FI78966B - Bergborrskrona. - Google Patents

Description

1 78966

Kallioporan kruunu Tämän keksinnön kohteena on kallioporan kruunu, joka on määritelty patenttivaatimuksen 1 johdannossa. Täs-5 sä kallioporan kruunussa on taltan muotoisia teriä, jotka on sijoitettu kallioporan kruunuun porattuihin reikiin. Kun kukin terä on sijoitettu reikään, on jokaisen keskiviiva kaltevasta kulmassa Ϋ suhteessa kallioporan kruunun keskiviivaan ja jokaisen terän ohjauspinta, joka osuu suu-10 rin piirtein yhteen kruunun rungon vaippapinnan kanssa, ulottuu osaksi kruunun otsapinnan tason molemmin puolin. Jokaisen terän leikkuupinta on sovitettu aksiaalisesti tämän tason ulkopuolelle.

Tähän asti tunnetuissa kallioporakruunuissa terät 15 ovat rei'issä, jotka johtavat vain ulos otsapintaan ja jotka joissakin tapauksissa ovat kaltevia suhteessa kruunun keskiviivaan. Tunnetuilla terillä, joilla on suorakaiteen muoto ja joiden keskiviiva on yhdensuuntainen kruunun keskiviivan kanssa, on se epäkohta yhteisesti ensiksi mai-20 nittujen terien kanssa, että niillä on taipumus porata vinosti. Kallioporakruunuilla, joilla on tavalliset terät kehässä, saavat aikaan epävakaan poraustoiminnan johtuen terien muodosta, niin että poraukset tulevat vinoiksi pituussuunnassa. Suorakaiteen muotoisilla terillä varustetut 25 kruunut saavat myös aikaan vinoja porauksia, koska kruunun kehään voidaan vain sijoittaa pieni määrä teriä, koska kovajuotossa tarvitaan paljon ainetta jokaisen terän ympärillä, minkä vuoksi saavutetaan pieni määrä ohjauspisteitä. Teriä voidaan hioa uudelleen vain muutaman kerran, 30 niin että porauksen halkaisija on edelleen hyväksyttävä. Tämänkaltaisia kallioporakruunuja on esitetty esimerkiksi DE-hakemusjulkaisussa 2 552 300, SU-keksijäntodistuksissa 365 465 ja 636 384 sekä US-patenttijulkaisuissa 2 689 109 ja 4 202 421.

2 78966

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan parannettu kallioporan kruunu, joka ratkaisee edellä mainitut ongelmat.

Tämä tavoite aikaansaadaan keksinnön mukaisella is-5 kutyyppisellä kallioporan kruunulla, jonka tunnusomaiset piirteet ilmenevät patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosas-ta.

Keksintöä selitetään seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, jolloin keksinnön muut tunnusomaiset piir-10 teet ja edut käyvät ilmi.

Kuvio 1 esittää sivukuvantoa keksinnön mukaisesta kallioporan kruunusta.

Kuvio 2 esittää kuvantoa ylhäältä keksinnön mukaisesta kallioporan kruunusta.

15 Kuvio 3 esittää läpileikkauskuvantoa kallioporan kruunun osasta pitkin kuvion 2 viivaa III-III.

Kuvio 4 esittää suurennettua kuvantoa kallioporan kruunun osasta pitkin kuvion 1 viivaa IV-IV.

Kuvio 5 esittää sivukuvantoa keksinnön mukaisen 20 kallioporan kruunun vaihtoehtoisesta toteutusmuodosta.

Kuvio 6 esittää kuvantoa ylhäältä kuvion 5 näyttämästä kallioporan kruunusta.

Kuvio 7 esittää läpileikkauskuvantoa kallioporan kruunun osasta pitkin kuvion 6 viivaa VII-VII.

25 Kuvio 8 esittää suurennettua kuvantoa kallioporan kruunun osasta pitkin kuvion 5 viivaa VIII-VIII.

Kuvioiden 1-4 näyttämässä toteutusmuodossa viitenumero 10 osoittaa yleisesti iskutyyppistä parannettua kallioporan kruunua, jossa on porauspää 11, varsi 12, otsa-30 pinta 13, jossa on kiinteitä, taltan muotoisia teriä 14 ja etuteriä 15. Kallioporan kruunun 10 vaippapinta on lieriömäinen ja se on muodostettu kuviossa 1 porauspään kohdalle. Vaippapinta 16 voidaan kuitenkin muodostaa mihin tahansa kruunun osaa pitkin pituussuunnassa, mutta se muo-35 dostetaan mieluiten siihen osaan, joka on aksiaalisesti 3 78966 kevennetyn osan 17 eli selkien 18 sisäpuolella. Se osa kruunusta, joka on aksiaalisesti kevennyspinnan 17 ulkopuolella, voi olla läpimitaltaan pienempi kuin selkien vaippapinta. Selvyyden vuoksi on vain vaippapinnalla 16 5 ja selkien 18 kehällä sama läpimitta. Selät 18 on tarkoitettu koskettamaan porauksen seinää vasten poraustyön aikana porauspään 10 ohjaamiseksi porauksessa. Selkien lukumäärä on vähintään neljä ja edullisesti kuusi. Jokainen selkä loppuu aksiaalisesti sisäänpäin kärkeen 19, joka 10 murtaa irti mahdollisesti jäljellä olevat, ulkonevat kallio-osat porauksen seinästä, kun kallioporan kruunu 10 vedetään takaisin. Kruunun rungossa on useita nestekanavia 20, jotka johtavat nestettä porausalueelle ja poistavat leikkausjätteet urien 21 kautta.

