SE528777C2

SE528777C2 - Hanging and female threaded drill components and a threaded joint designed therewith

Info

Publication number: SE528777C2
Application number: SE0500844A
Authority: SE
Inventors: Roger Noel
Original assignee: Sandvik Intellectual Property
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2007-02-13
Also published as: WO2006110086A1; SE0500844L

Abstract

The present invention relates to a thread joint, including a male portion and a female portion, for percussive drilling. The thread joint (10) includes a male portion and a female portion for percussive drilling. The threaded joint forms a center flush channel (20) and comprises at least one external thread and at least one internal thread. The external thread is provided on a spigot (12) which has at least one impact surface (16). The internal thread is provided in a socket which has at least one impact surface (18). The at least one impact surface of the spigot (12) and the at least one impact surface of the socket are shaped to lie on an imaginary sphere (35).

Description

25 30 sas 777å 12083SE 2006-08-14 2 Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa ett gängförband av ovannämnda typ, vari gängförbandet alltid överför chockvågor effektivt. A further object of the present invention is to provide a threaded joint of the above-mentioned type, wherein the threaded joint always transmits shock waves efficiently.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att anvisa en hondel för vilken en lång livslängd uppnås.A further object of the present invention is to provide a female part for which a long service life is achieved.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Nedan beskrivs föredragna utföringsformer av uppfinningen med hänvisning till de bifogade ritningarna vari Fig. 1 visar en delvis sektionerad vy av ett gängförband enligt uppfinningen mellan två identiska borrkomponenter. Fig. 2 visar en hondel enligt föreliggande uppfinning i en tvärsnittsvy. Fig. 3 visar en handel enligt föreliggande uppfinning i en sidovy. Fig. 4 visar en alternativ hondel enligt föreliggande uppfinning i ett tvärsnitt. Fig. 5 visar en tvärsnittsvy av en alternativ utföringsform av ett gängförband enligt uppfinningen mellan två identiska borrkomponenter.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Below, preferred embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings in which Fig. 1 shows a partially sectioned view of a threaded joint according to the invention between two identical drilling components. Fig. 2 shows a female part according to the present invention in a cross-sectional view. Fig. 3 shows a trade according to the present invention in a side view. Fig. 4 shows an alternative female part according to the present invention in a cross section. Fig. 5 shows a cross-sectional view of an alternative embodiment of a threaded connection according to the invention between two identical drilling components.

Fig. 6 visar en alternativ utföringsform av en hondel enligt föreliggande uppfinning i en tvärsnittsvy.Fig. 6 shows an alternative embodiment of a female part according to the present invention in a cross-sectional view.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖFIEDRAGNA UTFÖRINGSFOFIMER AV UPPFINNINGEN I enlighet med föreliggande uppfinning innefattar handelen och hondelen hos ett gängförband som används vid slående borrningsutrustning av åtminstone ett par axiellt riktade ytor som står i kontakt med varandra för att definiera slagytor. Dessa ömsesidigt kontaktande slagytor kan vara anordnade inom hondelens urtagning, och/eller vid en fri ände av hondelen. Dessa ömsesidigt anslående slagytor är inte av plan form, snarare är vardera slagytan delsfärisk, det vill säga, formad som en del av en imaginär sfär. En av de ömsesidigt anslående slagytorna är konkav, och den andra är konvex. Slagytorna liggtr på en del av en gemensam imaginär sfär. Därför upprätthålls yt- eller area-lik kontakt (som kontrast till linjekontakt eller punktkontakt) mellan slagytorna, även om respektive centrumlinier för hangängan och hongängan blir något fel i 10 15 20 25 30 528 777 å 1208355 2006-06-14 3 linje. Som resultat reduceras, under överföringen av slagenergi, skada på delarna och effektivitet för energiöverföringen maximeras.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION In accordance with the present invention, the trade and female part of a threaded joint used in striking drilling equipment comprises at least a pair of axially directed surfaces in contact with each other to define striking surfaces. These mutually contacting impact surfaces can be arranged within the recess of the female part, and / or at a free end of the female part. These mutually striking striking surfaces are not of planar shape, rather each striking surface is partially spherical, that is, shaped as part of an imaginary sphere. One of the mutually projecting striking surfaces is concave, and the other is convex. The striking surfaces lie on a part of a common imaginary sphere. Therefore, surface or area-like contact (as a contrast to line contact or point contact) is maintained between the striking surfaces, even if the respective center lines of the male thread and the female thread become somewhat faulty in line. As a result, during the transfer of impact energy, damage to the parts is reduced and efficiency of the energy transfer is maximized.

Med hänvisning till Fig. 1, 2 och 3, innefattar en utföringsform av ett gängförband 10 enligt föreliggande uppfinning företrädesvis två borrkomponenter såsom borrör eller borrstänger 10A, 10B, vardera innefattande en ände med en utstickande tapp eller handel 12 och en motsatt ände med en ärm eller hondel 13. Tappen har en generellt cylindrisk yttre gänga 14, och hylsan har en generellt cylindrisk inre gänga 15.Referring to Figs. 1, 2 and 3, an embodiment of a threaded joint 10 according to the present invention preferably comprises two drilling components such as drill pipe or drill rods 10A, 10B, each comprising an end with a protruding pin or handle 12 and an opposite end with a sleeve or female part 13. The pin has a generally cylindrical outer thread 14, and the sleeve has a generally cylindrical inner thread 15.

