmowania głowicy tłoka styka się z powierzchnią czołową rozdzielacza.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że szczelina G pomiędzy tłokiem oraz przynajmniej głowicą korpusu rurowego ma kształt pierścienia 38 do przyjmowania płynu roboczego.

Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że przynajmniej zewnętrzna powierzchnia tłoka jest zasadniczo symetryczna względem środkowej płaszczyzny poprzecznej. Korzystnie, urządzenie według wynalazku, charakteryzuje się tym, że sprzężenie pomiędzy utwardzoną powierzchnią czołową i występem tłoka w przypadku, gdy tłok przesunie się za daleko w kierunku wzdłużnym, zapobiega sprzężeniu odcinka amortyzującego tłoka z odpowiadającą mu poprzeczną powierzchnią czołową wewnątrz korpusu rurowego. W rezultacie, odporność na uszkodzenia, a wraz z nią - żywotność - obie rosną.

Ponadto wynalazek dotyczy urządzenia do przeprowadzania wiercenia, zawierającego bezzaworową wiertarkę udarową R zawierającą: tłok 20 przystosowany do ruchu posuwisto-zwrotnego w kierunku wzdłużnym, przy czym tłok 20 ma nadwymiarową głowicę 30, trzon 26, odcinek amortyzujący 42/43; oraz korpus rurowy 12 do przyjmowania tłoka, posiadający wewnętrzną powierzchnię odporną na zacieranie się, charakteryzującego się tym, że bezzaworowa wiertarka udarowa R posiada ponadto przynajmniej jeden występ 46 umiejscowiony przynajmniej częściowo pomiędzy głowicą 30 i odcinkiem amortyzującym 42/43; zaś korpus rurowy 12 ma ponadto kieszeń amortyzującą 54/43 do sprzęgania z odcinkiem amortyzującym 42/43 i utwardzoną powierzchnię czołową 50 do sprzęgania z występem tłoka w przypadku, gdy tłok przesunie się za daleko w kierunku wzdłużnym.

Ponadto wynalazek dotyczy urządzenia obejmującego część bezzaworowej wiertarki udarowej R do zastosowania z cieczą roboczą, charakteryzującego się tym, że posiada tłok 20 mający nadwymiarową głowicę 30; oraz korpus rurowy 12 z otworem do pomieszczenia tłoka, korpus zaś wyposażony jest w kieszeń amortyzującą 54/43; przy czym tłok wyposażony jest w elementy umożliwiające sprzęganie z korpusem rurowym na zewnątrz kieszeni amortyzującej. Korzystnie, w urządzeniu obejmującym część bezzaworowej wiertarki udarowej R, elementy umożliwiające sprzęganie obejmują pierścieniowy występ 46.

Ponadto wynalazek dotyczy bezzaworowej wiertarki udarowej R zawierającej tłok 20 przystosowany do ruchu posuwisto-zwrotnego wewnątrz korpusu rurowego 12 uformowanego z pierwszego materiału i wyposażonego w komorę napędową połączoną z otworem przelotowym 70, pierścień 72 spływu i ciśnieniowy pierścień uszczelniający 74, charakteryzującej się tym, że posiada wykładzinę uformowaną z drugiego materiału odpornego na zacieranie się, przynajmniej wzdłuż części powierzchni wewnętrznej do sprzęgania z tłokiem oraz utwardzoną powierzchnię czołową 50 do sprzęgania z tłokiem w przypadku, gdy ten przesunie się za daleko.

Korzystnie, wynalazek dotyczy wiertarki, w której korpus rurowy zawiera rozdzielacz 16.

Korzystnie, wynalazek dotyczy wiertarki, w której korpus rurowy zawiera tuleję 14.

Korzystnie, wynalazek dotyczy wiertarki, w której tłok zawiera nadwymiarową głowicę 30, trzon 26, odcinek amortyzujący 42/43 i przynajmniej jeden występ 46 umiejscowiony przynajmniej częściowo pomiędzy głowicą 30 i odcinkiem amortyzującym 42/43, przy czym wspomniany występ jest przystosowany do sprzęgania z korpusem rurowym.

