-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Polierstangenklemme für Tiefpumpenanlagen
mit Klenunkörper und Klemmbolzen. Derartige Polierstangenklemmen sind erforderlich,
um die Gestä4gelast auf den Gehängeträger des Pumpbockes zu übertragen oder über
dem Produktionskreuz abzufangen. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen
Steckschlüssel zur Betätigung einer solchen Polierstangenklemme.
-
Polierstangenklemmen konnten bisher nur im Stillstand der Pumpe auf-
bzw. abmontiert bzw. angezogen und wieder gelöst werden. Die Erfindung bezweckt
nun eine Polierstangenklemme so auszubilden, daß sie bei laufendem Pumpbock festgezogen,
gelöst und verschoben werden kann, so daß man eine zweite solche Klemme dazu verwenden
kann, um in der Zwischenzeit die Gestängelast vorübergehend zu übernehmen. Eine
solche Einrichtung kann vor allem dazu dienen, um die Polierstange ohne Unterbrechung
des Pumpbetriebes in begrenztem Maße nacW zulassen bzw. höher einzustellen, was
bisher nicht möglich war.
-
Es ist eine Einrichtung bekannt, bei der durch das Drehen einer Mutterhülse
das mit Außengewinde versehene Gestängeende gesenkt bzw. angehoben werden kann.
Diese Anordnung hat den Nachteil, daß das Heben und Senken nur soweit möglich ist,
als das Gewinde nicht in den Bereich der Stopfbüchse kommt, ferner daß behn Anheben
infolge der durch die hohe Belastung bedingten Gewindereibung eine erhebliche Kraft
zum Drehen der Mutterhülse erforderlich ist, die ein Verdrehen des ganzen Gehänges
mit sich bringt.
-
Für die Betätigung einer Polierstangenklemme bei fortlaufendem Pumpbock
ist außer der Ausgestaltung der Klemme selbst eidge#igneter Schlüssel erforderlich,
der das Aufsetzen und Abnehmen während des Betriebes ermöglicht.
-
Zum leichteren Aufsetzen eines Betätigungswerkzeuges auf eine Schraube
ist es bekannt, einen Schraubenzieher mit einer sich am Eingang kegelförmig erweiternden,
auf den Schraubenzieher aufzusteckenden Führungshülse zu versehen. Die Führungshülse
zentriert eine in sie eingeführte Schraube gegenüber dem Schraubenzieher und sorgt
damit dafür, daß dieser immer mit seiner ganzen Wirkfläche in den Schlitz des Schraubenkopfes
eingreift. Die Zentrierung erfolgt bei der bekannten Konstruktion aber erst, wenn
die Hülseninnenfläche den Rand des Kopfes berührt. Für ein ungezieltes Aufsetzen
eines Werkzeuges auf den Kopf, eines Klemmbolzens oder einer Mutter dieses Bolzens
ist die zentrierende Hülse deshalb ungeeignet, insbesondere da sich das Aufsetzen
während des Pumpenbetriebes reibungslos -vollziehen muß.
-
Spannschlüssel für Bohrfgtter sind an ihrem vorderen Ende mit einem
Dreliiapfen versehen, welcher in eine Ausnehmung des Futters eingreift und beim
Drehen des Schlüssels sein Ritzel in die Zahnung des-Spannfutters eingreifen läßt.
Der Drehzapfen führt dabei aber ebenfalls keine vorzeitige Zentrierung herbei, da
er nämlich erst dann in seine Führungsbohrung eingreift, wenn bereits Ritzel und
Bohrfutterzahnung miteinander in Berührung gekommen sind. Von Aufsteckschlüsseln
ist es darüber hinaus bekannt, deren Kopfstücke mit einer konischen Erweiterung
zu versehen, so daß das Aufschieben der Kopfstücke auf Köpfe von Schraubbolzen oder
deren Muttern erleichtert wird. Auch die letztgenannten bekannten Werkzeuge mit
Zentriervorrichtung berücksichtigen nicht die Schwierigkeiten, welche auftreten,
wenn ein Werkzeug auf ein sich bewegendes Teil rasch aufgesteckt werden muß.
-
Schließlich ist es noch bekannt, zum Drehen eines Steigrohres in einem
Bohrloch einen Hebel einzusetzen, welcher über ein nnkenrad und eine Klinke ein
Kegelrad antreibt, welches mit einem an dem Steigrohr angeklemmten Kegelrad kämmt.
