SE514137C2 - Gängförband för slående borrning, han- och hondel för att ingå i ett gängförband för slående borrning samt metod för att tillverka en produkt med en gänga för att ingå i ett gängförband för slående borrning - Google Patents

Description

25 514 137 2 Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anordna ett gängförband innefattande in- och utgångar med i huvudsak samma härddjup som gängförbandet i övrigt.

Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anordna ett gängförband vars delar ej skadar varandra under montering och demontering.

Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anordna hållfasta han- och hondelar.

Ytterligare ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en metod att tillverka bergborrprodukter med hållfasta gängor.

Kort beskrivning av fiqurerna Syftena med uppfinningen förverkligas medelst ett gängförband, en handel, en hondel samt en metod att tillverka en produkt som erhållit de i efterföljande patentkrav angivna kännetecknen. Nedan kommer ett utföringsexempel av uppfinningen att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar vari, Fig. 1 visar ett tvärsnitt av en ände av en hondel enligt föreliggande uppfinning; Fig. 2A och 2B visar en ände av en handel enligt föreliggande uppfinning i sidovy. Fig. 3 visar en delvis snittad vy av ett gängförband enligt uppfinningen.

Fig. 4 visar en ändvy av handelen. Fig. 5A-5D visar olika tvärsnitt av en ingångsgänga.

Detalierad beskrivninq av uppfinninqg Den i Fig. 1, 2A och 2B visade borrstången 10 för slående borrning är vid sin ena ände utbildad med ett hylsformat parti eller en hondel 11 enligt 10 15 20 25 30 514 137 3 föreliggande uppfinning med en hongänga eller invändig gänga 12. Hondelen 11 utgör en integrerad del av borrstàngen 10. Vid sin andra ände är borrstàngen 10 utbildad med en tapp eller handel 13 enligt föreliggande uppfinning försedd med en hangänga eller utvändig gänga 14. Borrstången har vidare en genomgående spolkanal 15, genom vilken ett spolmedium, vanligen luft eller vatten, leds.

Hondelens 11 botten bildar en ringformig anslagsyta 16, vilken vid hopskarvning av tvä borrstänger 10 är avsedd att anligga mot en motsvarande ringforrnad anslagsyta 17 på tappens 13 ände vid den andra borrstàngen.

I Fig. 4 och 5A-5D visas en ändvy av handelen samt olika tvärsnitt l-lV av en ingàngsgänga 30 och en färdig fullprofilgänga iforrn av en trapetsgänga 14A.

Tvärsnitten l-lV är tagna med 90°:s delning samt mot handelens centrumaxel CL.

Vid snittet l enligt Fig. 5A, härtaget som referens vid O°, når gängverktyget ej in till mantelytan hos stålkroppens förtjockade parti och ingàngsgängan har ännu ej börjat bearbetas utan istället föreligger enbart en ändyta 18, vilken definleras av en rak linje i snittet I. ingàngsgängan 30 beskriver vid snittet ll enligt Fig. 5B, vid 90°:s skillnad från snittet l i motursriktning, en bana som påminner om en norrnalfördelningskurva eller tvärsnittet pä en às och har en minsta radie R1 som är större än 0.2 mm och en höjd h1. ingàngsgängan 30 innefattar flanker 30A och 30B. I snittet enligt Fig. 5C, vid 90°:s skillnad från snittet ll i motursriktning, har tvärsnitts-arean växt ytterligare, varvid åsen och flankema har en minsta radie R2 som är större än 0.2 mm och en höjd h2. I Fig. 5D enligt snittet l, det vill säga 360° från ovan beskrivna snittet I har ingàngsgängan helt övergått i en fullprofilgänga eller färdig trapetsgänga 14A med en minsta radie R3 som är större än 0.2 mm och en höjd h3. Fullprofilgängan 14A har flanker 14B och 14C.

