SE1151041A1 - Drivarrangemang i ett pneumatiskt motordrivet verktyg - Google Patents

Abstract

Sammandrag: Ett drivarrangemang i ett pneumatiskt motordrivet verktyg innefattande en pneumatisk motor (13) med en utgaende axel (16), en spindel (11) for montering av ett skdrande element, vilken spindel utvandigt har bade en ganga (21) och ett axiellt spar (22), varvid spindelns (11) drivrotation drivs av ett drivdrev (23), som är i ingrepp med det axiella sparet (22) pa spindeln (11) och drivanslutet till den utgaende axeln (16) for att rotera med en konstant has- tighet i forhallande till den utgaende axeln (16) och var- vid ett matningsdrev (25) är paskruvat pa den namnda spindeln (11), vilket matningsdrev (25) kan roteras i forhallande till spindeln (11) for att fora fram och dra tillbaka den namnda spindeln (11). Matningsdrevet (25) drivs av ett mellanliggande matningsdrev (29), vilket mellanliggande matningsdrev (29) med är med utbytbarhet drivanslutbart till den utgaende axeln (16) via en forsta respektive en andra drivanslutning for att fora fram respektive dra tillbaka spindeln (11).

Description

DRIVARRANGEMANG I ETT PNEUMATISKT MOTORDRIVET VERKTYG Uppfinningen avser ett drivarrangemang i ett pneumatiskt motordrivet verktyg. I synnerhet avser uppfinning- en en avancerad borrningsutrustning (ADE, advanced dril- ling equipment) som är lampad for utforande av flerfaldiga, i foljd genomforda automatiserade borrningsoperationer.

BAKGRUND Ett konventionellt pneumatiskt motordrivet verktyg har en spindel med en fattning i vilken ett borrskar kan sattas in. Spindeln drivs vanligen av tva separata kugghjul, som normalt är anordnade som hylsor koaxiellt kring spindeln. Ett forsta drev, drivdrevet, är anordnat i axiella splines for att driva spindeln i rotation. Det andra drevet, matningsdrevet, är paskruvat pa spindeln pa ett sadant satt att den omsesidiga rotationen mellan matningsdrevet och spindeln orsakar en axiell rorelse daremellan som matar spindeln i en axiell riktning. Mat- ningsdrevet kan vara utformat fOr att fora spindeln antingen framat eller bakat.

Vanligtvis fors spindeln framat genom att det gangade matningsdrevet roterar med nagot hogre rotationshastig- het an spindeln. Nar borrningsoperationen är avslutad hamnar matningsdrevet i en i vridningsled blockerad position. Eftersom matningsdrevet hindras fran att rotera kommer den fortsatta rotationen has spindeln i forhallande till matningsdrevet att snabbt dra spindeln till- baka till dess initiala position.

Ett problem som finns i sadana konventionella pneumatiska motordrivna verktyg är att spindeln och/eller det drev som matar spindeln kan komma att bli blockerat till foljd av den relativt hoga rotationshastigheten has spindeln och dreven. Detta är besvarande, inte bara darfor att det innebar att den blockerade delen behover lossas, utan ocksa darfor att delarna i verktyget kommer att utsattas for en kraftig pakanning och slitage.

KAND TEKNIK I US 2 791 922 är ett motordrivet verktyg med en tvangsmassigt styrd motormatning beskrivet. I detta motordrivna verktyg har spindeln ett invandigt spar som via en splineskoppling är ansluten till en drivaxel som är anordnad koaxiellt inuti spindeln far att driva dennas rotation. Vidare har spindeln en utvandig ganga pa vilken en pa motsvarande satt gangad hylsa for matning av spindeln framat och bakat är anordnad.

En olagenhet med det i US 2 791 922 beskrivna arrangemanget ar att langden pa den invandiga drivaxeln och den yttre gangade hylsan maste vara minst lika star som den mojliga forflyttningen av spindeln framat. Dessutom kan arrangemanget inte anpassas till andra framforings- langder utan att spindeln, den invandiga drivaxeln och den yttre hylsan byts ut.

FR 2 918 592 beskriver ett annat motordrivet verktyg. I detta motordrivna verktyg roteras spindeln av ett splineskopplat drivdrev och matas axiellt av ett gangat matningsdrev. Bada dreven är anordnade koaxiellt utanfor spindeln. Det gangade matningsdrevet kan anslutas till motorn via tva olika utvaxlingar; en dar det gangade matningsdrevet roterar snabbare an spindeln, sh att spindeln fors framat, och en dar det gangade mat- ningsdrevet roterar langsammare an spindeln, sa att spindeln dras tillbaka.

For realisering av dessa tva utvdxlingar är det gangade matningsdrevet forsett med tva med mellanrum anordnade drivtransmissioner. Av den anledningen strdcker sig det gdngade matningsdrevet Over en relativt bred del av spindeln. I forhallande till det arrangemang som är be- skrivet i US 2 791 922 har det motordrivna verktyg som är beskrivet i FR 2 918 593 en fordel genom att det dr mer flexibelt med avseende pa framforingen av spindeln.

Bada arrangemangen har dock nackdelen att den samman- tagna ldngden pa medlen for drivning och matning av spindeln stracker sig Over en vdsentlig del av spindeln. Detta innebdr att den effektiva ldngden pa spindeln blir begrdnsad och att huvudet pa verktyget behover vara relativt langt for att inrymma spindeln. Eftersom dessa verktyg anvdnds i utrymmen som ibland är mycket begrdn- sade, är det viktigt att halla langden pa huvudet sá kort som mojligt.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett dndamal med uppfinningen är att tillhandahalla ett pneumatiskt motordrivet verktyg med en mer kompakt funktionell utformning.

Ett annat dndamal med uppfinningen är att tillhandahalla ett motordrivet verktyg med en blockeringsfri ut- formning ddr spindelns rotationshastighet kan hallas pa en relativt hog niva utan att verktygets funktion dventyras.

