DE8717947U1 - Coupling, especially for diamond core bits with shaft tube and pipe thread connection - Google Patents
Coupling, especially for diamond core bits with shaft tube and pipe thread connectionInfo
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Description
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Kupplung, insbesondere für Diamantbohrkrone mit Schaftrohr und Rohrgewindeansc,hluß.Coupling, especially for diamond core bits with shaft tube and pipe thread connection.
Die Erfindung betrifft eine Kupplung.für ein Gestänge mit Kraftübertragung, insbesondere für Diamantbohrkronen mit Schaftrohr und Rohrgewindeanschluß. Solche Diamantbohrkronen sind bekannt. Sie bestehen im Prinzip aus einem Rohr mit an einer Stirnseite kronenartig befestigten Diamanten, Hartmetallen oder dergleichen. Sie werden insbesondere zum Bohren in Gestein und Beton verwendet. Je nach Anwendungsbereich werden sie im Naß- oder Trockenverfahren betrieben.The invention relates to a coupling for a rod with power transmission, in particular for diamond core bits with a shaft tube and pipe thread connection. Such diamond core bits are known. In principle, they consist of a tube with diamonds, hard metals or the like attached to one end like a crown. They are used in particular for drilling in rock and concrete. Depending on the area of application, they are operated using the wet or dry method.
Es ist eine Kupplung für Gestänge mit Diamantbohrkronen mit Schaftrohr und Rohrgewindeanschluß bekannt, bei der jedes Kupplungsteil eine senkrecht zur Achse angeordnete Stirnfläche hat und bei der die beiden Stirnflächen zur ErzielungA coupling for rods with diamond core bits with shaft tube and pipe thread connection is known, in which each coupling part has a front face arranged perpendicular to the axis and in which the two front faces are arranged to achieve
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einer dichten und kraftschlüssigen Verbindung fest zusammengedrückt werden. (DE-OS 86 03 499·)-a tight and force-locking connection. (DE-OS 86 03 499·)-
Diese bekannte Kupplung hat sich zwar für den Bohrbetrieb bewährt, hat aber wegen der für die Festigkeit der Verbindung und die Kraftschlüssigkeit notwendigen hochfesten und korosionsstabilen^Materialien ein relativ hohes Eigengewicht. This well-known coupling has proven itself for drilling operations, but has a relatively high weight due to the high-strength and corrosion-resistant materials required for the strength of the connection and the force-fit connection.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die mit leichter Kupplungsanordnung eine schnelle, einfache Verbindung der Gestängeteile ermöglicht und die den Bohrvorgang nicht unerwünscht beeinflußt«The invention is based on the object of creating an arrangement that enables a quick, simple connection of the rod parts with a light coupling arrangement and that does not have an undesirable influence on the drilling process.
Diese Aufgabe wird bei einer Kupplung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.This object is achieved in a coupling according to the preamble of claim 1 by the invention characterized in the characterizing part of claim 1.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further developments of the invention are characterized in the subclaims.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen inTo explain the invention in more detail, exemplary embodiments are described below with reference to the drawings. These show in
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Diamantbohrkrone mit 'Schaftrohr und einer Kupplung zum Rohrgewindeanschluß Fig. 1 a perspective view of a diamond core bit with a shaft tube and a coupling for pipe thread connection
Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht der miteinander verbundenen Teile gemäß Fig. 1Fig. 2 is a sectional side view of the interconnected parts according to Fig. 1
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines mit Nuten versehenen KupplungsstückesFig. 3 is a partially sectioned side view of a coupling piece provided with grooves
Fig. 4 eine andere Seitenansicht der zu kuppelnden Teile.Fig. 4 another side view of the parts to be coupled.
