SE529996C2 - Slipelement för stift hos en bergborrkrona - Google Patents

Description

25 30 35 529 996 2 anpassad, t ex genom avfasning, att avlägsna stål från borrkronans yta runt stiftets bas.

Vatten och/eller luft eventuellt med någon form av skärolja, tillförs slipytan för spolning och kylning av stiftets yta under slipning.

Slipskålarna tillhandahàlles i olika storlekar och profiler för matchning av standardstorlekarna och -profilerna hos stiften på borrkronorna eller skären.

Stiftdiametern varierar typiskt mellan 6 mm och 26 mm.

Flera olika metoder används för koppling och hållan- de av slipskålarna vid slipmaskinen. Slipskålarna har vanligen hållits i slipmaskinen genom införing av ett rättuppstående ihåligt skaft som skjuter ut från slip- skålens ovanyta in i en chuck för lösgörbar montering av verktyg. Speciella verktyg såsom chucknycklar, muttrar och spännhylsor är nödvändiga för införing, hållande och avlägsnande av slipskålen i och från chucken.

För uteslutande av behovet av chucknycklar etc, utvecklades användning av en ansatsdrift på slipskålen.

En sig diametralt strackande urtagning vid den fria änden av en ihålig drivaxel hos slipmaskinen samverkar med en ansats eller kamorgan på den intilliggande ovanytan hos slipskålen. Slipskålens skaft införs i den ihåliga driv- axeln och kan hållas på plats medelst en eller flera O- ringar belägna antingen i ett spår i drivaxelns innervägg eller på slipskålens skaft. Se exempelvis SE-B-460 584 och US-5 527 206.

Ett alternativ till ansatsdriften är det som visas exempelvis i CA~2 136 998. Den fria änden av slipskålens skaft bearbetas för åstadkommande av plana drivytor på skaftet som förs in i en motsvarande drivdel i kanalen hos den utgående drivaxel i vilken skaftet förs in. Slip- skålen hålls på plats medelst en fjäderbelastad hylsêf vilken tvingar kulor monterade i den utgående drivaxelns vägg in i ett ringformat spår på slipskålens skaft.

Andra uppfinningar från senare tid visas i US- 5 639 273 och US-5 727 994. I dessa patent har det lO 15 20 25 30 35 529 996 3 rättuppstående skaftet bytts ut mot ett centralt placerat hàlrum anordnat i slipskàlens ovanyta. Hålrummet har sådan form och storlek att det gör det möjligt för slip- maskinens utgående drivaxel att införas i hâlrummet.

Vissa tillverkare tillhandahåller, för att till- handahålla slipskålar som är kompatibla för användning med andra tillverkares slipmaskiner, adaptrar som kopplar deras slipskål till konkurrenters slipmaskiners utgående drivaxel.

Oberoende av metoden för koppling av slipskålen till slipmaskinens utgående drivaxel är det viktigt att opti- mera slipskàlens driftstabilitet. Bristande driftstabi- litet resulterar ofta i Vibration och resonans under slipning. Vibration och/eller resonans resulterar också direkt i ökad förslitningstakt hos alla rörliga delar, såsom lager, leder etc hos slipanordningen och kan poten- tiellt störa inställningarna i driftstyrningskretsarna hos slipanordningen. Bristande driftstabilitet resulterar dessutom i ökad förslitning av alla nyckeldriv-/ kontaktytor hos den utgående drivaxeln (rotorn) och slipskálen vilka ger konsekvent, korrekt inriktning av slipskålen och/eller adaptern och rotorn under drift.

Driftinstabilitet och tillhörande Vibration och/eller resonans bidrar kraftigt till försämringen av den önskade inbyggda profilen hos hålrummet i slipskàlens slipparti.

Detta resulterar direkt i försämring av profilen hos det àterställda stiftet. Nettoeffekten är en väsentlig för~ lust i de avsedda allmänna borrprestanda för den borr~ krona eller det skär som används.

Slipskålarna tillverkas vanligen genom att ett ämne först utformas för stompartiet genom bearbetning, gjut- ning, smide etc. Det är nödvändigt att tillverka olika ämnen för varje storlek på stift som skall slipas och för de olika metoderna för fastsättning av slipskålen vid slipmaskinen. Detta resulterar i högre tillverkningskost- nader och ett stort lager av delar för tillverkning av slipskålarna över hela variationsbredden av storlekar, 10 15 20 25 30 35 529 996 4 former och kopplingsmetoder. Ämnet pressas sedan i en form innehållande en varm diamant/metallblandning. Ämnets bottenyta värms upp och förbinds med diamant/metall- matrixen. Olika sätt att värma och förbinda diamant/ metall-matrixen med ämnet är kända. Alternativt kan diamant/metallmatrixen formas till slippartiet och sedan förbindas antingen genom krymppassning och/eller medelst adhesivmedel eller lödning mot ett ämne.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att standardisera komponenter oberoende av storleken på det stift som skall slipas eller kopplingsmetoden för minsk- ning av tillverkningskostnaderna. Standardiserade kompo- nenter kan tillverkas i relativt stora mängder och sedan användas för hopmontering av slipskålar enligt förelig- gande uppfinning.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahàlla ett standardiserat slipelement för varje storlek och form hos stift som skall slipas, vilket på beställning kan kopplas till olika eller återanvänd- bara drivorgan.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att minska negativ inverkan på driftstabilitet, driv-/ kontaktyteförslitning/-skada, förslitning/skada och/eller deformation av material i driv- och/eller kontaktytorna, liksom andra potentiella tillhörande belastningar/Skador på slipanordningen orsakade av vibration och/eller reso- nans.