Uppfinningen avser ett drivarrangemang i ett pneumatiskt motordrivet verktyg innefattande en pneumatisk ma- tor med en utgaende axel, varvid drivarrangemanget inne- fattar en spindel for montering av ett skdrande element, vilken spindel dr drivansluten till den namnda motorns utgaende axel, och vilken spindel utvandigt inkluderar bade en ganga och ett axiellt spar, varvid spindelns drivrotation drivs av ett drivdrev, som ar i ingrepp med det axiella sparet pa spindeln och drivanslutet till motorns utgaende axel for att rotera med en konstant has- tighet i forhallande till motorns utgaende axel, och varvid ett matningsdrev at paskruvat pa den namnda spindeln, vilket matningsdrev kan roteras i forhallande till spindeln for att fora fram och dra tillbaka den namnda spindeln. Matningsdrevet drivs av ett mellanliggande matningsdrev, vilket mellanliggande matningsdrev är ut- bytbart drivanslutbart till motorns utgaende axel via en forsta respektive en andra drivanslutning, varvid det mellanliggande matningsdrevet at anordnat att fora spindeln framat i forhallande till matningsdrevet i den for- sta drivanslutningen och for att dra tillbaka spindeln i forhallande till matningsdrevet i den andra drivanslutningen.

Med arrangemanget enligt uppfinningen kan den aktiva langden pa spindeln Okas avsevart jamfort med den kanda tekniken. Detta beror pa att den sammantagna langden pa drivdrevet och matningsdrevet ar avsevart reducerad genom det uppfinningsenliga arrangemanget, i vilket matningsdrevet ar anslutet till ett mellanliggande matningsdrev, som i sin tur i drivningshanseende kan anslu- tas utbytbart till motorns utgaende axel.

I en utforingsform av uppfinningen at ett mellanliggande drivdrev ar drivanslutet till motorns utgaende axel och lagrat kring en forsta drivaxel for att rotera fritt i forhallande till den forsta drivaxeln, vilket mellanliggande drivdrev at i tandingrepp med drivdrevet, och i vilket det mellanliggande matningsdrevet ar forskjutbart anordnat kring den namnda drivaxeln placerat for att glida koaxiellt utmed den namnda drivaxeln mel- ran en forsta drivposition, i vilken den är i ingrepp med den forsta drivaxeln och en andra drivposition, i vilken den är i ingrepp med det mellanliggande drivdrevet, varvid den forsta och den andra drivpositionen hos det mellanliggande matningsdrevet motsvarar den forsta respektive den andra drivanslutningen.

I en annan utforingsform av uppfinningen är en andra drivaxel anordnad att driva det mellanliggande drivdrevet via ett direkt ingrepp och att driva den forsta axeln via separata kopplingsdelar, varvid den forsta drivaxeln är anordnad att rotera vid en hogre rotationshastighet an det mellanliggande drivdrevet.

I ytterligare en utforingsform av uppfinningen innefattar de separata kopplingsdelarna en kopplingshylsa, som är i rotationsingrepp med den andra drivaxeln och placerad for att glida utmed densamma, vilken kopplingshylsa är fjaderbelastad till ett mjukt tandat ingrepp med en andra koppling, som i sin tur är i drivingrepp med en forsta koppling hos den forsta drivaxeln, varvid det mjukt tandade ingreppet kommer att brytas om det mo- ment som verkar mellan kopplingshylsan och den andra kopplingen overskrider ett forsta troskelmomentvarde definierat av fjaderverkan pa kopplingshylsan.

I ytterligare en annan utforingsform av uppfinningen uppnas det drivande ingreppet mellan den forsta kopp- lingen och den andra kopplingen med en utbytbar matningskassett, som innefattar ett primart matningskassettdrev och ett sammankopplat sekundart matningskassettdrev, varvid en forsta utvaxling kan astadkommas ge- nom att det primara matningskassettdrevet satts i in- grepp med den forsta kopplingen och det sekundara matningskassettdrevet satts i ingrepp med den andra kopplingen och det sekundara matningskassettdrevet satts i ingrepp med den andra kopplingen, och en andra, annorlunda utvaxling kan Astadkommas genom att det primara matningskassettdrevet satts i ingrepp med den andra kopplingen och det sekundara matningskassettdrevet satts i ingrepp med den forsta kopplingen. En fordel med denna utfOringsform är att den hastighet med vilken spindeln fors framat under borrning är latt att anpassa genom andring eller vridning av matningskassetten.

I en annan utforingsform av uppfinningen är en tillba- kadragningsfjader anordnad att pressa det mellanliggande matningsdrevet i riktning mot ingrepp med det mellanliggande drivdrevet och ut ur ingrepp med den farsta drivaxeln, varvid ett pneumatiskt tryck kan etableras i en sluten kammare for att verka i den motsatta riktningen pa det mellanliggande matningsdrevet, vilket pneumatiska tryck tar Over fjaderns verkan for att pressa det mellanliggande matningsdrevet i riktning mot ingrepp med den forsta drivaxeln och ur ingrepp med det mellanliggande drivdrevet.

Vidare kan kopplingshylsan anslutas pneumatiskt till kammaren pa ett sadant satt, att rorelsen has kopplingshylsan, nar denna glider mot verkan av fjddern och dess mjukt tandade ingrepp med den andra kopplingsdelen är brutet, kommer att latta pa trycket i kammaren, varige- nom det mellanliggande matningsdrevet kommer att glida ut ur ingrepp med den fOrsta drivaxeln och till ingrepp med det mellanliggande drivdrevet. En fordel med denna utforingsform är att tillbakadragningen av spindeln efter fullbordad borrning paborjas automatiskt som en funktion av ett okat vridmoment i verktyget.

