SE531459C2 - Hondel samt förfarande för tillverkning av hondelar - Google Patents

Description

25 30 535 1159 -x t! :vw diameter, som är större än diametern hos den färdiga gängans spårbotten.

Förekomsten av ett dylikt släppningsutrymme längst inne i hålrummet medför emellertid inte blott den nackdelen att skarpa materialkanter uppstår vid gängspårets utgång i släppningsutrymmet, utan även den nackdelen att godstjockleken i väggen utanför utrymmet reduceras. På så sätt försvagas hondelen såväl mekaniskt som i utmattningsmässigt avseende, varigenom hondelens livslängd onödigtvis förkortas. l U.S. 62933360 anvisas en svarvningsmetod med vars hjälp en hangänga kan ges successivt minskande höjd och bredd från full profil mot en nollpunkt, där gängvallen upphör. Denna svarvningsmetod eliminerar emellertid inte behovet av det försvagande släppningsutrymmet, då en invändig gänga skall formas i en hondel. Sålunda visar Fig. 1 och 3 i nämnda patentdokument tydligt hur den inre delen av den aktuella hondelens gänga avslutas i anslutning till ett rotationssymmetriskt släppningsutrymme med större diameter än gängspåret.

Uppfinninqens syften och särdrag Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovannämnda nackdelar hos tidigare kända hondelar för topphammarborrnlngsutrustningar och skapa en förbättrad hondel. Ett primärt syfte med uppfinningen är därför att skapa en mekaniskt stark hondel med en största innerdiameteri gängspårbottnen.

Enligt uppfinningen nås ovannämnda syfte medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kännetecknande del. Ett fördelaktigt utförande av den uppfinningsenliga hondelen är vidare definierad i det osjälvständiga kravet 2. l en ytterligare aspekt hänför sig uppfinningen även till ett förfarande för tillverkning av hondelar av berört slag. Särdragen hos detta förfarande framgår av det självständiga kravet 3.

Kort beskrivning av bifogade ritninqar På ritningama är: Fig. 1 en perspektiwy av en hondel enligt uppfinningen, 10 15 20 25 30 531 459 Fig. 2 en partiell längdsektion genom hondelen, visande delar av en invändig gänga enligt uppfinningen, varvid hondelens innanmäte betraktas från en sida, Fig. 3 en mot Fig. 2 svarande längdsektion betraktad från motsatt sida, Fig. 4 en längdsektion visande en samverkande handel införd i hondelens inre, Fig. 5 en tvärsektion A-A i Fig. 2, Fig. 6 en serie detaljsnitt visande hur gängans spår avslutas under ett halvt varv med successivt minskande djup, Fig. 7 en längdsektion genom ett alternativt utförande av hondelen, Fig. 8 en längdsektion visande en handel införd i hondelen enligt Fig. 7, Fig. 9 en förstorad längdsektion visande ett ämne under svarvning med hjälp av ett svarvverktyg, och Fig. 10 en motsvarande längdsektion visande verktyget efter avslutad gängslagning.

Detalierad beskrivninggv föredraqna utföngiden av unfinninqen l Fig. 1 visas en hondel 1 ett med en synlig hongänga 2 utformad på insidan av en cylindrisk vägg, som avgränsar ett hålrum 3, vilket mynnari den ena änden 4 av hondelen. l praktiken kan hondelen utgöras av en skarvhylsa vilken innefattar två av en mellanvägg eller ett stoppanslag åtskilda hålrum, som båda innefattar en hongänga. I fortsättningen behandlas dock endast den ena av dessa hongängor.

Nu hänvisas till Fig. 2-6 som illustrerar ett första utförande av hongängan 2, där 5 i Fig. 2 generellt betecknar den cylindriska vägg på vilkens insida gängan är utformad, medan 6 betecknar ett stoppanslag som åtskiljer hålrummet 3 från ett andra, analogt hålrum (ej visad). De båda hålrummen kommunicerar med varandra via ett centralt hål 7 genom vilket spolmedel, såsom vatten och/eller luft, kan passera från exempelvis en borrstång till en annan borrstång. l detta fall utgörs gängan 2 av en trapetsgänga, som i exemplet är cylindrisk och definieras av en geometrisk centrumaxel C. För det fall även hondelens utsida är cylindrisk blir även den utvändiga mantelytan 8 koncentrisk med centrumaxeln C. 10 15 20 25 30 531 453 vf i innan det i Fig. 2-6 visade utförandet beskrivs ytterligare hänvisas till Fig. 9 och 10, som schematiskt illustrerar svarvningen av ett ämne som skall utformas med den aktuella gängan. Av dessa figurer framgår att den i sin helhet med 2 betecknade gängan utgörs av en vall som sträcker sig skruvformigt utmed väggens insida och avgränsas av en topp 9 och tvâ flanker 10 mellan vilka löper ett spår 11 med en botten 12. l och med att gängprofilen är trapetsformig avgränsas gängtoppen, flankerna och spårbottnen av raka generatriser. Den konkreta profilfonnen är dock på intet sätt kritisk. Sålunda kan gängan även utgöras av exempelvis en repgänga eller ha annan godtycklig profilform. Spårbottnens 12 diameter är i Fig. 2 betecknad YD, medan gängtoppens 9 diameter betecknas lD.

