FI59848C

FI59848C - SKRAV FOER SLAGBORRSTAENGER

Info

Publication number: FI59848C
Application number: FI31/72A
Authority: FI
Inventors: Ernst Lennart Johansson; Karl Lennart Goesta Lumen
Original assignee: Sandvik Ab
Priority date: 1971-01-07
Filing date: 1972-01-07
Publication date: 1981-10-12
Also published as: BR7200085D0; AU3757072A; FR2121657B1; CH533758A; GB1367711A; NO134763B; DE2200514C3; IT944656B; CA938118A; FI59848B; DE2200514B2; ES398631A1; SE388240B; ZA718696B; DE2200514A1; AT313828B; FR2121657A1; NO134763C; JPS554912B1; AU467200B2

Description

«jjftr*| M (11)KUULUTUSJULKAISU 5 984 8«Jjftr * | M (11) ANNOUNCEMENT 5 984 8

Ma lJ ' } UTLÄGGN I NGSSKRIFT O 7 O OMa lJ '} UTLÄGGN I NGSSKRIFT O 7 O O

5¾¾¾ C (45) Ta^ntti ; i;;i , iato.it -noidoiat ^ * / (51) Kv.«k.3/lntXI.3 E 21 B 17/042 SUOMI—FINLAND (21) p*t»nttlh*k«mu*—p*ttnt*ieekninf 3i/72 (22) Haktmlsptlvi — Anseknlnjsdif Q7.Q1.72 (23) AlkupSIvi—GlMghetsdag qj q^ j£ (41) Tullut Julkiseksi — BlivK offantllg 0g qj jj5 ° C (45) Ta ^ ntti; i ;; i, iato.it -noidoiat ^ * / (51) Kv. «k.3 / lntXI.3 E 21 B 17/042 FINLAND — FINLAND (21) p * t» nttlh * k «mu * —p * ttnt * ieekninf 3i / 72 (22) Haktmlsptlvi - Anseknlnjsdif Q7.Q1.72 (23) Initials — GlMghetsdag qj q ^ j £ (41) Become Public - BlivK offantllg 0g qj jj

Patentti· ja rekisterihallitusPatent and Registration Office

1 (44) Nihtivikilpanon Ja kuuLjulkaltun pvm. — , Q1 (44) Date of Nihtivikilpanon ja kuLulkaltun. -, Q

Patent· och registerstyrelsen ' An*ök*n utlagd och utl.ikriftan publkerad 3U,Ub.öl (32)(33)(31) Pyyd***^ etuoikeu*—8*gird prlorltet 07,01.71 USA(US) IQU560 (71) Sandvik Aktiebolag, 8ll 01 Sandviken 1, Ruotsi-Sverige(SE).Patents and registration requirements of the United States and the United Kingdom are published in the Official Journal of the European Union (3), OJ C (32) (33) (31) Request for prior authorization 07,01.71 USA (US) IQU560 (71) Sandvik Aktiebolag, 8ll 01 Sandviken 1, Sweden-Sweden (SE).

(72) Ernst Lennart Johansson, Sandviken, Karl Lennart Gösta Lumen,(72) Ernst Lennart Johansson, Sandviken, Karl Lennart Gösta Lumen,

Sandviken, Ruotsi-Sverige(SE) (7^) Oy Kolster Ab (5M Liitos iskuporatankoja varten - Skarv för slagborrstänger Tämän keksinnön kohteena on iskuporatankojen liitos, joka koostuu kahdesta ulkoisesti kierteitetystä tangosta, jotka on kytketty toisiinsa sisäisesti kierteitetyllä hoikilla, jolloin tankojen päät on sovitettu toisiaan vasten iskuvoiman siirtämiseksi ja jolloin ainakin toisessa tangossa on vähintään kaksi kierrekertaa, jotka ovat kierteettömän väliosan erottamat ja jotka on tarkoitettu käytettäväksi siten, että ensin käytetään ulompaa kierrekertaa, jonka jälkeen se leikataan pois ja käytetään sisempää kierrekertaa.The present invention relates to a joint for percussion drill rods consisting of two externally threaded rods connected to each other by an internally threaded sleeve, the ends of the rods being arranged against each other to transmit the impact force and wherein the at least one rod has at least two turns separated from the unthreaded intermediate and intended to be used by first using an outer thread, then cutting it off and using an inner thread.