Vardera av han- och hondelarna hos gängförbandet skall beskrivas härefter, med hänvisning till "inre" och "yttre" regioner av vardera. Termen "yttre" betyder i riktning mot en axiellt fri ände av han- eller hondel av gängförbandet, medan "inre" betyder axiellt avskild från den fria änden.Each of the male and female parts of the threaded joint will be described hereinafter, with reference to the "inner" and "outer" regions of each. The term "outer" means in the direction of an axially free end of the male or female part of the threaded joint, while "inner" means axially separated from the free end.

Således med hänvisning till Figur 3 som avbildar handelen (tapp) hos ett gängförband, varvid högra sidan av handelen motsvarar den yttre (fria) änden därav, medan vänstra sidan motsvarar den inre änden därav.Thus, with reference to Figure 3 which depicts the trade (pin) of a threaded joint, the right side of the trade corresponding to the outer (free) end thereof, while the left side corresponds to the inner end thereof.

Likaledes, med hänvisning till Figur 2, som avbildar hondelen (urtagning) hos ett gängförband, varvid vänstra änden av hondelen motsvarar den yttre (fria) änden därav, medan den högra änden hos urtagningen motsvarar den inre änden därav.Likewise, with reference to Figure 2, which depicts the female part (recess) of a threaded joint, the left end of the female part corresponding to the outer (free) end thereof, while the right end of the recess corresponds to the inner end thereof.

När gängförbandet 10 skall bildas för slående borrning kommer den axiellt riktade fria ändytan eller en första delsfärisk slagyta 16 hos handelen 12 att äntra en urtagning 9 hos hondelen genom en mynning omsluten av den axiellt riktade fria ändytan eller en andra delsfärisk slagyta 17 hos hondelen. l de flesta fall måste stängerna roteras relativt varandra under det att de skjuts samman så att gängorna kan engagera varandra. Då stängerna roteras ytterligare tills den fria änden yta 16 hos stången anslår emot en, företrädesvis delsfärisk, bottenslagyta eller delsfärisk andra slagyta 18 hos urtagningen 9, och/eller slagytan 17 anslår emot en inre skuldra eller en första delsfärisk slagyta 19 lokaliserad vid en inre ände 12B hos tappen 9. Gängorna 14 och 15 är konventionellt formgivna så att när de är monterade, uppstår anslag däremellan endast vid vissa gängflankområden hos respektive han- och hondel. Kontakt 10 15 20 25 30 sas 77714 12osssE 2006-08-14 4 mellan krökta gängdelar eller mellan gängtoppar och gängbottnar uppstår företrädesvis ej. l US-A-4,968,068, vilket patent härmed inkorporeras med hänvisning in i den föreliggande beskrivningen, visas ett gängförband vari föreliggande uppfinning kan användas. Hondelen 13 utgör en integrerad del av borrstången, företrädesvis medelst friktionssvetsning. Dessutom har borrstången en genomgående spolkanal 20, genom vilken ett spolmedium, vanligtvis luft eller vatten, transporteras. l Fig. 3 innefattar den generellt cylindriska yttre gängan eller hangängan 14 åtminstone en yttre gängände 21 och åtminstone en inre gängände 22 arrangerade i anslutning till den samhörande fullprofilhangängan. Såsom kan ses i Fig. 2 innefattar den generellt cylindriska inre gängan eller hongängan 15 åtminstone en yttre gängände 23 och åtminstone en inre gängände 24 arrangerade i samband med den samhörande fullprofilhongängan. Vardera av de fyra gängändarna 21-24 innefattar en skarp kant beroende på släppningar formade före gängning, det vill säga koniska släppningar 31, 32 på tappen 12 och släppningar 33, 34 på hylsan 13.When the threaded connection 10 is to be formed for striking drilling, the axially directed free end surface or a first sub-spherical impact surface 16 of the trade 12 will enter a recess 9 of the female part through a mouth enclosed by the axially directed free end surface or a second sub-spherical impact surface 17 of the female part. In most cases, the rods must be rotated relative to each other while being pushed together so that the threads can engage each other. When the rods are further rotated until the free end surface 16 of the rod abuts against a, preferably partially spherical, bottom impact surface or partially spherical second impact surface 18 of the recess 9, and / or the impact surface 17 abuts against an inner shoulder or a first partially spherical impact surface 19 located at an inner end 12B of the pin 9. The threads 14 and 15 are conventionally designed so that when they are mounted, abutments occur therebetween only at certain thread flank areas of the respective male and female parts. Contact 10 15 20 25 30 sas 77714 12osssE 2006-08-14 4 between curved threaded parts or between threaded tops and threaded bottoms preferably does not occur. US-A-4,968,068, which patent is hereby incorporated by reference into the present specification, discloses a threaded joint in which the present invention may be used. The female part 13 forms an integral part of the drill rod, preferably by means of friction welding. In addition, the drill rod has a continuous flushing channel 20, through which a flushing medium, usually air or water, is transported. In Fig. 3, the generally cylindrical outer thread or hanging thread 14 comprises at least one outer threaded end 21 and at least one inner threaded end 22 arranged in connection with the associated full-profile hanging thread. As can be seen in Fig. 2, the generally cylindrical inner thread or female thread 15 comprises at least one outer threaded end 23 and at least one inner threaded end 24 arranged in connection with the associated full-profile female thread. Each of the four threaded ends 21-24 comprises a sharp edge depending on loops formed before threading, i.e. conical loops 31, 32 on the pin 12 and loops 33, 34 on the sleeve 13.

