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Auf der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite einer Bohrturbine angeordnetes Lager
Die Erfindung bezieht sich auf ein auf der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite einer Bohrturbine angeordnetes Lager, das von einer
Muffe umgeben ist.
Bekanntlich ist das auf der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite angeordnete Lager von Bohrturbinen eines der Elemente, welches dem stärksten
Verschleiss ausgesetzt ist, da es beim Bohren die höchsten seitlichen. Beanspruchungen erfährt. Um dieses Lager zu prüfen, zu reparieren oder auszutauschen, war es bisher bei den bekannten Turbinentypen erforderlich, die Turbine auseinanderzunehmen, eine Massnahme, die langwierig und kostspielig ist durch die sich daraus ergebenden Schwierigkeiten und die zahlreichen Elemente, die dabei auseinandergenommen werden müssen.
Zwar wurden bisher einige Lösungen vorgeschlagen, die jedoch gegen ungewolltes Ausschrauben bzw. Lösen keine ausreichende Gewähr bieten und darüber hinaus die Widerstandsfestigkeit der Turbinenwelle, insbesondere bei Biegebeanspruchungen, beträchtlich vermindern.
Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, diesen der früheren Technik anhaftenden Nachteil zu beheben und ein Lager zu schaffen, das zwecks Prüfung, Reparierung oder Austauschen demontiert werden kann, ohne dass die andern Turbinenelemente entfernt werden müssen und ohne dass die mechanischen Eigenschaften der Turbinenwelle beeinträchtigt werden bzw. ohne die Betriebssicherheit zu gefährden.
Das erfindungsgemässe, auf der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite angeordnete Lager einer Bohrturbine ist dadurch gekennzeichnet, dass die das Lager umgebende Muffe aus zwei miteinander lösbar verbundenen, z. B. verschraubten Teilen besteht, wobei der dem Bohrwerkzeug abgewandte Teil als Anschlag für den Stator und der dem Bohrwerkzeug zugewandte Teil als Lagermuffe vorgesehen sind, und dass. auf der Welle eine Verschleissbuchse angeordnet ist, die durch eine am Ende der Welle aufgeschraubte Anschlussmuffe in ihrer Lage gehalten ist. Die Anschlussmuffe gewährleistet eine ausreichende Vorspannung, wodurch die Herabsetzung der mechani- schen Widerstandsfestigkeit dieser Welle infolge ihres kleineren Durchmessers ausgeglichen und diese Widerstandsfestigkeit sogar erhöht wird.
Zum Demontieren des auf der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite angeordneten Lagers der Turbine bzw. des unterirdischen Motors genügt es, nur die Anschlussmuffe zu entfernen und an- schliessend die Lagermuffe herauszunehmen, z. B. auszuschrauben und erforderlichenfalls die Versohleissbuchse zu lösen. Im Vergleich zu den bekannten Ausführungsarten ist der Durchmesser des vorspringenden Wellenstumpfes kleiner gehalten, um denselben dem äusseren Durchmesser der Verschleissbuchse des auf der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite angeordneten Lagers anzupassen. Die Anschlagschulter für die aufeinandergesetzten Rotorteile ist über der Verschleissbuchse angeordnet. Die Verkleinerung des Wellen- durchmessers wird mjittels unter Vorspannung aufgeschobener bzw. aufeinandergesetzter Ringe od. dgl. ausgeglichen.
Gemäss einer als vorteilhaft anzusprechenden Ausführungsform ist der aus der Verschleissbuchse vorspringende, ein konisches Gewinde zur Befestigung der Anschlussmuffe aufweisende Endteil der Turbinenwelle von einer Durchmesserausgleichsmuffe umgeben, die gegen die dem Bohrwerkzeug zugewandte Stirnfläche der Verschleissbuchse, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Ringes, abgestützt ist, wobei im ungespannten Zustand die Bauhöhe der Ausgleichsmuffe und des Ringes grösser ist als der Abstand zwischen der genannten Stirnfläche der Verschleissbuchse und der zwischen dem Turbinenwellenstumpf und dem konischen Gewinde vorgesehenen Anschlagschulter.
Diese Durchmesserausgleichmuffe trägt auch zur Vorspannung der mit der Welle, der Verschleiss. buchse und der Ausgleichsmuffe gebildeten Baueinheit bei, wobei diese Baueinheit trotz der Durchmesserverkleinerung des dem Bohrwerkzeug zugewandten Wellenteiles besonders zufriedenstellende mechanische Eigenschaften aufweist.
In dieser Baueinheit können zusätzliche Vorrichtungen angeordnet sein, z. B. eine in einer Richtung wirkende Sperre, welche das Herausfallen der Ausgleichsmuffe beim Ausschrauben der
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Anschlussmuffe verhindert bzw. eine beispielsweise unmittelbar über der Verschleissbuchse angeordnete Vorrichtung zur übertragung eines Drehmomentes zwischen den Bohrstangen und dem Werkzeug, wobei ein Teil einer solchen Einrichtung an der Vorspannung dieser Baueinheit teilnimmt.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsmöglichkeit des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt. Die Zeichnung zeigt den dem Bohrwerkzeug zugewandten Teil einer Bohrturbine mit dem erfindungsgemässen, lösbar angeordneten Lager schematisch im Längsschnitt.