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Fig. 5 eine Kupplung mit Vertiefungen in dem mit Nuten versehenen KupplungsstückFig. 5 a coupling with recesses in the grooved coupling piece
Fig. 6 ein Schaftrohr mit SchraubabschlußFig. 6 a shaft tube with screw end
In Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung eine Diamantbohrkrone 1 mit einem Schaftrohr 2 und-'einem Rohrgewindeanschluß 3 gezeigt. Das Schaftrohr 2 ist an seiner einen Stirnseite 4 kronenartig mit Diamanten 5 versehen. Diese Diamanten 5 können als Stücke eingesetzt und verlötet oder als Beimengung zu einer erhärtenden', die Stirnseite des \\j Schaftrohres bildenden Füllmasse vorgesehen werden. Die Stirnseite kann mit Einschnitten für den Wasserdurchtritt versehen sein. Außerdem kann das Schaftrohr noch mit Öffnungen 7 versehen sein. An der anderen Stirnseite ist das Schaftrohr 2 mit einem Ansatz 8 versehen, der ein erstes Kupplungsteil bildet. Dieser Ansatz ist so ausgebildet, daß er der Flüssigkeit den Durchlauf in das Schaftrohr 2 erlaubt. An der dem Schaftrohr 2 abgewandten Seite des Ansatzes 8 ist eine Fläche 9 vorgesehen, die im wesentlichen senkrecht zur Achse des Schaftrohres 2 angeordnet ist. In der im wesentlichen zylindrischen Wandung des Ansatzes 8 sind diametral gegenüberliegend Nuten 12 angeordnet. Der Rohrgewindeanschluß 3 ist ebenfalls mit einem im wesentlichen zylindrischen Ansatzteil 35 versehen, das als zweites Kupplungsteil dient. Aus diesem Teil 35. ragen senkrecht zur Achsrichtung des Schaftrohres 2 Vorsprünge 11, z.B. Bolzen hervor. Diese Vorsprünge 11 wirken zusammen mit den Nuten 12. Das zylindrische Teil ^5 hat einen so "bemessenen Außendurchmesser und der Ansatz 8 einen so bemessenen Innendurchmesser, daß das Teil 35 in den Ansatz 8 hineingeschoben werden kann. Die Nuten 12 und die Vorsprünge 11 sind so bemessen, daß die Vorsprünge in die Nuten 12 eingreifen können und von diesen geführt werden. Die Außenwandung des Teiles 35 und die Innenwandung sind gegeneinander abgedichtet, beispielsweise durch einen o-Ring 16 in einer ringförmigen Nut 17. Auf diese Weise wird die Verbindung vonFig. 1 shows a perspective view of a diamond core bit 1 with a shaft tube 2 and a pipe thread connection 3. The shaft tube 2 is provided with diamonds 5 on one of its end faces 4 in the manner of a crown. These diamonds 5 can be inserted as pieces and soldered or can be provided as an additive to a hardening filling compound forming the end face of the shaft tube. The end face can be provided with incisions for the passage of water. The shaft tube can also be provided with openings 7. On the other end face, the shaft tube 2 is provided with a shoulder 8 which forms a first coupling part. This shoulder is designed in such a way that it allows the liquid to flow into the shaft tube 2. On the side of the shoulder 8 facing away from the shaft tube 2 there is a surface 9 which is arranged essentially perpendicular to the axis of the shaft tube 2. In the essentially cylindrical wall of the extension 8, grooves 12 are arranged diametrically opposite one another. The pipe thread connection 3 is also provided with an essentially cylindrical extension part 35, which serves as a second coupling part. Projections 11, e.g. bolts, protrude from this part 35 perpendicular to the axial direction of the shaft tube 2. These projections 11 work together with the grooves 12. The cylindrical part 35 has an outer diameter and the extension 8 has an inner diameter such that the part 35 can be pushed into the extension 8. The grooves 12 and the projections 11 are dimensioned such that the projections can engage in the grooves 12 and are guided by them. The outer wall of the part 35 and the inner wall are sealed against one another, for example by an o-ring 16 in an annular groove 17. In this way, the connection of
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Schaftrohr 2 und Rohrgewindeanschluß 3 gegen den Austritt der Kühlflüssigkeit abgedichtet.Shaft tube 2 and pipe thread connection 3 are sealed against the leakage of coolant.