Krótki opis figur rysunku

Figura 1 jest bocznym widokiem przekroju złożenia udaru zbudowanego według preferowanego wariantu niniejszego wynalazku;

Figura 1 a jest powiększonym, częściowym widokiem fragmentu złożenia z fig. 1;

Figura 1 b jest jeszcze bardziej powiększonym, częściowym widokiem złożenia z fig. 1;

Figura 2 jest bocznym widokiem przekroju złożenia udaru zbudowanego według preferowanego wariantu niniejszego wynalazku;

Figura 2a jest powiększonym, częściowym widokiem fragmentu złożenia z fig. 2;

PL 230 867 Β1

Figura 2b jest jeszcze bardziej powiększonym, częściowym widokiem fragmentu złożenia z fig. 2;

Figura 3a jest bocznym rzutem pionowym jednego wariantu tłoka przeznaczonego do użytku w połączeniu z ujawnionym złożeniem udaru;

Figura 3b jest powiększonym widokiem tłoka z fig. 3a;

Figury 4a i 4b przedstawiają przykładowe techniki wytwarzania rozdzielacza i tulei;

Figura 5 ilustruje wiertarkę udarową;

Figura 6 ilustruje tuleję do bezzaworowej wiertarki udarowej, uformowaną przy użyciu techniki wytwarzania stanowiącej część wynalazku; oraz

Figura 7 ilustruje rozdzielacz do bezzaworowej wiertarki udarowej, uformowany przy użyciu techniki wytwarzania stanowiącej część wynalazku.

Szczegółowy opis wynalazku

W odniesieniu do fig. 1-3, przedstawione jest złożenie udaru 10 według jednego możliwego wariantu, które teraz zostanie opisane szczegółowo. W zilustrowanym korzystnym wariancie, i w odniesieniu do fig. 1, to złożenie udaru 10 obejmuje wydłużone, pierścieniowe złożenie tulei 12, obejmujące wydłużony element, albo tuleję 14 oraz połączony z nią rozdzielacz 16. Jak zilustrowano, rozdzielacz 16 jest umiejscowiony współosiowo, przylegając do tylnego końca tulei 14. Zarówno tuleja 14, jak i rozdzielacz 16 posiadają rozmaite otwory przelotowe i wlotowe wpuszczające ciecz roboczą, albo inną nieściśliwą ciecz. Dla klarowności, inne części wewnętrzne bezzaworowej wiertarki udarowej R (zobacz fig. 5) nie zostały pokazane, a szczegóły dotyczące jej działania nie zostały podane, jednakże jedne i drugie są dobrze znane w branży i mogą być znalezione w patencie 785.

Współosiowo zetknięte powierzchnie wewnętrzne tulei 14 i rozdzielacza 16 tworzą współosiowy otwór 18, służący do pomieszczenia wydłużonego, stopniowanego, cylindrycznego tłoka 20, ulokowanego tak, by mógł poruszać się ruchem posuwisto-zwrotnym w kierunku wzdłużnym L. Ten otwór 18 wyposażony jest w oddalone od siebie w kierunku osiowym odcinki łożyskujące przedni i tylny 22, 24, które w sposób suwliwy podpierają oddalone od siebie w kierunku osiowym trzony 26, 26' tłoka 20. Odcinek pośredni 28 otworu 18, o zwiększonej średnicy, znajdujący się pomiędzy odcinkami łożyskującymi, odpowiednio 22, 24, mieści zasadniczo stopniowanej budowy, cylindryczną głowicę 30 tłoka 20. Komory napędowe tłoka 32, 34, odpowiednio suwu w górę i w dół, o zmiennej objętości (zauważ strzałki opisujące ruch U i D) są uformowane odpowiednio przy przednim i tylnym końcu głowicy tłoka 30 przez oddalone od siebie w kierunku osiowym pierścieniowe, obwodowe przestrzenie, związane z luzem pomiędzy głowicą 30 a odcinkiem pośrednim 28 otworu. Tłok 20 współpracuje z otworem 18, zapewniając przepływ sprężonej cieczy roboczej na zmianę z i do komór napędowych 32, 34, celem samowzbudzenia tłoka 20, co zostało bardziej szczegółowo opisane w patencie 785.

