비트 조립체

비트 조립체 {BIT ASSEMBLY}

본 발명은 충격 및 회전에 의해서 또는 단지 회전에 의해서만 작동하는 드릴링 장치용 비트 조립체에 관한 것이며, 상기 조립체는 홀 중심을 드릴링하는 파일럿 비트를 포함하며 상기 파일럿 비트와 관련되어 링 비트가 바깥쪽 원(outer circle)을 드릴링하도록 배열되어 있으며, 파일럿 비트와 링 비트 사이에 파일럿 비트로부터 링 비트로 충격 및/또는 회전 운동을 전달하는 표면들이 배열되며, 상기 비트 조립체는 드릴링할때 홀 내부에 보호 튜브를 밀어넣는 조립체도 포함한다.

중심 비트 또는 링 비트를 구비한 전술된 조립체와 같은 드릴링 장치가 다른 특허 중에서도 GB 특허 명세서 959955 에 공지되었으며, 상기 특허 명세서의 링 비트는 베요넷 조인트(bayonet joint)에 의해서 미들 비트에 고정될 수 있게 도입되었다. 링 비트의 표면에 있어서 길이방향의 홈이 형성되어 있고 횡단 홈이 특정 지점에서 종결됨으로써, 미들 비트에 링 비트를 장착함에 있어서 미들 비트의 브래킷이 길이 방향 홈을 따라서 먼저 연결되며 최종적으로 이들 사이에서 상기 비트를 회전시키며 상기 브래킷이 비스듬한 홈의 단부에 연결된다. 길이 방향의 홈은 플러싱 매체의 통로로서 동시에 작동한다.

핀란드 특허 명세서 FI-96518로부터 비트들 사이의 유사한 베요넷 로킹이 공지되어 있으며 이 실시예에서도 길이 방향의 베이요넷 로킹의 홈은 플러싱 채널로서 작동한다.

이러한 종류의 베요넷 로킹의 단점은 링 비트 홈의 내부 표면이 두 개의 분리된 방향으로 작동되어야만 하거나, 대안적으로, 브래킷이 링 비트 중심 방향으로 지향될 수 있게 유지되도록 상기 내부 표면이 작동되어야 한다. 브래킷을 유지해야만 한다. 상기 링 비트 내부 표면을 직선의 원통형 표면으로 제조하는 것은 불가능하다. 게다가, 전술된 해결법과 관련하여 미들 비트가 로킹을 위한 링 비트를 홀 내부로 끌어 당기는 미들부의 드릴링에 어려움이 있어왔다. 재-결합의 경우에 있어서 로킹이 계속 유지되도록 미들 비트를 회전시키는 적합한 모멘트 및 베요넷 로킹에서 길이방향의 운동이 발생되는 때를 발견하는 것은 거의 불가능하다. 이는 긴 드릴링 홀에서 발생되며 드릴링은 베요넷 로킹이 완전히 완벽하지 않은 상황에서 드릴링이 종종 시작되곤 한다.

도 1은 드릴링 장치의 뾰족한 단부(pointed end)의 측면도이며,

도 2는 드릴링 장치의 뾰족한 단부 및 보호 튜브와 드릴 슈의 단면도이며,

도 3은 해체 링 비트 및 해체 파일럿 비트를 갖는 드릴링 장치를 도시하는 도면이며,

도 4는 로킹의 대안적인 방법을 도시하는 도면이며,

도 5는 링 비트의 사시도이다.

링 비트와 미들 비트 사이의 전술된 단점을 제거하기 위한 다른 실시예에 있어서 비트 조립체 내의 회전-블로킹 장치 및 링 비트와 파일럿 비트 사이의 축 운동이 링 비트 후방 에지의 셔츠 부분에 결합되어서 상기 장치가 홈이 없는 내부 표면의 직경 (Ds) 보다 큰 직경부에 위치되며, 상기 직경부의 셔츠부 상에있어서 파일럿 비트에 결합되는 로킹 노우즈가 노우즈를 위해 결합된 카운터 갭의 형상체를 구비하며 셔츠 벽을 통해 도달하는 셔츠부에 적용될 수 있으며 상기 갭 형상체가 링 비트에 회전 운동력을 전달하는 일부분과 홀에서 링 비트를 분리하기 위한 동력을 전달하는 인접한 다른 부분을 구비한 표면을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 비트 조립체의 이점은 링 비트 또는 이와 대응하는 미들 비트, 다시 말하면 파일럿 비트의 기계가공이 용이하다는 점인데, 그 이유는 예를들면, 링 비트의 내부 표면이 홈 또는 브래킷이 없는 원통형 표면이기 때문이다. 파일럿 링의 외부 표면에는 홈 또는 형상체가 있어야만 하나, 그러한 부품의 내부 표면은 쉽게 가공되어야 한다. 링 비트 내의 셔츠부는 가공되어야 하나, 이들 가공의 특징은 거의 통상의 기계 기술이다. 파일럿 비트는 드릴링 중에 홀에서 분리될 수 있으며 재-설치된다. 본 발명의 실시예에 있어서 오른쪽 방향으로만 회전하는 링 비트에 관하여 링 비트의 위치를 확실히 유도할 것이다. 또한 파일럿 비트를 링비트 축방향으로 밀어내며 퍼커션-전달 카운터 표면이 슬랜팅(slanting) 할때 상호 로킹 상태로 상기 부품을 조정한다. 파일럿 비트에 의해서 링 비트 및 보호 튜브는 홀로부터 분리될 수 있으며, 예를들면 동시에 로킹 방향으로 파일럿 비트를 동시에 회전 시킨다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 아래에 설명된다.

