SE428139B - Bergborrkrona - Google Patents

Description

79027 63- 7' ' - 2 Vid stora axiella och vickande rörelser hos skärrullen re- lativt kronans kropp medför detta att anliggningstrycket vid tätningsytan blir högt, vilket orsakar hög värmealstring och snabb förslitning av tätningsorganet.

Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma en bergborrkrona där anliggningstrycket vid tätningsorganets tätningsyta är lågt även vid stora axiella och vickande rörelser hos skär- rullen relativt kronans kropp.

Ett annat syfte med uppfinningen är att kontinuerligt avlägsna föroreningar från tätningsorganets från dess tätningsyta vända sida för att minska motståndet mot tätningsorganets fjädrande rörelse.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att utbilda tät- ningsorganet med en sekundär tätningsfunktion, vilket fun- gerar som nödtätning om den primära tätningsfunktionen ha- Vererâr 1 Ännu ett syfte med uppfinningen är att utbilda en smörjme- delsreservoar mellan tätningsfunktionerna i syfte att smör- ja den primära tätningsfunktionen.

Dessa och andra syften uppnås genom att uppfinningen erhållit i efterföljande patentkrav angivna kännetecken¿ i Uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar på vilka en utföringsform visas som exempel. Denna utföringsform avser endast att illustrera upp- finningen vilken kan modifieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Pâ ritningarna visar Fig. l ett tvärsnitt genom en skärrulle med tillhörande lagerben vid en bergborrkrona enligt upp- finningen. i 7902763-7 Fig. 2 visar i förstorad skala en delsektion i Fig. 1.

Fig. 3 visar ett snitt längs linjen III-III i Fig. 1.

I Fig. l visas en rullborrkrona för roterande borrning i berg och andra Jordformationer. Rullborrkronan innefattar påai och för sig känt sätt tre separata i kronans kropp in- gående ben. Ett exempel på en borrkrona av denna typ visas 1 svenska utiäggningsskriften 77o6n8o-6. I syfte att för- tydliga figuren visas i Fig. l bara ett ben 10. Benets ände är utbildat som en lagertapp ll, på vilken en skär- eller stiftförsedd rulle l2 är anordnad att rotera. Skären eller stiften 15 är inpressade i rullens 12 yttre yta för att sönderdela berget när kronan roteras och frammatas 1 borr- hålet.

De för skärrullens 12 rotation erforderliga lagerorganen innefattar ett rullager 14, ett koniskt axialrullager 15 och ett rullager 16. Skärrullen 12 kvarhålles på lagertappen ll medelst rullagret 16. Efter det att skärrullen 12 och rullagren 14, 15 monteras pà lagertappen ll införes de 1 rullagret 16 ingående rullarna genom en borrning 17, var- efter borrningen 17 tillslutes med en plugg 18, som fast- svetsas i borrningen. Lagersystemet smörjes lämpligen medelst ett ej visat smörjmedelssystem som på konventionellt sätt innefattar en tryckkompensator för att begränsa skillnaden i tryck hos smörjmedlet och vätskan i borrhålet.

Mellan skärrullen 12 och benet lO är en ringformig spalt 19 -utbildad. Spalten 19 övergår vid sin radiellt inre ände i en ringformig kammare 20, som har större axiell utsträckning än spalten 19. I kammaren 20 är ett med 21 generellt betecknat tätningsorgan anordnat, vilket förhindrar att föroreningar via spalten 19 intränger i lagersystemet.

Tätningsorganet 21 är längs sin radiellt yttre sida fastsatt 1 ett ringformigt spår 22 i skärrullen 12. Tätningsorganet 21 har en ytterdiameter som är större än innerdiametern hos en ansats 23 på skärrullen 12, varför tätningsorganet 21 kvar- 79o276s-7 4 hâlles i spåret 22 medelst snäppverkan. Tätningsorganets stomme innefattar en med stommen fastvulkad ringformig plåt 24fav'fJäderstå1.

Plåteníflg som sträcker sig väsentligen radiellt, ger erfor- derlig stabilitet åt tätningsorganet 2l och säkerställer att detta kvarhålles i spåret 22, I stället för av metall kan det ringformiga förstyvningsorganet naturligtvis tillverkas utav något annat styvt material såsom plast.