Die Hubbewegung des Hebels wird dadurch erreicht, daß sein freies Ende über eine
Kette mit dem Pumpenschwengel verbunden ist. Zum ständigen Drehen des Steigrohres
wird damit dauernd die Pumpkraft als Hilfskraft ausgenutzt. Irgendeinen Hinweis
auf eine besonders günstige Bauweise einer Polierstangenklemme sowie deren leichtes
öffnen und Schließen bei fortlaufendem Pumpbetrieb liefert dieser Stand der Technik
gleichfalls nicht.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Polierstangenklemme zu schaffen,
welche bei gutem Klemmvermögen im angezogenen Zustand bei fortlaufendem Pumpbetrieb
leicht lösbar und festklemmbar ist. Aufgabengemäß wird. auch ein leicht auf Polierstangenklemmen
entsprechend vorliegendem Vorschlag aufzubringender Steckschlüssel vorgeschlagen.
-
Die gestellte Aufgabe ist bei einer Polierstangenklemme der eingangs
erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung der aus einem einzigen Stück
Stahl gefertigte Klemmkörper der Klemme aus einem halbkreisförmigen Bogenstück von
flach7rechteckigem Querschnitt mit einer Wandstärke von höchstens dem halben Radius
der Klemmbohrung besteht, an dessen Enden über allmählich stärker werdende Zwischenstücke,
deren innere Begrenzungsflächen die kreisbogenförmige Innenfläche des Bogenstückes
bis auf einen schmalen Spalt zum vollen Kreisumfang ergänzen, massive Klötze anschließen,
die eine mehrfach größere Wandstärke als jene des Bogenstückes aufweisen, daß in
Bohrungen der Klötze ein Klemmbolzen mit einem Kopf und mindestens einer Mutter
gelagert ist, und daß an der Klemme Zentriermittel für einen Steckschlüssel vorgesehen
sind.
-
Beim Anziehen des Klemmbolzens wird das Bogenstück zusammengebogen
und schmiegt sich fest an die Polierstange an, wobei der Umschlingungswinkel beiderseits
allmählich bis etwa 1701 anwächst. Der Anpreßdruck wird gleichmäßig über
die ganze Klemmhöhe verteilt. Bei gleichem Anpreßdruck ist die entstehende, für
die Aufnahme der Polierstangenlast maßgebliche Reibung viel höher als bei den bisher
üblichen geteilten Klemmen, weil die Reibung, die wie bei der Umschlingung einer
zylindrischen Fläche durch ein Band (z. B. wie bei einer Bandbremse) zu errechnen
ist, nach einer Exponentialfunktion des Umschlingungswinkels anwächst. Zugleich
lockert sich aber die Klemmverbindung auch sehr rasch, wenn der Klemmbolzen wieder
ein wenig aus der Mutter herausgedreht wird. Das an der Klemme vorgesehene Zentrierinittel
schafft dabei die Möglichkeit, die Klemme bei fortlaufendem Pumpbetrieb zu lösen
oder festzuziehen.
-
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Klemmbolzen
mit einer axialen Mittelbohrung für einen auf dem Schlüssel ausgebildeten Stift
versehen. Stift und Bohrung werden bei auf- und abfahrender Polierstange zunächst
ineinandergesteckt, wonach dann geführt mit Hilfe des Stiftes und
der
Bohrung der Schlüssel auf den Klemmbolzen oder die Mutter vollends aufgeschoben
wird.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfl=ung sind an dem Klemmkörper
Einrichtungen zum festhalten des einen Klemmbolzenteiles gegen Mitdrehen mit dem
anderen sich drehenden Teil vorgesehen. Hierzu kann in den Klemmkörper mindestens
ein unter Federdruck stehender lösbarer Stift axial verschlebbar gelagert sein.
Von dem aufgesetzten Schlüssel wird dieser Stift beiseitegedrückt, so -daß für die
Zeit, während der mit Hilfe des Schlüssels der Kopf des Bolzens oder die Mutter
verdreht werden sollen, diese Teile zum Verdrehen freigegeben sind.
-
Um das öffnen der Polierstangenklemme zu erleichtern, ist nach einer
weiteren Ausgestaltung, der Erfindung vorgesehen, daß in dem schmalen Spalt zwischen
den beiden Klötzen des Klemmkörpers eine Einrichtung zum Auseinandertreiben der
beiden Klötze vorgesehen ist.
-
Nach der Erfindung ist weiterhin der vorerwähnte Stift des Steckschlüssels,
mit dem dieser in die-Bohrung des Klemmbolzens einführbar ist und mit dem das Aufstecken
des Schlüssels auf Bolzenkopf oder Mutter erleichtert wird, auf dem Grund der Ausriehmung
des Schlüssels vorgesehen und ragt über die Ausnehmung des Schlüssels in axialer
Richtung hervor.
