SE430910B - Borrdrivningsmekanism for savel rotation- som axialmatning av en borraxel - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 Z8kfi9494-*3 2 samverkande drivkedjor, båda försedda med utskjutande an- ordningar eller tänder vilka griper in i en serie uttag i bommen som därigenom förflyttas axiellt. Även om denna drivanordning med dubbla kedjor erbjuder stora fördelar framför en drivenhet med enkelkedja, eliminerar den inte helt.behovet av stödplattor eller andra anordningar för att hålla kedjorna tryckta mot den drivna borraxeln eller motsvarande konstruktion för att säkerställa att drivked- jorna ligger i ingrepp med axeln. Anordningen saknar vi- dare koppling av axialmatningen med axelrotationen.

Enligt den föreliggande uppfinningen föreslås-där- för en konstruktion för en borrdrivmekanism omfattande en roterbar horraxel jämte drivanordning för rotation och/ eller axialmatning av densamma i form av en kedjedrivmeka- nism.i ändlös slinga i ingrepp med borraxeln för axialmat- ning av denna, kännetecknad av p - att borraxeln är försedd med ett flertal i_skruv- linjeform på dess mantelyta anordnade ryggar samt med ut- med mantelytan i dess generatrisriktning anordnade urtag- mellan dessa ryggar; - att i borrdrivmekanismen ingår ett hus som omsluter't ett avsnitt av borraxeln och som inrymmer ett flertal kedje- hjul och ett par av kring dessa kedjehjul lagda-och av dem drivna kedjor bestående av drivlänkar i specialutförande jämte dessa drivlänkar sammanhâllande konventionella kedje- länkar samt ett första drivkugghjul för drivning av de nämnda kedjehjulen; 7 7 - att de speciella drivlänkarna har-konkava kontakt- ytor försedda med från dessa utskjutande tänder vilka gör ingrepp med urtagen mellan de skruvlinjeformade ryggarna på borraxeln, och med spår för dessa ryggar, samt i driv- länkarnas ändar tänder för ingrepp med motsvarande tänder på drivlänkafna i den andra drivkedjan med uppgift att hålla kedjorna tätt slutna kring borraxeln och att garantera sä- kert ingrepp mellan kedjorna och borraxeln; 5 - att det nämnda huset är försett med en drivanordning innefattande - en drivaxel.och ett av en första drivmotor drivet, med drivaxeln fast förenat andra drivkugghjul; 10 15 20 25 30 35 3 7809494-3 - ett med detta kugghjul koaxialt och i förhållande till detsamma roterbart, tredje drivkugghjul försett med en kuggkrans med större diameter och en kuggkrans med mindre diameter, den senare kopplad för drivning av det tidigare nämnda första drivkugghjulet; - en differential med ett första och ett andra vinkel- kugghjul anordnade för rotation med olika varvtal och försedda med vid desama fast monterade första resp. andra cylindriska kugghjul, av vilka det andra ligger i ingrepp med det nämnda andra drivkugghjulet; - en mellanaxel utrustad med dels ett tredje cylind- riskt kugghjul i ingrepp med det tidigare nämnda större kugghjulet, dels ett fjärde cylindriskt kugg- hjul i ingrepp med det nämnda första cylindriska kugghjulet; - en andra drivmotor kopplad till den nämnda diffe- rentialen för att genom denna åstadkomma en varvtals- olikhet mellan de nämnda andra och tredje drivkugg- hjulen vilken tillföres det nämnda första drivkugg- hjulet för att driva kedjehjulen.

Med en borr och borrdrivmekanism enligt uppfinningen undvikes de tidigare konstruktioner vidlâdande nackdelarna och erbjudes en ny metod för mjuk drivning av en borr som kan roteras eller axialmatas oberoende av vartannat med hjälp av separata drivmotorer.

Uppfinningen beskrives nedan i anslutning till föl- jande ritningar: Figur l är en perspektivisk framställning, delvis uppskuren, av en del av en borrdrivmekanism enligt uppfin- ningen; Figur 2 är en sidovy, delvis i snitt och delvis bort- skuren, som visar en i Figur 1 icke synlig del av borrmeka- nismen; Figur 3 är en sidovy av ett avsnitt av en borraxel använd tillsamman med drivmekanismen enligt Figur l och 2; Figur 4 är en sidovy av en drivlänk enligt Figur 1; Figur 5 visar samma drivlänk som i Figur 4, men sedd uppifrån; 780949 4-f 3 4 10 15 20 25 30 35 Figur 6 är en perspektivisk bild av två i varandra ingripande drivlänkar enligt Figur l;' Figur 7 visar huset till en borrdrivmekanism enligt uppfinningen, sett underifrån; 'Figur 8 visar ett snitt utmed linjen 8-8 i Figur 7; och ' Figur 9 visar ett snitt utmed linjen 9-9 i Figur 7.

