DE2215846B2

DE2215846B2 - Rohrzange

Info

Publication number: DE2215846B2
Application number: DE2215846A
Authority: DE
Inventors: Carl Alfred La Habra Calif. Wilms (V.St.A.)
Original assignee: Byron Jackson Inc
Current assignee: Byron Jackson Inc
Priority date: 1971-04-16
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1973-11-08
Also published as: DE2215846C3; AT323689B; US3739663A; JPS5225801B1; FR2133784A1; IT951228B; NL7204938A; FR2133784B1; DE2215846A1; RO62997A; GB1348954A

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrzange mit einem eine Öffnung zum Einstecken eines Rohres aufweisenden Grundkörper, in den Grundkörper eingesetzten Rohrgreifereinrichtungen, diese bestehend aus beweglich in einem Klemmbackenträeer um die Öffnung herum angeordneten Klemmbacken und einem die öffnung umgebenden Nockenring, wobei der Klemmbackenträger oder der Nockenring um die Öffnung drehbar gelagert und der Nockenring so geformt und so mit den Klemmbacken betriebsmäßig verbunden ist, daß diese bei einer gegenseitigen Drehbewegung des Klemmbackenträgers und des Nockenringes in einer Richtung von der zurückgezogenen in die Greifstellung zusammenbewegbar sind, und mit einem Kettenzahnrad, welches mit dem Kiemmbackenträger oder dem Nockenring betriebsmäßig verbunden ist, wobei dieses Teil bezüglich des Grundkörpers mittels des Kettenzahnrades drehbar ist

Eine solche Rohrzange ist aus der USA-Patentschrift 2 879 680 bekannt. Bei ihr ist sowohl der Klemmbackenträger als auch der Nockenring um die Öffnung drehbar gelagert. Um eine Relativdrehung zu erzeugen und die Klemmbacken in Greifstellung zu bringen, ist es erforderlich, daß einerseits der Nockenring angetrieben wird, andererseits aber das Rohr ein Bremsmoment auf den Klemmbackenträger ausübt. Sobald die Greifstellung erreicht ist, drehen sich dann der Nockenring und der Klemmbackenträger gemeinsam. Diese Rohrzange gehört zur Gattung der Antreibrohrzangen und ist demgemäß dazu bestimmt, ein Drehmoment auf ein Rohr auszuüben, das ein entsprechendes Reaktionsmoment erbringt, also beispielsweise die einzelnen an einem Kran hängenden und damit in axialer Richtung abgestützten Teilstücke eines Bohrgestänges an- oder abzuschrauben.

Andererseits sind auch sogenannte Abstützronrzangen bekannt, welche das Rohr zwangsweise ergreifen, um es gegen Drehmomente jeder Richtung und gegen axiale Kräfte festzuhalten, die an ihm wirken können. Bei einer aus der USA.-Patentschrift 3 507 174 bekannten Abstützrohr/.ange erfolgt eine Drehung des drehbar gelagerten Kleinmbackenträgers gegenüber einem feststehenden Nockenring mittels eines Arbeitskolbens, der mit einem Ende an dem Grundkörper und mit dem anderen Ende unmittelbar an dem Klemmbackenträger angelenkt ist. Dieser Arbdtskolben wird zur Umkehrung der jeweiliger, AntriebsdrehHchtiine mittels eines kleinen Hilfskolben

geschwenkt. Dabei ergibt sich eine breit ausladende Konstruktion und eine unregelmäßige Gehäuseform. Nachteilig ist ferner, daß während des Aus- und Einfahrens des Arbeitszylinders der wirksame Antriebshebelarm sich ändert. Auch können, vvcnr, Jic Schwenkgelenke der Arbeitskolben klemmen, erhebliche Biegekräfte an den Schubstangen auftreten.

Bei einer aus der österreichischen Patentschrift 218 989 bekannten Rohrzange, die sowohl zum Abstützen als auch zum Antrieb von Rohrverschraubungen dient, wird jede der drei Klemmbacken von einem zugehörigen Antriebszylinder betätigt, welche Zylinder in den Speichen eines Zahnrades eingebaut sind. Hier ergeben sich jedoch beträchtliche konstruktive Schwierigkeiten dadurch, daß Druckmittel unter hohem Druck in die Nabe des drehbaren Zahnrades eingeführt werden muß. Die radial stehenden Arbeitszylinder geben dieser Rohrzange außerdem einen unerwünscht großen Durchmesser.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abstützrohrzange mit kräftigem und kompaktem Aufbau zu schaffen, deren Betätigungsmechanismus vollständig in einem Gehäuse eingeschlossen und geschützt ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Rohrzange der einleitend definierten übergeordneter. Gattung, dadurch gelöst, daß der jeweils nicht mit dem Kettenzahnrad verbundene Klcrnmbackenträger oder Nockenring fest mit dem Grundkörper verbunden ist. daß zwei lineare druckbetätigte Arbeitszylinder von dem Grundkörper getragen sind und jeder der beiden Arbeitszylinder mit einem Obertragungs-KeUcuiad versehen ist, daß eine Antriebskette mit einem Ende zwischen den beiden Arbeitszylindern an dom Grundkörper befestigt und nacheinander um eiiies der beiden Übertragungs-Kettenzahnräder, das Ketlenzahnrad und das andere Cbertragungs-Kettenzahnrad herumgeführt und mit dem anderen Ende ebenfalls zwischen den Arbeitszylindern am Grundkörper befestigt ist, wobei die Teile der Kette, die jeweils zwischen den Übertragungs-Kettenzahnrädern unn dem Kettenzahnrad einerseits -,owie den Befestigungsstellen andererseits ausgespannt sind, sich parallel zu der. beiden Arbeitszylindern erstrecken, und daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, durch welche die Arbeitszylinder wahlweise mit Druckmittel beaufschlagbar sind, wobei eine Drehbewegung des Kettenzahnrads in entgegengesetzten Richtungen erreichbar ist.