Hangängan 14 och hongängan 15 har ett specifikt, ömsesidigt förhållande beträffande längd och position för att säkerställa att båda gängändar eller ändytor 23, 24 hos hongängan 15 el stàri kontakt med hangängan 14 när förbandet är åtdraget. Med “ei står i kontakt med" menas här att änden 23, 24 är skild med ett avstånd från hangängan vid ett åtdraget förband såsom beskrivits i US-B1-6,767,156, vilket patent härmed inkorporeras med hänvisning in i den föreliggande beskrivningen beträffande den allmänna gänggeometrin.The male thread 14 and the female thread 15 have a specific, reciprocal relationship with respect to length and position to ensure that both threaded ends or end surfaces 23, 24 of the female thread 15 are in contact with the male thread 14 when the dressing is tightened. By "ei is in contact with" is meant herein that the end 23, 24 is spaced apart from the male thread by a tightened joint as described in US-B1-6,767,156, which patent is hereby incorporated by reference into the present specification of the general thread geometry. .

De yttre och inre ändarna 12A, 128 hos tappen 12 kan innefatta yttre cylindriska stödytor 25 och 26 som kan samarbeta med inre cylindriska ytor 27 respektive 28 hos urtagningen 9. De cylindriska ytorna 25-28 är huvudsakligen koaxiella med förbandets centrumlinje 10. De yttre cylindriska ytorna 25 och 26 är företrädesvis radiellt skilda från de inre cylindriska ytorna 27 respektive 28 för att därmed undvika bildning av lokala svetsar. Det radiella spelet mellan de samarbetande cylindriska 10 15 20 25 30 528 77711 12oassE 2005-08-14 5 ytorna stängs vid en annulär position endast när gängförbandet blir oavsiktligt lösgiort under borrning.The outer and inner ends 12A, 128 of the pin 12 may include outer cylindrical support surfaces 25 and 26 which may cooperate with inner cylindrical surfaces 27 and 28, respectively, of the recess 9. The cylindrical surfaces 25-28 are substantially coaxial with the centerline 10 of the joint. the surfaces 25 and 26 are preferably radially separated from the inner cylindrical surfaces 27 and 28, respectively, in order thereby to avoid the formation of local welds. The radial clearance between the cooperating cylindrical surfaces is closed at an annular position only when the threaded joint is inadvertently loosened during drilling.

Den yttre cylindriska ytan 25 hos den yttre änden 12A hos tappen 12 ansluter via ett radiehörn 29 till den konvexa delsfäriska slagytan 16 som ligger på en imaginär sfär 35. Slagytan 16 har utsträckning inom en konvinkel ß i intervallet 5-20° av den imaginära sfären 35, varvid konvinkeln har en spets som sammanfaller med centrumet C för sfären och som ligger i spolkanalen 20. Således är konvinkeln bestämd från centrumet C för den imaginära sfären 35, vilket centrum ligger på den gemensamma centrumlinien CL1, CL2 för han- och hongängorna.The outer cylindrical surface 25 of the outer end 12A of the pin 12 connects via a radius corner 29 to the convex sub-spherical impact surface 16 which rests on an imaginary sphere 35. The impact surface 16 extends within a cone angle ß in the range 5-20 ° of the imaginary sphere 35, the cone angle having a tip which coincides with the center C of the sphere and which lies in the coil channel 20. Thus, the cone angle is determined from the center C of the imaginary sphere 35, which center lies on the common center line CL1, CL2 for the male and female threads.

Diametern D för sfären 35 är större än längden L1 hos tappen och är i intervallet 110 % till 500 % av en största diameter øM hos hangängan eller 110 % till 500 % av en största diameter øF hos hongängan. Längden L1 hos tappen 12 är definierad som avståndet mellan den axiellt främre delen av ytan 16 och den axiellt främre delen av den inre skuldran 19 i en riktning parallell med centrumlinien CL. Sfärens diameter D är större än den största diametern hos förbandet 1 0 i denna utföringsform.The diameter D of the sphere 35 is larger than the length L1 of the pin and is in the range 110% to 500% of a largest diameter øM of the female thread or 110% to 500% of a largest diameter øF of the female thread. The length L1 of the pin 12 is defined as the distance between the axially front part of the surface 16 and the axially front part of the inner shoulder 19 in a direction parallel to the center line CL. The diameter D of the sphere is larger than the largest diameter of the joint 10 in this embodiment.