I en annan utforingsform av uppfinningen är det mellanliggande matningsdrevet axiellt anslutet till en cylinder via ett lager, vilken cylinder ar placerad for att glida langs den forsta drivaxeln och ansluten till bade fjadern och, via tatningar, till tryckkammaren, sa att den axiella positionen hos det mellanliggande matningsdrevet styrs direkt av cylinderns position och in- direkt av fjaderns verkan och trycket i kammaren.

Vidare uppnas ingreppet mellan det mellanliggande matningsdrevet och det mellanliggande drivdrevet med hjalp av ett jamnt tandat ingrepp som halls samman av fjaderns verkan. En fordel med det jamnt tandade ingreppet som hindras av fjadern är att fjaderns verkan kan stallas in pa ett sadant satt, att spindeln inte blockeras. Med en lag fjaderverkan kommer det jamnt tandade ingreppet att brytas vid ett lagt moment.

I en annan utforingsform av uppfinningen är en kvar- hallningsmekanism anordnad att hindra det mellanliggande matningsdrevet fran att rora sig ut ur ingreppet med det mellanliggande drivdrevet under den initiala fasen av spindelns tillbakadragning. Kvarhallningsmekanismen uppvisar fordelen att tillbakadragningen av spindeln kan uppnas Aven om spindeln och/eller matningsdrevet är blockerat/blockerade.

I annu en annan utforingsform av uppfinningen är cylinderns position pneumatiskt kopplad till en styrenhet has verktyget, varvid cylindern kommer att alstra en pneumatisk signal till styrenheten for att avbryta ope- rationen nar dess jamnt tandade ingrepp med det mellanliggande drivdrevet bryts och den glider mot fjaderns verkan.

Vidare kan styrenheten vara anordnad att overfora en signal for att stanga verktygets huvudventil till gen- svar pa kommandot att avbryta operationen.

Uppfinningen hanfor sig ocksa till ett pneumatiskt motordrivet verktyg innefattande en pneumatisk motor med en utgaende axel och ett drivarrangemang sasom är beskrivet ovan.

Ytterligare andamal och fordelar med uppfinningen kommer att framga av den foljande beskrivningen och patent- kraven.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGSFIGURERNA I den foljande utforliga beskrivningen hanvisas till de medfoljande ritningsfigurerna.

Fig. 1 visar ett motordrivet verktyg enligt en forsta utforingsform av uppfinningen; Fig. 2 visar en detaljbild av det i Fig. 1 visade motordrivna verktyget i en forsta arbetsposition; Fig. 3 visar en detaljbild av det i Fig. 1 visade motordrivna verktyget i en andra arbetsposition; Fig. 4a visar en detaljbild av det i Fig. 1 visade motordrivna verktyget i en tredje arbetsposition.

Fig. 4b visar en narbild av det i Fig. 4a visade motordrivna verktyget i en fjarde arbetsposition; Fig. 5 visar en detaljbild av det i Fig. 1 visade motordrivna verktyget i en fjarde arbetsposition.

Fig. 6 visar en detaljbild av det i Fig. 1 visade arbetsverktyget i en femte arbetsposition.

UTFoRLIG BESKRIVNING AV EN UTFORINGSFORM AV UPPFIN- NINGEN.

Fig. 1 visar en bild av en utforingsform av ett pneumatiskt motordrivet verktyg 10 enligt uppfinningen.

Det motordrivna verktyget 10 har en spindel 11, som är anordnad att halla ett skarande element, till exempel ett borrskar (inte visat), och att rotera och fora fram detta borrskar. Borrskaret ska vara anordnat i en fattning 12 vid den hogra, framre anden av spindeln 11. En pneumatisk motor 13 är anordnad i den undre delen av det motordrivna verktyget for att leverera det vridmoment som ska rotera och fora fram spindeln 11.

Den pneumatiska motorn 13 kan vara antingen en turbin- motor eller en vingmotor. I den visade utforingsformen är motorn en turbinmotor. Motorn drivs av komprimerad luft vid ett tryck pa ungefar 6,3 bar. Luften fors in i motorn via en huvudventil 14.

Motorn 13 her vidare en utgaende motoraxel 16, som med hjalp av en vaxellada 15 är nedvaxlad till en andra drivaxel 17, som via kopplingar 18 och 20 är kopplad till en forsta drivaxel 19.

Rotationen hos den andra drivaxeln 17 overfors till spindeln 11 via ett drivdrev 23 och ett matningdrev 25.

Detta matningsdrev beskrivs i detalj nedan med hanvis- ning till den utforliga bild som presenteras i Fig. 2 till 6.

Fig. 2 till 6 visar en utforingsform av ett pneumatiskt motordrivet verktyg enligt uppfinningen i fern oh- ka driftsfaser: normal borrning (Fig. 2), slutfasen av den normala borrningen (Fig. 3), start av tillbakadragning av spindeln (Fig. 4), tillbakadragningsfas (Fig. 5) och slutet av tillbakadragningsfasen (Fig. 6). (1) NORMAL BORRNING (Fig. 2) Under den normala borrningsoperationen som ax visad i Fig. 2 utfors borrning, varvid spindeln 11 vid sin framre ande har en fattning 12, som hailer borrskaret (inte visat). Under den normala borrningsfasen fors spindeln 11 framat, det viii saga den forflyttas axiellt at hoger i figuren, samtidigt som spindeln 11 roteras for att astadkomma borrningsrorelsen.

Spindeln 11 har en utvandig ganga 21, som stracker sig over i stort sett hela langden pa spindeln 11. Spindeln 11 har vidare minst ett utvandig axiellt spar 22, som stracker sig axiellt over i stort sett hela langden pa spindeln 11, sa att gangan 21 är axiellt avbruten av det namnda sparet 22.

Ett drivdrev 23 är anordnat att driva spindelns rotation. Drivdrevet 23 har ett invandigt axiellt utskott 24, som passar inuti det axiella sparet 22 pa spindeln 11, sa att inbOrdes axiell rorelse är mojlig mellan spindeln 11 och drivdrevet 23, men sá att ingen relativ rotationsrorelse medges mellan dem.

