NO831745L

NO831745L - CONTROL ORGANIZATION FOR A DRILLING Rod IN A DRILLING MACHINE.

Info

Publication number: NO831745L
Application number: NO831745A
Authority: NO
Inventors: Ossi Paeivaelaeinen
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1982-05-17
Filing date: 1983-05-16
Publication date: 1983-11-18
Also published as: DE3317592A1; JPS58207476A; IT8321097A0; GB2122237A; FR2526852A1; ZA832869B; FI821737A; FI66053B; GB8310899D0; SU1268107A3; SE8302729L; AU1423683A; JPS6229595B2; DE3317592C2; SE8302729D0; FI821737A0; FI66053C; GB2122237B; CH661562A5; IT1163369B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et styreorgan for en borstang i en bormaskin, hvilket styreorgan omfatter The present invention relates to a control device for a drill rod in a drilling machine, which control device comprises

- en hoveddel,- a main part,

- to ved hjelp av bærearmer i hoveddelen bevegelig opplagrede bakker med gap for en borstang, - en koplingsinnretning for sammenkopling av bærearmene slik at bakkene beveger seg i motsatte retninger ved åpning og lukking av gapet, og - two movably supported trays with a gap for a drill rod by means of support arms in the main part, - a coupling device for connecting the support arms so that the trays move in opposite directions when opening and closing the gap, and

- minst én drivanordning for forskyvning av bakkene.- at least one drive device for shifting the slopes.

Ved skjøtstangboring anvendes vanligvis slike styreorgan som er nødvendige ved forlengelse og demontering av borstenger (borstaver eller borerør). Styreorganene låser koplingsmuffen mellom borstengene på plass og virker under boringen som bore-styring. Nåværende styreorgan sentrerer ikke borsta-ngen i borsentrum eller er kompliserte og omfatter flere lagre.og ledd som utsettes for slitasje, og er tunge i forhold til deres låsekraft. When connecting rod drilling, such control devices are usually used which are necessary for the extension and dismantling of drill rods (brush rods or drill pipes). The control members lock the coupling sleeve between the drill rods in place and act as drill control during drilling. Current control bodies do not center the drill rod in the drill center or are complicated and include several bearings and joints that are subject to wear, and are heavy in relation to their locking force.

I SE-patentskrift 215 154 vises et styreorgan der den ene bakkens to bærearmer er opplagret forskyvbart i styreorganets hoveddel og forbundet med stempelstangen til en i den andre bakken festet trykkmediumsylinder, slik at begge bakkene kan bevege seg mot og fra hverandre. Trykkmediumsylinderen er bevegelig mellom to i hoveddelen beliggende grensestillinganslag. Bakkene sentrerer borstangen først når sylinderen berører det ene grensestillinganslaget ved lukking av bakkenemens den av bakkene, bærearmene og trykkmediumsylinderen dannede enhet er bevegelig i forhold til hoveddelen i bakkenes mellomstilling. In SE patent document 215 154, a control device is shown where the two support arms of one of the trays are stored displaceably in the main part of the control device and connected by the piston rod to a pressure medium cylinder fixed in the other tray, so that both trays can move towards and away from each other. The pressure medium cylinder is movable between two limit position stops located in the main part. The jaws center the drill rod only when the cylinder touches one limit position stop when closing the jaws while the unit formed by the jaws, support arms and pressure medium cylinder is movable in relation to the main part in the intermediate position of the jaws.

SE-utlegningsskrift 391 769 viser et styreorgan som omfatter to mot og fra hverandre bevegelige bakker på en i en hoveddel beliggende føring. Bakkene er forbundet med en trykkmediumsylinder ved hjelp av en i begge bakkene ved hjelp av kuleledd opplagret skyvearm og i hoveddelen opplagrede vippearmer. Bakkene sentrerer ikke borstangen automatisk, idet bakkene kan bevege seg i samme retning i forhold til hoveddelen. SE-explanation document 391 769 shows a control device comprising two slopes moving towards and from each other on a guide located in a main part. The slopes are connected to a pressure medium cylinder by means of a sliding arm supported in both slopes by means of ball joints and rocker arms supported in the main part. The slopes do not center the drill rod automatically, as the slopes can move in the same direction in relation to the main part.