Die Kraftübertragung von den Arbeitszylindern mit Hilfe eines Kettengetriebes auf das Kettenrad der Ruhrgieifereinrichtung ergibt eine außerordentlich kompakte Bauform mit nahezu rechteckigem und daher nicht nur besonders stabilem, sondern auch einfach herzustellendem Gehäuse, das der. Betätigungsmechanismus vollkommen einschließt und schützt. Die Klemmkraft der Klemmbacken ist unabhängig dcvon, wie weit die ArbeiiszylnuU. 1 ausgefahren ν,ηά und innerhalb des Bereichs der inöjjür'u-n Zangenöilnuiigsdurchmesser auch unal'hiingig von der Rohrdicke. Daraus ergibt sieh eine größere Wirksamkeit. Die Arbeitszylinder sind in dem Grundkörper fest eingebaut, so daß keine Biegekrafie an den Schubstangen auftreten können, was sich »-.iins·:^: auf die Betriebssicherheit und Standhaftigkeii der Arbeitszylinder auswirkt.

Während Kettengetriebe zum rotierenden Antrieb der Rohi^reifereinrichtunticti von Antriebsrohrzanijeiv wie sio atißci der einleiten:! i'rwpbnie , I¹^A,-Patentschrift auch aus den USA.-Palcntschriiten 2 7Ϊ5 614 "618 468 und 2 650 070 bekannt sind, schon beschrieben wurden, sind solche Kettengewebe bei Abstützrohrzangen unbekannt. Gerade die Verwendung von Ketten im Zusammenwirkeim Arbeitszylindern bringt aber die erwähnten Vorteile.

Es ist zwar gemäß der deutschen Patent sehnt 94^741 bei Gesteinsbohrmaschinen bekannt de Vortriebskraft eines Druckkolbens ™?^d\*™L^ auf den Bohrer wirken zu lassen. Eine Ü emahm dieses Antriebssystems für den Antrieb der K emm backen von Abstützrohrzangen kam jedoch nicht in Betracht weil dieses Antriebssystem nur in einer Sunä wirksam ist, während die Klemmbacken geschlossen und geöffnet werden müsse η Erst .du rcn die Anordnung zweier gegensinnig wirkender Arbeitszylinder konnte das Problem gelöst werden.

Für die Weiterbildung der erfindungsgemaßen Rohrzange stehen zwei Wege offen, je nachdem, ob der Klemmbackenträger oder der Rockennng ^am Grundkorper betestigt ist < u. ~-> ¹^ "V ' Fall wird vorgeschlagen, daß der Nockenring so gefor.nt ist. daß er bei einer Drehbewegung des Klemmbackenträgers in einer Richtung die Klemmbacken von einer ersten Stellung, in der sie mit aem in der öffnung behndlichen Rohr in Gre.feingnff stehen über eine zweite, zurückgezogene Stellung in ein, dritte Stöllunc bewegbar sind, in der s.e erneut in Greifeinenff stehen. Bei einer Drehbewegung in der entsegeneesetzten Richtung bewegen sich dann de Klemmbacken in umgekehrtem Sinne von der dritten über die zweite in die erste Stellung zurück. Dabe kann vorteilhafterweise eine Steuervornchtung η t Endanschlägen zum «ahlweisen Anhalten des Ketlenzahnrades f„ der weiten Stellung vorgesehen sein Hierbei ^ κ! zwei Betriebsarten möglich in der Wuse, daß sich die Backen beim Greifen nach rechts oder nach links drehen. Die Endanschläge der^ SteuervoT-richtung werden dabei besonders einfach dadurch μ Wirkung gebracht, daß die Arbeitszylinder b^· de en Schubstangen auf die zuvor je nach dem gewählten Betriebszustand gesetzten Endanschlage auflauifen^ Nach der oben zuerst erwähnten Möglichkeit zur Weiterbildung der Erfindung sind der Nockennng um die Öffnung drehbar gelagert und de Klemmbackenträger am Grundkorper befestigt. In diesem Se können die Klemmbacken bei der Bewegung zwischen der Gre.fstellung und der zurückgezogenen Stellung einfach radial verschiebbar gelagert, also mit Bezug auf die öffnung drehfest ausgebildet sein. Eine derartige geradlinige Bewegung der Klemmbacken vermeidet eine Dreh- oder Reibungsberuhrung mit dem Rohr, wodurch die Backen langsamer ab- ^£7/Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

F i u 1 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eine, Rohrstutzzange in geöffneter Stellung:

Fig.2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-1

"^Fig.Teine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 nach F 1 g. 2. die ein Umschalt-Pendelvent.l und etnen SiellungsWrenzungsmcchanismus zeigt;

F i g 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4

τι, 1. h Fi i'.