-
Eine derartig ausgebildete Polierstangenklemme läßt sich während des
Pumpbetriebes ohne Schwierigkeiten lösen und erneut festziehen. Es wird dabei so
vorgegangen, daß zunächst der Steckschlüssel unter Zentrierung durch den axial hervorragenden
Stift auf die Mutter bzw. den Klemmbolzenkopf aufgesetzt wird. Daraufhin wird dann
in einer tieferen Stellung der Polierstange ein mit dem einen Ende an einem festen
Teil, z. B. am Produktionskreuz befestigtes Zugglied, vorzugsweise eine Kette, mit
seinem anderen Ende an ein gabelförmiges Einhängeglied des schräg nach oben stehend
angesetzten Schlüssels angehängt. Beim Hochgehen der Polierstange wird dann der
Schlüssel relativ zur Klemme nach unten verdreht, bis das Zugglied in der schräg
nach unten verlaufenden Stellung des Schlüssel - von diesem abgleitet. Dieser
Vorgang kann so lange wiederholt werden, bis die gewünschte Klemmkraft erreicht
bzw. völlig aufgehoben ist.
-
Um eine überbeanspruchung de--. Polierstangenklemme zu vermeiden,
sind zweckmäßigerweise Vorrichtungen zur Kontrolle'der jeweiligen Klemmkraft vorgesehen.
Beispielsweise kann der Schlüssel mit einem Drehmomentenmesser versehen oder ein
Scherbolzen vorgesehen sein.
-
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen F i g. 1, 2 und 3 eine Polierstangenklemme
in Seitenansicht, Draufsicht und Stirnansicht, F i g. 4 und 5 einen
bei der Polierstangenklemme nach der Erfindung verwendeten Schlüssel in Draufsicht
und Seitenansicht, F i g. 6 die auf der Polierstange sitzende Klemme und
den Steckschlüssel in zwei aufeinanderfolgenden Betriebsstellungen.
-
Der Körper 1 der gezeichneten Klemme ist aus einem einzigen
Stück vergüteten Stahles gefertigt und besitzt ein halbkreisförmiges Bogenstück
2 gleichbleibender Wandstärke von etwas weniger als dem halben Radius der in die
Bohrung 3 einzusetzenden Polierstange. An. die Enden dieses Bogenstückes
2 schließen sich über allmählich stärker werdende Zwischenstücke massive Klötze
4 an, deren Stärke bedeutend größer ist als der Halbmesser der Polierstange, und
die mit ihren, an die Klemmflächen des Bogenstückes 2 anschließenden, fast viertelkreisförmigen
Klemmflächen den Umschließungsbogen bis auf einen schmalen Schlitz 5 zum
vollen Kreis ergänzen.
-
Diese einseitig geschlitzte Klemme wird durch einen Schraubbolzen
6, der -durch entsprechende Boh-' rungen 7 der Klötze 2 geht, zusammengezogen.
Der Schraubbolzärt 6 besitzt in üblicher Weise einseitig einen Kopf
8 und auf der anderen Seite eine aufgeschraubte Mutter 8. Diese sind
aber nicht, - wie sonst üblich, als Sechskant ausgeführt, sondern mit einem
Sperrzahnkranz 9, 9' versehen, an welchen in der -nachstehend beschriebenen
Weise der Steckschlüssel angreift * Der Bolzen6 besitzt ferner eine zentrale
Bohrung g 10, welche an ihren beiden Enden bei. lO.' konisch aufgeweitet ist.
-
Kopf 8 und Mutter 8' sind durch je einen gefederten
Stift 11, der im Klemmkörper eingebettet ist und in Ausnehmungen des Kopfes
bzw. der Mutter federnd einrastet, gegen Verdrehung gesichert. Erst durch das Aufsetzen
des später beschriebenen Steckschlüssels wird dieser Stift zurückgedrängt und gibt
den Kopf bzw. die Mutter zur Drehung frei. Diese Sicherung ist aus Gründen der übersicht
nur auf einer Seite dargestellt.
-
Die beschriebene Klemme liegt vorerst lose oder mit etwas Vorspannung
an der --Polierstange an. Um in letzterem Falle die Klemme verschieben zu können
ist es nötig, die beiden Schenkel etwas auseinanderzutreiben, wozu ein kleiner Exzenter
oder ein konisches Gewinde mit Drehgriff 12 in den Spalt eingeführt wird.