FI-patentskrift 41 525 og DE-søknadsskrift 1 232 091 viser styreorgan med to i en hoveddel forskyvbart opplagrede bakker, hvilke organ er forsynt med hver sin trykkmediumsylinder, hvilke sylindre er forbundet med et felles matekanalsystem for trykkmedium. Bakkene sentrerer ikke borstangen automatisk, idet den ene bakken kan bevege seg uten at den andre bakken beveger seg FI patent document 41 525 and DE application document 1 232 091 show a control device with two in one main part displaceably stored trays, which device is each provided with a pressure medium cylinder, which cylinders are connected by a common feed channel system for pressure medium. The trays do not center the drill rod automatically, as one tray can move without the other tray moving

på tilsvarende måte i motsatt retning.in a similar way in the opposite direction.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å fremskaffe et styreorgan som eliminerer ovennevnte ulemper og muliggjør en pålitelig sentrering av borstangen i boresenteret. Dette oppnås med et styreorgan ifølge oppfinnelsen, som karakteriseres av, The present invention aims to provide a control device which eliminates the above-mentioned disadvantages and enables a reliable centering of the drill rod in the drill center. This is achieved with a control device according to the invention, which is characterized by,

- at koplingsinnretningen består av i hoveddelen opplagrede utvekslingshjul som står i inngrep med bakkenes bærearmer slik at den ene bakkens bevegelse i forhold til hoveddelen bevirker en bevegelse av samme størrelse hos den andre bakken i motsatt retning i forhold til hoveddelen, og - at i det minste den ene .bakken påvirkes av drivanordningen. Oppfinnelsen er basert på den tanke at bakkenes-' bevegelse tvangsstyres slik at den ene bakkens bevegelse i forhold til hoveddelen alltid hos den andre bakken bevirker en bevegelse av samme størrelse i forhold til hoveddelen, men i motsatt retning. Dette kan realiseres ved hjelp av en enkel utvekslingsmekanisme hvor i hoveddelen opplagrede utvekslingshjul sikrer bakkenes tvangsbevegelser. Med styreorganet oppnås en sikker sentrering av borstangen i borsentrum. Styreorganet er lett i forhold til sin presskraft og det har ingen slitasjeutsatte ledd, da bakkene og deres bærearmer bare utfører en rettlinjet bevegelse. Styreorganets konstruksjon blir flat og meget kort i boreretningen, hvorved mateanordningens totale lengde forkortes.. Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere under henvis-ning til tegningene, hvor Figur 1 og 2 skjematisk viser arbeidsprinsippene til et styreorgan ifølge oppfinnelsen i henholdsvis sideriss og enderiss, Figur 3 viser i større målestokk, delvis i snitt, konstruksjonen av styreorganet ifølge figurene 1 og 2 i enderiss, - that the coupling device consists of exchange wheels stored in the main part which engage with the support arms of the slopes so that the movement of one slope in relation to the main part causes a movement of the same magnitude in the other slope in the opposite direction in relation to the main part, and - that at least one ground is affected by the drive device. The invention is based on the idea that the movement of the slopes is forcibly controlled so that the movement of one slope in relation to the main part always causes a movement of the same magnitude in relation to the main part, but in the opposite direction, in the other slope. This can be realized with the help of a simple exchange mechanism where exchange wheels stored in the main part ensure the forced movements of the slopes. With the control device, a secure centering of the drill rod in the drill center is achieved. The steering body is light in relation to its pressing force and it has no joints exposed to wear, as the slopes and their support arms only carry out a rectilinear movement. The construction of the control element is flat and very short in the drilling direction, whereby the total length of the feeding device is shortened. The invention will be described below with reference to the drawings, where Figures 1 and 2 schematically show the working principles of a control element according to the invention in side view and end view respectively, Figure 3 shows on a larger scale, partly in section, the construction of the control body according to figures 1 and 2 in end view,

Figur 4 viser styreorganet i sideriss,Figure 4 shows the governing body in side view,

Figur 5 viser et snitt langs linjen V-V i figur 3, og Figur 6-10 viser alternative utføringsformer av styreorganet. Figure 5 shows a section along the line V-V in Figure 3, and Figures 6-10 show alternative embodiments of the control body.

Tegningenes figurer 1 og 2 viser en fordelaktig utførings-form av styreorganet ifølge oppfinnelsen, der styreorganet 0 er montert stasjonært i enden av en boreanordnings matebjelke S langs hvilken en bormaskin som utnytter borstangen kan forsky-ves under boringen. Figures 1 and 2 of the drawings show an advantageous embodiment of the control member according to the invention, where the control member 0 is mounted stationary at the end of a drilling device's feed beam S along which a drilling machine that utilizes the drill rod can be moved during drilling.