15 Taltan muotoiset terät 14 painetaan reikiin, jotka ovat kruunun 10 kehässä, niin että säteittäisesti uloimmat pinnat osuvat suurin piirtein yhteen kruunun vaippapinnan kanssa. On selvää, että sanomalla "suurin piirtein" otetaan huomioon jokaisen terän 14 säteittäisesti uloimman 20 pinnan siirtymä säteittäisesti -2 - +2 mm verran suhteessa kruunun rungon 10 vaippapintaan, edullisesti +0,2 - +0,5 mm verran. Terät 14 on sijoitettu niin, että kruunun 10 teräsrunko ei kulu liiaksi ja siksi porauksen halkaisija pysyy samana koko poraustyön aikana. Otsapinnassa 13 on 25 keskikolo, johon on pantu neljä tavallista terää 15 ilman leikkuusärmiä. Terien 15 tehtävänä on halkaista kiviaine porauksessa, kun talttamaiset terät 14 ovat koneistaneet porauksen kehäosia.

Kuvio 4 esittää suurennettua läpileikkauskuvantoa 30 sivulta poran kruunun osasta pitkin kuvion 1 viivaa IV-IV ja siinä on talttamainen terä 14 sijoitettu kruunun kehän reikään, joka reikä johtaa osaksi otsapintaan 13 ja osaksi vaippapintaan 16. Terän 14 muoto on suurin piirtein lieriömäinen ja sen halkaisija D2 on alueella 4-20 mm, mie-35 luiten 7-18 mm. Terän 14 koneistava osa on leikkuusärmä 4 78966 22, jota ympäröivät pyöristetty kulma 23 ja viiste 24, joka muuttuu ohjauspinnaksi 25. Ohjauspinta 25 osuu suurin piirtein yhteen vaippapinnan 16 kanssa ja sen säde on suunnilleen sama kuin tämän pinnan 16. Terän 14 keskiviiva 5 CL2 leikkaa otsapinnan 13 ja on kaltevasti terävässä kulmassa P suhteessa kruunun rungon 10 keskiviivaan CL, niin että terän 14 ohjauspinta 25 sijaitsee otsapinnan 13 tason molemmin puolin. Leikkuusärmä 22 ulkonee matkan u verran otsapinnan 13 tasosta (tai on otsapinnan 13 suora jatke 10 kuvion 4 mukaisesti, mikä sisällytetään tämän jälkeen ilmaisuun "otsapinnan taso", koska otsapinnalla voi olla muita muotoja, kuten kartiomuoto), joka matka u on alueella 1,5-10 mm, mieluiten 2-6 mm. Leikkuusärmän 22 suurin pituus Lx kun u - 0, määritetään terän kehän niiden pis-15 teiden välisenä matkana, jotka ovat vastaavasti lähimpänä kruunun rungon keskiviivaa CL1 ja siitä kauimpana otsapinnan 13 tasossa. Leikkuusärmän 22 pituus x määritetään terän todellista enimmäisulkonemaa varten keskiviivan CLj kohtisuoran ja terän 14 säteittäisesti sisimmän vaippapin-20 nan tangentin Tx, joka on yhdensuuntainen keskiviivan CL2 kanssa ja osuu yhteen leikkuusärmän 22 korkeimman pisteen kanssa sekä ohjauspinnan 25 tangentin T2, joka on yhdensuuntainen keskiviivan CL2 kanssa, leikkauspisteiden välisenä matkana. Tämä merkitsee, että kun määritetään leik-25 kuusärmän pituus x, ei oteta huomioon mahdollista pyöristettyä kulmaa 23 tai viistettä 24 ja siksi pituus x saadaan kaavasta x - Lj - u · tan p 30 s.o. leikkuusärmän pituus x pienenee matkan u tai kulman P kasvaessa. Pituuden x ei pitäisi olla 4 mm pienempi eikä 20 mm suurempi, mieluiten 6-15 mm, kun kulmat p ovat 20-50°, mieluiten 25-45° ja kun L2 on 4,5-32 mm, mieluiten 35 6,5-21 mm.

