SE534930C2 - Medbringare för överföring av vridmoment och rotation till ett borrstål samt bergborrmaskin - Google Patents

Description

20 25 30 35 40 534 930 2 I Figur 2 visas en förstorad sektion av en av den kända medbringarens 3 bomluckor 11 , borrstålets 2 nackadapter och borrhylsan 5 från figur 1.

Nederst i figuren visas borrhylsans 5 rotationsrörelseriktning med en pil.

Medbringaren 3 är arrangerad så att förhållandet mellan diametern för bomprofrlens 4 bottencirkel d2 och toppcirkel dl är 1.38.

Toppcirkeldiametem D2 för nackadaptems bommar är anpassad så att den utgör cirka 98 % av bottencirkeldiametem d2 för medbringarens 3 bomprofil 4. Arrangemanget och kontakttrycket mellan nackadapterns och medbringarens 3 bommar 10 leder till att små mängder av medbringarens 3 material pressas ned till bomluckomas 11 rotradier 12 under överförandet av vridmoment. Det nedpressade materialet utgör brottanvisningar eller grader 13 på radiema 12 och spolierar på så vis dess funktion att skydda mot utmattningsbrott. I figuren visas hur dessa grader 13 initierar sprickbildning i rotradiema 12. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att, enligt patentkraven, erhålla en medbringare där de tidigare nämnda nackdelama är övervunna. I föreliggande uppfinning är polygonprofilen och bomprofilen arrangerade på ett nytt sätt som minskar påkänningarna samt fördelar dessa symmetriskt i medbringaren. Medbringarens bomprofrl är utformad så att, den till följd av förslitningen uppkomna graden, är separerad från rotradien. En tillkommande fördel med uppfinningen är att den kan införas utan nämnvärda ökningar av växelhusets yttre dimensioner.

Uppfinningen kommer att närmare beskrivas med hjälp av de bifogade i figurema 3-6. Figur 3 visar en förrninskad sektion av en medbringare enligt föreliggande uppfinning. Figur 4 visar en förstorad detalj sektion av medbringaren från Figur 3, monterad i en bergborrmaskins växelhus. Figur 5 och 6 visar alternativa utföranden av medbringarens bomprofil.

I Figur 3 visas en sektion av en medbringare 3. Medbringaren 3 har i huvudsak samma sektion längs hela sin längdutbredning. Medbringarens 3 längd är anpassad så att ett godtagbart kontakttryck erhålls under överföringen av vridmoment. Medbringaren 3 är utförd i brons, men kan även utföras i segjäm eller andra material med liknande friktionsegenskaper.

Medbringarens 3 sektion begränsas utåt av kurvor, eller närmare bestämt bågar, förbundna till en sluten geometri 6. Den slutna geometrin 6 i föreliggande uppfinning innefattar fyra sidor 7 och fyra hörn 8 och beskrivs approximativt av en konvex polygon. En polygon är per defmition en plan figur som begränsas av räta linjer, d.v.s. raka kurvor. Om räta linjer dras mellan skärningspunktema till de tänkta förlängningama av den slutna geometrins 6 sidor 7, bildas en polygon. (Förlängningama och polygonen 10 15 20 25 30 35 40 534 930 3 är visade med streckade linjer i figuren.) Detta faktum definierar betydelsen av begreppet ”approximativt” i detta sammanhang.

Varje sida 7 innefattar en cirkelbåge och alla sidomas 7 cirkelbågar har samma radie och längd. Hömen 8 är arrangerade på liknande sätt. Varje höm 8 innefattar en cirkelbåge och alla hörnens 8 cirkelbågar har samma radie och längd. Det är även möjligt att låta sidorna 7 eller hömen 8 innefatta andra typer av bågar och/eller kurvor än cirkelbågar.

Förbindningen mellan bågama är arrangerad i punkter där tangentema till de förbundna bågama sammanfaller. Detta gör att det inte uppstår höga spänningskoncentrationer i medbringaren 3.

Medbringarens 3 sektion begränsas inåt av en bomprofil 4 med åtta bommar 10 och åtta bomluckor ll. Det är även möjligt att arrangera bomprofrlen 4 med tolv eller sexton bommar 10. Bomprofilen 4 är arrangerad så att fyra av bommarna 10 får en symmetrisk fördelning kring tänkta symmetrilinjer 9 som sträcker sig från medbringarens 3 centrum och genom den slutna geometrin 6. Symmetrilinjema 9 är dragna så att geometrin 6 blir symmetriskt fördelad kring symmetrilinjema 9. Allra bäst är att arrangera bomprofrlen 4 med åtta eller tolv bommar 10 och så att fyra av dess bommar 10 får en symmetrisk fördelning kring tänkta symmetrilinjer 9 som sträcker sig från medbringarens 3 centrum och genom den slutna geometrins 6 höm 8. Arrangemanget gör att påkänningarna blir minimala och symmetriskt fördelade i medbringaren 3.

Dessa positiva egenskaper är oberoende av medbringarens 3 rotationsriktning och risken för felaktig montering är därför liten. Det är även möjligt att fördela fyra av bomprofilens 4 bomluckor ll symmetriskt kring symmetrilinjema 9 genom hömen 8. Påkänningama blir då något högre i medbringaren 3, men ändå lägre än i den tidigare beskrivna kända medbringaren.

Bomproñlens 4 bommar 10 eller bomluckor 11 kan även arrangeras osymmetriskt kring symmetrilinjema 9 genom hömen 8. Påkänningarna får visserligen en förskjuten symmetrisk fördelning i medbringaren 3 under överföringen av vridmoment, men fördelningen kan ändå vara gynnsam för överföring i en specificerad rotationsriktning. Medbringaren 3 enligt det sistnämnda utförandet måste monteras så att den erhåller specificerad rotationsriktning.

