SE506806C2 - Skärrulle till ett borrhuvud och metod att fylla på smörjmedel i en skärrulle - Google Patents

Description

506 806 10 15 20 25 30 2 återinfettning av skärrullen åstadkommas. Om emellertid skärrullen enligt DE- PS 27 42 019 utsättes för höga belastningar och följaktligen en expansion av fettet äger rum, kommer trycket att öka tills tryckutjämningsventilen öppnar, dvs det är absolut nödvändigt att ventilen fungerar tillfredsställande för att undvika skador primärt på tätningsorganen och därefter på lagerorganen. Det är välkänt att arbetsförhållandena för skärrullar är extremt krävande och att en ansenlig mängd smuts/borrkax fastnar på skärrullen. Därför finns det en uppenbar risk att tryckutjärriningsventilema blir igensatta och följaktligen inte öppnar vid sina nominella tryck.

Andra kända anordningar av detta slag är ofta behäftade med nackdelar, såsom att det ej är möjligt att fylla på extra Smörjmedel efter en tids användning av skärrullen eller att det är omöjligt att undvika luftfickor vid påfyllning, varvid luftinnehållet i smörjmedelsssystemet kommer att uppgå till åtminstone 15%.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att anvisa en skärrulle med tryckkompensering, vilken kan användas under varierande och extremt krävande arbetsförhållanden, dels när skärrullen omges av vätska, vilken arisätter stort tryck mot i rullen anpassade tätningar och dels när värme genereras inuti skärrullen och fettet expanderar.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att anvisa en effektiv att fylla ett smörjmedelssystem med smörjmedel för att emå största möjliga fyllnadsgrad, d.v.s. ett minimum av luftbubblor kvarstår i systemet efter påfyllning.

Dessa och andra ändamål med föreliggande uppfinning förverkligas medelst en skärrulle, en hållare samt en metod, vilka har erhållit de i efterföljande patentkrav angivna kännetecknen.

Nedan beskrives en utföringsforin av skärrullen enligt föreliggande uppfinning, 10 15 20 25 30 506 806 3 varvid hänvisning göres till de tillhörande ritningarna, där F ig. 1 visar ett tvärsnitt genom en skärrulle när fett införes i och i närheten av skärrullens lagerbanor; där Fig. 2 visar ett tvärsnitt genom en skärrulle, enligt uppfinningen, när fett införes centralt i skärrullemjdär Fig. 3 visar ett tvärsnitt aven i rullen ingående bälg och där Fig. 4 visar ett tvärsnitt genom en skärrulle, enligt uppfinningen, i verksamt tillstånd.

Skärrullen 10 enligt Fig. 1 innefattar en axel 12 med en längsgående centrumlinje 14. Axelns 12 båda ändar 12A, 12B skall fästas i en sadel (ej visad), varvid sadeln är förankrad på borrhuvudet (ej visat). Ett nav 16 är roterbart monterat på axeln 12 via lagerorgan 18 resp. 20. Lagerorganet 18 upptas i ett första tangentiellt, utefter omkretsen gående spår 22 i axeln 12 medan lagerorganet 20 upptas i ett andra tangentiellt, utefter omkretsen gående spår 24 i navet 16. Navet 16 är låst axiellt relativt axeln 12 medelst låsorgan 26, företrädesvis i form av kulor, vilka samverkar med tredje och fjärde tangentiella, utefter omkretsen gående spår 28 resp. 30 i både axeln 12 och navet 16.

Mellan axeln 12 och de axiella ändarna av navet 16 är skärrullen 10 försedd med tätningshållarorgan 32 som uppbär tätningsorgan 33, som förhindrar att fett läcker ut från skänullens 10 inre. Båda tätningshållarorganen 32 är försedda med första avlastningshål 34 som har koniska pluggar 36 monterade i dessa hål 34 för att förhindra att fett läcker ut genom hålen 34. Funktionen hos dessa avlastningshål 34 förklaras mer i detalj nedan.

