FI84746C - Borrelement foer slagborrning. - Google Patents

Description

1 84746

Poraelementti iskuporausta varten Tämä keksinnön kohde on poraelementti iskuporausta varten, kuten poran tanko, kytkinholkki tai poran terä, 5 jolloin poraelementti käsittää lieriömäisen sisäpuolisen tai ulkopuolisen ruuvikierteen, jonka ulkohalkaisija on alle 30 mm, edullisesti alle 25 mm ja pienempi, ja ainoastaan yhden sisääntulon ja jolloin poraelementti on tarkoitettu kytkettäväksi iskuporariviin sisältyvään toiseen po-10 raelementtiin, ja jolloin ruuvikierteen kaarevuussäde on vakio sekä sen huipussa että sen pohjassa.

Keksintö koskee pääasiassa sellaisia poraelementte-jä, joissa on pyöreiksi tai köysikierteiksi kutsuttua tyyppiä olevat kierteet. Näillä kierteillä on vakio kaare-15 vuussäde sekä kierteen huipussa että pohjassa. Jotta voitaisiin välttää kierteen niiden osien, joiden kierrepinta on melkein yhdensuuntainen poraelementin pituusakselin kanssa, muodostuminen kiilamaiseksi, kaarevuussäde on ul-kokierteen huipussa ja sisäkierteen pohjassa vähän suurem-20 pi kuin kaarevuussäde vastaavasti ulkokierteen pohjassa ja sisäkierteen huipussa. Keksintöä voidaan kuitenkin soveltaa yleisesti sellaisiin poraelementteihin, joissa on vain yhden sisääntulon käsittävät lieriömäiset ruuvikierteet.

Aikaisemman rakenteen mukaiset köysikierteet ovat 25 osoittautuneet toimivan hyvin suhteellisen suuria kierre-halkaisijoita varten, kun niitä käytetään sellaisissa kal-lioporissa, joiden porausvoima on pienen ja keskisuuren voiman välillä. Kierteen profiili pysyy tällaisissa tapauksissa muuttumattomana kierteen halkaisijasta riippu-30 matta. On kuitenkin osoittautunut, että pienempiä kierre-halkaisijoita, lähinnä 22 mm ja 25 mm standardikokoja varten, käyttöikä- ja aukikiertymisominaisuudet eivät ole tyydyttäviä. Nämä negatiiviset piirteet painottuvat, jos porauslaitteita käytetään pienellä työpaineella, toisin .35 sanoen työpaineen ollessa alle 7 baria. Pääsyynä kierteen 2 84746 nopeaan kulumiseen on, että kierre kiertyy liian helposti auki ja tärisee irti säännöllisin väliajoin porausta suoritettaessa. Tämä aiheuttaa niin sanottujen pistesyöpymien syntymisen kylkiin.

5 Käsiteltävän keksinnön tavoitteena on saada aikaan sellainen poraelementti, jolla on pienempiä kierrehalkai-sijoita varten pitempi käyttöikä ja parannetut aukikierty-misen esto-ominaisuudet standardityyppisiin köysikiertei-siin verrattuna.

10 Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan sel lainen poraelementti, jolla on pitkä käyttöikä ja hyvät aukikiertymisen esto-ominaisuudet myös pienellä työpaineella.

Keksinnön näihin ja muihin tavoitteisiin päästään 15 sellaisella poraelementillä, jolle on tunnusomaista, että kierrenousu on pienempi kuin 12 mm, että ruuvikierteen kylki on pienempi kuin 69° ja että ruuvikierteen nousukulma on pienempi kuin 11°, mutta suurempi kuin 5,6°.

Piirustuksissa 20 kuvio 1 esittää kytkintä iskuporarivissä mainitun kytkimen käsittäessä kaksi tangon päätä ja kytkinholkin ja mainittujen elementtien käsittäessä keksinnön mukaiset kierteet, kuvio 2 esittää yhden tangon pään, jossa on keksin-25 nön mukainen kierre, kuvio 3 esittää suurennetussa mittakaavassa osaa kuvion 1 kytkimestä, ja kuvio 4 esittää suurennetussa mittakaavassa yhtä kuvion 3 elementeistä.

