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Schmier- und Abdichtungsvorriohtung für Bohrmeißellager Vorliegende
Erfindung betrifft eine Schmier- und Abdichtungsvorrichtung für Konusbohrmeißellager,
bei denen die Schmiermittelzufuhr vermittelst eines im Meißelkörper angeordneten,
mittels einer Kugelschmierbüchse aufzufüllenden Behälters sichergestellt ist, wobei
der Raum zwischen dem Konus und dem Knopf der Bohrmeißel durch eine ringförmige
Dichtung abgeschlossen ist.
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Es sind Sohmier- und Abdichtungsvorrichtungen für Bohrmeißellager
bekannt, bei denen das Schmiermittel noch bei der Montage in das Innere des Konusses
unter einem Anfangs druck eingeführt wird, der mittels einer Beder aufrecht erhalten
wird, die auf einen Kronenkolben wirkt, der innerhalb des Schmiermittelbehälters
vorgesehen ist und mit der seitlichen Oberfläche auf der Wandung des Behälters gleitet,
und mit der Innenfläche längs eines Schmierrohres, das am Fuß verbreitert ist, um
den Anbau eines Sugel- und Bederlagers zu ermdglichen.
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Dieser Vorrichtung haftet der Nachteil einer geringen Dämpfwirkung
der in der Schmiermittelmasse durch jene Stöße erzeugten Druckpulsationen, die während
des Betriebs an der Bohrlochsohle entstehen,an, da sich beim Aufwärtsgang der Kolben
in der Zone nahe an der verbreiterten Stelle des Schmierrohres festklemmen kann.
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Es sind weitere Abdichtungen der Konusmeißellager bekannt, die mit
geriffelten elastischen Armaturen versehen sind, die axial in den Raum zwischen
Konus und Knopf eingepreßt sind und auf diese Weise eine axial-radiale Abdichtung
im Bereich des Knopf fußes und eine radiale Abdichtung der Konus grundfläche erzielen
und gleichzeitig den Verschluß der Zirkulation des Lagerschmiermittels sichern.
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Diese Dichtungen weisen den Nachteil einer geringen Bebensdauer auf,
nachdem infolge der Drehbewegung des Konusses erzeugte Stöße gegen die Kontaktflächen
zwischen Dichtung und Konus bzw Khopf Schmiermittel entweicht, was das Sinken des
Schmiermitti druckes und dessen Verunreinigung durch Bohrschlamm verursacht Diese
Nachteile wurden zum Teil durch die Befestigung der Dich tung auf den Meißel knopf
behoben, wobei eine an der Konusbasis angebrachte ringförmige Aussparung benutzt
wurde, in die ein Metallring eingeffihrt wird, an den die Dichtung befestigt wird
Diese
Lösung hat jedoch den Nacilteil einer unzulänglichen Ab--diclltung Ihet-all auf
Metall, sowie von Entweichungen, die durch Beanspruchungen im Bereich der Versteifung
zwischen dem Befestigungs-Metallring und dem Dichtungsgummi ent stehen.
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Die erfindungsgemäße Schmier- und Abdichtungsvorrichtung für Bohrmeißellager
beseitigt die erwähnten Nachteile dadurch, daß zwecks Erhöhung des Fassungsvermögens
des Behälters die Kugel- und Fcderschmlerbuchse in einem vom betreffenden Behälter
getrernften Sitz eingebaut ist, wobei die Speisung des Behälters durch einen Verbindungskanal
vor sich geht und die Dämpfung der in der Schmiermittelmasse erzeugten Stöße vcrmittels
eines unter der Einwirkung einer abwärts gerichteten Kraft auf ihn ausübenden Feder
befindlichen Kolbens gesiehert ist, und der Druck des Schmiermittels im Behälter
in der Weise geregelt wird, daß der Kolben sich in einer Zwischen stellung gegenüber
des oberen und des unteren Endes seines Hubes befindet, indes auf die obere Fläche
des Kolbens auch der hydraulische Druck der Bohrflüssigkeit im Bohrloch wirkt, die
durch einen mit einer Offnung und einem zentralen Kanal verse dienen Pfropfens in
den Raurt oberhalb des Kolbens dringt, und zwecks Erhöhung des Dickrtvermögens die
Abschließdichtung des Schmierraumes der Lager mit einem ringförmigen Vorsprung verseien
ist, der durch Pressung in einen zugeordneten, am Fuße des Meißelknopfes angebrachten
ringförmigen Sitz befestigt ist.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Figuren 1, 2, , 4 und 5, die folgendes darstellen, erläutert:
Pig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine mit Schmiervorrichtung versehene Backe-
und Konus-Bauteilgrupe vor dem Füllen mit Schmiermittel, Fig. 2 einen Detailschnitt
durch eine Schmiervorrichtung vor dem Füllen mit Schmiermittel, Fig. 5 einen Detailschnitt
durch eine Schmiervorrichtung nach dem Füllen mit Schmiermittel, Fig. 4 einen Schnitt
durch die ringförmige Dichtung, Fig. 5 einen Detailschnitt durch eine Schmiervorrichtung
ohne Feder.
