DE2459982B2

DE2459982B2 - COUPLING DEVICE FOR CONNECTING A ROTATING IMPACT DRILL WITH A DOUBLE ROD

Info

Publication number: DE2459982B2
Application number: DE19742459982
Authority: DE
Inventors: Per Olof; Johansson Ernst Lennart; Sandviken Lundström (Schweden)
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 1974-12-18
Filing date: 1974-12-18
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DE2459982A1; DE2459982C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zur Verbindung einer Dreh-Schlag-Bohrmaschine mit einem Doppelgestänge, das aus einem mindestens Drehkraft übertragenden Rohrstrang und in diesen angeordneten, Schlagkraft übertragenden Stangen besteht, wobei ein mindestens die Drehkraft auf den Rohrstrang übertragender, rohrförmiger Adapter vorgesehen ist, in dem das hintere Ende des Bohrstangen-Stranges längs beweglich geführt ist.The invention relates to a coupling device for Connection of a rotary percussion drill with a double rod, which consists of at least one Rotary power transmitting pipe string and arranged in these, impact power transmitting rods consists, wherein at least one of the rotational force on the pipe string transmitting, tubular adapter is provided is, in which the rear end of the drill rod string is guided longitudinally movable.

Es ist eine Bohranlage für geringe Bohrtiefen mit einer Kupplungsvorrichtung zur Verbindung einer Dreh-Schlag-Bohrmaschine mit einem Doppelgestänge bekannt (US-PS 12 03 860), in welche die Kolbenstange eines Schlaghammers und die Bohrstange eingesteckt sind, wobei die Kraftübertragung über eine Lötstelle oder durch Reibung erfolgt. Eine solche Verbindung ist für die Übertragung von stärkeren Schlagkräften nicht geeignet. Außerdem ist es hier nicht möglich, daß die Teile des Gestänges eine gegenseitige Winkellage einnehmen,It is a drilling rig for shallow drilling depths with a coupling device for connecting a Rotary impact drill with a double rod known (US-PS 12 03 860), in which the piston rod a hammer and the drill rod are inserted, the power transmission via a solder joint or by friction. Such a connection is not suitable for the transmission of stronger impact forces suitable. In addition, it is not possible here for the parts of the linkage to have a mutual angular position take in,

Es ist auch eine Dreh-Schlag-Bohrmaschine mit einem Doppelgestänge bekannt (DT-OS 19 09 931), bei welcher zwei Schlag-Dreh-Maschinen vorgesehen sind, die unabhängig voneinander auf je ein Gestänge einwirken. Hier ist naturgemäß eine Kupplungsvorrichtung zur Verbindung einer Dreh-Schlag-Bohrmaschine mit einem Doppelgestänge nicht erforderlich.A rotary percussion drill with a double rod is also known (DT-OS 19 09 931) which two impact-turning machines are provided, each independently of one another on a linkage act. Naturally, here is a coupling device for connecting a rotary percussion drill not required with a double rod.

Die Verwendung zweier Schlag-Dreh-Maschinen ist aber aufwendig.However, the use of two impact-turning machines is complex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung zur Verbindung einer Dreh-Schlag-Bohrmaschine mit einem Doppelgestänge zu schaffen, welche eine wirksame Übertragung auch großer Schlagkräfte ermöglicht, welche auch für Bohranlagen geeignet sind, die Bohrungen großer Tiefe herstellen und bei welcher eine Neigung des Bohrgestänges möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem Adapter ein die Schlagkraft auf die Stangen übertragendes Stangenglied axial beweglich gehalten und zwischen den Adapter und den Drehantrieb ein Kupplungsteil geschaltet ist, wobei Adapter und Kupplungsteil mit axial verlaufenden, ineinandergreifenden Verbindungselementen versehen sind und der Adapter mit dem Doppelgestänge aus der Bohrmaschinen-Längsachse abwinkelbar ist.The invention is based on the object of a coupling device for connecting a rotary percussion drill to create with a double linkage, which enables an effective transmission of even large impact forces, which also for Drilling rigs are suitable that produce holes of great depth and in which an inclination of the drill pipe is possible. This is achieved according to the invention in that the impact force on the in the adapter Rods transmitting rod member held axially movable and between the adapter and the rotary drive a coupling part is connected, the adapter and coupling part with axially extending, interlocking Fasteners are provided and the adapter with the double rod from the Drill longitudinal axis can be angled.