Det inses från Fig. 5A-5D att såväl tvärsnitts-arean som höjden för ingàngsgängan 30 ökar i omkretsled frän starten mellan snitt l och ll till den färdiga gängan 14A under det att minsta radien R1-R3 ej är mindre än 0.2 mm. I det fall den färdiga gängan är en trapetsgänga 14A så är den minsta radien R2 för ingàngsgängan 30 i snittet lll större än minsta radien R3 för 10 15 20 30 514 137 4 trapetsgängan 14A. I och med att skarpa kanter ej föreliggeri gängans 14 in- och utgångar 30 blir härddjupet vid värmebehandlingen, till exempel sätthärdning, väsentligen konstant längs hela gängan, varför själv- och utmattningsprickor undviks i dessa områden. Vid konventionell, skuren gänga har den ena gängflanken hos gängänden alltid samma profil som fullprofilgängan förutom att den är något lägre medan båda gängflankerna 30A, 308 hos gängänden 30 har en profil som awiker från profilen hos samhörande flankers 14B respektive 14C profil hos fullprofilgängan 14A, jämför Fig. 5B och 5D. Företrädesvis föreligger två ingångar och två utgångar vid gängans ändar.

Motsvarande mjuka profil erhålles vid hongängans 12 in- och utgångar.

När gängförbandet, Fig. 3, av två borrstänger 10 enligt föreliggande uppfinning monteras så kommer handelens 13 fria ände att äntra in mot området för hondelens fria ände. l de flesta fall måste stängerna relatívroteras under sammanpressning så att gängorna kan komma i ingrepp med varandra. Innan ingreppet skett förhindrar de mjuka gängändarna att stängerna skadar varandra. Därefter kan stängerna roteras ytterligare tills att stångens frontyta 17 anslår mot bottnen 16. F ullprofilgängorna 12 och 14 är på konventionellt sätt utformade så att när de sammanskruvats uppstår anliggning bara mellan de raka flankpartierna 14A och motsvarande flanker på hondelen. Således upstår ej kontakt mellan krökta partier eller mellan toppar och bottnar. Vid tester har gängförbandet enligt föreliggande uppfinning uppvisat åtminstone fördubblad livslängd jämfört med konventionella gängförband.

Vid svarvning av gängan 12 eller 14 går man tillväga på följande sätt. På konventionellt sätt samordnas verktygets tvär- och längdmatning och skärdjup med det förtjockade partiets rotationsrörelse så att gängan genereras under minst en passering. Detta åstadkommes medelst en gängmaster eller via ett gängningsprogram i svarven. Därmed erhålles mjuka in- och utgångari gängans ändar genom att gängverktyget bestämmer gängans profil i huvudsak 10 15 514 137 5 utan att påverkas av anslutande slä-ppningar. Därefter värrnebehandlas åtminstone den färdigskurna gängan till exempel genom sätthärdning.

Tänkbara modifierinqar av uppfinningen Alternativt kan stången anordnas som ett borr-rör och kan även innefatta skulderanslag av den typ som illustreras i US-A-4,968,068 vilken härmed inkorporeras i beskrivningen. I den visade utföringsforrnen visas en trapetsgänga men det är underförstått att uppfinningen kan utnyttjas vid samtliga för bergborrning användbara gängor, såsom exempelvis repgängor.

Hondelen eller handelen kan alternativt vara integrerad med en bergborrkrona i stället för med en borrstång eller ett borr-rör. Principerna för uppfinningen kan tillämpas även vid ett gängförband mellan en nackadapter och borrstången samt mellan två borrstänger med en lös skarvhylsa. Även i övrigt kan uppfinningen fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 514157 Patentkrav

1. Gängförband för slående borrning innefattande åtminstone en i huvudsak cylindrisk utvändig gänga (14) samt en i huvudsak cylindrisk invändig gänga (12), varvid den utvändiga gängan (14) är anbringad på en tapp (13) avsedd att utgöra en integrerad del av en första borrsträngskomponent (10), varvid gängorna innefattar gängändar (30) anordnade i anslutning till samhörande fullprofilgänga (14A), nämnda gängor (12,14) innefattar gångflanker (30A,3OB,14B,14C), k ä n n e t e c k n a t av att åtminstone en av de i huvudsak cylindriska gängorna (12,14) innefattar åtminstone en gängände (30) vars form skiljer sig från fullprofilgängans (14A) fomt och att båda gängflankerna (30A,30B) hos gängänden (30) har en profil som awiker från profilen hos samhörande flankers (14B,14C) profil hos fullprofilgängan (14A).