F i g. 5 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie 5-5 nach Fi g. 2;

Fig. 6 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie 6-6 nach Fig. 1;

Fig. 7 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, die jedoch die Abstützzange in mit dem Rohr in Eingriff stehender Stellung zeigt;

Fig. 8 eine schematische Darstellung des hydraulischen Steuer- und Betätigungssystems der Rohrzange nach den Fig. 1 bis 7;

Fig. 9 eine teilweise geschnittene Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Rohr-Abstützzange in offener Stellung;

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie 10-10 nach F i g. 9;

Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie 11-11 nach F ig. 9 und 10;

Fig. 12 eine der Fi g. 9 entsprechende Ansicht, in der jedoch die Abstützzange in mit dem Rohr in Eingriff stehender Stellung gezeigt ist;

Fig. 13 eine schematische Darstellung des hydraulischen Steuer- und Betätigungssystems der in den Fig. 9 bis 12 gezeigten Zange.

In den Fig. 1 bis 8 und insbesondere in Fig. 1 und 2 ist eine Abstütz-Rohrzange mit einem Grundkörper 2 gezeigt, das einen Rohrgreiferkopf 4 umfaßt, der mit einem Betätigungsabschnitt 6 verbunden ist. Der Greiferkopf 4 schließt einen Nockenring 8 ein, der konzentrisch um einen Klemmbacken-Träger 10 befestigt und in einem kreisförmigen Gehäuse 12 angeordnet ist. Der Tragring IC ist, wie gezeigt, eine zusammengesetzte Anordnung, die eine obere Platte 10 a und eine untere Platte 106 einschließt, die in geeigneter Weise mit Hilfe von Befestigungsteilen und Paßstiften miteinander verbunden sind.

Wie es am besten aus den Fig. 2 und 6 zu erkennen ist, ist der Nockenring 8 starr in dem Gehäuse 12 befestigt und mit Hilfe von Paßstiften 14 winkelmäßig ausgerichtet und festgelegt. Innerhalb des Nockenringes 8 ist eine zusammengesetzte Nokkenstirnfläche 16 definiert, die, wie gezeigt, Nockenstirnflächen 16a und umgekehrte Nockenstirnflächen 16 b umfaßt. Der Träger 10 ist mit einer Anzahl von Klemmbacken 18 versehen, die Rohrgreiferbacken 20 aufweisen und hin- und herverschiebbar in dem Träger 10 in radialer Beziehung zum Mittelpunkt des Greiferkopfes 4 befestigt sind. Nockenfolgerrollen 22 sind drehbar in jeder der Klemmbacken 18 gelagert und so angeordnet, daß sie an der Nockenstirnfläche 16 anliegen und dadurch jede Klemmbacke 18 in Radialrichtung nach innen einstellen, und zwar entsprechend der Winkelstellung der Nockenstirnfiäche 16 mit dem Nockenring 8 und der radialen Abmessung der Nockenstirnfläche 16 in jeder Winkelstellung.

Der Nockenring 8 definiert außerdem eine Nockenfolgerstirnfläche 24, die sich um den Nockenring 8 in Übereinstimmung und parallel zur Nockenstirnfläche 16 erstreckt. Jede der Klemmbacken 18 ist mit einer Rückzieh-Nockenfolgereinrichtung 26 versehen, die in F i g. 2 als Stift dargestellt ist, der in bezug auf jede Rolle 22 derart angeordnet ist, daß er an der Nockenfolgestirnfläche 24 anliegt und damit jede Klemmbacke nach außen in Abhängigkeit von dem Stirnflächenprofil zurückzieht, wenn der Träger 10 gedreht wird.

Der Träger 10 ist in Vertikalrichtung drehbar in dem Gehäuse 12 mit Hilfe von Lagereinrichtungen 28 gehäkelt, die in den Fig. 1 und 2 als Rollen gezeigt sind, während er in seitlicher Richtung durch eine Anzahl von am Umfang angeordneten Lagern 30 gehalten ist, die ebenfalls in Fig. 2 als Rollen dargestellt sind. Die Lager 28 und 30 sind beispielsweise als Rollen dargestellt, andere Arten von Lagern sind ebenfalls geeignet, wie es aus der weiteren Beschreibung ersichtlich wird.

Wie es zu erkennen ist, stimmt der radiale Weg der

ίο Klemmbacken 18 mit den Radialprofilen der Nockenstirnfläche 16 und der Nockenfolgerstirnfläche 24 überein und ist durch diese begrenzt. Um unterschiedliche Größen von Rohren 32 aufzunehmen, kann jede Klemmbacke 18, wie es in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit einer Klemmbacken-Verlängerung 18 e versehen sein, die eine geeignete radiale Abmessung aufweist, wenn die Zange zum Greifen eines Rohres mit bestimmter Größe oder von Rohren eines bestimmten Größenbereiches verwendet wird. In dieser Verwendung ist ein Führungsring 33 mit geeignetem Innendurchmesser konzentrisch mit dem Träger 10 befestigt, um das Rohr 32 in dem Greiferkopf 4 zu zentrieren und damit ein Eingreifen des Rohres in die Klemmbacken 18 zu verhindern, wenn Verlängerungen 18 e verwendet werden.

Wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Antriebs-Kettenzahnrad 34 konzentrisch auf dem Träger 10 befestigt, um den Träger zwangsläufig zu bewegen, wie es weiter unten beschrieben wird.