Skärrullen 10 enligt Fig. 1 är försedd med en axiell urtagning 38 som sträcker sig från en ände 12B av axeln 12, dvs i den visade utföringsforrnen från den ände av axeln där navet 16 har sin minsta diameter. Den axiella urtagningen 38 sträcker sig ungefär halvvägs av axelns 12 längd. 1 närheten av urtagningens 38 inre ände sträcker sig en generellt sett radiell urtagning 40 från den axiella bormingen 38 till det tredje spåret 28. Denna urtagning 40 användes för att 506 806 10 15 20 25 30 4 montera kuloma hos låsorganet 26. När kuloma har anbringats monteras en kulplugg 42 och en distansplugg 44 i urtagningen 40, varvid pluggarna 42 och 44 tillsammans sträcker sig mellan kuloma hos låsorganet 26 och en påfyllnadsplugg 46 som är inskjuten i den axiella urtagningen 38 medelst glidpassning. Av åtkomstskäl sträcker sig påfyllnadspluggen 46 ut från urtagningen 38 och är försedd med en fettnippel 47 och ett invändigt axiellt tillförselhål 49 som sträcker sig från níppeln 47 till det motstående ändpartiet av påfyllnadspluggen 46. Ett radiellt sig sträckande avbördningshål 51 utgår från tillförselhålet 49 och genombryter mantelytan hos påfyllnadspluggen 46.

Kulpluggen 42 är försedd med två axiellt sig sträckande hål 48 vid sidan av den längsgående centmmaxeln hos kulpluggen 42 medan distanspluggen 44 är försedd med ett axiellt sig sträckande centralt hål 50. Anledningen till att hålen 48 hos kulpluggen 42 är förskjutna från centrum är att kontaktarean mellan kuloma hos låsorganet 26 och kulpluggen inte bör förhindra fett från att tränga in i låsorganet 26 och vidare in i lagerorganen 18,20.

I Fig. 1 visas skärrullen 10 i i ett första läge för infettning eller återinfettning.

Det bör påpekas att påfyllning av Smörjmedel sker under två skilda moment.

Påfyllningspluggen 46 är införd i den axiella urtagning 38 i axeln 12. En fettspruta anslutes till fettnippeln 47 och fett pumpas in i skärrullen medelst sagda fettspruta. Därmed pressas Smörjmedel genom kanalerna 49 och 51 i påfyllnadspluggen så att smörjmedlet trycks ut genom en utgång i pluggen och in i lagerbanorna 28 och 30 mellan axeln 12 och navet 16 vari lagren 26 är anordnade. Påfyllnadspluggen har sådan geometri att den tillsarrnnans med urtagningen hindrar axiellt flöde av Smörjmedel, varför pluggen ej utsätts för axiella reaktionskrafter under pågående påfyllningr De första avlastningshålen 34 användes för att kontrollera fettnivån inuti skärrullen 10, dvs fett tränger ut ur hålen när första momentet av infettningen är klart. Därefter dras påfyllnadspluggen ut ur urtagningen, varvid urtagningen 38 länmas i huvudsak fri från Smörjmedel. De koniska pluggarna 36 monteras i de första 10 15 20 25 30 506 806 5 avlastningshålen 34 när det första momentet av infettningen eller återinfettningen är fullbordad.

En anordning eller ett mothåll 70 för pluggen 44, se till exempel Fig. 4, som har en kortare längd jämfört med påfyllnadspluggen 46 inskjutes i urtagningen 38. Mothållet 70 för kulpluggen 44 är anordnat i urtagningen 38 och monteras medelst lös passning i urtagningen. Mothållet 70 utgörs av en i huvudsak tunnväggig cylinder, för att rymma mycket fett, främst invändigt, men omges företrädesvis av fett på grund av den lösa passningen. Mothållet har en inåt riktad fläns 71. Flänsen har två syften, dels att förstyva mothållet och dels att utgöra stopp för bälgen 60, se nedan, så att bälgens sträckgräns ej kan uppnås vid höga yttre tryck. Ett centralt hål 72 är anordnat i flänsen för att medge passage av fett. I närheten av urtagningen 40 är rnothållet försett med ett antal hål 77 för att utgöra kommunikation mellan urtagningen 40 och ett mothållets inre utrymme 76.