Diese Kupplungsvorrichtung ist auch für Bohranlagen geeignet, bei denen die Drehkraft nur von dem Rohrstrang und die Schlagkräfte nur von dem Stangenstrang übertragen werden, bei dem also der Stangenstrang aus verschiedenen Stangenteilen zusammengesetzt ist, die einander nur mit den Enden berühren. Das in dem Adapter vorgesehene Stangenglied ermöglicht die Übertragung auch großer Schlagkräfte mit gutem Wirkungsgrad.This coupling device is also suitable for drilling rigs in which the torque only from the Pipe string and the impact forces are only transmitted from the rod string, so in which the Rod strand is composed of different rod parts that only end one another touch. The rod link provided in the adapter enables the transmission of even large impact forces with good efficiency.

Das vordere Ende des Adapters kann mit den Rohren verschraubt und das hintere Ende des Adapters mit Keilnuten versehen sein, die in entsprechende Keilnuten am Kupplungsteil der Bohrmaschine eingreifen.The front end of the adapter can be screwed to the tubes and the rear end of the adapter with Be provided keyways that engage in corresponding keyways on the coupling part of the drill.

Zweckmäßig sind axial anschließend an das vordere und hintere Ende des die Drehkiaft übertragenden Kupplungsteils Einsätze oder ringförmige Buchsen aus elastischem Material, wie Gummi, angeordnet.It is useful to axially adjoin the front and rear ends of the transferring force Coupling part inserts or annular sockets made of elastic material, such as rubber, arranged.

Das stangenförmige Glied in dem Adapter ist zweckmäßig mit einem radial vorspringenden Bund versehen, der an eine entsprechend ausgebildete Anschlagfläche einer Buchse der Bohrmaschine für die Übertragung des Vorschubdruckes anlegbar ist.The rod-shaped member in the adapter is expediently provided with a radially projecting collar provided, which is attached to a correspondingly designed stop surface of a socket of the drill for the Transmission of the feed pressure can be applied.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nunmehr im einzelnen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben werden. Es zeigtPreferred embodiments of the invention will now be described in detail in connection with the Drawing to be described. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; undF i g. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of the invention; and

F i g. 2 und 3 Längsschnitte durch wahlweise Ausführungsbeispiele der Erfindung.F i g. 2 and 3 longitudinal sections through optional exemplary embodiments of the invention.

In F i g. 1 enthält die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung einen rohrförmigen Adapter 31, dessen unterer Teil für die Verbindung mit den Rohren 11 eines Doppelgestänges mit einem Außengewinde versehen ist. Die inneren Stangen des Doppelgestänges sind mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das obere Ende des Adapters 31 ist bei 32 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 sechseckig Vorrichtungen, für die Übertragung der Drehbewegung verwendet werden können. Der Adapter 31 steht in Verbindung mit einem Dichtungsring 35, der in einer ringförmigen Nut 34 enthalten ist, die ein stangenförmiges Glied 36 für dieIn Fig. 1, the coupling device according to the invention contains a tubular adapter 31, the lower part of which is provided with an external thread for connection to the tubes 11 of a double rod. The inner rods of the double rod are denoted by the reference numeral 10. The upper end of the adapter 31 is provided with external keyways at 32 which can be brought into engagement with a correspondingly keyed coupling member 33 of the drilling machine to impart rotary motion. It goes without saying, however, that coupling devices with a polygonal design, for example hexagonal devices, can also be used for the transmission of the rotary movement. The adapter 31 is in communication with a sealing ring 35 which is contained in an annular groove 34 which has a rod-shaped member 36 for the