Bearbetningen av det i Fig. 9 och 10 visade ämnet genomförs med hjälp av den nyligen utvecklade svarvteknik, som möjliggör gängslagning i en enda passering (även om flera passeringar givetvis är tänkbara). Ämnet förprepareras genom formning av ett cylindriskt hålrum vars cylinderyta betecknas 13 i Fig. 9 och vars ändyta betecknas 14. Formningen kan genomföras medelst borrning/fräsning, varvid med fördel även det centrala hålet 7 borras. Under svarvningen av gängan används deti sin helhet med 15 betecknade svarvverktyget, vilket på traditionellt sätt är sammansatt av ett skaft 16 och ett utbytbart skär 17. Detta verktyg längdmatas i pilens L riktning samtidigt som detsamma tvärmatas i riktningen T. Det speciella med den nya svarvtekniken är att tvärmatningen T genomförs i form av snabba, intermittenta rörelser i radiell riktning, varvid verktyget styrs av en programvara som ger den önskade profilformen. Längdmatningen däremot sker på traditionellt sätt genom en kontinuerlig axialförflyttning av verktyget, varvid matningen år måttlig (t ex 0,2 mmls). Under svarvningen roteras ämnet i riktning av pilen R.

Det skall noteras att cylinderväggen i ämnet initialt ärjämntjock utmed hela sin längd.

Sedan verktyget, närmare bestämt skäret 17, äntrat materialet via en inte visad, men till vänster i Fig. 9 befintlig ingång, formas en huvudsektion i vilken gängan har full profil, närmare bestämt genom att verktyget matas allt längre in i hålrummet. På lämpligt avstånd från stoppanslaget 6 avslutas formningen av fullprofilgängan och vidtas åtgärder för att åstadkomma en 10 15 20 25 30 531 459 "_ s utgång i vilken gängan kan löpa ut. Detta sker på det sätt som illustreras i Fig. 5 och 6, till vilka nu hänvisas.

I en vald nollpunkt (O°) påbörjas en avslutande tvärmatningssekvens under vilken spårets 11 djup successivt reduceras. l detta fall genomförs dylik djupreducering under ett halvt varv, varvid Fig. 6 illustrerar spårets ungefärliga djup efter 60° och 120° fram till 180°, där spåret upphör i en med 18 betecknad gränsllnje (se även Fig. 2), som i detta fall utgörs av en huvudsakligen rak linje som är parallell med centrumaxeln C. Såsom framgår av Fig. 2 resulterar reduceringen av djupet i en successiv ökning av spårbottens 12 bredd, närmare bestämt på så sätt att bredden successivt ökar fram till den avslutande gränslinjen 18. l Fig. 3 åskådliggörs den sida av hålrummet som är motsatt den i Fig. 2 visade, varvid den avslutande gränslinjen 18 visas till vänster i Fig. 3.

När verktyget når gränslinjen 18 slutar verktyget att utföra radiella rörelser.

Däremot fortsätter verktyget sin bearbetning av ämnet, nämligen genom att under fortsatt rotaticn åtminstone ett halvt varv hållas kvar i sitt givna radialläge. På så sätt generas den successivt avsmalnande yta 19, som avgränsas mellan den avslutande gängvallen och den streckade linjen 20.

Denna yta har en diameter D1, som i detta fall överensstämmer med gängspårets diameter YD. l detta fall är ändlinjen 20 belägen i omedelbar närhet av stoppanslaget 6. Med andra ord avslutas gängan så nära stoppanslaget som möjligt. En imaginär cylinder eller kon (ej visade) kan sägas sammanfalla med hela hongängans topp 9 eller botten 10, varvid cylindern eller konen även sammanfaller med hela delytan 19.