Ett ytterligare ändamål för föreliggande uppfinning är att förbättra driftstabiliteten genom optimering/ harmonisering av de krafter som överförs mellan rotorn och slipskålen eller slipskålen och adaptern eller adap- tern och rotorn under drift, inkluderande torsions- (vrid-)krafter, axiella (matnings-)krafter och radiella (varierande sidobelastningar) krafter. lO 15 20 25 30 35 529 996 5 Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att optimera inriktningen mellan slipelementet och drivkopplingselementet.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller följaktligen ett slipelement för koppling till ett drivkopplingsele- ment för slipning av hårdmetallskär eller arbetsspetsar hos borrkronor (stöt- eller rotations~), tunnelborrnings- maskiner (TBM) och stigortsborrningsmaskiner (RBM) för återställande av dem väsentligen till deras ursprungliga profil. Slipelementet har: (a) ett slipparti med ovan- och bottenytor, en cent- ralt belägen konvex urtagning utformad i bottenytan hos nämnda slipparti, vilken har den önskade profil som skall slipas, (b) ett stödparti invid ovanytan hos nämnda slip- parti, och (c) organ för koppling av slipelementet till driv- kopplingselementet, varvid slipelementet kan losskopplas från drivkopplingselementet när det blir slitet.

Vid en föredragen utföringsform består organet för koppling av slipelementet till drivkopplingselementets drivanordning av en sig längsgående sträckande kort kolonn anpassad att passa i en motsvarande urtagning på drivkopplingselementet.

Enligt en annan aspekt tillhandahåller föreliggande uppfinning ett drivkopplingselement, vilket har ett första parti anpassat för koppling till slipelementet och ett andra parti anpassat för lösgörbar koppling till den utgående drivaxeln hos en slipmaskin. Det andra partiet består av ett drivparti och ett stödparti och har före- trädesvis ingreppsytor med sådan storlek och form att de väsentligen matchar kontaktytor på den utgående drivaxeln hos slipmaskinen eller vilken som helst adapter som kopp- lar drivkopplingselementet till den utgående drivaxeln hos en slipmaskin. 10 15 20 25 30 35 529 996 6 Ytterligare särdrag hos uppfinningen kommer att be- skrivas och kommer att framgå av följande detaljerade beskrivning.

Kort beskrivning av ritningarna För att uppfinningen skall förstås bättre kommer den föredragna utföringsformen därav nu att beskrivas i detalj såsom ett exempel, med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka: fig 1 är en sidovy, delvis i sektion, av en utfö- ringsform av ett slipelement och ett drivkopplingselement som använder en ansatsdrift enligt föreliggande uppfin- ning, fig 2 är en sidovy, delvis i sektion, av en utfö- ringsform av ett slipelement och ett annat drivkopplings- element som använder en sexkantsdrift enligt föreliggande uppfinning.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Föreliggande uppfinning visas i fig l i förbindelse med slipskålar som använder en ansatsdrift, men är an- vändbar också för andra typer drivorgan på slipskålar.

Med hänvisning till fig l betecknas en utföringsform av en slipskål enligt föreliggande uppfinning allmänt med 1. Slipskålen l är avsedd för användning med en slip- maskin av den typ som har en sig diametralt sträckande slits vid den fria änden av slipmaskinens utgående driv- axel vilken samverkar med en ansats eller kamorgan på slipskålens intilliggande ovanyta, såsom beskrivs i US-5 527 206.

Slipskàlen 1 är utformad av två distinkta komponen- ter: ett slipelement 2 och ett drivkopplingselement 3.

Slipelementet 2 har ett slipparti 4 utformat av ett mate- rial som kan slipa volframkarbidskär hos stiftborrkronor.

I den föredragna utföringsformen är slippartiet 4 ut- format av en metall- och diamantmatrix. Omkretskanten 5 i slippartiets 4 bottenyta 6 är företrädesvis avfasad för underlättande av avlägsnande av stål från kronans yta kring stiftets bas under slipning. Andra sätt att lO 15 20 25 30 35 529 996 7 avlägsna stål från kronans yta runt stiftets bas antingen under eller före eller efter slipning är kända, inklusive användning av ett separat verktyg för detta syfte, an- vändning av nötningsräfflor eller brotschmärken runt om- kretsen eller variering av omkretskantens vinkel. En centralt belägen konvex urtagning 7 är utformad i botten- ytan 6 med den önskade storleken och profilen för det stift som skall slipas.

