JP2005531730A - 相互に連結可能な要素を迅速に着脱する方法およびアセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、相互に連結可能な要素４、６特に管体もしくは棒材、および／または駆動要素、および／または連結可能な要素に固定し得る機械加工要素例えばドリルビット等を、迅速に着脱するための方法およびアセンブリに関する。輪郭形成された末端部材９を備える第１の要素４が、相互に連結される要素６および／またはアダプタもしくは連結部材７特にブシュもしくはスリーブの対応する受容開口１１に挿入され、第２の要素６に非確動嵌合状態に連結される。本発明は、２つの相互に連結可能な要素４、６を着脱するため、輪郭形成された末端部材９が、軸方向もしくは連結方向１２に変位された後に、末端部材を相補的な輪郭を備える受容開口１１の部分領域１５により、拡張された内部断面を有する開口１１の部分領域１３の前記受容開口１１に関して回転され、次いで、軸方向１２に、末端部材９と相補的な輪郭を備える受容開口１１の別の部分領域１０内に変位されることを特徴とする。本発明により、簡単な構成の結果として、前記要素の迅速かつ簡単な着脱が可能となる。

Description

本発明は、連結可能な要素特に管体もしくは棒材、および／または駆動要素、および／または連結可能な要素に固定し得る作動要素例えばドリルビット等を、迅速に着脱するための方法であり、輪郭形成された末端部材を有する第１の要素が、該第１の要素に連結される要素および／または中間もしくは連結部材特にブシュもしくはスリーブの各受容開口に導入され、かつ第２の要素に確実にかつ力を伝達するように連結される方法に関する。本発明は、さらに、連結可能な要素特に管体もしくは棒材、および／または駆動要素、および／または連結可能な要素に固定し得る作動要素例えばドリルビット等を、迅速に着脱するための装置であり、輪郭形成された末端部材を有する第１の要素が、該第１の要素に連結される要素および／または中間もしくは連結部材特にブシュもしくはスリーブの各受容開口に導入可能であり、かつ第２の要素に確実にかつ力を伝達するように連結可能である装置、ならびにそのような装置の使用に関する。

連結可能な要素、例えば管体もしくは棒材等の着脱に関しては、そのような要素、もしくは駆動要素、および／または連結可能な要素に固定し得る作動要素の迅速な着脱の問題が、しばしばあり、所要の場合には、そのような迅速な着脱を、厳しくかつ劣悪な環境条件下においても確実に実現可能とされなければならない。例えば、ボアホールの作製に関しては、ドリルロッドアセンブリの延長を要することが多く、その場合、知られているねじ留め連結では、着脱手順に時間を費やさねばならないのみならず、そのようなねじ留め連結には、とりわけ厳しい使用条件下における、適切な連結もしくはそのような連結の分離に関する問題を伴う可能性がある。さらにまた、例えば、高炉の湯出し口の湯出し口穿孔機による作製においては、高温溶湯の流出中に、少なくともドリルロッドアセンブリの部品および特に駆動手段が、十分に迅速にドリルロッドアセンブリから分離され、少なくとも穿孔機を、高温溶湯の流出領域から撤去可能とするように保護されなければならない。

本発明は、相互に連結される要素例えば管体もしくは棒材、および／または駆動要素、および／または相互に連結される要素に固定し得る作動要素を、荒く劣悪に使用した場合にも、もしくは厳しくかつ劣悪な環境条件下の場合にも、確実で迅速な着脱を可能にする、迅速に着脱するための方法および装置を提供することをその目的とする。