Den cylindriska inre ytan 26 hos den inre änden 12B hos tappen 12 ansluter via ett radiehörn 36 till den konvexa delsfäriska slagytan 19 som ligger på sfären 35. Slagytan 19 har utsträckning inom en konvinkel ai intervallet 5-30° hos den imaginära sfären 35, varvid spetsen hos konvinkeln sammanfaller med sfärens centrum C och ligger i tappen och spolkanalen 20. Således ligger konvinklarna a och ß i intervallet 5-30°.The cylindrical inner surface 26 of the inner end 12B of the pin 12 connects via a radius corner 36 to the convex sub-spherical impact surface 19 lying on the sphere 35. The impact surface 19 extends within a cone angle a in the range 5-30 ° of the imaginary sphere 35, the tip of the cone angle coincides with the center C of the sphere and lies in the pin and the coil channel 20. Thus the cone angles a and ß are in the range 5-30 °.

Den inre ytan 27 av den inre änden 13B hos hondelen 13 ansluter via ett radiehörn 37 till den konkava delsfäriska slagytan 18 som ligger på den imaginära sfären 35. Slagytan 18 har utsträckning inom konvinkeln ß i intervallet 5-20° i den imaginära sfären 35, varvid konvinkeln ligger i urtagningen 9. Konvinkeln har en spets som sammanfaller med centrumet C för sfären 35. Diametern D hos sfären 35 innehållande slagytan 18 är större än djupet L2 hos urtagningen 9. Djupet L2 hos urtagningen 9 är definierat som avståndet mellan den axiellt främre delen av ytan 18 och den axiellt bakre delen av slagytan 17 i en riktning parallell med centrumlinjen CL. 10 15 20 25 30 52% 77711 uoasse 2ooe-oe-14 6 Den cylindriska yttre ytan 28 av den yttre änden 13A hos hondelen 13 ansluter via en fas 38 till den konkava delsfäriska slagytan 17 som ligger på sfären 35. Slagytan 17 har utsträckning inom konvinkeln ß av 5- 30° hos sfären 35, varvid konvinkeln med en spets som sammanfaller med centrumet C för sfären 35 och som ligger i urtagningen.The inner surface 27 of the inner end 13B of the female part 13 connects via a radius corner 37 to the concave sub-spherical striking surface 18 lying on the imaginary sphere 35. The striking surface 18 extends within the cone angle ß in the range 5-20 ° in the imaginary sphere 35, the cone angle being in the recess 9. The cone angle has a tip which coincides with the center C of the sphere 35. The diameter D of the sphere 35 containing the impact surface 18 is larger than the depth L2 of the recess 9. The depth L2 of the recess 9 is defined as the distance between the axially front the part of the surface 18 and the axially rear part of the striking surface 17 in a direction parallel to the center line CL. The cylindrical outer surface 28 of the outer end 13A of the female part 13 connects via a phase 38 to the concave sub-spherical striking surface 17 lying on the sphere 35. The striking surface 17 extends within the cone angle ß of 5-30 ° of the sphere 35, the cone angle having a tip which coincides with the center C of the sphere 35 and which lies in the recess.

Det är underförstått att paret av ömsesidigt anslående delsfäriska slagytor kan vara försedd med endast en av de inre och yttre ändarna hos tappen och urtagningen.It is to be understood that the pair of mutually abutting sub-spherical striking surfaces may be provided with only one of the inner and outer ends of the pin and recess.

Gängans form visade i ritningarna är trapetsformig, men det är underförstått att uppfinningen kan användas i samband med alla vid slående bergborrning användbara gängor, såsom repgängor till exempel.The shape of the thread shown in the drawings is trapezoidal, but it is understood that the invention can be used in connection with all threads useful in striking rock drilling, such as rope threads for example.

Hondelen eller handelen kan alternativt vara integrerade med en borrkomponent i form av en bergborrkrona i stället för att vara integrerad med en borrstång eller ett borrör. I Fig. 4 där visas en bergborrkrona 10C för slående bergborrning med hårdmetallstift 30 och med en hondel enligt föreliggande uppfinning, med samma hänvisningssiffror som använts ovan. Alternativt kan hangängan 14 vara anordnad på en tapp hos bergborrkronan istället för hondelen.The female part or trade can alternatively be integrated with a drilling component in the form of a rock drill bit instead of being integrated with a drill rod or a drill pipe. Fig. 4 shows a rock drill bit 10C for striking rock drilling with cemented carbide pin 30 and with a female part according to the present invention, with the same reference numerals as used above. Alternatively, the male thread 14 can be arranged on a pin of the rock drill bit instead of the female part.