5 78966

Ohjauspinnan 25 aksiaalinen pituus y koostuu pituudesta Lz , joka on ohjauspinnan 25 aksiaalisesti sisimmän pisteen ja otsapinnan 13 tason ja ohjauspinnan 25 välisen leikkauspisteen välinen matka, s.o. u = 0 ja todellinen 5 ulkonema u, niin että y = L2 + u jossa y:n arvon tulisi olla 3,5-30 mm, mieluiten 4-16 mm, 10 kun L2-arvot ovat 2-20 mm, mieluiten 2-10 mm.

Täten leikkuusärmän 22 pituus x on riippuvainen ohjauspinnan 25 pituudesta y, niin että x = Lx - (y - L2 ) · tan P 15

Kuvion 4 näyttämässä toteutusmuodossa leikkuusärmä 22 on kohtisuora suhteessa ohjauspintaan 25, niin että leikkuusärmä muodostaa kulman terän 14 keskiviivan CL2 kanssa, joka kulma on 90° miinus P . Leikkuusärmä 22 voi 20 kuitenkin poiketa tästä kohtisuorasta suhteesta ohjauspinnan 25 kanssa. Kaikki mainitut välit on sisälletty.

Ohjauspinnan 25 muodolla saadaan myös aikaan terän 14 leikkuusärmän 22 useampia uudelleenhiontoja verrattuna tavalliseen terään muuttamatta poran kruunun läpimittaa. 25 On mahdollista hioa uutta leikkuusärmää 22 suunnilleen pituutta y vastaavan matkan.

Kuviot 5-8 näyttävät po. keksinnön vaihtoehtoisen, parhaana pidetyn toteutusmuodon samoina kuvantoina kuin kuviot 1-4 ja niissä on kallioporan kruunun osille annettu 30 samat numerot kuin mainituissa kuvioissa. Suurimmat erot kuvioiden 1-4 ja vastaavasti 5-8 välillä ovat kehäviisteen 26 käyttö ja ohjauspinnan 25 käyttö, joka on hieman pora-kruunun 10 vaippapinnan 16 ulkopuolella. Kuvioissa 7 ja 8 samoin kuin kuviossa 3 ei kuitenkaan näytetä terää 14 lä-35 pileikkauksena. Viiste 26 on hiottu otsapinnan 13 ulkoke- 6 78966 hään, niin että kukin viiste 26 on kaltevasti alas- ja taaksepäin terävässä kulmassa a suhteessa otsapinnan 13 tasoon. Kulman a arvo on sama kuin kuvion 4 näyttämän kulman p . Viiste 26 helpottaa sen reiän poraamista, johon 5 terä 14 on puristettava, koska on helpompi porata kohtisuoraan suhteessa vastepintaan kuin kaltevasti. Tässä tapauksessa keskiviiva CL2 ei leikkaa otsapintaa 13, vaan viisteen 26. Ohjauspinta 25 on edelleen sijoitettu otsa-pinnan 13 tason molemmin puolin. Viisteen 26 koko voi 10 vaihdella, mutta sen on aina oltava kohtisuora suhteessa terän 14 keskiviivaan CL2. Viisteen 26 aksiaalinen ulottuvuus on joko pienempi kuin pituus L2 tai sama tai suurempi kuin tämä. Viisteen 26 säteittäinen ulottuvuus on pienempi kuin pituus x. Terä 14 ulkonee osaksi kruunun 15 rungon 10 säteissuunnassa porauksen poraamiseksi kallioon, niin että se ei kuluta vaippapintaa 16. Selityksessä aikaisemmin annetut kaavat koskevat myös tätä kallioporan kruunua.

Kalliota porattaessa on eduksi, että leikkuusärmän 20 22 pituus voi olla pieni, niin että jokainen terä 14 toi mii suuremmalla pintapaineella poran kruunuun kohdistuvien pienten syöttövoimien ollessa vakiot. Lisäksi on edullista, että kruunun rungon kehää pitkin on paljon leikkuusär-miä, tasaisen poraustoiminnan saamiseksi. Tunnetuissa kal-25 lioporakruunuissa ei ole voitu käyttää teriä, joissa leik-kuusärmä on lyhyt, koska ne vaativat kulutusta erittäin hyvin kestävän, kovan aineen, joka ei kuitenkaan kestäisi kovajuoton korkeaa lämpötilaa. Kovajuotossa tarvitaan myös paljon lämpöä johtavaa ainetta jokaisen terän ympärillä, 30 mikä estää useiden terien käytön pitkin kruunun kehää.

