DE2744080C2 - Antriebskupplungseinheit für Sprengloch-Drehbohrgeräte - Google Patents
Antriebskupplungseinheit für Sprengloch-DrehbohrgeräteInfo
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Description
Ben stoßdämpfenden Antriebskupplungseinheit ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße stoßdämpfende Antriebskupplungseinheit weist gegenüber den Antriebskupplungseinheiten
nach dem Stand der Technik eine beträchtliche effektivere Dämpfungswirkung auf, was
insbesondere darauf beruht, daß der Elastomerkörper nicht über seine Dicke von Befestigungseiementen
durchsetzt ist Insbesondere wird durch den von den Zapfen gebildeten Antriebsmechanismus ein im Vergleich
zum abscherenden Bolzenbetrieb sicherer und effektiver Antrieb gewährleistet, da die Befestigungselemente
von der Drehkraftübertragung freigehalten werden.
Die erfindungsgemäße Antriebskupplungseinheit stellt eine solide, einfach aufgebaute Konstruktion dar,
weist eine lange Betriebsiebensdauer auf, ist in einen Bohrerstrang leicht einbaubar und bei Bedarf schnell
und bequem auswechselbar.
Die erfindungsgemäße Antriebskupplungseinheit wird im einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert. In
letzteren ist
F i g. 1 die Ansicht eines Grundrisses einer stoßdämpfenden, drehbaren Antriebskupplungseinheit gemäß der
Erfindung,
F i g. 2 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 2-2 der F ig. 1,
Fig.3 eine auseinandergezogene Aufrißansicht, teilweise
im Schnitt, der Teile eines drehbaren Sprenglochbohrers, der die Kupplungseinheit nach F i g. 1 und 2
aufweist,
Fig.4 die Ansicht einer Zusammensetzung der in
F i g. 3 gezeigten Teile des drehbaren Sprenglochboh rers teilweise im Schnitt,
F i g. 5 eine bruchstückartige Ansicht entlang der Linie 5-5 der Fig.4, wobei bestimmte Teile weggelassen
sind, und
Fig.6 eine vergrößerte Ansicht eines vertikaler Schnitts eines Bruchstücks des Zusammenbaus nach
Fig. 4.
Wie aur Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist die
stoßdämpfende, drehbare Antriebskupplungseinheit 11 eine ringförmige, mitnehmbare Platte 12 am Oberteil
und eine ähnliche ringförmige Mitnehmerplatte )3 am Unterteil auf. Diese beiden Platten sind axial ausgerichtet
und vertikal im Abstand und parallel zueinander angeordnet.
Die mitnehmbare Platte 12 weist eine Anzahl aufrechtstehender Zapfen 14 auf, und zwar acht bei der
dargestellten Ausführungsform der Erfindung. Je nach Bedarf können aber auch mehr oder weniger Zapfen
verwendet werden. Die Zapfen sind kreisförmig um die mitgenon-.mene Platte angeordnet, und zwar vorzugsweise
im gleichen Abstand zueinander. In ähnlicher Weise weist die Mitnehmerplatte 13 eine gleiche Anzahl
von herabhängenden Zapfen 15 in entsprechender Anordnung auf. Zur Vereinfachung der Herstellung
können das Ober- und das Unterteil der Anordnung aus Platten und Zapfen gleich ausgebildet werden.
Aus den Fig. 2 und 6 geht im Schnitt ein Zapfen 14 hervor, der, identisch mit den anderen Zapfen,
zylindrisch ausgebildet ist und beispielsweise eine Länge
von ungefähr dem 2'/}fachen der Dicke der Platte 12 aufweist. Das obere Ende des Zapfens weist einen
abgeschrägten Rand 16 und das untere Ende des Zapfens einen kleineren, abgeschrägten Rand 17 auf.
Der Zapfen besitzt eine sich axial erstreckende Bohrung 18. die mit einem Gewi!/;ie 19 versehen ist.