Zasadniczo, tłok 20 jest przynajmniej od zewnątrz symetryczny względem środkowej płaszczyzny poprzecznej P-P, więc opisana zostanie tylko jedna połowa zilustrowanego tłoka, tj. połowa odpowiadająca za suw w górę. Dla celów niniejszego omówienia, pozostała połowa tłoka, tj. połowa odpowiadająca za suw w dół, może być uznana za zasadniczo podobną do połowy odpowiadającej za suw w górę. Oznaczenia przypisane do połowy odpowiadającej za suw w dół są takie jak oznaczenia przypisane do opisanych poniżej części połowy tłoka 20 odpowiadającej za suw w górę, tyle że z indeksem prim.

W odniesieniu do fig. 1a, głowica 30 tłoka 20 ma środkową, ciągnącą się w kierunku osiowym, pierścieniową powierzchnię styku 36. Ta powierzchnia styku 36 będąca częścią głowicy 30 jest suwliwa w kierunku osiowym w odcinku pośrednim otworu 28, współpracując z pierścieniem wylotowym 38, aby zapewnić wypływ albo działanie zaworowe podczas ruchu w tę i z powrotem tłoka 20.

Drugi segment 40 jest uformowany tak, że największą średnicę, która jest mniejsza niż średnica powierzchni styku 36, ma na swoim końcu, który przylega do końca powierzchni styku 36. Drugi segment 40 zwęża się promieniowo do wewnątrz na swojej długości, rozpoczynając od tego końca, pod pewnym kątem do centralnej, wzdłużnej osi tłoka 20. W rezultacie, odcinek 40 zapewnia kontrolowany wypływ cieczy wylotowej, przez jednostajny wzrost strumienia wypływającej, sprężonej cieczy, kiedy pierścień wylotowy 38 się otwiera. Odcinek 40 redukuje przez to prawdopodobieństwo niepożądanej kawitacji cieczy, która może się pojawić w wyniku niekontrolowanego wpuszczania sprężonej cieczy do wylotu. Ponadto, zwężenie na odcinku 40 sprzyja laminarnemu przepływowi sprężonej cieczy, odpowiednio z komór napędowych 32, 34 do komory wylotowej 38, podczas gdy głowica 30 w sposób zmienny porusza się w niej przy ruchu w tę i z powrotem, tak, że redukowana jest skłonność cieczy do spowalniania ruchu tłoka.

PL 230 867 Β1

Oddalony we wzdłużnym kierunku osiowym L od zewnętrznego końca odcinka 40 jest pierścieniowy odcinek 42. Ten odcinek 42 współpracuje z pierścieniowym wydrążeniem 43 uformowanym na granicy pomiędzy odcinkiem pośrednim otworu 28, a przednią powierzchnią łożyskującą 22, aby zapewnić poduszkę hydrauliczną dla tłoka. Pomiędzy przylegającymi końcami odcinków 40 i 42 ciągnie się pośredni odcinek 44, który może być uformowany ze stałą, albo malejącą średnicą, zależnie od odpowiednich średnic łączonych przez niego fragmentów odcinków 40 i 42. Odcinek 42 ciągnie się osiowo w kierunku wzdłużnym L, by zakończyć się przylegając do trzonu.

Według jednego aspektu wynalazku, i w odniesieniu do fig. 1a i 1 b, natłoku 20 zapewniony jest wystający na zewnątrz występ 46. Preferuje się, aby ten występ 46 uformowany był na pośrednim odcinku 44 i przynajmniej częściowo był umiejscowiony i ciągnął się pomiędzy pierwszym i drugim odcinkiem 40, 42. Preferuje się, aby występ 46 wystawał na obwodzie wokół tłoka 20 i zapewniał powierzchnię styku 48 ciągnącą się zasadniczo poprzecznie do kierunku wzdłużnego L (to jest do kierunku ruchu posuwisto zwrotnego).

W przypadku nadmiernego przesunięcia się tłoka 20 podczas ruchu w tę i z powrotem, ta powierzchnia styku 48 wchodzi w kontakt i opiera się o powierzchnię końcową, albo „stopu 50 tulei 14 (albo rozdzielacza 16 na przeciwnym końcu), która stanowi, albo definiuje część komory mieszczącej tłok 20 i ciecz roboczą tworzącą łożysko. Ten styk zapobiega kontaktowi poprzecznej powierzchni, albo powierzchni amortyzującej 52, związanej z odcinkiem 42, z odpowiadającą mu poprzeczną powierzchnią albo, powierzchnią amortyzującą 54 tulei 14. Razem, ta powierzchnia 54 i przylegająca pierścieniowa ściana wydrążenia 43 mogą opisywać kieszeń amortyzującą, mieszczącą porcję cieczy roboczej. Waga tej cechy będzie lepiej zrozumiała po zapoznaniu się z następującym opisem.

