SE522830C2 - Borrhuvud för roterande borrning samt sadel och skärrulle därför - Google Patents

Description

cava» »annu 10 15 20 25 30 01 N) k) G) (JJ C) . I ' . , , , . ~ | . n ll774SE 4/12/01 2 Fig. 3A visar en sadel enligt föreliggande uppfinning i en sidovy. Fig. 3B och 3C visar sadeln i motstående ändvyer enligt pilarna 3B respektive 3C i Fig. 3A. Fig. 3D och 3E visar toppvyer av sadelns ändar motsvarande Fig. 3B och 3C.

Fig. 4A visar en skärrulle enligt föreliggande uppfinning i sidovy. Fig. 4B visar en axel till skärrullen i Fig. 4A enligt föreliggande uppfinning i sidovy. Fig. 4C visar axeln till skärrullen i ytterligare en sidovy. Fig. 4D och 4E visar axeln i motstående ändvyer.

Detalierad beskrivninq av uppfinningen I Fig. 1 visas hur ett pilothål 11, som på känt sätt är förborrat mellan en övre och en nedre, ej visade, nivå i en gruva upprymmes med hjälp av ett med 10 betecknat borrhuvud. Borrhuvudet 10 är förbundet med en drivaxel 12 medelst vilken borrhuvudet roteras och pressas mot en ringformig yta 13 som omger pilothålet 11. Ytan 13 bildar därvid jord- och bergformationens front.

Uppfinningen hänför sig till markborrning i allmänhet, men är i första hand avsedd för stigortsdrivning. Vid stigortsdrivning borras ett stycke mellan den nedre och den övre nivån i en gruva, varefter pilothålet upprymmes medelst ett borrhuvud med stor diameter.

Borrhuvudet 10 innefattar en stomme 16 och ett flertal skärrullar eller kuttrar 14, som är roterbart lagrade på stommen i fästen eller sadlar 15. Varje skärrulle innefattar runtomlöpande rader med stift eller krossande organ av hårdmetall på känt sätt. Sadlarna 15 är monterade på stommen 16. Drivaxeln 12 är förbunden med stommen 16.

Stommen 16 uppvisar en monteringsyta 17 på vilken sadlarna 15 uppbäres.

Sadeln 15 innefattar en bottenyta 18, vilken är avsedd att förbindas, exempelvis genom skruvning eller svetsning, med monteringsytan 17. Sadeln 15 innefattar vidare två ben 19, 20, mellan vilka rullen 14 är monterad. Benen 19, 20 är vid sin från bottenytan 18 vända ände utbildad med armar 21, 22. Armarna 21, 22 har olika längd från bottenytan 18, det vill säga armen 22 som kommer först i borrhuvudets rotationsriktning RB, se Fig. 2B, är längre än armen 21. Armarna 21, 22 omger en försänkning 50 och varje försänkning uppvisar en konkav 10 15 20 25 30 (JH NJ |\D O) CN C) nu f o Q o u a o v u ø v I o v u v n n c v 1l774SE 2002-08-19 3 stödyta 23, vilken är åtminstone delvis cirkulär eller cylindrisk. En normal N till stödytan i huvudsak vinkelrät mot bottenytan 18 skär rullens 14 rotationsaxel eller centrumlinje CL. Stödytan 23 ansluter framåt i rullens 14 rotationsriktning RC via en hålkäl 24 till en skuldra eller överfall 25. Hålkälen 24 utgörs av en konkav urtagning avsedd att minska risken för sprickbildning i området mellan stödytan 23 och skuldran 25. Skuldran 25 utsticker innanför en imaginär cirkel C som tangerar eller helt eller delvis sammanfaller med stödytan 23, se F ig. 3C.