Tämäntapainen liitos on esitetty US-patenttijulkaisussa no 3 211 484. Siinä kierteet on erotettu toisistaan paksummalla osalla, joka muodostaa pysäyttimen osuen liitosholkin päähän, jolloin tangon kierteen kiertäminen liikaa liitosholkkiin tulee estetyksi. Tällä ratkaisulla on se epäkohta, että tangon kierteen sisäpää on kosketuksessa hoikkiin, mikä lisää väsymysmur-tumisen vaaraa.Such a joint is disclosed in U.S. Patent No. 3,211,484, in which the threads are separated by a thicker portion which forms a stop hitting the end of the connecting sleeve, thereby preventing the thread of the rod from rotating too much into the connecting sleeve. This solution has the disadvantage that the inner end of the rod thread is in contact with the sleeve, which increases the risk of fatigue breakage.

Keksinnön mukaiselle liitokselle on sen sijaan tunnusomaista se, että holkki sinänsä tunnetulla tavalla on sisäpuoli- 59848 2 sesti varustettu keskustastaan rengasmaisen harjanteen muodossa olevalla pysäyttimellä, joka kummallakin puolella on pora-akselin kanssa koaksiaalisen pyörähdyspinnan rajoittama, jonka emä-viiva on kalteva, että kierteettömän osan muodostaa rajoitin, joka sijaitsee hoikin päätyosien kohdalla ja jonka halkaisija on pienempi kuin tankokierteen pohjahalkaisija, ja että tangon molempien kierrekertojen ulommassa päässä on kosketuspinta, joka on muodostettu pintakosketusta varten hoikin harjanteen kanssa. Kun ulompi kierre on leikattu pois, voi kierteetön rajoitin tukeutua hoikin pysäyttimeen.Instead, the joint according to the invention is characterized in that the sleeve is provided in a manner known per se internally with a stop in the form of an annular ridge, which on each side is bounded by a rotating surface coaxial with the drill shaft, the base line of which is inclined forms a stop located at the end portions of the sleeve and having a diameter smaller than the bottom diameter of the rod thread, and that the outer end of both turns of the rod has a contact surface formed for surface contact with the ridge of the sleeve. Once the outer thread has been cut off, the non-threaded stop can rest on the sleeve stop.

Seuraavassa selitetään keksintöä yksityiskohtaisesti viitaten oheiseen piirustukseen.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawing.

Kuvio 1 esittää kahta poratankoa, jotka on kytketty yhteen keksinnön mukaisesti, ja tässä on osa kytkentäholkista leikattu pois, kuvio 2 esittää leikkauskuvantoa kytkentäholkista, ja kuvio 3 esittää sivukuvantoa keksinnön mukaisesta pora-tangosta .Fig. 1 shows two drill rods connected together according to the invention, here a part of the coupling sleeve is cut away, Fig. 2 shows a sectional view of the coupling sleeve, and Fig. 3 shows a side view of a drill rod according to the invention.

Kuvion 1 mukaisesti on poratangot 10 ja 11 kytketty yhteen koaksiaalisesti hoikilla 12. Holkki 12 on varustettu kierteillä 13 ja 14 kuvion 2 mukaisesti, Kierteet 13 kytkevät tancjon 10 kierteet 20. Tangon 11 samanlaiset kierteet 20a kytkevät hoikin kierteet 14. Tankojen 10 ja 11 päät osuvat vastakkain kohdassa 23 ja hoikin 12 keskiosassa on pysäytin 15.According to Figure 1, the drill rods 10 and 11 are connected coaxially by a sleeve 12. The sleeve 12 is provided with threads 13 and 14 as shown in Figure 2. The threads 13 connect the threads 20 of the die 10. The similar threads 20a of the rod 11 connect the threads 14 opposite at point 23 and in the middle of the sleeve 12 there is a stop 15.

Kuviossa 2 näytetään hoikin yksityiskohdat, mm. kummassakin päässä oleva viiste 12a kosketuksen välttämiseksi tangon kierteen sisäpään kanssa. Pysäyttimessä 15 on vastakkaiset, kartiomaiset sivut 16 ja 17 ja näytetyssä toteutusmuodossa on näillä noin 30° kulma hoikin akseliin nähden.Figure 2 shows the details of the sleeve, e.g. a chamfer 12a at each end to avoid contact with the inner end of the rod thread. The stop 15 has opposite, conical sides 16 and 17 and in the embodiment shown they have an angle of about 30 ° with respect to the axis of the sleeve.