Med hänvisning till Fig. 5 innefattar en alternativ utföringsform av ett gängförband 10' enligt föreliggande uppfinning företrädesvis två bon-komponenter såsom borrör eller borrstänger 10A', 10B', vardera innefattande en ände med en utstickande tapp eller handel 12' och en motsatt ände med en hylsa eller hondel 13'. Tappen har en generellt cylindrisk yttre gänga eller hangänga 14', och hylsan har en generellt cylindrisk inre gänga eller hongänga 15'. Den fundamentala skillnaden från tidigare visade utföringsformer är att den gemensamma imaginära sfär på vilken axiellt åtskilda slagytor 17', 19' och 16', 18' ligger, har ersatts av två koncentriska imaginära sfärer 35A' och 35B'. Sfärerna 35A' och 35B' har således ett gemensamt centrum C' men är av olika storlek.Referring to Fig. 5, an alternative embodiment of a threaded joint 10 'according to the present invention preferably comprises two nesting components such as drill pipe or drill rods 10A', 10B ', each comprising an end with a protruding pin or handle 12' and an opposite end with a sleeve or female part 13 '. The pin has a generally cylindrical outer thread or male thread 14 ', and the sleeve has a generally cylindrical inner thread or female thread 15'. The fundamental difference from previously shown embodiments is that the common imaginary sphere on which axially spaced impact surfaces 17 ', 19' and 16 ', 18' lie, has been replaced by two concentric imaginary spheres 35A 'and 35B'. The spheres 35A 'and 35B' thus have a common center C 'but are of different sizes.

Den yttre cylindriska ytan 25' hos den yttre änden hos tappen 12' ansluter till en konvex första delsfärisk slagyta 16' som ligger på en imaginär sfär 35A'. Slagytan 16' har utsträckning inom en konvinkel ß' i intervallet 20-90” för den imaginära sfären 35A', varvid konvinkeln har en 10 15 20 25 30 saa 777 f masse 2006-03-14 7 spets som sammanfaller med centrumet C' för sfären och som ligger i spolkanalen 20'. Således är konvinkeln bestämd från centrumet C' för den imaginära sfären 35A', vilket centrum C' ligger pà den gemensamma centrumlinien CL1, CL2 för han- och hongängorna. Diametern DA' för sfären 35A' är mindre än längden hos tappen och är i intervallet 105 % till 300 % av en hangängans största diameter øM' eller 105 % till 300 % av en hongängans största diameter øFk Längden hos tappen 12' är definierad som avståndet mellan den axiellt främre delen av ytan 16' och den axiellt främre delen av den första delsfäriska slagytan 19', i en riktning parallell med centrumlinjen CL. Sfären 35A' i denna utföringsform är mindre än den tidigare beskrivit sfären 35.The outer cylindrical surface 25 'of the outer end of the pin 12' connects to a convex first sub-spherical impact surface 16 'which rests on an imaginary sphere 35A'. The impact surface 16 'extends within a cone angle ß' in the range 20-90 'of the imaginary sphere 35A', the cone angle having a tip which coincides with the center C 'for sphere and located in the coil channel 20 '. Thus, the cone angle is determined from the center C 'of the imaginary sphere 35A', which center C 'lies on the common center line CL1, CL2 of the male and female threads. The diameter DA 'of the sphere 35A' is smaller than the length of the pin and is in the range 105% to 300% of the largest diameter øM 'of the female thread or 105% to 300% of the largest diameter øFk of the female thread. The length of the pin 12' is defined as the distance between the axially front part of the surface 16 'and the axially front part of the first sub-spherical impact surface 19', in a direction parallel to the center line CL. The sphere 35A 'in this embodiment is smaller than the previously described sphere 35.

Slagytan 19' har utsträckning inom en konvinkel oi' i intervallet 5- 30° av en yttre koncentrisk imaginär sfär 35B'. Spetsen för konvinkeln oi' sammanfaller med sfärens 35B' centrum C' och ligger i tappen och spolkanalen 20'. Konvinkeln a' ligger i intervallet 5-30°.The impact surface 19 'extends within a cone angle oi' in the range 5-30 ° of an outer concentric imaginary sphere 35B '. The tip of the cone angle oi 'coincides with the' center C 'of the sphere 35B and lies in the pin and the coil channel 20'. The cone angle a 'is in the range 5-30 °.

Den inre ytan av den inre änden av hondelen 13' ansluter till en konkav delsfärisk slagyta 18' som ligger på den imaginära sfären 35A'.The inner surface of the inner end of the female part 13 'connects to a concave sub-spherical impact surface 18' which lies on the imaginary sphere 35A '.

Slagytan 18' har utsträckning inom konvinkeln ß' i intervallet 20-90° i den imaginära sfären 35A', varvid konvinkeln ligger i urtagningen. Konvinkeln har en spets som sammanfaller med centrumet C' för sfären 35A'.The impact surface 18 'extends within the cone angle ß' in the range 20-90 ° in the imaginary sphere 35A ', the cone angle being in the recess. The cone angle has a tip which coincides with the center C 'of the sphere 35A'.

