DE2459982A1

DE2459982A1 - Coupling means in a drilling machine

Info

Publication number: DE2459982A1
Application number: DE19742459982
Authority: DE
Inventors: Ernst Lennart Johansson; Hans Per Olof Lundstroem
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1974-12-18
Filing date: 1974-12-18
Publication date: 1976-07-01
Also published as: DE2459982B2; DE2459982C3

Abstract

A drilling machine may include extension equipment comprising (a) drill rods, connected end-to-end, for transmission of impact force and (b) a system of tubular members, likewise connected end-to-end, surrounding the rods for transmission of rotary force. Such extension equipment may be coupled to the machine per se by means of a tubular adapter threadably connected, at one of its ends, to the tubular members system and, at its opposite end, connected to the machine through polygonal coupling means. Inserts or bushings of rubber or similar material may be provided on both sides of said splined connection which in association with such connection renders the extension equipment elastically connected to the drilling machine while also attaining a certain noise-suppressing effect.

Description

Kupplungsvorrichtung für eine Bohrmaschine Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für eine Bohrmaschine für die Verbindung einer Verlängerungseinrichtung mit der Bohrmaschine, wobei die Verlängerungseinrichtung aus mehreren in Längsrichtung hintereinander angeordneten Stangen besteht, die einen die Schlagkräfte übertragenden Strang bilden, und die ferner aus mehreren die Stangen konzentrisch umgebenden, miteinander verbundenen Rohren zur Übertragung der Drehkraft besteht. Coupling device for a drilling machine The invention relates to a coupling device for a drill for connecting an extension device with the drill, wherein the extension device of several in the longitudinal direction there is one behind the other arranged rods that transmit the impact forces Form strand, and the further from several concentrically surrounding the rods, interconnected pipes for transmitting the torque.

Eine Verlängerungseinrichtung für eine Schlagbohrmaschine besteht normalerweise aus einem Schaftadapter, Kupplungshülsen, Verlängerungsstangen und einer Bohrspitze. Diese Komponenten werden mit Schraubengewinden miteinander verbunden. Mit einer solr chen Einrichtung sind aber verschiedene Nachteile verbunden, da diese Einrichtung sowohl Schlagkräfte als auch Drehkräfte übertragen muß. Untersuchungen haben z.B. gezeigt, daß sich durch die Kupplungshülsen bei der Übertragung von Schlagkräften durch einen solchen Bohrstahl beträchtliche Energieverluste ergeben. There is an extension device for a hammer drill usually a stem adapter, coupling sleeves, extension rods and a drill bit. These components are connected to one another with screw threads. With such a device but are associated with various disadvantages, since this Device must transmit both impact forces and rotational forces. Investigations have shown, for example, that the Coupling sleeves during transmission of impact forces through such a drill steel result in considerable energy losses.

Aufgrund der Kupplungshülsen weist die Bohrstahleinheit über seine Länge verschiedene Durchmesser auf, wodurch die Schlagwellenübertragungskapazität beeinträchtigt wird. Diese Stangenanordnung ist auch schädlich für das wirksame Rückblasen von Bohrspänen entlang der Außenseite der Stangen. Da die Gewinde die Schlagwellen des Bohrvorganges vom Schaftadapter zur Bohrspitze übertragen müssen, sind sie schweren Beanspruchungen ausgesetzt, die an ihre Festigkeit, ihren Abriebwiderstand und ihre Übertragungskapazität hohe Anforderungen stellen. Es ist auch erforderlich, daß die Verbindungen leicht gelöst und auseinandergenommen werden können.Due to the coupling sleeves, the drill steel unit has its Length of different diameters, increasing the shock wave transmission capacity is affected. This rod arrangement is also detrimental to the effective Blow back drill chips along the outside of the rods. Since the threads are the Impact waves of the drilling process must be transmitted from the shaft adapter to the drill bit, they are exposed to severe stresses affecting their strength and abrasion resistance and make high demands on their transmission capacity. It is also required that the connections can be easily loosened and taken apart.

