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Die Neuerung betrifft ein Gestänge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gattungsgemäße Gestänge sind beispielsweise mit Hilfe einer so genannten Bajonettverriegelung lösbar miteinander verbunden. Ein Riegelzapfen am Einsteckteil der einen Teilstange wird dabei in eine abgewinkelt verlaufende Führungsnut im Aufnahmeteil der anderen Teilstange eingeführt, so dass am Ende die beiden Teilstangen zugfest miteinander verbunden sind.
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Eine unbeabsichtigte Trennung der beiden Teilstangen ist allerdings nicht auszuschließen, wenn beispielsweise durch eine entsprechende Schub- und / oder Drehbelastung, die auf das Gestänge einwirkt der Riegelzapfen aus der Führungsnut wieder herausbewegt wird.
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Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gestänge dahingehend zu verbessern, dass dieses untrennbar auf Schub, Zug und Drehbewegungen in beiden Drehrichtungen belastbar ist, und welches dennoch auf Wunsch eine Trennung der beiden Teilstangen voneinander ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gestänge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, eine Zurückbewegung des Riegelzapfens zu blockieren, wenn dieser sich im Querabschnitt der Führungsnut befindet. Zu diesem Zweck ist im Längsabschnitt der Führungsnut ein Riegel vorgesehen, der in dem Längsabschnitt hin und her beweglich ist. Dabei kann der Riegel so weit verschoben werden, dass eine durchgängige Verbindung vom Längsabschnitt zum Querabschnitt der Führungsnut geschaffen ist, so dass in dieser so genannten Freigabestellung des Riegels der Riegelzapfen in an sich bekannter Weise in die Führungsnut eingeführt, durch den Längsabschnitt der Führungsnut bewegt und anschließend in den Querabschnitt der Führungsnut verbracht werden kann. Wenn sich der Riegelzapfen im Querabschnitt der Führungsnut befindet, kann der Riegel in den Längsabschnitt der Führungsnut zurückbewegt werden, wobei er in dieser Riegelstellung den Querabschnitt der Führungsnut blockiert, so dass der Riegel in dieser Riegelstellung einen Anschlag für den Riegelzapfen schafft, falls der Riegelzapfen mitsamt seiner Teilstange gegenüber der die Führungsnut aufweisenden Teilstange axial verdreht werden soll.
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Da der Querabschnitt der Führungsnut durch seine beiden Nutränder einen Anschlag für den Riegelzapfen in beiden Längsrichtungen des Gestänges schafft, und da der Riegel einen Anschlag in Drehrichtung bzw. in Umfangsrichtung des Gestänges für den Riegelzapfen bildet, sind die beiden Teilstangen in axialer Richtung des Gestänges sowohl hin und her beweglich gesichert als auch in Umfangsrichtung gesichert, so dass das Gestänge in sämtlichen Richtungen belastet werden kann, ohne dass dabei ungewollt die beiden Teilstangen an der Kupplungsstelle voneinander getrennt werden können.
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Durch die Beweglichkeit des Riegels ist es allerdings möglich, den Riegel bewusst innerhalb der Führungsnut zu verschieben, bis die Verbindung vom Längsabschnitt zum Querabschnitt der Führungsnut für den Riegelzapfen freigegeben ist, so dass nun die beiden Teilstangen relativ zueinander verdreht werden können, bis der Riegelzapfen aus der Quernut vollständig in die Längsnut geführt ist. Eine anschließende axiale Zugbelastung der beiden Teilstangen führt zum vollständigen Trennen der Kupplungsstelle, so dass die beiden Teilstangen nun voneinander getrennt sind.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass um den Umfang der Teilstange verteilt wenigstens zwei Riegelzapfen und dementsprechend eine zugehörige Anzahl von Führungsnuten an der anderen Teilstange vorgesehen sind. Auf diese Weise werden um den Umfang des Gestänges verteilt mehrere Anlageflächen geschaffen, an denen jeweils ein Riegelzapfen an einem Riegel anliegt, wenn die beiden Teilstangen miteinander verriegelt sind. Auf diese Weise wird bei einer Drehbelastung des Gestänges die entsprechende Flächenpressung zwischen Riegeln und Riegelzapfen auf mehrere derartige Riegelpaarungen verteilt und dementsprechend die Flächenpressung zwischen jeweils einem Riegel und seinem zugehörigen Riegelzapfen verringert, so dass die Mechanik des Gestänges geschont wird.