-
Der damit zusammenwirkende Steckschlüssel 15
(F i
g. 4 und 5) besitzt an einem Ende beiderseits einen hohlzylindrischen
Ansatz 16, 16', der auf den Außenumfang des Sperrzahnkranzes 9, 9'
paßt und beiderseits einen zentralen, vorragenden Zapfen 17,
17', der
in die zentrale Bohrung 10, 10' paßt. Ferner trägt der Steckschlüssel
15 beiderseits je eine Sperrklinke 18, 18', deren ein Zahn.
durch je eine Ausnehmung in den hohlzylindris chen Ansätzen 16,
16'
in deren Hohlraum einragt. Durch eine auf den zweiten Arm der Sperrklinke
drückende Feder 19 wird der Sperrzahn 18 in die Eingriffslage gedrückt.
Das andere Ende des Steckschlüssels 15 ist als Gabel 21 ausgebildet und trägt
an einem Drehzapfen 22 eine ebenfalls gabelförmige Klinke mit zwei Zacken 24
--und 24'. An einem, von dem Zacken 24' ausragenden Arm 25 greift
eine Stellschraube 26 an, durch deren Betätigung man die in F i
g. 5 gezeichnete Endstellung der Klinke wählen kann.
-
Der Vorgang beim Festziehen der Klemme bei laufender Pumpe ist folgender:
Die Klemme wird vorerst unter Zuhilfenahme der Handschraube 12 auf der Polierstange
27 in die Stellung geschoben, in der sie festgemacht werden soll. Dann wird
der Steckschlüssel 1.5 auf die Mutter 8' aufgesetzt, indem er mit
dem Bolzen 17 in die trichterförmig erweiterte Bohrung 10 des Schraubbolzens
6 der Klemmschraube zielt. Der hohlzylindrische Ansatz 16 umfaßt dabei
die Mutter 8', und die vorher zurückgezogene Sperrklinke 18 rastet
nach Freigabe in den
Sperrzahnkranz 9' ein. Sobald der Steckschlüssel
in der erwähnten Stellung sitzt, wird er vorerst von Hand leicht angezogen und in
die schräg nach oben gehende Lage gebracht, wie dies aus F i g. 6 unten zu
sehen ist.
-
Nun wird eine leichte Kette 28 zum Produktionskreuz
29 (F i g. 6) mit dem einen Endglied festgemacht und der Anhängebügel
der Kette in einer tiefen Lage der Polierstange, also beim Beginn des Aufwärtshubes,
in den Arm 24' der Kippgabel eingehängt, wie in F i g. 6 unten dargestellt
ist. Beim Aufwärtsgehen der Polierstange wird somit unter Ausnützung der Energie
des Pumpenantriebsmotors der Steckschlüssel heruntergezogen, und zwar so lange,
bis die Kippgabel 24, 24' umkippt und die Kette freigibt. Der Steckschlüssel nimmt
dann die in F i g. 6 oben gezeichnete Lage ein. Da der Zeitpunkt des
Kippens der Kippgabel 24, 24' mit der Regelschraube 26 eingestellt werden
kann, ist auch der vom Steckschlüssel durchlaufene Winkel einstellbar. Man kann
auf diese Weise durch mehrmaliges Wiederholen des beschriebenen Vorganges die Anpreßkraft
erreichen, die für die vollständige Klemmung der Polierstange erforderlich ist.
Es kann am Steckschlüssel 15 auch eine Einrichtung zur Messung des darin
wirkenden Drehmomentes in bekannter Weise angebracht sein. Sobald der Schlüssel
das gewünschte Drehmoment ausgeübt hat, wird der Vorgang unterbrochen.
-
Zum Lösen der Klemme wird in genau gleicher Weise vorgegangen, mit
dem Unterschied, daß der Steckschlüssel nicht auf der Mutter 8. sondern auf
den Bolzenkopf 8 aufgesetzt wird. Dadurch, daß sich der Bolzenkopf auf der
gegenüberliegenden Seite zur Mutter befindet, führt eine Drehung in gleichem Drehsinn
zu einer Lösung der Mutter, wobei der Bolzen durch die Sicherungseinrichtung
10 festgehalten wird. Ist die Klemme ausreichend gelockert, so kann der Rest
ohne Zuhilfenahme der Kette von Hand aus durchgeführt werden. Die Kette wird nur
so lange eingesetzt, als die Handkraft zur Betätigung des Steckschlüssels nicht
ausreicht.
-
Die Bauart kann mehrfach geändert werden. Beispielsweise können an
Stelle eines doppelseitig verwendbaren Schlüssels zwei gesonderte Schlüssel angewendet
werden. Es kann auch ein einseitiger Schlüssel für rechts und links verwendet werden,
wenn eine nach beiden Seiten schaltbare Sperrklinke am Schlüssel vorgesehen ist
und die Kippgabel so gebaut wird, daß sie nach beiden Seiten verwendbar ist.