Der Zapfen 14 ist in engem Paßsitz in einer Bohrung 21 in der Platte 12 aufgenommen, wobei die oberen und
unteren Ränder 22 bzw. 23 der Bohrung abgeschrägt sind. Der Zapfen ist in der Bohrung derart angeordnet,
daß seine Bodenfläche 24 mit der Bodenfläche 25 der Platte 12 fluchtet. Ferner ist er in der Bohrung durch
eingeschweißtes Metall 26 und 27 befestigt
Eine verhältnismäßig dünne Scheibe 28 ist an der unteren oder inneren Fläche 24 des Zapfens schweißmä-η
Big bei 29 befestigt, wobei die Scheibe das innere Ende der Bohrung 18 verschließt
Die Zajj.'^n 14 und 15 sind mit ihren Hauptachsen zur
Hauptachse der ringförmigen Platten 12 und J3 parallel angeordnet
Die Platten 12 und 13, die Zapfen 14 und 15 und die Scheiben 28 sind vorzugsweise aus legiertem Stahl
hergestellt oder gegossen.
Sandwichartig zwischen der oberen und unteren Plattenanordnung 12 und 13 ist ein ringförmiger Körper
31 aus eiastomerem Material, wie z. B. aus natürlichem
oder synthetischem Gummimaterisl, angeordnet der zur Erzielung d*;r gewünschten iiiastizität, Zähigkeit
und Federgröße für die aufeinanderstoßenden Lasten kompoundiert und gehärtet ist Typischerweise weist
der gehärtete Gummi einen Härtemeßbereich von 35 bis 75 Shore-Härte A auf. Der Gummikörper ist an der
unteren Fläche 25 der oberen Plattenanordnung an der gesamten gegenseitigen Kontaktfläche angeklebt. In
gleicher Weise ist der Gummikörper mit der oberen Fläche 32 der unteren Plattenanordnung an der
gesamten gegenseitigen Kontaktfläche festgeklebt Kautschukkitt wird vorzugsweise zwecks Herstellung
einer festen Klebverbindung zwischen dem Metall und dem Gummi verwendet, und der Gummikörper, der
J5 Kautschukkitt und die Metallteile werden als Einheit
gehärtet
Wie aus F i g- 3 hervorgeht, werden die auseinandergezogen
dargestellten Teile von der Kupplungseinheit 11. einem rohrförmigen Mitnehmerelement 33 und
einem rohrförmigen, mitnehmbaren Element 34 gebildet.
Das Mitnehmerelement 33 weist einen zentrischen Zapfen 35 mit einer sich durch ihn axial erstreckenden
Bohrung 36 auf. Der Zapfen verjüngt sich nach oben und ist mit einem Außengewinde 37 versehen. Das untere
Ende des Zapfens ist an einen sich radial erstreckenden Flansch 38 angepaßt, der an ihm angeschweißt und mit
einer Anzahl sich nach unten öffnende Aussparungen 39 versehen ist, die sich mit den einzelnen, aufrechtstehen-
Vi den Zapfen 14 der Platte 12 in Ausrichtung befinden.
Die Aussparungen sind größenmäßig derart ausgelegt, daß sie beim Zusammenbau der Teile bequem die
entgegengesetzten Zapfen 14 aufnehmen, wie jus Fig.4 hervorgeht. Jede Aussparung weist eine zentrisehe,
zylindrisch ausgesenkte Bohrung 41 zum Einsetzen des Schaftes eines kappenschraubenar'.igen Bifestigungselementes
43 auf, wodurch der Schaft in die Bohrung des gegenüberliegenden Zapfens 14 einschraubbar
ist. Der Kopf 44 der Kappenschraube weist
to eine durchmesse-mäßige Bohrung 45 auf, durch die ein
nicht dargestellter Verriegelungsdraht führbar ist, um ein Lösen der Schraube durch Erschütterung zu
verhindern.