Kuvio 3 näyttää tangon, jolla on päätypinta 23 ja kartio-mainen väliosa 21 sekä sylinterimäinen osa 22, jota kuvataan lähemmin jäljempänä. Kierteiden 20 ja toisen kierrekerran 25 välissä on kierteetön rajoitin 24, jolla on pienempi poikkileikkauspinta ja johon kuuluvat kartiomaiset tai viettävät välialueet 27 ja 29. Toisen kierrekerran 25 ulomman tai kauimpana olevan pään kohdalla on toinen osa 26, jolla on pienempi poikkileikkauspinta, jonka muoto vastaa osan 124 muotoa. Erityisen huomionarvoinen seikka on se, että osan 24 muoto on sellainen, että kun kierteet 20 ovat kuluneet tai rikkoutuneet ja ne 3 59848 poistetaan leikkaamalla osan 24 poikkisuuntaan, on tangolla kierteiden 25 vieressä jäljellä olevalla osalla muoto, joka vastaa tangon pään muotoa 21 ja 22, antaen siten lyhennetylle tangolle samanmuotoisen pään. Osan 24 läpimitan tulisi olla enintään sama kuin tangon kierteen pöhjahalkaisija ja mieluiten hieman pienempi. Hoikissa olevalla pysäyttimellä tulisi vastaavasti olla sisähalkaisija, joka on sama tai hieman pienempi kuin hoikin kierteen sisähalkaisija.Figure 3 shows a rod having an end face 23 and a conical intermediate portion 21 and a cylindrical portion 22, which will be described in more detail below. Between the threads 20 and the second thread 25 there is a threadless stop 24 having a smaller cross-sectional area and including conical or extensible spacers 27 and 29. At the outer or distal end of the second thread 25 there is a second portion 26 having a smaller cross-sectional surface corresponding to part 124 shapes. Of particular note is that the shape of the portion 24 is such that when the threads 20 are worn or broken and removed by cutting 59848 in the transverse direction of the portion 24, the portion remaining adjacent to the threads 25 has a shape corresponding to the shape of the rod end 21 and 22, thus giving the shortened rod a similarly shaped end. The diameter of the part 24 should be at most the same as the bottom diameter of the rod thread and preferably slightly smaller. Accordingly, the stop on the sleeve should have an inside diameter equal to or slightly smaller than the inside diameter of the sleeve thread.

Hoikilla oleva pysäytin 15 muodostaa rengasmaisen harjanteen hoikin sisäpuolella, jolloin sanotun harjanteen suipentu-vat pinnat 16 ja 17 muodostavat pysäytyspinnat, jotka toimivat yhdessä yhteen sopivien pysäytyspintojen 21 kanssa, tai kun kierre 20 on leikattu pois, pysäytyspintojen 29 kanssa, jotka ovat kytketyillä tangoilla.The stop 15 on the sleeve forms an annular ridge inside the sleeve, the tapered surfaces 16 and 17 of said ridge forming stop surfaces cooperating with matching stop surfaces 21 or, when the thread 20 is cut off, with stop surfaces 29 connected by rods.

Hoikin pysäytyspinnat 16 ja 17 ovat olennaisesti kartio-maiset ja niillä on suora tai hieman kupera emäviiva. Tangon pysäytyspintojen 21 ja 29 tulisi sopia yhteen pintojen 16 ja 17 kanssa, niin että syntyy pintakosketus. Tämä on tärkeää siksi, että näihin pintoihin kohdistuu melko suuri paine, kun tangon edestakainen liike siirtyy hoikkiin.The stop surfaces 16 and 17 of the sleeve are substantially conical and have a straight or slightly convex base line. The stop surfaces 21 and 29 of the rod should coincide with the surfaces 16 and 17 so that surface contact occurs. This is important because these surfaces are subjected to quite a lot of pressure as the reciprocating movement of the rod is transferred to the slender.

Huomattakoon, että pintojen 16 ja 17 muodostaessa toisaalta keskeytymättömät, rengasmaiset pyörähdyspinnat koko kehällä, ulottuu pinta 21 (ja 29) toisaalta vain suunnilleen pitkin kehän puoliskoa, koska pinta 21 on pyörähdyspinta ja kierre on kierukkamainen. Koska pinnan 21 (ja 29) kehä näin pienentyy, on erityisen tärkeää, että pysäytyspintojen välillä on hyvä yhteensopivuus. Pyörähdyspinnat 16, 17, 21 ja 29 ovat koaksiaaliset poran akselin kanssa.It should be noted that as the surfaces 16 and 17, on the one hand, form uninterrupted, annular rotating surfaces along the entire circumference, the surface 21 (and 29), on the other hand, extends only approximately along the circumferential half because the surface 21 is a rotating surface and the helix is helical. Since the circumference of the surface 21 (and 29) is thus reduced, it is particularly important that there is good compatibility between the stop surfaces. The rotation surfaces 16, 17, 21 and 29 are coaxial with the drill shaft.