その課題を解決するため、本発明による方法は、冒頭に規定した種類の方法から始まり、連結される２つの要素の着脱のために、輪郭形成された末端部材が、軸方向もしくは連結方向移動の後に、末端部材の輪郭に相補的な輪郭を有する受容開口の部分領域により、開いて拡張された断面を有する受容開口の部分領域で受容開口に関して回転され、次いで、再び軸方向に、末端部材の輪郭に相補的な輪郭を有する受容開口の別の部分領域に移動されることを本質的な特徴とする。連結される要素間、とりわけ第１の要素の輪郭形成された末端部材と第２の要素の受容開口との間で、相対運動の複数のステップを行うことによって、２つの要素間の確実で安全な連結が維持される。さらにまた、簡単な軸方向移動に次ぐ回転移動と、その後の再度の軸方向移動によって、全ての偶然もしくは誤動作による連結分離が確実に防止されることが保証され、同時に、連結される要素を着脱するための作動および移動ステップを相対的に調整することによって、迅速かつ安全な着脱が可能とされる。ねじ留め連結の場合は、連結されるねじ付き要素の締付けを極めてきつくする必要があるのみならず、応力下でねじ留め連結を使用した後、その取外しの間に問題を伴う可能性がまたあり、いずれにせよ、要素相互間の複数の回転移動が必要であるために、その分多くの時間を費やすこととなる。このようなねじ留め連結とは異なり、本発明により提案するように、軸方向移動および周囲もしくは回転方向移動を交互に行うことによって、迅速な着脱が確実に行われる。着脱双方を目的とする回転運動と交互の軸方向移動から成るそのような運動の進行は、容易に自動化も可能とされる。

連結部位の望ましくない軸方向移動の際に、全ての誤動作の発生または連結分離を安全に回避するため、特に好ましい実施形態によれば、軸方向移動ステップ間で、最大１８０度、かつ特に約６０度の回転が行われる。２つの軸方向移動間に回転を必要とする、受容開口の領域の輪郭の配置をずらすことによって、連結部品を軸方向移動するのみで連結分離することは、安全に妨げられることが確実にされる。

当初に示された課題を解決するため、冒頭に規定した種類の装置は、さらに、第１の要素が、受容される末端部材に、第１の要素と連結される第２要素および／または連結もしくは中間部材の受容開口に挿入可能な特定の多角形輪郭を備え、軸方向もしくは連結方向の受容開口が、受容開口の入口端から始まり、受容される末端部材の輪郭に相補的な輪郭を有する部分領域、入口端に関して開いて拡張された断面を有する領域、および次いで受容される末端部材の輪郭に適応した輪郭を有する別の領域で形成されることを本質的な特徴とする。それぞれ調整された輪郭を有するそのような部分領域は、したがって、連結される要素に簡単かつ費用効果的に形成されることができ、かつさらに、既に上述して指摘の通り、連結される要素の着脱中の取扱いが極めて簡単となることが保証される。したがって、受容される要素の末端部材に適切な輪郭が与えられ、同時に第２の要素の受容端には、受容される端部の輪郭に適応した相補的な輪郭を有する相互に分離された部分領域が設けられ、その領域が、応じて開いて拡張された通路断面を有する部分領域によって相互に分離され、それによって連結される要素間の回転運動が達成可能となる。

２つの要素が軸方向の移動だけで、連結が分離されるのを防止するため、好ましい実施形態によれば、受容される末端部材の輪郭に適応した相補的な受容開口輪郭を有する部分領域が、周囲方向に相互にオフセットされるように構成されることが提案される。

本発明による提案のように、連結される２つの要素を、先ず軸方向もしくは連結方向に移動した後に、その回転運動を確実に可能とするため、別の好ましい実施形態によれば、受容される末端部材に与えられた輪郭の外形が、後続の第１の要素の部分領域の断面に対して拡張された断面を有することが提案される。外形を有する、したがって、連結領域もしくは末端部材直後に続く第１の要素は、その輪郭の外形に対して縮小された外形を有する領域を含む。