Das rohrförmige, mitnehmbare Element 34 weist ein
h-·. zentrisches Gehäuse 46 mit einem axial gerichteten
Innenhohlraum <? auf, der ein sich nach oben
verjüngendes Innengewinde 48 aufweist. Eine Axialbohrung 49 ist in dem Gehäuse vorgesehen und erstreckt
sich von dem Hohlraum 47 zur Oberfläche des Gehäuses. F.in Flansch 51 ist an dem oberen F.nde des
Gehäuses angeschweißt. Der Flansch weist sich nach oben öffnende Aussparungen 52 auf, in die sich die
Zapfen 15 der Mitnehmerplatte 13 in derselben Weise einfügen, wie das bei den Zapfen 14 und den
Aussparungen 39 der Fall ist. Kappenschrauben 43 sind zur Befestigung des Flansches an den Zapfen 15
vorgesehen.
Die einzelnen Teile, die in F i g. 3 in auseinandergezog;ner
Anordnung dargestellt sind, sind in F i g. 4 zusammengebaut gezeigt. Die von der mitnehmbaren
Platte 12 getragenen Zapfen 14 sind innerhalb der entsprechenden Aussparungen 39 des Flansches 38 des
rohrförmigen Mitnehmerelementes 33 angeordnet und darin mittels der Kappenschrauben 43 gehalten. In
ähnlicher Weise sind die von der Mitnehmerplattc 13 getragenen Zapfen 15 in den Aussparungen 52 im
Flansch 51 des rohrförmigen, mitnehmbaren Elementes 34 angeordnet und darin mitieis anderer Kappenschrauben
43 gehalten.
Fig. 5 zeigt die kreisförmige Anordnung der Aussparungen 39 in dem Flansch 38 des rohrförmigen
Mitnehmerelementes.
Im Einsatz ist die in Fig. 4 gezeigte Anordnung in
dem Bohrerstrang eines drehbaren Sprengbohrlochbohrers eingebaut, wobei das rohrförmige Mitnehmerelement
33 durch das Gewinde 37 mit einer rohrförmigen Antriebswelle gewindemäßig befestigt und mit
einem rohrförmigen Bohrer oder mit einem Strang von rohrförmigen Stahlbohrerabschnitten gewindemäßig in
dem Gehäuse 46 des rohrförmigen, antreibbaren Elementes 34 verbunden ist. Der Bohrerstrang geht an
seinem unteren Ende in einen drehbaren Bohrmeißel über. Beim Bohren wird der Bohrerstrang gedreht und
nach unten getrieben, um den Bohrmeißel drehmäßig in den zu durchbohrenden Felsen zu treiben. Druckluft
wird nach unten durch den Bohrerstrang, durch den Bohrmeißel hindurch nach außen und nach oben zurück
durch den Ringspalt zwischen dem Bohrerstrang und der Wandung des Sprengloches in Umlauf gesetzt, um
Felstrümmer an die Oberfläche zu befördern. Unerwünschte Erschütterungen, die sich beim Bohren im
Bohrstrang entwickeln, werden in sehr effektiver Weise durch die drehbare Kupplungsantriebseinheit gemäß
der Erfindung gedämpft, so daß im wesentlichen eine ·> Isolierung des drehbaren Bohrers, der mit dem oberen
Teil der stoßdämpfenden Kupplungseinheit verbunden ist. vor Erschütterungen möglich ist.
Wie aus F i g. 4 hervorgeht, weist die Kupplungseinheit 11 einen sich axial erstreckenden Kanal 53 auf,
ίο durch den die axiale Bohrung 36 des Mitnehmerelements
33 fluidmäßig mit der axialen Bohrung 49 des rohrförmigen, angetriebenen Elementes 34 kommuniziert,
um ein Strömen von Druckluft nach unten zu ermöglichen. Der Durchmesser des Kanals 53 kann
i") etwas größer als der Durchmesser der axialen Bohrungen 36 und 49 sein, um für einen Raum für ein
radiales Einwärtsstauchen des elastomeren Materials bei seiner axialen Zusammenpressung zu sorgen, damit
eine unangemessene Einengung des Luftströmungska-
.'Ii rials 53 vet iiiiciicil Wird.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist ein Spielraum zwischen den Schäften 42 der Kappenschrauben 43 und
den Wandungen der Bohrungen 41 in den Flanschen 38 und 51 vorgesehen, so daß ein Drehmoment nicht
■ '■< unmittelbar zwischen den Flanschen und den Kappenschrauben
während des Bohrens übertragen wird. Statt dessen wird das Antriebsdrehmoment zwischen den
rohrförmigen Elementen 33 und 34 und der Kupplungseinheit 1. im wesentlichen vollständig über die Zapfen
so 14 und 15 übertragen. Die Kappenschrauben brauchen
folglich nur so ausgelegt zu werden, daß sie die vom Gewicht des Bohrstranges aufgebrachte Belastung
tragen, wenn dieser vom Boden des Sprengloches hoch gezogen wird.