Företrädesvis i ett stycke med och invid ovanytan 8 hos slippartiet 4 finns ett stödparti 9 vars bottenyta lO är förbunden med slippartiets 4 ovanyta 8. Flera sätt att värma upp och förbinda slippartiets 4 diamant/metall- matrix med stödpartiet 9 är kända. Stödpartiet 9 består av ett metallparti ll, bearbetat, smitt eller gjutet.

Metallpartiet ll för stödparti 9 kan bearbetas antingen innan eller efter att det fastgjorts vid diamant/metall- slippartiet 4. Medan partiet ll i den föredragna utfö- ringsformen anges vara gjort av metall kan föreliggande uppfinning innefatta användning av icke-metalliska mate- rial eller en kombination av icke-metalliska och metal- liska material för utformande av stödpartiet 9 och par- tiet ll. Den föredragna proceduren skulle i möjligaste mån vara att förbearbeta stödpartiet 9 innan det fastgörs vid slippartiet 4. Alternativt kan slippartiet 4 och stödpartiet 9 utformas samtidigt. Hur som helst kan någon form av efterbearbetning krävas för uppsnyggning. Upp- snyggning av ytterytorna efter ugnen utförs genom att slippartiet 4 hålls i chucken hos en svarv och genom att de relevanta ytorna sedan skrapas där så behövs. Vid denna tidpunkt är det också möjligt att avlägsna ytter- ligare material där så är lämpligt. Bearbetning efter ugnsbehandlingen används för avlägsnande av skägg eller annat matrixmaterial som kan ha sipprat ut ur formen under ugnsbehandlingen/pressningen. Tjockleken T hos stödpartiets 9 metallparti ll bör vara tillräcklig för åstadkommande av strukturellt stöd för slippartiet 4. 10 15 20 25 30 35 529 996 8 Organ 13 för koppling av slipelementet 2 till driv- kopplingselementet 3 är anordnade på stödpartiets 9 ovan- kant 14. Organen 13 för koppling av slipelementet 2 till drivkopplingselementet 3 kan utformas i ett stycke med stödpartiet 9 och bearbetas till den önskade utformningen eller gjutas separat och fästas vid stödpartiet 9. I den i fig 1 visade utföringsformen är diametern hos stödpar- tiet 9 optimerad i förhållande till slippartiets 4 stor- lek for reducering av slipelementets 2 massa genom bear- betning av omkretsytan 15 till dess ovankant 14 i profil väsentligen motsvarande profilen hos slippartiets 4 ovan- yta 8.

I den i fig 1 visade utföringsformen består organet 13 för koppling av slipelementet 2 till drivkopplings- elementet 3 av ett väsentligen cylindriskt parti 16 vars bottenkant 17 är fastgjord och/eller med stödpartiets 9 ovankant 14. En cylindrisk kort kolonn 18 är centralt belägen på det cylindriska partiets 16 ovankant 19.

Kolonnen 18 är avsedd att införas i ett motsvarande hålrum på drivkopplingselementet 3 på ett sätt (1) som kommer att förhindra slipelementet 2 att vridas eller spinnas loss i förhållande till drivkopplingselementet 3, (2) som kommer att uppbära axiella, radiella, torsions- och matningskrafter som hör samman med användningen av slipskålen och (3) valbart möjliggör avlägsnande av ett slipelement 2 med slitet slipparti 2 och utbyte mot ett nytt slipelement för möjliggörande av återanvändning av drivkopplingselementet. I den föredragna utföringsform som visas presspassas kolonnen 18 in i drivkopplings- elementet. Alternativt skulle en kort kolonn på driv- kopplingselementet kunna passa i ett motsvarande hàlrum på slipelementet. Några exempel på andra möjliga kopp- lingsmetoder är avsmalnande passningar, gängade kopp- lingar, adhesivmedel, lödningv friktionssvetsning och stift.

En passage 20 genom slipelementet 2 kopplas till ett eller flera utlopp 21 i slippartiet 4 för att göra det 10 15 20 25 30 35 529 996 9 möjligt för ett kylmedel, företrädesvis vatten, valfritt blandat med skärolja eller en vatten/luftdimma, att till- föras till stiftets yta under slipning. Kylmedlet för- hindrar överdriven värmealstring under slipningen och spolar stiftets yta från material som avlägsnas under slipningen. Diametern hos passagen 20 genom stödpartiet 9 och organen 13 kan dessutom expanderas för reducering av slippartiets massa.

Enligt föreliggande uppfinning är slipelementet 2 för vilken som helst storlek och form på konvex urtagning 7 detsamma oberoende av förförandet för koppling av slip- skålen till en slipmaskins utgående drivaxel. Standardi- sering av komponenterna kommer att reducera tillverk- ningskostnaderna och det lager som behövs.