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Bei derartig mehreren Riegeln und Riegelzapfen kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass diese jeweils gleichmäßig um den Umfang der jeweiligen Teilstange verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise werden Verkantungen durch ungleichmäßige Belastungen des Gestänges vermieden und das Zusammenführen beim Koppeln der beiden Teilstangen wird dadurch erleichtert, dass aufgrund der rotationssymmetrischen Anordnung der Riegelelemente die beiden Teilstangen nicht in einer einzigen vorbestimmten Drehwinkelstellung zueinander ausgerichtet sein müssen, wenn sie miteinander verbunden werden sollen.
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Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass das Gestänge einen konstanten Außendurchmesser aufweist, der nicht nur über die wesentliche Länge der jeweiligen Teilstange konstant ist, sondern auch im Bereich der Kupplungsstelle gleich bleibt. Bei Anwendung des Gestänges als Bohrgestänge wird auf diese Weise das problemlose Einführen des Gestänges auch in kleine Bohrlöcher ermöglicht, da im Bereich der Kupplungsstellen kein hinderlicher radialer Überstand geschaffen wird.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Gestänge außen nicht profiliert ausgestaltet ist, sondern vielmehr eine glatte äußere Oberfläche aufweist. Bei der Verwendung des Gestänges als Bohrgestänge wird hierdurch der Drehwiderstand des Gestänges in dem das Bohrloch umgebenden Material möglichst niedrig gehalten.
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Es kann vorgesehen sein, den Riegel manuell in seine beiden Riegel- bzw. Freigabestellungen zu verbringen. Eine besonders einfache Handhabung des Gestänges und seiner Riegelmechanik wird jedoch dadurch unterstützt, dass vorteilhaft der Riegel durch eine Feder beaufschlagt sein kann, so dass er durch die Feder in seiner Riegelstellung gehalten ist und gegen die Federwirkung aus der Riegelstellung in die Freigabestellung bewegt werden kann.
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Die Betätigung des Riegelelements kann von außen erfolgen, entweder durch von außen am Rohrumfang zugängliche Betätigungselemente oder dadurch, dass der Riegel beispielsweise magnetisch ist und von außen an die Kupplungsstelle des Gestänges ein Magnet angesetzt wird, der mit dem Riegel zusammenwirkt, so dass durch Bewegung des von außen angesetzten Magnetes der Riegel im Inneren des Gestänges bewegt werden kann. Eine besonders problemlose und zuverlässige Betätigung des Riegels ohne am äußeren Umfang des Gestänges Handhabungselemente vorsehen zu müssen, die ggf. Beschädigungen oder Verschmutzungen ausgesetzt sein könnten, kann vorteilhaft dadurch erfolgen, dass die den Riegel aufweisende Teilstange als Rohr ausgestaltet ist, also einen axial durchgängigen Hohlraum aufweist, wie dies beispielsweise von Bohrgestängen bekannt ist. Mit dem Riegel ist ein Zugelement versehen, beispielsweise als Seilzug, als Zugstange o. dgl., wobei dieses Zugelement durch den Hohlraum verläuft, so dass es gegen von außen einwirkende Beschädigungen und Verschmutzungen geschützt ist. Dieses Zugelement kann sich ggf. bis zum gegenüberliegenden Ende der Teilstange erstrecken, so dass es dort erfasst und betätigt werden kann, so dass mittels dieses Zugelementes der Riegel dieser Teilstange aus seiner Riegelstellung in seine Freigabestellung gezogen werden kann. Das Zugelement kann jedoch auch nahe der Kupplungsstelle enden, so dass es durch den Hohlraum hindurch vom gegenüberliegenden Ende der betreffenden Teilstange aus mit Hilfe eines langen Hakens o. dgl. erfasst werden und gezogen werden kann, um den Riegel in seine Freigabestellung zu bewegen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
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1 in einer ersten, teilweise weggebrochenen und perspektivischen Darstellung die beiden zusammenwirkenden Enden zweier benachbarter Teilstangen eines Gestänges, wobei sich in dem Aufnahmeteil der einen Teilstange ein Riegel in seiner Riegelstellung befindet,
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2 eine perspektivische Ansicht auf eine der beiden Teilstangen, ähnlich 1, wobei der Riegel jedoch in seine Freigabestellung zurückgezogen ist, und
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3 einen Längsschnitt, teilweise weggebrochen, durch eine Teilstange des Gestänges, wobei die Teilstange an ihren beiden gegenüberliegenden Enden einerseits einen Aufnahmeteil und andererseits einen Einsteckteil bildet.
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In den Zeichnungen ist mit 1 insgesamt ein Gestänge angedeutet, welches lediglich ausschnittsweise dargestellt ist. Das Gestänge 1 kann beispielsweise als Bohrgestänge Verwendung finden. In 1 sind von dem Gestänge 1 zwei Teilstangen 2 und 3 dargestellt, und zwar jeweils abgebrochen dargestellt, so dass lediglich der Bereich einer Kupplungsstelle des Gestänges 1 dargestellt ist.