Figur l.är en för tydlighets skull delvis uppskuren perspektivisk bild av den del 10 av borrdrivmekanismen vilken har til1.uppgift att åstadkomma axialmatning av borraxeln 12. Axeln 12 är försedd med en serie på axelns mantelyta i skruvlinjeform anbragta ryggar 14, sinsemellan åtskilda av urtag 16 placerade utmed mantelytan i dennas Axeln 12 kan vara ledad för att under- Drivmeka- generatrisriktning. lätta böjning av densamma då den är obelastad. nismen innefattar=två par av enli Figur 1 icke visad lämp- lig motor drivna kedjehjul, av vilka ett på axeln 20 an- bragt kedjehjul.är betecknat 18. -Ett likädant.kedjehjul är monterat på axeln 22 vilken i figuren är partiellt bort- fskuren för att frilägga andra i mekanismen ingående delar.

Två ytterligare drivande kedjehjul (icke synliga i bilden) är placerade på axlarnas 20 och 22 motsatta ändar. I meka- nismen ingår vidare fyra icke drivna kedjehjul, av vilka i bilden synes kedjehjulen 24 pâ axeln 26 ooh 28 på axeln 30. Liksom för de drivande kedjehjulen finns för de med- löpande kedjehjulen ett par balanserande kedjehjul i ax- larnas 26 och 30 bakre ändar.. p De ovan beskrivna kedjehjulen ligger i ingrepp med två rullkedjor 32 och 34, var och en försedd med ett fler- tal drivlänkar 36 utrustade med klackar 38 vilka i matnings- - läge gör ingrepp med motsvarande.klackar 38 på motstående länkar i den-andra kedjan där kedjorna omfattar borraxeln 12. Drivlänkarna är utformade med konkavt urskuret mitt- parti 36a som omsluter (ungefär) halva omkretsen av axeln 12. Två invändiga.spâr 36b i detta mittparti omsluter de skruvformiga ryggarna 14-då länkarna ligger i ingrepp runti axeln 12. Vid vridning av drivaxlarna 20 och 22 förflyttas därigenom axeln 12 uppåt eller nedåt allt efter axlarnas 20, 22 rotationsriktning. Eftersom flera spår samtidigt är 10 15 20 25 30 35 s 7809494-3 1 i ingrepp med flera skruvryggar 14, undvikes överbelast- ning av enskilda kontaktställen mellan spår och skruv- ryggar.

Den kompletta drivmekanismen 10 är enligt Figur 2 innesluten i ett med en roterande axel 41 fast förbundet hus 40 vilket utgör en del av en större bärande och dri- vande konstruktion enligt beskrivning i det följande.

Figur 2 är partiellt visad i snitt och med delar av lageröverfall och snäckskruv avlägsnade för att ange att snäckskruvaxeln 48 är genomgående. Konturerna av kedje- hjulen 18, 19 är visade streckade eftersom dessa hjul ligger bakom ett par desamma drivande snäckhjul 42, 44 på axlarna 20 resp. 22. Snäckhjulen 42, 44 ligger i ingrepp med en snäckskruv 46 på axeln 48, vilken löper i lager 50, 52 i huset 40. Axeln 48 drives av ett kugghjul S4 i neder- änden vilket i sin tur drives av ett i det följande be- skrivet kuggväxelsystem vilket vrider dels huset 40 för borraxelns 12 rotation, dels snäckaxeln 48 för borraxelns 12 axialrörelse.

Borrdrivmekanismens uppbyggnad och arbetssätt kan lättare förstås med hjälp av Figurerna 3, 4, 5, 6 vilka visar i tur och ordning borraxelns konstruktion, närmare detaljer av drivlänkarnas utförande, och en perspektivisk bild av ett par i ingrepp liggande drivlänkar.

Figur 3 visar ett avsnitt av borraxeln 12 med ett antal av de nämnda skruvlinjeformade ryggarna l4, uppde- lade genom urtag 58 som erbjuder ett flertal kontaktytor 62, 64 vid ryggpartiernas ändar. Ryggarna har vidare undre kontaktytor 60, 66 och övre kontaktytor 68, 70.