Tuleja 14 i rozdzielacz 16 są zazwyczaj wykonane z trwałych materiałów, takich jak utwardzana stal, aby zapewnić wysoką odporność na zużycie przez poruszający się w tę i z powrotem tłok 20. Po złożeniu, szczelina G pomiędzy wewnętrzną średnicą odcinka łożyskującego 24 dystrybutora 16 i zewnętrzną średnicą odpowiadającej mu powierzchni trzonu 26’ tłoka 20 jest bardzo mała (tysięczne części cala), tak aby uformować pożądane łożysko hydrauliczne o niskim tarciu. Jednakże obecność zanieczyszczeń w cieczy roboczej lub inne ciała obce mogą ścierać i niszczyć tłok 20. Nawet jeśli zniszczenie nie nastąpi, odsądzenie jednej strony pierścienia uformowanego pomiędzy elementami może powodować cierny kontakt twardej stali tłoka 20 z twardą stalą odcinków łożyskujących 22, 24, co przyczyni się do nadmiernego zużycia i towarzyszącego mu szybkiego uszkodzenia.

Aby temu zapobiec, do uformowania odcinków łożyskujących 24 rozdzielacza 16, w którym porusza się tłok 20, może być użyty miększy materiał, taki jak brąz albo ciągliwe żelazo. Takie materiały mają lepsze właściwości ślizgowe niż stal, i są również stosunkowo miękkie. W związku z tym nie stwarzają takich samych problemów jak powierzchnie stalowe, związanych ze ścieraniem, nawet jeśli zewnętrzna powierzchnia trzonów 26, 26' z jakiegoś powodu wejdzie w kontakt z odpowiadającymi im powierzchniami łożyskującymi 22, 24. Jednakże użycie takich pokryć (a, szczegółowo, proces używany do formowania takiego rozdzielacza 16 z powierzchnią z brązu wzdłuż odcinka łożyskującego 24) uniemożliwia pełne utwardzenie przez obróbkę cieplną stalowego rozdzielacza, bez potencjalnego wpływu na materiał wykładziny (zwłaszcza, jeśli wykonane jest z brązu). W związku z tym, nawet przy użyciu rozdzielacza pokrytego brązem 16, końcowa powierzchnia amortyzująca 54 tulei 14 (albo powierzchnia końcowa 54' dystrybutora 16) nie jest w pełni utwardzona i może ulec uszkodzeniu po poddaniu jej wielokrotnej kolizji z odpowiadającą jej powierzchnią tłoka 20 podczas jego ruchu w tę i z powrotem.

Teraz, aby opisać możliwe rozwiązanie tego problemu stanowiące aspekt ujawnionego wynalazku, czynione jest odniesienie do fig. 2. Należy odnotować, że figura przedstawia podobną konstrukcję jak ta opisana powyżej w odniesieniu do fig. 1, na przeciwnym końcu tłoka 20, przylegający do rozdzielacza 16, który styka się z tuleją na powierzchni czołowej 50'. Tłok 20 jest zilustrowany w skrajnym dolnym położeniu (zobacz strzałkę kierunkową D) względem złożenia tulei 12.

Ze szczególnym odniesieniem do fig. 2a i 2b, jeśli tłok 20 przesunie się za daleko do tyłu, do swojej skrajnej pozycji, podczas ruchu posuwisto-zwrotnego, utwardzona powierzchnia kontaktowa 48' pierścieniowego występu 46' uformowanego na tłoku 20 bezpośrednio styka się i opiera o powierzchnię czołową albo stopu 50' (która znajduje się oczywiście na zewnątrz od kieszeni amortyzującej uformowanej przez powierzchnię 54' i pierścieniową ścianę wydrążenia 43). Inaczej niż w przypadku amortyzującej ściany czołowej 54', która nie może być łatwo utwardzona ze względu na pożądane zapewnienie odpornej na zużycie wykładziny wzdłuż odcinka łożyskującego 22 rozdzielacza 16, powierzchnia czołowa 50' może być w pełni utwardzona, np. przez hartowanie indukcyjne albo podobne procesy, które nie wpływają w żaden sposób na pożądaną funkcjonalność wykładziny.