Vidare är ett matningsdrev 25 med en invandig ganga 26, som motsvarar de utvandiga gangorna 21 pa spindeln, skruvad kring spindeln 11. En stoppring 27 är fast an- ordnad vid den vanstra, bakre anden av spindeln 11. Drivdrevet 23 star i drivningsforbindelse med motorn 13 for att rotera med en vasentligen konstant hastighet hela tiden under verktygets drift. Mer bestamt drivs den andra drivaxeln 17 av motorns utgaende axel 16 via en vinkelvaxel 48 och en utgaende axel 47 i vaxelladan 15. Vidare är den andra drivaxeln 17 anordnad att driva ett mellanliggande drivdrev 28 via en fast koppling 64. Det mellanliggande drivdrevet 28 är monterat pa ett lager 51 kring den forsta drivaxeln 19, sa att det kan rotera fritt i forhallande till den forsta drivaxeln 19. Det mellanliggande drivdrevet 28 ar vidare kopplat via en drivkoppling, till exempel med ett kuggingrepp, till drivdrevet 23 for att driva spindeln.

Som har angivits ovan forblir den fullstandiga kopp- lingen fran motorns utgaende axel 16 till drivdrevet 23 oforandrad under hela operationen, sa att drivdrevet 23 och clamed spindeln 11 kommer att rotera med en konstant 11 hastighet under hela operationen. Rotationshastigheten bestams av motorn 13 och reduktionsutvaxlingen hos vaxelladan 15 och är normalt installd pa mellan 500 och 4.000 vary per minut. Med den uppfinningsenliga kon- struktionen kan rotationshastigheten hos spindeln 11 va- ra sá hog som 12.000 vary per minut. Den hoga rotationshastigheten medges tack vare det uppfinningsenliga drivmatningsarrangemanget, vilket beskrivs ytterligare nedan.

Matningsdrevet 25 är drivningsmassigt och omvaxlings- bart anslutbart till motorn 13 via en forsta och en andra drivanslutning. Bada dessa anslutningar astadkoms med ett enda mellanliggande matningsdrev 29, som kan sattas in utmed den forsta drivaxeln 19 mellan tva olika drivpositioner. I }Dada dessa drivpositioner är det mel- lanliggande matningsdrevet 29 kopplat till matningsdrevet 25 via samma utvandiga kugghjulstransmisson 30.

I Fig. 2 är det mellanliggande matningsdrevet 29 placerat i den forsta av dessa drivpositioner, vilket mot- svarar den forsta drivpositionen. I denna forsta drivpo- sition är det mellanliggande matningsdrevet 29 kopplat via en invandig drivtransmission 31 till den forsta drivaxeln 19. Drevet är sa anpassat att matningsdrevet 25 kommer att rotera nagot snabbare an drivdrevet 23, sa att spindeln 11 fors framat nar det mellanliggande mat- ningsdrevet 29 är placerat i den forsta drivpositionen. Den invandiga ytan pa det mellanliggande matningsdrevet 29 har en tandad sektion 62, som fullstandigar den invandiga drivtransmissionen 31 till den forsta drivaxeln 19. Innanfor denna tandade sektion 62, det viii saga till vanster i figuren, har det mellanliggande matningsdrevet ett inre slatt avsnitt 54, som är anordnat att inte vara i ingrepp med den forsta drivaxeln 19. 12 Nar det mellanliggande matningsdrevet 29 forflyttas mot den andra av dess tva olika positioner, som motsvarar den andra drivpositionen, det viii saga till hoger i figuren, kommer darfor ingreppet i den forsta drivaxeln 19 att upphavas. Detta beskrivs ytterligare nedan med han- visning till Fig. 4.

De olika utvaxlingarna fran den andra drivaxeln 17 till den forsta drivaxeln 19 respektive till det mellanliggande drivdrevet 28 är anordnade pa ett sadant satt att den forsta drivaxeln 19 roterar snabbare an det mel- lanliggande drivdrevet 28. Forhallandet mellan dessa rotationshastigheter paverkas indirekt av en utbytbar matningskassett 44. Matningskassetten 44 inkluderar ett primart matningskassettdrev 45 och ett sekundart mat- ningskassettdrev 46.

Den forsta drivaxeln 19 inkluderar en forsta koppling 20, som via till exempel en hexagonalkoppling är ansluten till det primara matningskassettdrevet 45. Det primara matningskassettdrevet 45 overfor rotationen fran det sekundara matningskassettdrevet 46, som i sin tur är kopplat till den andra drivaxeln 17 via en andra koppling 18 och en kopplingshylsa 42.

Foljaktligen styr matningskassetten 44 den relativa hastigheten mellan den forsta drivaxeln 19 och den andra drivaxeln 17, vilket indirekt paverkar den relativa has- tigheten mellan den forsta drivaxeln 19 och det mellanliggande drivdrevet 28. Vidare kan den relativa rotationshastigheten mellan drivaxlarna 17 och 19 cmvandas genom att matningskassetten anordnas i den motsatta riktningen, det viii saga med det sekundara matningskas- settdrevet 46 anslutet till den fOrsta kopplingen 20 och det primara matningskassettdrevet 46 anslutet till den andra kopplingen 18. 13 Det maste emellertid framhallas att den relativa hastigheten mellan drivdrevet 23 och matningsdrevet 25 är beroende inte endast av den relativa rotationshastigheten has den forsta och den andra drivaxeln 17 och 19.

Som har angivits ovan, är den direkta drivoverforingen mellan den andra drivaxeln 17 och det mellanliggande drivdrevet 28 sa anpassad att det mellanliggande drivdrevet 28 kommer att rotera med en lagre rotationshastighet an den forsta drivaxeln 19, oberoende av den ut- vaxling som fas med matningskassetten 44.