Die zusammenwirkenden Bauteile des Rohr-Greiferkopfes 4, soweit sie bisher beschrieben wurden, weisen mit Ausnahme des Kettenrades 34 eine allgemein übliche Konstruktion auf, und weitere Einzelheiten können den USA.-Patentschriften 3 507 174 und 3 548 692 entnommen werden.

Aus den F i g. 1 bis 5 ist zu erkennen, daß in dem Betätigungsabschnitt 6 erste und zweite hydraulikdruckbetätigte Arbeitszylinder 36 und 38 mit Kolben und Zylinder befestigt sind. Die Zylinder 36 und 38 schließen Druckstangen 40 bzw. 42 ein, die sich von dem Greiferkopf 4 und dem Antriebs-Kettenzahnrad 34 fort erstrecken. Eine Kreuzkopfanordnung 44 (mit einem daran drehbar befestigten Übertragungskettenzahnrad 46) ist auf dem freien Ende der Druckslange 40 befestigt und verschiebbar in einer Führungsbahnanordnung 48 befestigt. Eine Kreuzkopfanordnung 50 (mit einem darin drehbar befestigten Übertracunss-Kettenzahnrad 52) ist auf dem freien Ende der Druckstange 42 befestigt und verschiebbar in einer Füh rungsbahnanordnung 54 befestigt.

Eine kontinuierliche Länge einer Kette 56 ist vor einem an dem Verbindungspunkt des Kopfes 4 unc des Betätigungsabschnittes 6 befestigten Anker 5i über das Übertragungskettenrad 52, das Antriebs kettenrad 34 und des Übertragungskettenrad 46 zi einem weiteren Anker 60 geführt, der ebenfalls ai der Verbindungsstelle des Kopfes 4 und des Ab schnittes 6 befestigt ist. Die Abmessungen und dii Anordnung der Zylinder 36 und 38 und der Ketten zahnräder 34, 46 und 52 ist derart, daß sich die Kett 56 tangential von jedem Kettenzahnrad und pantile zu den Druckstangen 40 und 42 erstreckt, wodurcl die Ausdehnungskraft von einer der Druckstangei eine parallele Zugspannung in der Kette hervorruft.

Die Abmessungen des Antriebs-Kettenzahnrade 34, der Nockenstirnfläche 16 und der Zylinder 36 un 38 sind derart, daß, wenn die Druckstangen 40 und 4 gleichmäßig ausgefahren sind, wie es in F i g. 1 gezeij

ist, die Nockenrollen 42 sich in ihrer maximalen radialen Stellung befinden, die durch die Nockenstirnfläche 16 und die Nockenfolger-Stirnfläche 24 ermöglicht wird, und die Klemmbacken 18 sind vollständig von dem Rohr 32 zurückgezogen. Wenn die Diuckstange 40 und der Kreuzkopf 44 weiter ausgefahren werden, wie es in F i g. 7 gezeigt ist, werden die Druckstange 42 und der Kreuzkopf 50 um einen entsprechenden Weg zurückgezogen, und der Träger 10 wird in Uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Rollen 22 radial innen entlang der Nockenfiächen 16 a ablaufen und die Klemmbacken 18 nach innen in Greifeingriff mit dem Rohr 32 drücken. In diesem Fall sei bemerkt, daß sich die Klemmbacken 18 drehen, während sie in der Rohrgreifstellung zusammenlaufen Die Rückführung der Druckstangen 40 und 42 in die in F i g. 1 gezeigte Stellung zieht die Klemmbacken 18 volständig von dem Rohr 32 zurück.

Ein vollständiges Ausfahren der Druckstange 42 bewirkt eine Drehung des Trägers 10 im Gegenuhrzeigersinn und eine Bewegung der Nockcnrollen 22 nach innen entlang der Nockenstirnflächen 16 b. Die Klemmbacken werden hierdurch im Gegenuhrzeigersinn gedreht und bewegen sich in Greifeingriff mit dem Rohr 32 nach innen.

In dem in den F i g. 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Druckstange 40 ausgefahren, um die Klemmbacken 18 im Uhrzeigersinn in den Greifeingriff mit dem Rohr 32 zu drehen, um das Rohr 32 gegen ein im Gegenuhrzeigersinn wirkendes oder linksgängiges Drehmoment abzustützen, beispielsweise wenn Rohrverbindungen während der Entfernung eines Rohrstranges aus einem Brunnen gelöst werden. Umgekehrt wird die Druckstange 42 ausgefahren, um die Klemmbacken 18 im Gegenuhrzeigersinn in Greifeingriff mit dem Rohr 32 zu drehen, um das Rohr gegen ein im Uhrzeigersinn wirkendes oder rechtsgängiges Drehmoment abzustützen, beispielsweise wenn Rohrverbindungen während des Einfahrens eines Rohrstranges in einen Brunnen hergestellt werden.