Skuldran 25 innefattar en stoppyta 26, vilken är i huvudsak planparallell med sadelns bottenyta 18. Stödytan ansluter vidare till en fas 27, vilken i huvudsak följer en tangent till stödytan 23 vid den ände som är anordnad väsentligen mitt emot hålkälen eller skuldran. Fasen 27 utvidgar utrymmet kring stödytan 23 och är avsedd att underlätta äntring av skärrullens 14 axeltapp i sadeln. Varje bens 19, 20 insida är försedd med släppnlngar, såsom en fas 28 och en urtagning 29, för att undvika kontakt med skärrullens axeltappar. Ett första genomgående hål 30 är anordnat i varje ben, vilket i den visade utföringsformen mynnari stödytan 23 på samma sida om normalen N som skuldran 25 anordnats. Hålet 30 är anordnat mitt i stödytan sedd i rullens axiella riktning. Hålet 30 har en centrumlinje CL1 vilken iden visade utföringsformen bildar en vinkel d med normalen N samt mynnar i en urtagnings 31 vägg 32 företrädesvis på samma sida om normalen N som skuldran anordnats. Vinkeln o är 0 - 60°. Om nämnda vinkel o är 0° så sammanfaller centrumlinjen CL1 med normalen N, varvid en urtagning får utformas centralt i sadeln för att mottaga en mutter, ej visad. Hålets 30 centrumlinje CL1 skär ej rullens rotationsaxel CL utan har utsträckning under denna på ett vinkelrätt avstånd X från rullens rotationsaxel. Avståndet X är 10 - 50% av en stödytans 23 radie R1.

Skärrullen 14 innefattar en axel 33 vars ändar uppvisar varsin lagertapp 34 och 35, som var och en uppvisar en i huvudsak cylindrisk, konvex stödyta 36, vilken är avsedd att anligga mot stödytan 23 i sadeln. Stödytan 36 har utsträckning ungefär 180° i omkretsled. Lagertappen 34, 35 är utbildad med ett andra genomgående hål 37, vilken dels skär en plan yta 38 samt den konvexa stödytan 36. Stödytan 36 ansluter framåt i rullens 14 rotationsriktning RC till en urtagning 39. Urtagningen 39 bildar en inåtgående ansats 40 och en cylindrisk, 10 15 20 25 30 U"l N) N) d) 0-1 C) n u n ~ u n 1 I774SE 2002-08-19 4 konvex friyta 41. Ansatsen 40 har utsträckning innanför den imaginära cirkel C som sammanfaller med stödytan 36. Ansatsen 40 är i huvudsak planparallell med sadelns bottentyta 18. Friytan 41 är avsedd att bilda utrymme för skuldran 25 så att axeln skall kunna roteras cirka 45° i sadeln. Den plana ytan 38 är avsedd att utgöra mothåll för skallen hos en bult vid montering. Det andra genomgående hålet 37 är anordnat i varje lagertapp 34, 35, och det mynnar i stödytan 36 på samma sida om normalen N som ansatsen 40 anordnats. Hålet 37 har en centrumlinje CL2 vilken bildar en vinkel a med normalen N samt mynnar i stödytan 36 på samma sida om normalen N som ansatsen anordnats.

Vinkeln a är 0 - 60°. Om nämnda vinkel o är 0° så sammanfaller centrumlinjen CL2 med normalen N. Hålets 37 centrumlinje CL2 skär ej rullens rotationsaxel CL utan har utsträckning under denna på ett vinkelrätt avstånd X från rullens rotationsaxel. Avståndet X är 10 - 50% av en stödytans 36 radie R2. Radierna R1 och R2 är väsentligen lika. Hålets 37 centrumlinje CL2 i båda lagertapparna 34, 35 är anordnat i axiell riktning på visst avstånd Y från en tappens rot 42.

Lagertappen 35 är dock något kortare än lagertappen 34 för att skärrullen 14 skall kunna placeras i valfri sadel på borrhuvudet.

Vid montering av skärrullen 14 till sadeln 15 förfares på följande sätt främst med hänvisning till Fig. 2A-2C. Sadeln 15 är fäst vid borrhuvudet 10. Skärrullen 14 som väger cirka 125 kg lyfts och vrids så att varje lagertapps 24, 35 största diameter blir mindre än öppningen mellan skuldran 25 och fasen 27 i sadeln.