Av detta foljer att det är mojligt att reglera den hastighet med vilken spindeln 11 kommer att foras framat under borrningsoperationen medelst matningskassetten 44, som antingen kan omvandas eller ersattas med en annan matningskassett med en annan utvaxling. Alla andra para- metrar, inklusive tillbakadragningshastigheten, kommer att forbli oforandrade, vilket kommer att framga nedan.

For fackmannen är det ett normalt tillvagagangssatt att Astadkomma en onskad utvaxling genom att utforma el- ler anpassa de omsesidiga storlekarna pa de berorda dre- ven. Darfor beskrivs detta inte i detalj i denna ansokning. 2. SLUTFASEN AV BORRNINGEN (Fig. 3) Det mellanliggande matningsdrevet 29 halls i den for- sta drivpositionen genom vaxelverkan med en axiellt forskjutbar cylinder 32. Cylindern 32 paverkas mot den andra drivpositionen, det viii saga at hoger i figuren, av en tillbakadragningsfjader 33, som är insatt mellan cy- lindern 32 och den motstaende husvaggen 34. Emellertid overvinns fjaderkraften av ett pneumatiskt tryck som verkar i en kammare 35 pa den motsatta sidan av cylindern 32. Detta pneumatiska tryck uppratthalls under hela 14 frammatningsborroperationen, dvs. sa lange som spindeln fors framat. Kammaren 35 är tatad med tva tatningar 49a, 49b, till exempel i form av 0-ringar.

Den slutna kammaren 35 är bildad av cylindern 32, en omgivande perifer husvagg 43 och ett ringformigt husele- ment 61. Den forsta tatningen 49a är anordnad att tata mellan cylindern 32 och den perifera husvaggen 43, och den andra tatningen 49b är anordnad att tata mellan cylindern 32 och det ringformiga huselementet 61. Kammaren 35 kan expandera mot verkan av den namnda fjadern 33 for att forskjuta cylindern 32 mot den forsta drivpositionen bort fran det ringformiga huset 61 genom applicering av det pneumatiska trycket inuti den namnda kammaren 35.

Cylindern 32 är axiellt ansluten till det mellanlig- gande matningsdrevet 29 via ett axiellt lager 50, som sakerstaller den axiella inriktningen av cylindern 32 och det mellanliggande matningsdrevet 29 men medger att det mellanliggande matningsdrevet 29 roterar i forhallande till cylindern 32. Cylindern 32 är anordnad pa ett sadant satt att den inte roterar i forhallande till hus- vaggen 43.

I Fig. 3 hailer spindeln 11 pa att na andlaget for borrningen. Nagra ogonblick innan spindeln 11 nar sitt stopplage, dar stoppringen 27 befinner sig intill ett tvangsstopp 36, nar en manovreringsdel 37 av stoppringen 27 en havarm 38 som hor till en kvarhallningsmekanism 39. Kvarhallningsmekanismen har vidare en entandad sparrhake 40 som roteras genom inverkan pa havarmen 38 pa ett sadant satt att tanden 57 pa sparrhaken 40 kommer att peka nedat in i ett interaktionsomrade, det viii sa- ga inuti den perifera husvaggen 43, i vilken tanden 57 kommer att interagera med rorelsen hos cylindern 32.

Sparrhaken 40 är fjaderbelastad mot ett oppet lage sAsom är visat i Fig. 2, i vilket tanden 57 är sá placerad att den inte nar in i interaktionsomrAdet, sa att den inte kommer att stora cylindern 32. Vidare kan sparrha- ken 40 vridas i riktning mot havarmen 38 mot verkan av en fjader 58. Detta medger att cylindern 32 kan passera tanden pa sparrhaken i framatriktningen, det viii saga At hoger i figuren, sá att skuldran 55 kan gA forbi tan-den pa sparrhaken 40. Funktionen has den kvarhallande mekanismen 39 kommer att beskrivas narmare nedan med hanvisning till Fig. 4 och 5.

Nastan samtidigt med att stoppringen 27 gAr emot tvangsstoppet 36 stiger arbetsmomentet T i matningsdrevet 25 ogonblickligt. Detta okade moment kommer att overfOras via det mellanliggande matningsdrevet 29, den forsta drivaxeln 19 och den forsta och andra kopplingen 20 respektive 18 till den andra drivaxeln 17. Kopplingen mellan den andra drivaxeln 17 och den andra kopplingen 18 är astadkommen genom en mjukt tandad interaktion mel- lan den andra kopplingen 18 och en kopplingshylsa 42, vilka halls samman genom inverkan av en momentbegransande fjader 41. Fjadern 41 verkar pa kopplingshylsan 42, som är kopplad via splines till drivaxeln 17 och via den namnda mjukt tandade interaktionen med den andra kopp- lingen 18. Den andra kopplingen 18 är inte i rotations- ingrepp med den andra drivaxeln 17 utan kan rotera fritt i forhAllande till denna. I stallet styrs rotationen has den andra kopplingen 18 av dennas ingrepp med kopplingshylsan 42.

Fjaderkraften has fjadern 41 är vald pa ett sadant satt att interaktionen mellan kopplingshylsan 42 och den andra kopplingen 18 bryts nar arbetsmomentet T overskrider ett forutbestamt troskelvarde TA for framforingen. 16 Nar denna forutbestamda troskel overskrids kommer anslutningen att slira pa ett sadant satt att drivningen av matningsdrevet 25 blir avbruten. Dessutom kommer kopplingshylsan 42, sa snart anslutningen slirar, att forskjutas mot verkan av fjadern 41 och bort fran den andra kopplingen 18, det viii saga at vanster i figuren, och darigenom oppna en passage (inte visad) for att latta pa trycket i kammaren 35. Nar trycket i kammaren 35 lattas kommer cylindern 32 och det mellanliggande mat- ningsdrevet 29 att under verkan av tillbakadragnings- dragningsfjadern 33 forskjutas mot den andra drivpositionen, det viii saga at hoger i figuren, dar det mellanliggande matningsdrevet 29 gar i ingrepp med det mellanliggande drivdrevet 28. Detta leder till start av tillbakadragningsfasen-.

