HU189502B - Stone bit - Google Patents

Description

A találmány kőzetfúró fúrófejjel, szárral és a fúrófejjel szemben lévő illesztővéggel, amelynél a száron a kőtörmeléknek a furatból történő elvezetésére egy vagy több, a fúrófej és az illesztővég között futó, a fúrótengellyel párhuzamos horonyfenékkel és a fúrótengelyre lényegében merőleges, a fúrófej felé eső oldallal rendelkező csigamenet formájú elvezető horony található.

Az ismert kőzetfúrók, amelyeknek a szárán egy vagy esetleg több csigamenetszerűen végigmenő elvezetőhorony található, a fúrási művelet során a kőtörmeléket - szállítócsigával azonos módon - a furat fenekéből kivezetik. Nagy mértékben problémamentesen történik ez vízszintes vagy függőlegesen felfelé irányuló fúrási helyzetben. Ezzel szemben a kőtörmelék kijuttatása függőlegesen lefelé irányuló fúrásnál gyakran nehézségeket okoz.

A kőtörmelék elvezetése a szállítócsiga elvén csak akkor lehetséges, ha az elvezető horonyban található kőtörmelék és a fúrólyuk fala között nagyobb a súrlódási ellenállás, mint a kőtörmelék és az elvezető horony felülete között. Ennek a súrlódási viszonynak a biztosítására az elvezető horony felülete általában simára van munkálva. Csak ilyen feltételek mellett képes az elvezető horony a fúrólyuk falán megtámaszkodó kőtörmeléket a fúrótengelyhez képest ferdeirányú forgó menetek segítségével a furat szájához tolni.

Ha a fent említett súrlódási viszonyok nem megfelelőek, azaz túl csekély a tapadás a kőtörmelék és a fúrólyuk fala között, akkor a kőtörmelék megmarad az elvezető horonyban és a fúrólyukban a fúró forgása következtében csak körben mozdul el. Ennek a kőtörmeléknek a kimozgatása adott esetben azáltal jön létre, hogy a fúrófejtől további folyamatosan kimunkált kőtörmelék sodródik az elvezető horonyba, amely eközben erősen tömörödik és az elvezető horony mentén lassan a fúrólyuk szája felé tolódik el. Itt tehát nem a szállítócsiga elvén történő eltávolításról van szó. A kőtörmelék mozgásának ez a módja a fúrónak a fúrólyukban történő ismert beszorulási jelenségét eredményezi, amelynek következménye végsősoron a fúrás sebességének erős csökkenése.

A kőtörmeléknek a szállítócsiga kedvező elvén történő kihordása biztosítására a kivezető horony kielégítő nagyságú keresztmetszetén kívül az is döntő jelentőségű, hogy a horonyfenék, mint ismeretes párhuzamosan fusson a fúrótengellyel. Kőtörmelékkel megfelelően kitöltött elvezető horony esetén a horonyfenék így merőleges nyomást fejt ki a kőtörmelékre a fúrólyuk furatával szemben úgy, hogy a kőtörmelék a fúrólyuk falával szembeni említett nagyobb súrlódási ellenállása következtében a kívánt módon kiemelésre kerül.

Ismert fúrónál az elvezető horony a fúró hosszmetszete irányából nézve lényegében négyszögű bemélyedést formál. Ennél a kivitelnél megmutatkozik, hogy az elvezető horony a furat anyagának különböző szilárdsága vagy a fúró változó vágóéi minősége szerinti kőtörmelék mennyiségtől függően vagy túl kicsire, vagy túl nagyra van méretezve.

Ha az elvezető horony keresztmetszete a kőtörmelék mennyiséghez viszonyítva túl kicsire van mé2 retezve, amint ez szilárdsági okokból kisebb átmérőjű fúróknál az általános eset, akkor az elvezető horony elkerülhetetlenül eltömődik és a kőtörmelék kijuttatása adott esetben a már tárgyalt, hátrányokkal járó nyomáskifejtés mellett történik. Ha ezzel szemben az elvezető horony túl nagyra van méretezve, akkor a kőtörmelék nem tölti meg a horonykeresztmetszetet és így laza szemcseként fekszik az elvezető horonyban. Mivel tehát - ha egyáltalán - a kőtörmelék rászorítása a fúrólyuk oldalfalára nem kielégítő módon következik be, ilyen módon a kőtörmelék kihordása a fúrólyukból sem kielégítő.

A találmány célja egy olyan kőzetfúró létrehozása, amely a kőtörmeléket megfelelően kivezeti és szilárdsága kis átmérőnél is magas.

Ezt a feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a horonyfenék legalábbis a horonyhossz egy részén különböző mélységű tengelyirányú szakaszokra van felosztva, valamint, hogy a horonymélység az illesztővég irányába szakaszonként lépcsőzetesen csökken.

