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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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Bearing arranged on the side of a drilling turbine facing the drilling tool
The invention relates to a mounted on the drilling tool side of a drilling turbine bearing, which is of a
Sleeve is surrounded.
As is known, the bearing of the drilling turbine arranged on the side facing the drilling tool is one of the elements which is the most powerful
Wear is exposed because it is the highest lateral when drilling. Experienced stresses. In order to check, repair or replace this bearing, it was previously necessary with the known turbine types to dismantle the turbine, a measure which is lengthy and costly due to the difficulties arising therefrom and the numerous elements that have to be dismantled.
To be sure, some solutions have been proposed so far, but they do not provide a sufficient guarantee against unintentional unscrewing or loosening and, moreover, considerably reduce the resistance of the turbine shaft, in particular in the case of bending loads.
It is an object of the invention to remedy this disadvantage inherent in the prior art and to provide a bearing which can be dismantled for testing, repair or replacement without having to remove the other turbine elements and without impairing the mechanical properties of the turbine shaft or without endangering operational safety.
The inventive bearing of a drilling turbine, which is arranged on the side facing the drilling tool, is characterized in that the sleeve surrounding the bearing consists of two detachably connected, e.g. B. screwed parts, wherein the part facing away from the drilling tool is provided as a stop for the stator and the part facing the drilling tool is provided as a bearing sleeve, and that. A wear bushing is arranged on the shaft, which is screwed on to the end of the shaft in its Location is held. The connecting sleeve ensures sufficient pre-tension, which compensates for the reduction in the mechanical resistance of this shaft due to its smaller diameter and even increases this resistance.
To dismantle the turbine bearing or the subterranean motor located on the side facing the drilling tool, it is sufficient to only remove the connecting sleeve and then take out the bearing sleeve, e.g. B. unscrew and if necessary to solve the Versohleissbuchse. In comparison to the known types of embodiment, the diameter of the protruding shaft stub is kept smaller in order to adapt it to the outer diameter of the wear bushing of the bearing arranged on the side facing the drilling tool. The stop shoulder for the rotor parts placed on top of one another is arranged above the wear bushing. The reduction in the shaft diameter is compensated for by means of rings or the like that are pushed on or placed on top of one another under prestress.
According to one embodiment that is to be addressed as advantageous, the end part of the turbine shaft which protrudes from the wear bush and has a conical thread for fastening the connecting sleeve is surrounded by a diameter compensation sleeve which is supported against the end face of the wear bush facing the drilling tool, preferably with the interposition of a ring In the unstressed state, the overall height of the compensating sleeve and the ring is greater than the distance between the said end face of the wear sleeve and the stop shoulder provided between the turbine shaft stub and the conical thread.
This diameter compensation sleeve also contributes to the pretensioning of the shaft, the wear. socket and the compensating sleeve in the case of structural unit, this structural unit having particularly satisfactory mechanical properties despite the reduction in diameter of the shaft part facing the drilling tool.
In this assembly additional devices can be arranged, for. B. a one-way lock that prevents the equalizing sleeve from falling out when unscrewing the
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Connecting sleeve prevents or a device arranged, for example, directly above the wear bushing, for transmitting a torque between the boring bars and the tool, part of such a device participating in the prestressing of this structural unit.
One possible embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing, for example. The drawing shows the part of a drilling turbine facing the drilling tool with the releasably arranged bearing according to the invention, schematically in longitudinal section.
1 with the turbine shaft is referred to, which has a stop shoulder 2 and further shoulders or offset diameter 3, 4 to facilitate dismantling. 5: 5t denotes the turbine body on which the sleeve 6 having a stop shoulder 7 for the stacked stator parts is screwed, which has a right-hand thread on the side facing away from the drilling tool and a left-hand thread on the side facing the drilling tool. The stacked stator parts of the turbine press on the stop shoulder 7 formed by the end face of the sleeve facing away from the drilling tool. In its part facing the drilling tool, the sleeve 6 receives a bearing sleeve 8 in which the (z.
B. rubber-coated), provided with flow grooves 10 bearing 9 is arranged.
The turbine shaft 1 carries the rotor part 11 of a device for transmitting a torque between the drill rods and the shaft or the tool, which device cooperates with the stator part 12 carried by the sleeve 6.
The rotor part 11 is supported with the side facing away from the drilling tool against the shoulder 2 of the turbine shaft and abuts on its part facing the drilling tool against the wear bushing 13 of the turbine bearing facing the drilling tool, which cooperates with the bearing 9 and in the area of its the drilling tool facing part has an annular groove 14 which, when the wear sleeve 13 is to be removed, offers a handle for a pulling tool.
The part of the wear bushing 13 facing the drilling tool lies on a ring or a diameter compensation sleeve 15 with the interposition of a ring 16, this ring or the compensation sleeve 15 in turn being held in its position by means of the connection sleeve 17 facing the drilling tool, which is connected to a Drilling tool facing shaft part attached thread 18 and a tool receiving thread 19 is provided. The ring or the diameter compensation sleeve 15 is wedged non-rotatably on the shaft 1 with a pin 20 inserted in a groove 21.
Their falling out by unscrewing the connecting sleeve 17 facing the drilling tool is prevented by a locking pin 22 which has a central thread for pulling out and which is held in its position by means of a snap ring 23.
The bearing of the drilling turbine according to the invention, arranged on the side facing the drilling tool, can be assembled as follows:
Assuming that the part 6 facing away from the drilling tool and serving as a stop for the stator and the bearing sleeve 8 are in their normal position, then the rotor part 11 is first pushed onto the shaft 1 and then the wear bushing 13, which rest against the shoulder 2 . Then the ring or the diameter compensation sleeve 15 is pushed on and the distance between the alignment of the.
Stop shoulder 24 and the end face of the diameter compensation sleeve facing the drilling tool. Then this ring or this diameter compensation sleeve is removed and a ring 16 is pushed onto the shaft 1 against the wear sleeve 13, the thickness of which is somewhat greater than the measured distance.
Then the diameter compensation sleeve 15 together with the part 20 and the locking pin 22 is inserted and the connecting sleeve 17 is screwed onto the end of the shaft 1. The excess play of the diameter compensation sleeve 15 on the side facing the drilling tool beyond the stop shoulder 24, which results from the selection of the ring 16, is then compensated for by prestressing the structural unit consisting of the diameter compensation sleeve 15, the ring 16, the wear bushing 13 and the rotor part 11 balanced while the end part of the shaft is tensioned.
The prestressing achieved in this way improves the mechanical properties by creating a uniform structural unit.
In order to remove the turbine bearing facing the drilling tool for the purpose of checking, repairing or replacing, the connecting sleeve 17 and the diameter compensation sleeve 15 are removed. It is thus possible to unscrew the bearing sleeve 8 and pull out the wear bushing 13. This requires little work and relatively little time. This can even be done on the construction site itself, whereas the dismantling of the turbine is normally only possible in a specially equipped workshop.
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