SE522135C2 - Borrverktyg för sänkborrning - Google Patents

Description

»niin 10 15 20 25 30 35 522 1352 šæšæó u: nu kroppen och pilotborrkronans skaft undvarats. Enligt denna kända konstruktion innefattar borrverktyget en central pilotborrkrona, en rymmare och en styrkropp för att styra borrverktyget och foderröret relativt varandra, samt ett skaft som är avsett att förbindas med en sänkborrhammare, varvid nämnda skaft och pilotborrkrona utgör en enhet i ett stycke, samt van/id styrkroppen är demonterbart anbringad på skaftet, exempelvid för byte av rymmare. Även enligt denna konstruktion är dock styrkroppens skaft försedd med en yttergänga för fastgängning i en innergänga hos en sänkborr- hammare, varvid återigen problem med avgängning kan uppkomma, i synnerhet vid fastkilning av rymmaren. Rymmaren drivs av pilotborrkronans skafi.

En huvudorsak till att avgängning stundom uppkommer vid kända konstruktioner (inklusive nämnda EP-A-515 538) är att en infallning av en fastkilad rymmare inte kan åstadkommas med mindre än att pilotborrkronan roteras i en riktning motsatt rotations- riktningen vid borrning. Därför inses lätt, att avgängning lätt kan uppstå om rymmaren och/eller pilotborrkronan klämts fast eller på annat sätt förhindras att rotera fritt vid reversering och därpå följ ande verktygsupptagning.

US-A-5 787 999 beskriver en konstruktion av ett sänkborrverktyg som innefattar en styrkropp en borrkrona samt mellan dessa två element anbringade rymmararmar, vilka kan utfällas i ett operativt läge och infallas för exempelvis uppdragning genom ett foderrör. Dessa rymmararmar är dock bräckliga och haveribenägna. Vidare kan kax, jord, m.m. lätt hamna bakom och mellan dessa rymmararmar, varvid en återföring i viloläge förhindras, vilket återigen kan leda till verktygsförlust. Dessutom överförs enligt denna US-skriít slagkraflen från rymmararmarna till pilotborrkronan (skulderanslag), vilket otvivelaktigt är en nackdel i samband med stora krafter.

KORTFATTAD REDOGÖRELSE AV UPPFINNINGEN Ett första syfte med föreliggande uppfinning är således att kunna falla in rymmaren hos ett sänkborrverktyg utan att behöva rotera pilotborrkronan.

Ett andra syfte med föreliggande uppfinning är att undvika gängförband.

Ett tredje syfte med föreliggande uppfinning är att uppnå ett driitssäkert borrverktyg för sänkborrning, som är okänsligt för inträngande kax och andra partiklar.

Ytterligare ett syfie med föreliggande uppfinning är att konstruera ett borrverktyg för sänkborrning med så få ingående komponenter som möjligt. 10 15 20 25 30 35 Fig 2 522 13§ Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att framtaga ett borrverktyg med förbättrade fastkörningsavhj älpande egenskaper och samtidigt säkerställa bättre hanterlighet såväl i verktygets arbetsläge som i det infällda läget.

Utfallning och infallning är tvångsstyrda. Skulle skafibrott ske och pilotkrona och rymmare stå kvar i hålet vid upptagning fångas dessa med verktyg som roterar åt samma håll som arbetsläge.

Dessa och ytterligare för fackmannen närliggande syften har på ett överraskande sätt lyckats förverkligas genom att konstruera borrverktyget i enlighet med patentkravets 1 kännetecknande del. Föredragna utföringsformer av det uppfimna borrverktyget definieras i de osjälvständiga patentkraven.

I exemplifierande men på intet sätt begränsande syfte kommer nu en föredragen utföringsform av uppfinningen att beskrivas samt åskådliggöras i de bifogade ritningarna. Dessa presenteras kort härmed: Fig 1 visar i tvärsektion framföringen av styrkroppen genom foderröret med den i sidvy visade pilotborrkronan, samt en tvärselction av rymmaren i infällt, med styrkroppen koncentriskt läge. visar en motsvarande vy, dock med pilotborrkronan och den utfallda rymmaren i arbetsläge, nedanför foderrörsmynningens slagsko.