Därmed kan skärrullen nedsänkas i sadeln tills att stödytan 36 anslår mot stödytan 23. Vid nämnda nedsänkning kan centrumlinjen CL2 för hålet 37 hållas lodrät men centrumlinjens CL2 vinkel kan variera relativt centrumlinjen CL1 för hålet 30 enär det gäller att tillse att axelns 33 största mått i ett plan P definierat av fasens 27, från stödytan 23 vända ände, och stoppytan 26 är mindre än försänkningens 50 minsta mått i planet P. Stödytan 23 definieras av en radie R1, vars centrum ligger i planet P, väsentligen i rotationsaxeln CL. Centrumlinjens CL2 vinkel kan således variera inom intervallet 20° till vänster om normalen N till cirka 30° till höger om norrnalen N. Därefter roteras lagertapparna i rullens rotationsriktning RC för hand eller medelst en hävarm instucken i hålet 37, såsom en gängad bult 43. Under nämnda rotation föreligger ett spel mellan ytan namn; :vnzø 10 15 20 25 (11 N) N) G) O! C) u , , - ~ n . | » a » u i1774SE 4/12/01 5 41 och skuldran 25. Lagertapparna roteras kring rotationsaxeln CL tills att ansatsen 40 anslår mot skuldrans 25 stoppyta 26. Ansatsen 40 och skuldran 25 kan även kallas medel för att motverka rotation av axeln 33. Medlen 25, 40 är anordnade på enbart en sida om normalen N till en stödyta 23, 36. I detta läge har centrumlinjerna CL1 och CL2 i huvudsak Iinjerats med varandra varför ett fästdon i form av en gängad bult 43 kan föras genom båda hålen 37, 30 tills att bultens skalle anslår mot ytan 38, möjligen via en bricka, ej visad. Därmed utsticker bultens gängade andra ände i urtagningen 31, varvid en mutter 44 kan skruvas längs nämnda ände så att förbandet dras åt. Bulten 43 kommer således att löpa excentriskt relativt rotationsaxeln CL, varför en kraft kommer att i huvudsak konstant att hålla samman ansatsen 40 och skuldrans 25 stoppyta 26.

Bulten 43 bildar en vinkel med normalen N, vilken är 0 - 60°. Även om bulten skulle gå av eller lossna under borrning kommer rotationen i riktningen RC att bibehålla kontakten mellan ansatsen 40 och skuldrans 25 stoppyta 26 så att skärrullen kvarhålles i sadeln. Bulten 43 excentriska placering medför att axeln 33 vill rotera under fastskruvning varför axeln förspännes mot skuldran 25.

Axeln 33 har företrädesvis ett invändigt hålrum avsett att bilda utrymme för inmatning av kulor till kullager samt för att mottaga dels en smörjanordning och dels en skyddsplugg, såsom beskrivs i US-A-5,984,024, vilken härmed inkorporeras i föreliggande beskrivning.

Således avser föreliggande uppfinning ett borrhuvud samt en skärrulle och en sadel för roterande borrning av fronten hos jord- och bergformationer vars utformningar medverkar till längre driftstider medelst mer hållbara skärrullar samt vars utformningar förhindrar lossning relativt varandra även om fästdonet lossnar. . u non on

Claims (10)

10 15 20 25 30 U 'I N) N) CX) CN C) - - .I . . - . s. , . a n no 1l774SE 2002-08-19 6 Patentkrav

1. Borrhuvud för roterande urborrning av fronten hos jord- och bergformationer innefattande en stomme (16) med en monteringsyta (17) och åtminstone en av stommen (16) på monteringsytan (17) uppburen sadel (15) för en skärrulle (14), varvid sadeln (15) är försedd med från monteringsytan (17) sig sträckande första (21) och andra (22) armar, vilka omger en första stödyta (23), varvid sadeln är försedd med ett, ett fästdon (43) upptagande, hål (30), vilket skär den första stödytan (23), varvid skärrullen (14) är försedd med rader av krossande organ, roterbara relativt en centrumlinje (CL), och en axel (33) anordnad med två lagertappar (34,35), vilka var och en uppvisar en andra stödyta (36) anordnad för samverkan med den första stödytan (23) för att hålla skärrullen vid sadeln (15), varvid varje Iagertapp (34,35) är försedd med ett, fästdonet (43) upptagande, hål (37), som skär den andra stödytan, vilket fästdon (43) är anordnat att förbinda lagertappen (34,35) med armarna (21 ,22), varvid den första stödytan (23) och den andra stödytan (36) är avrundade, k ä n n e t e c k n at av att den första stödytan (23) och den andra stödytan (36) direkt eller indirekt ansluter till medel (25,40) anordnade att motverka rotation av axeln (33) och av att fästdonet (43) är anordnat för att hålla medlen (25,40) samman.