Diametern DA' för sfären 35A' innehållande slagytan 18' är mindre än djupet hos urtagningen. Djupet hos urtagningen är definierat som avståndet mellan den axiellt främre delen av den delsfäriska andra slagytan 18' och den axiellt bakre delen av den delsfäriska andra slagytan 17', i en riktning parallell med centrumlinien CL.The diameter DA 'of the sphere 35A' containing the impact surface 18 'is smaller than the depth of the recess. The depth of the recess is defined as the distance between the axially front part of the sub-spherical second striking surface 18 'and the axially rear part of the sub-spherical second striking surface 17', in a direction parallel to the center line CL.

Den cylindriska yttre ytan av den yttre änden av hondelen 13' ansluter till en konvex delsfärisk slagyta 17' som ligger på sfären 35B'.The cylindrical outer surface of the outer end of the female part 13 'connects to a convex sub-spherical striking surface 17' which lies on the sphere 35B '.

Slagytan 17' har utsträckning inom konvinkeln a' 5-30° hos sfären 35B'.The striking surface 17 'extends within the cone angle α' 5-30 ° of the sphere 35B '.

Konvinkeln har en spets som sammanfaller med centrumet C' för sfären 35B' och som ligger i urtagningen. Således ligger konvinklarna a' och ß' i intervallet 5-90°. Således ligger de första slagytorna 16', 19' eller nämnda andra slagytor 17', 18' på två imaginära sfärer 35A', 35B' med ett gemensam centrum C', och nämnda sfärer har olika diametrar DA', DB'. En 10 15 20 25 30 528 777 1 2083SE 2006-08-14 8 första imaginär sfär 35A' sammanfaller med första 16' och andra 18' slagytor och en andra imaginär sfär 35B' sammanfaller med första 19' och andra 17' slagytor. Diametern DA' för den första sfären 35A' är mindre än diametern DB' för den andra sfären 35B'.The cone angle has a tip which coincides with the center C 'of the sphere 35B' and which lies in the recess. Thus, the cone angles a 'and ß' are in the range 5-90 °. Thus, the first striking surfaces 16 ', 19' or said second striking surfaces 17 ', 18' lie on two imaginary spheres 35A ', 35B' with a common center C ', and said spheres have different diameters DA', DB '. A first imaginary sphere 35A 'coincides with the first 16' and second 18 'striking surfaces and a second imaginary sphere 35B' coincides with the first 19 'and second 17' striking surfaces. The diameter DA 'of the first sphere 35A' is smaller than the diameter DB 'of the second sphere 35B'.

Hondelen eller handelen kan alternativt vara integrerade med en borrkomponent i formen av en bergborrkrona i stället för att vara integrerad med en borrstâng eller ett borrör. l Fig. 6 visas en bergborrkrona 10C' för slagbergborrning med hårdmetallstift 30', med en hondel enligt föreliggande uppfinning, med samma hänvisningsbeteckningar som använts ovan. Alternativt kan hangängan 14' vara anordnad på en tapp hos bergborrkronan istället för hondelen.The female part or the trade can alternatively be integrated with a drilling component in the form of a rock drill bit instead of being integrated with a drill rod or a drill pipe. Fig. 6 shows a rock drill bit 10C 'for impact rock drilling with cemented carbide pin 30', with a female part according to the present invention, with the same reference numerals as used above. Alternatively, the male thread 14 'may be arranged on a pin of the rock drill bit instead of the female part.

Det inses genast från föregående beskrivning av den föredragna utföringsformen att under inverkan av böjkrafter på detta gängförband under en borrningsoperation kommer närvaron av de delsfäriska slagytorna att möjliggöra för gängförbandet att tolerera en lätt böjning (lutning) av en gängkomponent relativt en annan för att reducera uppkomsten av utmattningsbrott. Även om de gängade komponenternas axlar ej ligger i linje med varandra beroende på sådan böjning garanteras att de delsfäriska slagytorna 16, 19 respektive 18, 17 att anslå emot varandra med yt- eller områdeskontakt, i kontrast till linjekontakt eller punktkontakt. Detta säkerställer effektiv överföring av slående krafter från slagmaskinen till borrkronan, vilket är speciellt fördelaktigt vid stora rör- eller stângdiametrar såsom mer än 60 mm.It will be immediately apparent from the foregoing description of the preferred embodiment that under the influence of bending forces on this threaded joint during a drilling operation, the presence of the sub-spherical impact surfaces will enable the threaded joint to tolerate a slight bending (inclination) of one thread component relative to another to reduce the occurrence of fatigue failure. Even if the axes of the threaded components are not aligned with each other due to such bending, it is guaranteed that the sub-spherical impact surfaces 16, 19 and 18, 17, respectively, abut each other with surface or area contact, in contrast to line contact or point contact. This ensures efficient transmission of striking forces from the mower to the drill bit, which is especially advantageous for large pipe or rod diameters such as more than 60 mm.

Vid händelse av att de ömsesidigt mot varandra vända slagytorna, före deras användning i slående borrning, inte tillverkats med sådan precis dimension att de ligger exakt på en gemensam imaginär sfär kommer komponenterna, efter att ha används vid en slående borrningsoperation, via den resulterande inslitningen att förorsaka att slagytorna ligger på den imaginära gemensamma sfären efter en kort tid.In the event that the mutually facing striking surfaces, prior to their use in striking drilling, are not manufactured with such a precise dimension that they lie exactly on a common imaginary sphere, the components, after being used in a striking drilling operation, will via the resulting wear cause the striking surfaces to lie on the imaginary common sphere after a short time.