Drivkopplingselementet 3 i den i fig 1 visade ut- föringsformen visas som en separat komponent som skall kopplas till den utgående axeln hos en slipmaskin som använder ett av de kända driftförfarande som tidigare har identifierats. Drivkopplingselementet i fig 1 har ett första parti 22 anpassat för koppling till slipelementet 2 och ett andra parti 23 anpassat att lösgörbart kopplas till den utgående drivaxeln hos en slipmaskin. Det första partiet 22, i den visade utföringsformen den yttre väggen 24 av det första partiet 22, som allmänt är cylindriskt i den visade utföringsformen även om andra former är möj- liga, avgränsar en urtagning 25 anpassad att uppta slip- elementets 2 korta kolonn 18. Kolonnen 18 är anpassad att passa i urtagningen 25 så att slipelementet 2 inte kan vridas eller spinna i förhållande till drivkopplingselementet 3. Den yttre väggens 24 botten 26 har sådan storlek och form att den passar mot ovankanten 19 hos organets 13 cylindriska sektion 16 på slipelemen- tet 2. Medan kolonnen 18 och urtagningen 25 visas som cirkulära i tvärsektion är andra former möjliga såsom elliptisk, oval, kvadratisk, rektangulär, hexagonal etc.

Såsom har nämnts tidigare ligger det inom föreliggande uppfinnings omfång att ha en kort kolonn på drivkopp- 10 15 20 25 30 35 529 996 10 lingselementet som passar i en urtagning på slipelemen- tet.

Drivkopplingselementets andra parti 23 är utformat i ett stycke med toppen 27 hos det första partiets yttre vägg 24. Det andra partiets 23 utformning kommer att variera beroende på drivsystemet hos den slipmaskin på vilken slipskàlen avses fastgöras. Oberoende av driv- systemet som används kommer det andra partiet 23 allmänt att ha ett drivparti och ett stödparti. I fig 1 är driv- systemet med vilket drivkopplingselementet 3 avses sam- verka ett ansatsdrivsystem. I den visade utföringsformen är drivpartiet, generellt betecknat med 28, kamorgan eller en ansats 29 anordnade vid toppen 27 av det första partiets 22 yttre vägg 24. Kammen eller ansatsen 29 har sådan storlek att den ingriper med en sig diametralt sträckande slits vid den fria änden av en slipmaskins utgående drivaxel. Kammen 29 har en övre yta 30, paral- lella sidoväggar 3l och ändväggar 32. Stödpartiet, all- mänt betecknat med 33, består av ett ihåligt vertikalt rättuppstàende skaft 34 som är centralt beläget på kam- mens 29 övre yta 30. Det ihåliga skaftet 34 är avsett att införas i en motsvarande axiell urtagning i slipmaskinens utgående axel. Kvarhållningsorgan 35 är anordnade i för- bindelse med det rättuppstàende skaftet 34 för lösgorbar fastgöring av slipskålen vid slipmaskinens utgående axel under användning. I den föredragna utföringsform som visas i fig l är kvarhållningsorganen 35 en eller fler O- ringar 36 belägna i ett eller flera spår 37 på skaftet 34. Valbart skulle kvarhàllningsorganen också kunna vara belägna på den utgående drivaxeln eller en kombination på både slipskålen och drivaxeln, vilka arbetar i oberoende eller i samverkan.

Vid den visade utföringsformen är drivpartiet 27 an- passat att optimera kontakten mellan ingreppsytorna (kam- mens 29 ovanyta 30 och sidoväggar 31) på drivkopplings- elementet 3 och de motsvarande ingreppsytorna på slip- maskinens utgående drivaxel för reducering av vibration lO 15 20 25 30 35 529 996 ll för reducering av rotorförslitning, liksom annan poten- tiell tillhörande förslitning av slipanordningen orsakad av vibration och/eller resonans och för att förbättra driftstabilitet genom optimering och harmonisering av de krafter som överförs mellan rotorn och slipskålen under drift, innefattande torsions- (rotations-)krafter, axiella (matnings-)krafter och radiella (varierande sido- belastning) krafter och att reducera negativ inverkan på driftstabilitet, driv-/kontaktyteförslitning/-skada, förslitning/skada och/eller deformation av material i driv- och/eller kontaktytorna.

I den visade utföringsformen har kamorganet eller ansatsen 29 sådan storlek och form att ingreppsytorna på nämnda kam eller ansats är optimerade för och matchar motsvarande ingreppsytor hos slitsen på slipmaskinens ut- gående axel. Kammen eller ansatsen 29 är dessutom före- trädesvis väsentligen av samma längd, bredd och djup som den sig diametralt sträckande slitsen vid den fria änden av slipmaskinens utgående drivaxel. Detta optimerar kon- taktytan mellan slitsens väggar på drivaxeln och ovanytan 30 och sidoväggarna 32 hos kammen 29 vilket resulterar i reducerad vibration och rotorförslitning, liksom annan potentiell tillhörande förslitning av slipanordningen orsakad av vibration och/eller resonans. Reducerad vib- ration förbättrar också driftstabiliteten, driv-/ kontaktyteförslitning/-skada, förslitning/skada och/eller deformation av material i driv- och/eller kontaktytorna genom optimering och harmonisering av de krafter som överförs mellan rotorn och slipskålen under drift inklu- sive torsions- (rotations-)krafter, axiella (matnings-) krafter och radiella (varierande sidobelastning) krafter.