Fig 3 Fig 4 Fig 5 Fig 6 Fig 7 Fig 8 Fig 9 Fig 10 visar ändvyn 10-10 av rymmaren enligt fig 9. visar snittvyn 3-3 i fig 1 av pilotborrkrona och rymmare. visar snittvyn 4-4 i fig 2 av pilotborrkrona och ryrnmare. visar en sidovy av pilotborrkronan med kamaxel, kamnock och skaft. visar en toppvy av pilotborrkronan enligt fig 5. visar en sidovy av styrkroppen i fig 1 och 2. visar ändvyn 8-8 av styrkroppen enligt fig 7. visar en sidovy av rymmaren enligt fig 1 och 2.

Fig 11 visar ändvyn 11-11 av rymmaren enligt fig 9.

Fig 12 visar stifisättningen hos ändvyn 12-12 enligt fig 5.

DETALJBESKRIVNING I fig.1 visas borrkronan i ett med rymmaren 33 infällt (icke operativt) lägeStyrkroppen 12 (se även fig.7) är på gängse sätt kopplad till en i ett foderrör 13 genomgående borrsträng, medelst vilken den i den illustrerade utföringsformen roterar medurs och kan 1:11» 10 15 20 25 30 35 522 155 ,,p¿¿,mæ6 o» oro tilldelas slagenergi från en sänkborrhammare eller en mellan borrsträngen och styr- kroppen 12 vridstyvt inkopplad vänsterroterande topphammare. Borrsträngen och dess delar är av konventionell typ och visas ej i figurema. Styrkroppen 12 har en cirkulär- cylindrisk styrdel 47, som med centrerande passning styres av foderrörets 13 mynning för rotation koaxiellt med borraxeln 16. Enligt den visade, med en sänkborrhammare drivna utföringsformen består foderrörsmynningen av en påsvetsad slagsko 14, vilken bildar en cirkulär ansats 15 i foderrörets 13 inre, samt en styröppning 19 för styrdelen 47 hos styrkroppen 12. Vidare uppvisar styrkroppen 12 bakre klackar 17 som vid drift anligger mot ansatsen 15, så att en del av sänkborrhammarens slagenergi kan överföras till foderröret 13 för neddrivning av detta.

Pilotborrkronan 20 (se även fig 5 och 6) innefattar ett skaft 21 och en kamnock 22 i ett stycke med en kamaxel 42 och en operativ borrkröna 48. Skaftets 21 längdmått L (med kamaxeln 42) från borrkronans plan 23 till dess toppyta 24 är större än skaftets 21 diameter D. Skaftet 21 avslutas med en ändyta 24 i rät vinkel mot längdaxeln 16 för upptagande av slagenergi och är av sådan längd att det bildas en spalt 49 mellan styrkroppens nedre yta och rymmarens motriktade, övre yta. Vidare uppvisar skafiet 21 ett radiellt spår 26 avsett för ett böjligt glidstifi 30 (jfr fig 8). Skafiet 21 är vridbart lagrat i styrkroppens centriska borrning 28. Skaftet 21 avslutas upptill med ett urtag 25, vilket omsluter skafiet 180 grader parallellt med kamnocken 22. Vidare uppvisar styrkroppen 12 en klack 27 med två parallella plan 27A, 27B i sin nedre ände, vilkas läge visas i fig 8. Dessa plan samverkar med två parallella plan 36A, 36B hos två klackar 36' , 36” hos rymmaren (se fig 9 och 10) i närheten av urborrningens 28 bottenmynning. En fördel med en på detta vis utformad koppling mellan styrkropp 12 och rymmare 33 är att den minst kostsamma och enklast utbytbara delen, rymmaren 33, kommer att slitas mest under drift.