Förhållandet mellan diametrama för bomprofilens 4 bottencirkel d2 och toppcirkel dl är arrangerat större än vid tidigare kända medbringare. (d2 och dl visade med streckade cirklar i figuren.) Detta innebär fördelar som kommer att beskrivas utförligt i Figur 4. Bra resultat kan nås vid ett förhållande på 1.39 eller högre. Bäst är dock att arrangera bomprofilen 4 så att förhållandet d2/dl blir 1.48. Större förhållanden än 1.48 kan erfordra betydande ökningar av växelhusets yttre dimensioner. 10 15 20 25 30 35 40 534 930 4 Figur 4 visar hur det nya förhållandet d2/dl = 1.48 (se Figur 3) bidrar till att skapa utrymmen 14 mellan toppen på nackadaptems bommar (borrstålet 2) och botten i medbringarens 3 bomluckor 1 1. Borrstålets 2 nackadapter kommer därför att styras radiellt av topparna och flankema på bomprofilens 4 bommar 10. Figuren visar även hur toppcirkeldiametem D2 för nackadaptems bommar utgör cirka 95 % av bottencirkeldiametem d2 för medbringarens 3 bomprofil 4. Enligt samma förlopp, som tidigare beskrivits i Figur 2, så bildas en grad 13 till följd av slitaget. Tack vare utrymmena 14 så pressas dock aldrig gradema 13 så djupt ner i bomluckomas ll bottnar så att de når rotradiema 12 i övergången till bommama 10. Gradema 13 kan därför sägas vara separerade från rotradiema 12 och den nya medbringaren 3 är på så vis bättre skyddad mot utmattningsbrott än den tidigare kända från Figur 1-2.

Bottnama i bomprofilens 4 bomluckor ll är i Figurema 3-4 arrangerade som cirkelbågar med bottencirkeldiametem d2. Figur S och Figur 6 visar alternativa arrangemang av bomprofilens 4 bomluckor 1 1. I Figur 5 innefattar bottnarna en cirkelbåge med en betydligt mindre diameter än bottencirkeldiametem d2. I Figur 6 innefattar bottnarna en rät linje och halvcirkelbågar i övergången till bommama 10. Toppama på bomprofilens 4 bommar 10 är arrangerade som cirkelbågar med toppcirkeldiametem dl.

Det är dock möjligt att arrangera topparna med andra diametrar och/eller andra kurvor än cirkelbågar. Bottencirkeldiametem d2 respektive toppcirkeldiametem dl skall i arrangemangen ovan, och i liknande utföranden, definieras som diametrama till de tänkta cirklar (visade streckade i figurema) som nätt och jämt inrymmer kurvoma i området mellan cirklama.

I beskrivningen ovan är det nya arrangemanget för medbringarens 3 bomprofil 4 infört så att det omfattar bomprofilens 4 samtliga bommar 10 och bomluckor 11. Under vissa omständigheter är det dock möjligt att arrangera några av bomprofilens 4 bommar 10 och bomluckor 11 enligt föreliggande uppfmnings utförande och resterande enligt utförandet för bomprofilen i kända medbringare. En sådan ”kombinerad” medbringare skall anses omfattas av föreliggande ansökans patentkrav.

Claims (2)

1. 534 QBÜ Patentkrav : 1. Medbringare (3), för överföring av vridrnomentet och rotationsrörelse från en borrhylsa (5) till ett borrstål (2), varvid medbringarens (3) sektion begränsas utåt av kurvor, speciellt bågar, förbundna till en sluten geometri (6) vilken approximativt beslnivs av en polygon, och begränsas inåt av en bomprofil (4), kännetecknad av att geometrin (6) innefattar fyra sidor (7) och fyra höm (8) samt av att bomprofilen (4) innefattar 8,12 eller 16 bommar ( 1 0). Medbringare (3) enligt patentkrav 1, kännetecknad av att fyra av bomprofilens (4) bommar (10) eller bomluckor (1 1) är symmetriskt fördelade kring symmetrilinjer (9) genom geometrin (6). . Medbringare (3) enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att fyra av bomprofilens (4) bommar (10) är symmetrískt fördelade kring symmetrilinjema (9) och av att symmetrilinj erna (9) sträcker sig genom hörnen (8). Medbringare (3) enligt något av patentkraven 1-3, kännetecknad av att varje sida (7) innefattar en cirkelbåge och av att alla sidomas (7) cirkelbågar har samma radie och längd samt av att varje höm (8) innefattar en cirkelbåge och av att alla hörnens (8) cirkelbågar har samma radie och längd. Medbringare (3) enligt patentkrav 4, kännetecknad av att förbindningen mellan bågama är arrangerad i punkter där tangentema till de förbundna bågama sammanfaller. Medbringare (3) enligt något av patentkraven 1-5, kännetecknad av att förhållandet mellan diametern för bomprofilens (4) bottencirkel (d2) och toppcirkel (dl) är 1.39 eller högre. Medbringare (3) enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknad av att förhållandet mellan diametem för bomprofilens (4) bottencirkel (d2) och toppcirkel (dl) är l.48:l=0.

02. . Bergborrmaskin, innefattande en borrhylsa (5) och en medbringare (3) för överföring av vridmoment och rotationsrörelse från hylsan (5) till ett borrstål (2), kännetecknad av att medbringaren (3) är utförd enligt något av patentkraven 1-7 .