Att vibration och/eller resonans väsentligen reduceras minimerar dessutom försämringen av den föredragna in- byggda profilen hos hàlrummet i slippartiet.

För optimering och harmonisering av de olika belast- ningarna, såsom torsionsbelastningar och resulterande driftbelastningar, såsom radial- och axialbelastningar 10 15 20 25 30 35 529 996 12 över ett område av olika storlekar och profiler hos slipskàlar kan kammen eller ansatsen ha olika storlek i förhållande till den sig diametralt sträckande slitsen vid den fria änden av den utgående drivaxeln eller adaptern om en sådan används.

De ovan nämnda förfarandena att optimera kontaktytan mellan drivaxeln och slipskålen och att standardisera komponenterna, där så är praktiskt, oberoende av stor- leken på det stift som skall slipas kommer att minska tillverkningskostnaderna. Detta resulterar dessutom i mindre vibration för reducering av rotorförslitning, liksom annan tillhörande förslitning av slipanordningen orsakad av vibration och/eller resonans och reducerar negativ inverkan på driftstabiliteten, driv-/kontakt- yteförslitning/-skada, förslitning/skada och/eller deformation av material i driv- och/eller kontaktytorna genom optimering och harmonisering av de krafter som överförs mellan rotorn och slipskàlen under drift, inklu- sive torsions- axiella (vrid-) (matnings-) krafter och radiella krafter, (varierande sidobelastning) krafter.

Försämringen av den föredragna inbyggda profilen hos hålrummet i slippartiet minimeras dessutom. Hänsyn tas till slipskålens storlek, det valda drivorganet, till- verkningskostnaderna, konstruktionsmaterial, ytor som krävs för produktidentifiering och nödvändig strukturell hållfasthet och/eller stöd vid realisering av förelig- gande uppfinning.

Alternativa tillverkningsförfaranden för åstadkom- mande av ytterligare standardisering, förenklad tillverk- ning, minskad kostnad och minimerad lagerhållning ligger inom omfånget för föreliggande uppfinning. Alternativa material (både metalliska och icke-metalliska eller en kombination därav), och processer kan användas som för närvarande är inkompatibla med någon eller flera delar eller tillverkningsprocessen. Exempelvis är mässing nor- malt inte kompatibelt med många former av sintring etc eftersom det inte tål den värme som krävs för åstadkom- 10 15 20 25 30 35 529 996 13 mande av god förbindning med diamantmatrixen hos slip- partiet. Att tillverka ett separat drivkopplingselement av mässing och fastgöra det vid slipelementet, efter ugnsbehandlingen, skulle göra detta möjligt. Värme- behandling av kopplingselementet är eventuellt inte görligt när det görs på en färdig slipskål, men på en àteranvändbar sådan kan det vara både driftmässigt för- delaktigt och kostnadseffektivt för användaren. Icke- metalliska material, såsom plaster, polymerer eller elastmaterial och liknande kan användas i kopplingsytor mellan slipelementet och drivkopplingselementet och/eller drivkopplingselementet och den utgående drivaxeln eller adaptern. Icke-metalliska material kan väljas för åstad- kommande av slitningsminskande egenskaper, för åstadkom- mande av antivibrationsegenskaper eller för att göra det möjligt för kopplingsytor att vara mer förlåtande när smuts föreligger, vilket potentiellt minskar problemen inom kopplingspartierna. På liknande sätt kan slipelemen- tets och drivkopplingselementets komponenter vara gjorda av metalliska eller icke-metalliska material eller en kombination av båda för underlättande av användning av alternativa tillverkningsmetoder, såsom formsprutning, gjutning, pulvermetallurgi etc för att göra några av komponenterna vid en lägre kostnad.

Eftersom ett standardiserat drivkopplingselement enligt föreliggande uppfinning kan massproduceras är fördelen med högre precision, reducerad kostnad etc möjlig genom den kategori av bearbetningsutrustning som finns för tillverkning av denna komponent. Genom till- verkning av ett standardiserat drivkopplingselement med större precision skulle man dessutom kunna få bättre dynamisk balans etc på grund av faktorer som minskad skevning etc. Vilka som helst andra komponenter som kan standardiseras kan tillverkas i relativt stor skala och sedan användas för hopmontering av slipskålar enligt föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 529 996 14 Fig 2 visar en slipskål 300 utformad av två kompo- nenter, ett slipelement och drivkopplingselement för koppling till slipmaskinen som använder ett sexkants- drivsystem såsom visas i US-5 727 994. Slipelementet 2 är samma som beskrivits ovan i förbindelse med fig 1. Driv- kopplingselementet allmänt betecknat med 303 i utförings- formen som visas i fig 2 har ett första parti 322 anpas- sat för koppling till slipelementet 2 och ett andra parti 323 anpassat för att lösgörbart kopplas till en slip- maskins utgående drivaxel. Det första partiet 322, i den visade utföringsformen den yttre väggen 324 hos det första partiet 322, avgränsar en urtagning 325 anpassad att uppta slipelementets 2 kolonn 18. Kolonnen 18 är an- passad att passa i urtagningen 325 så att slipelementet 2 inte kan vridas eller spinna i förhållande till driv- kopplingselementet 303. Den yttre väggens 324 botten 326 har sådan storlek och form att den passar mot ovankanten 19 hos organets 13 cylindriska parti 16 på slipelementet 2. Alternativt skulle en kort kolonn på drivkopplings- elementet kunna passa i ett motsvarande hålrum pà slip- elementet. Andra möjliga kopplingsmetoder är avsmalnande passning, gängade kopplingar, adhesivmedel, lödning, friktionssvetsning och stift.