30 Standardimallisissa köysikierteissä on sama kierre- profiili 22 - 51 mm halkaisija-aluetta varten. Kierrepro-fiilin kierrenousu on 12,7 mm, sen kierresyvyys on 1,6 mm, sen nousukulma on noin 11,3°, sen kierrekylki on noin 69°, ja sen kaarevuussäteet kierteen huipussa ja pohjassa ovat 35 vastaavasti 6,0 ja 5,5 mm. Kuten edellä mainittiin, tämä 3 84746 kierre on osoittautunut epätyydyttäväksi sen käyttöiän ja aukikiertymisominaisuuksien vuoksi pienemmillä halkaisijoilla nimenomaan silloin, kun työpaine on pieni.

Aukikiertyvien kierteiden vääntömomenttia varten 5 pätee seuraava kaava u - cos 6 tan α (1) M = F ♦ dn/2 cos β + μ tan α + F ♦ μ ♦ rB, M = aukikiertyrnisen vääntömomentti 10 F käytetty voima dB = tehollinen halkaisija tai keskimäärinen halkaisija β = kylkikulma kuviossa 4 määritettynä a = nousukulma 15 μ kitkakerroin ja rm = keskimääräinen säde päätypintaa varten

Kylkikulma β lasketaan seuraavista kaavoista

20 r + R

(2) cos (β - a) = \ /-2- W(f) + (R + r - hr 25 r + R - h (3) tan α = s/2 r = kaarevuussäde kierteen alapäässä R = kaarevuussäde kierteen yläpäässä ; 30 s = kierrenousu ja h = profiilin korkeus tai kierteen syvyys.

Keskimääräinen halkaisija DB lasketaan kaavasta 35 (4) D„ = Dy - h ± (R - r) (----1) , 7 COS (90 - β

Dy = kierteen ulkohalkaisija, plus-merkki tarkoittaa ulkokierrettä ja miinus-merkki sisäkierrettä.

4 84746

Nousukulma a lasketaan kaavasta s ( 5) tan a = D„ ♦ n 5 Kaavasta (1) voidaan nähdä, että aukikiertyvien kierteiden vääntömomentti on nousukulman a ja kylkikulman β funktio. Voidaan mainita, että mitä pienempiä nousukulma a ja kylkikulma β ovat, sitä vaikeampi kierteen on kiertyä auki. Näin ollen kylkikulman β pitäisi pysyä muuttumatto-10 mana eikä kasvaa, kun nousukulma a pienenee, tiukemman kierreliitännän aikaansaamiseksi.

Kuviossa 1 esitetyssä kytkimessä kaksi iskuporan tankoa 10, 11 on yhdistetty toisiinsa kytkinholkilla 12. Poratangoissa 10, 11 on lieriömäinen ulkoruuvikierre 15. 15 Kuten kuviosta 4 voidaan nähdä, kylkikulma β on määritetty kierrekyljen kaltevuudeksi tasoon nähden, joka on kohtisuorassa poraelementin pituusakseliin 17 nähden. Kuviosta 4 voidaan myös nähdä, kuinka kierrenousu s ja profiilinkorkeus tai kierteen syvyys määritetään.

20 Keksinnön mukaan on yllättäen käynyt ilmi, että jos standardoitujen köysikierteiden nousukulma a pienenee, toisin sanoen a < 11°, ja standardoitujen köysikierteiden kylkikulma β pienenee, toisin sanoen β < 69°, saadaan pienempien halkaisijoiden osalla sellainen kierreliitäntä, 25 joka on hyvin pitkäikäinen ja jolla on hyvät aukikiertymi-sen esto-ominaisuudet sekä normaalilla työpaineella, toisin sanoen noin 7 barin paineella, että alhaisella työpaineella, joka on alle 7 baria. Keksinnön mukaan nousukulma a on yli 5,6° ja kierteen kierrenousu s on alle 12 mm. Täs-. 30 sä tapauksessa pienempiä halkaisijoita ovat ne halkaisijat, joiden ulkohalkaisija on pienempi kuin 30 mm, lähinnä 22 mm ja 25 mm standardihalkaisijat. Keksinnön mukaisessa kierteessä on vain yksi sisääntulo.

Eräässä suositettavassa rakenteessa nousukulma a on . 35 5,6° - 7,6°, kierrenousu on alle 9 mm, kaarevuussäde R ruu- 5 84746 vikierteen huipussa on alle 6 mm, mieluimmmin alle 4 mm, ja profiilin korkeus on alle 1,6 mm, mieluimmin alle 1,5 mm. Kaarevuussäteen R ja profiilin korkeuden h välinen suhde on alle 3,75, mieluimmin alle 2,6.