Det inses att det är nödvändigt att ha endast ett enda par av axiellt mot varandra vända ytor i anslag mot varandra, det vill säga, antingen ytorna 16, 18 eller 16', 18' kunde vara i anslag, eller ytorna 17, 19 eller 17' och 19' kunde vara I anslag. De l kontakt stående ytorna skulle således 10 15 523 777i 12083SE 2006-08-14 9 utgöra slagytor och skulle vara konfigurerade att ligga på den imaginära sfären. Om båda par av ytor är i anslag, skulle båda par vara konfigurerade att ligga på den imaginära sfären 35 eller på de koncentriska imaginära sfärerna 35A' respektive 35B'.It will be appreciated that it is necessary to have only a single pair of axially facing surfaces in abutment with each other, i.e. either the surfaces 16, 18 or 16 ', 18' could be in abutment, or the surfaces 17, 19 or 17 'and 19' could be in appropriations. The contacting surfaces would thus constitute impact surfaces and would be configured to lie on the imaginary sphere. If both pairs of surfaces are abutted, both pairs would be configured to lie on the imaginary sphere 35 or on the concentric imaginary spheres 35A 'and 35B', respectively.

Principen bakom uppfinningen kan tillämpas även vid ett gängförband mellan en nackadapter och borrstången såväl som mellan två borrstänger med en lös förlängningstapp.The principle behind the invention can also be applied to a threaded connection between a neck adapter and the drill rod as well as between two drill rods with a loose extension pin.

Gängförbandet enligt föreliggande uppfinning kommer att ha en mer pålitlig funktion och bättre effektivitet än hittills kända gängförband.The threaded joint of the present invention will have a more reliable function and better efficiency than hitherto known threaded joints.

Fastän föreliggande uppfinning har beskrivits i samband med föredragna utföringsformer därav kommer det att uppskattas av sådana som är insatta i teknikens ståndpunkt att tillägg, strykningar, modifikationer och ersättningar som inte beskrivits specifikt kan göras utan att awika från uppfinningens omfattning såsom den anges i de bifogade patentkraven.Although the present invention has been described in connection with preferred embodiments thereof, it will be appreciated by those skilled in the art that additions, deletions, modifications and substitutions not specifically described may be made without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims. .

Claims

10 15 20 25 30 520 777 mass 2006-00-14 1 0 PATENT REQUIREMENTS

An arrangement of percussion drill components connected by a threaded connection, the drilling components (10A-10C; 10A'-10C ') forming therein an axial flush channel (20; 20'), the threaded connection (10; 10 ') comprising a male thread (14; 14 ') arranged on a pin (12; 12') of one of the percussion drill components, and a female thread (15; 15 ') arranged in a recess ﬂﬂ (9; 9') of the other percussion drill component and connected to the male thread, characterized in that in that the pin (12; 12 ') comprises an axially directed first sub-spherical striking surface (16,19; 16', 19 '), and in that the recess (9; 9') comprises an axially directed sub-spherical second striking surface (17,18; 17 ', 18') abutting the first striking surface, one of the first and second striking surfaces being concave and the other being convex, the first and second striking surfaces lying on an imaginary sphere (35; 35A ', 35B').

The arrangement of impact drill components according to claim 1, wherein the first impact surface (16; 16 ') is convex, and the second impact surface (18; 18') is concave.

The arrangement of striking drilling components according to claim 1 or 2, wherein the first striking surface (19; 19 ') is concave, and the second striking surface (17; 17') is convex.

The arrangement of percussion drill components according to any one of claims 1-3 wherein the center (C; C ') of the imaginary sphere (35; 35A', 35B ') is within the recess (9; 9').

The arrangement of percussion drill components according to any one of claims 1-4 wherein the center (C; C ') of the imaginary sphere (35; 35A', 35B ') lies on a common center line of the drill components (10A-10C; 10A'-10C). '). 10 15 20 25 30 528 777 lzoasss 2006-08-14 1 1

The arrangement of impact drill components according to any one of claims 1-5 wherein all first and second impact surfaces (16-19; 16'-19 ') lie on a common imaginary sphere (35).

The arrangement of impact drill components according to any one of claims 1-5 wherein said first impact surfaces (16 ', 19') or said second impact surfaces (17 ', 18') lie on two imaginary spheres (35A ', 35B') with a common center (C '), said spheres have different diameters (DA', DB ').

The arrangement of impact drill components according to claim 7, wherein a first imaginary sphere (35A ') coincides with first (16') and second (18 ') impact surfaces and wherein a second imaginary sphere (35B') coincides with first (19 ') and second (17 ') striking surfaces, the diameter (DA') of said first sphere (35A ') being smaller than the diameter (DB') of the second sphere (35B ').