Drivkopplingselementets 303 andra parti 323 är ut- format i ett stycke med toppen 327 av det första partiets yttre vägg 324. Det andra partiets 323 utformning kommer att variera beroende på drivsystemet på den slipmaskin på vilken slipskàlen avses fastgöras. Oberoende av det driv- system som används kommer det andra partiet 323 allmänt att ha ett drivparti och ett stödparti. I fig 2 är, såsom förut angivits, det drivsystem med vilket drivkopplings- elementet 303 är avsett att samverka ett sexkantsdriv- system. I den visade utföringsformen är drivpartiet, allmänt betecknat med 328, avsett att samverka med slip- maskinens utgående axel. I den i fig 2 visade utförings- formen har det andra partiet 323 en yttre vägg 304 som avgränsar ett central beläget hålrum 315, vilket är öppet 10 15 20 25 30 35 529 996 15 vid den yttre väggens 304 topp 305. Detta hàlrum 315 har sådan form och storlek att det gör det möjligt för driv- kopplingselementet 303 att lösgörbart kopplas till slip- maskinens utgående drivaxel och vridas under slipproce- duren. Den utgående drivaxelns ändparti är anpassat att passa i det centralt belägna hålrummet 315 med motsva- rande storlek. Den utgående drivaxeln är anpassad att drivbart ingripa med hålrummet 315. I den visade före- dragna utföringsformen är hålrummets 315 övre parti 316 i det andra partiet 323 anpassat att avgränsa drivpartiet 328. I den visade utföringsformen utformas drivpartiet 328 med en sexkantig tvärsektion motsvarande formen hos det motsvarande drivpartiet på slipmaskinens utgående axel. Drivpartiet 328 kan utformas på annat sätt än genom bearbetning. För åstadkommande av stöd för slipskålen och minimering av den vibration som alstras av axiella sido- belastningar på slipskålen är den utgående drivaxelns fria ände anpassad att snävt passa i hålrummets 315 nedre parti 317 i det andra partiet 323 hos drivkopplings- elementet 303. I den visade utföringsformen skulle både den fria änden hos den utgående drivaxeln och hålrummets 315 nedre parti 317 ha en cirkulär tvärsektion som är något mindre i diameter än det sexkantiga drivpartiet 328. Andra arrangemang är möjliga, t ex kan hålrummets stödparti vara ovanför drivpartiet beläget vid hålrummets botten eller kan drivpartiet vara beläget mellan de båda stödpartierna.

Kvarhållningsorgan är anordnade på antingen den utgående drivaxeln eller i hålrummet 315 eller en kombi- nation av båda för lösgörbar fasthållning av slipskålen, så att slipskålen inte flyger av under användning, men fortfarande enkelt kan avlägsnas eller bytas efter an- vändning. Såsom nämnts tidigare kan det specifika sättet att koppla och kvarhålla drivkopplingselementet vid den utgående drivaxeln variera för matchning av vilket som helst existerande drivsystem känt från teknikens stånd- punkt eller vilket som helst nytt standardiserat eller 10 15 20 25 30 35 529 996 16 kundanpassat drivsystem som utvecklas. I den utförings- form som visas i fig 2 är t ex ett spår 318 utformat i hålrummets 315 vägg 319, i vilket en O-ring är placerad.

O-ringen 320 kommer att samverka med den yttre ytan hos den utgående drivaxeln för att hjälpa till att hålla kvar slipskålen på plats under användning och för reducering av vibration och resonans. Ytterligare O-ringar på den utgående drivaxeln kommer att samverka med väggen 319 hos hàlrummets 315 nedre parti 317 och O-ringen 320 för kvar- hållande av slipskålen på plats under användning. Dessa spår och O-ringar är ingreppspunkter som arbetar för att optimera överföringen av belastningar mellan adaptern och den utgående drivaxeln.