Das Schaftrohr 2 und der Rohrgewindeanschluß 3 bilden praktisch ein erstes und ein zweites Kupplungsteil, die beide durch die Vorsprünge 11 und die Nuten 12 leicht kuppelbar siad. Die Kupplung 2,3 ist dabei so beschaffen, daß die beiden Teile 2,3 bei ihrer Verbindung zugleich durch die zwischen Ihnen angeordnete Dichtung 16 abgedichtet werden. Für die Erleichterung der Kupplung weisen die Nuten* 12 im Teil 8 einen zunächst etwa in Achsrichtung des Schaftrohres 2 verlaufenden Eingangsteil 12a und dann anschließend einen schräg oder senkrecht zur Achsrichtung verlaufenden Führungs teil 12b auf. Die Richtung von Teil 12b ist so gewählt, daß die Nutwandung bei der Drehung der zu kuppelnden Teile 2,3 den Vorsprung 11 in Richtung auf eine Raste R führt. Die Raste R verhindert, daß sich die beiden so zusammengefügten Teiler 2,3 ohne erneute rückläufige Drehung der Teile wieder lösen können. Wenn beispielsweise der Rohrgewindeanschluß 3 ortsfest aufgehängt ist, kann das oft sehr schwere Schaftrohr 2 zur Kupplung angehoben und lose in die Kupplung 3 eingehängt werden. In gleicher Weise können die locker gelösten Kupplungsteile nicht auseinanderfallen, sondern werden besonders aus der Verbindung herausgehoben und abgesenkt. Beim Zusammensetzen der Kupplungsteile 2,3 am Schaftrohr 2 und am Rohrgewindeansatz 3 werden zunächst der Ansatz 8 und das Teil 35 so ineinandergesteckt, daß der oder die Vorsprünge 11 in die Nutenteile 12a eingreifen. Anschließend werden das Schaftrohr 2 und das_Jeil 3 oder 35 so gegeneinander verdreht, daß sich die Vorsprünge 1T entlang der Nutenteile 12b bewegen bis sie als Endlage die Raste R erreichen. Die raste R wird durch eine Ausdehnung der Nute 12b in Achsrichtung erzielt, vorzugsweise in Richtung auf die Fläche -9- .Zur Vollendung der Kupplung ist auf dem Rohrgewindeanschlußteil 3 ein Klemmring 25 so verschiebbar, daßThe shaft tube 2 and the pipe thread connection 3 practically form a first and a second coupling part, both of which can be easily coupled by means of the projections 11 and the grooves 12. The coupling 2,3 is designed in such a way that the two parts 2,3 are simultaneously sealed when connected by the seal 16 arranged between them. To facilitate coupling, the grooves* 12 in part 8 have an input part 12a which initially runs approximately in the axial direction of the shaft tube 2 and then a guide part 12b which runs obliquely or perpendicularly to the axial direction. The direction of part 12b is selected in such a way that when the parts 2,3 to be coupled are rotated, the groove wall guides the projection 11 in the direction of a notch R. The notch R prevents the two dividers 2,3 joined together in this way from coming apart again without the parts being rotated backwards again . If, for example, the pipe thread connection 3 is suspended in a fixed position, the often very heavy shaft tube 2 can be lifted up to the coupling and loosely hooked into the coupling 3. In the same way, the loosely released coupling parts cannot fall apart, but are specifically lifted out of the connection and lowered. When assembling the coupling parts 2,3 on the shaft tube 2 and the pipe thread attachment 3, the attachment 8 and the part 35 are first inserted into one another in such a way that the projection(s) 11 engage in the groove parts 12a. Then the shaft tube 2 and the part 3 or 35 are rotated against one another in such a way that the projections 1T move along the groove parts 12b until they reach the end position of the catch R. The notch R is achieved by extending the groove 12b in the axial direction, preferably in the direction of the surface -9-. To complete the coupling, a clamping ring 25 is displaceable on the pipe thread connection part 3 so that
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er den Vorsprung 11 fest in die Raste R zieht. Zur Verschiebung ist das Teil 3 mit einem Außengewinde und der Ring 25 mit einem Innengewinde versehen. Die einander zugewandten Flächen 9 des Ansatzes 8 und 14 des Klemmrings 25 sind so angeordnet und bemessen, daß sie fest gegeneinander gedtückt werden und ihre Verbindung abdichten. Es ist aber auch möglich, ein Kupplungsteil ständig am Bohrgerät zu belassen und nur die diversen Schaftrohr auszuwechseln bzw. anzukuppeln. Die so geschaffene, kompakte und dichte Einheit wird in bekannter Weise mit dem Gewindeanschluß 18 des nur &iacgr; \) angedeuteten Bohrgerätes 19 verbunden. Nach dem Gebrauch werden das Schaftrohr 2 und der Rohrgewindeanschluß 3 wieder voneinander durch Drehung der Teile getrennt. Die Trennung erfordert keine Werkzeuge. Zur Erleichterung der Trennung von evtl stärker verklemmten Teilen kann die Außenseite des Teiles 25 gerändelt sein oder andere Grifferleichterungen aufweisen. Außerdem kann eine Einfräsung F zum Ansetzen von Werkzeugen vorgesehen sein.he pulls the projection 11 firmly into the notch R. For displacement, the part 3 is provided with an external thread and the ring 25 with an internal thread. The facing surfaces 9 of the attachment 8 and 14 of the clamping ring 25 are arranged and dimensioned in such a way that they are pressed firmly against each other and seal their connection. However, it is also possible to leave a coupling part permanently on the drilling device and only replace or couple the various shaft tubes. The compact and tight unit created in this way is connected in a known manner to the threaded connection 18 of the drilling device 19 (only indicated in FIG. 1) . After use, the shaft tube 2 and the pipe thread connection 3 are separated from each other again by rotating the parts. The separation does not require any tools. To make it easier to separate parts that may be more tightly jammed, the outside of the part 25 can be knurled or have other gripping features. In addition, a recess F can be provided for the attachment of tools.