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Erfindungsgemäß wird in die Schulter-einer mit einem Knopf 2 versehenen
Bohrmeißelbacke 1, gegen die senkrechte Meißelachse etwas schräg, eine zylindrische
Kammer a gebohrt, die als Vorratsbehalter für Schmiermittel dient.
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Die Kammer a steht durch einen Kanal b und eine Öffnung c, die in
einem Metallpfropfen 3 gebohrt sind, mit dem Äußern oberhalb der Meißelschulter
in Verbindung und durch einen Schmierkanal d mit einem ringförmigen Kanal e, der
um einen eingeschweißten Pfropfen 4 herum liegt, der zum Verschließen der Einführungsöffnung
von Kugel 5 in das Innere eines Konusses 6 dient.
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Die Befestigung des Pfropfens 3 in der Kammer a wird mittels eines
Sicherheitsringes 7 bewerkstelligt.
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Aus dem Kanal e zweigt sich ein in den Knopf 2 gebohrter Schmierkana@
f ab, der das Schmiermittel zu einem Zylinderrollenlager 8 und bzw. in einen Zaum
9 führt, der durch die Innenfläche einer Dichtung 9 aus Gummi, Teflon oder sonstigem
-plastischem und elastischem Material begrenzt und gemäß Fig. 4 durch eine geriffelte
Metallarmatur 18 verstärkt ist, die zur Erhaltung der kreisförmigen Form der Dichtung
dient und durch ihre -Elastizität in Verbindung mit der Elastizitt des Gummis die
axiale und die radiale Dichtheit sicherstellt Die axiale Abdichtung wird durchdas
anpressen der Dichtung wahrend der Montage an eine Fläche h am Fuß des Konusses
6 und auf eine Fläche i, die sich in einem ringförmigen Sitz j befindet, der in
die Backe 1 angebracht und dessen Außenwandung k zwecks Befestigung der Dichtung
leicht geneigt ist Die radiale Abdichtung wird auf eine Fläche 1 am Backenkopf 1
erzielt, wobei die Dichtung 9 ein wenig kräftig in den Sitz i gepreßt wird, nachdem
deren Innendurchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser des Sitzes im Knopf.
Zum Zwecke der Befestigung in den Sitz i besitzt die Dichtung 9 eine mit dem betreffenden
Sitz zugeordnete Flache m. Auf diese Weise wird dank der Elastizität des Materials,
aus dem d die Dichtung angefertigt -ist, eine gute Befestigung und Abdichtung gesichert.
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Der Außendurchmesser der Dichtung 9 ist kleiner als der Innendurchmesser
des Kenusses, sodaß zwischen der Innenwandung des letzteren und der Dichtung ein
Raum bestehen bleibt, d@@it beim Eintreten des radialen Spieles des Kenusses gegen
den Knopf, dieser die Dichtung nicht berührt und beschädigt.
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In der zylindrischen Kammor a befindet sich ein Kolben 10 der sich
bei doppolter Abdichtung durch zwei Dichtungsringe 11 bewegen kann. Über dies@n
Kolben, dessen Unterteil in einer Aussparung o des Kolbens steckt und dessen Oberteil
in einer kreisförmigen Rinne p im Pfropfen 3 befestigt ist, ist eins Feder 12 angeordnet.
Der Kolben 10 trennt das Schmiermi@ tel dicht von der durch die Üffnung c und den
Kanal b im Pfropfen 3 in die Kammer a dringenden Zirkulationsflüssigkeit. Wenn dis
Feder 12 cntspannt ist, d, h., wenn der K@@@@ 10 sich in seiner tiefsten Lage befindet,
drückt sie imm@r noch mit einer Kraft von etwa Kkg/cm2 gegen den Kolben.
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Ist die Feder vollständig gespannt, so befindet sich der Kolben in
seiner höchsten Stellung in der K@@mer a das V@rratsschmiermittel@@.In dieser St@llung
wirkt die gesn@er@e @@@ derkraft auf dan Kolben und drü@t ihn nach unten, wobei
@@ einen Anfangsdruck des Sch@iermittel@ von et@n Kkg/cm2 nach dessen Einfüllen
in das @@uer@ des Konusse 6 @r@@@@t.
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Dami die Dichtvorrichtung, nachdem das Schmiermittel in das S£stem
eingeführt ist, in doppelter Richtung elastisch wird, ist es erforaerlich, daß sich
bereits bei der Montage der Kolben in einer Zwischenstellung, wie in Fig. 3 dargestellt,
befindet. Es ist empfehlenswert, daß der Kolben sich in einer Stellil gegen das
untere Ende der Kammer a befindet, die in einem @bstand von 2/3 seiner Hublänge
liegt, sodaß durch die Aufund-@bbc@cgungen des Kolbens die innerhalb des Konusses
entstehenden @ber- und Unterdrücke sich ausgleichen und unterhalb des Kolbens sich
@in optimaler Schmiermittelvorrat befindet.