도 1은 파일럿 비트, 환언하면, 미들 비트(1) 및 링 비트(2), 그리고 가장 멀리 떨어진 드릴 슈(shoe)(9) 및 보호 튜브(10)를 포함하는 드릴링 장치를 도시한다. 도 2는 셔츠부(5)에 있어서 원통형의 링 비트 형상, 예를들어 피치각 형상(6) 및 갭 형상(3, 4)들이 내측 표면으로 기계 가공되어 있는 보다 정밀한 구성을 도시한다. 부분적으로 링 비트(2) 내부의 파일럿 비트(1)는 링 비트(2)의 셔츠부(5) 뒤쪽에 있는, 외경이 증가하는 직경 변화부 즉 다시말해 직경 변화부(14)를 포함한다. 상기 직경 변화부(14)의 전방 에지에서, 링 비트(2)의 셔츠(5) 형상체에 고정된 카운터 형상체(7)가 형성된다. 드릴 슈(9), 보호 튜브(10), 미들 비트(11), 웰드(weld)(16) 및 파일럿 비트(1)의 퍼커션 숄더(percussion shoulder)에 의한 하나의 보호 튜브(10)분리 해결법이 도 2에 단면도로서 또한 도시되어 있다.

채널(13)은 비트의 전방으부터 플러싱(flushing) 매체에 의한 드릴 노페물이 빠져나가도록 배열된다. 상기 채널은 파일럿 비트(1) 표면상의 종방향 홈이다. 링 비트(2)의 내부 표면 상에는 플러싱 채널(13)에 기능적으로 연결되는 형상도 홈도 없다.

도 3 에서 링 비트(2)가 분리되어 도시되어 있으며, 링 비트는 내경 Ds 를 갖는다. 내부 표면은 매끄럽게 회전 절단된 원통형 표면이다. 링 비트(2)의 셔츠부(5) 내에서 비트(1 및 2) 사이에 있는 세개의 유닛은 로킹을 수행한다. 상기 유닛은 피치각 형상의 부분(6) 및 가장 적합하게는 갭형 부분을 포함하며, 상기 갭형 부분은 적어도 회전력을 위한 카운터 표면(4) 및 견인력을 위한 카운터 표면을 가지며, 견인력은 링 비트를 뒤로 잡아 당기는 즉 홀을 이탈하는 것을 의미한다. 상기 피치각 형상의 부분(6)은 드릴링 방향에 퍼커션 또는 힘을 전달하는 기능을 의미한다. 링 비트(1)는 링 비트(2)에 회전력을 전달한다. 일 실시예에서 퍼커션은 비트(1)에서 처리되며, 따라서 퍼커션이 표면(6) 위의 링 비트(2)에 전달된다. 퍼커션-전달은 어디서나 피치각 형상의 즉 다시말해, 슬랜팅형일 수 있다. 링 비트(2) 내부로 파일럿 비트(1)을 밀어넣는 것은 상호의 로킹 상태로 비트에 힘을 가하는 것이다. 피치각 형상의 표면(6)을 연장함으로써 피치각 형상의 부분(15)에서 제외될 수도 있다. 피치각 형상의 표면(6)이 퍼커션을 전달하는 동안에, 링 비트(2) 내부로의 퍼커션 전달은 직선 방향의 정확한 회전운동을 야기한다. 환원하면, 이는 비트를 인터로킹된 상태로 유지한다.

그에 대응하여, 파일럿 비트(1)는 피치각 형상의 부분(8) 및 단지 파일럿 비트 회전에 의해서만 갭(3, 4) 내측에 결합되는 노우즈(7)를 구비한다. 파일럿 비트(1)의 재-설정에 의한 수평의 드릴링 위치에서, 파일럿 비트는 드릴 로드에 의해서 약간 당겨져야 한다. 수직의 드릴링 위치에서 파일럿 비트(1) 및 드릴 로드는 이들의 자체중량에 의해서 파일럿 비트가 링비트(2)와 인터로킹되는 것을 용이하게 한다. 비트 링(2)이 동시에 약간 회전할 수 있지만, 파일럿 비트(1)가 홀 내부에 재-설치될때, 그러나 상기 설치작업을 동시에, 그리고 별도라도 꼭 필요하다.

공지된 베요넷(bayonet) 로킹 실시예에서, 회전하는 링 비트의 동시 회전은 로킹 및 이와 대응하여 성공적인 분리를 방해한다.

파일럿 비트(1)로부터 링 비트(2)로의 모든 퍼커션은 링 비트(2)의 셔츠부 후방 에지로 유도되며, 따라서 후방 표면과 같은 비트가 이용될 수 있다.

갭 형상체(3, 4, 15)는 만곡 부품의 형상 또는 고리 형상일 수 있으며, 따라서 노우즈도 고리 형상이거나 이와 유사한 형상이다. 상기 갭 형상체(3, 4, 15)는 직선 부분을 포함하는 각진 형상일 수 있으며, 이와 대응하여 상기 노우즈도 각진 형상일 수도 있다. 도 4는 갭 형성 및 노우즈 해결법을 도시하며, 여기서 상기 노우즈(7)의 축 방향 유격(axial play)이 매우 작게 제조될 수 있다. 이러한 경우에 링 비트(2)의 전체 후면 에지는 슬랜팅, 환원하면 피치각으로 형성된다. 플러싱 채널(13)은 클로징 구성요소(3, 4, 7)로부터 완전히 독립적으로 위치되는데, 그 이유는 대체로, 클로징 구성요소가 플러싱 홈(13)보다 장치의 중앙 라인으로부터 멀리 위치되기 때문이다.

도 5는 링 비트(2)의 사시도로서, 내부 표면으로의 역할을 하는 매끄러운 원통형의 표면이 도시되며, 셔츠 부(5) 내에서 형성된 갭 형상체가 퍼커션 전달 표면(3, 4, 15 및 16)을 가진다.