« Die Metallscheiben 28 schließen die Innenenden der
die Kappenschrauben aufnehmenden Bohrungen 18 der Zapfen 14 und 15 ab. Diese Scheiben ragen in den
Gummikörper 31 vor und unterstützen die Übertragung des Drehmomentes zwischen dem Gummi und den
Platten 12 und 13. Weiterhin verhindern die Scheiben beim Härten ein Eindringen von Gummi in die
Bohrungen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Stoßdämpfende Antriebskupplungseinheit zum Koppeln einer rohrförmigen, einen Flansch mit
Axialbohrungen für Befestigungselemente aufweisenden Antriebswelle mit einer axial ausgerichteten,
ebenfalls rohrförmigen und einen Flansch mit Axialbohrungen für Befestigungselemente aufweisenden
angetriebenen Welle eines Sprengloch-Drehbohrgeräts, aus einer ringförmigen, auf die
Längsachse der Antriebswelle ausgerichteten Mitnehmerplatte und einer im Abstand von dieser und
parallel dazu angeordneten ringförmigen mitnehmbaren Platte, zwischen denen ein ringförmiger
Körper aus einem Elastomer gelagert ist, der einseitig mit der Mitnehmerplatte und andernseitig
mit der mitnehmbaren Platte verkelbt ist, wobei die Axialöffnungen der ringförmigen Platten und des
ringförmigen Elastomerkörpers Teil eines axialen Strömungskanals für eine gasförmige Bohrlochspülung
sind, gekennzeichnet durch an jeder Platte (12; 13) festlegbare, kreisförmig angeordnete,
aus jeder Platte nach rück- bzw. vorwärts hervorstehende, Befestigungseinrichtungen tragende Zapfen
(14; 15), die in komplementär ausgebildete Aussparungen (39; 52) an den Flanschen (38; 51) der
Antriebswelle (33) bzw. angetriebenen Welle (34) einlegbar sind, wobei den beiden Platten (12; 13)
jeweils eigene Befestigungselemente (43) zugeordnet sind, die in die Befestigungseinrichtungen an den
Zapfen (14; 15) eingreifen und mittels derer die aus den Platten (J2; 13) und dem Elastomerkörper (31)
bestehende Kupplungseinheit an den Flanschen (38; 51) von Amriebswellt (33) br,/, angetriebener Welle
(34) festlegbar ist.
2. Kupplungseinheit nach . nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (14; 15) hohlzylindrisch
ausgebildet und in entsprechenden Bohrungen in den Platten (12; 13) befestigt sind, wobei die
Achsen der Zapfen (14; 15) parallel zu den Achsen der Platten (12; 13) ausgerichtet sind, und daß die
Befestigungseinrichtungen der Platten (12; 13) aus in den Bohrungen (18) der Hohlzylinder angebrachten
Innengewinden (19) bestehen, in welche mit einem Außengewinde versehene Befestigungselemente
(43) einschraubbar sind.
3. Kupplungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmigen Befestigungselemente
(43) von einem die Drehkrait unmittelbar übertragenden Eingriff mit dem Mitnehmerflansch
(38) bzw. mit dem mitnehmbaren Flansch (51) freigehalten sind.
4. Kupplungseinheit nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die das Innengewinde
(19) aufweisende Bohrung (18) sich durch den gesamten Zapfen(14; 15)erstreckt, wobei Verschlußelemente
(28) die dem Elastomerkörper (31) zugewandte Seite der Bohrungen (18) verschließen.
5. Kupplungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente Scheiben
(28) sind, die die verschlossene Seite der Bohrungen (i8) abdecken und an die Zapfen (14: 15)
angeschweißt sind.