PL 230 867 Β1

Kontakt pomiędzy tą powierzchnią stopu 50' a odpowiadającą jej powierzchnią kontaktową 48' występu 46' zapobiega zatem bezpośredniemu kontaktowi powierzchni amortyzującej 52' tłoka 20 z odpowiadającą jej powierzchnią amortyzującą rozdzielacza 16. Zapewnia to utrzymanie pożądanej poduszki (zauważ przedstawienie poduszki hydraulicznej C pomiędzy powierzchniami 52', 54' na fig. 2b). Rezultatem tego jest złożenie udaru 10, które nie tylko jest mniej odporne na uszkodzenie w wyniku zanieczyszczeń w cieczy roboczej, ale jest również zdolne do zapobiegania przesunięciu się tłoka zbyt daleko w sposób bardziej efektywny niż dotychczas. Razem, te cechy przyczyniają się do zwiększenia trwałości.

Teraz w odniesieniu do fig. 3a i 3b, przedstawiony jest szczególnie korzystny wariant tłoka 20 z niniejszego wynalazku. Jak można zobaczyć, nominalna średnica Di trzonu 26, 26'jest mniejsza niż nominalna średnica D2 odcinka amortyzującego 42, 42' znajdującego się po obu stronach tłoka 20. Nominalna średnica D3 występu 46, 46' jest większa niż nominalna średnica D2 odcinka amortyzującego 42, ale korzystne jest, aby była mniejsza niż nominalna średnica D4 głowicy 30 (albo, innymi słowy, D4>D3>D2>Di). Dwie średnice D3, D4 mogą być takie same, ale średnica występu D3 powinna być zawsze mniejsza w zilustrowanym wariancie, aby uniknąć kolizji z pokrytą powierzchnią odcinków łożyskujących 22, 24 wewnątrz otworu 18.

Według kolejnego aspektu wynalazku i w odniesieniu do fig. 4a i 4b, opisany jest sposób wytwarzania rurowego korpusu (albo tulei 14, albo rozdzielacza 16) do użytku w połączeniu z hydrauliczną, napędzaną tłokiem wiertarką udarową, lub podobną. Sposób obejmuje zapewnienie pierwszego, najlepiej miększego i bardziej odpornego na ścieranie materiału wzdłuż przynajmniej części wnętrza drugiego, twardszego materiału formującego korpus, tak by powstała powierzchnia łożyskująca. Sposób obejmuje ponadto etap utwardzania powierzchniowego czołowej powierzchni korpusu przeznaczonej do kontaktu z tłokiem, już po naniesieniu materiału tworzącego powierzchnie łożyskujące. Preferowanym miększym materiałem jest brąz, i w takim wypadku etap utwardzania powierzchni czołowej obejmuje ogrzewanie korpusu bez przekraczania pewnej temperatury, albo inną obróbkę nie mającą negatywnego wpływu na użyty materiał łożyska. Najbardziej korzystne jest uzyskanie wykładziny z brązu na stali przez skrawanie półproduktów zawierających brąz zgrzany ze stalą (przy czym maksymalna twardość stali wynosi około RC=32), w którym to wypadku, limit temperatury jest równy temperaturze stopienia brązu (około 620°C), albo mniejszy od niej. Takie półprodukty są dostępne w firmie Kugler Bimetal w Genewie, w Szwajcarii.

Figury 6 i 7 przedstawiają tuleję 14 i rozdzielacz 16 do bezzaworowej wiertarki R, zawierające miększy i bardziej odporny na ścieranie materiał wzdłuż przynajmniej części wnętrza, aby uformować pożądane powierzchnie łożyskujące. W szczególnym przykładzie, miększym materiałem jest brąz, i jest on zapewniony wzdłuż powierzchni łożyskujących 22, 24, odpowiednio tulei 14 i rozdzielacza 16. Można to osiągnąć przy użyciu opisanych powyżej technik wytwarzania.