Rymmaren 33 visas i fig 2 i sitt utfällda operativa läge och dess enstyckiga utformning i fig 9, 10 och 11. I fig 10 synes urtaget 34, avsett för kamnocken 22, samt planet 35, vilket utgör den undersida som skall anligga mot pilotborrkronans plan 23. Fig 11 visar rymmarens ovansida med de två parallella klackama 36, vars längdsgående ytor är parallella med det ovala urtagets 37 längsgående sträckning. Vid utfállning av rymmaren 33 glider ytoma 36A, 36B på styrkroppens 12 tvenne plan 27A, 27B, varvid rymmarens rörelse blir radiell, genom en förskjutning gentemot längdsaxeln 16, alltmedan kamnocken 22 förflyttas i urtaget 34, från infällt till utfällt läge. >.,>> 10 15 20 25 30 35 I fig 1 hänger pilotborrkronan 20 fritt i styrkroppen 12, förbunden via ett tvärställt borrhål 38 (se fig 8), som övergår till ett cirkulärt radiespår på urborrriingens 28 inneryta, varvid det böjliga glidstiftet 30 är insatt i nämnda radiespår och sammanhåller vridbart skaftet 21 med styrkroppen. I ett mindre hål, som är väsentligen vinkelrätt mot borrhålet 38, införes ett rörstift 31 som låser glidstifiet 30 till fasthållning.

Enligt fig 2 är pilotborrkronan 20 och rymmaren 33 i arbetsläge. Slagskon 14 med anslaget 15 överför slagenergi från bakomliggande klackar 17 till ansatsen 15 (gäller ej vid drivning med topphammare, då slagsko saknas och styrkroppen 12 styres mot själva foderrörets insida) iborrsträngens axiella riktning i foderröret, varvid ett sådant utskjut hos styrkroppen 12 framför slagskons 14 eller foderrörets 13 framkant bör uppnås, så att avståndet från denna till rymmarens ovansidas plan 39 tillnärmelsevis blir lika med eller något mindre än klackarnas 17 längd. När de periferiskärande rymmarstiften 49 vilar mot hårt underlag, då trycks planet 39 mot styrkroppens undersida och slagenergi överförs till rymmarstiften 49, varvid rymmaren är fast förbunden i utfållt läge av kamnocken 22 enligt fig 4, samt har stöd bakåt av skafiet 21 i urborrningen 28 och pilotborrkronans motstående tätstiftssättning 46 (jfr fig 4 och 12), vilken ger ett mottryck från borrad hålvägg.

Rymmaren upparbetar en radie fiån centrumaxeln 16 och ger vid rotation ett cirkulärt hål som är större än foderrörets 13 yttre manteldiameter. Pilotborrkronan får sin rotation från kamaxeln 42 med kamnock 22 (fig 5) och dennas läge i rymmarens urtag 34, samt skafiets urtag 25 (fig 5 och 6) och mebringarklacken 18 (fig 8).

Styrkroppen 12 uppvisar axiella, företrädesvis raka spolspår 40, vilka avslutas bakåt mellan klackarna 17 och där har bakåtverkande ejektoröppningar 41 anslutna till inre bottenplan, vilka utgörs av urborrningen 28. Spolspåren 40 avslutas blint framåt innan de når styrkroppens 12 framkant och en del av spåret mynnar i planet 27.

Vid borrning faller en övervägande del av borrarbetet på pilotborrkronans slitage, efiersom denna borrar upp en area något mindre än slagskons 14 innerdiameter eller foderrörets 13 innerdiameter. Rymmarens 33 radiella utfallning utföres då foderrörets eller slagskons mynning befinner sig bakom styrkroppens 12 ändplan, pilotborrkronans stifibestyckade plan tryckes mot marken och dess grepp och friktion är betydligt större än friktionskrafien vid skafiets 24 motsatta ändplan, varvid pilotborrkronan förblir stillastående när styrkroppen och rymmaren vrider sig relativt skaftet 21 och kamaxeln 42. Kamnockens 22 radieände passar i ändläget i hålet 37 och uttaget 34, som samman- 11.4: 10 15 20 25 30 35 522 1356 faller. Kamnockens 22 ryggsida bildar en kamaxel 42, som anligger mot hålets 37 motsatta ändläge, vilket förhindrar rymmaren från att utföra en oscillerande rörelse under driñ. Vid infällning av rymmaren 33 reverseras rotationsriktningen och ovan- stående radiella rörelse upprepas av rymmaren, vars klackar 36”, 36” glider, med glidpanen 36A, 36B, mot styrkroppens parallella plan 27A, 27B, vilket säkerställer infällning och kvarhållning av rymmaren i läget enligt fig 3.

