NL1033343C2 - Koppeling voor het in één rotatierichting rotatievast verbinden van twee elementen en daarmee uitgeruste boorinrichting. - Google Patents

Description

Titel: Koppeling voor het in één rotatierichting rotatievast verbinden van twee elementen en daarmee uitgeruste boorinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een koppeling voor het in één rotatierichting rotatievast verbinden van twee elementen.

De koppeling volgens de uitvinding wordt gekenmerkt door een conisch koppeldeel dat vast met het ene element is verbonden, en een 5 conische boring die in het andere element is voorzien, waarbij het koppeldeel en de boring zijn voorzien van een met elkaar samenwerkend, schroefdraadachtig profiel met een vloeiend, golfvormig verloop, gezien in een middenlange vlak van het koppeldeel en de boring.

Een dergelijke koppeling volgens de uitvinding bezit een aantal 10 verrassende voordelen. Zo kan dankzij het conische en golvende verloop van het schroefdraadachtig profiel een relatief hoog koppel worden overgedragen in een eerste rotatierichting, terwijl de koppeling met een relatief laag koppel (in tegenovergestelde rotatierichting) kan worden losgenomen.

Voorts is dankzij voornoemde vormgeving slechts ongeveer een derde 15 omwenteling nodig om de betreffende elementen te koppelen, respectievelijk te ontkoppelen, waardoor deze handelingen zeer snel kunnen geschieden.

Dit is uiteraard bijzonder voordelig in toepassingen waarbij grote hoeveelheden elementen regelmatig gekoppeld en ontkoppeld moeten worden, zoals bijvoorbeeld de boortjes van een meerspillige boorinrichting. 20 Door het koppeldeel conisch te laten verlopen (in plaats van cilindrisch te verjongen, zoals bij bekende koppelingen van dit type gebruikelijk gebeurt) behoudt het koppeldeel een groot werkzaam oppervlak hetgeen gunstig is voor de klemkracht, het losdraaikoppel en het maximaal over te brengen koppel, terwijl toch een zeer slanke koppeling kan worden 25 verkregen, waarbij het element met de boring een nauwelijks grotere diameter behoeft te hebben dan het element met het koppeldeel. Hierdoor is 1033343 2 een koppeling volgens de uitvinding uitermate geschikt voor het koppelen van elementen die beide in hoofdzaak een zelfde diameter hebben, of voor het koppelen van elementen op plaatsen met weinig ruimte. Een voorbeeld van een dergelijke toepassing is bijvoorbeeld wederom een meerspillige 5 boorinrichting. Uiteraard is een koppeling volgens de uitvinding ook geschikt voor andere toepassingen, waarbij de diameters of afmetingen van de te koppelen elementen kunnen variëren en/of onderling kunnen verschillen.

Dankzij het vloeiende, golfvormige verloop van het 10 schroefdraadachtige profiel, althans de afwezigheid van scherpe, hoekige overgangen, wordt de kans op kerivorming verkleind waardoor een koppeling volgens de uitvinding minder gevoelig is voor vermoeiing en de totale levensduur ervan kan toenemen.

Een koppeling volgens de uitvinding kan voorts tegen relatief 15 geringe kosten worden vervaardigd, door middel van bijvoorbeeld slijpen, persen of rollen. Naarmate bovendien het golfpatroon fijner is van ontwerp zal minder materiaal behoeven te worden verwijderd en zal vervaardiging derhalve sneller en tegen geringere kosten kunnen plaatsvinden.

In de verdere volgconclusies zijn nadere voordelige 20 uitvoeringsvormen van een koppeling volgens de uitvinding en een daarmee uitgeruste boorinrichting beschreven. Ter verduidelijking van de uitvinding zal een uitvoeringsvoorbeeld van een koppeling volgens de uitvinding, alsmede een toepassing daarvan worden toegelicht aan de hand van de tekening. Daarin toont: 25 FIG. 1 een koppeling volgens de uitvinding; en FIG. 2 een meerspillige boorinrichting, voorzien van meerdere koppelingen volgens Figuur 1, voor het aan respectieve aandrijfassen koppelen van boortjes.

