SE526970C2 - Självborrande bergbult - Google Patents

Description

l5 20 25 30 “TG ÉWU En nackdel med bergbulten nämnd ovan är att bàda ändregionerna hos nämnda expanderbara del ej kan utsättas för stora axiella krafter under slagborrningsoperationen beroende på konstruk- tionerna av skarvarna mellan nämnda ändregioner och hàllaren för borrkronan respektive anslutningsstàngen, varvid nämnda spolvattentillförselrör mäste vara tillräckligt kraftigt för att motstå förekommande stora axiella borrkrafter.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett syfte för denna uppfinning att lösa problemet med att förbättra den axiella stabiliteten hos skarvarna mellan ändregionerna hos den expanderbara delen i en bergbult och borrkroneenheten respektive anslutningsstángen, genom att an- ordna en självborrande bergbult innefattande en mellanliggande expanderbar del hopfogad vid dess första ände till en anslut- ningsdel och vid dess andra ände till en borrkroneenhet, där nämnda anslutningsdel ligger an mot den första axiella ändytan hos nämnd expanderbara del därigenom bildande en första kon- taktregion, nämnda borrkroneenhet ligger an mot den andra axi- ella ändytan hos nämnda expanderbara del, därigenom bildande en andra kontaktregion, och att nämnda expanderbara del, nämn- da första kontaktregion, och nämnda andra kontaktregion alla har tvärsnitt som åtminstone delvis överlappar varandra när sett axiellt längs nämnda bergbult.

Genom att anordna en självborrande bergbult innefattande sär- dragen i det oberoende patentkravet 1, kan axiella krafter un- der en slagborrningsoperation fortplanta sig i en väsentligen axiell riktning från nämnda anslutningsdel via nämnda expan- derbara del in i nämnda borrkroneenhet således förbättrande den axiella stabiliteten hos bergbulten dà skarvarna mellan ändregionerna hos den expanderbara delen och borrkroneenheten respektive anslutningsstàngen, kan motstå kraftiga axiella krafter utan att kollapsa. 72478.se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 (Ü RJ Ö\ MO 4 .J Vidare föredragna särdrag är innefattade i de beroende patent- kraven.

Genom att anordna en självborrande bergbult innefattande sär- dragen i de beroende patentkraven, levereras spolvätska utan svårighet till borrkronenheten.

Figurförteckning Uppfinningen beskrivs nu med hjälp av ett föredraget icke be- gränsande exempel med hänvisning till de bilagda ritningarna, vari: Figur 1 visar ett längsgående snitt av en självborrande berg- bult enligt en utföringsform av uppfinningen.

Figur 2 visar ett tvärsnitt av en självborrande bergbult längs linje II-II i figur 1.

Figur 3 visar vy av en självborrande bergbult enligt figur 1.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Figur 1 visar ett längsgående snitt av en självborrande berg- bult 2 enligt en utföringsform av uppfinningen. Den själv- borrande bergbulten 2 innefattar åtminstone tre huvuddelar: för det första, en anslutningsdel 4 avsedd för att ansluta bergbulten 2 till en borranordning 6; för det andra, en expan- derbar del 8 avsedd att expanderas efter att bergbulten 2 har helt och hållet satts in i läge inuti berget 10 för att låsa nämnda bergbult 2 mekaniskt till den inre radiella ytan 12 hos hålet 14 borrat i berget 10; och för det tredje, en borrkrone- enhet 27 som kan innefatta endast en del eller fler än en del.

Borrkroneenheten 27 kan således innefatta à ena sidan endast en borrkrona 16 avsedd att användas för att borra hålet 14 i berget 10, eller á andra sidan en hållare 17 för en borrkrona 16 respektive en borrkrona 16. 72478 . sexloc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 Lfi D .)\ ~ o ”J LD I den följande beskrivningen av den föredragna utföringsformen av uppfinningen innefattar borrkroneenheten 27 en hållare 17 för en borrkrona 16 respektive en borrkrona 16, där en ände av nämnda mellanliggande expanderbara del 8 är fogad till hålla- ren 17.