Start av tillbakadragning av spindeln (Fig. 4a-4b) Nar det mellanliggande matningskugghjulet 29 fOrskjuts till den andra drivpositionen kommer det att forbli kopplat till matningsdrevet 25 via samma utvandiga driv- transmission 30. Det kommer emellertid att vara bortkopplat fran den invandiga drivtransmissionen till den forsta drivaxeln 19. Denna invandiga drivtransmission forloras, ty i stallet for den tandade sektionen 62 kom- mer den inre slata sektionen 54 av det mellanliggande matningsdrevet 29 att vara placerad mitt emot kopplingsutskottet 63 pa den forsta drivaxeln 19, sa att ingen interaktion kommer till stand. I stallet kommer det mellanliggande matningsdrevet 29 att kopplas till det mel- lanliggande drivdrevet 28. Interaktionen mellan det mel- lanliggande matningsdrevet 29 och det mellanliggande drivdrevet 28 sakerstalls genom verkan av tillbakadragningsfjadern 33 och genom en mjukt tandad interaktion 17 mellan det mellanliggande matningsdrevet 29 och det mellanliggande drivdrevet 28. Fjaderverkan hos tillbakadragningsfjadern 33 ar mattlig och mindre an verkan av den momentbegransande fjadern 41.

Det mellanliggande matningsdrevet 29 skulle kunna blockeras vid den slutliga fasen av den tvangsmassiga matningen under borrningen och det arbetsmoment T som behovs for att lossa det mellanliggande matningsdrevet 29 kan mycket val vara storre an det som ar mojligt att vidmakthalla genom enbart verkan av tillbakadragnings- fjadern 33.

Av den anledningen finns den ovan namnda kvarhallningsmekanismen 39.

Nar spindeln 11 ar i sitt langst framforda lage, det viii saga som visat i Fig. 4a och 4b, skjuts den entan- dade sparrhaken 40 genom inverkan av stoppringen 27 pa havarmen 38 sã att den vrids kring axellinjen X till sitt lagsta 'age. I detta lagsta lage kommer tanden 57 pa sparrhaken 40 att gá i ingrepp med en skuldra 55 pa cylindern 32 nar den passerar under sparrhaken till foljd av verkan has tillbakadragningsfjadern 33. Sparrhaken 40 ar anordnad att lata cylindern 32 passera i riktning mot ingrepp med det mellanliggande drivdrevet 28.

Sam kan ses i Fig. 4b ar ett stod 59 anordnat att in- teragera med en kamprofil 60 pa sparrhaken 40 for att stoppa rotationen has sparrhaken 40 nar den nar den blockerande positionen. I den i Fig. 4b visade positionen ar darfor havarmen 38 hindrad fran att rOra sig i motursriktningen till foljd av dess kontakt med stopp- ringen 27, och sparrhaken 40 ar hindrad fran att rora sig i medursriktningen pa grund av kontakten mellan kamprofilen 60 pa sparrhaken 40 och stodet 59. 18 Emellertid medger fjadern 59 mellan havarmen 38 och sparrhaken 40 att sparrhaken 40 kan rora sig en aning i motursriktningen, sá att skuldran 55 pa cylindern 32 kan gá forbi tanden 57 pa sparrhaken 40 i riktning mot den andra drivpositionen, det viii saga frail den position som at visad i Fig. 3 till den position som ar visad i Fig. 4a och 4b.

I den position som är visad i Fig. 4a och 4b, dar ingrepp har kommit till stand mellan matningsdrevet 29 och det mellanliggande drivdrevet 28, kommer cylindern 32 att vara blockerad genom ingreppet mellan tanden 57 pa sparrhaken 40 och skuldran 55. Detta ingrepp kommer att forhindra att det mellanliggande matningsdrevet 29 ror sig ut ur det namnda ingreppet. Aven om forbindelsen mellan spindeln 11 och matningsdrevet 25 är blockerad och den axiella kraft som produceras i det mjukt tandade ingreppet mellan det mellanliggande matningsdrevet 29 och det mellanliggande drivdrevet 28 overstiger den av fjadern 33 utovade kraften, kommer darfor det namnda in- greppet att bevaras intakt, sá att matningsdrevet 25 och spindeln 11 kommer att lossas och sá att tillbakadragningen av spindeln kommer att inledas.

Att marka är att trots att det mellanliggande matningsdrevet 29 kommer att kopplas till det mellanlig- gande drivdrevet 28 pa ett sadant satt att de roterar med samma rotationshastighet kommer matningsdrevet 25 att rotera med en lagre rotationshastighet an drivdrevet 23. Detta beror pa att utvaxlingen fran det mellanliggande matningsdrevet 29 till matningsdrevet 25 at en an- nan an utvaxlingen fran det mellanliggande matningsdre- vet 29 till drivdrevet 23. I Fig. 4a kan man notera att matningsdrevet 25 har en nagot storre diameter an drivdrevet 23. Av detta fOljer naturligtvis att rotations- 19 hastigheten has matningsdrevet 25 kommer att vara lagre an rotationshastigheten hos drivdrevet 23.

Vidare kommer naturligtvis den namnda skillnaden i rotationshastighet mellan matningsdrevet 25 och drivdrevet 23 att tvinga spindeln att ga tillbaka, det viii saga forflyttas at vanster i figuren.