Es ist nunmehr zu erkennen, daß der Träger 10 in jeder Richtung gedreht werden kann, um die Klemmbacken 18 zum Eingriff mit dem Rohr nach innen zusammenzuführen, und zwar in Abhängigkeit von der Richtung des Drehmoments, für das eine Abstützung erforderlich ist. Die Klemmbacken müssen, wenn sie von irgendeiner Richtung aus in ihre zurückgezogene Stellung zurückgeführt werden, sich in vollständig zurückgezogener Stellung befinden, wo bei die Druckstangen 40 und 42 gleichmäßig ausge fahren sind, wie es in F i g. 1 gezeigt ist. Um sicher zustellen, daß diese Stellung automatisch erreicht wird, ist eine Steuervorrichtung 62 nach den F i g. 1 bis 5 vorgesehen, die zusammen mit dem hydraulischen Steuersystem nach Fig. 8 betätigt wird. Wie es in den F i g. 1 und 8 gezeigt ist, ist die Steuervorrichtung 62 derart angeordnet, daß eine Anschlagschaltnocke 64 in den Weg des Kreuzkopfes 50 hineinragt, um dessen Ausfahrweg zu begrenzen. Somit wird, wenn die Druckstange 42 ausgefahren wird, um die Klemmbacken 18 und Rollen 22 im Gegenuhrzeigersinn von der Eingriffsstellung in die zurückgezogene Stellung zurückzuführen, der Kreuzkopf durch die Anschlagschaltnocke 84 so angeordnet, daß die Klemmbacke 18 in die voll zurückgezogene Stellung gebracht werden. In dem Fall, in dem die Druckstange 40 ausgefahren wird, um die Klemmbacken 18 und die Rollen 22 im Uhrzeigersinn von einer Eingriffs- in eine zurückgezogene Stellung zurückzuführen, würde die Steuervorrichtung zunächst so verschoben sein, daß eine Anschlagschaltnocke 64a (Fig. 3) in den Weg des Kreuzkopfes 44 verschoben würde, wobei gleichzeitig die Anschlagschaltnocke 64 zurückgezogen würde und der Kreuzkopf 44 in der richtigen Stellung für ein volles Zurückziehen der Klemmbacken 18 angehalten würde,

ίο wie es weiter oben unter Bezugnahme auf den Kreuzkopf 50 und die Anschlagschaltnocke 64 beschrieben wurde.

Wie es in den Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, weist die Steuervorrichtung 62 Endanschläge 66 auf, die verschiebbar in einem Führungsrahmen 68 befestigt und über eine Kolbenstange 70 mit einer doppeltwirkenden Kolben- und Zylinderanordnung 72 verbunden sind. Ein Endanschlag 66 definiert eine Anschlagschaltnocke 64 und 64a an jedem Ende. Der Zylinder 72 ist an dem Führungsrahmen 68 befestigt. Wie es in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, dient ein in ein Anschlußstück 74 eingeführter Strömungsmitteldruck zum Ausfahren der Kolbenstange 70 und zur Bewegung des Endanschlags 66 und der zugehörigen Anschlagschaltnocke 64 in eine Stellung, in der die Bewegung des Kreuzkopfes 50 begrenzt wird. Die Einführung von Strömungsmitteldruck in ein Anschlußstück 76 dient dazu, die Kolbenstange 70 zurückzuziehen und den Endanschlag 66 und die zugehörige Anschlagschaltnocke 64a in eine Stellung zu bewegen, in der die Bewegung des Kreuzkopfes 44 begrenzt wird, um die Klemmbacken 18 vollständig zurückzuziehen, wie es weiter oben beschrieben wurde.

Wie es aus Fig. 8 zu erkennen ist, wird ein Strömungsmitteldruck, beispielsweise ein hydraulischer Druck P, selektiv in den Zylinder 36 über eine Leitung 78 oder in den Zylinder 38 über eine Leitung 80 von einer Steuervorrichtung 82 eingeleitet. Die Steuervorrichtung 82 ist ein Ventil mit drei Stellungen mit Druckableitung von beiden Zylindern 36 und 38 zum Sumpf, wenn sich das Ventil in der ausgeschalteten oder neutralen Stellung befindet. Da das Ventil sehr groß ist und sehr hohe Strömungsmitteldrücke steuert, wodurch beträchtliche Betätigungskräfte erforderlich sind, wird dieses Ventil durch ein in ähnlicher Weise betätigtes Steuerventil 84 von der Druckquelle P betätigt, wie dies gezeigt ist. Das Steuerventil 84 kann entfernt von der Steuervorrichtung 82 ange- ordnet sein, wenn diese gewünscht ist. Ein zwischen der Druckquelle P und einer Leitung 88 zum An schlußstück 74 sowie einer Leitung 90 zum Anschlußstück 76 eingeschaltetes Schaltventil 86 dient zum abwechselnden Schalten der Steuervorrichtung 62 zur Begrenzung des Weges der Kreuzköpfe zur richtigen Anordnung und Ausrichtung, wie sie weiter oben beschrieben wurde.

Zur Sicherheit und zur Verbesserung der Betriebsweise ist ein normalerweise offenes Absperrventil 92 in die Leitung 98 eingeschaltet und so betätigt, daß es in Abhängigkeit von dem an den Zylinder 36 angelegten Druck schließt. Ein gleiches Absperrventil 94 ist in die Leitung 90 eingeschaltet und wird betätigt, um in Abhängigkeit von dem an den Zylinder 38

angelegten Druck zu schließen, wie dies geneigt ist. Durch diese Anschaltung verhindert ein an einen der Zylinder 36 oder 38 angelegter Druck das Verschieben der Steuervorrichtung 62 ohne Berücksichtigung

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ier Stellung des Schallventils 86.