Figuur 1 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van een koppeling 1 30 volgens de uitvinding voor het in één richting rotatievast verbinden van 3 twee elementen, in het getoonde voorbeeld een boor 2 en een aandrijfas 3.

De koppeling 1 omvat een conisch koppeldeel 5 en een conische boring 7, welke in het getoonde voorbeeld zijn voorzien op een schacht 4 van de boor 2, respectievelijk in een opzetstuk 6 aan het uiteinde van de aandrijfas 3. In 5 alternatieve uitvoeringsvormen kan voornoemde configuratie evenwel worden omgedraaid, dat wil zeggen, het koppeldeel 5 kan zijn voorzien op de aandrijfas 3 en de boring 7 kan zijn voorzien in de schacht 4 van de boor 2 of een opzetstuk. Voorts kan de boring 7 in de aandrijfas 3 zelf zijn aangebracht in plaats van in een apart opzetstuk 6 als getoond. Gebruik van 10 een opzetstuk 6 biedt evenwel het voordeel dat de boring 7 eenvoudig vervangen kan worden zonder dat daartoe de gehele aandrijfas 3 behoeft te worden vervangen.

Het koppeldeel 5 en de boring 7 zijn voorzien van een uitwendig, respectievelijk inwendig schroefdraadachtig profiel 10 volgens de 15 uitvinding. Dit profiel 10 heeft een vloeiend, golfvormig verloop, zonder hoekige, abrupte en/of scherpe overgangen. Het getoonde profiel 10 heeft bovendien een lichte ondersnijding, waardoor de koppeling 1, in gekoppelde toestand, axiale krachten kan opnemen (in de richting van pijl A).

Zoals te zien in Figuur 1, heeft de koppeling 1 een slanke vorm, 20 met een totale diameter D die slechts in geringe mate groter is dan de diameter d van de te verbinden boor 2. Hierdoor is een koppeling 1 volgens de uitvinding zeer geschikt voor toepassing in een meerspillige boorinrichting 15 als getoond in Figuur 2. Een dergelijke boorinrichting 15 kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor het aanbrengen van unieke gaatjes 25 patronen in werkstukken. Dergelijke uniek gaatjespatronen kunnen dienen als identificatiecode waarmee de betreffende werkstukken kunnen worden getraceerd. Juist bij een dergelijke toepassing is de ruimte tussen de gaatjes vaak beperkt (om de totale afmetingen van het boorpatroon te beperken) waardoor ook de ruimte voor het opspannen van de boortjes 2 beperkt is.

30 Een koppeling 1 volgens de uitvinding biedt in dat geval uitkomst.

4

Bovendien kunnen de boortjes 2 hiermee zeer eenvoudig, met relatief weinig kracht, en bovendien snel (dankzij de eenderde omwenteling) worden verwisseld. Voor een meer gedetailleerde beschrijving van een dergelijke boorinrichting 15, de werking en toepassingsmogelijkheden daarvan wordt 5 verwezen naar EP 0 251 388 en naar de Nederlandse octrooiaanvrage getiteld 'meerspillige boorinrichting' van dezelfde aanvrager en met dezelfde indieningsdatum als de onderhavige aanvrage. De inhoud van beide voornoemde documenten wordt hierin geacht te zijn opgenomen door referentie.

10 Uiteraard kan een koppeling 1 volgens de uitvinding ook met voordeel in andere toepassingen worden gebruikt, bijvoorbeeld in een kolomboormachine. Bekende koppelingen voor dergelijke kolomboormachines maken doorgaans gebruik van een cilindrische schroefdraadverbinding. Deze kan evenwel tijdens het boren steeds vaster 15 gaan zitten, waardoor de koppeling na gebruik zeer lastig los te draaien is. Met een koppeling 1 volgens de uitvinding kan het gereedschap eenvoudig, middels ongeveer eenderde omwenteling worden vastgedraaid en losgedraaid, zonder dat dit een groot losdraaimoment vergt en zonder speciaal gereedschap.

