DE2258777A1

DE2258777A1 - Umkehr-anschlageinrichtung fuer kraftbetaetigte rohrzangen

Info

Publication number: DE2258777A1
Application number: DE19722258777
Authority: DE
Inventors: Bela Geczy; Carl A Wilms
Original assignee: Byron Jackson Inc
Current assignee: Byron Jackson Inc
Priority date: 1971-04-16
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1973-04-26
Also published as: US3691875A; DE2258777C3; SU612642A3; IT951438B; JPS5227601B1; FR2133783B1; SU627769A3; DE2258776C3; FR2133783A1; DE2215845C3; AT323688B; GB1350171A; DE2215845A1; RO62305A; NL7205082A; DE2258776B2; DE2258777B2; DE2258776A1; DE2215845B2

Description

PaterTfanwäfte
DIPL-ING. R. .V

MÖNCHEN 2

Tat 13 TeF.22 62 077 22 έ2 09

Byron Jackson Inc., Chikago (III.) V. 8t ..A.

Umkehr-Anschlageinriditung für kraftbetätigfre

Rohrzangen

Die Erfindung bezieht sich auf Umkehr-Anschlageinrichtungen für kraftbetätigte Rohrzangen zum Drehen, Herstellen und Lösen von Rohrverbindungen.

In kraftbetätigten Eohrzangen mit relativ zueinander drehbarem inneren Klemmbacken-Tragring und äußeren Nockenring sind Umkehr-Änechlageinrichtungen.erforderlich, um die Drehung des Hoekenringes in bezug auf den Klemmbacken-Tragring zu begrenzen und um die Klemmbacken zu öffnen, nachdem eine Rohrverbindung hergestellt oder gelöst wurde«

Zweck der Erfindung ist es, eine Umkehr-Anschlag-Einrichtung zu schaffen, die einfach im Aufbauu»wenig störanfällig ist, nur einen geringen Raumbedarf-ha± sowie aufgrund ihrer robusten Konzeption in unterschiedlicheQRichtungen und Größen auftretenden Stoßbelastungen widerstehen kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Umkehr-Aiischlageinrichtungen ein erstes, von einem der Teile gehaltertes Anschlage!ement mit Anschlagansätzen, die abwechselnd mit Axial- und Winkelabstand

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angeordnet sind, ein zweites, von dem anderen der Teile getragenes Anschlagelement mit einem zusammenwirkenden Ansatz, der bei zurückgezogenen Klemmbacken in üxialrichbung in dem WinkelZwischenraum zwischen den Ansätzen des ersten Anschlagelemenbes zwischen abwechselnden AxialStellungen bewegbar und mit den Ansätzen des ersten Anschlagelemenbes in Eingriff bringbar ist, um die umgekehrte Relabivdi'ehung zwischen den beiden Teilen in irgendeiner Richbung auf Stellungen zu begrenzen, an denen die Klemmbacken sich in der zurückgezogenen Stellung befinden, während eine Relativdrehung der beiden Teile in der anderen Richtung möglich ist, so daß die Klemmbacken Ln die ü-reifstellung bewegbar sind, und Einrichtung|tm umfassen, um die Anschlagelemente relativ zueinander in axialrichtung zu betätigen und um den Ansatz auf dem zweiten Anschlagelemenb abwechselnd anzuordnen. Die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlagelementen v/eisen eine WinkelerStreckung auf, die gleich dem Ausmaß der Relativdrehung der Teile ist, die erforderlich ist, um die Klemmbacken vollständig in die Greifsteilung zu bewegen, wobei die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlägen ebenfalls in Eingriff bringbar sind, um die Relativdrehung der Teile über einen Punkt hinaus zu begrenzen, an dem die Klemmbacken vollständig in Richtung auf die Greifstellung betätigt sind. Die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlägen sind angeordnet in winkelmäßig mit Abstand angeordneten Sätzen und die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlagelementen weisen eine WinkelerStreckung auf, die gleich dem iuismaß der Relativdrehung der beiden Teile ist, die erforderlich ist, um die Klemmbacken vollständig in die Greifstellung zu bewegen, wobei die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlägen ebenfalls in Eingriff bringbar sind, um die Relativdrehung der Teile über einen Punkt hinaus