Av Fig. 4 framgår hur en handel 21 är införd i hondelen 1. Handelen 21 kan exempelvis utgöras av eller ingå i en borrstång, som på traditionellt sätt innefattar en spolkanal 22 och en hangänga 23, som samverkar med den beskrivna hongängan. Till höger i Fig. 4 syns tydligt hur handelens ändyta 24 är ansättbar mot stoppanslaget 6, närmare bestämt i samband med att stötkrafter skall överföras från en handel till en annan via hondelen.

I F ig. 7 visas ett alternativt utförande vid vilket den avslutningsvis genererade delytan 19 dels har en diameter D2 som överensstämmer med gängtoppens diameter lD, dels är förlängd ett stycke i förhållande till delytan enligt Fig. 2-4. På så sätt kan delytan 19 utnyttjas för styrning av handelens 10 531 459 v 21A främre ände. l det visade exemplet, då gängan är cylindrisk bildar ytan 19 sålunda en cylindrisk styryta, som med förhållandevis fin passning kan samverka med den inre cylinderytan 25 på handelen. Även om uppfinningen ovan beskrivits i samband med cylindriska gängor är densamma även tillämpbar på koniska gängor. I båda fallen kan den beskrivna delytan 19 erhålla en rotationssymmetrisk fom1 som är i huvudsak likfonnig med gängans rotationssymmetriska grundform. Med andra ord blir delytan 19 konisk om gängan är konisk. Hondelen kan alternativt vara integrerad i en bergborrkrona, en borrstång med MF- kopplingar eller en reduktionshylsa.

Claims (3)

10 15 20 25 30 531 1155 Tf sf” .. Patentkrav

1. Hondel för topphammarborrningsutrustníngar, innefattande ett av en geometrisk centrumaxel (C) definierat hålrum (3), vilket mynnar i en fri ände (4) av hondelen och avgränsas av dels en omslutande vägg (5), dels ett från den fria änden (4) axiellt fiärmat stoppanslag (6), varvid på väggens insida är utformad en hongänga i form av en vall (2), som har en rotationssymmetrisk, antingen cylindrisk eller konisk grundform och som sträcker sig skruvformigt utmed väggens (5) insida, varvid vallen (2) är koncentrisk med hålrummets centrumaxel (C) och avgränsas av en topp (9) och två flanker (10) mellan vilka löper ett likaledes skruvformigt spår (11) med en botten (12), och varvid gängan har full profil utmed en huvudsektion med viss axiell längd, och innefattar en mellan fullprofilsektionen och stoppanslaget (6) belägen avslutning i vilken spåret löper ut, kännetecknad av att spårets (11) djup successivt avtar fram till avslutningen, vilken definieras av en gränslinje (18), som åtskiljer spårbottnen (12) från en i väggens (5) insida utformad delyta (19), vilken har samma rotationssymmetriska grundform som gängan genom att sträcka sig i förlängning av antingen en imaginär cylinder eller en imaginär kon, som sammanfaller med antingen gängans topp (9) eller dess spårbotten (12).

2. Hondel enligt krav 1, kännetecknad av att sagda delyta (19) utbreder sig fram till stoppanslaget (6).

3. Förfarande vid tillverkning av en för topphammarborrningsutrustningar avsedd hondel (1) av det slag, som innefattar ett i en fri ände (4) av hondelen mynnande hålrum (3) som avgränsas av en omslutande vägg (5) med en invändig hongänga (2) som har rotationssymmetrisk grundform, och ett från den fria änden flärrnat stoppanslag (6), varvid gängan har full profll utmed en huvudsektion med viss längd, och innefattar två kortare ändsektioner i vilka gängans spår löper ut, innefattande stegen att bringa ett ihåligt ämne att rotera kring en geometrlsk centrumaxel (C), att i ämnets hålrum föra in ett svarvverktyg, att längdmata (L) svarvverktyget (15) mellan hålrummets 10 âïšfl 1155 motsatta ändområden och samtidigt tvärmata (T) detsamma radiellt för att generera önskad gängprofll, kännetecknat av stegen att under kontinuerlig längdmatning (L) i en och samma passering bringa verktyget (15) att omväxlande röra sig mellan radiellt yttre och inre ändlägen, av vilka det yttre genererar fullprofilgängans spårbotten (12) och det inre genererar dess gängtopp (10), och att under en avslutande operation successivt reducera radieskillnaden mellan de båda radialändlägena mot noll för att avsluta gängspâret med ett successivt avtagande djup fram till en avslutning i form av en gränslinje (18), som åtskiljer spårbottnen (12) från en i väggens (5) insida utformad delyta (19), vilken har samma rotationssymmetriska grundform som gängan genom att sträcka sig i förlängning av antingen en imaginär cylinder eller en imaginär kon, som sammanfaller med antingen gängans topp (9) eller dess spårbotten (12).