Übertragung der Schlagkräfte umgibt. Dieses Stangenglied 36 ist zweckmäßig dem Bohrstangenglied 10 angepaßt. Aufgrund der Anordnung des genannten Dichtungsringes 35 wird das Spülmedium daran gehindert, in die Bohrmaschine einzudringen. Außer- s dem wird eine axiale Führung des Stangengliedes 36 erreicht. Eine Schraubhülse 37 ist mit einem Antriebszahnrad verbunden, das als Kupplungsglied 33 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 des die Schlagkräfte übertragenden Stangenglieds 36 ist in der Schraubhülse 37 zentrisch angeordnet. Ein radial vorspringender Bund 39 des Stangengliedes dient als Anschlag gegen eine entsprechende Anschlagfläche 40 einer Buchse 41, die in der Schraubhülse 37 enthalten ist und die Übertragung des Vorschubdruckes von der Bohrmaschine zu den Bohrstangen bewirkt. Die Schlagkräfte werden von einem Schlagkolben 42 auf das Stangenglied 36 übertragen. Einsätze oder Buchsen 43 und 44 aus Gummi oder einem ähnlichen Material können an beiden Seiten der genannten Keilnutenverbindung vorgesehen sein, wodurch das Doppelgestänge mit der Bohrmaschine elastisch verbunden ist, während zusätzlich auch eine gewisse Lärmdämpfung erreicht wird. An dieser Einrichtung ist ein getrennter SpülkopfTransmission of the impact forces surrounds. This rod link 36 is expediently the drill rod link 10 customized. Due to the arrangement of said sealing ring 35, the flushing medium is attached to it prevented from entering the drill. In addition, there is an axial guidance of the rod member 36 achieved. A screw sleeve 37 is connected to a drive gear, which acts as a coupling member 33. The drive gear 33 can be set in rotation by conventional means, so that a rotary movement to the drill pipes 11 and the drill bit not shown, which at the opposite end of the Pipes is attached, is transferred. The neck portion 38 of the rod member 36 transmitting the impact forces is shown in FIG the screw sleeve 37 arranged centrally. A radially projecting collar 39 of the rod member serves as Stop against a corresponding stop surface 40 of a socket 41 which is contained in the screw sleeve 37 and causing the feed pressure to be transmitted from the drill to the drill rods. the Impact forces are transmitted from an impact piston 42 to the rod member 36. Inserts or sockets 43 and 44 made of rubber or similar material can be attached to either side of said spline connection be provided, whereby the double rod is elastically connected to the drill while a certain amount of noise reduction is also achieved. There is a separate flushing head on this device

45 vorgesehen, durch den die Übertragung von Spülmedium in den Raum 25 zwischen den Stangen und Rohren der Vorrichtung über einen ringförmigen Kanal45 provided through which the transfer of flushing medium into the space 25 between the rods and Tubing the device through an annular channel

