SE441861B - Tetningsring - Google Patents

Description

7312691-9 _ 2 Den i detta amerikanska patent beskrivna tätningsringen är således icke lämpad för avtätning mellan en tapp och en på denna lagrad skär- kulle.

Ytterligare en tätningsring av detta slag beskrivs i den amerikanska patentskriften 3.l60.4l6 som visar en tätningsring som är fastspänd mellan två ytor på en axel, så att denna under drift roterar till- sammans med axeln och därigenom, på gund av centrifugalkraften, try- cks mot en cylindrisk borrning i ett stillastående hus. Då tryck- kraften i denna tätningsring är beroende av rotationshastigheten och fastspänningskrafterna av tätningsringen mellan ytorna på axeln varierar tätningsförmågan hos tätningsringen inom vida gränser. Tätningsförmågan hos tätningsringen är vid låga varvtal så ringa att den icke är till- räcklig för avtatning av utrymmet mellan en tapp och en skärrulle. Tät- ningsringen enligt detta amerikanska patent kan ej heller ta upp några tumlande rörelser, eftersom dessa skulle åstadkomma en skadlig sned- sättning och fastklämning av tätningsringen i borrningen hos det stilla- stående huset. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att erbjuda en förbättrad tät- ningsring av angivet slag, som ej förlorar sin tätningsförmâga ens då den tillhörande skärrullen utför större radial-, axial- och tummelrörelser.

Dessutom skall tätningsringen vara billig i tillverkning och lätt att montera.

Denna uppgift löses därigenom att tätningsringen är utbildad av en i spiral- form lindad remsa med väsentligen rektangulärt tvärsnitt, varvid remsans D enskilda lindningsvarv är anordnade att ömsesidigt överlappa varandra i axiell eller radiell riktning,'varvid rotationsriktningen hos remsans lindningsvarv är sådan att lindningarna roterar i förhållande till tappen hos rullborrkronah och således verkar som en hydrodynamisk transportskruv. 7a1269@-9 Enligt ett särskilt kännetecken är de enskilda lindnings- varven anordnade att vid sina överlappningsställen ömsesidigt beröra varandra så att ingen flödesmedium kan strömma mellan tätningsringens lindningsvarv, varigenom tätningsringen kan täta mot flödesmedium, t.ex. spolvätska i skärrullens omgivning.

Enligt ett ytterligare kännetecken bildar de enskilda lindnings- varven vid sina överlappningsställen en trång tätníngsspalt.

Genom denna tätningsspalt kan, så långt önskas, spolvätskan strömma in för att smörja och kvla lagren i skärrullens inre.

Därvid förhindrar den trånga tätningsspalten som har en förut- bestämd spalthöjd, att större stenpartiklar föres med in i lagerutrvmmet och där de kan förorsaka en skadlig förslit- ning av skärrullens lager. Tätningsspaltens höjd kan under tätningsringens montering för övrigt lätt ställas in genom axiell_elastisk sammantryckning av tätningsringen (vid överlapp- ning av lindningsvarven i axiell riktning) resp. genom radiell elastisk sammantryckning av tätningsringen (vid överlappning av lindningsvarven i radiell riktning).

Enligt ännu ett kännetecken hos uppfinningen uppvisar åtminstone en axiell ände av tätningsringen en vinkelrätt mot skärrullens axel stående sidoyta.

Enligt uppfinningen är remsan belagd med ett material som minskar glidfriktion, t.ex. koppar.

Slutligen kan, enligt uppfinningen, åtminstone en axiell ände på tätningsringen uppbära en mot den samverkande glid- ytan glidande glidring t.ex. av hårdmetall.

Tätningsringen enligt uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas under hänvisning till några i bifogade ritningar visade utföringsexempel. gnäll QÜÅLW? 781269199 irullens l mot borrkronestommen vända ände Figur l visar ett partiellt tvärsnitt genom en med en tätnings- ring enligt uppfinningen utrustad skärrulle,i Figur 2 är ett tvärsnitt genom den i figur 1 visade tätningsringen, Figur 3 visar ett partiellt tvärsnitt genom en med en modifierad tätningsring utrustad skärrulle, Figur H år ett tvärsnitt genom den i figur 3 visade modifierade tätningsringen, .

Figur 5 är ett delsnitt genom en med en ytterligare modifierad tätningsring försedd skärrulle, och Figur 6 visar en sidovv av den i figur 5 visade tätningsringen.

I figur l betecknas med 1 en av skärrullarna till en i och för sig känd rullborrkrona. Skärrullen 1 är radiellt lagrad på en tapp 2 till en borrkronestomme 3 i två glidlager U och 5 och ett_ru1lningslager 6 med cylindriska rullkroppar 7.

På tappens 2 ändyta är monterat ett axíalglidlager 3 anordnat att upptaga skärrullens axiellt riktade arbetstrvck. På skär- är anordnat en flänsring 9, som t.ex. åënom svetsning är fastsatt i skär- rullens l hål. Rullkropparna 7 styras i sidled mot íen från oborrkronestommen 3 vända sidoytan av flënsringen 9. Få sin mot borrkronestommen 3 vända sidoyta uppvisar 5länsri.gen 9 en ansats 10. Mot denna ansats 10 fasthålles en ring ll radiellt och axiellt i flänsringens 9 borrning.