The arrangement of percussion drill components according to any one of claims 1-8 wherein the mutually abutting first (16,19; 16 ', 19') and second (17,18; 17 ', 18') striking surfaces extend within a cone angle (ocß) in a range of 5-90 degrees in the imaginary sphere (35; 35A ', 35B'), with a tip of the cone angle lying on a common center line (CL) of the threaded joint (10; 10 ').

The arrangement of impact drill components according to any one of claims 1-9, wherein the mutually, contacting first (16; 16 ') and second (18; 18') impact surfaces are arranged at an outer surface of the pin (12; 12 ') and an inner surface of the recess (9; 9 ').

The arrangement of percussion drill components according to claim 6, wherein first (16) and second (18) abutment surfaces form a first pair of abutment surfaces, the threaded connection further comprising third (19) and fourth (17) mutually, abutment abutment surfaces arranged at an inner end (12B) of the pin (12) and at an outer end (13A) of the recess (9), respectively, in which all of the first, second, third and fourth striking surfaces are located, 15 15 25 25 25 528 777 12osasE 2006-08-14 on the common imaginary sphere (35).

The arrangement of percussion drill components according to any one of claims 1-9, wherein the first and second percussion surfaces are arranged at an inner end (12B) of the pin (12; 12 ') and at an outer end of the recess (9; 9'), respectively.

A percussion drill component defining therein a flushing channel (20; 20 ') and comprising a barrel at an axial end thereof, the barrel comprising an outer thread (14; 14') arranged on a pin (12; 12 '), and further comprising an axially directed striking surface (16,19; 16 ', 19') arranged adjacent to at least one axial end of the pin (12; 12 '), characterized in that the striking surface (16,19; 16', 19 ') lies on a imaginary sphere (35; 35A ', 35B').

The drilling component of claim 13 wherein the striking surface (16; 16 ') is disposed at an outer free end (12A) of the pin (12; 12'), and further comprising a further axially directed striking surface (19; 19 ') disposed adjacent an inner end (128) of the pin and lying on a sphere (35) or on two concentric imaginary spheres (35A ', 35B').

The drilling component according to any one of claims 13-14 wherein the striking surface (16; 16 ') arranged at an outer free end (12A) of the pin (12; 12') is convex and the further axially directed striking surface (19; 19 ') is concave.

The drilling component according to any one of claims 13-15 wherein the striking surface (16; 16 ') is within a cone angle (ß; ß') in a range of 5-90 ° for the imaginary sphere (35; 35A ', 35B'), the tip of the cone angle being on a center line (CL1) of the trade. 10 15 20 25 30 528 7772 '12ossse 2006-08-14 1 3

The drilling component according to any one of claims 13-16 wherein the center (C; C ') of the imaginary sphere (35) or of the concentric imaginary spheres (35A', 35B ') lies on a center line (CL) of the trade (12). ; 12 ').

The drilling component according to any one of claims 13-17, wherein the center (C; C ') of the imaginary sphere (35) or of the concentric imaginary spheres (35A', 35B ') is within the pin (12; 12').

The drilling component according to any one of claims 13-18, further comprising a female part arranged at an axial end thereof opposite the end at which the trade is arranged, the female part comprising an internal thread arranged in a recess (9; 9 '), and comprising a further axial directed striking surface (17, 18; 17'18 ') arranged adjacent to at least one axial end of the recess (9; 9'), the striking surface resting on an imaginary sphere (35; 35A ', 35B').

An impact drill component defining therein a flushing channel (20; 20 ') and comprising a female part (13; 13') at an axial end thereof, the female part comprising an internal thread (15; 15 ') arranged in a recess (9; 9'). ') for communicating with the flushing channel, and further comprising an axially directed striking surface (17, 18; 17', 18 ') arranged adjacent to at least one axial end of the recess (9; 9'), characterized in that the striking surface (17, 18; 17 ', 18') lies on an imaginary sphere (35; 35A ', 35B').

The drilling component according to claim 20, wherein the striking surface (17; 17 ') is arranged at an outer free end (13A) of the recess (9; 9'), and which further comprises a further axially directed striking surface (18; 18 ') arranged adjacent to an inner end (13B) of the recess and lying on an imaginary sphere (35) or on two concentric imaginary spheres (35A ', 35B').

The drilling component according to any one of claims 20-21, wherein the center (C; C ') of the imaginary sphere (35) or of the concentric imaginary spheres (35A', 35B ') lies within the pin (12; 12'). 10 523 777% 12083SE 2006-08-14 14

The drilling component according to any one of claims 20-22 wherein the striking surface (17, 18; 17 ', 18') is within a cone angle in a range of 5-90 ° of the imaginary sphere (35; 35A ', 35B'), wherein a tip of the cone angle lies on a center line (CL2) of the female part.

The drilling component according to any one of claims 20-23, wherein the center (C; C ') of the imaginary sphere (35) or of the two concentric imaginary spheres (35A', 35B ') lies on a center line (CL2) of the component.

The drilling component according to any one of claims 20-24, wherein the center (C; C ') of the imaginary sphere (35) or of the two concentric imaginary spheres (35A', 35B ') is within the recess (9; 9').