Am Innenrand der Fläche 9 sind Vorsprünge 91 in Richtung auf das andere Kupplungsteil angeordnet. Im Klemmring 25 ist der Innenbereich 141 neben der Fläche 14 so geformt oder abgedreht, daß die Vorsprünge 91 in den Klemmring 25 eintauv--v chen können, wenn dieser zur Verklemmung der Flächen 9, 14 bzw. der Bolzen 11 in den Nuten 12 auf den Ansatz 8 zu verddreht wird. Dabei soll zwischen den Vorsprüngen 9 1 und der Wandung 142 des Bereiches 141 gerade soviel Distanz bleiben, daß die Flächen 142 und 92 sich nicht ohne weiteres berühren. Dadurch wird erreicht, daß die Flächen 14 1 und 92 nicht zur Zentrierung der. Kupplungsteile 2,3 beitragen und diese auch nicht ungünstig beeinflussen können, was beispielsweise geschehen könnte, wenn die beiden Teile nicht mehr genau in Achsrichtung fluchten würden durch den Einfluß der beiden Wandungen 92, 142.On the inner edge of the surface 9, projections 91 are arranged in the direction of the other coupling part. In the clamping ring 25, the inner area 141 next to the surface 14 is shaped or turned in such a way that the projections 91 can penetrate into the clamping ring 25 when the latter is turned towards the shoulder 8 to clamp the surfaces 9, 14 or the bolts 11 in the grooves 12. There should be just enough distance between the projections 91 and the wall 142 of the area 141 so that the surfaces 142 and 92 do not touch one another without further ado. This ensures that the surfaces 141 and 92 do not contribute to the centering of the coupling parts 2, 3 and cannot have an adverse effect on them, which could happen, for example, if the two parts were no longer exactly aligned in the axial direction due to the influence of the two walls 92, 142.
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Die Vorsprünge 91 und die entsprechende Form 14 1 im Klemmring ermöglichen eine geringere Festigkeit der verwendeten Materialien und Abmessungen. Es wird dadurch möglich, statt eines hochfesten Stahls Keramik oder Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärkten Kunststoff GFK oder ein Polyamid der Typen PA 6 oder PA 6,6 oder einen polykristallinen Kunststoff zu verwenden- Vorzugsweise "wird ein Kunststoff eingesetzt, wie er bereits als Lagerwerkstoff Verwendung findet. Das sind Kunststoffe, die wenig Wasser aufnehmen und leicht bearbeitbar sind. Während des Betriebes werden über die Kupplung hohe Kräfte übertragen. Dabei können Kräfte "'---■ eine Verformung des Materials bewirken, beispielsweise radial, in Richtung der Nute 12b oder in Richtung auf das andere Kupplungsteil. Durch die beiden Klemmflächen 9 und werden Verformungen in Richtung auf das andere Kupplungsteil verhindert, da die beiden Flächen unter großem Druck gegeneinander gepreßt werden. Eine Verformung in Richtung der Nute 12b oder in radialer Richtung wird durch die Zusammenwirkung der Vorsprünge 91 und 141 unterbunden, wenn die Verformungen ein vorbestimmtes Maß übersteigen. Dann nämlich liegen die beiden Wandungen gegeneinander.The projections 91 and the corresponding shape 141 in the clamping ring allow a lower strength of the materials and dimensions used. This makes it possible to use ceramic or plastic, for example glass fiber reinforced plastic GRP or a polyamide of the types PA 6 or PA 6.6 or a polycrystalline plastic, instead of high-strength steel. Preferably, a plastic is used such as is already used as a bearing material. These are plastics that absorb little water and are easy to work with. During operation, high forces are transmitted via the coupling. Forces can cause a deformation of the material, for example radially, in the direction of the groove 12b or in the direction of the other coupling part. The two clamping surfaces 9 and 12 prevent deformation in the direction of the other coupling part, since the two surfaces are pressed against each other under great pressure. A deformation in the direction of the groove 12b or in the radial direction is prevented by the interaction of the projections 91 and 141 if the deformation exceeds a predetermined amount. Then the two walls lie against each other.
Um die Wirksamkeit der gegeneinandergedrückten Stirnflächen ^.: 9 und 14 zu erhöhen, werden diese Flächen so groß wie mög-"" lieh gemacht. Zu diesem Zweck wird der Außendurchmesser des Klemmrings 25 im Bereich der Fläche 14 größer bemessen als es der Dicke dieses Klemmrings entspricht.In order to increase the effectiveness of the end faces 9 and 14 pressed against each other, these surfaces are made as large as possible. For this purpose, the outside diameter of the clamping ring 25 in the area of the surface 14 is larger than the thickness of this clamping ring.