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zu begrenzen, an dem die Klemmbacken vollständig in Richtung auf die Greifstellung betätigt sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung schließen die Einrichtungen zur axialen Betätigung der Anschlagelemente zwischen den abwechselnden Stellungen ein Betätigung sv er s chi ebeteil, das relativ zu einem der Anschlagelemente verschiebbar ist, und Nockenteile ein, die mit dem Anschlagelement und mit dem Verschiebeelement zusammenwirken, um die Anschlagelemente in Abhängigkeit von der Verschiebung des Schiebeteils zwischen den abwechselnden Stellungen zu verschieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

eine kraftbetätigte Rohrzange mit der erfindungsgemäßen Umkehr-Anschlageinrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt,

Fig. 2 den Greiferteil einer kraftbetätigten Rohrzange in der Draufsicht im Schnitt entlang der Linie 5-5 nach Fig. 1, wobei Teile fortgelassen sind, um die Umkehr-' Anschlageinrichtung zu zeigen,

Fig. 3 einen Teil des Greiferteils einer kraftbetätigten Rohrzange in der Seitenansicht in einem vergrößerten Schnitt entlang der Linie 6-6 nach Fig. 2,

Fig. 4· einen Teil des· Greiferteils einer kraftbetätigten Rohrzange in einem vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 7-7 nach Fig.3, der die Umkehr-Anschlageinrichtung in der Stellung zum Herstellen einer Rohrverbindung.

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Fig. 5 einen Teil des Greiferteils einer kraftbetätigten Rohrzange wie in Fig. 4-, bei der jedoch die Umkehr-Anschlageinrichtung in die Stellung zum Lösen einer Rohrverbindung gebracht ist,

Fig. 6 einen senkrechten Schnitt entlang der Linie 9-9 nach Fig. 4,

Fig. 7 einen senkrechten Schnitt entlang der Linie 1o-1o nach Fig. 5»

Fig. 8 die in das Steuersystem einer kraftbetätigten Rohrzange integrierte Umkehr-Anschlageinrichtung in einer schematischen Darstellung.

Die Umkehr-Anschlageinrichtung RS umfaßt einen Anschlagring 1?o, der konzentrisch auf einem mit Hilfe von Befestigungsteilen 172 mit dem Klemmbackentragring 1o verbundenen Halterungsflansch 17I befestigt ist sowie einen Gegenanschlagteil in Form eines Ringes 174 auf dem Nockenring 11, das in dem Ausführungsbeispiel als nach oben gerichtete Verlängerung des Lagerringes 31 dargestellt ist, der eine Lagerbahn für die Lagerkugeln 3o ergibt, auf denen sich der Klemmbacken-Tragring 1o und der Nockenring 11 in bezug aufeinander drehen.

Der Anschlagring 170 ist in Vertikalrichtung verschiebbar und v/eist eine Keilnut^verbindung 175 mit dem Flansch 171 auf dem Klemmbackentragring 1o auf. Eine geeignete Anzahl von schraubenförmigen Druckfedern ist zwischen dem Anschlagring 170 und einem gegenüberliegenden Teil des Nockenringes 1o eingefügt", um eine

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Einrichtung zum Torspannen odär zum Bewegen des Anschlagringes 17o in eine obere normale Stellung zu schaffen, wie dies in den Figuren 3,4- "und 6 zu erkennen ist. Ferner sind Betätigungseinrichtungen 177 vorgesehen, um den Anschlagring 17° nach unten in eine Stellung zu verschieben, die in den Figuren 5 und 7 dargestellt ist, wobei die untere Stellung die Anschlagstellung zum Herstellen einer Hohrverbindung und die untere Stellung die Anschlagstellung zum Lösen einer Rohrverbindung ist. '

Die Betätigungseinrichtung 177 schließt' einen in seiner Winkelstellung verschiebbaren Hing 178 ein, der oberhalb des Anschlagringes 17o angeordnä; ist. Lagermittel, wie z.B. Kugeln 179? sind zwischen dem Betätigungsring 178 und dem Anschlagring 17o eingefügt, um die Drehung des. letzteren in bezug auf den Betätigungsring 178 zu erleichtern, da der Anschlagring 170 von der drehbaren Greiferanordnung G getragen ist.