Spolmediet, som kan utgöras av avluftning från sänkborrhammaren, tillföres via borr- strängen till en kanal 43 (fig 7) i styrkroppen och förs vidare till en kanal 44 i pilot- borrkronan, vilken via grenkanaler mynnar dels i öppningar 45 på kamaxeln 42 respektive kamnocken 22 och dels på pilotborrkronans stiftbestyckade frontyta.

Styrkroppen uppvisar avluftningshål 41 vid i närheten av urborrningens 28 bottenplan.

Såsom nämnts ovan förefinnes i pilotborrkronan med kanalen 44 ett antal spolhål 45, vilka är radiellt upptagna i kamaxeln 42 och kamnocken 22, varvid dessa ger ett övertryck i urtaget 34, vilket i sin tur förhindrar borrkax och andra partiklar från att tränga in. Spolmediet flödar delvis ut vid rymmarens ändplan 35.

Såsom framgår av beskrivningen ovan, har sålunda en konstruktion av ett borrverktyg för sänkborrning framtagits vid vilket gängförband helt kan avvaras. Detta ger en hittills ouppnådd drifissäkerhet. Vidare medger den konsekutiva krafiöverföringen fi'ån styr- kropp till rymmare, och från rymmare till pilotborrkrona, att rymmaren må roteras ett halvt varv vid infällning, utan att pilotborrkronan roterar. Detta möjliggör en säker infällning av rymmaren vid trängda arbetslagen, vilket varit hittills omöjligt, eftersom det enligt känd teknik är pilotborrkronan som driver rymmaren.

Det inses att det ovan beskrivna enbart utgör en föredragen utföringsform och att det för fackmannen finns utrymme för ett flertal modifikationer som faller inom ramen för patentkraven. Enligt den ovan beskrivna uttöringsfornren anges att skafiet 21 och den operativa borrkronan 48 utgör en integrerad enhet. Emellertid är det även möjligt att inom uppfmningens ram ha ett arrangemang där skaftet och borrkronan utgör separata delar men är vridstyvt förbundna med varandra, exempelvis medelst molekylär förbindning. Vidare inses att kopplingen 27, 36 mellan styrkroppen och rymmaren 33 kan göras på omvänt vis, så att rymmaren 33 istället för styrkroppen 12 är anordnad med en central klack, och styrkroppen 12 är anordnad med två sidoordnade klackar.

Det inses även att förskjutningen av rymmaren inte nödvändigtvis måste ske längs ett rakt glidplan, utan att detta kan ske via ett i viss mån krökt glidplan varvid även en viss ønnr; 522 155 . ..

-- :-P-12636 7 =":".'.: == :.::.'.:: . vridning av rymmaren 33 i förhållande till styrkroppen 12 uppstår, varvid forskjutningen dock fortfarande är att betraktas som väsentligen radiell i förhållande till styrkroppen 12. Vidare inses att basprincipen enligt uppfinningen även låter sig nyttjas om gängforband används i kraitöverfcäringen. Även sammandraget utgör en integrerad del av denna beskrivning.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 522 135 P1636 - - a u n PATENTKRAV

1. Borrverktyg för sänkborrning, vilket borrverktyg är avsett att borra ett hål framför ett efterföljande foderrör (13), varvid borrverktyget innefattar en central pilotborrkrona (20), en rymmare (3 3) samt en styrkropp (12), vilken styrkropp (12) är ämnad att styra borrverktyget (20,3 3) och foderröret (13) relativt varandra då styrkroppen (12) är belägen inuti foderröret (13) och att överföra rotation och slagenergi till rymmaren och pilotborrkronan, varvid rymmaren (33) kan inta dels ett infällt, med styrkroppen (12) och pilotborrkronan (20) koncentriskt läge, vid vilket pilotborrkrona (20) och rymmare (3 3) kan föras genom foderröret (13), och dels ett utfällt, radiellt utskjutande läge för borrning av ett hål större än foderröret (13) kännetecknat därav, att styrkroppen (12), rymmaren (33) och pilotborrkronan (20) är inbördes så utformade, att rotationskraften överförs från styrkroppen (12) till rymmaren (3 3) och från rymmaren (33) till pilotborrkronan (20).