20 Tevens kan een koppeling 1 volgens de uitvinding bijvoorbeeld met voordeel worden toegepast bij boorpijpen. Deze kunnen met een dergelijke koppeling 1 snel en eenvoudig worden gekoppeld en ontkoppeld.

De uitvinding is geenszins beperkt tot het in de beschrijving en de tekening getoonde uitvoeringsvoorbeeld. Alle combinaties van (delen van) de 25 beschreven en/of getoonde uitvoeringsvorm worden geacht onder de uitvindingsgedachte te vallen. Bovendien zijn vele variaties daarop mogelijk binnen het door de conclusies geschetste raam van de uitvinding.

Zo kan het golfvormige verloop van het schroefdraadprofiel een in hoofdzaak willekeurig golvend (doch vloeiend) verloop hebben. Alternatief 30 kan de golfvorm geheel of gedeeltelijk zijn opgebouwd uit vooraf bepaalde 5 geometrische figuren, zoals cirkelbogen, sinussen, clothoïden en/of dergelijke. De schroefdraad kan enkelgangig of meergangig zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld dubbelgangig. De spoed kan constant zijn of variëren, bijvoorbeeld afnemen richting de tophoek van de koppeling. De tophoek kan 5 gevarieerd worden teneinde de grootte van het benodigde losdraaikoppel te beïnvloeden. Zo zal dit losdraaikoppel hoger zijn naarmate de tophoek kleiner is. De spoed van het schroefdraadprofiel kan relatief fijn of juist relatief grof worden gekozen, om de klemkracht van de koppeling te beïnvloeden. Zo zal deze klemkracht toenemen naarmate de spoed fijner is. 10 Het golfprofiel kan in combinatie met de tophoek zodanig worden gekozen dat de koppeling al dan niet ondersnijdingen omvat. In het eerste geval zal de koppeling wel axiale (trek)krachten kunnen opnemen, in het tweede geval niet.

Deze en vele variaties worden geacht te liggen binnen het raam 15 van de uitvinding zoals verwoord in de hiernavolgende conclusies.

1 03 3 34 3

Claims (8)

1. Koppeling voor het in één rotatierichting rotatie vast verbinden van twee elementen, omvattende een conisch koppeldeel dat vast met het ene element is verbonden, en een conische boring die in het andere element is voorzien, waarbij het koppeldeel en de boring zijn voorzien van een met 5 elkaar samenwerkend schroefdraadachtig profiel met een vloeiend, golfvormig verloop, gezien in een middenlangsvlak van het koppeldeel en de boring.

2. Koppeling volgens conclusie 1, waarbij het golfvormige verloop van het schroefdraadachtige profiel althans gedeeltelijk sinusvormig is.

3. Koppeling volgens conclusies 1 of 2, waarbij het golfvormige verloop van het schroefdraadachtige profiel althans gedeeltelijk is gevormd uit cirkelbogen.

4. Koppeling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het golfvormige verloop van het schroefdraadachtige profiel althans gedeeltelijk 15 is gevormd uit kwartcirkelbogen.

5. Koppeling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de spoed van het schroefdraadachtige profiel varieert, bijvoorbeeld afneemt in de richting van de tophoek van de koppeling.

6. Koppeling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij een 20 losdraaikoppel voor losname van de koppeling instelbaar is door de tophoek van het conische koppeldeel en/of de spoed van het schroefdraad te variëren.

7. Koppeling volgens een van de voorgaande conclusies waarbij het schroefdraadachtige profiel ondersnijdingen omvat, voor opname van axiale krachten in gekoppelde toestand.

8. Boorinrichting omvattende ten minste één boor, één aandrijfas en één koppeling volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten 1033343 minste ene boor door middel van de betreffende ten minste ene koppeling losneembaar aan de betreffende aandrijfas is gekoppeld. 5 1033343