Doppelwirkende strömungsmitteldruckbetätigte Kolben in'zwei Zylindern 18o,18o (Fig. 2 und 3) sind mit dem Betätigungsring I78 bei 181 und mit dem oberen Gehäuseflansch' 22 bei 182 verbunden, um so die Winkelbewegung des Betätigungsringes 178 in entgegengesetzten Eichtungen in bezug auf das Gehäuse zu bewirken.

Es sind Einrichtungen vorgesehen, die eine geeignete Anzahl von festen, auf der oberen Platte 22 des Gehäuses mit Hilfe von Befestigungsteilen 184 befestigt oder in anderer Weise ausgebildete Nocken 183 und eine entsprechende Anzahl von sich bewegenden Nocken 185 umfassen, die auf dem Betätigungsring 178 ausgebildet oder an diesem mit Hilfe von Befestigungsteilen 186

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befestigt sind, so daß die Wirbelbewegung des Betätigungsringes T/8 in Richtimg des Pfeilen nech Fig. 5 eine nach unten gerichtete Bewegung des Anschlagringes 17o von der oberen Stellung nacii den Figuren 4 und 6 in die untere Stellung nach den Figuren 5 und 7 bewirkt, wie dies durch den Pfeil in Fig. 4 angedeutet ist. Es ist zu erkennen, daß die Bewegung des Betätigungsringes 178 von der Stellung nach den Figuren ^Lj und 7 in die Stellung nach den Figuren 4- und 6 es den Federn 176 ermöglicht, den Anschlagring 17o in die normale oder obere Stellung zurückzuführen. Diese Betätigung wird weiter unten unter Bezugnahme auf das Steuersystem nach Fig. 8 beschrieben.

Der Anschlagring 17o weist an seinem Außenumfang zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Anschlagansätze I7oa (Fig.2) auf, die sich im wesentlichen über 60° um den Ring 17ο herum und gegenüberliegend mit Abstand angeordnet erstrecken. An dem im Gegenuhrzeigersinn weisenden Ende Jedes Ansatzes I7oa befindet sich eine Anschlagfläche oder ein Widerlager 17o H, das, wie es weiter unten beschrieben wird, die Drehung des Außenringes 11 in bezug auf den Klemmbacken-Tragring 1o anhält, wenn die Zange zur Herstellung von Rohrverbindungen verwendet wird und die Klemmbacken J vollständig zurückgezogen sind. An dem anderen in Uhrzeigersinnrichtung weisenden Ende jedes Ansatzes 17oa befindet sich eine Anschlagflache oder ein Widerlager T/o Bj das, wie es weiter unten beschrieben wird, die Drehung des Nockenringes 11 in bezug auf den Klemmbacken-Tragring stoppt, wenn die Zange zum Lösen von Rohrverbindungen verwendet wird und die Klemmbacken J vollständig zurückgezogen sind.

Der Umkehr-Anschlagring oder das Teil 174 wirkt mit den Arischlagansätzen I7oa zusammen, um die die Klemmbacken J öffnende Relafcivdrehung des Klemmbacken-Trag-