Ett, i och för sig känt, flexibelt membran eller en bälg 60, Fig. 3, anordnas efter mothållet 70 i urtagningen 38. Bälgen har en cirkulär grundform, vars största diameter, i huvudsak, motsvarar urtagningens 38 diameter. I monterat läge har bälgen samma diameter som den del av urtagningen som innehåller mothållet. Mothållets ena ände 75A bringas att anslå mot urtagningens botten och bälgen förs an mot mothållets andra ände 75B, varefter dessa förankras gentemot axiell förskjutning utåt medelst en centralt ihålig bricka 73 och en låsring 74. Bälgen inskjuter företrädesvis ett stycke axiellt in i anordningen.

Bälgen är anordnad att utjämna de tryckskillnader som uppkommer vid temperaturökningar i fettet eller vid schaktsänkning av djupa vätskefyllda hål.

Bälgen skiljer fettet från borrhålets vätska, som kommer in genom urtagningens 38 öppning utåt och genom låsringen 74 och brickan 73. Mothållet 70, smörjmedelskanalen 66 och bälgen 60 är anordnade i axeln 12, i huvudsak koncentriska med centmmlinjeh 14. 506 806 10 15 20 25 I Fig. 2 visas skärrullen 10 inför det andra momentet för infettning eller återinfettning.

En fettsprutas munstycke 67 införes in och genom kanalen 66 och genom det centrala hålet 72, varvid munstyckets fria ände anbringas mot eller i närheten av bälgens rörliga del 61. En förutsättning för påfyllning är att kanalen 66, anordningen 70 och bälgen 60 är i huvudsak koncentriska med centrumlinjen 14. Därefter pumpas fett in så att det fyller delen 61, varvid fettet, vartefter utrymmet kring munstyckets fria ände fylls, orsakar ett mottryck på munstycket 67 och börjar skjuta ut munstycket. Operatören av fettsprutan förstår då att de innersta delarna av urtagningen fyllts och släpper matningstrycket på sprutan så att denna kan tryckas tillbaka av fettet under kontinuerlig påfyllning av fett, dvs reaktionskrafterna på munstycket från fettet styr utdragningshastigheten på munstycket.

Munstycket 67 avlägsnas när detta har helt tryckts ut ur den nu fyllda fettkanalen 66.

Kanalen tillslutes sedan med en skruv 69 eller något liknande tillslutningsorgan, se Fig. 4. Hela smörjmedelssystemet innehåller mindre än 5 % luft.

Skärrullen 10 enligt föreliggande uppfinning ftmgerar på följande sätt. När en skärrulle 10 befinner sig i verksamt läge roterar den och utsättes för höga belastningar. Detta innebär i ett första fall att friktion genererar värme i lagerorganen 18,20 och låsorganen 26 hos skärrullen 10 och följaktligen värmes även fettet och expanderar eller i ett andra fall att fettet komprimeras på grund av det högre yttre trycket från vätskan i borrhålet.

I det första fallet när fettet värmes, expanderar det och eftersom tätningshållama 32 förhindrar fett från att läcka ut mellan navet 16 och axeln 12, tränger fettet ut bälgens 60 rörliga del 61 enligt pilens IA riktning i Fig. 3 till positionen IIA. I det andra fallet omges rullen av en vätska under relativt stort tryck, varför smörjmedelssystemets volym bringas att minska genom att förflytta delen 61 i pilens IB riktning till positionen IIB för att uppnå samma tryck invändigt som 10 506 806 7 utvändigt. Dessa rörelser hos delen 61, förändringen av den inre volymen i de båda fallen, sker kontinuerligt under borrningen eller under nedsänkning i vätska och de i Fig. 3 visade positionema skall enbart ses som exempel.