Mit 1 ist die Turbinenwelle bezeichnet, die eine Anschlagschulter 2 und weitere Schultern bzw. abgesetzte Durchmesser 3,4 zwecks Erleichterung der Demontierung aufweist. Mit 5 : 5t der Turbinenkörper bezeichnet, auf welchem die eine Anschlagschulter 7 für die aufeinandergesetzten Statorteile aufweisende Muffe 6 aufgeschraubt ist, die auf der dem Bohrwerkzeug abgewandten Seite ein Rechtsgewinde und auf der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite ein Linksgewinde besitzt. Die aufeinandergesetzten Statorteile der Turbine drücken auf die von der dem Bohrwerkzeug abgewandten Stirnfläche der Muffe gebildete Anschlagschulter 7. Die Muffe 6 nimmt in ihrem dem Bohrwerkzeug zugewandten Teil eine Lagermuffe 8 auf, in welcher das (z.
B. gummibelegte), mit Durchflussnuten 10 versehene Lager 9 angeordnet ist.
Die Turbinenwelle 1 trägt den Rotorteil 11 einer Vorrichtung zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen den Bohrstangen und der Welle bzw. dem Werkzeug, die mit dem von der Muffe 6 getragenen Statorteil 12 zusammenwirkt.
Der Rotorteil 11 stützt sich mit der dem Bohrwerkzeug abgewandten Seite gegen die Schulter 2 der Turbinenwelle ab und stösst an seinem dem Bohrwerkzeug zugewandten Teil gegen die Verschleissbuchse 13 des dem Bohrwerkzeug zuwandten Turbinenlagers stumpf an, welches mit dem Lager 9 zusammenarbeitet und im Bereich seines dem Bohrwerkzeug zugewandten Teiles eine Ringnut 14 aufweist, die, wenn die Ver- schleissbuchse 13 herausgenommen werden soll, einen Griff für ein Abziehwerkzeug bietet.
Der dem Bohrwerkzeug zugewandte Teil der Verschleissbuchse 13 liegt auf einem Ring bzw. einer Durchmesserausgleichmuffe 15 unter Zwischenschaltung eines Ringes 16, wobei dieser Ring bzw. die Ausgleichmuffe 15 wiederum mittels der dem Bohrwerkzeug zugewandten Anschlussmuffe 17 in ihrer Lage gehalten wird, die mit einem an dem Bohrwerkzeug zugewandten Wellenteil angebrachten Gewinde 18 und einem das Werkzeug aufnehmenden Gewinde 19 versehen ist. Der Ring bzw. die Durchmesserausgleichmuffe 15 ist auf der Welle 1 mit einem in einer Nut 21 eingesetzten Stift 20 drehfest verkeilt.
Ihr Herausfallen durch Ausschrauben der dem Bohr- werkzeug zugewandten Anschlussmuffe 17 ist durch einen Sperrstift 22 verhindert, der ein Zentralgewinde zum Herausziehen aufweist und mittels eines Sprengringes 23 in seiner Lage gehalten wird.
Das erfindungsgemässe, auf der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite angeordnete Lager der Bohrturbine lässt sich wie folgt zusammenbauen :
Angenommen, der dem Bohrwerkzeug abgewandte, als Anschlag für den Stator dienende Teil 6 und die Lagermuffe 8 befinden sich in ihrer normalen Lage, dann wird zunächst auf die Welle 1 der Rotorteil 11 und anschliessend die Verschleissbuchse 13 aufgeschoben, die sich gegen die Schulter 2 anlegen. Dann wird der Ring bzw. die Durchmesserausgleichmuffe 15 aufgeschoben und der Abstand zwischen der Flucht der.
Anschlagschulter 24 und der dem Bohrwerkzeug zugewandten Stirnfläche der Durchmesserausgleichmuffe gemessen. Dann wird dieser Ring bzw. diese Durchmesserausgleichmuffe entfernt und auf die Welle 1 gegen die Verschleissbuchse 13 ein Ring 16 aufgeschoben, dessen Stärke etwas grösser ist als der gemessene Abstand.
Dann wird die Durchmesserausgleichsmuffe 15 samt dem Teil 20 und dem Sperrstift 22 eingesetzt und die Anschlussmuffe 17 am Ende der Welle 1 aufgeschraubt. Das überschüssige Spiel der Durchmesserausgleichmuffe 15 nach der dem Bohrwerkzeug zugewandten Seite jenseits der Anschlagschulter 24, welches sich aus der Wahl des Ringes 16 ergibt, wird dann durch Vorspannung der aus der Durchmesserausgleichmuffe 15, dem Ring 16, der Verschleissbuchse 13 und dem Rotorteil 11 bestehenden Baueinheit ausgeglichen, während der Endteil der Welle verspannt wird.
Die so erzielte Vorspannung verbessert die mechanischen Eigenschaften durch die Entstehung einer einheitlichen Baueinheit.
Um das dem Bohrwerkzeug zugewandte Lager der Turbine zwecks Prüfung, Ausbesserung oder Austauschens herauszunehmen, werden die Anschlussmuffe 17 und die Durchmesserausgleichmuffe 15 entfernt. Es wird also möglich, die La- germuffe 8 auszuschrauben und die Verschleissbuchse 13 herauszuziehen. Dies erfordert nur wenig Arbeitsaufwand und verhältnismässig wenig Zeit. Dies kann sogar auf der Baustelle selbst vorgenommen werden, wogegen das Auseinandernehmen der Turbine normalerweise nur in einer besonders ausgestatteten Werkstatt möglich ist.
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