Im Hinblick auf die obengenannten Bedingungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neue;Kupplungsvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, eine Verlängerungseinrichtung der vorgenannten Art mit einer Bohrmaschine zu verbinden, wobei die zentralen Stangen einen für die Übertragung der Schlagkräfte von der Bohrmaschine an einem Ende des Stranges zur am anderen Ende des Stranges angeordneten Bohrspitze geeigneten Strang bilden, und wobei die verschiedenen Rohrglieder zur Übertrng der Drehkraft von der Bohrmaschine zur Bohrspitze vorgesehen sind. It is in view of the above conditions that the present invention lies the task is to create a new; coupling device that makes it possible to to connect an extension device of the aforementioned type to a drill, the central rods one for transmitting the impact forces from the drill at one end of the string to the drill bit located at the other end of the string Form suitable string, and the various pipe members for the transfer of the Torque from the drill to the drill bit are provided.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist, die einen rohrförmigen Adapter enthält, durch den die Verlängerungseinrichtung elastisch mit der Bohrmaschine verbunden werden kann, wobei der untere Teil des rohrförmigen Adapters mit den Rohren der Einrichtung verbunden ist, während sein oberer Teil mit einer vieleckigen Kupplungsvorrichtung, vorzugsweise mit Keilnuten versehen ist, die in ein entsprechendes Kupplungsglied der Bohrmaschine eingreifen.This is achieved according to the invention in that a coupling device is provided which contains a tubular adapter through which the extension device elastic with the Drill can be connected, the the lower part of the tubular adapter is connected to the tubes of the device, while its upper part with a polygonal coupling device, preferably is provided with keyways, which in a corresponding coupling member of the drill intervention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nunmehr im einzelnen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben werden. -Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 2 Längsschnitte durch wahlweise Ausführungsbei-und 3 spiele der Erfindung. Preferred embodiments of the invention will now be described in detail to be described in conjunction with the drawing. 1 shows a longitudinal section by an embodiment of the invention; and FIG. 2 shows longitudinal sections through optional Exemplary embodiments and 3 games of the invention.

In Fig, 1 enthält die erfindungsgem-äße Kupplungsvorrichtung einen rohrförmigen Adapter 31, dessen unterer Teil für die Verbindung mit den Rohren 11 einer Verlängerungseinrichtung mit einem AuBengewinde versehen ist. Die inneren Stangenglieder der Verlängerungseinrichtung sind mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das obere Ende des Adapters 13O ist bei 52 mit äußeren Keilnuten versehen, die mit einem entsprechend mit Keilnuten versehenen Kupplungsglied 33 der Bohrmaschine in Eingriff gebracht werden können, um eine Drehbewegung zu übertragen. Es ist aber selbstverständlich, daß auch in anderer Weise vieleckig ausgebildete Kupplungsvorrichtungen, beispielsweise sechseckige Vorrichtungen, für die Übertragung der Drehbewegung verwendet werden können. In Fig. 1, the coupling device according to the invention contains a tubular adapter 31, the lower part of which is intended to be connected to the tubes 11 an extension device is provided with an external thread. The inner ones Rod members of the extension device are denoted by the reference numeral 10. The upper end of the adapter 130 is provided with external keyways at 52 that are formed with a coupling member 33 of the drilling machine provided with corresponding splines in FIG Can be engaged to transmit rotary motion. But it is of course, that also in other ways polygonal coupling devices, e.g. hexagonal devices, for the transfer of the Rotary motion can be used.

Der Adapter 31 steht in Verbindung mit einem Dichtungsring 35, der in einer ringförmigen Nut 34 enthalten ist, die ein stangenförmiges Glied 56 für die Übertragung der Schlagkräfte umgibt.The adapter 31 is in communication with a sealing ring 35, the is contained in an annular groove 34 which has a rod-shaped member 56 for the transmission of the impact forces surrounds.