Jeszcze bardziej szczegółowo, i w odniesieniu do fig. 6, materiał może być naniesiony na powierzchnie łożyskujące 22 tulei 14 pomiędzy komorą napędową 32 powiązaną z otworem przelotowym 70, a pierścieniem spływu 72 i ciśnieniowym pierścieniem uszczelniającym 74. Ta lokalizacja jest oczywiście oddalona od amortyzującej powierzchni czołowej 54, która nie będzie zawierała miększego materiału, dzięki czemu będzie mogła być utwardzana powierzchniowo w pożądany sposób (i w związku z tym potencjalnie użyta do kontaktu z tłokiem, takim jak pokazany w patencie 785, który stykałby się z tą powierzchnią w przypadku nadmiernego przesunięcia się w dół).

Podobnie, w odniesieniu do fig. 7, materiał może być naniesiony na powierzchnie łożyskujące 24 rozdzielacza 16, pomiędzy komorą napędową 34 powiązaną z otworem przelotowym 76, a pierścieniem spływu 78 i ciśnieniowym pierścieniem uszczelniającym 80. Te lokalizacje są oczywiście oddalone od amortyzującej powierzchni czołowej 54', która nie zawierałaby miększego materiału i mogłaby być dzięki temu utwardzana w pożądany sposób (i w związku z tym potencjalnie użyta do kontaktu z tłokiem, takim jak pokazany w patencie 785, który stykałby się z tą powierzchnią w przypadku nadmiernego przesunięcia się w górę).

Powyższy opis różnych wariantów niniejszego wynalazku jest zaprezentowany w celu ilustracji i opisu. Intencją opisu i ilustracji nie jest wyczerpanie albo ograniczenie wynalazku do ściśle ujawnionych postaci. W świetle powyższego pouczenia możliwe są oczywiste modyfikacje i wariacje. Opisane warianty najlepiej ilustrują zasady działania wynalazku i jego praktyczne zastosowanie, by umożliwić osobie zwyczajnie zaznajomionej z branżą wykorzystanie wynalazku w rozmaitych wariantach i z rozmaitymi modyfikacjami odpowiadającymi poszczególnym zastosowaniom. Wszystkie takie modyfikacje i wariacje mieszczą się w zakresie niniejszego wynalazku.