Po. keksinnön ansiosta voidaan taltan muotoinen terä puristaa kallioporan kruunun poraukseen ja se kiinnitetään poraukseen kutistamalla kruunun runkoa tai tiukalla sovituksella. Näiden kiinnitysmenetelmien ansiosta 35 voidaan käyttää teriä varten kovempia ja kulutusta parem- 7 78966 min kestäviä, mutta lämmölle herkkiä, kovia aineita, joita tähän asti ei ole voitu käyttää, so. aineita, kuten kova-metallia, jonka Vicker-kovuus on vähintään 1 200 ja mieluiten 1 350. Käyttämällä enemmän kulutusta kestävää, ko-5 vaa ainetta, on myös hyvin mahdollista sijoittaa taltan muotoisia teriä, joilla on lyhyet leikkuusärmät, tiukasti pitkin kallloporan kruunun kehää.

Claims (10)

1. Iskutyyppinen kallioporan kruunu, joka käsittää porauspään (11), varren (12), otsapinnan (13), otsaterät 5 (15) ja useat kehää pitkin erillään olevat reiät, joihin sijoitetaan kehäterät (14), joista jokaisessa on leikkuu-särmä (22), joka ulkonee matkan (u) verran aksiaalisesti ulospäin otsapinnan (13) tasosta, ja jokainen on yleisesti lieriömäinen muodoltaan ja jotka pysyvät kitkan avulla 10 mainituissa rei'issä puristussovituksen tai porauspään (11) kutistamisen johdosta, jolloin reikien keskiviivat ulottuvat eteen- ja ulospäin terävässä kulmassa f suhteessa kruunun (10) keskiviivaan (CLj) ja varsi (12) on varustettu ainakin neljällä aksiaalisesti suuntautuvalla har-15 jänteellä (18), tunnettu siitä, että jokainen reikä päättyy porauspään (11) vaippapintaan (16) ja joko ot-sapintaan (13) tai viisteeseen (26), jotka on tehty kruunun (10) etukehään tai näihin molempiin, että jokainen kehäterä (14) on varustettu ohjauspinnalla (25), joka pää-20 asiallisesti osuu yhteen kruunun (10) vaippapinnan (16) kanssa ja ulottuu osaksi otsapinnan (13) tason molemmin puolin, jolloin ohjauspinnalla (25) on yleisesti sama säde kuin porauspäällä (11), ja että leikkuusärmä (22) kulkee pääasiallisesti kruunun (10) säteittäisessä suunnassa,

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kallioporan kruu nu, tunnettu siitä, että jokainen viiste (26) on kalteva alas- ja taaksepäin terävässä kulmassa a suhteessa otsapinnan (13) tasoon, jonka kulman a arvo on sama kuin kulman ψ .

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kallioporan kruu nu, tunnettu siitä, että kruunun rungon (10) sä-teissuuntaan sijoitetun leikkuusärmän (22) pituus (x) on riippuvainen ohjauspinnan (25) aksiaalisesta pituudesta (y) siten, että 9 78966 x Lr - (y - L2 ) · tan f jossa L1 on leikkuusärmän (22) pituus ja L2 on ohjauspin-nan (25) aksiaalinen pituus, kun u * 0.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kallioporan kruu nu, tunnettu siitä, että Lx-pituus on 4,5-32 mm, edullisesti 6,5-21 mm ja L2-pituus on 2-20 mm, edullisesti 2-10 mm, ja että y on alueella 3,5-30 mm, edullisesti 4-16 mm ja kulman Ϋ arvo on 20-50°, edullisesti 25-45°, 10 niin että x saa arvot alueelta 4-20 mm, edullisesti 6-15 mm.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen kallioporan kruunu, tunnettu siitä, että kehäterän (14) halkaisija (De) on alueella 4-20 mm, edullisesti 7-18 mm.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kallioporan kruu nu, tunnettu siitä, että viisteen (26) aksiaalinen ulottuvuus on pienempi kuin pituus L2.

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kallioporan kruunu, tunnettu siitä, että viisteen (26) aksiaalinen 20 ulottuvuus on pitempi kuin tai yhtä pitkä kuin pituus L2.

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kallioporan kruunu, tunnettu siitä, että viisteen (26) säteisulot-tuvuus on pienempi kuin leikkuusärmän (22) pituus x.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- 25 nen kallioporan kruunu, tunnettu siitä, että kehä- terä (14) on tehty kovasta metallista, jonka Vicker-kovuus on vähintään 1 200, mieluiten 1 350.

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kallioporan kruunu, tunnettu siitä, että kehä- 30 terän (14) leikkuusärmä (22) on suurin piirtein kohtisuora suhteessa ohjauspintaan (25) leikkuusärmää pitkin tehdyssä leikkauksessa, ja että särmä muodostaa terävän kulman 90“-)® terän (14) keskiviivan (CL2 ) kanssa. 10 78966