Styreorganet 0 omfatter en plateformet hoveddel 1 og to innbyrdes bevegelige bakker 2 og 3 forsynt med gap 2a, 3a (figur 3), ved hjelp av hvilke bakkene griper om borstangens muffe under borstangens forlengelse og demontering og sentrerer borstangen i borsentret under boringen. The control member 0 comprises a plate-shaped main part 1 and two mutually movable jaws 2 and 3 provided with gaps 2a, 3a (figure 3), by means of which the jaws grip the drill rod's sleeve during the drill rod's extension and disassembly and center the drill rod in the drill center during drilling.

Den ene bakken 2 er festet til to parallelle sylindriske bærearmer 4, 5 som er forskyvbart opplagret i boringer 6, 7 utformet i hoveddelen. Den andre bakken 3 er likeledes festet i en sylindrisk bærearm 8 som er forskyvbart opplagret i en i hoveddelen utført, tilsvarende boring 9. Hoveddelen oppviser ytterligere føringer 10 for styring av bakkene, hvilke føringer hindrer bærearmen 8 i å dreie i boringen 9. The one ground 2 is attached to two parallel cylindrical support arms 4, 5 which are displaceably supported in bores 6, 7 formed in the main part. The second slope 3 is likewise fixed in a cylindrical support arm 8 which is displaceably stored in a corresponding bore 9 made in the main part. The main part has further guides 10 for controlling the slopes, which guides prevent the support arm 8 from rotating in the bore 9.

Bakkens 3 bærearm 8 er festet i en stempelstang 11 som danner en aksiell forlengelse av bærearmen 8. Stempelstangens 11 stempel 12 beveger seg i en i hoveddelen utformet sylinder 13. Sylinderen 13 er forbundet med et lokk 14. Henvisningstal-lene 15 og 16 angir tilkoplingsorgan for innmating av trykkmedium i sylinderen eller utmating fra sylinderen avhengig av stemplets bevegelsesretning. Tilkoplingsorganene er med led-ninger tilkoplet en trykkmediumkilde via en manøvreringsventil ved hjelp av hvilken trykkmediet velgbart kan styres til den ene eller andre side av stemplet. The support arm 8 of the tray 3 is fixed in a piston rod 11 which forms an axial extension of the support arm 8. The piston 12 of the piston rod 11 moves in a cylinder 13 formed in the main part. The cylinder 13 is connected to a cover 14. The reference numbers 15 and 16 indicate connecting means for feeding pressure medium into the cylinder or feeding it from the cylinder depending on the direction of movement of the piston. The connection means are connected by wires to a source of pressure medium via a maneuvering valve by means of which the pressure medium can be selectively directed to one or the other side of the piston.

Bærearmene er forsynt med fortanninger som vender mot hverandre, idet bakkens 2 to bærearmer 4, 5 oppviser fortanninger henholdsvis 17 og 18, og bakkens 3 bærearm 8 oppviser fortanninger 19 og 20 som vender i motsatte retninger. Fortannin-gene ligger parvis i inngrep med to tannhjul 21 og 22, som er opplagret på aksler 23, 24 som bæres av hoveddelen, og står vinkelrett på bærearmenes plan og er beliggende delvis mellom bærearmene 4 og 8 og delvis mellom bærearmene 5 og 8. The support arms are provided with serrations that face each other, the ground 2's two support arms 4, 5 exhibit serrations 17 and 18 respectively, and the ground 3's support arm 8 exhibits serrations 19 and 20 which face in opposite directions. The front teeth mesh in pairs with two gears 21 and 22, which are supported on shafts 23, 24 which are carried by the main part, and are perpendicular to the plane of the support arms and are situated partly between the support arms 4 and 8 and partly between the support arms 5 and 8.

Bakkene 2, 3 er i figur 3 vist i en mellomstilling. Når trykkmedium innmates i sylinderen 13 på stemplets lokkside, trekker stempelstangen bærearmen 8 og bakken 3 bort fra den andre bakken 2, hvorunder begge tannhjul, på grunn av bærearmens 8 fortanninger, dreier om sine aksler. Tannhjulenes bevegelse tvinger bakkens 2 bærearmer 4, 5 til å bevege seg en like lang strekning i motsatt retning i forhold til bærearmens 8 bevegelse, slik at bakkene beveger seg fra hverandre til en åpen grensestilling. The slopes 2, 3 are shown in figure 3 in an intermediate position. When pressure medium is fed into the cylinder 13 on the lid side of the piston, the piston rod pulls the support arm 8 and the ground 3 away from the other ground 2, under which both gears, due to the teeth of the support arm 8, turn about their axes. The movement of the gears forces the ground 2 support arms 4, 5 to move an equally long stretch in the opposite direction in relation to the movement of the support arm 8, so that the slopes move apart from each other to an open limit position.