I den visade utföringsformen är drivkopplingsele- mentet 303 anpassat att optimera ingrepps- eller driv- ytorna på slipskàlens drivparti 328 med de motsvarande kontaktytorna på den utgående drivaxeln för reducering av vibration för att därigenom minska rotorförslitning, lik- som annan potentiell tillhörande förslitning av slip- anordningen orsakad av vibration och/eller resonans och för förbättring av driftstabiliteten genom optimering och harmonisering av de krafter som överförs mellan rotorn och slipskàlen under drift inklusive torsions- (rotations-)krafter, axiella (matnings-)krafter och radiella (varierande sidobelastning) krafter. Reducerad vibration förbättrar också driftstabiliteten, kontaktyteförslitning/skada, förslitning/skada och/eller deformation av material i driv- och/eller kontaktytorna driv-/ genom optimering och harmonisering av de krafter som överförs mellan rotorn och slipskålen under drift, inklu- sive torsions- (rotations-)krafter, axiella krafter och radiella (matnings-) krafter.

Väsentlig reducering av vibration och/eller resonans (varierande sidobelastning) minimerar dessutom försämringen av den föredragna in- byggda profilen hos hàlrummet i slippartiet.

För ytterligare reducering av vibration och för- bättring av driftstabiliteten, driv-/kontaktyte- lO 15 20 25 30 35 529 996 17 förslitning-/skada, förslitning/skada och/eller defor- mation av material i driv- och/eller kontaktytorna genom optimering och harmonisering av de krafter som överförs mellan rotorn och slipskålen under drift, inklusive torsions- (vrid-) krafter, axiella (matnings-) krafter och radiella (varierande sidobelastning) krafter är det möjligt att använda material med lägre vikt såsom metal- liska eller icke-metalliska material i slipelementet eller drivkopplingselementet eller för utformning av en del av drivorganen eller kvarhàllningsorganen. Icke- metalliska material, såsom plaster, polymerer eller elastmaterial och liknande kan användas i kopplingsytor mellan drivelementet och drivkopplingselementet och/eller drivkopplingselementet och den utgående drivaxeln eller adaptern. Icke-metalliska material kan väljas för åstad- kommande av förslitningsminskande egenskaper, för åstad- kommande av antivibrationsegenskaper och för att göra det möjligt för kopplingsytor att vara mer förlåtande när smuts finns närvarande, vilket potentiellt reducerar problem inom kopplingspartierna. På liknande vis kan slipelementets och drivkopplingselementets komponenter vara gjorda av metalliska eller icke-metalliska material eller en kombination av båda för underlättande av använd- ning av alternativa tillverkningsmetoder, såsom form- sprutning, gjutning, pulvermetallurgi etc för att göra några av komponenterna vid en lägre kostnad.

Slipskålarna enligt föreliggande uppfinning är av- sedda att reducera tillverkningskostnaderna genom stan- dardisering av komponenter och reducering av lagerhåll- ningen. De kan emellertid också ha ett antal särdrag riktade mot (1) optimering av drivytan på drivorganen för förhindrande av ojämn förslitning och för ytterligare reducering av vibration för optimering av driv- och/eller kontaktytorna på drivorganet hos en slipskàl i förhål- lande till motsvarande driv- och/eller kontaktytor hos slipanordningens rotor/adapter för förhindrande av ojämn förslitning och för reducering av vibration, (2) redu- 10 15 20 25 30 35 529 996 l8 cering av negativ inverkan på förslitning/skada och/eller deformation av material i driv- och/eller kontaktytor, (3) förbättring av driftstabilitet genom optimering/ harmonisering av de krafter som överförs mellan rotorn och slipskålen under drift inklusive torsions- (rotations-) krafter, axiella (matnings-) krafter och radiella (varierande sidobelastning) krafter, (4) mini- mering av användarens exponering för vassa och/eller utstickande delar när slipskålen och rotorn är i ingrepp, (5) att väsentligen rationalisera/harmonisera alla kontaktytor inklusive den kombinerade yttre geometrin vid övergångspunkten mellan slipskålarna och rotorn/adaptern och (6) reducering av slipskàlens massa genom reducering av den yttre och inre profilen hos slipskålen och/eller användning av lättare material.

Under det att en föredragen utföringsform av upp- finningen och vissa möjliga modifieringar därav har visats och beskrivits bör det framgå för fackmannen att uppfinningen tillåter ytterligare modifiering av arrange- mang och detaljer. Exempelvis kan slipskålen innefatta en adapter för koppling av en slipskål med ett drivsystem till den utgående drivaxeln i ett annat drivsystem. Som ett alternativ till utformning av en slipskàl för fast- göring vid den utgående drivaxeln med användning av kända drivsystem kan drivkopplingselementet vara ett separat parti av den utgående drivaxeln. Drivkopplingselementet skulle kunna kopplas direkt till den utgående drivaxeln medelst en gängad eller annan lämplig lösgörbar koppling som ger korrekt inriktning mellan komponenterna.