Tillbakadragningsfasen (Fig. 5) Fig. 5 visar en del av det motordrivna verktyget under tillbakadragningsfasen. Fig. 5 är en mer detaljerad bild av kvarhallningsmekanismen 39 an de ovriga figurerna. Under den forsta delen av tillbakadragningsfasen kommer den framre anden 53 av stoppringen 27 att interagera med hdvarmen 38 i kvarhallningsmekanismen 39 pa ett sa- dant satt att sparrhaken 40 kommer att hojas och sá att tanden 57 pa sparrhaken 40 inte langre kommer att peka nedat in i interaktionsomradet, dar den gar i ingrepp med skuldran 55 pa cylindern 32 for att blockera det mellanliggande matningsdrevet 29 i den andra drivposi- tionen. Fjaderverkan has tillbakadragningsfjddern kommer dock att vara tillracklig for att hula inne interaktionen mellan det mellanliggande matningsdrevet 29 och det mellanliggande drivdrevet 28 vid denna punkt, eftersom spindeln har losgjorts fran det blockerade stallet, var- igenom tillbakadragningen av spindeln 11 kan slutfOras vid ett relativt lagt moment.

Avslutande av tillbakadragningen (Fig. 6) Tillbakadragningen av spindeln 11 avslutas ndr den bakre delen av fattningen 12 pa spindeln 11 ansatts mot drivdrevet 23. Vid denna punkt och beroende pa denna interaktion kommer arbetsmomentet T att Oka pa matningsdrevet 25. Okningen av vridmomentet kommer att avkannas i kopplingen mellan det mellanliggande matningsdrevet 29 och det mellanliggande drivdrevet 28, sá att interaktionen i denna koppling kommer att ga forlorad och det mellanliggande matningsdrevet 29 och cylindern 32 kommer att intermittent tryckas mot verkan av tillbakadrag- ningsfjadern 33, det viii saga At vanster i figuren. Vid denna punkt är sparrhaken 40 inte sá belagen att dess tand 57 inte kommer att stracka sig in i interaktionsom- radet dar den kan kollidera med skuldran 55 p& cylindern 32.

Sam har angivits ovan är fjaderverkan has tillbakadragningsfjadern 33 mattlig och mindre an verkan av den momentbegransande fjadern 41, vilket medfor att troskelmomentvardet TR är lagre an troskelmomentvardet TA for framforingen. Darigenom kommer ingreppet mellan kopp- lingshylsan 42 och kopp1ingen 18 att Asidosatta ingreppet mellan det mellanliggande drivdrevet 28 och det mellanliggande matningsdrevet 29.

Detta är viktigt eftersom det är ingreppet mellan kopplingshylsan 42 och kopplingen 18 som indirekt kommer att driva bade drivdrevet 23 och matningsdrevet 25 vid omstarten av borrningsoperationen, efter avslutad tillbakadragning. Darfor är fjaderverkan has den momentbegransande fjadern 41 installd pa ett sadant satt att det kommer att vara tillrackligt att losgora spindeln 11 fran dess initiala, tillbakadragna lage. Precis hur hart spindeln 11 är blockerad i sin initiala position styrs av fjaderverkan has tillbakadragningsfjadern 33, eftersom det är denna fjAderverkan som overvinns och avslutar tillbakadragningen nar arbetsmomentet T overskrider troskelmomentvardet TR for tillbakadragningen under tillbakadragningsfasen. 21 Rorelsen has cylindern 32 nar fjaderverkan has tillbakadragningsfjadern 33 är overvunnen frilagger en ventil som är belagen i husvaggen 43 kring den forsta drivaxeln 19. Detta avkanns av en styrenhet has det motordrivna verktyget och stanger huvudventilen 14 (visad endast i Fig. 1).

I det foregAende har uppfinningen beskrivits med hanvisning till sarskilda utforingsformer. Uppfinningen är dock inte begransad till nagondera av dessa utforings- former. I stallet är uppfinningens omfattning bestamd av de foljande patentkraven. 22

Claims (13)

Patentkrav:

1. Ett drivarrangemang i ett pneumatiskt motordrivet verktyg innefattande en pneumatisk motor (13) med en ut- gaende axel (16), varvid drivarrangemanget innefattar en spindel (11) for montering av ett skarande element, vii-ken spindel (11) är drivansluten till den namnda motorns utgaende axel (16), och vilken spindel utvandigt inkluderar bade en ganga (21) och ett axiellt spar (22), var- vid spindelns (11) drivrotation drivs av ett drivdrev (23), som är i ingrepp med det axiella sparet (22) pa spindeln (11) och drivanslutet till motorns utgaende axel (16) for att rotera med en konstant hastighet i farhallande till motorns utgaende axel (16), och varvid ett matningsdrev (25) är paskruvat pa den namnda spin- deln (11), vilket matningsdrev (25) kan roteras i forhallande till spindeln (11) for att fora fram och dra tillbaka den namnda spindeln (11), kAnnetecknat av att matningsdrevet (25) drivs av ett mellanliggande mat- ningsdrev (29), vilket mellanliggande matningsdrev (29) är utbytbart drivanslutbart till motorns utgaende axel (16) via en forsta respektive en andra drivanslutning, varvid det mellanliggande matningsdrevet (29) ar anordnat att fora spindeln (11) framat i fOrhallande till matningsdrevet (25) i den forsta drivanslutningen och for att dra tillbaka spindeln (11) i forhallande till matningsdrevet (25) i den andra drivanslutningen.

2. Drivarrangemanget enligt patentkrav 1, i vilket ett mellanliggande drivdrev (28) är drivanslutet till motorns utgaende axel (16) och lagrat kring en forsta drivaxel (19) for att rotera fritt i forhallande till den forsta drivaxeln (19), vilket mellanliggande driv- 23 drev (28) är i tandingrepp (30) med drivdrevet (23), och i vilket det mellanliggande matningsdrevet (29) är forskjutbart anordnat kring den namnda drivaxeln (19) placerat for att glida koaxiellt utmed den namnda drivaxeln (19) mellan en farsta drivposition, i vilken den är i ingrepp (31) med den forsta drivaxeln (19) och en andra drivposition, i vilken den är i ingrepp med det mellanliggande drivdrevet (28), varvid den forsta och den andra drivpositionen hos det mellanliggande matnings- drevet (29) motsvarar den forsta respektive den andra drivanslutningen.