Problemet med att förbättra den axiella stabiliteten hos skar- varna vid 7 och 9 mellan ändregionerna hos den expanderbara delen 8 i en bergbult 2 och hàllaren 17 för borrkronan 16 re- spektive anslutningsdelen 4, löses enligt uppfinningen genom att anordna en självborrande bergbult 2 där nämnda delar 4, 8, 17 är inriktade och sammanfogade på ett sätt som tillåter de axiella krafterna F under en slagborrningsoperation att fort- planta sig i en väsentligen axiell riktning A genom nämnda de- lar 4, 8, 17 således maximerande stabiliteten hos nämnda fogar 7, 9. Den mellanliggande expanderbara delen 8 är fogad vid sin första ände till en anslutningsdel 4 och vid sin andra ände till en hållare 17 för en borrkrona 16. Nämnda anslutningsdel 4 ligger an mot den första axiella ändytan 7 hos nämnda expan- derbara del 8 därigenom bildande en första kontaktregion 5, och nämnda hållare 17 för borrkronan 16 ligger an mot den andra axiella ändytan 9 hos nämnda expanderbara del 8 därige- nom bildande en andra kontaktregion 15. Nämnda expanderbara del 8, nämnda första kontaktregion 5 och nämnda andra kontakt- region 15 har alla tvärsnitt som åtminstone delvis överlappar varandra när sett axiellt längs nämnda bergbult 2, därigenom tillåtande axiella krafter under en slagborrningsoperation att fortplanta sig i en väsentligen axiell riktning från nämnda anslutningsdel 4 via nämnda expanderbara del 8 in i nämnda hållare 17 för borrkronan 16, således förbättrande den axiella stabiliteten hos bergbulten 2. Nämnda expanderbara del 8 är företrädesvis hopfogad till nämnda anslutningsdel 4 respektive nämnda hàllare 17 för nämnda borrkrona 16, genom svetsning men 72478.se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 (n F -J r"j\ qfzn det är också möjligt att använda en annan hopfogningsmetod, t ex lödning eller en adhesiv om den resulterande skarven blir tillräckligt stark. Svetsmetoder som kan användas innefattar, men är ej begränsade till, motständssvetsning, friktionssvets- ning och elektronsträlesvetsning.

För att kunna transportera spolvätska 18, vanligtvis vatten 18, från nämnda borranordning 6, eller någon annan vätskekälla till hàllaren 17 för borrkronan 16, kan en fjärde del beståen- de av ett spolvätsketillförselrör 20 med en första ändöppning 22 i rotationscentrum 24 hos anslutningsdelen 4 och en andra öppning 26 pà ytan av hàllaren 17 för borrkronan 16 också an- ordnas inuti bergbulten 2, spolvätsketillförselröret 20 säle- des sträckande sig från anslutningsdelen 4 genom insidan av den expanderbara delen 8 och till hàllaren 17 för borrkronan 1.

Beroende pà den förhöjda stabiliteten hos den expanderbara de- len 8 hos bergbulten 2 är det också möjligt att utesluta spol- vätsketillförselröret 20 och att låta spolvätskan 18 använda den expanderbara delen 8 som ett rör. I detta fall mäste något organ för att stänga av den andra öppningen 26 vara anordnade på ytan av hàllaren 17 eller i borrkronan 16. Annars, kommer det att vara svårt att expandera nämnda expanderbara del 8 då expansionsvätskan 28 kommer att kontinuerligt fortsätta att läcka ut genom nämnda andra öppning 26 således görande det svårt att bygga upp ett föredraget expanderande tryck i expan- sionsvätskan 28 belägen inuti nämnda expanderbara del 8.

