DE8713642U1

DE8713642U1 - Bohrstange für Schlagbohrmaschinen

Info

Publication number: DE8713642U1
Application number: DE8713642U
Authority: DE
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1987-10-10
Publication date: 1988-04-28
Also published as: AT391915B; FI874532A0; SE8604373L; US5064004A; SE8604373D0; IE61106B1; JPH01102194A; DE3734354C2; FI87944B; GB2195939B; GB2195939A; ZA877538B; US4872515A; GB8724174D0; CA1325421C; SE460301B; BR8705494A; FI87944C; DE3734354A1; IE872759L

Description

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-4-Bohrstänge für Söhlagbohrmaschinen

Die Vorliegende Erfindung betrifft eine Verlängerüngsbohrstange für Schlagbohrmaschinen, spezieller eine Bohrstange, die aus einer Stange oder einer Hülse besteht, die mit einem Gewindeäbschnitt für einen Eingriff in eine andere entsprechend mit Gewinde versehene Bohrstange versehen ist.

iö Verschiedene Typen von Gewindeverbindungen für Schlagbohrmaschinen sind bekannt, bei denen die Flankenwinkel und Steigungswinkel variiert wurden, um die Schraubverbindung bezüg- ^' lieh jener Schlagkräfte/ die auf die Schraubverbindungen einwirken, zu optimieren. Es ist jedoch noch immer ein Problem, daß wegen jener erhöhten Schlagkräfte, die mit modernen Bohrmaschinen verwendet werden, ein zu schneller Verschleiß eintritt. Die Hauptgründe für zu schnellen Ver-^ schleiß solcher Schraubverbindungen sind Pittingverschleiß infolge örtlichen Erhitzens und der Bildung von Reibungsmartensit.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine neue Lösung für dieses Problem vorgeschlagen, gemäß welcher der mit Gewinde versehene Abschnitt der Bohrstange mit einer Verschleißver- f \ 25 kleidung versehen wird, die aus einer Schicht eines weicheren Materials als jenes der Bohrstange, gewöhnlich Stahl, besteht, wobei diese Schicht metallurgisch an den Gewindeabschnitt der Bohrstange gebunden ist. Ein geeignetes Verschleißverkleidungsmaterial ist ein im Handel erhältliches Bronzematerial, wie beispielsweise Kupferbronze oder Aluminiumbronze.

Die Erfindung wird nun weiter im einzelnen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben, in welcher
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Fig. 1 eine geschnittene Längsdarstellung einer herkömmlichen Gewindekupplung ist.

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&igr; Fig. 2 ein vergrößerter Längsschnitt der Gewindekupplung von Fig* I ist,

Fig. 3 ein teilweise vergrößerter Axialschnitt der auf der Bohrstange nach der vorliegenden Erfindung aufgebrachten Verschleißverkleidung ist/

Fig. 4 ein vergrößerter Schnitt der Verschleißverkleidüng

gemäß Fig. 3 ist,
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Fig. 5 ein Axialschnitt einer Bohrstange nach einer alternativen Ausfuhrungsform der Erfindung ist,

Fig. 6 ein vergrößerter Axialschnitt der auf der Bohrstange gemäß Fig. 5 aufgebrachten Verschleißverkleidung ist,

Fig* 7 eine Verbindungshülse ist, die mit einer Verschleißverkleidung nach der Erfindung versehen ist, und

Fig. 8 ein vergrößerter Schnitt der Verschleißverkleidung gemäß Fig. 7 ist.

Die Schraubverbindung, die in Fig. 1 gezeigt ist, besitzt zwei mit Außengewinde versehene Endabschnitte zweier Bohr- s~\ 25 stangen 10 und 11, die durch eine mit Innengewinde versehene Verbindungshülse 12 zusammengehalten werden. Beide Bohrstangen 10 und 11 und die Hülse 12 bestehen aus gehärtetem Stahl.

Bei der in den Fig. i und 2 gezeigten Ausführungsform sind die oberen Abschnitte 13 und die unteren Abschnitte 14 sanft abgerundet, während die dazwischenliegenden Druckflanken teilweise gerade sind. Die Hülse 12 ist ähnlich mit sanft gerundeten Oberabschnitten 16 und Unterabschnitten oder Bodenabschnitten 17 und teilweise geraden Flanken 18 dazwischen versehen. Die Gewinde stcßen nur entlang der Flankenabschnitte 15 bzw. 18 aneinander. Die Übergangsbereiche zwischen den Flanken und den Bergen und Tälern der Stange 10

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' i und der Kü¹ se 12 g.uv3 sanft abgerundet, um Bäreiche für Er-I

müdüngsrisse auszuschalten. Der Flankenwinkel rier Flanken 15 und 18, der bezüglich der Bohrachse gemessen wird, liegt normalerweise im Bereich von 25 bis 40°, während gleichzeitig die Gewindesteigungen bei 6,5 bis 9° liegen.