Claims (20)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie stanowiące część bezzaworowej wiertarki udarowej (R) do użytku z cieczą roboczą, obejmujące: tłok (20) przystosowany do ruchu posuwisto-zwrotnego w kierunku wzdłużnym, przy czym tłok ma nadwymiarową głowicę (30), trzon (26), odcinek amortyzujący (42/43); oraz korpus rurowy (12) do przyjmowania tłoka, posiadający wewnętrzną powierzchnię odporną na zacieranie się w wyniku obecności jakichkolwiek zanieczyszczeń w cieczy roboczej, znamienne tym, że obejmuje ponadto przynajmniej jeden występ (46) umiejscowiony przynajmniej częściowo pomiędzy głowicą (30) i odcinkiem amortyzującym (42/43); zaś korpus (12) ma ponadto kieszeń amortyzującą (54/43) do sprzęgania z odcinkiem amortyzującym (42/43), oraz utwardzoną powierzchnię czołową (50) do sprzęgania z występem (46) tłoka (20) w przypadku, gdy ten przesunie się za daleko w kierunku wzdłużnym.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że występ (46) posiada czoło (48) posiadające pierwszą płaszczyznę równoległą do drugiej płaszczyzny równoległej do powierzchni czołowej (50).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że tłok posiada ponadto zwężoną stożkowo część umieszczoną pomiędzy nadwymiarową głowicą (30) i co najmniej jednym występem (46).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że powierzchnia czołowa (50) jest prostopadła do kierunku wzdłużnego, zaś występ (46) posiada czoło równoległe do powierzchni czołowej (50).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wewnętrzna powierzchnia wykonana jest z brązu albo ciągliwego żelaza, a korpus wykonany jest z materiału twardszego niż brąz.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że tłok wykonany jest ze stali, łącznie z zewnętrzną powierzchnią do sprzęgania z wewnętrzną powierzchnią korpusu.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rurowy korpus zawiera tuleję (14), przystosowaną do umożliwiania przynajmniej głowicy tłoka przemieszczania się ruchem posuwistozwrotnym.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że powierzchnia czołowa wyznacza komorę do przyjmowania płynu roboczego dla wprawiania tłoka w ruch względem tulei.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że korpus rurowy zawiera rozdzielacz (16) przystosowany do przyjmowania i pozwalający na ruch posuwisto-zwrotny przynajmniej trzonu tłoka.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że tuleja do przyjmowania głowicy tłoka styka się z powierzchnią czołową rozdzielacza.
11. 11. Urządzenie według zastrz.1, znamienne tym, że szczelina (G) pomiędzy tłokiem oraz przynajmniej głowicą korpusu rurowego ma kształt pierścienia (38) do przyjmowania płynu roboczego.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przynajmniej zewnętrzna powierzchnia tłoka jest zasadniczo symetryczna względem środkowej płaszczyzny poprzecznej.
13. 13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sprzężenie pomiędzy utwardzoną powierzchnią czołową i występem tłoka w przypadku, gdy tłok przesunie się za daleko w kierunku wzdłużnym, zapobiega sprzężeniu odcinka amortyzującego tłoka z odpowiadającą mu poprzeczną powierzchnią czołową wewnątrz korpusu rurowego.
14. 14. Urządzenie do przeprowadzania wiercenia, zawierające bezzaworową wiertarkę udarową (R) zawierającą: tłok (20) przystosowany do ruchu posuwisto-zwrotnego w kierunku wzdłużnym, przy czym tłok (20) ma nadwymiarową głowicę (30), trzon (26), odcinek amortyzujący (42/43); oraz korpus rurowy (12) do przyjmowania tłoka, posiadający wewnętrzną powierzchnię odporną na zacieranie się, znamienne tym, że bezzaworowa wiertarka udarowa (R) posiada ponadto przynajmniej jeden występ (46) umiejscowiony przynajmniej częściowo pomiędzy głowicą (30) i odcinkiem amortyzującym (42/43); zaś korpus rurowy (12) ma ponadto ma kieszeń amortyzującą (54/43) do sprzęgania z odcinkiem amortyzującym (42/43) i utwardzoną powierzchnię czołową (50) do sprzęgania z występem tłoka w przypadku, gdy tłok przesunie się za daleko w kierunku wzdłużnym.
15. 15. Urządzenie obejmujące część bezzaworowej wiertarki udarowej (R) do zastosowania z cieczą roboczą, znamienne tym, że posiada tłok (20) mający nadwymiarową głowicę (30); oraz korpus rurowy (12) z otworem do pomieszczenia tłoka, korpus zaś wyposażony jest w kieszeń

    PL 230 867 Β1 amortyzującą (54/43); przy czym tłok wyposażony jest w elementy umożliwiające sprzęganie z korpusem rurowym na zewnątrz kieszeni amortyzującej.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 15, w którym elementy umożliwiające sprzęganie obejmują pierścieniowy występ (46').
17. 17. Bezzaworowa wiertarka udarowa (R) zawierająca tłok (20) przystosowany do ruchu posuwisto-zwrotnego wewnątrz korpusu rurowego (12) uformowanego z pierwszego materiału i wyposażonego w komorę napędową połączoną z otworem przelotowym (70), pierścień (72) spływu i ciśnieniowy pierścień uszczelniający (74), znamienna tym, że posiada wykładzinę uformowaną z drugiego materiału odpornego na zacieranie się, przynajmniej wzdłuż części powierzchni wewnętrznej do sprzęgania z tłokiem oraz utwardzoną powierzchnię czołową (50) do sprzęgania z tłokiem w przypadku, gdy ten przesunie się za daleko.
18. 18. Wiertarka według zastrz. 17, w której korpus rurowy zawiera rozdzielacz (16).
19. 19. Wiertarka według zastrz. 17, w której korpus rurowy zawiera tuleję (14).
20. 20. Wiertarka według zastrz. 17, w której tłok zawiera nadwymiarową głowicę (30), trzon (26), odcinek amortyzujący (42/43) i przynajmniej jeden występ (46) umiejscowiony przynajmniej częściowo pomiędzy głowicą (30) i odcinkiem amortyzującym (42/43), przy czym wspomniany występ jest przystosowany do sprzęgania z korpusem rurowym.