Figur 4 utgör en sidovy av en drivlänk enligt Figur l, sedd vinkelrätt mot borraxelns längdriktning i riktning in mot den konkäva delen av länkens mittparti 36a. Bilden visar de invåndiga spåren vilkas undre kontaktytor 72, 74 samverkar med skruvryggarnas 14 undre kontaktytor 60, 66 och vilkas övre kontaktytor 76, 78 samverkar med skruvryg- garnas l4 övre kontaktytor 70, 68. Då länken 36 rör sig uppåt kommer följaktligen ytorna 72, 74 att ligga an mot ytorna 60, 66 och driva borraxeln 12 uppåt. Då länken 36 rör sig nedåt, trycker analogt ytorna 76, 78 nedåt på 10 15 zo 25 30 35 7s~ø9=494~s _ _ 6 ryggarnas 14 kontaktytor 70, 68 och driver borraxeln l2 Då drivlänkarna 36 vrides, gör ytorna 80, 82 Detta framgår nedåt. kontakt med ryggarnas 14 ändytor 62, 64. tydligare genom studium av Figur 5 som visar länken 36 sedd uppifrån, med borraxeln 12 och skruvryggarna 14 visade streckade för att ange deras placering i förhållande till den cylindriska innerytan 36a. Av bilden framgår också att ytorna 80, 82 utgör delar av en tunga 84 vilken skjuter in i borraxelns 12 spår 58 och gör kontakt med spårkanterna .62, 64.

Länkarna 36 är försedda med ändtlänsar 86 i vilka är borrade hål 88 i linje med borrhâlen 90 i länkens 36 mittparti, och med sin centrumlinje passerande ungefär ge- nom mitten av länkens 36 kontaktytor med skruvryggarna 14.

Tappar placerade i hålen 88, 90 håller också konventionella kedjelänkar (visade i Figur l) vilka förhinder drivlänkarna 36 med varandra, samt de konventionella kedjelänkarna åt- skilfiande konventionella kedjerullar. I klackarna 92 på utsidan av flänsarna 86 är hål borrade för saxpinnar eller andra lämpliga fästdon för säkring av tapparna i hålen 88, 90. skulle försvåra snarare än underlätta överskådligheten och Klackarna 92 är inte visade i Figur l eftersom de förståelsen av drivmekanismen 10. I Figur 6 är en perspektivisk bild av-ändarna av två länkar 36 i ingrepp med varandra. Var och en av drivlänkar- na 36 har en klack 38 som gör ingrepp med motsvarande klackar 38 pâ motstâende drivlänkar. Klackarnas 38 kontur är snarlik profilen hos kugghjulskuggar för att kunna gå mjukt i och ur ingrepp.då kedjan arbetar. Tänderna 38 har en invändig tunga 38a vilken skjuter in ännu ett stycke i ett motsvarande urtag i den motsatta länken, begränsat av ytorna 96, 98 (se även Figur 4 och 5). Genom att anpassa tungan 38a så.att den i huvudsak utfyller utrymmet mellan ytorna 96 och 98 förhindrar man effektivt sidoglapp hos länkarna, vilka sålunda med säker styrning löper nüukt inn i och ut ur ingrepp med varandra. Den mjuka gången främjas av att delningsdiametern hos det kuggliknande ingreppet mellan drivlänktänderna 28 och -tungorna 38a överensstämmer med delningsdiametern hos kedjehjulen. Tungornas 38a hörn 10 15 20 25 30 35 7809494-3 är avfasade för att ytterligare underlätta ingreppsrörelsen.

Av det sagda framgår att ingreppsrörelsen hos länkarna 36 ger en mycket säker och pålitlig drivning av axeln 12 såväl för rotation som för axialmatning.

Figur 7 visar drivmekanismhuset 100 sett underifrån.

En hylsa 102 för drivaxeln, utförd av ett böjligt material, t ex gummi, och en denna hylsa koncentriskt omslutande, likaledes böjlig hylsa 104 är fästade vid huset 100 med fästdon av konventionell typ. Bilden visar också ett hus till en hydraulmotor 106 fäst vid mekanismhuset 100 med normala skruvar 108. Den i huset 100 inrymda mekanismens uppbyggnad framgår av Figur 8 som visar ett snitt längs linjen 8-8 i Figur 7. Figur 8 visar axeln 12 omsluten av de böjliga hylsorna 102, 104 där den går in i huset 100.

Axeln 12 passerar genom huset 40 som innehåller den i det föregående beskrivna drivmekanismen 10.