軸方向もしくは連結方向に移動させる２つの手順の間に、連結される個々の要素間の簡単かつ確実な相対回転運動を可能とするため、さらに別の好ましい実施形態によれば、開いて拡張された断面を有する受容開口の中間に位置する領域が、受容される末端部材の輪郭の軸方向延在部を越える、軸方向もしくは連結方向の長さを有することが提案される。連結される２つの要素の適切な固定を確実とするため、第１要素の末端部材が、適切な長さの外側輪郭を備えなければならず、その後、例えば穿孔中もしくはロータリパーカッション穿孔中に、極力大きな力が伝達可能になる。輪郭を適切に選択することにより、外側輪郭を任意の短い長さとしてもよく、したがって、回転運動を可能とするために設けられる部分もしくは領域は、応じて受容端の領域で短くすることが可能である。

さらに、連結される個々の要素間の力の伝達を、しかるべく大きな軸受面により確実とする、嵌合し易い輪郭を実現可能とするために、別の好ましい実施形態によれば、受容される末端部材の輪郭が、規則的な多角形により形成されることが提案される。特に、連結される連結領域を簡単に加工および製造することに関しては、さらに別の好ましい実施形態によれば、多角形が、先端もしくは頂点を丸めた三角形の断面を有することが提案される。

第２の要素もしくは連結または中間部材の受容開口の領域に、異なって構成された部分領域のとりわけ簡単な構成に関し、さらに別の好ましい実施形態によれば、受容開口の入口端の輪郭が、受容要素と連結されかつ特に溶接される、別個のプレート状もしくはディスク状要素に形成されることが提案される。したがって、簡単な方法で、受容開口の領域に、回転運動を可能とする開いて拡張された断面を有する相補的な輪郭の領域を形成することができ、それに次いで、軸方向に延在する領域を形成することができ、その結果、同様に前記輪郭に相補的な輪郭を有するプレート状もしくはディスク状要素が、受容開口内部でオフセットされた状態で、受容開口の連結端もしくは入口端に固定される。

本発明による装置の使用ならびに本発明による方法の応用が、連結される各要素特に管状もしくは棒状要素の連結時に、または、そのような管状もしくは棒状要素と駆動要素および／または作動要素との連結時に、広い応用分野において可能でるが、特に延長可能なドリルロッドアセンブリ、および特に湯出し口穿孔機に、本発明による構成使用することが、特に好ましい実施形態により提案される。なぜなら既に示した通り、ロッドアセンブリの各部をとりわけ迅速に分離もしくは取り外し、高温溶湯の急速な流出時に少なくとも穿孔機を高温の出湯から保護するために、高温溶湯の急速な流出に有益もしくは必要とされるからである。

以下に、添付図面に概略的に示される例示的な実施形態例により、本発明をさらに詳細に説明する。

図１に、符号１により示す概略的な湯出し口穿孔機に、概略的に符号３で示される高炉壁に、湯出し口もしくはボアホールを形成するための作動手段２と、ドリルロッドアセンブリ４に搭載された概略的に５で示されるドリルビットとを備える。

ドリルロッドアセンブリ４を、湯出し口穿孔機１のパーカッションおよび／またはロータリドライブの従動軸６に固定するため、２つの棒状もしくは管状要素４および６を連結する装置の、図１に概して符号７で示される中間要素を介してドリルロッドアセンブリ４が固定される。中間要素の構成は、図２にさらに詳細に示される。

湯出し口穿孔機１の従動軸６の領域をドリルロッドアセンブリ４に連結するため、図２に示す実施形態は、前記装置を形成する連結もしくは中間要素７を備え、従動軸６が、図２に示す左側部分領域の中間要素７に強固に受容される。

ドリルロッドアセンブリ４を固定するために、ドリルロッドアセンブリ４は、中間要素７に向かうその前端部材に多角形の外形９を有する。図２ａに示される連結状態で、多角形の外側輪郭が備えられたドリルロッドアセンブリ４の末端領域９が、中間要素７の概して符号１１で示される受容開口の部分領域１０に係合し、部分領域１０は、軸方向に延在し、かつ相補的な輪郭が備えられる。