2. Borrverktyg enligt krav 1, kännetecknat därav, att styrkroppen (12) uppvisar åtminstone ett glidplan (27A; 27B) och att rymmaren uppvisar åtminstone en klack (36'; 36”) med en glidyta (36A; 36B) avsedd att åtminstone delvis anligga och glida mot nämnda glidplan (27 A; 27B), på så sätt att rotationsrörelsen överförs från styrkroppen (12) till rymmaren (33) genom samverkan mellan nämnda glidplan (27A; 27B) respektive glidyta (36A; 36B), samt att inbördes glidning tillåtes mellan nämnda glidplan och glidyta för att möjliggöra nämnda radiella utfällning respektive infällning av rymmaren (33).

3. Borrverktyg enligt krav 1 eller 2, kännetecknat därav, att rotationsrörelsen överföres från rymmaren (33) till pilotborrkronan (20) genom att pilotborrkronan uppvisar en radiellt utskjutande kamnock (22), vilken befinner sig i ingrepp i ett till kamnocken (22) anpassat urtag (34) i rymmaren (33).

4. , Borrverktyg enligt krav 3, kännetecknat därav, att rymmarens (33) urtag (34) är så utformat att det tillåter en viss inbördes vridning mellan kamnocken (22) och urtaget (34), varvid rymmaren (33) förflyttas från ett radiellt utfällt läge till ett radiellt infällt läge när dess urtag (3 4) vrids runt kamnocken (22) från ett första ändläge till ett andra ändläge.

5. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat av att pilotborrkronan (20) innefattar ett skaft (21) som är vridbart förbundet med styrkroppen (12) medelst ett glidförband, företrädesvis i form av ett ringformat glidstift (3 O), vilket tillåter 10 15 20 25 522 155 Pl636 9 s | n v nu pilotborrkronan att förbli orörlig medan styrkroppen och rymmaren roterar vid rymmarens in- respektive utfällning.

6. Borrverktyg enligt krav 4 eller 5, kännetecknat därav, att styrkroppen (12) och rymmaren (33) roterar ungefär ett halvt varv vid rymmarens in- respektive utfällning.

7. Borrverktyg enligt något av kraven 3-6, kännetecknat därav, att rymmaren (33), förutom nämnda urtag (34) uppvisar ett genomgående hål (37) av i huvudsak oval form, och att detta hål (3 7) tillsammans med nämnda urtag (34) bildar en väsentligen polygon form med tre sidor (fig 10).

8. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att rymmaren (3 3) uppvisar periferiskärande stifi (49) och att trycket mot dessa stift vid drifi i viss mån kompenseras av en tätare stiflsättning (46) längs pilotborrkronans (20, 48) motstående periferikant.

9. Borrverktyg enligt något av föregående krav, kännetecknat därav, att foderröret (13) vid sin mynning uppvisar en slagsko (14), vilken i sin övre ände uppvisar ett anslag (15), att styrkroppen (12) i sin övre ände uppvisar klackar (17), vilka vid drift anligger mot nämnda anslag (15), varigenom foderröret drivs nedåt i hålet.

10. Borrverktyg enligt patentkrav 2, kännetecknat av att nämnda glidytor (36A; 36B) respektive glidplan (27A; 27B) uppvisar samma krökning, varvid företrädesvis nämnda glidyta respektive glidplan är raka plan.

11. Borrverktyg enligt patentkrav 1, kännetecknat av att ingen av de tvenne nämnda rotationskrafisöverföringarna innefattar något gängförband.