Betydligt mindre eller större volymfórändringar är möjliga, såsom t.ex. intervallet i 5 %:s förändring relativt ursprungsvolymen. Ofta är det fördelaktigt att fylla åtminstone bälgen med fett före montering och därefter kompletteringsfylla med hjälp av munstycket 67.

Det är möjligt att utöva uppfinningen i samband med stigortsborrning, skärrullar/ skärdiskar for tunnelborrningshuvuden eller schaktsänkning. Det är även möjligt, inom ramen för föreliggande uppfinning, att använda lagerorgan som innefattar avsmalnande rullager.

Claims (7)

506 806 10 15 20 25 30 Patentkrav

1. Skärrulle till ett borrhuvud, företrädesvis för schaktborrning, varvid skärrullen (10) är roterbart monterad, via en axel (12) hos skärrullen (10), i en sadel som är förankrad på borrhuvudet, varvid lagerorgan (18,20) är anordnade mellan axeln (12) och ett nav (16) hos skärrullen (10) för att möjliggöra för navet (16) att rotera relativt axeln (12), varvid tätningsorgan (33) mellan axeln (12) och navet (16) föreligger och urtagning/liål (38,48,50,66) för att införa Smörjmedel in i skärrullens (10) inre, nämnda axel (12) har en centrumlinje (14), k ä n n e t e c k n a d av att en anordning (70), för att positionera distansorgan (42,44), en smörjmedelskanal (66) och ett membran (60) är anordnade i axeln (12), i huvudsak koncentriska med centrumlinjen (14), varvid anordningen, kanalen och membranet är anordnade att hålla smörjmedel och att ett utrymme (76) inuti anordningen kommunicerar med lagerorganen (18,20) via distansorganen (42,44) som är belägna mellan anordningen (70) och axiella låsorgan (26) för navet (16).

2. Skärrulle enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen (70) är i huvudsak cylindriskt rörformig och försedd med ett mellanliggande parti (71) med en reducerad inre diarneter jämfört med resten av anordningen (70).

3. Skärrulle enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen (70) vid sin ena ände (75B) är försedd med en tryckutjämnande bälg (60) som via hål (72) kommunicerar med utrymmet (76).

4. Skärrulle enligt krav 3, kännetecknad avattiurtagningen(38)äriturochordnínginfört anordningen (70), bälgen (60), en ihålig bricka (73) och en låsring (74), varvid 10 15 20 25 506 806 9 bälgen anligger mot anordningens ena ände (75B), varvid bälgen företrädesvis inskjuter ett stycke axiellt in i anordningen.

5. Skär-rulle enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen (70) är monterad i urtagningen (38) medelst lös passning.

6. Metod att fylla på Smörjmedel i en skärrulle roterbart monterad, via en axel (12) hos skärrullen (10), i en sadel som är förankrad på ett borrhuvud, k ä n n e t e c k n a d av att metoden innefattar följande steg: - införa en påfyllningsplugg (46) i en axiell urtagning i nämnda axel (12), - pressa Smörjmedel genom kanaler (49,5l) i påfyllnadspluggen så att smörjmedlet trycks ut genom en utgång i pluggen och in i en lagerbana (2830) mellan axeln (12) och ett nav (16) vari lager (26) är anordnade, - dra ut påfyllnadspluggen ur urtagningen, varvid urtagningen lämnas i huvudsak fri från Smörjmedel, - installera i tur och ordning en, i huvudsak, rörformig anordning (70) och ett membran (60) i urtagningen samt lås dessa axiellt i urtagningen, - för in ett munstycke (67) i en kanal (66), vilken kommunicerar med urtagningen, i axeln (12), - pressa in Smörjmedel i urtagningen (38), - munstycket avlägsnas och kanalen tillslutes.

7. Metod enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att påfyllningen av Smörjmedel sker först i området för bälgen (60), sedan successivt i riktning mot kanalens (66) yttre ände och att munstycket avlägsnas relativt långsamt under i huvudsak kontinuerlig påfyllning av Smörjmedel.