Huset 40 är fäst på en roterbar axel 41 vid vilken med kil är fäst ett stort kugghjul 112 buret och styrt av ett lager 114 i huset 100. 'Omedelbart intill kugghjulet 112 finns ett andra stort dubbelkugghjul 116 vridbart lagrat på axeln 41 med lager 115 och 117 och försett med en kuggkrans 116a med stor diameter och en kuggkrans 116b med mindre diameter. Kuggarna 116b ligger i ingrepp med kugghjulet 54 som driver kedjehjulen 18, 22 (se Figur 1) för borraxelns 12 axialmatning. Kuggkransen 1l6a med den större delnings- diametern ligger i ingrepp med ett cylindriskt kugghjul 124 som med axelkil är fäst vid ett vinkelkugghjul 126.

Detta utgör ena sidodrevet i en differential uppbyggd på en centrumaxel 128 lagrad i lagren 130, 132 i huset 100 och med kil fast förenad med en satellithjulaxel 134 som uppbär satellithjulen 136, 138 vilka ligger i ingrepp med differen- tialsidodrevet 126 och med ett ytterligare sidodrev 135, på vilket är med kil fäst ett cylindriskt kugghjul 139. Pâ axeln 138 är med kil ytterligare fäst ett cylindriskt kugg- hjul 140 som ligger i ingrepp med ett cylindriskt kugghjul 142 på den utgående axeln 144 till en hydraulmotor 146, vilken är fäst vid huset 100 på konventionellt sätt, t ex med skruvar 148.

Figur 9 är ett detaljsnitt genom en del av mekanismen 10 15 20 25 30 35 718-fl9-4 94-*3 s Detta.snitt visar drivningen från motorn 106 med ett på dess utgående axel 150 med kil fastsatt cylindriskt kugghjul 152 som i i Figur 7, lagt utmed linjen 9-9 i figuren. ,sin.tur ligger i ingrepp med det stora kugghjulet 112 som åstadkommer_rotationsrörelsen hos huset 40 etc. Driv- kugghjulet 112 ligger vidare i ingrepp med det cylindriska kugghjulet 139 så som antydes av den streckade linjen ' mellan dem i Figur 8, och driver följaktligen därigenom differentialsidodrevet 135 och.satellithjulen 136, 138.

Den ovan beskrivna differentialdrivmekanismen har till uppgift att åstadkomma en reglerbar axialmatning av borraxeln 12, vilken är kopplad med rotationen. Om ingen ,drivning tillföres från axialmatningsmotorn 146, kommer det stora drivhjulet 112 att drivas direkt av drivmotorn 106 för borrotationen, och driver därvid det cylindriska kugghjulet 139 och dess-differentialsidohjul 135. Satel- lithjulen 136, 138 löper härvid runt på plats, och det undre differentialsidohjulet 126 med tillhörande cylind- riskt kugghjul 124 roterar med samma varvtal som det övre sidohjulet 135 men åt motsatt håll. Kugghjulet 124 driver hjulet 122 på axeln 120 och därmed också hjulet 118, som driver runt hjulet 116. Eftersom kugghjulen 122, 118 och 112, 116 har samma kuggdelning och parvis samma diameter, kommer hjulen 112 och 116 att rotera åt samma håll och med samma varvtal, så att någon drivning av hjulet 54 inte er- hâlles.

Antag nu att axialmatningsmotorn 146 roterar med sådant varvtal att axeln 128 och satellithjulen 136, 138 löper runt med 1 r/min. De övre och undre differential- sidohjulen 136, 126 kommer då att få en varvtalsskillnad av 2 r/min, t ex så att hjulet 126 roterar 2 r/min snab- bare än hjulêt 135 och i motsatt riktning. Denna varvtals- skillnad överföras via hjulet 122, axeln 120 och hjulet 118 till det stora drivhjulet 116 som kommer att rotera.nâgot snabbare än hjulet 112 och huset 40.' Denna varvtalsskill- nad driver hjulet 54 och därmed kedjedrivmekanismen 10.