Gemäß der Erfindung ist der Gewindeabschnitt der Stangen 10, Il mit einer Verschieißverkleidung in der Form einer Schicht 19 versehen; die metallurgisch an die Stange IQ. Il gebunden ist &igr; Diese Verschleißverkleidung 19 soll aus einem metallischen Material bestehen, das weicher als das Material ist, aus welchem die Gewindestange hergestellt wurde. Es ist die Absicht, daß eine solche Schicht eine bestimmte Schmierwirkung für den Stahl ergibt. Als ein geeignetes Material für eine solche Yerschleifverkleidung kann Kupferbronzoe oder Aluminiumbronze erwähnt werden, obwohl auch andere weichere Materialien als Stahl verwendet werden könnten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verschleißverkleidung 19 als eine entlang dem gesamten Gewindeabschnitt und im wesentlichen konstantsr Schichtdicke kontinuierlich aufgebrachte Schicht vorgesehen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß bei solchen Gewindeverbindungen nur eine der Gewindeflanken in Anlage an das andere Gewinde kommt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist es auch möglich, die Schicht 20 auf den Gewindeabschnitt in einem Spiralmuster aufzubriagxäa, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. In einem solchen Fall sollte diese Schicht 20 so aufgebracht werden, daß sie die gesamte anliegende Flanke und auch einen wesentlichen Abschnitt des Bodenbereiches des Gewindes bedeckt, wie in Fig. 6 gezeigt ist, während die nichtanliegen · den Flanken vollständig frei von einer solchen Schicht sein könnten.

Gemäß einer anderen möglichen Ausfuhrungsform der Erfindung könnte die Verschleißverkleidung als eine zusammenhängende Schicht entlang dem gesamten Gewindeabschnitt vorgesehen sein, deren Dicke jedoch derart variieren könnte, daß eine

dicker·? Schicht entlang den anliegenden Flankenabschnitten vorgesehen wird, während eine dünnere Schicht entlang dem Restbereich des Gewindes vorgesehen ist.

Gemäß noch einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung könnte eine erste Schicht entlang dem Gewindeabschnitt vorgesehen sein, über welcher eine zweite Schicht 19, 20 aufgebracht wird. Als geeignetes Material für diese erste Schicht könnte ein Material auf Nickelbasis oder ein Material auf

Kobaltbasis verwendet werden. Der Zweck einer solchen Aus- i

führungsform wäre der, eine Kupfereindringung in den Stahl |

in Verbindung mit der Härtung zu verhindern. Eine Zwichen- |

schicht eines Materials auf Nickelbasis könnte auch verwen- |

det werden, um eine verbesserte Bindung zwischen der äußeren \

Verschleißverkleidung und der Bohrstange zu erhalten. j

Die Verschleißverkleidung 19, 20 wird vorzugsweise auf der Bohrstange durch Pulveraufsprühen in der Hitze aufgebracht. In einem solchen Fall muß die Stange zunächst auf eine be- i stimmte Temperatur erhitzt werden, die für Heißbesprühen etwa 300 bis 400 ⁰C beträgt. In Verbindung mit diesem Sprühen steigt die Temperatur der Stange. Die Stange läßt man dann abkühlen, wonach sie einer Drehoperation unterzogen wird, \ die dazu bestimmt ist, den gewünschten Gewindeendumriß zu | ergeben. Bei Aufbringung der Verkleidung in einem Spiralmu- . f ster wird die Schicht zunächst durch Aufsprühen in der Hitze ^! aufgebracht, wonach diese Schicht von den nichtanliegenden Flankenabschnitten des Gewindes abgenommen wird. Die Verschleißverkleidung 19 kann auch nach anderen Methoden, wie durch Hartlöten oder durch MIG-, TIG- oder Elektrodenbogen-Schweißmethoden aufgebracht werden.

Außer auf Bohrstangen mit Außengewinde oder Innengewinde an

beiden Enden kann eitle Versdhleißverkleidung nach der Etffin- f

dung auch auf einer Bohrstange mit Außengewinde an einem in- [

rer Enden und einem Innengewinde an ihnöm anderen Ende auf- \

gebracht werden« Eine solche Veiisehleißverkieidtmcj kann auch |

auf einem Adaptier mit einem KeilwellönabSöhnifcfe um einen En- ^f

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de und einem Gewindeabschnitt am anderen Ende aufgebracht werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Verschleißverkleidung auf einer Bohrstange aufgebracht, deren Gewindeabschnitt gerade Berge (Spitzen), gerade Täler (Boden) und gerade Flankenabschnitte dazwischen einschließt, wobei sanft gekrümmte Abschnitte als übergänge zwischen den Bergen, Flanken und Tälern vorgesehen sind.