Lraw-ïvv- - vann-nås" _'\.' rflv, ....°.~_ Tätningsringen ll består, såsom framgår i synnerhet av 2, av böjelastiskt, metalliskt bandmaterial och bildas av en spiralformigt lindad remsa 12 med väsentligen rektangulär: v-v--vnå- G..v.. u tvärsnitt, varvid remsans 12 enskilda lindningsvarv är nade att överlappa varandra i radiell riktning, Denna tätnings- ring ll är monterad med axiell fdrspänning mellan flänsringen 9 och borrkronestommen 3 och roterar tillsammans med skär- rullen l. Remsans l2 lindningsvarv är i övrigt så çlaceraie att de då skärrullen l roterar i pilens lš riktning 4- som en transportgänga, som hvdrodynamisk. pumpar den 1) verkar spolvätska som trängt in mellan tätningsri --=-._ 'a-»ns-fi. .__ _-. v.. kronestommen 3 radiellt utåt. Härigenom hindras spolvëtsaa 7812691-'9 att tränga in i lagerutrymmet i skärrullen l.

Tätningsringens ll båda axíella ändar uppvisar en mot skärrullens axel 15 vinkelrät ändyta 16 resp. 17. Därvid är åndytan 17, som avtätande glider mot motstående yta 18 på borrkronestommen 3, belägen vid ett över tätningsringens ll hela omkrets utbildat överlappningsställe, varigenom man på lämpligt sätt erhåller en relativt stor ändyta 17 med goda glid- och tätningsegen- skaper. Ändytan 16 på tätningsringens ll andra ände stöder axiellt mot ansatsen l0 i flänsringen 9 och fasthålles med radiell förspånning noggrant i borrningen till flänsringen gi De enskilda lindningsvarven i tätningsringen ll år anordnade på så sätt att de berör varandra vid deras radiellt mitt för varandra belägna överlappningsställen lü, så att det med smörjmedel fyllda lagerutrymmet i skärrullen l år fullständigt avtätat utåt. Därvid är en inbördes förskjutning av de enskilda, (under glidning) varandra berörande lindningsvarven möjlig, vilket åstadkommer en elastisk överbryggning av de axiella relativrörelserna mellan borrkronestommen 3 och skärrullen _ l. Sådana relativrörelser kan under drift framkallas av slitage på rullningslagret 6 och på axialglidlagret 8.

Under drift kan emellertid även radialglidlagren U och 5 slitas, så att skärrullen_l utför radiella relativrörelser och tummel- rörelser relativt borrkronestommen 5. Sådana relativ- och tummelrörelser överbryggas likaså elastiskt av tåtningsringen ll, genom att de enskilda lindningsvarven höjer sig elastiskt och delvis glider på varandra i omkretsriktningen.

För övrigt år remsan 12 belagd med ett glidfriktíonsnedsättande ämne, t.ex. koppar, så att det vid lindningsvarvens inbördes glidning mot varandra endast uppstår en relativt liten inbromsning genom glidfriktion i överlappningsställena.

I figur 3 visas en modifierad tätningsring 19, vilken likaså år i i _u LQQQR QUALITY u oi812691-9 monterad med aáiell förspänning mellan en flänsring 9 i skär- rullen l och borrkronestommen 3. Skärrullen l är liksom i det ovan beskrivna, och i figur 1 visade fallet lagrad i två radialglídlager Ä, 5, i ett rullningslager 6 och i ett axial- glidlager 8. iTätningsríngen 19 består av böjelastiskt, metalliskt bandmaterial och är - se figur H - utformad av en lättillverkad, i spiral- form lindad remsa 20 med rektangulärt tvärsnitt, där de enskilda líndningsvarven är anordnade att överlappa varandra i axiell ' riktning. De enskilda lindningsvarven hos tätningsringen l9hildar vid sina överlappningsställen 21 en trång tätnings- spalt, varigenom spolvätska kan strömma genom rullningslagrets 6 omgivning och smörja och kyla detta lager. Därvid hindrar den trånga tätningsspalten större borrpartiklar att tränga in i lagerutrymmet, där de skulle kunna öka lagerförslit- ningen i skadlig omfattning. 2 iTätningsringen 19 styres radiellt vid sin mot borrkronestommen 3 vända ände mot borrkronestommens tapp 2 och stöder axiellt mot borrkronestommen 3. På sin motsatta axíella ände har tätningsringen 19 en sidoyta 22 som är vinkelrätt mot skär- rullens l axel.l5 och som glider mot ansatsen 10 på fläns- ~ ringen 9.

Tätningsspaltens höjd mellan överlappningsställena 21 kan inställas genom elastisk sammantrvckning av tätningsringen 19 vid montering av skärrullen 1, t.ex. genom lämpli~t val av flänsringens 9 tjocklek.