ドリルロッドアセンブリ４とロータリもしくはロータリパーカッションドライブ６との間の連結を、中間要素７を介して分離するためには、中間要素７を、図２ｂに示されるように、矢印１２に従って軸方向もしくは連結方向に、ドリルロッドアセンブリ４から引き離し、外側輪郭が備えられた部分領域９が、受容開口１１の開いて拡張された断面を有する領域１３に達する。

図２ｂに示される部分的に分離された位置において、従動軸６と中間部材７とをそれぞれ相対回転させ、ならびにドリルロッドアセンブリ４を、矢印１４方向に例えば約６０度回転させ、ドリルロッドアセンブリ４および中間部材７と、従動軸６および中間部材７とを、それぞれ矢印１２方向に軸方向に変位させることにより、多角形の外形を備えるドリルロッドアセンブリ４の領域９が、受容開口１１の別の領域１５を通過する。該別の領域１５もまた、ドリルロッドアセンブリ４の部分領域９の多角形形状の外側断面に適合し、図３に示されるように、対応する多角形形状の輪郭を備える。ドリルロッドアセンブリ４を中間要素７の領域で心合せをさらによくするため、多角形形状輪郭が備えられた部分領域９に続く、ほぼ円筒状領域１６ならびに心合せピン１７が、特に図２ｂから明らかなように、対応する円筒状部分１８および心合せ開口１９にそれぞれ入り連結状態となる。

図２から明らかなように、また多角形の相補的な輪郭を有する部分領域１５は、受容開口１１の端面２１の領域内で中間要素７に溶接されるプレート状もしくはディスク状要素２０に形成される。

図３は、連結される２つの要素の固定領域における、異なる多角形輪郭の相対的位置を明瞭に示す。中間要素７の外形が、２２により示され、プレート状要素２０の末端側の溶接帯域が、２３により示される。プレート状要素２０は、部分領域１５に対応する多角形輪郭２４を備え、輪郭２４は、ドリルロッドアセンブリ４の部分領域９の外形に対応する。輪郭２４を有する部分領域２０の後に、開いて拡張された断面を有する部分領域が続き、この部分領域の外形は、図２に対応して１３で示され、それによって、ドリルロッドアセンブリ４の部分領域９が、多角形外形２４を有する部分領域１５を通過するときに、ドリルロッドアセンブリ４、および特に多角形の部分領域９が自由に回転することができる。約６０度回転した後、多角形外側セクションを有する部分領域９が、軸方向に後続しかつ同じく多角形外形を有する部分領域に入る。第２の多角形外形は、中間要素の領域１０に対応する符号２５で示される。

図３から、２つの多角形２４および２５のオフセットされた構成によって、連結される要素４および６の間で偶然に軸方向変位が生じても、連結ゾーンから誤って出ることが防止されることが明らかである。

さらに図３から、多角形形状の外形は、例えば、各先端もしくは頂点を丸めた三角形によって形成されることが明らかである。いうまでもなく、連結される要素４および６を、中間部材７を介して固定する代わりに、一方の要素に、中間もしくは連結部材７に対応する、異なって形状形成された部分領域を有する適切な受容開口を備えて形成することによって、連結される２つの要素４および６の着脱を迅速かつ容易にする装置を作ることが可能である。

以上の図に示したように、ドリルロッドアセンブリ４を駆動軸６に固定する代わりに、迅速着脱用に示された構成が、また、ドリルロッドアセンブリ４の延長時等に、個々の管状もしくは棒状要素の連結に役立てることができ、あるいはまた、例えば、ドリルロッドアセンブリ４をドリルビット５に、着脱の迅速かつ容易な装置もしくは連結に従って、固定することも可能である。

ほぼ三角形の頂点を丸めた多角形構造による構成の他にも、ほぼ任意の他の対称もしくは規則的な多角形構造を選択し、連結される要素間の回転角を、多角形状連結の個々の頂点もしくは先端相互の角方向間隔に合わせることももちろん可能である。