2. Gängförband enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att såväl tvärsnitts-arean som höjden för gängänden (30) ökar i omkretsled, under cirka ett varv, från gängändens början i riktning mot fullprofilgängan (14A).

3. Gängförband enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n at av att gängändens (30) minsta radie (R1,R2) är åtminstone lika stor som fullprofilgängans (14A) minsta radie (R3).

4. Gängförband enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att gängändens (30) minsta radie (R1,R2) är större än 0.2 mm.

5. Handel för att ingå i ett gängförband för slående borrning, varvid handelen (13) innefattande åtminstone en i huvudsak cylindrisk utvändig gänga (14), varvid den utvändiga gängan (14) är anbringad på en tapp (13) avsedd att utgöra en integrerad del av en första borrsträngskomponent (10), varvid gängan 10 15 20 25 30 514 137 7 (14) innefattar gängändar (30) anordnade i anslutning till samhörande fullprofilgänga (14A), nämnda utvändiga gänga (14) innefattar gängflanker (30A,30B,14B,14C), k ä n n e t e c k n a d av att den i huvudsak cylindriska gängan (14) innefattar åtminstone en gängände (30) vars form skiljer sig från fullprofilgängans (14A) form och att båda gängflankerna (30A,30B) hos gängänden (30) har en profil som awiker från profilen hos samhörande flankers (14B,14C) profil hos fullprofilgängan (14A).

6. Handel enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att såväl tvärsnitts-arean som höjden för gängänden (30) ökar i omkretsled, under cirka ett varv, från gängändens början i riktning mot fullprofilgängan (14A) och av att gängändens (30) minsta radie (R1,R2) är större än 0.2 mm och av att gängändens (30) minsta radie (R1,R2) är åtminstone lika stor som fullprofilgängans (14A) minsta radie (R3).

7. Hondel för att ingå i ett gängförband för slående borrning, varvid hondelen (11) innefattande åtminstone en i huvudsak cylindrisk invändig gänga (12), varvid den invändiga gängan (12) är anbringad i en ände avsedd att utgöra en integrerad del av en första borrsträngskomponent (10), varvid gängan innefattar gängändar (30) anordnade i anslutning till samhörande fullprofilgänga (14A), nämnda invändiga gänga (12) innefattar gängflanker (30A,30B,14B,14C), k ä n n e t e c k n a d av att den i huvudsak cylindriska gängan (12) innefattar åtminstone en gängände (30) vars form skiljer sig från fullprofilgängans (14A) form och att båda gängflankerna (30A,30B) hos gängänden (30) har en profil som awiker från profilen hos samhörande flankers (14B,14C) profil hos fullprofilgängan (14A).

8. Hondel enligt krav 7, _ k ä n n e t e c k n a d av att såväl tvärsnitts-arean som höjden för gängänden (30) ökar i omkretsled, under cirka ett varv, från gängändens början i riktning mot fullprofilgängan ( 14A) och av att gängändens (30) minsta radie (R1,R2) är 10 15 20 514 137) 8 större än 0.2 mm och av att gängändens (30) minsta radie (R1,R2) är åtminstone lika stor som fullprofilgångans (14A) minsta radie (RS).

9. Metod att tillverka en produkt med en gänga för att ingå i ett gängförband för slående borrning, varvid gängan skall innefatta åtminstone en gängände (30) med flanker (3OA,30B) och en fullprofilgänga (14A) med flanker (14B,14C), varvid metoden innefattar följande steg: a) anordna ett ämne av metall i en maskin för metallisk bearbetning, b) anordna ett skärande gängverktyg i maskinen, c) samordna verktygets längd- och tvärmatning med ämnets rotationsrörelse runt en rotationsaxel (CL) så att gângan genereras på ämnet, k ä n n e t e c k n a d av att steget c) ytterligare innefattar steget att gängverktyget anordnas att profilera gängänden (30) så att båda gängflankerna (3OA,30B) hos gängänden (30) erhåller en profil som awiker från profilen hos samhörande flankers (14B,14C) profil hos fullprofilgängan (14).

10. Metod enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att metoden ytterligare innefattar steget: d) värmebehandla åtminstone den färdigskurna gängan.