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Eine Teilstange 2 weist an der Kupplungsstelle eine Aufnahmeöffnung 4 auf, die grundsätzlich kreisförmig ausgestaltet ist und zur Aufnahme eines Einsteckteils 5 der Teilstange 3 dient. An zwei gegenüberliegenden Bereichen ist der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 4 erweitert, so dass hier ein Einführ-Ende einer Führungsnut 6 geschaffen wird. Dieses Einführ-Ende der Führungsnut 6 ist Teil eines Längsabschnitts 7 der Führungsnut 6, wobei sich weiter im Inneren der Teilstange 2 an diesen Längsabschnitt 7 ein quer dazu verlaufender Querabschnitt 8 der Führungsnut 6 anschließt.
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Die Führungsnut 6 dient dazu, einen Riegelzapfen 9 zu führen, der am äußeren Umfang des Einsteckteils 5 vorgesehen ist, wobei zwei um 180° gegenüberliegend angeordnete Riege lzapfen 9 am Einsteckteil 5 vorgesehen sind, die mit zwei dementsprechend gegenüberliegend angeordneten Führungsnuten 6 der Teilstange 2 zusammenwirken. Die Querschnitte der Längsabschnitte 7 und Querabschnitte 8 der Führungsnuten 6 sind an die Abmessungen der Riegelzapfen 9 angepasst, so dass die Riegelzapfen 9 nahezu spielfrei in der Führungsnut 6 geführt sind.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Längsabschnitt 7 der Führungsnut 6 über den Querabschnitt 8 hinaus axial verlängert ist. Bei der in 1 dargestellten Anordnung des Gestänges 1 ist im Längsabschnitt 7 der Führungsnut 6 ein Riegel 10 in seiner Riegelstellung dargestellt, und zwar geringfügig vom Ende der Teilstange 2 entfernt. Auf diese Weise verbleibt ein Ende des Längsabschnitts 7 als Einführ-Ende, um das Ansetzen des Einsteckteils 5 einer benachbarten Teilstange 3 zu erleichtern. Anschließend kann die Teilstange 3 weiter axial bewegt werden, so dass der Riegelzapfen 9 den Riegel 10 in dem Längsabschnitt 7 der Führungsnut 6 axial verschiebt. Dadurch, dass der Längsabschnitt 7 bis hinter den Querabschnitt 8 verlängert ist, kann der Riegel 10 so weit axial in der Teilstange 2 verschoben werden, bis der Riegelzapfen 9 sich auf Höhe des Querabschnitts 8 der Führungsnut 6 befindet. Anschließend kann die Teilstange 3 gegenüber der Teilstange 2 verdreht werden, so dass der Riegelzapfen 9 in den Querabschnitt 8 geführt wird, bis er vollständig in diesen Querabschnitt 8 eintaucht. Die dadurch hergestellte Rohrverbindung kann gesichert werden, indem anschließend der Riegel 10 wieder in die aus 1 ersichtliche Riegelstellung zurückgeführt wird. Er blockiert auf diese Weise den Querabschnitt 8, so dass der Riegelzapfen 9 spielfrei im Querabschnitt 8 festgelegt ist und die Übertragung von sowohl Dreh- als auch Längskräften im Gestänge 1 ermöglicht.
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2 zeigt den Riegel 10 der Teilstange 2 in seiner in das Innere der Teilstange 2 zurückgezogenen Freigabestellung, in welcher beide Abschnitte, nämlich der Längsabschnitt 7 und der Querabschnitt 8 der Führungsnut 6 ungehindert frei liegen, so dass in dieser Freigabestellung des Riegels 10 das Einführen eines Einsteckteils 5 möglich ist, bis dessen Riegelzapfen 9 vollständig in dem Querabschnitt 8 aufgenommen ist, und so dass umgekehrt das Trennen einer Gestängeverbindung dadurch ermöglicht wird, dass der Riegelzapfen 9 aus dem Querabschnitt 8 herausgeführt und anschließend durch den Längsabschnitt 7 der Führungsnut 6 vollständig aus der Aufnahmeöffnung 4 herausgezogen werden kann.
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3 zeigt in teilweise weggebrochener Ansicht und im Längsschnitt eine Teilstange eines Gestänges 1, wobei diese Teilstange rein beispielhaft als Teilstange 2 bezeichnet ist. An ihren beiden gegenüberliegenden Enden weist die Teilstange 2 einerseits ein Einsteckteil 5 auf und andererseits eine Aufnahmeöffnung 4.