Trycket i spolvätskan 18 är mycket lägre än det i expansions- vätskan 28. Således kan avstängandet av nämnda andra öppning 26 tiex utföras genom att använda en kula (ej visad) som transporteras in i den expanderbara delen 8 hos bergbulten 2 via den första ändöppningen 22 i anslutningsdelen 4 tillsam- mans med spolvätskan 18 och således transporteras hela vägen 72478 .se.doc; 2005-03-04 10 15 20 25 30 m to CT\ ~o ~ J till nämnda andra öppning 26 där den fastnar dä diametern hos kulan är större än diametern hos nämnda andra öppning 26 eller öppningen i borrkronan 16. Andra organ för att stänga av nämn- da andra öppning 26 innefattar bland andra att anordna en tryck- eller rotationsstyrd ventil (ej visad) i den andra öpp- ningen 26 eller i borrkronan 16 vilken ventil stänger när trycket i den expanderbara delen 8 överskrider ett tröskelvär- de. Således, när expansionsvätskan 28 transporteras vid ett högt tryck in i den expanderbara delen 8 stänger den nämnda ventil således expanderande väggarna 30 hos den expanderbara delen 8 tills de kommer i kontakt med den radiella ytan 12 in- uti borrhålet 14. Expansionsvätskan och spolvätskan kan vara samma vätska såsom vatten matad frän samma vätskekälla eller tvâ olika vätskor sàsom flytande betong och vatten matade fràn två olika vätskekällor.

Figur 2 visar ett tvärsnitt den självborrande bergbulten 2 längs linjen II-II i figur 1. Både den yttre periferin 32 och den inre periferin 34 hos den expanderbara delen 8 hos nämnda bergbult 2 har ett symmetriskt tvärsnitt bildande en korslik- nande form med en inre kanal ll också med en korsliknande form sàsom visat i figur 2. Väggtjockleken mellan den inre perife- rin 34 och den yttre periferin 32 är företrädesvis lika genom hela nämnda tvärsnitt. Nämnda expanderbara del bildar således en rörliknande anordning företrädesvis med utrymme för ett spolvätsketillförselrör 20 i centrum.

Symmetriska tvärsnitt för den expanderbara delen 8 hos berg- bulten 2 andra än det visade i figur 2 är också möjliga att använda företrädesvis med utrymme för ett spolvätsketillför- selrör 20 beläget längs rotationsaxeln X hos den expanderbara bergbultdelen 8. Fastän symmetriska tvärsnitt är föredragna, är icke symmetriska tvärsnitt också möjliga att använda, före- trädesvis med utrymme för ett spolvätsketillförselrör 20 belä- 72478_se.doc; 2005-03-04 10 15 c n ro (_)\ ~:. get längs rotationsaxeln X hos den expanderbara bergbulten 8.

Beroende pà den förhöjda stabiliteten hos den expanderbara de- len 8, är det också möjligt att anordna nämnda spolvätsketill- förselrör 20 radiellt förskjutet från nämnda rotationsaxel X, men ett sådant arrangemang resulterar i en mer komplicerad och dyrare utföring av uppfinningen.

Figur 3 visar en vy av en självborrande bergbult 2 enligt fi- gur 1. Den självborrande bergbulten 2 innefattar, såsom redan nämnts i anslutning till figur l, åtminstone tre huvuddelar: för det första, en anslutningsdel 4 avsedd för att ansluta bergbulten 2 till en borranordning 6 (ej visad); för det andra, en expanderbar del 8 avsedd att expanderas efter att bergbulten 2 har helt och hållet satts in i läge inuti ett berg 10 (ej visat) för att låsa nämnda bergbult mekaniskt till den inre radiella ytan 12 hos hålet 14 (ej visat) borrat i berget 10; och för det tredje, en hållare 17 för en borrkrona 16 avsedd att användas för att borra hålet 14 i berget 10. Det symmetriska tvärsnittet hos den expanderbara bergbultdelen 8 visad i figur 2 kan också ses här. 12478 .5e.fi0C; 2005-03-04