46 und sich radial erstreckende Kanäle 47 im rohrförmigen Adapter 31 erfolgt.46 and 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 Teilen übereinstimmen, gleiche Bezugszeichen haben. Wie sich aus F i g. 2 ergibt, ist hier das Zahnrad 33 unmittelbar mit dem rohrförmigen Adapter 31 über Keilnuten 32 verbunden. Spülmedium wird unmittelbar in die Adapteranordnung über ein Glied 48 eingeführt. Um ein Herausfallen des Gliedes 31 zu verhindern, ist 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 F i g. 1 aufgebaut.Fig.2 shows another embodiment of the coupling device according to the invention, in which the Parts which correspond to the parts shown in the first exemplary embodiment have the same reference numerals to have. As can be seen from FIG. 2 results, the gear 33 is here directly with the tubular adapter 31 connected via splines 32. Rinsing medium is fed directly into the adapter arrangement via a link 48 introduced. In order to prevent the link 31 from falling out, it is provided with a stop shoulder 49 provided that a correspondingly provided with a shoulder conveyor housing 50 of the drill axially opposite. Otherwise, this exemplary embodiment is basically similar to the exemplary embodiment according to FIG F i g. 1 built.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 3 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 ein die Schlagkräfte übertragendes Stangenglied 55 aufgenommen wird. Das Glied 55 liegt in axialer Richtung an der oberen Stange 10 an. Das Glied 52 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 gegenüberliegenden Seiten der mit Keilnuten versehenen Verbindung vorgesehen, ähnlich wie es in F i g. 1 der Fall ist.Another embodiment of the invention is shown in FIG. 3 shown. Here the tubular adapter 31 is with connected to the drill in a somewhat different way. The adapter 31 can here consist of two parts be viewed, of which the lowermost part 51 as before externally threaded and with the Drill pipe 11 is connected, while the upper part with another part 52 of the adapter via a Threaded connection is connected, the latter part being keyed at 32, which is in a corresponding splined member 53 is engaged. The member 53 is with a central bore 54 is provided, from which a rod member 55 which transmits the impact forces is partially received. That Link 55 rests against the upper rod 10 in the axial direction. The link 52 is attached to a tapered neck portion 56 recorded by the drill. The neck part 56 stands with a percussion piston (not shown) in FIG Link. Vulcanized rubber inserts 43 and 44 are on opposite sides of the with Splined connection is provided, similar to that shown in FIG. 1 is the case.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 weist einen besonderen Vorteil auf, weil es ermöglicht, das Doppelgestänge 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 F i g. 3 gezeigte Einrichtung übertragen wird.The above-described embodiment according to FIG. 3 has a particular advantage because it enables the double rods of the aforementioned type to be connected to conventional drills, without the need for a new design. The only action that needs to be taken is that Replacing the usual shaft adapter for the member 53 transmitting the impact force, its upper end is received by the drill, while the lower end of the link 53 is in an additional Adapter device is located in which the impact forces and the rotary movement on the in F i g. 3 shown Facility is transferred.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Doppelgestänge mit der Bohrmaschine elastisch verbunden, und zwar aufgrund der mit Keilnuten versehenen Verbindung. Dies ermöglicht es, daß das Doppelgestänge in bezug auf die Bohrmaschine unter einem gewissen Winkel geneigt werden kann. Die Einsätze aus Gummi oder einem ähnlichen Material, die an gegenüberliegenden Seiten dieser Verbindung angeordnet sind, tragen hierzu ebenfalls bei. Eine solche elastische 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. Auch die lärmunterdrückende Wirkung ist verbessert, weil die Keilnutenverbindung eine erhöhte Reibung ergibt, wodurch ein gewisser Schallenergieverlust eintritt.In the embodiments described, the double rod is elastically connected to the drill, due to the keyway connection. This enables the Double rod can be inclined with respect to the drill at a certain angle. the Inserts of rubber or similar material on opposite sides of this connection are arranged, also contribute to this. Such an elastic connection is advantageous in the case of a deep hole drilling and also when using a device with large dimensions, since the strength of their Links would otherwise adversely affect the wear and tear of the parts. Also the noise canceling effect is improved because the keyway connection results in increased friction, causing some loss of sound energy entry.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Coupling device for connecting a rotary percussion drill with a double rod, that consists of a pipe string which transmits at least a rotational force and which is arranged in it, There is impact force transmitting rods, at least one of the rotational force on the Pipe string transmitting, tubular adapter is provided in which the rear end of the Boring rod string is guided longitudinally movable, characterized in that in the Adapter (3t) a rod member (36; 55) which transmits the impact force to the rods (10) and is axially movable held and a coupling part (33; 53) is connected between the adapter (31) and the rotary drive, wherein the adapter (31) and coupling part (33; 53) with axially extending, interlocking connecting elements are provided and the adapter (31) with the double rod from the drilling machine longitudinal axis is bendable.

2. Coupling device according to claim 1, characterized in that the front end of the Adapter (31) screwed to the tubes (11) and the rear end of the adapter (31) with keyways (32) which engage in corresponding keyways on the coupling part (33; 53) of the drill.

3. Coupling device according to claim 1, characterized in that axially adjoining the front and rear ends of the coupling part (53) transmitting the torque, or inserts 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 that the rod-shaped member (36) in the adapter (31) with a radially projecting Collar (39) is provided, which is attached to a correspondingly designed stop surface (40) of a bushing (41) the drilling machine can be applied for the transmission of the feed pressure.