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ringes 1o und des liockenringes 11 zu begrenzen, und zu diesem Zweck weist der Hing 174· obere Anschlagansatze 176a und untere Anschlagansätze 174-c auf, die sich in Umfangsrichtung auf dem Innenumfang des Hinges 174· erstrecken und so angeordreb sind, daß diese Ansätze abwechselnd um den Hing 174 herum an entgegengesetzten Seiten von mit Abstand angeordneten vertikalen Zwischenräumen oder Schlitzen 174d angeordnet sind, die eine Winkelerstreckung aufweisen, die im wesentlich gleich oder geringfügig größer ist als die Winkelerstreckung der jeweiligen Anschlagansatze I7oa auf dem Anschlagring I7o, wodurch sich die Ansätze I7oa in Vertikalrichtung in die Schlitze 174- zwischen den unteren und oberen Ansehlagstellungen bewegen können. Wenn die TJmkehr-Anschlagbetätigungseinrichtungen so eingestellt sind, wie es in den Figuren 2, 3,4 und 6 dargestellt ist, um Rohrverbindungen mit der Zange !»zustellen, wobei sich der Umkehr-Anschlagring 17o in der oberen Stellung befindet, ergeben die oberen Anschlagansätse 174a auf dem Hing 174- an ihren in Uhrzeigersinnrichtung weisenden Enden 174m Anschläge, die miυ den Baden 17om an den Anschlagansätzen 17oa des Anschlagringes 17o zusammenwirken, um eine Gegenuhrzeigersiniiarehung des Hockenringes 11 in bezug auf den Klemmbacken-Tragring 1o an einer Stelle zu stoppen, an der die Klemmbacken zurückgezogen sind, die Ansätze 170a laufen jedoch über die oberen Anschlagansatze 174c (Fig.6), so daß der Hockenriiig 11 sich frei im Uhrzeigersim in bezug auf den Klemmbacken-Tragring 1o drehen kann, um die Klemmbacken J auf dem Rohr P zu schließen und dieses zu drehen. Alternativ ergeben, wenn der Ar.schlagring 17o in äie untere Stellung nach den Figuren 5"und 7 bewegt ist, um Rohrverbindungen nit der Zange zu lösen, die unteren Anschlagansätze 174c auf dem Ring 174- an ihren in Gegenuhrzeigersinn zeigenden Eade.11 174b Widerlager, die mit den Enden 17ob

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der Anschlagansätze 17o des Anschlagringes 17o zusammenwirken, um eine Uhrzeigersinn-Drehung des Nockenringes 11 in bezug auf den Klemmbacken-Tragiing 1o an einer Stelle zu begrenzen, an der die Klemmbacken J zurückgezogen sind, die Ansätze 17oa laufen jedoch unter den oberen Anschlagansätzen 174-a (Fig. 7) vorbei, so daß sich der Außenring 11 frei im Gegenuhrzeigersinn drehen kann, um die Klemmbacken J zu schließen und ein Rohr P zu drehen.

In der dargestellten Zange sind drei Klemmbacken J gezeigt, und der Nockenring 11 kann sich über einen Bogen von ungefähr 60° in jeder Richtung von einer zurückgezogenen Klemmbackenstellung in eine Stellung bewegen, in der die Klemmbacken J mit dem Rohr P in Eingriff stehen. Somit weisen die Anschlagansätze 17oa an dem Anschlagring 17o und die Anschlagansätze 174a und 17^-c auf dem Anschlagring 174- einen derartigen Winkelabstand auf, daß sie Schlitze 17^d von einer Erstreckung von ungefähr 60° ergeben und sich selbst über 60 erstrecken, so daß in der dargestellten Rohrzange ein Anschlagansatz 17^a? ein benachbarter Schlitz 174-d und ein Anschlagansatz 17^-c jeweils mit einer Erstreckung von ungefähr 60 auf jeder diametral entgegengesetzten Hälfte des Anschlagringes 174- angeordnet sind. Andere Anordnungen sind möglich, und zwar in Abhängigkeit von der Anzahl von Klemmbacken J und der zu deren Betätigung erforderlichen Winkelbewegung.