Claims (12)

l0 l5 20 25 'V26 WO 8 Patentkrav

1. Självborrande bergbult innefattande en mellanliggande ex- panderbar del (8) hopfogad vid sin första ände (vid 7) till en anslutningsdel (4) och vid sin andra ände (vid 9) till en borrkroneenhet (27), kännetecknad av, att - nämnda anslutningsdel (4) ligger an mot den första axiella ändytan (7) hos nämnda expanderbara del (8) därigenom bildande en första kontaktregion (5), - nämnda borrkroneenhet (27) ligger an mot den andra axiella ändytan (9) hos nämnda expanderbara del (8) därigenom bildande en andra kontaktregion (15), och att - nämnda expanderbara del (8) nämnda första kontaktregion (5), och nämnda andra kontaktregion (15) alla har tvärsnitt som ät- minstone delvis överlappar varandra när sett axiellt längs nämnda bergbult (2), därigenom tillåtande axiella krafter un- der en slagborrningsoperation att fortplanta sig i en väsent- ligen axiell riktning (A) från nämnda anslutningsdel (4) via nämnda expanderbara del (8) in i nämnda borrkroneenhet (27).

2. Självborrande bergbult enligt patentkravet 1, känneteck- nad av, att nämnda borrkroneenhet (27) innefattar en hållare (17) för en borrkrona (16) respektive en borrkrona (16), och att nämnda andra ände (vid 9) hos nämnda mellanliggande expanderbara del (8) är hopfogad till hàllaren (17).

3. Självborrande bergbult enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad av, att ett spolvätsketillförselrör (20) med en första ändöppning (22) i rotationscentrum (24) hos anslutningsdelen (4) och en andra 72478 . 5e.dOC; 2005~03-04 10 15 20 25 (TI IJ (',\ \_ *J CD àndöppning (26) i borrkroneenheten (27), sträcker sig fràn an- slutningsdelen (4) genom insidan av den expanderbara delen (8) och till borrkroneenheten (27).

4. Självborrande bergbult enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknad av, att en första ändöppning (22) är anordnad genom rotationscentrum (24) hos anslutningsdelen (4) och en andra öppning (26) är an- ordnad genom borrkroneenheten (27) OCh att SP01VätSkan (18) transporteras inuti den expanderbara delen (8).

5. Självborrande bergbult enligt nàgot av föregående patent- krav, kännetecknad av, att både den yttre periferin (32) och den inre periferin (34) hos den expanderbara delen (8) hos nämnda bergbult (2) har ett symmetriskt tvärsnitt.

6. Självborrande bergbult enligt patentkravet 5, känneteck- nad av, att tvärsnittet hos den expanderbara delen (8) bildar en korslik- nande form med en inre kanal (ll) också med en korsliknande form.

7. Självborrande bergbult enligt patentkravet 6, känneteck- nad av, att nämnda inre kanal (1l)har utrymme för ett spolvätsketillför- selrör (20).

8. Självborrande bergbult enligt något av patentkraven 5 till 7, kännetecknad av, att vâggtjockleken mellan den inre periferin (34) och den yttre periferin (32) är lika genom hela nämnda tvärsnitt. 72478 .se.doc; 2005-03-04 10 15 52-5 970 10

9. Självborrande bergbult enligt något av patentkraven 1 till 4, kännetecknad av, att den expanderbara delen (8) hos nämnda bergbult (2) har ett icke symmetriskt tvärsnitt.

10. Självborrande bergbult enligt patentkravet 9, känneteck- nad av, att det icke symmetriska tvärsnittet har utrymme för ett spolväts- ketillförselrör (20) beläget längs rotationsaxeln (X) hos den expanderbara bergbultdelen (8).

11. Självborrande bergbult enligt patentkravet 10, känneteck- nad av, att det icke symmetriska tvärsnittet har utrymme för ett spolväts- ketillförselrör (20) beläget radiellt förskjutet fràn rota- tionsaxeln (X) hos den expanderbara bergbultdelen (8).

12. Självborrande bergbult enligt något av föregående patent- krav, kännetecknad av, att nämnda expanderbara del (8) är hopfogad till nämnda anslut- ningsdel (4) respektive nämnda borrkroneenhet (27) genom svetsning. 72478 .se.doc; 2005-03-04