A lépcsőzetes horonyfenékkel rendelkező elvezető horony kezdete a fúrófejhez csatlakozik és hátul az illesztővég kezdetéig terjed. A fúrófejtől a lépcsőzetes horonymélységgel rendelkező elvezető horonyba kerülő kőtörmelék először a fúrófejhez legközelebb eső,_ legnagyobb mélységű szakaszban gyűlik össze. Átlagos kőtörmelék mennyiség esetén ez a szakasz feltöltődik úgy, hogy a hozzátartozó horonyfenék szakasz az itt található kőtörmeléket a fúrólyuk oldalához nyomja. Ha a kőtörmelék mennyisége növekszik, akkor egymás után feltöltődnek a következő, valamivel csekélyebb mélységgel rendelkező szakasz, illetve szakaszok kőtörmelékkel, amit a megfelelő, a fúrótengellyel párhuzamosan futó horonyfenék szakaszok ugyancsak a fúrólyuk oldalához szorítanak. Ezzel tehát különböző kőtörmelék mennyiségnél a szállítócsiga elvén elérhető a kőtörmeléknek a megfelelő elvezetéshez szükséges hozzászorítása a fúrólyuk oldalához úgy, hogy hatékony eltávolítás jön létre.

Különösen hosszú szárral rendelkező kőzetfúróknál tehát, amelyek mélyebb fúrólyukak fúrására szolgálnak, szilárdsági okokból azonban célszerű lehet a hornyot csak a teljes hossz egy részén, lépcsőzetes horonymélységgel kialakítani. A horony ezen része és a fúrófej között egy azonos horonymélységű szakasz található. A különböző mélységű tengelyirányú részekből álló horonyhossz a fúrás irányával szembe nézve az illesztővégig a fúrófej 3-tól 7-szeres átmérőjéig terjed. A hosszúság aránya optimumot képez a jó elvezetési képesség és a nagy kopási- illetve hajlító szilárdság között. Az elvezető horonynak a fúrófejhez csatlakozó részében a kőtörmeléket a fúrófejtől utánpréselődő kőtörmelék továbbtolja. Ekkor a kőtörmelék a lépcsőzetes mélységű elvezető horony-szakaszba jut, ahol az az előzőekben tárgyalt módon a szállítócsiga elvének megfelelően továbbításra kerül.

Különösen a kőzefúró egyszerű előállíthatóságával kapcsolódóan jó elvezető képesség érhető el, ha a horonyfenék két, különböző mélységű szakaszra van osztva. Ez a kivitel elsősorban akkor válik be, ha a fúró egy meghatározott, kis mértékben változó .189 502 anyagszilárdságú fúrási közegre van szánva. Ezzel szemben a legkülönbözőbb fúrási közegekre alkalmazott fúróknál előnyös a horonyfeneket 3 különböző mélységű tengelyirányú szakaszra osztani. Ezzel a fúró a további feltételeknek a fúrófej által szállított kőtörmelék mennyiséggel történő messzemenő összehangolása következtében általánosan alkalmazhatóvá válik anélkül, hogy kérdésessé válna a fúró gazdaságos gyártása.

A legnagyobb továbbítási képességet és a fúró nagy szilárdságát kis átmérő esetén is szem előtt tartva a legkedvezőbb formájú elvezető horony akkor érhető el, ha egy további találmányi gondolat szerint annak legnagypbb mélysége tengelyirányban szélességéhez viszonyítva 1 : 2 és 1 : 10 közötti arányban áll, ahol előnyben részesítendő az 1 : 3-tól 1 ; 5-ig terjedő arány.

Szilárdsági szempontból a lépcsők átmenetei célszerűen lekerekítési sugarakkal vannak kialakítva, ugyanakkor a lekerekítési sugarak nem rövidíthetik meg említésre méltóan a tengellyel párhuzamosan haladó horonyfenék-szakaszokat. Csak a legkisebb mélységű szakasz és a szár palástfelülete közötti átmenetet lehet nagyobb sugarú homorú görbülettel előnyösen kialakítani.

Hogy a továbbítási képesség és a szilárdság legkedvezőbb összehangolásán kívül a legkisebb súrlódási veszteségeket is el lehessen érni, egy további találmányi gondolat szerint a horonymenetek közt megmaradó külső menetpalástot a horonyhossznak azon a részén, amelyen a horonyfenék különböző hosszúságú szakaszokra van osztva, keskenyebbre képezik ki, mint a horonyhossznak azon a részén, ahol a horonyfenék azonos mélységű. Célszerűnek bizonyult például a palástot a fúrófej felé eső részen kétszer olyan szélesre méretezni, mint a mögötte lévő csatlakozó szakaszon.

A találmány kifejtése a továbbiakban egy - azt példaként bemutató-rajz segítségével történik.

Az 1. ábra egy kőzetfúró rövidített nézetrajzát, a 2. ábra az 1. ábrán feltüntetett kőzetfúró hosszmetszetét az 1. és 3. ábrán megjelölt II-II metszetekben, a 3. ábra egy kőzetfúró előnyös kiviteli alakját rövidített méretben mutatja.