Im Betrieb wird das Schaltventil 86 so eingestellt, iaß es die Greifwirkung der Greiferklemmbacken 18 η der gewünschten Drehrichtung bewirkt. Das Steuerventil 84 wird dann geschaltet, um die Betätigung und Freigabe der Klemmbacken 18 wie gewünscht zu bewirken, und zwar durch abwechselndes Anlegen eines Druckes an den Zylinder 36 oder den Zylinder 38.

Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 bis 13 beschrieben. Die in ihrem Aufbau und ihrer Betriebsweise den Elementen nach den in den F i g. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechenden Elemente dieses Ausführungsbeispiels nach Fig. 9 bis 13 sind mit Bezugsziffern bezeichnet, die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel um 200 erhöht sind.

In den F i g. 9 und 10 weist die Abstützzange einen Grundkörper 202 auf, das einen mit einem Betätigungsabschnitt 206 verbundenen Rohrgreiferkopf 204 einschließt. Der Greiferkopf 204 schließt einen Nokkenring 208 ein, der konzentrisch und drehbar um einen stationären Klemmbacken-Träger 210 und innerhalb eines kreisförmigen Gehäuses 212 befestigt ist. Der Klemmbacken-Träger 210 ist eine zusammengesetzte Anordnung, die ein oberes Teil 2!Oa aufweist, das mit einem unteren Teil 2106 verbunden ist, wobei diese Teile an dem Gehäuse 212 befestigt sind und einen Teil dieses Gehäuses bilden.

Der Nockenring 208 ist drehbar in dem Gehäuse 212 befestigt und in Axialrichtung und Radialrichtung durch eine Lagerung 228 gehaltert, die als eine Kugellagerung dargestellt ist, wobei diese Lagerkugeln in einer Bahn angeordnet sind, die zusammen in dem Gehäuse 212 und um den Nockenring 208 definiert ist. Wie es in Fi g. 10 gezeigt ist, werden die Lagerkugeln in die Lagerbahn über eine Fülleinrichtung 296 eingeführt, die eine Lagerkugel-Füllöffnung einschließt, die später durch einen Lagerkugel-Lagerstopfen und einen mit Gewinde versehenen Haltestopfen verschlossen wird.

In dem Nockenring 208 ist eine zusammengesetzte Nockenstirnfläche 216 definiert, die Nockenstirnflächen 216a und 216 b umfaßt. Der Trägerring 210 ist mit einer Anzahl von Klemmbacken 218 versehen, die Rohrgreifbacken 220 aufweisen und die längsverschiebbar in dem Träger 210 in radialer Beziehung zum Mittelpunkt des Greiferkopfes 204 befestigt sind. Nockinfolgerrollen 222 sind drehbar in jeder der Klemmbacken 218 befestigt und so angeordnet, daß sie an der Nockenstirnfläche 216 anliegen und dadurch jede Klemmbacke radial nach innen entsprechend der Winkelstellung des Nockenringes 208 und der radialen Abmessung der Stirnfläche der Nockenstirnfläche 216 in jeder Winkelstellung anordnen.

Der Nockenring 208 definiert außerdem eine Nokkenfolgerstirnfläche 224, die sich um den Nockenring 208 entsprechend parallel zur Nockenstirnfläche 216 erstreckt, wie dies dargestellt ist. Jede Klemmbacke 218 ist mit einer Nockenfolgereinrichtung 226 zum Zurückziehen der Klemmbacke versehen, die in F i g. 10 als Stift gezeigt ist, der an jeder Klemmbacke 218 in bezug auf jede Rolle 222 so befestigt ist, daß er immer an der Nockenfolgerstirnfläche 224 anliegt, so daß jede Klemmbacke nach außen in Abhängigkeit von dem Stirnflächenprofil zurückgezogen wird, wenn der Nockenring 208 gedreht wird. Wie es zu erkennen ist. stimmt die radiale Bewegung der Klemmbacken 218 mit den radialen Profilen der Nockenstirnfiäche 216 und der Nockenfolgerstirnfläche 224 überein und ist auf diese beschränkt.

Um unterschiedliche Größen von in den F i g. 9, H) und 12 gezeigten Rohren 232 aufnehmen zu können, kann jede der Klemmbacken 218 mit einer Klemmbackenvcrlängerung 218e versehen sein, die eine geeignete radiale Abmessung aufweist, wenn die Zange zum Greifen eines Rohres mit bestimmter

ίο Größe oder mit einem Bereich von Größen verwendet wird. Hierzu ist ein Führungsring 233 konzentrisch mit dem Träger 210 bt festigt, um das Rohr 232 in dem Greiferkopf 204 zu zentrieren und damit ein Verklemmen oder Eingreifen des Rohres in die Klemmbacken 218 zu verhindern, wenn die Verlängerungen 218e verwendet werden.

Wie es in den Fig. 9 und U) gezeigt ist. sind Antriebs-Kettenzahnräder 234a und 234 6 konzentrisch mit dem Nockenring 208 verbunden, um eine zwangs-

ao läufige Drehung des Nockenringes zu bewirken, wie dies weiter unten beschrieben wird.