Når trykkmedium innmates i sylinderen 13 på stemplets motsatte side, vil stempelstangen skyve bærearmen 8 og bakken 3 i retning mot den andre bakken 2, hvorunder begge tannhjul igjen på grunn av bærearmens 8 fortanninger dreier om sine akser. Tannhjulenes bevegelse tvinger bakkens 2 bærearmer 4, 5 til å bevege seg en like lang strekning i motsatt retning i forhold til bærearmens 8 bevegelse, slik at bakkene beveger seg^i retning mot hverandre til en lukket grensestilling. When pressure medium is fed into the cylinder 13 on the opposite side of the piston, the piston rod will push the support arm 8 and the ground 3 in the direction of the other ground 2, under which both gears again, due to the support arm 8's serrations, turn about their axes. The movement of the gears forces the ground 2 support arms 4, 5 to move an equally long stretch in the opposite direction in relation to the movement of the support arm 8, so that the slopes move in opposite directions to a closed limit position.

I den viste konstruksjon bibeholder tannhjulene, på tross av deres rotasjonsbevegelser, en fiksert stilling i forhold til hoveddelen. På- grunn av dette vil midtpunktet A mellom bakkenes gap 2a, 3a alltid komme til å ligge sentrert i bormaskinens borsentrum PK, figur 1, selv om bakkene utfører gjensidige bevegelser. Borstangen kan på denne måte sentreres pålitelig i borsentrum. In the construction shown, the gears, despite their rotational movements, maintain a fixed position in relation to the main body. Because of this, the center point A between the slopes 2a, 3a will always be centered in the drill center PK of the drilling machine, figure 1, even if the slopes perform reciprocal movements. In this way, the drill rod can be reliably centered in the drill center.

De i figur 6-9 viste utføringsformer avviker fra den ovenfor beskrevne bare med hensyn til drivanordningens plasse-ring. The embodiments shown in Figures 6-9 differ from the one described above only with regard to the location of the drive device.

I figur 6 er trykkmediumsylinderen 63 som hører til drivanordningen montert som en separat enhet på hoveddelen 1. Sylinderens stempelstang er festet ved den indre bakkens 3 bærearm 8. In Figure 6, the pressure medium cylinder 63 belonging to the drive device is mounted as a separate unit on the main part 1. The piston rod of the cylinder is attached to the support arm 8 of the inner ground 3.

I figur 7 består drivanordningen av to trykkmediumsylindre 73, 73', som er montert som separate enheter på hoveddelen 1. Hver sylinders stempelstang er festet i den ytre bakkens 2 ene bærearm 4 henholdsvis 5. In figure 7, the drive device consists of two pressure medium cylinders 73, 73', which are mounted as separate units on the main part 1. Each cylinder's piston rod is fixed in the outer ground 2's one support arm 4 and 5, respectively.

I figur 8 består drivanordningen av to trykkmediumsylindre 83, 83' hvis sylinderboringer er utført direkte i hoveddelen 1 In Figure 8, the drive device consists of two pressure medium cylinders 83, 83' whose cylinder bores are made directly in the main part 1

i liknet med utførelsen ifølge figur 3. Hver sylinders stempelstang er festet i den ytre bakkens 2 ene bærearm 4 henholdsvis 5. in the same way as the design according to figure 3. Each cylinder's piston rod is fixed in the outer base 2's one support arm 4 and 5, respectively.

I figur 9 er trykkmediumsylinderen 93 som hører til drivanordningen montert som en separat enhet på hoveddelen 1. Sylinderens stempelstang er festet direkte i den ytre bakken 2. In Figure 9, the pressure medium cylinder 93 belonging to the drive device is mounted as a separate unit on the main part 1. The piston rod of the cylinder is attached directly to the outer ground 2.

Det er også mulig ved behov å plassere drivanordningene slik at de påvirker begge bakkenes bærearmer, f.eks. ved å kombinere løsningene ifølge figur 2 og 8. It is also possible, if necessary, to place the drive devices so that they affect the support arms of both slopes, e.g. by combining the solutions according to Figures 2 and 8.