Az 1. ábrán feltüntetett kőzetfúró lényegében egy összefoglalóan 1 fúrófejből, egy hozzácsatlakozó, összefoglalóan 2 szárból és egy azt hátrafelé meghosszabbító 3 illesztővégből áll.

Az 1 fúrófejen a 4 keményfém vágóéi helyezkedik el. Az 1 fúrófejhez csatlakozik egy összefoglalóan 5 elvezető horony, amely a 2 szár hosszában csigamenet formájában halad végig.

Amint a 2. ábrán látható, az 5 elvezető horony „B szélessége a fúró hosszmetszetére vonatkoztatva mintegy 3,5-szöröse a „T” legnagyobb mélységnek. Az 5 elvezető horony a tengelyirányú, az adott sorrendben csökkenő mélységű 6, 7, 8 szakaszokra van osztva. A minden egyes 6, 7, 8 szakaszhoz tartozó 6’, 7’, 8’ horonyfenék a fúrótengellyel párhuzamosan fut. Az 5 elvezető horony 9 fúrófej felé eső oldala a fúrótengelyre merőleges irányú.

A 6, 7, 8 szakaszok lépcsőzése sem tengely-, sem sugárirányban nem lehet azonos. így különösen olyan fúróknál, amelyeket puha fúrási közegben , történő alkalmazásnál részesítenek előnyben, célszerű lehet a 6 szakasz a további 7, 8 szakaszokkal szemben tengelyirányban meghosszabbítani, úgy, hogy a 6 szakasz viszonylag nagy gyüjtőteret képez⁵ zen a kőtörmelék számára.

A 3. ábrán feltüntetett kiviteli alaknak a szerkezeti jellemzői lényegében azonosak az 1. ábrán bemutatott kőzetfúróéval, ezért messzemenően azonosak az azonosítási számok is. A 2 száron találha¹⁰ tó az 5 elvezető horony, amely ebben az esetben egy - az 1 fúrófejből kiinduló - részből áll, amelyen az 5’ horonyfenék egységes mélységű, valamint egy hozzácsatlakozó, az illesztőszárig terjedő részből, amely a 6, 7, 8 szakaszokra osztott, különböző ¹⁵ mélységű 6’, 7’, 8’ horonyfenekekkel rendelkezik. Az 1 fúrófej felé eső részen a 2 szár megmaradó 2‘ palástfelülete mintegy kétszer olyan széles, mint a csatlakozó, mögötte lévő részen.

Claims (6)

Szabadalmi igény pontok

1. Kőzetfúró fúrófejjel, szárral és a fúrófejjel szemben lévő illesztővéggel, amelynél a száron a

25 kőtörmeléknek a furatból történő elvezetésére egy vagy több, a fúrófej és az illesztövég között haladó, a fúrótengellyel párhuzamos horonyfenékkel és a fúrótengelyre lényegében merőleges, a fúrófej felé eső oldallal rendelkező csigamenet-formájú elveze30 tő horony található, azzal jellemezve, hogy a horonyfenék (6’, 7’, 8’) legalább a horonyhossz egy részén különböző mélységű tengelyirányú szakaszokra (6, 7, 8) van felosztva, valamint, hogy a horonymélység szakaszonként az illesztővég (3)

35 irányába lépcsőzetesen csökken. (1980. április 16.)

2. Az 1. igénypont szerinti kőzetfúró kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a horonyhossz különböző mélységű tengelyirányú szakaszokkal (6, 7, 8) rendelkező része a fúrásiránnyal szembe nézve az ⁴⁰ illesztővégig (3) a fúrófej 3-tól 7-szeres átmérőjéig terjed. (1981. 04. 09.)

3. Az 1. és 2. igénypontok bármelyike szerinti kőzetfúró kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a horonyfenék (6', 7'. 8 ) két különböző mélységű

45 tengelyirányú szakaszra (6, 7) van felosztva. (1980. április 16.)

4. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti közetfúró kiviteli alakja, azzaljellemezve, hogy a horonyfenék (6', 7', 8') három különböző mélységű tengelyirá50 nyú szakaszra (6, 7, 8) van felosztva. (1980. április

16.)

5.1 .-4. igénypontok bármelyike szerinti kőzetfúró kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az elvezető horony (5) legnagyobb mélysége (T) tengelyirány55 bán mért szélességéhez 1 : 2 és 1 : 10 közötti arányban, előnyösen az 1 : 3-tól 1 : 5-ig terjedő arányban van. (1980. április 16.)

6.1.-5. igénypontok bármelyike szerinti kőzetfúró kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a horony6o menetek között megmaradó külső menetpalást (2') a horonyhossznak azon a részén, amelyen a horonyfenék (6', 7', 8') különböző hosszúságú szakaszokra (6, 7, 8) van osztva, keskenyebb, mint a horonyhossznak azon a részén, ahol a horonyfenék ₆₅ (5') azonos mélységű. (1981. 04. 09)