In den F i g. 9 und 12 ist zu erkennen, daß in dem Betätigungsabschnitt 206 erste und zweite lineare strömungsmitteldruckbetätigte Arbeitszylinder 236 und 238 mit Kolben und Zylindern befestigt sind. Die Zylinder 236 und 238 weisen Druckstangen 240 bzw. 242 auf, die sich von dem Greiferkopf 204 und den Antriebskettenzahnrädern 234a und 234/) fort erstrecken. Eine Kreuzkopfanordnung 244 (mit darin drehbar befestigten Übertragungs-Kettenzahnrädern 246a und 246 b) ist auf dem freien Ende des Druckstabes 240 und verschiebbar in einer Führungsbahnanordnung 248 befestigt. Eine Kreuzkopfanordnung 250 (mit darin drehbar befestigten Übertragungs-Kettenzahnrädern 252a und 252 b) ist auf dem freien Ende der Druckstange 242 und verschiebbar in einer Führungsbahnanordnung 254 befestigt.

Zwei jeweilige kontinuierliche Längen der Kette 256a und 256 f> sind mit einem an dem Verbindungspunkt des Greiferkopfes 204 und dem Betätigungsabschnitt 206 befestigten Anker 258 verbunden und über Übertragungskettenzahnräder 252a und 252b, Antriebs-Kettenzahnräder 234 a und 234b und Übertragungs-Kettenzahnräder 246 a und 246 b zu einem weiteren Anker 260 geführt, der ebenfalls an dem Verbindungspunkt des Greiferkopfes 204 mit dem Abschnitt 206 befestigt ist. Die Abmessungen und die Anordnung der Zylinder 238 und 240, der Antriebs-Kettenzahnräder 234a und 234 0, der Kettenräder 246 α und 246 b sowie der Kettenzahnräder 252 α und 252 b ist derart gewählt, daß sich die Ketten 256 a und 256 b tangential von jedem Kettenzahnrad und im wesentlichen parallel zu den Druckstangen 240 und 242 erstrecken, so daß die Ausfahrkraft jeder Druck stange eine parallele Zugspannung in den Ketten her vorruft, um einen optimalen Wirkungsgrad und mini male seitliche Zugbeanspruchungen auf den Zylindei und die Kreuzkopfanordnungen hervorzurufen. Die Abmessungen der Kettenzahnräder 234, de Nockenstirnfläche 216 und der Zylinder 236 und 231 sind so gewählt, daß sich die Nockenrollen 222 an de maximalen radialen Entfernung befinden, die mögliel ist, wenn sich die Druckstange 240 an der maxima ausgefahrenen Stellung befindet. Die Klemmbacke

218 befinden sich dann in der vollständig zurück gezogenen Stellung. Wenn die Druckstange 242 aus gefahren ist und die Druckstange 240 eingezogen is (wie es in F ι g. 12 gezeigt ist), ist der Nockenring 20

V;76

im Gegenuhrzeigersinn gedreht, wodurch die Rollen 222 radial nach innen entlang der Nockenstirnflächen 216« abrollen und die Klemmbacken 218 nach innen in Greifeiiigriff mit dem Rohr 232 drücken.

Es ist zu erkennen, daß in dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 bis 12 das volle Ausfahren und Zurückziehen der Druckstangen 240 und 242 dazu dient, lediglich die Nockenstirnflächen 216a in RoIlanlagc mit den Roüui 222 zu bewegen, um die Klemmhacken 218 von einer voll zurückgezogenen Stelluni; in eine voll ausgefahrene bzw. Greifstellung zu bewegen. Die Nockenstirnflächen 216 Λ in diesem Ausfühiungsbeispiel werden lediglich dann verwendet, wenn der Nockenring 208 in bezug auf den Träger 210 zurückgedreht wird, wobei in diesem Fall die Aufgaben der Zylinder 236 und 238 in bezug auf das Zusammenführen und Zurückziehen der Klemmbacken 218 umgekehrt sind. Diese Maßnahme ist tür einen richtigen Betrieb nicht erforderlich, jedoch möglich, falls dies gewünscht wird.

Es ist wichtig zu bemerken, daß die Klemmbacken 218 in dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 9 bis 12 in Drehrichtung stationär bleiben, während sie in Abhängigkeit von der Drehung des Nockenringes 208 in irgendeiner Richtung zusammengeführt und zurückge/.ogen werden; somit ist es für den richtigen Betrieb der Zange nicht wesentlich, ob die Nockcnstirnllücher. 21ό α oder 216 b verwendet werden oder ob die Zylinder 236 oder 238 verwendet werden, wie es zweckmäßig ist, um die Klemmbacken 218 zusamlricn/uführcn und sie in Greifsteiiung zu bringen, um einem Drehmoment in irgendeiner Richtung entgegenzuwirken. Der hauptsächliche betriebsmäßige Vorteil, der sich aus diesem Merkmal ergibt, besteht darin, daß die Backen 220 in Drehrichtung stationär verbleiben und sich direkt in Eingriff mit dem Rohr 232 bewegen, anstatt daß sie sich drehen und in diesem Eingriff zusammenlaufen. Ein derartiges direktes Ausfahren vermeidet eine Dreh- und Reibungsberührung mit dem Rohr, die eine Abnutzung und Abstumpfung der Becken hervorrufen könnte.

