DE3249245C2 - Vorrichtung zur Abdichtung eines Rohrabschnittes eines Tiefbohrwerkzeuges - Google Patents

Abstract

Stopfbuchse zur Abdichtung eines durch ein Gehäuse (21) hindurchgeführten Tiefbohrwerkzeuges, bei der die Nuten (42, 43), in denen die Dichtungsringe (44, 45) angeordnet sind, über eine Bohrung (46) mit dem druckbeaufschlagten Raum (23) des Gehäuses (21) in Verbindung stehen (46), so daß die Dichtungsringe vom Bohröl radial von außen nach innen zusammengepreßt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung eines Rohrabschnittes eines drehangetriebenen Tiefbohrwerkzeugs in einer Buchse, bei der ein den Rohrabschnitt unter Wahrung eines bestimmten Abstandes umgebender Gegenring in der Buchse aufgenommen und mittels einer Dichtung abgedichtet wird, und ferner ein Gleitring von dem sich drehenden Rohrabschnitt mitgenommen und in axifler Richtung mit seiner Gleitschulter gegen den Gegenring gedrückt wird, wobei zwischen den Gleitring und dem Rohrabschnitt eine weitere Dichtung angeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der GB-PS 1191594 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird der Gleitring mittels einer Dichtung gegenüber dem Rohrabschnitt abgedichtet, die in axialer Richtung — und damit auch infolge des Zusammenpressen in radialer Richtung — durch eine Feder angedrückt wird. Die Mitnahme des Gleitringes in Drehrichtung erfolgt über einen Druckring, der einerseits an der genannten Feder gegen die Dichtung gedrückt wird und ferner mit Vorsprüngen (Finger) in Schlitze des Ringes eingreift, der auf dem Gleitring sitzt. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist ihr relativ komplizierter Aufbau und insbesondere die Tatsache, daß eine Feder eingesetzt werden muß. Schwierigkeiten ergeben sich ferner, wenn man die Vorrichtung so ausbilden will, daß der Bohrabschnitt den Schaft eines Tiefbohrwerkzeuges darstellt und zum Zwecke des Werkzeugwechsels durch die Dichtung hindurch aus dieser herausgezogen werden soll. Wollte man dies bei der bekannten Vorrichtung tun, so müßte man dort noch weitere Maßnahmen treffen, um zunächst die Dichtung von dem Federdruck und damit vom Zusammengepreßtwerden zu entlasten, bevor dies möglich wäre.

Im Zusammenhang mit Tiefbohrwerkzeugen, und zwar sowohl nach dem BTA-Verfahren als auch nach dem Einiippen-Bohrverfahren, verwendete man seither weitgehend in einfacher Weise in Nuten eingelegte Dichtungsringe. Ein Herausziehen des Tiefbohrwerkzeuges war seither nicht möglich, weil der Außendurchmesser des Rohres gleich dem Innendurchmesser der Dichtung war und der Bohrkopf wiederum einen etwas größeren Durchmesser als der ihn tragende Rohrabschnitt hatte. Diesen Nachteil kann man durch ein Tiefbohrwerkzeug beheben, das in seinem Durchmesser abgesetzt ist Dann aber sind die genannten Dichtungen nicht mehr verwendbar, weil die Dichtungsringe nach

ίο Herausziehen des Rohrabschnittes in den Innenraum hinein sich ausweiten wurden und ein neuerliches Hineinschieben des Rohrabschnittes nicht möglich wäre.

Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Rohrabschnitt in besonders einfacher Weise durch die Dichtung herausgezogen und wieder in sie hineingeschoben werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Buchse im Gehäuse des Bohrölzuführapparates einer Tiefbohrmaschine aufgenommen ist, wobei der Gleitring durch das im Innenraum des Bohrölzuführapparates in bekannter Weise unter Druck stehende Bohröl druckbeiastet ist und die weiteren Dichtungen in Nuten des Gleitringes aufgenommen sind, wobei die Nuten radial von außen über einen Kanal mit dem unter Druck stehendes Bohröl aufnehmenden Innenraum in Verbindung stehen.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß bei Wegfall des Druckes im Innenraum des Bohrölzuführapparates die Dichtung zwischen Gleitring und Rohrabschnitt druckentlastet wird, so daß der Rohrabschnitt des Tiefbohrwerkzeuges leicht herausgezogen und wieder eingeschoben werden kann, ohne daß dem eine sich in radialer Richtung nach innen hinein aufweitende Dichtung entgegenstellt. Dies ist bei den üblichen Gleitringdichtungen, wie z. B. nach der genannten GB-PS 11 91 594 nicht der Fall, da dort infolge des Druckes die Feder 14 auch stets nach innen radial hin verformt wird. Durch die Erfindung wird also erreicht, daß die Dichtungsfunkdon der Dichtung mit dem Betriebszustand im Bohrölzuführapparat (im Innenraum herrschender Druck) kombiniert ist. Dies ergibt einen besonders einfachen Aufbau und zweitens eine Druckentlastung bei Werkzeugwechsel, da dann ja auch der Druck im Innenraum des Bohrölzuführapparates wegfällt. Bei der Erfindung ist ferner infolge des Anpressens der Dichtungen an den Rohrabschnitt durch den im Innenraum des Bohrölzuführapparates herrschenden Druck gewährleistet, daß die Dichtung als Mitnehmer fungieren kann, wodurch die gesondert vorzusehenden Mitnehmer, wie sie normalerweise bei Gleitringdichtungen erforderlich sind, wegfallen können.