本発明による装置が、本発明による方法を達成するために用いられる、湯出し口穿孔機を示す概略側面図である。 本発明による方法を達成するための本発明による装置の一実施形態を示す拡大図であり、連結される２つの要素の間の連結状態を示す。 本発明による方法を達成するための本発明による装置の一実施形態を示す拡大図であり、連結される２つの要素の部分的な分離状態を示す。 本発明による装置の受容開口の入口側もしくは末端側を、矢印ＩＩＩ側から見た拡大図である。

Claims (10)

1. 連結可能な要素（４、６）特に管体もしくは棒材、および／または駆動要素（２）、および／または連結可能な要素に固定し得る作動要素例えばドリルビット（５）等を、迅速に着脱するための方法であり、輪郭形成された末端部材（９）を有する第１の要素（４）が、該第１の要素に連結される要素（６）および／または中間もしくは連結部材（７）特にブシュもしくはスリーブの各受容開口（１１）に導入され、かつ第２の要素（６）に確実にかつ力を伝達するように連結される方法であって、連結される２つの要素（４、６）の着脱のために、輪郭形成された末端部材（９）が、軸方向もしくは連結方向（１２）移動の後に、末端部材の輪郭に相補的な輪郭を有する受容開口（１１）の部分領域（１５）により、開いて拡張された断面を有する受容開口（１１）の部分領域（１３）で受容開口（１１）に関して回転され、次いで、再び軸方向に、末端部材（９）の輪郭に相補的な輪郭を有する受容開口（１１）の別の部分領域（１０）に移動されることを特徴とする方法。
2. 軸方向（１２）の移動のステップ間で、最大１８０度、特に約６０度の回転が行われることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 連結可能な要素（４、６）特に管体もしくは棒材、および／または駆動要素（２）、および／または連結可能な要素に固定し得る作動要素例えばドリルビット（５）等を、迅速に着脱するための装置であり、輪郭形成された末端部材（９）を有する第１の要素（４）が、該第１の要素に連結される要素（６）および／または中間もしくは連結部材（７）特にブシュもしくはスリーブの各受容開口（１１）に導入可能であり、かつ第２の要素（６）に確実にかつ力を伝達するように連結可能である装置であって、第１の要素（４）が、受容される末端部材（９）に、第１の要素と連結される第２の要素（６）および／または連結もしくは中間部材（７）の受容開口（１１）に挿入可能な特定の多角形輪郭を備え、軸方向もしくは連結方向（１２）に受容開口（７）が、受容開口（１１）の入口端（２１）から始まり、受容される末端部材（９）の輪郭に相補的な輪郭（２４）を有する部分領域（１５）、入口端に関して開いて拡張された断面を有する領域（１３）、および次いで受容される末端部材（９）の輪郭に適応した輪郭（２５）を有する別の領域（１０）で形成されることを特徴とする装置。
4. 受容される末端部材の輪郭に適応した相補的な受容開口輪郭（２４、２５）を有する部分領域（１０、１５）が、周囲方向に相互にオフセットされて構成されることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 受容される末端部材（９）に与えられた形状の外形が、後続の第１の要素（４）の部分領域の断面に対して拡張された断面を有することを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
6. 開いて拡張された断面を有する受容開口（１１）の中間に位置する領域（１３）が、受容される末端部材（９）の輪郭の軸方向延在部を越える軸方向もしくは連結方向（１２）長さを有することを特徴とする、請求項３、４または５に記載の装置。
7. 受容される末端部材（９）の輪郭が、規則的な多角形（２４、２５）により形成されることを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 多角形（２４、２５）が、先端もしくは頂点を丸めた三角形の断面を有することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 受容開口（１１）の入口端（２１）の輪郭（２４）が、受容要素と連結されかつ特に溶接される、別個のプレート状もしくはディスク状要素（２０）に形成されることを特徴とする、請求項３から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 請求項３から８のいずれか一項に記載の連結可能な要素を、特に延長可能なドリルロッドアセンブリ（４）および特に湯出し口穿孔機（１）に、迅速着脱する装置の使用。

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