Det bör inses att beskrivningen ovan med hänvisning till den föredragna utföringsformen endast är ett exem- pel. Många varianter av uppfinningen kommer att framgå för dem som har kunskap på området, och sådana uppenbara varianter ligger inom uppfinningens omfång, såsom det beskrivs och definieras i kraven, antingen de beskrivits uttryckligen eller ej.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 529 9% 19 PATENTKRAV

1. Slipskål i en uppsättning slipskàlar för slipning av hårdmetallskär eller arbetsspetsar hos stöt- eller rotationsborrkronor, tunnelborrningsmaskiner och stig- ortsborrningsmaskiner för återställande av dem väsentli- gen till deras ursprungliga profil, varvid arbetsspetsar- na har en diameter av 6-26 mm och varvid varje slipskål har ett slipelement (2) med en centralt belägen konvex urtagning (7) utformad i slipskålens bottenyta, varvid urtagningen (7) har storleken och den önskade profilen hos den arbetsspets som skall slipas, och ett drivkopp- lingselement (3) anpassat för lösgörbar koppling till den utgående drivaxeln hos en slipmaskin, k ä n n e t e c k - n a t a v att slipelementet (2) ett slipparti (4) som har ovan- och bottenytor (8, 6), en centralt har (a) belägen konvex urtagning (7) utformad i bottenytan hos slippartiet, (b) ett stödparti (9) (8), (13) mentet (2) till drivkopplingselementet (3), varvid nämnda invid slippartiets ovanyta och (c) organ för koppling av slipele- organ för koppling av slipelementet till drivkopplings- elementet har en standardiserad storlek och form för ett flertal profiler och storlekar hos arbetsspetsar som skall slipas, och har ett första parti (22) anpassat för koppling till slipelementet (2) och ett andra parti (23) anpassat för lösgörbar koppling till den utgående driv- axeln hos en slipmaskin, varvid slipelementet (2) kan losskopplas från drivkopplingselementet (3) när det blir slitet.

2. Slipskàl enligt krav l, varvid organet (13) för koppling av slipelementet (2) till drivkopplingselemen- tets (3) drivanordning har en sig längsgående sträckande kort kolonn (18) (22) har en yttervägg (24) (25) elementet (2). och varvid drivkopplingselementets (3) första parti som avgränsar en urtagning anpassad att uppta kolonnen (18) på slip- 10 15 20 25 30 35 529 996 20

3. Slipskål enligt krav 2, varvid det andra partiet (23) av drivkopplingselementet (3) har ingreppsytor som har sådan storlek och form att de väsentligen matchar kontaktytor på den utgående drivaxeln hos slipmaskinen g eller vilken som helst adapter som kopplar drivkopplings- elementet (3) till en slipmaskins utgående drivaxel.

4. Slipskål enligt krav 1 eller 2, varvid det andra partiet av drivkopplingselementet består av ett drivparti (28) och ett stödparti (33).

5. Slipskål enligt krav 4, varvid drivpartiet (28) av drivkopplingselementet (3) består av kamorgan (29) som är dimensionerade att ingripa med en sig diametralt sträckande slits i den utgående drivaxeln, varvid nämnda kamorgan (29) har en övre yta (30), motstående sidoväggar (31) och ändväggar (32), och varvid stödpartiet (33) om- fattar ett ihåligt vertikalt rättuppstående skaft (34) som är centralt beläget på kamorganets (29) övre yta (30). V

6. Slipskål enligt krav 4, varvid drivpartiet (328) av drivkopplingselementet (303) består av ett centralt beläget hålrum (315) med sådan form och storlek att det gör det möjligt för drivkopplingselementet (303) att lös- görbart kopplas direkt eller indirekt medelst en adapter till slipmaskinens utgående axel och roteras under slip- proceduren, varvid ett ändparti av den utgående drivaxeln eller adaptern är anpassat att passa i det central beläg- na hålrummet (315) ingripa med hålrummet (328)

7. Slipskål enligt något av kraven 1-6, varvid icke- med motsvarande storlek och drivbart (315), (315) och ett eller flera stödpartier. varvid hålrummet har ett drivparti metalliska material används på kontaktytorna mellan driv- kopplingselementet (2) och slipelementet (3).

8. Slipskål enligt något av kraven 1-7, varvid icke- metalliska material används på kontaktytorna mellan driv- kopplingselementet (3) och den utgående drivaxeln.

9. Slipskål enligt något av kraven 1-8, varvid driv- kopplingselementet (3) och slipelementet (2) är samman- 10 15 529 996 21 kopplade för anordnande av urtagningen (7) i slipelemen- tets (2) tets (3) slipparti (4) i linje med drivkopplingselemen- första och andra partier (22, 23).

10. Slipskål enligt något av kraven l-8, varvid drivkopplingselementet (3) är tillverkat av icke- metalliska material.

11. ll. Slipskàl enligt något av kraven 7-10, varvid drivkopplingselementets (3) andra parti (23) greppsytor med sådan storlek och form att de väsentligen matchar kontaktytor hos den utgående drivaxeln hos slip- har in- maskinen eller vilken som helst adapter som kopplar driv- kopplingselementet (3) till en slipmaskins utgående driv- axel.