In Fig. 2 ist die geschnittene Seitenansicht eines Schaftrohres 2 mit dem an 'einem Ende eingesetzten Ansatz 8 und dem angekuppelten Rohrgewindeanschlußteil 3 dargestellt. Deutlich sichtbar ist die Dichtung 16 zwischen dem Ansatz 8 und dem Ansatzteil 35.Fig. 2 shows a sectional side view of a shaft tube 2 with the extension 8 inserted at one end and the coupled pipe thread connection part 3. The seal 16 between the extension 8 and the extension part 35 is clearly visible.
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Fig. 3 zeigt die geschnittene Seitenansicht einer Kupplung. Abweichend von der in Fig. 2 dargestellten Kupplung ist hier der Vorsprung 91 mit einem etwa trapezförmigen Profil ausgebildet. Fig. 3 shows a sectional side view of a coupling. In contrast to the coupling shown in Fig. 2, here the projection 91 is designed with an approximately trapezoidal profile.
In Fig. 4 ist eine Weiterbildung der Kupplungen nach Fig. 1 - Fig. 3 für die übertragung besonders großer Kräfte dargestellt. Bei dieser Weiterbildung ist der Kunststoffkörper von einer dünnen, die Haltbarkeit steigernden Metallhülse umgeben, die aufgeschrumpft und/oder aufgeklebt ist.Fig. 4 shows a further development of the couplings according to Fig. 1 - Fig. 3 for the transmission of particularly large forces. In this development, the plastic body is surrounded by a thin metal sleeve that increases durability and is shrunk and/or glued on.
Fig. 5 zeigt eine Kupplung mit Vertiefungen 93 in dem die Nuten 12 tragenden Kupplungsstück 8. Diese Vertiefungen 93 können rechteckförrnig oder trapezförmig ausgebildet sein und als einzelne Vertiefungen oder als Nuten ausgebildet sein. Nuten haben sich als besonders geeignet erwiesen. In die Nuten" 93 greifen gratförmige Vorsprünge 144 des Klemmrings 25 ein. Auch hier ist dafür Sorge getragen, daß die Wandungen der Vorsprünge und Nuten sich ohne zusätzliche Verformungen nach der Verkupplung nicht berühren.Fig. 5 shows a coupling with recesses 93 in the coupling piece 8 carrying the grooves 12. These recesses 93 can be rectangular or trapezoidal and can be designed as individual recesses or as grooves. Grooves have proven to be particularly suitable. Ridge-shaped projections 144 of the clamping ring 25 engage in the grooves" 93. Here too, care is taken that the walls of the projections and grooves do not touch one another without additional deformation after coupling.
Die vorstehend anhand der Figuren beschriebene Kupplung kann , . , als Teil der Gestängerohre verwendet werden. Die Kupplungsteile können aber auch als gesonderte Bauteile vielseitig eingesetzt werden.The coupling described above using the figures can be used as part of the drill pipes. The coupling parts can also be used in a variety of ways as separate components.
In Fig. 6 ist ein Schaftrohr 2 mit einem Kupplungsstück 8 dargestellt, das in das Sch-aftrohr 2 eingepaßt, mit diesem mittels eines hochfe-sten- Klebers verklebt und zusätzlich mittels Nieten 81, Schrauben oder dergl.verbunden ist. Das Kupplungsteil 8 ist mit einem Gewinde 82 versehen, das zur Aufnahme üblicher Rohranschlußgewindeteile ausgebildet ist.In Fig. 6, a shaft tube 2 is shown with a coupling piece 8, which is fitted into the shaft tube 2, glued to it using a high-strength adhesive and additionally connected using rivets 81, screws or the like. The coupling part 8 is provided with a thread 82, which is designed to accommodate conventional pipe connection thread parts.
Die Verwendung der Kupplungsteile aus Kunststoff führt zu einer wesentlichen Verringerung der Bohrgeräusche.The use of plastic coupling parts leads to a significant reduction in drilling noise.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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DE8717947U DE8717947U1 (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Coupling, especially for diamond core bits with shaft tube and pipe thread connection |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873736302 DE3736302A1 (en) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | Coupling, in particular for diamond drilling bit with stem pipe and pipe-thread connection |
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ID=25861153
Family Applications (1)
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-
1987
- 1987-10-27 DE DE8717947U patent/DE8717947U1/en not_active Expired - Lifetime
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