Dieses Stangenglied )6 ist zweckmäßig dem Bohrstangenglied 10 angepaßt. Aufgrund der Anordnung des genannten Dichtungsringes 35 wird das Spülmedium daran gehindert, in die Bohrmaschine einzudringen. Außerdem wird eine axiale Führung des Stangengliedes 56 erreicht. Eine Schraubhülse 37 ist mit einem Antriebszahnrad verbunden, das als Kupplungsglied 53 wirkt. Das Antriebszahnrad 33 kann durch übliche Mittel in Drehung versetzt werden, so daß eine Drehbewegung zu den Bohrrohren 11 und der nicht gezeigten Bohrspitze, die an dem gegenüberliegenden Ende der Rohre befestigt ist, übertragen wird. Der Halsteil 38 der ditchlagkräfte übertragenden Stange 36 ist in der Schraubhülse 37 zentrisch angeordnet. Ein radial vorspringender Bund 39 der genannten Stange dient als Anschlag gegen eine entsprechende Anschlagfläche 40 einer Buchse 41, die in der Schraubhülse 57 enthalten ist und die Übertragung des Vorschubdruckes von der Bohrmaschine zur Bohrstange bewirkt. Die Schlagkräfte werden von einem Schlagkolben 42 auf das Stangenglied 36 übertragen. Einsätze oder Buchsen 4) und 44 aus Gummi oder einem ähnlichen Material können an beiden Seiten der genannten Keilnutenverbindung vorgesehen sein, wodurch die Verlängerungseinrichtung mit der Bohrmaschine elastisch verbunden ist, während zusätzlich auch eine gewisse Lärmdämpfung erreicht wird. An dieser Einrichtung ist ein getrennter Spülkopf 45 vorgesehen, durch den die Übertragung von Spülmedium in den Raum 25 zwischen den Stangen und Rohren der Vorrichtung über einen ringförmigen Kanal 46 und sich radial erstreckende Kanäle 47 im rohrförmigen Adapter 31 erfolgt.This rod member) 6 is suitably adapted to the drill rod member 10. Due to the arrangement of said sealing ring 35, the flushing medium is attached to it prevented from entering the drill. In addition, an axial guidance of the Rod member 56 reached. A screw sleeve 37 is connected to a drive gear, which acts as a coupling member 53. The drive gear 33 can by conventional means are set in rotation, so that a rotary movement to the drill pipes 11 and the drill bit not shown attached to the opposite end of the tubes is being transmitted. The neck part 38 of the rod 36 which transmits ditch lag forces is arranged centrally in the screw sleeve 37. A radially protruding collar 39 of the said rod serves as a stop against a corresponding stop surface 40 of a socket 41 which is contained in the screw sleeve 57 and the transmission of the feed pressure from the drill to the boring bar. The striking forces are transmitted to the rod member 36 by a percussion piston 42. Stakes or Bushings 4) and 44 made of rubber or a similar material can be on both sides said spline connection, whereby the extension device is elastically connected to the drill, while in addition also a certain Noise attenuation is achieved. There is a separate one at this facility Flushing head 45 provided, through which the transfer of flushing medium in the space 25 between the rods and tubes of the device via an annular channel 46 and themselves radially extending channels 47 in the tubular adapter 31 takes place.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung, in dem die Teile, die mit den im ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Teilenübereinstimmen, gleiche Bezugszeichen haben. Wie sich aus Fig. 2 rgibt, ist hier das Zahnrad 33 unmittelbar mit dem rohrförmigen Körper 31 über eine Keilnutenverbindung 32 verbunden. Spülmedium wird unmittelbar in die Adapteranordnung über ein Glied 48 eingeführt. Fig. 2 shows another embodiment of the invention Coupling device in which the parts that with the in the first embodiment parts shown match have the same reference numerals. As can be seen from Fig. 2 Here, the gear 33 is directly connected to the tubular body 31 via a Splined connection 32 connected. Flushing medium is directly in the adapter arrangement introduced via a link 48.