6. Kiippliingseinheil nach Anspruch 5. dadurch
gekennzeichnet, daß die Scheiben (28) in den lllastomerkorper (II) hinein vorragen.
Die Erfindung betrifft eine stoßdämpfende Antriebskuppeleinheit zum Koppeln einer rohrförmigen, einen
Flansch mit Axialbohrungen für Befestigungselemente aufweisenden Antriebswelle mit einer axial ausgerichteten,
ebenfalls rohrförmigen und einen Flansch mit Axialhohrungen für Befestigungselemente aufweisenden
angetriebenen Weile eines Sprengloch-Drehbohrgeräts, aus einer ringförmigen, auf die Längsachse der
Antriebswelle ausgerichteten Mitnehmerplatte und
ίο einer im Abstand von dieser und paraJ'.el dazu
angeordneten ringförmigen mitnehmbaren Platte, zwischen denen ein ringförmiger Körper aus einem
Elastomer gelagert ist, der einseitig mit der Mitnehmerplatte und andernseitig mit der mitnehmbaren Platte
verklebt ist, wobei die Axialöffnungen der ringförmigen Platten und des ringförmigen Elastomerkörpers Teil
eines axialen Strömungskanals für eine gasförmige Bohrlochspülung sind.
Bei bekannten ähnlichen stoßdämpfenden Antriebskupplungseinheiten
(US-PS 39 47 009 und 37 46 330) sind eine erste Gruppe ringförmiger Elastomerplatten
zwischen Mitnehmerplatte und der mitnehmbaren Platte und eine zweite Gruppe ringförmiger Elastomerplatten zwischen der mitnehmbaren Platte und einer
Anpreßplatte sandwichartig eingesetzt, wobei ein Satz jeweils mit einer Mutter zusammenwirkender Befestigungsbolzen
und ein Satz jeweils zwischen letzteren befindlicher und von den Elastomerplatten preßsitzartig
gehaltener Bolzen auf einem zur Antriebswelle
jo konzentrischen Kreis angeordnet sind und sich parallel zur Antriebswelle durch die sandwichartige Anordnung
erstrecken. Hierbei stehen die Befestigungsbolzen nicht mit der mitnehmbaren Platte und die zwischen ihnen
liegenden Bolzen nicht mit der Mitnehmerplatte und der Andrückplatte in Berührung. Bei diesen Antriebskuppeleinheiten
werden am Flansch der Antriebswelle auftretende Erschütterungen über die sich durch die
sandwichartige Anordnung erstreckenden Befestigungsbolzen auf den Flansch der angetriebenen Welle
4ü in unerwünschter Weise übertragen.
Bei einer weiteren ähnlichen Antriebskupplungseinheit (US-PS 35 00 659) ist die Mit:,ehmerplatte an dem
Eiastomerkörper angeklebt, auf die Bolzen wird aber ein Antriebsdrehmoment ausgeübt, und in den ringförmigen
Platten wie in dem ringförmigen Elastomerkörper sind keine Axialbohrungen vorgesehen, die Teil
eines axialen Strömungskanals für eine gasförmige Bohrlochspülung sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebskupplungaeinheit für Sprengloch-Drehbohrgeräte
gemäß der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß sie eine gegenüber den Antriebskupplungseinheiten
nach dem Stand der Technik beträchtlich verbesserte stoßdämpfende Wirkung aufweist.
ii Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch an
jeder Platte festlegbare, kreisförmig angeordnete, aus jeder Platte nach rück- bzw. vorwärts hervorstehende,
Befestigungseinrichtungen tragende Zapfen, die in komplementär ausgebildete Aussparungen an den
Flanschen der Antriebswelle bzw. angetriebenen Welle einlegbar sind, wobei den beiden Platten jeweils eigene
Befestigungselemente zugeordnet sind, die in die Befestigungseinrichtungen an den Zapfen eingreifen
und mittels derer die aus den Platten und dem
hr. Elastomerkörper bestehende Kupplungseinheit an den
Flanschen von Antriebswelle bzw. angetriebener Welle fcstlegbar ist.
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