Pysäytyspintojen 16, 17, 21 ja 29 tulisi olla vinosti 20-45°, mieluiten 25-35°, kulmassa. Paras arvo on 30°, mikä varmistaa hyvän tukikosketuksen ilman kiilausta ja aikaansaa tasaisen kaarevuuden väsymisen aiheuttamien murtumien vähentämiseksi. Jos kartio on kaareva, nämä kulmat edustavat keskimääräistä kartiota.The stop surfaces 16, 17, 21 and 29 should be at an angle of 20-45 °, preferably 25-35 °. The best value is 30 °, which ensures good support contact without wedge and provides a uniform curvature to reduce fractures caused by fatigue. If the cone is curved, these angles represent the average cone.

Pyöristyksen säde 30 osien 21 ja 22 välissä voi olla melko pieni, esim. 2,5 mm, koska tangon pää ei ole altis väsymisen aiheuttamille vioille. Osien 28 ja 29 välinen pyöristys 31 voi olla suurempi, esim. 10 mm, väsymyshalkeilun vähentämi- 4 59848 seksi, ja kierteen takapäässä oleva pyöristys 32 voi olla samaa suuruusluokkaa. Tangon kierteen takapään kartiomuoto 27 muotoillaan huomioon ottaen väsymyslujuuden ja sen tulisi olla 20-45°. Käytännössä on 25° todettu sopivaksi arvoksi.The radius of rounding 30 between the parts 21 and 22 can be quite small, e.g. 2.5 mm, because the end of the rod is not prone to fatigue damage. The rounding 31 between the parts 28 and 29 may be larger, e.g. 10 mm, to reduce fatigue cracking, and the rounding 32 at the rear end of the thread may be of the same order of magnitude. The conical shape 27 of the rear end of the rod thread is shaped taking into account the fatigue strength and should be 20-45 °. In practice, 25 ° has been found to be a suitable value.

Viitaten erityisesti osaan 24, jolla on pienempi poikkileikkauspinta-ala, on huomattu, että tällaisilla osilla on suurempi väsymyslujuus kuin itse kierteitetyllä osalla.With particular reference to the part 24 having a smaller cross-sectional area, it has been found that such parts have a higher fatigue strength than the threaded part itself.

Kuviossa 3 näytetään väliosat 21 ja 22 vastaavasti kar-tiomaisena ja sylinterimäisenä, mutta haluttaessa voidaan väli-osa muodostaa jatkuvana, kaarevana kartiomuotona. Kuvion 3 e-sittämässä toteutusmuodossa on osan 24 keskiosassa lyhyt, suora osa 28, joka kuluneen kierreosan irtileikkauksen jälkeen muodostaa sylinterimäisen osan 22 tangon päässä.Figure 3 shows the intermediate parts 21 and 22 in a conical and cylindrical manner, respectively, but if desired, the intermediate part can be formed in a continuous, curved conical shape. In the e-shaped embodiment of Figure 3, the central portion of the portion 24 has a short, straight portion 28 which, after cutting off the worn thread portion, forms a cylindrical portion 22 at the end of the rod.