Um ein Herausfallen des Gliedes 31 zu verhindern, in es mit einer Anschlagschulter 49 versehen, die einem entsprechend mit einer Schulter versehenen Fördergehäuse 50 der Bohrmaschine axial gegenüberliegt. Im übrigen ist dieses Ausführungsbeispiel prinzipiell ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aufgebaut.In order to prevent the member 31 from falling out, in it with a Stop shoulder 49 provided, which is provided with a shoulder accordingly Conveyor housing 50 of the drill is axially opposite. Otherwise, this embodiment is constructed in principle similar to the exemplary embodiment according to FIG. 1.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 gezeigt. Hier ist der rohrförmige Adapter 31 mit der Bohrmaschine in etwas anderer Art verbunden. Es kann hier der Adapter 31 als aus zwei Teilen bestehend angesehen werden, von denen der unterste Teil 51 wie vorher außen mit einem Gewinde versehen und mit dem Bohrrohr 11 verbunden ist, während der obere Teil mit einem anderen Teil 52 des Adapters über eine Gewindeverbindung verbunden ist, wobei der letztere Teil bei 32 mit Keilnuten versehen ist, der in ein entsprechend mit Keilnuten versehenes Glied 53 eingreift. Das Glied 53 ist mit einer zentralen Bohrung 54 versehen, von der teilweise eine die Schlagkräfte übertragende Stange 55 aufgenommen wird. Die Stange 55 liegt in axialer Richtung an dem oberen Stangenglied 10 an. Das Glied 57 wird an einem verjüngten Halsteil 56 von der Bohrmaschine aufgenommen. Der Halsteil 56 steht mit einem nicht dargestellten Schlagkolben in Verbindung. Vulkanisierte Einsätze 43 und 44 aus Gummi sind an gegentiberliegenden Seiten der mit Keilnuten versehen nen Verbindung vorgesehen, ähnlich wie es in Fig. 1 der Fall ist.Another embodiment of the invention is shown in FIG. Here the tubular adapter 31 is connected to the drill in a somewhat different way. The adapter 31 can be seen here as consisting of two parts, from which the lowermost part 51 as before externally provided with a thread and with the Drill pipe 11 is connected, while the upper part with another part 52 of the Adapter is connected via a threaded connection, the latter part at 32 is keyed into a correspondingly keyed Link 53 intervenes. The member 53 is with a central bore 54 is provided, from which a rod 55 transmitting the impact forces is partially received will. The rod 55 rests against the upper rod member 10 in the axial direction. The member 57 is received on a tapered neck portion 56 of the drill. The neck part 56 is connected to a percussion piston, not shown. Vulcanized rubber inserts 43 and 44 are on opposite sides of the provided with keyways NEN connection, similar to the case in FIG is.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 weist einen besonderen Vorteil auf, weil es ermöglicht, die Verlängerungseinrichtung der vorgenannten Art mit Bohrmaschinen üblicher Ausbildung zu verbinden, ohne daß eine Neukonstruktion erforderlich ist. Die einzige Maßnahme, die getroffen werden muß, ist das Auswechseln des üblichen Schaftadapters für das die Schlagkraft übertragende Glied 53, dessen oberes Ende von der Bohrmaschine aufgenommen wird, während das untere Ende des Gliedes 53 sich in einer zusätzlichen Adaptereinrichtung befindet, in welcher die Schlagkräfte und die Drehbewegung auf die in Fig. 3 gezeigte Einrichtung übertragen wird. The embodiment of FIG. 3 described above has a particular advantage because it allows the extension device of the aforementioned Kind to connect with drills of usual training without a new design is required. The only action that needs to be taken is to replace it the usual shaft adapter for the impact force transmitting member 53, whose upper end is picked up by the drill, while the lower end of the link 53 is located in an additional adapter device in which the impact forces and the rotary movement is transmitted to the device shown in FIG.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Verlängerungseinrichtung mit der Bohrmaschine elastisch verbunden, und zwar aufgrund der mit Keilnuten versehenen Verbindungv Dies ermöglicht es, daß die Verlängerungseinrichtung in bezug auf die Bohrmaschine unter einem gewissen Winkel geneigt ist. Die Einsätze aus Gummi oder einem ähnlichen Material, die an gegenüberliegenden Seiten dieser Verbindung angeordnet sind, tragen hierzu ebenfalls bei. Eine solche iastische Verbindung ist vorteilhaft bei einer Tieflochbohrung und auch bei der Verwendung einer Einrichtung mit großen Abmessungen, da die Festigkeit ihrer Glieder sonst die Abnutzung der Teile ungünstig beeinflußt. In the exemplary embodiments described, the extension device is elastically connected to the drill due to the keyways Connection This enables the extension device to be connected to the drilling machine is inclined at a certain angle. The inserts made of rubber or something similar Material, which are arranged on opposite sides of this connection, wear also at. Such an elastic connection is advantageous in a Deep hole drilling and also when using a device with large dimensions, otherwise the strength of their links adversely affects the wear of the parts.

Auch die lärmunterdrückende Wirkung ist verbessert, weil die Keilnutenverbindung eine erhöhte Reibung ergibt, wodurch ein gewisser Schallenergieverlust eintritt.The noise suppressing effect is also improved because of the keyway connection an increased friction results, whereby a certain loss of sound energy occurs.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Coupling device for a drill for connecting a Extension device with the drill, wherein the extension device consists of several rods arranged one behind the other in the longitudinal direction, the one form the strand transmitting the impact forces, and also from several, the rods concentrically surrounding, interconnected pipes for transmitting the torque consists, characterized in that a tubular adapter (31) is provided, the lower end of which is connected to the pipe string (11) and its upper end is provided with a polygonal coupling element (32) with a corresponding trained coupling element (35,53) of the drill is in engagement.

2. Coupling device according to claim 1, characterized in that the lower end of the tubular adapter (31) with the tubes (11) of the extension device is screwed and that the upper end of the tubular adapter (31) with keyways is provided, which is in corresponding keyways on the coupling element £ 33, 53) of the drill intervention.

3. Coupling device according to claim 1, characterized in that at opposite ends of the torque transmitting polygonal Coupling element (32) inserts or annular bushings (43,44) made of elastic Material, such as rubber, are arranged.

4. Coupling device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the tubular adapter (31) and that with Coupling element (33) connected to it, a rod-shaped member (36) for the transmission contain the impact forces with a collar projecting in the radial direction (39) is provided with a correspondingly designed stop surface on the coupling element (3) cooperates for the transmission of the feed pressure from the drill. Blank page