Till differentialaxeln 128 är kopplad en djupindi- -kator 154 som medger direkt avläsning av borraxelns inmat- ningsdjup i borrhålet. Denna information är uppenbarligen

Claims (7)

1. 0 15 20 25 30 35 9 7809494-3 direkt avhängig av det varvtal som tillföres axeln 128 från drivmotorn 146 för borrens axialrörelse. PATENTKRAV

1. Borrdrivmekanism innefattande en roterbar borraxel jämte drivanordning för rotation och/eller axialmatning av densamma i form av en kedjedrivmekanism i ändlös slinga i ingrepp med borraxeln för axialmatning av denna, k ä n n n e t e c k n a d av - att borraxeln är försedd med ett flertal i skruv- linjeform på dess mantelyta anordnade ryggar samt med ut- med mantelytan i dess generatrisriktning anordnade urtag mellan dessa ryggar; - att i borrdrivmekanismen ingår ett hus som om- sluter ett avsnitt av borraxeln och som inrymmer ett fler- tal kedjehjul och ett par av kring dessa kedjehjul lagda och av dem drivna kedjor bestående av drivlänkar i spe- cialutförande jämte dessa drivlänkar sammanhållande kon- ventionella kedjelänkar, samt ett första drivkugghjul för drivning av de nämnda kedjehjulen; I - att de speciella drivlänkarna har konkava kontakt- ytor försedda med från dessa utskjutande tänder vilka gör ingrepp med urtagen mellan de skruvlinjeformade ryggarna på borraxeln, och med spår för dessa ryggar, samt i driv- länkarnas ändar tänder för ingrepp med motsvarande tänder på drivlänkarna i den andra drivkedjan med uppgift att -hålla kedjorna tätt slutna kring borraxeln och att garan- tera säkert ingrepp mellan kedjorna och borraxelna - att det nämnda huset är försett med en drivan- ordning innefattande - en drivaxel och ett av en första drivmotor dri- vet med drivaxeln fast förenat andra drivkugg- hjul; - ett med detta kugghjul koaxialt och i förhål- lande till detsamma roterbart, tredje driv- 10 15 20 25 30 35 40 10 ansv-saw svzæs-z kugghjul försett med en kuggkrans med större diameter och en kuggkrans med mindre diameter, den senare kopplad för drivning av det tidiga- re nämnda första drivkugghjulet; - en differential med ett första och ett andra -vinkelkugghjul anordnade för rotation med olika varvtal och-försedda med vid desamma fast monte- :rade första resp. andra cylindriska kugghjul, av vilka det andra ligger i ingrepp med det nämnda andra drivkugghjulet; ' - en mellanaxel utrustad med dels ett tredje cy- lindriskt kugghjul i ingrepp med det.tidigare nämnda större kugghjulet, dels ett fjärde cy- lindriskt kugghjul i ingrepp med det nämnda första cylindriska kugghjulet: - en andra drivmotor kopplad till den nämnda diffe- .rentialen för att genom denna åstadkomma en varv- talsolikhet mellan de nämnda andra och tredje drivkugghjulen vilken tillföres det nämnda-första drivkugghjulet för att driva kedjehjulen. e2. ' t e c k n a d av att det stora kugghjulet har samma diame- ter som det nämnda andra drivkugghjulet, varigenom andra och tredje drivkugghjulen kommer att rotera med samma varvtal då Borrdrivmekanism enligt patentkrav 1, k ä_n n e - ingen drivning tillföres från den andra drivmotorn.

3. l och 2, andra drivmotorn är kopplad en indikeringsanordning för att Borrdrivmekanism enligt-ettdera av patentkraven k ä n n e t e c k n a d av att till den nämnda ange storleken av borraxelns axialförflyttning.

4. l - 3, -k ä n n e t e c k n.a d av Borrdrivmekanism enligt något av patentkraven att ingreppständerna på drivlänkarna-har en kontur_liknande en kuggprofil för att bidraga till mjuka ingreppsrörelser hos drivlänkarna.

5. k ä n n.e t e c k n a d av Borrdrivmekanism enligt något av patentkraven l - 4, att den nämnda differen- tialen innefattar en satellitaxel med på denna monterade satellithjul i ingrepp med de nämnda differentialsidohjulen, samt av att den nämnda andra drivmotorn är kopplad till satellitaxeln för att ge differentialdrivning av de nämnda sidohjulen. 10 ll 7809494-3

6. Borrdrivmekanism enligt något av patentkraven 1 - 5, k ä n n e t e c k n a d av att drivlänkarna också är försedda med från ingreppständerna framskjutande tungor samt med motsvarande hålrum för att tungorna skall kunna inrymmas i hålrummen i drivlänkarna i den andra av de två kedjorna med ändamål att förhindra sidoglapp hos drivlän- karna i ingreppsläget kring borraxeln.

7. Borrdrivmekanism enligt något av patentkraven l - 6, k ä n n e t e c k n a d av att drivlänkarna är förenade med de nämnda mellanlänkarna medelst tappar vilkas centrumlinjer passerar approximativt genom mitten av kontakt- ytan mellan drivlänken och borraxelns drivryggar.