I figur 5 visas en ytterligare modifierad tätningsring 23, som är monterad med axielllförspänning mellan skärrullen 1 och borrkronestommen 3. Skärrullen 1 är lagrad på borr- kronestommens tapp 2 i ett kullager 23 och ett kalottformigt glidlager 25.

Tätningsringen 23 är uppbyggd i likhet med den i figur H visade tätningsringen 19, men har på sin mot skärrullen 1 vända, Poos QUALWY 781269l-9 1 axiella ände en glidring 27 av hårdmetall, som glider mot tätningsytan (sidoytan) 26 på skärrullen l. fllidringen 27 är t.ex. genom svetsning fäst vid tätningsringens 23 mot skärrullen 1 vända sida.

I monterat tillstånd anligger den mot borrkronestommen 3 vända axiella ytan av tätningsringen 23, till följd av sin radiella egenelastícitet, nära mot skärrullens 1 torrning, då skär- rullen står stilla, d.v.s. ej utför någon rotationsrörelse kring tappen 2. Skärrullen l fasthålles därvid av tätnings- ringen radiellt och axiellt utan spel och skyddas därigenom mot skadliga stötar vid borrkronans införande i horrhålet.

Därvid finns vid tätningsringens 23 överlappningsställen 14 en radiell spalt, som vid den i överdriven storlek i figur 6 visade sidovyn av tätningsringen betecknas 29.

Vid borrarbetet roterar skärrullen i den med pilen 30 i figur 5 inritade riktningen, varvid sidoytan 31 nos tätningsringen 23 glider mot borrstommen 3 och de i omfângsriktningen verkande glid- och friktionskrafterna, som antvdes av pilen 32 i figur radiell riktning H. 5 trycker samman tätningsringen 23 elastisk: mot glidringen 27 på grund av att dess lindningsvarv sträcker sig i spiralform. Därigenom kommer den radiella spalten 29 att minska till noll och tätningsringens 23 lindnings- varv kommer att med radiell förspänning anlägga tät: mo varandra vid sina överlappningsställen. Samtidig: kommer 'den med 33 i figur 5 betecknade radiella spalten mellan tät- ' ningsringens 23 periferi (mantelyta) och skärrullens 1 borrning 28 att bildas, så att tätningsringen 23 utan att fasthållas radiellt kan glida fritt mellan skärrullens sidovta 26 och borrkronestommen 3.

Tätningsringen enligt uppfinningen har den stora fördelen att den till följd av sin stora egenelasticitet ej förlorar 4- 07:-., 4 sin tätningsförmâga ens då den tillkörande skërrullen 1 u..c stora radial-, axiaï- och tummelrërelser, 2:: att ie: är lätt att tillverka och montera. '- ---- wa. .s POOR QUALITY _-ís12691-9. 8 Inom ramen för uppfinníngstanken kan tätningsringen enligt uppfinningen ändras avsevärt. I ett fall med en tätningsring e med lindníngsvarv anordnade med överlappning i axíell riktning behöver de enskilda lindníngsvarven ej bilda någon trång tätningsspalt vid sina överlappníngsställen. Dessutøm kan i dešta fall tätningsringen vid monteringen sammantryckas axiellt så mycket, att de enskilda lindníngsvarven berör varandra elastiskt-tätande vid sina överlappningssfiëllen.

Dessutom kan även tätningsringens båda axíella ändar ha en emøt den samverkande glidytan glidande glidring av lämpligt, nötníngsbeständígt material.

"Biona Quamv ~"

Claims (6)

7812691-9 PATENTKRAV

1. Under axiell förspänning inbyggd, glidande tätningsring av böjelastiskt, metalliskt bandmaterial, i synnerhet för akärrullar till rullborrkronor, k ä n n e t e c k n a d därav, att den är utbildad av en i spiralform lindad remsa (12,20) med väsentligen rektangulärt tvärsnitt, varvid remsans (12,20) enskilda lindningsvarv är anordnade att ömse- sidigt överlappa varandra 1 axiell eller radiell riktning, varvid rotationsriktningen hos remsans lindningsvarv är sådan att lindningarna roterar i förhållande till tappen hos rullborrkronan och således verkar som en hydrodynamisk transportçkruv.

2. Tätningsring enligt patentkravet 1. k ä n n e t e c k n a d därav, att de enskilda lindningsvarven är anordnade att vid sina överlappningsställen (lå) ömsesidigt beröra varandra.

3. Tätningsring enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c R n a d därav, att de enskilda lindningsvarven vid sina överlappnings- ställen (21) bildar en trång tätningsspalt.

4. Tätningsring enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att åtminstone en aziell ände av tätningsringen (11,19) uppvisar en vinkelrätt mot skärrullenn (1)axe1 (15) stående sidoyta (l6,17,22).

5. Tätningsring enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e- t e c k n a d därav, att remsan (12,20) är belagd med ett ' material som minskar glidfriktion, t.ex, koppar.

6. Tätningsring enligt något av föregående patentkrav, k äln n e t e c k n a d därav, att åtminstone en axiell ände på tätningsringen (23) uppbär en mot den samverkande glidytan (26) glidande glmring (27) nu. av nårdmetall,