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Beiderseits von der strichpunktierten Mittellinie der Teilstange 2 sind zwei unterschiedliche Riegelzustände der Teilstange 2 angedeutet: Im Bereich des Einsteckteils 5 ist links der Riegelzapfen 9 ersichtlich, der radial nach außen vorsteht. Auf der rechten Seite von der Mittellinie ist hingegen das Einsteckteil 5 in seiner um die Längsachse gedrehten Stellung ersichtlich, in welcher es beispielsweise in die Aufnahmeöffnung einer benachbarten Teilstange eingeführt werden kann, während links von der Mittellinie die demgegenüber verdrehte Stellung dargestellt ist, welche das Einsteckteil 5 einnimmt, wenn die beiden Teilstangen 2 und 3 miteinander gekoppelt und verriegelt sind.
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Unten in 3 ist für den Bereich der Aufnahmeöffnung 4 ebenfalls rechts von der Mittellinie die Freigabestellung des Riegels 10 dargestellt, so dass in dieser Anordnung die Herstellung oder die Trennung einer Verbindung zweier benachbarter Teilstangen 2 bzw. 3 erfolgen kann. Links von der Mittellinie hingegen ist der Riegel 10 in seiner Riegelstellung dargestellt, in welcher er den Querabschnitt 8 der Führungsnut 6 blockiert.
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Weiterhin ist aus 3 ersichtlich, dass der Riegel 10 mit einem Riegelkörper 11 verbunden ist, der innerhalb der hohlen, als Rohr ausgestalteten Teilstange 2 axial beweglich ist. Durch eine als Druckfeder ausgestaltete Feder 12 wird der Riegelkörper 11 und damit der Riegel 10 in seine Riegelstellung gedrängt, wobei sich die Feder 12 an mehreren am Umfang der Teilstange 2 verteilt angeordneten Bolzen 14 abstützt.
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Gegen die Wirkung der Feder 12 kann der Riegel 10 aus seiner Riegelstellung in seine Freigabestellung gedrückt werden, indem ein Riegelzapfen 9 bei der Herstellung einer Gestängeverbindung gegen den Riegel 10 gedrückt wird und die beiden Teilstangen 2 und 3 axial aufeinander zu bewegt werden, wobei das Einsteckteil 5 der einen Teilstange 3 in die Aufnahmeöffnung 4 der anderen Teilstange 2 eingeführt wird.
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Um eine Gestängeverbindung später wieder zu lösen, kann der Riegel 10 mitsamt seinem Riegelkörper 11 gegen die Wirkung der Feder 12 mit Hilfe eines Zugelementes 15 in das Innere der Teilstange 2 hineingezogen werden, bis sich der Riegel 10 in seiner Freigabestellung befindet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zugelement 15 als Seilzug ausgestaltet, der an dem Riegelkörper 11 festgelegt ist, achsparallel bis zu einer Umlenkstelle 17 verläuft, und von dieser quer durch das Innere der Teilstange 2 zu einem Festlager 16 geführt ist. Das Festlager 16 befindet sich nahe dem Ende der Teilstange 2, wo diese ihr Einsteckteil 5 aufweist und an welches nicht eine andere Teilstange 3 anschließt, und welches daher als freies Ende der Teilstange 3 bezeichnet wird. Dadurch, dass das Zugelement 15 nahe diesem freien Ende quer durch das Innere der Teilstange 2 verläuft, ist es von diesem freien Ende her zugänglich. So ergibt sich erstens die Möglichkeit, das Zugelement 15 mit einem hakenartigen Werkzeug zu erfassen, Zug auf das Zugelement 15 auszuüben, und das Werkzeug mitsamt dem erfassten Teil des Zugelements 15 zum freien Ende der Teilstange 2 zu ziehen oder sogar aus diesem freien Ende herauszuziehen. Hierdurch wird der am anderen Ende des Zugelements 15 festgelegte Riegelkörper 11 und somit der gesamte Riegel 10 in seine Freigabestellung bewegt. Alternativ dazu kann zweitens vorgesehen sein, Druck auf das Zugelement 15 auszuüben, der mittels der Umlenkung 17 ebenfalls zu einer Zugbewegung führt, welche den Riegel 10 in seine Freigabestellung bewegt. Dazu kann beispielsweise ein Stift in das freie Ende der Teilstange 2 im Bereich des Einsteckteils 5 eingeführt werden, um Druck auf das Zugelement 15 zwischen dem Festlager 16 und der Umlenkstelle 17 auszuüben. Auf diese Weise kann eine etwa U-förmige Schlaufe im Seilverlauf des Zugelements 15 geschaffen werden, so dass das untere Seilende nach oben verlagert und dementsprechend der Riegel 10 in seine Freigabestellung bewegt wird.