Die Erfindung wird auch nicht dadurch nahegelegt, daß aus der FR-PS 21 60 105 eine Vorrichtung bekannt ist, bei der — bei Anordnung einer stehenden Welle — einer sich um die Welle drehenden Dichtung über einen Kanal von einem druckbelasteten Raum her Schmierflüssigkeit zuzuführen (vgl. insbesondere den sich zwischen Dichtung und Welle ausbildenden mit Schmiermittel gefüllten sichelförmigen Raum in F i g. 1). Die Erfindung ergibt sich auch nicht daraus, daß es an sich bekannt ist, Dichtungsringe von außen her in radialer Richtung an eine Welle oder dgl. mit Hilfe eines unter Druck stehenden Mediums anzupressen (vgl. US-PS 35 99 991).

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf diese Weise auch eine automatische Anpassung der Dichtung an den jeweiligen Bohrdurchmesser im Zehn-

tel-Millimeter-Bereich erfolgen kann. Es kann auch kein Wegdrücken des Bohrrohres aus der Bohrachse mehr erfolgen, wie es normalerweise bei Stopfbuchsen, die Schnüre verwenden, der Fall ist Es ist ferner auch ein Nachstellen, wie bei den bekannten Stopfbuchsen, nicht mehr notwendig.

Die besondere Eignung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich beim automatischen Werkzeugwechsel in Verbindung mit Tiefbohrmaschinen nach dem BTA-Verfahren, bei denen der Einsatz eines Bohrölzuführapp?rates erforderlich ist, dadurch, daß es damit möglich wird, das gesamte Tiefbohrwerkzeug aus dem Bohrölzuführapparat herauszuziehen, an einer anderen Stelle automatisch zu wechseln und das neue wieder einzuschieben. Außerdem ist die genannte Vorrichtung wartungsfrei.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar

F i g. 1 eine schematische Darstellung dts BTA-Tiefbohrverfahrens;

F i g. 2 eine genauere Darstellung der in F i g. 1 verwendeten und ein Ausführungsbeispiel darstellende Stopfbuchse 24.

F i g. 1 zeigt einen Bohrölzuführapparat (Boza) I einer Tiefbohrmaschine mit eingesetztem Werkzeug 2. Das Werkzeug 2 ist in einer Werkzeugaufnahme 3 fest aufgenommen; die Werkzeugaufnahme 3 weist einen Steckkonus 4 auf, mit dem die durch Werkzeug 2 und Werkzeugaufnahme 3 gebildete Einheit in den Aufnahmeteil 5 einer Werkzeugspindel 6 eingesteckt werden kann, der zur Verriegelung eine umlaufende Nut 7 aufweist, in die (nicht gezeigt) Klauen im Aufnahmeteil 5 eingreifen.

Ein Auswechseln der durch Werkzeug 2 und Werkzeugaufnahme 3 gebildeten Einheit kann erfolgen, wenn ein Greifer (nicht gezeigt) in die Nut 8 eingreift und die Werkzeugaufnahme 3 (mit Werkzeug 2) aus dem Aufnahmeteil 3 nach Entriegelung herauszieht. Dann kann derselbe Greifer aus einem Magazin ein anderes Werkzeug entnehmen und es in den Aufnahmeteil einsetzen.

Das Werkzeug 2 ist ein Tiefbohrwerkzeug. Beim Tiefbohren wird die Werkzeugspitze ständig durch die Zufuhr von Bohröl gekühlt; beim Abtransport des Kühlschmierstoffes werden gleichzeitig die Späne abgeführt. Das Bohröl wird dem Boza 1 über den Anschluß 16 und Leitung 18 zugeführt. Er tritt vom Innenraum 23 des Gehäuses 21 des Boza 1 in den freien Raum 17 zwischen dem Rohrabschnitt 14 und der Bohrung 20 ein. Die Abfuhr mit den Spänen erfolgt durch den Kanal 9, der sich in die Stirnfläche 12 des Bohrkopfes 13 öffnet, sowie die sich anschließenden Kanäle 10,11.

Das Gehäuse 21 des Boza 1 ist an Trägerplatten 19 und 22 befestigt, die mit dem Maschinenrahmen (nicht gezeigt) verbunden sind. Der Innenraum 23 ist zur Werkzeugspindel 6 hin (oben in F i g. 1) durch die Stopfbuchse 24 verschlossen (im einzelnen siehe Fig.2), die den äußeren Umfang (in Bohrrichtung) des hinteren Rohrabschnittes 15 abdichtet. In Bohrrichtung, d. h. in F i g. 1 nach unten, erfolgt die Abdichtung dadurch, daß der in einer Ausnehmung 25 angeordnete Bohrbuchsenhalter 26 mit dem Dichtungsring 30 und der Bohrbuchse 27 durch eine Feder 28 gegen die Stirnfläche 29 der Bohrung 20 gedrückt wird.