Enligt uppfinningen upprätthålles den primära tätningsfunk- tionen mellan skärrullen 12 och kronans kropp (= benet 10) medelst en elastiskteftergivlig läpp 25. Läppen 25 sträcker fsig radiellt utåt relativt skärrullens rotationsaxel 26 från sin radiellt inre med tätningsorganets stomme förbundna ände till sin fria yttre ände. Tack vare att läppen 25 är vek och elastisk klarar den både axiella och radiella förskjut- ningar av'skärru11en 12 relativt benet io utan att aniigg- ningstrycket i kontaktytan mellan läppen 25 och benet lO_ nämnvärt ökar. Detta medför att värmealstringen blir låg, 'vilket innebär långsam förslitning och således lång livs- längd hos tätningsorganet. På grund av att läppen 25 är riktad radiellt utåt erhålles en backventilfunktion hos tät- ningsorganet, d v s ju högre tryck som råder i kammaren 20 och således Ju större.risken är för inträngande av föro- reningar i lagersystemet, desto.säkrare hålls läppen 25 till anliggning mot-benet 10.

Vid den visade utföringsformen är läppen 25 förbunden med tätningsorganets stomme vid sin radiellt inre ände. Det väsentliga syftet med uppfinningen, nämligen att skärrullens axiëlla och vickande rörelser ej skall orsaka en snabb för- slitning av läppen 25, torde emellertid uppnås även om läppen 25 är förbunden med tätningsorganets stomme vid sin radiellt yttre ände, varvid läppen kommer att sträcka sig radiellt inåt relativt rotationsaxeln 26 från sin yttre ände _c111 sin fria inre ände. 7902763- 7 Om läppen 25 hindras att fjädra bakåt i riktning mot tätnings- organets stomme uppstår höga krafter mellan läppen 25 och benet 10 med snabbt slitage av läppen 25 som följd. Enligt uppfinningen säkerställas att föroreningar, såsom borrkax, kontinuerligt avlägsnas från utrymmet mellan läppen 25 och tätningsorganets stomme för att möjliggöra denna fjädrande rörelse hos läppen 25. I detta syfte är en renblåsningskanal 27 anordnad 1 benet lO. Kanalen 27 kommunicerar med en i benets längdriktning sig sträckande kanal 28. Spolmedium, vid den vi- sade utföringsformen tryckluft, ledes via kanalerna 27, 28 från en central borrning i borrkroppens övre del, företrädes vis via en backventil av den typ som visas i svenska utlägg- ningsskriften 7706028-5.

Enligt uppfinningen är kanalen 27 riktad tangentiellt rela- tivt den ringformiga spalten 19, se Fig. 5, varvid kanalen 27 är motriktad skärrullens 12 rotationsriktning. Som framgår av Fig. l sträcker sig kanalen 27 även radiellt inåt och i skär- rullens l2 axelriktning. Under sin rotation kommer därigenom läppen 25 att kontinuerligt möta en renblásningsstràle från kanalen 27, varvid borrkax förhindras att samla sig bakom läppen 25. Avsikten med renblåsningsstrålen är enbart att genom ständig rengöring eliminera förstörelse av läppen 25, och således ej att luften 1 sig skall ge tätningseffekt genom att bilda en luftbarriär under sin utströmning genom spalten 19; Enligt uppfinningen är vidare tätningsorganet 21 tillord- nat en andra sekundär tätningsfunktion. Denna utgöres av en väsentligen beröringsfritt utbildad spalt - eller labyrinttäta ning 29. Spalttätningen 29 är anordnad radiellt innanför läppen 25 och skall stoppa partiklar som eventuellt passerat läppen 25. Spalttätningen 29 är ej helt tät mot läckage utan fungerar som nödtätning om läpptätningen havererar. Utrymmet i kammaren 20 mellan spalttätningen 29 och läppen 25 är företrädesvis fylld med smörjmedel i vilket partiklar som passerar läppen 25 fastnar. Detta utrymme bildar även en 7902765- 7 g 6 smörjmedelsreservoar, varigenom det säkerställas att läppens kontaktyta mot benet 10 effektivt smörjes.

Enligt den föredragna utföringsformen är tätningsorganet 21 fastsatt i skärrullen 12. Man torde emellertid tillgodogöra sig uppfinningens fördelar även om tätningsorganet fast- tsättes i benet 10. ' Vid den visade utföringsformen är kanalen 27 riktad radiellt inåt} Det väsentliga är emellertid att kanalen 27 är riktad í-.angancialit 1 kammar-an ao. man kan därför tänka sig au: ka- nalen 28 förlänges, lämpligen till pluggen l8, varvid kanalen _27 kan riktas radiellt utåt mot kammaren 20. I detta fall sträcker sig läppen 25 lämpligen radiellt inåt.