3. Drivarrangemanget enligt patentkrav 2, i vilket en andra drivaxel (17) är anordnad att driva det mellanliggande drivdrevet (28) via ett direkt ingrepp och att driva den forsta drivaxeln (19) via separata kopplings- delar (18, 45; 20, 46, 42), varvid den forsta drivaxeln (19) är anordnad att rotera med en hogre rotationshastighet an det mellanliggande drivdrevet (28).

4. Drivarrangemanget enligt patentkrav 3, i vilket de separata kopplingsdelarna (18, 45; 20, 46, 42) innefat- tar en kopplingshylsa (42) som är i rotationsingrepp med den andra drivaxeln (17) och forskjutbart anordnad kring densamma, vilken kopplingshylsa (42) är fjaderbelastad till ett mjukt tandat ingrepp med en forsta koppling (18), som i sin tur är i drivingrepp med en forsta kopp- ling (20) pa den forsta drivaxeln (19) och varvid namnda mjukt tandade ingrepp kommer att brytas om momentet (T) som verkar mellan kopplingshylsan (42) och den andra kopplingen (18) overskrider ett troskelmoment TA defini- erat av fjaderverkan FA pa kopplingshylsan (42). 24

5. Drivarrangemanget enligt patentkrav 4, i vilket drivingreppet mellan den fOrsta kopplingen (20) och den andra kopplingen (18) Astadkoms av en utbytbar matningskassett (44) som innefattar ett primart matningskassett- drev (45) och ett sammankopplat sekundart matningskas- settdrev (46), och i vilket en forsta utvaxling kan Astadkommas genom att det primara matningskassettdrevet 45. satts i ingrepp med den forsta kopplingen (20) och det sekundara matningskassettdrevet (46) satts i ingrepp med den andra kopplingen (18), och en andra, skiljaktig utvaxling kan Astadkommas genom att det primara matningskassettdrevet (45) satts i ingrepp med den andra kopplingen (18) och det sekundara matningskassettdrevet 46. satts i ingrepp med den forsta kopplingen (20).

6. Drivarrangemanget enligt vilket som heist av pa- tentkrav 2-5, i vilket en tillbakadragningsfjader (33) ar anordnad att skjuta det mellanliggande matningsdrevet (29) till den andra drivpositionen i vilken det är i ingrepp med det mellanliggande drivdrevet (28), och i vii- ken ett pneumatiskt tryck kan etableras i en tatad kam- mare (35) for att verka i den motsatta riktningen pA det mellanliggande matningsdrevet (29) for att skjuta detta in i den andra drivpositionen i vilken det är i ingrepp med den forsta drivaxeln (19) och inte med det mellan- liggande drivdrevet (28), varvid det pneumatiska trycket dr inrattat att overstiga verkan av tillbakadragningsfjadern (33) nar det appliceras.

7. Drivarrangemanget enligt patentkrav 6 i dettas av- hangighet av patentkrav 4, i vilket kopplingshylsan (42) är pneumatiskt ansluten till kammaren (35) pA ett sAdant satt att rorelsen hos kopplingshylsan (42) nar den glider mot verkan av tillbakadragningsfjadern (33) och dess mjukt tandade ingrepp med den andra kopplingsdelen (18) bryts, kommer att frige trycket i kammaren (35), varigenom det mellanliggande matningsdrevet (29) kommer att glida ut ur den forsta drivpositionen, i vilken den är i ingrepp med den forsta drivaxeln (19), in i den andra drivpositionen i vilken den är i ingrepp med det mellanliggande drivdrevet (28).

8. Drivarrangemanget enligt patentkrav 7, i vilket det mellanliggande matningsdrevet (29) at axiellt anslu- tet till en cylinder (32) via ett lager (50), vilken cy- linder (32) är placerad for att glida koaxiellt langs den forsta drivaxeln och via tatningar (49) till tryckkammaren (35), och i vilket den axiella positionen hos det mellanliggande matningsdrevet (29) styrs direkt av positionen has cylindern (32) och indirekt av verkan av tillbakadragningsfjadern (33) och trycket i kammaren (35) som verkar pa cylindern (32).

9. Drivarrangemanget enligt patentkrav 8, i vilket ingreppet mellan det mellanliggande matningsdrevet (29) och det mellanliggande drivdrevet (28) astadkoms med hjalp av ett mjukt tandat ingrepp som halls samman genom verkan av tillbakadragningsfjadern (33).

10. Drivarrangemanget enligt patentkrav 9, i vilket en kvarhallningsmekanism (39) at anordnad att hindra det mellanliggande matningsdrevet (29) fran att rota sig ut ur ingreppet med det mellanliggande drivdrevet (28) under den initiala fasen av tillbakadragningen av spindeln (11).

11. Drivarrangemanget enligt patentkrav 9 eller 10, i vilket positionen has cylindern (32) är pneumatiskt kopplad till en styrenhet (52) has verktyget och i vii- 26 ket cylindern (32) kommer att avge en pneumatisk signal till styrenheten (52) for att avbryta driften nar dess mjukt tandade ingrepp med det mellanliggande drivdrevet (28) bryts och cylindern (32) glider mot verkan av till- bakadragningsfjadern (33).

12. Drivarrangemanget enligt patentkrav 11, i vilket styrenheten (52) sander en signal for att stanga huvudventilen (14) hos verktyget till gensvar pa kommandot att avbryta operationen.

13. Ett pneumatiskt motordrivet verktyg innefattande en pneumatisk motor (13) med en utgaende axel (16), Jannetecknat av att det innefattar ett drivarrangemang enligt vilket som heist av de foregaende patentkraven. 1/7 12 ''''' • ' '''''' ' : ' 27 39-- • 18 13 • 14