Das Werkzeug 2 ist zweistufig ausgebildet, d. h. es besteht aus einem vorderen Rohrabschnitt 14 und einem hinteren Rohrabschnitt 15. Der Außendurchmesser beider Rohrabschnitte ist verschieden. Der Durchmesser des in Bohrrichtung hinteren Rohrabschnittes 15 ist größer als der des Bohrkopfes 13 bzw. der Schneide 33 und der Führungsleisten 31, 32. Er ist demgemäß auch größer als der des in Bohrrichtung vorderen Rohrabschnittes 14. Damit ist gewährleistet, daß beim Werkzeugwechsel das Werkzeug 2 in Bohrrichtung nach hinten, d. h. in F i g. 1 nach oben, durch den gesamten Boza 1 herausgezogen werden kann. Der äußere Durchmesser der Führungsleisten 31,32 ist jedoch nacn wie vor gleich dem inneren Durchmesser der Bohrbuchse 27. Aufgrund der hier gewählten Konstruktion kann der Bohrkopf 13 nämlich auch durch die Stopfbuchse 24 hindurch aus dem Boza 1 herausbewegt werden. Dies geschieht, wenn sich zum Werkzeugwechsel die Werkzeugspindel 6 mit dem Aufnahmeteil 5 und dem Werkzeug 2 nach obep. bewegt

Durch diese zweistufige Ausbildung ist gewährleistet, daß im Betrieb die Stopfbuchse 24 gegenüber dem hinteren Rohrabschnitt 15 eine Dichtung bildet, und daß andererseits der Bohrkopf 13, der einen geringeren Durchmesser hat als der hintere Rohrabschnitt 15, beim Werkzeugwechsel durch die Stopfbuchse 24 hindurch bewegt werden kann. Dies ist nur dann möglich, wenn der Bohrkopf 13 sich an einem Rohrabschnitt 14 befindet, der wiederum geringeren Durchmesser hat als der Bohrkopf 13. Zum Werkzeugwechsel kann das gesamte Werkzeug ohne Demontage aus dem ßoza ausgefahren werden. Damit ist auch ein einfacher Werkzeugwechsel im Aufnahmeteil 5 der Werkzeugspindel 6 möglich.

F i g. 2 zeigt im Detail die Stopfbuchse 24. Sie besteht aus einer Hülse 34 mit Außengewinde 35, das in das Gehäuse 21 eingeschraubt ist Ein Gleitring 39 wird durch Seeger-Ring 36 und Distanzhülse 37 gehalten und mittels Dichtungsring 38 abgedichtet. An ihm liegt in axialer Richtung die Gleitschulter 40 eines Dichtungsringes 41 sn, in dem zwei Nuten 42 und 43 vorgesehen sind, in denen O-Ringe 44 und 45 angeordnet sind. Die Nuten 42 und 43 stehen radial außen mit einer Bohrölzuführbohrung 46 in Verbindung, die sich nach unten hin in den freien zylindrischen Innenraum 47 der Hülse 34 hinein öffnet. In der Hülse 34 ist ferner eine Lagerschale 48 angeordnet, die durch einen Gewindestift 49 in ihrer Position gehalten wird.

Durch den Spalt zwischen Rohrabschnitt 15 und Lagerschale 48 dringt vom Raum 23 unter Druck stehendes Bohröl in den Innenraum 47 und in die Bohrölzuführbohrung 46. Damit wirkt das unter Druck befindliche Bohröl auch in den Nuten 42 und 43 von außen auf die O-Ringe 44 und 45 und drückt diese nach innen auf die Oberfläche des hinteren Rohrabschnittes 15.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Abdichtung eines Rohrabschnittes (15) eines drehangetriebenen Tiefbohrwerkzeuges (2) in einer Buchse (24), bei der ein den Rohrabschnitt (15) unter Wahrung eines bestimmten Abstandes umgebender Gegenring (39) in der Buchse aufgenommen und mittels einer Dichtung (38) abgedichtet wird, und ferner ein Gleitring (41) von dem sich drehenden Rohrabschnitt (15) mitgenommen und in axialer Richtung mit seiner Gleitschulter (40) gegen den Gegenring (39) gedruckt wird, wobei zwischen dem Gleitring (41) und dem Rohrabschnitt (15) eine weitere Dichtung (44, 45) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (24) im Gehäuse (21, 22) des Bohrölzuführapparates (1) einer Tiefbohrmaschine aufgenommen ist, wobei der Gleitring (41) durch das im Innenraum (23) des Bohrölzuführapparates (1) in bekannter Weise unter Druck stehende Bohröl druckbelastet ist und die weiteren Dichtungen (44, 45) in Nuten (42, 43) des Gleitringes (41) ausgenommen sind, wobei die Nuten radial von außen über einen Kanal (46) mit dem unter Druck stehendes Bohröl aufnehmenden Innenraum (23) in Verbindung stehen.