Kun poratankokytkin kootaan yhteen, kierretään yksi tanko-osa hoikkiin, kunnes se koskettaa pysäyttimeen 15, ja sitten kierretään toinen tanko-osa hoikin toiseen päähän. Väliosien 21 ja 22 aksiaaliset mitat ovat sellaiset, että vastakkain olevien tankojen päät 23 kohtaavat toisensa juuri ennen kuin toinen tanko koskettaa pysäyttimeen 15, jolloin iskuvoimat siirtyvät suoraan tukipinnan 23 kautta eikä hoikin kautta. Jos niin halutaan, voidaan ensimmäinen tanko-osa kiertää sisälle niin pitkälle kuin se menee ja sitten kiertää takaisin kierroksen pienen murto-osan verran, niin että osa 21 sijoittuu hyvin pienen välimatkan päähän pysäyttimen 15 sivusta 16, ja kun toinen tanko pannaan sisälle, sen päätypinta koskettaa ensimmäisen tangon päätypintaan, juuri ennen kuin sen osaa 21 vastaava väliosa iskee pysäyttimen 15 vastakkaiseen sivuun 17. Tässäkin tapauksessa siirtyvät kaikki iskuvoimat tankojen päätypintojen kautta, koska kumpikaan tangoista ei kosketa suoraan pysäyttimeen 15. Kummassakin tapauksessa nähdään, että pieni välys on olemassa pysäyttimen 15 toisen tai kummankin pinnan 16 ja 17 ja tankopäiden kar-tiomaisten pintojen, kuten 21, välillä, kun päät 23 koskettavat toisiinsa.When the drill rod coupling is assembled, one rod portion is threaded into the sleeve until it contacts the stop 15, and then the other rod portion is threaded to the other end of the sleeve. The axial dimensions of the intermediate parts 21 and 22 are such that the ends 23 of the opposing bars meet each other just before the other bar contacts the stop 15, whereby the impact forces are transmitted directly through the support surface 23 and not through the sleeve. If desired, the first rod part can be screwed in as far as it will go and then rotated back by a small fraction of a turn so that the part 21 is located at a very small distance from the side 16 of the stop 15, and when the second rod is inserted, its end face contacts the end face of the first rod just before an intermediate portion corresponding to its part 21 strikes the opposite side 17 of the stop 15. Again, all impact forces are transmitted through the end surfaces of the rods, as neither rod directly touches the stop 15. In either case it is seen that there is a small clearance or between each surface 16 and 17 and the conical surfaces of the rod ends, such as 21, when the ends 23 are in contact with each other.

Hoikin pituus ja kierrekertojen pituus suunnitellaan sellaiseksi, että osien ollessa koottuina on hoikin 12 kevennetty, ulompi pää, kuten esim. viiste 12a, osan 24 kohdalla, jolla on pienempi poikkileikkauspinta-ala, jolloin hoikin päiden ja tankojen välillä ei ole kosketusta. Tämän ansiosta pienenee murtu- 5 59848 misvaara kierrekertojen päissä. Kuten tiedetään, kohdistuu tankoihin käytössä tietty taivutusvoima ja viisteen 12a ansiosta voi tämä tapahtua ilman että tankoihin tai hoikin päihin kohdistuu liian suurta rasitusta.The length of the sleeve and the length of the turns are designed so that when the parts are assembled, the lightened outer end of the sleeve 12, such as bevel 12a, is at a portion 24 with a smaller cross-sectional area where there is no contact between the ends of the sleeve and the rods. This reduces the risk of breakage at the ends of the threads. As is known, the rods are subjected to a certain bending force in use and, thanks to the bevel 12a, this can take place without undue stress on the rods or the ends of the sleeve.

Vaikka keksintöä on kuvattu piirustuksiin viitaten, on selvää, että erilaisia muunnoksia voidaan tehdä. Esim. voidaan käyttää kolmea tai useampaa kierrekertaa kutakin tankoa varten kahden näytetyn asemesta ja haluttaessa voivat itse keirteet olla eri tyyppiä kuin kuvattu, kunhan ne ovat sopivia iskupo-ruasta vartenψ Kuvatun yksinkertaisen kierteen asemesta voidaan käyttää kaksinkertaista tai useampikertaista kierrettä.Although the invention has been described with reference to the drawings, it will be apparent that various modifications may be made. For example, three or more turns can be used for each rod instead of the two shown, and if desired, the threads themselves can be of a different type than described, as long as they are suitable for the impact drill. Double or multiple turns can be used instead of the described single thread.

Claims

6 59848 Claims:

An impact drill rod connection comprising two externally threaded rods (10, 11) connected to each other by an internally threaded sleeve (12), the ends of the rods being arranged against each other to transmit an impact force and the at least one rod having at least two turns (20). , 25) separated from the unthreaded intermediate part (24) and intended to be used by first using the outer thread (20), then cutting it out and using the inner thread (25), characterized in that the sleeve (12) itself in a known manner is provided internally with a stop (15) in the form of an annular ridge, bounded on each side by a rotating surface (16, 17) coaxial with the drill shaft, the base line of which is inclined so that the unthreaded intermediate part is formed by a stop (24) and whose diameter is less than the bottom diameter of the rod thread, and that the outer end of both turns of the rod has a contact surface (29, 30) formed for surface contact with the ridge of the sleeve.

Joint according to Claim 1, characterized in that the ridge (15) of the sleeve has a small axial clearance between the contact surfaces of the encountering rods when these end surfaces contact each other.

Joint according to Claim 1 or 2, characterized in that the inclination or average inclination of the tapered contact surfaces relative to the drill axis is 20 to 45 °, preferably 25 to 35 °.

Joint according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the diameter of the stop (15) in the sleeve is equal to or somewhat smaller than the inner diameter of the thread of the sleeve.