I konstruksjonen ifølge figur 10 er der ikke anvendt noe separat stempel, idet bærearmenes 3, 5 og 8 ender virker som stempler. I bærearmene er montert tetninger 104, 105 og 108 som tetter armene i boringer 103, 103' og 103" som er utformet i hoveddelen 1, idet disse boringer virker som trykkmediumsylindre. In the construction according to Figure 10, no separate piston is used, as the ends of the support arms 3, 5 and 8 act as pistons. Seals 104, 105 and 108 are mounted in the support arms which seal the arms in bores 103, 103' and 103" formed in the main part 1, as these bores act as pressure medium cylinders.

I denne konstruksjon åpnes bakkene 2, 3 ved å innmate trykkmedium i boringene 103 og 103", hvorved bærearmene 4 og 5 skyves ut. På tilsvarende måte lukkes bakkene 2, 3 ved å innmate trykkmedium i boringen 103' hvorved bærearmen 8 skyyes ut. In this construction, the slopes 2, 3 are opened by feeding pressure medium into the bores 103 and 103", whereby the support arms 4 and 5 are pushed out. In a similar way, the slopes 2, 3 are closed by feeding pressure medium into the bore 103', whereby the support arm 8 is pushed out.

Konstruksjonen kan også utføres slik at man for bakkenes åpning anvender bare den ene arm 4 eller 5, idet den ene armens bevegelse overføres via tannhjulmekanismen til den andre armen 4 eller 5 og forskyver den på tilsvarende måte. The construction can also be carried out so that only one arm 4 or 5 is used for opening the slopes, the movement of one arm being transferred via the gear mechanism to the other arm 4 or 5 and displacing it in a corresponding manner.

Tegningene og den tilhørende beskrivelse er bar-e ment å anskueliggjøre oppfinnelsestanken. I detaljene kan styreorganet ifølge oppfinnelsen variere innenfor patentkravenes ramme. The drawings and the associated description are only intended to illustrate the idea of the invention. In the details, the control device according to the invention can vary within the scope of the patent claims.

Claims

1. Control device for a drill rod in a drilling machine, which control device (0) comprises - a main part (1), - two by means of support arms (4, 5, 8) in the main part movably supported trays (2, 3) with gaps (2a, 3a) for a drill rod, - a coupling device for coupling the support arms so that the slopes move in opposite directions when opening and closing the gap, and - at least one drive device (11, 12, 13; 63; 73, 73'; 83, 83';

93; 103, 103', 103") for displacement of the slopes, characterized by - that the coupling device consists of exchange wheels (21, 22) stored in the main part which engage with the support arms (4, 5,8) of the slopes (2,3) so that the movement of one of the slopes in relation to the main part causes a movement of the same magnitude in the other hill in the opposite direction to the main part, and - that at least one ground (2 or 3) is affected by the drive device (112, 12, 13; 53; 73, 73'; 83, 83'; 93; 103, 103', 103").

2. Control device according to claim 1, characterized in that the exchange wheels (21, 22) are gears and that the support arms (4, 5, 8) are racks.

3. Control device according to claim 2, characterized in that the support arms (4, 5, 8) are stored in parallel bores (6, 7, 9) which are formed in the main part (1).

4. Control device according to one of claims 1-3, characterized in that the drive device (11, 12, 13) comprises a pressure medium cylinder (13) whose piston rod (11) is fixed in the support arm (8) for one ground (3).

5. Control device according to one of claims 1-3, characterized in that the drive device (73, 73'; 83., 83') comprises two pressure medium cylinders whose piston rods are fixed in the support arms (4, 5) for one ground (2).

6. Control device according to one of claims 1-3, characterized in that the drive device (93) comprises a pressure medium cylinder whose piston rod is attached to one ground (2).

7. Control device according to one of claims 1-3, characterized in that the drive device (103, 103', 103") comprises three pressure medium cylinders whose pistons are connected to the support arms (4, 5, 8) for both slopes.

8. Control device according to claim 7, characterized in that the support arms (4, 5, 8) of the slopes act as pistons.

9. Control device according to one of claims 4-8, characterized in that the cylinder (13) respectively the cylinders (83, 83'; .1 03 , 103', 103") are designed in the main part (1).

10. Control device according to one of claims 4-8, characterized in that the cylinder (63; 93) and the cylinders (73, 73') respectively are fixed in the main part.