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Das Auffüllen der Vorrichtung und der Lager mit Schmiermittel erfelgt
mittels einer Schmierbuchse A, bestehend aus einem zyindrischen Gehäuse ;j, in welchem
sich eine Feder Sitz, eine Kugel 15 und @in Hemmstück mit Gewinde 16 zum Anschrauben
des @@chlußschlauches einer - nicht dargestellten - Schmierpumpe @efinden. Die Schmierbuchse
A ist in einen zylindrischen Sitz eingebaut, vor wo a.us, durch einen Kanal n das
Schmiermittel -- coli, zylindrische Kammer a und durch den Kanal d in den geschlossenen
Schmierraum der Lager des Konusses 6 gedrückt werden kann, Dieser Raum kann durch
einen mit Gewinde versehenen, mittels einer kupfernen Schraube 17 verschlossenen
Kanal s mit der Au@enluft in Verbindung gesetzt werden.
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Die Montage der Bauelemente der erfindungsgemäßen Schmier- und Abdichtungsvorrichtung
und das Anfüllen mit Schmiermittel werden folgenderweise durchgeführt :
Es
wird die Gummidichtung 9 auf den Knopf 2 aufgebracht, wobei sie in den Sitz i gepreßt
wird, sodaß sie senkrecht zur Knopfachse zusammengedrückt wird und die radiale Abdichtung
auf der Fläche 1 sicherstellt, laut Fig. 4,m, und zwar so, daß sie vollständig in
den innerhalb der Rollbahn der Rollen 8 dazu vorgesehenen Raum hineinpaßt. Dann
wird, wie beim Montieren jedwelcher Konusbohrmeißel verfahren.
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Die Lbmessungen des Sitzes j sind derart gewählt, daß die Dich--tung
auf die Fläche h des Konusses 6 und auf die Fläche i an der Basis des Knopfes 2-
infolge der elastischen und axial geriehteten Formänderung der Dichtung 9 angepreßt
wird.
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Dann wird in den Schmierkanal des Hemmstückes 16 der Schlauch d-er
mit einem Anzeigenmanometer versehenen Druckschmierpumpe befestigt, und das Schmiermittel
in die Kammer a, in das Kanal system und in das Rollenlager gedrückt, wobei die
tuft aus dem inneren durch den Kanal 5 entweicht.
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Sobald der ganze freie Raum im Inneren der Lager und der Rollenbahnen
des Konusses vollständig mit Schmiermittel angefüllt ist, wird der Kanal s mittels
der Schraube 17 verschlossen und letztere verstemmt. Dann wird das Pumpen unter
Druck fortgesetzt, wobei das Schmiermittel gegen den Kolben 10 von unten nach oben
drückt und den es bis in seine obere Stellung hebt, wobei es die Feder 12 zusammendrückt
und die Kammer a sich mit Schmiermittel im gesamten Raum unterhalb des Kolbens ausfllt.
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Auf diese Weise steigt der Druck im ganzen Schmiermittel auf etwa
@ Kkg/cm2. Durch Drücken auf die Kugel 5 der Schmierbuchse A wird eine gewiese Schmiermittelmenge
abgeführt, damit der Kdben 10 um etwa 1/3 seiner Hublänge sinkt, wobei der Schmiermitteldruck
im gesamten System auf etwa 2 - 3 Kkg/cm2 sinkt.
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Auf diese Weise wird die Vorrichtung nach zwei Richtungen hin elastischeund
gleicht die Druckdifferenzen fortwährend aus, indem sie gleichzeitig die Pulsationen
dämpft, die in der Schmiermittelmasse im Gesamten Schmier- und Abdichtungssystem
im Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit der Bohrmeißel und bzw. der Kanusse 6 entstehen.
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In einer Bauvariante, bei der die Bohrmeißel mit obgedichteten Lagern
in Bohrlöcher eingeführt werden und bei donen der Bohrbetrieb eine niedrige Geschwindigkeit
von 50 - 60 Umdr./min.
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erfordert, konn die Feder 12 oberhalb des Kolbens 10 weggelassen werden,
wobei letzteren als eine Scheidewand zwischen dem Bohrschlamm und dem Schmiermittel
in der zylindrischen Vorratskammer wirkt.
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Wie in Fig. 5 dargestellt, kann die Schmierung, sei es durch Kugelschmierbuchse,
sei es ohno Schmierbuchse, einfach durch das Auffüllen des Systems mit Schmiermittel
beim Montieren erfolgen. In der Fig. 5 ist die obers Stellung gestrichelt und die
untere Stellung des Kolbens au@gezogen dargestellt.
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Die erfindungsgemäße Schmier- und Abdichtungsvorrichtung bietet folgende
Vorteile: - sie gewährleistet eine gute Dämpfung der Druckstöße im Schmiermittel
der Bohrmeißellager, - sie schließt die Möglichkeit des Entweichens des Schmiermittels,
sowie eine Verunreinigung durch Bohrschlamm aus - sie verlängert die Lebensdauer
der Bohrmei3el im Betrieb an der Bohrlochsohle.