ίο Das hydraulische Leistungs- und Steuersystem für das Ausführungsbeispiel nach den F i g. 9 bis 12 ist in Fig. 13 gezeigt. Strömungsmitteldruck von einer üuelle P wird über eine Leitung 278 in den Zylinder 236 oder über eine Leitung 280 in den Zylinder 238 eingeführt, und zwar über eine Steuervorrichtung 282. Diese ist als Zweistellungs-Umschaltventtl dargestellt, um abwechselnd die Zylinder 236 und 238 unter Druck zu setzen bzw. diese Zylinder zu entlasten, um die Klemmbacken 218 von der zurückgezogenen in die ausgefahrene Stellung und umgekehrt zu bewegen.

Das Ventil kann außerdem von einer entfernten Stelle gesteuert werden, wie es weiter oben für die Steuervorrichtung 82 in F i g. 8 beschrieben wurde.

Im Betrieb wird ein Druck P über die Steuervorrichtung 282 angelegt, um abwechselnd die Druck stange 240 oder die Druckstange 242 auszufahren und damit die Rohrgreifer-Klcmmbaeken 218 in GreifeingrifT mit aufeinanderfolgenden Abschnitten des Rohres 232 zu bringen, um das Rohr gegen eine Drehung abzustützen, während aufeinanderfolgende Gewindeverbindungen des Rohres hergestellt oder gelöst werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrzange mit einem eine Öffnung zum Einstecken eines Rohres aufweisenden Grundkörper, in den Grundkörper eingesetzten Rohrgreifcrcinrichtungen, diese bestehend aus beweglich in einem Klemmbackenträger um die Öffnung herum angeordneten Klemmbacken und einen die Öffnung umgebenden Nockenring, wobei der Klemmbackenträger oder der Nockenring um die Öffnung drehbar gelagert und der Nockenring so geformt und so mit den Klemmbacken betriebsmäßig verbunden ist, daß diese bei einer gegenseitigen Drehbewegung des Klemmbackenträgers und des Nockenringes in einer Richtung von der zurückgezogenen in die Greifstellung zusammenbewegbar sind, und mit einem Kettenzahnrad, welches mit dem Ktemmbackenlräger oder dem Nockenring betriebsmäßig verbunden ist, wobei dieses Teil bezüglich des Grundkörpers mittels des Kettenzahnrades drehbar ibt, da^irch gekennzeichnet, daß der jeweils nicht mit dem Kettenzahnrad (34, 234 ajb) verbundene Klemmbackenträger (210) oder Nockenring (8) fest mit dem Grundkörper verbunden ist, daß zwei iineare druckbetätigte Arbeitszylinder (36, 38, 236, 238) von dem Grundkörper (2) getragen sind und jeder der beiden Arbeitszylinder mit einem Ubertragungs-Kettenzahnrad (46. 52,- 246 ajb. 252 ajb) versehen ist, daß eine Antriebskette (56: 2St ajb) mit einem Ende zwischen den beiden Arbeitszylindern an dem Grundkörper befestigt (58- 258) und nacheinander um eines der beiden Übertragungs-Kettenzahnräder (52; 252 a/6), das Kettenzahnrad (34/ 234a/fr) und das andere Ubcrtragungs-Kettenzahnrad (46,- 246 a/b) herumgeführt und mit dem anderen Ende ebenfalls zwischen den Arbeitszylindern am Grundkörper befestigt (60; 260) ist, wobei die Teile der Kette, die jeweils zwischen den Übertragungs-Kettenzahnrädem und dem Kettenzahnrad einerseits sowie den Befestigungsstellen (58, 60. 258. 260) andererseits ausgespannt sind, sich parallel <α den beiden Arbeitszylindern (36, 38,- 236, 238) erstrecken, und daß eine Steuervorrichtung (82; 282) vorgrsehen ist, durch welche die Arbeitszylinder wahlweise mit Druckmittel beaufschlagbar sind, wobei eine Drehbewegung des Kettenzahnrads in entgegengesetzten Richtungen erreichbar ist.

2. Rohrzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmbackenträger (10) um die öffnung drehbar gelagert und der Nockenring (8) am Grundkörper (2) befestigt und ferner der Nockenring so geformt ist, daß bei einer Drehbewegung des Klemmbackenträgers in einer Rieh tung die Klemmbacken (18) von einer ersten Stellung, in der sie mit dem in der öffnung befindlichen Rohr (32) in Greifeingriff stehen, über eine zweite Stellung, in der sie sich in zurückgezogener Stellung befinden, in eine dritte Stellung, in der sie erneut in Greifeingriff stehen, bewegbar sind, daß bei einer Drehbewegung in der entgegengesetzten Richtung die Klemmbacken \on der dritten über die zweite in die erste Stellung und damit in umgekehrtem Sinne bewegbar siii ' und daß eine Steuervorrichtung (62) mit Endanschlägen (66) für das wahlweise Anhalten des Keüenzahnradcs (34i in der zweiten Stellung bei der Hin und Herbewegung zwischen der ersten und dritten Stellung vorgesehen ist.

3. Rohrzange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endanschläge (66) zur Steuerung der Arbeitszylinder (36, 38) ausgebildet sind.

4. Rohrzange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenring (208) um die Öffnung drehbar gelagert und der Klemmbackenträger (210) am Grundkörper befestigt sind, wobei die Klemmbacken (218) bei der Bewegung zwischen den Greifstellungen und der zurückgezogenen Stellung mit Bezug auf die öffnung drehfest ausgebildet sind.