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Die Schichtdicke dieser Verschleißverkleidung 19, 20 sollte normalerweise geringer als 4 mm sein. Dieser empfohlene Wert

C > sollte für Stangen mit einem Gewindedurchmesser im Bereich von 32 bis 45 mm ausgewählt werden. Für gröbere Abmessungen solcher Gewindestangen könnte die Dicke dieser Verschleißverkleidung etwas größer sein.

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Claims

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Dr. Dieter Weber
Klaus Seiffert

Patentanwälte

DipI.-Chom.Dr.DIoierWeber-DIpI.-Phys.KInuHSoIflert Postfach 01456200 Wiesbaden

Deutsches Patentamt Zweibrückenstr. 12

8000 München 2

KWP 10254 DE

D-6200 Wiesbaden 1

ToWcin 0(1121/37 2720 + 37258O TolcgmmmudreHHo: VVIllpnlenc &Tgr;&bgr;!&rgr;&khgr;:4-&Igr;8&bgr;247

cT Cn HFpGl 21/37 2111

Posescheck: Frankfurt/Main 67 63-602 Bank: Dresdner Bank AG, Wiesbaden, Konto-Nr. 27080700 (BLZ51080060)

9. Okt. 1987 We/Wh

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Sandvik AB, S-811 81 Sandviksn

Bohrstange für Schlagbohrmaschinen

Priorität; Schwedische Patentanmeldung
Nr. 8 604 373-4 vom 15. Oktober 1986

Schutzansprüche

1. Bohrstange für Schlagbohrmaschinen, bestehend aus einem stabförmigen oder hülsenförm\gen Element, das mit einem Gewindeabschnitt für einen Eingriff mit einer anderen entsprechend mit Gewinde versehenen Bohrstange ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt mit einer Verschleißverkleidung in der Form einer Schicht versehen ist, die metallurgisch an die Stange gebunden ist, wobei die Verkleidung aus einem metallischen Material besteht, das weicher als jenes der Stange ist.
2« Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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1 die Stange aus Stahl. besteht und daß die Verschleißverkleidung aus einem Bronzematerial besteht.

&iacgr;
3. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

5 die Verschleißverkleidung als eine kontinuierlich entlang ■j dem gesamten Gewindeabschnitt mit im wesentlichen kon

stanter Schichtdicke aufgebrachte Schicht vorgesehen ist.
4. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 10 die Verschleißverkleidung als eine diskontinuierliche Schicht derart vorgesehen ist, daß nur die berührenden Flanken mit ihr bedeckt sind.

j 5. Bohrstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

! 15 die Stange ein Außengewinde am einen Ende und ein Inneni gewinde am anderen Ende hat.

! 6. Bohrstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

' die Schicht eine größere Dicke an den berührenden Flanken

jj 20 und ihren benachbarten Böden oder Tälern als in den restlichen Teilen des Gewindes hat.

I 7. Bohrstange nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge-

? kennzeichnet, daß eine Zwischenschicht auf Nickexbasis

; /*\ 25 zwischen der Stange (10, 11) und der äußeren Verschleißverkleidung (19, 20) aufgebracht ist.

I 8. Bohrstange nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch geil kennzeichnet, daß eine Zwischenschicht auf Kobaltbasis I 30 zwischen der Stange (10, 11) und der äußeren Verschleiß- > Verkleidung (19, 20) aufgebracht ist.

9. Bohrstange nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- s> kennzeichnet, daß die Verschleißverkleidung (19, 20) auf

3Si einem Gewindeabschnitt aufgebracht ist, der aus Flankenabschnitten besteht, die um 25 bis 40' zu der Bohrerachse geneigt sind und deren Gewindesteigungswinkel 6,5 bis 9° beträgt.

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1 10. Bohrstange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet/ daß die Verschleißverkleidüng (19/ 20) auf einem Gewindeabschfiitt mit geraden Befgäbsehnitten (Spitzenabschnitten), Talabschnitten (Bodenäbschnitten) und Flankeftäb-
5 schnitten aufgebracht ist/ wobei sanft gekrümmte Ab-* schnitte als Übergange zwischen den Bergen/ Talern und Flanken vorgesehen sind.

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