5 Julkistetussa rakenteessa nousukulma a on noin 6,6°, kierrenousu s = 7,5 mm, kaarevuussäde R = 3,0 mm, kylki-kulma β on noin 60° ja profiilin korkeus h = 1,35 mm. Tästä on tuloksena, että suhde R : h on noin 2,2. Kaarevuussäde r on ruuvikierteen pohjassa 2,5 mm ja molemmilla kaare-10 vuussäteillä R ja r on vakioarvo.

Julkistetussa rakenteessa ruuvikierre on pääasiassa muodoltaan kupera tai kovera, toisin sanoen kaarevuussä-teillä r, R on vakioarvot. Kierreprofiili voi kuitenkin vaihdella patenttivaatimusten puitteissa, toisin sanoen 15 pitäisi taata, että ne kierrekyljet 16, joissa kosketus tapahtuu, on suunniteltu keksinnön mukaan. Vastakkaista kierrekylkeä ja myös väliosia 19, 20 voidaan kuitenkin muuttaa, niin että saadaan sellainen kierreprofiili, jonka kaarevuussäde vaihtelee. Julkistetussa rakenteessa keksin-20 tö koskee kahden poratangon välistä kytkintä. Keksintöä voidaan kuitenkin soveltaa iskuporarivin kaikkiin elementteihin, esimerkiksi poran teriin.

Claims (10)

1. Poraelementti iskuporausta varten, kuten poran tanko (10;11), kytkinholkki (12) tai poran terä, jolloin 5 poraelementti (10;11;12) käsittää lieriömäisen sisäpuolisen (15) tai ulkopuolisen (13;14) ruuvikierteen, jonka ul-kohalkaisija on alle 30 mm, edullisesti alle 25 mm ja pienempi, ja ainoastaan yhden sisääntulon ja jolloin poraelementti (10;11;12) on tarkoitettu kytkettäväksi iskuporari-10 viin sisältyvään toiseen poraelementtiin, ja jolloin ruuvikierteen kaarevuussäde on vakio sekä sen huipussa että sen pohjassa, tunnettu siitä, että kierrenousu (s) on pienempi kuin 12 mm, että ruuvikierteen kylkikulma (B) on pienempi kuin 69° ja että ruuvikierteen nousukulma (a) 15 on pienempi kuin 11°, mutta suurempi kuin 5,6°.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen poraelementti, tunnettu siitä, että nousukulma (a) on 5,6°- 7,6°, edullisesti suuruusluokkaa 6,6°.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen poraele-20 mentti, tunnettu siitä, että kierrenousu (s) on pienempi kuin 9 mm, edullisesti 7,5 mm.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen poraelementti, tunnettu siitä, että kaarevuussäde (R) ruuvikierteen huipussa on pienempi kuin 6 mm, edulli- \ 25 sesti pienempi kuin 4 mm, edullisesti 3,0 mm.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen poraelementti, tunnettu siitä, että kylkikulma (B) on suuruusluokkaa 60°.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 30 poraelementti, tunnettu siitä, että ruuvikierteen profiilin korkeus (h) on pienempi kuin 1,6 mm.

6 84746

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen poraelementti, tunnettu siitä, että profiilin korkeus (h) on pienempi kuin 1,5 mm, edullisesti 1,35 mm.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 7 84746 poraelementti, tunnettu siitä, että kaarevuussä-teen (R) ja profiilin korkeuden (h) välinen suhde (R:h) on pienempi kuin 3,75.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen poraelementti, 5 tunnettu siitä, että kaarevuussäteen (R) ja profiilin korkeuden (h) välinen suhde (R:h) on pienempi kuin 2,6, edullisesti suuruusluokaa 2,2.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen poraelementti, tunnettu siitä, että ruuvikierre on 10 suurimmalta osaltaan muodoltaan kupera tai kovera, jolloin kaarevuussäde (r) ruuvikierteen pohjassa on hieman pienempi, edullisesti 0,5 mm pienempi kuin kaarevuussäde (R) ruuvikierteen huipussa, ja edullisesti 2,5 mm, ja jolloin molemmilla kaarevuussäteillä on vakioarvot. 8 84746