2. Borrhuvudet enligt krav 1, varvid medlen består av ett överfall (25) hos sadeln (15) och en ansats (40) hos axeln (33), varvid medlen har utsträckning innanför en imaginär cirkel (C) som tangerar en stödyta (23,36) eller helt eller delvis sammanfaller med en stödyta (23,36).

3. Borrhuvudet enligt krav 1 eller 2, varvid fästdonet är en gängad bult (43), vilken har utsträckning excentriskt relativt centrumlinjen (CL) genom hål (30,37) i sadeln ( 15) och axeln (33), så att en kraft i huvudsak konstant kommer att hålla samman medlen (25,40). 10 15 20 25 30 U1 k) k) O) OJ C) .a . . a ø v» 11774SE 2002-08-19 7

4. Borrhuvudet enligt krav 3, varvid medlen (25,40) är anordnade på enbart en sida om en normal (N) till en stödyta (23,36).

5. Sadel avsedd att användas vid ett borrhuvud för roterande urborrning av fronten hos jord- och bergformationer innefattande en stomme (16) med en monteringsyta (17) och åtminstone en av stommen (16) på monteringsytan (17) uppburen sadel (15) för en skärrulle (14), varvid sadeln (15) innefattar två ben (19,20) mellan vilka skärrullen skall monteras, varvid varje ben är försett med från monteringsytan (17) sig sträckande första (21) och andra (22) armar, vilka omger en första stödyta (23), varvid sadeln är försedd med ett, ett fästdon (43) upptagande, hål (30), vilket skär den första stödytan (23), varvid fästdonet (43) är anordnat att hålla skärrullen till sadeln, varvid den första stödytan (23) är avrundad, k ä n n e t e c k n a d av att den första stödytan (23) direkt eller indirekt ansluter till ett överfall (25) anordnat att motverka rotation av axeln (33).

6. Sadeln enligt krav 5, varvid överfallet (25) hos sadeln (15) har utsträckning innanför en imaginär cirkel (C) som tangerar stödytan (23) eller helt eller delvis sammanfaller med stödytan (23).

7. Sadeln enligt krav 5 eller 6, varvid hålet (30) har utsträckning genom sadeln (15) excentriskt relativt en centrumlinje (CL) för skärrullen.

8. Sadeln enligt krav 7, varvid överfallet (25) är anordnat på enbart en sida om en normal (N) till stödytan (23).

9. Skärrulle avsedd att användas vid ett borrhuvud för roterande urborrning av fronten hos jord- och bergformationer innefattande en stomme (16) med en monteringsyta (17) och åtminstone en av stommen (16) på monteringsytan (17) uppburen sadel (15) för en skärrulle (14), varvid skärrullen (14) är försedd med rader av krossande organ, roterbara relativt en centrumlinje (CL), och en axel (33) anordnad med två lagertappar (34,35), vilka var och en uppvisar en andra 10 UI N) N) 00 ul C) . ø o - o . v n .a , . c | on 1 l774SE 2002-08-19 8 stödyta (36) anordnad för samverkan med sadeln (15), varvid varje lagertapp (34,35) är försedd med ett, ett fästdon (43) upptagande, hål (37), som skär den andra stödytan, varvid den andra stödytan (36) är avrundad, k ä n n e t e c k n a d av att den andra stödytan (36) direkt eller indirekt ansluter till en ansats (40) anordnad att motverka rotation av axeln (33).

10. Skärrullen enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att ansatsen (40) hos axeln (33) har utsträckning innanför en imaginär cirkel (C) som tangerar stödytan (36) eller helt eller delvis sammanfaller med stödytan (36) eller av att hålet (37) har utsträckning excentriskt relativt centrumlinjen (CL) eller av att ansatsen (40) är anordnad på enbart en sida om en normal (N) till stödytan (36).