Vid den visade utföringsformen är kanalen 27 vidare riktad tangentiellt relativt kammaren 20. Detta innebär att berg- borrkronan skall roteras i motsatt riktning. I syfte att möj- liggöra att bergborrkronan skall kunna roteras 1 båda rikt- ningarna utan att renspolningsfunktionen påverkas, kan ett munstycke anordnas i kanalens 27 mynning i kammaren 20.

Detta munstyoke skall därvid vara försett med två hål, som är riktade åt var sitt håll i kammaren 20. Renblåsningsstrå- len genom kanalen 27 kommer därigenom att uppdelas i två_ cangantialia macriktada flöden 1 kammaren 20.

Claims (13)

7 7902763- 7 Patentkrav

1. Bergborrkrona innefattande åtminstone en över lagerorgan roterbart uppburen skärrulle (12), varvid ett ringformigt tätningsorgan (21) är anordnat i en spalt (19) mellan kronans kropp (10) och skärrullen (12) för avtätning av lagerorganen (14, 15, 16), k ä n n e t e c k n a d av att tätningsorganet (21) innefattar en elastiskt eftergivlig läpp (25) som är fast förbunden med tätningsorganets (21) stomme och som har en radiell utsträckning relativt skärrullens (12) rotationsaxel (26) så att dess fria ände är radiellt åtskild från dess med tätningsorganets (21) stomme förbundna ände, varigenom axi- ella och/eller vickande rörelser hos skärrullen (12) relativt kronans kropp (10) kommer att upptagas huvudsakligen genom läppens (25) elastiska rörelse relativt stommen.

2. ;Bæ@wfiwmeflmthw1,kännetecknad W att läppen (25) har en axiell och radiell utsträckning.

3. Bergborrkrona enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att läppen (25) är fast förbunden med tätningsorganets (21) stomme vid sin inre ände och sträcker sig radiellt utåt till sin fria yttre ände.

4. Bergborrkrona enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k - n a d av att tätningsorganets (21) stomme innefattar ett för- styvningsorgan (24) av exempelvis metall eller plast.

5. Bergborrkrona enligt något av kraven 1-4, varvid tätnings- organets (21) stomme är förbunden med den ena av de inbördes roterbara delarna kropp (10) och skärrulle (12), k ä n n e - t e c k n a d av att den elastiska läppen (25) är anordnad att bilda en första dynamisk tätning med den andra av de in- bördes roterbara delarna, och att tätningsorganet (21) är tillordnat en andra väsentligen beröringsfritt utbildad dy- namisk tätning (29). 790216547

6. Bergborrkrona enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att tätningsorganet (21) är förbundet med nämnda enadel vid sin radiellt-yttre sida.

7.1 Bergborrkrona enligt krav 5 eller 6, k ä' n n e t e_c k - n a d av att nämnda ena del utgöres av skärrullen (12).

8. 181. Bergborrlæona enligt krav 7, knä n n e t e c k n a d av att tatnïngeerganet (21) är anordnat att faeteattae 1 ett ring- formigtspår (_22) i skäl-rullen (12) medelst snäppverkan.

9.* Bergborrkrona enligt något av kraven 5-8, k ä. n n e - te -o k n a d av att den andra dynamiska 'tätningen (29) ut- göres av en radiellt innanför den elastiska läppen (25) anord- nad labyrinttatning eller apalttatning.

10. Bergborrkrona enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att den andra dynamiska tätningen (29) tätar mot en yta på ' kronans kropp (10) eller lageraxel (11) , vilken är tvärställd relativt en yta på kronans kropp eller lageraxel mot vilken den elastiska läppen (25) tätar. i i i

11. Bergborrkrona enligt något av föregående krav, k ä n n e - t en c k n a d av medel för avlägsnande av föroreningar från läppens (25) mot spaltens (19) vända sida innefattande åtmin- stone en spolkanal (27), vilken mynnar i spalten (19) radiellt utanför tätningsorganet ('21). _

12. Berg-borrkrona enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d av att spolkanalen (27) är tangentiellt riktad relativt spalten v (19) och motriktad skärrlfllens (12) rotationsriktning. i

13. Bergborrkrona enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a av att nämnda medel innefattar ett 1 epelkanaiene (27) mynning "insatt munstycke. vilket är anordnat att uppdelad ett spolflöde genom spolkanalen (27) i två tangentiella motriktade flöden i spalten' (19) . _