Die selektive Betätigung der Umkehr-Anschlagbetätigungszylinder erfolgt durch in das Steuersystem der kraftbetätigten Rohrzange integrierte Einrichtungen (Fig.8). Die Quellenleitung 3o3 führt in dem dargestellten System zu einer Leitung 315» die mit einem geeigneten Wählerventil 315 S verbunden ist. In der dargestellten Stellung leitet das Ventil 315 S Druckströmungsmittel an den

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Betätigungszylinder 18o über eine Leitung 315 M, um die Betätigungsstange zurückzuziehen und dadurch den Umkehr-Anschlagring 178 in die Stellung zur Herstellung einer Rohrverbindung einzustellen, wie es in den Figuren 2, 3,4 und 6 gezeigt ist, und in der anderen Stellung des Ventils 315 S wird Druckströmungsmittel über eine Leitung 315 B geliefert, um die Betätigungsstange in eine ausgefahrene Stellung zu verschieben und um den Umkehr-Anschlagbetätigungsring 178 in seine andere oder in die Stellung zum Lösen einer Rohrverbindung nach den Figuren 5 imd 7 zu bringen.

Obwohl das Haupt-Steuerventil HV für den Hotor M, das Rohrverbindungs-Herstell- und Löse-Betätigungswählventil· 3o7 S und das Umkehr-Anschlagbetätigungswählerventil 315 S in einfacher Weise als manuell betätigte Ventile dargestellt wurden, kann die Rohrzange selbstverständlich auch von einem Steuerpult aus betätigt wsrden, das geeignete elektrische, pneumatische oder hydraulische Einrichtungen aufweist, um das System von einer entfernten Stelle aus zu betreiben oder um das System in eine automatische Brunnenbohrausrüstung zu integrieren.

Patentansprüche:

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Claims

- 1o - Patentansprüche

1. Umkehr-Anschlageinrichtung für kraftbetäbigte Rohrzangen mit einem Hauptteil mit einer öffnung für ein Rohr, mit zwei relativ zueinander drehbaren und in dieser Öffnung drehbar angeordneten Teilen, von denen das erste eine Anzahl von zwischen einer zurückgezogenen Stellung und einer RohrgreifStellung in der Öffnung verschiebbaren Rohrgreiferklemmbacken trägt und das andere dieser Teile mit den Klemmbacken zusammenwirkende Teile zum Verschieben der Klemmbacken in die Rohrgreiferseellung in Abhängigkeit von der Relativdrehung der Teile aufweist, und mit Antriebseinrichtungen zur Drehung eines der Teile in bezug auf das andere zum Verschieben der Klemmbacken in die Rohrgreifstellung und zum Drehen der Teile in der Öffnung, die eine mit einem dieser Teile in Eingriff stehende endlose Kette und einen strömungsmittelbetätigten Drehmotor zum Antrieb der Kette aufweisen, wobei jeweils eines der relativ zueinander drehbaren Teile sowohl mit großer Drehzahl und kleinem Drehmoment als auch mit kleiner Drehzahl und großem Drehmoment drehbar ist, bei der die Klemmbacken bei der umgekehrten Relativdrehung in entgegengesetzter .Richtung zurückgezogen werden, mit Umkehr-Anschlageinrichtung en zur Verhinderung einer umgekehrten Relativdrehung der Teile an der Stellung vorbei, an der die Klemmbacken zurückgezogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehr-Anschlageinrichtungen (RS) ein erstes, von einem der Teile (10,TT) gehaltertes Anschlagelement (17ο) mit Anschlagansätzen (I7oa), die abwechselnd mit Axial- und Winkelab-

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-Iistand angeordnet sind, ein zweites, von dem anderen der Teile (10,11) getragenes Anschlagelement (174) mit einem zusammenwirkenden Ansatz (17^a), der bei zurückgezogenen Klemmbacken in Axialrichtung in dem Vinkelzwischenraum zwischen den Ansätzen des ersten Anschlagelementes zwischen abwechselnden Axialstellungen bewegbar und mit den Ansätzen (I7om bis 174m, 17ob bis 173b) des ersten Anschlag el em ent es in Eingriff bringbar isi?, um die umgekehrte Relativdrehung zwischen den beiden Teilen in irgendeiner Richtung auf Stellungen zu begrenzen, an denen die Klemmbacken sich in der zurückgezogenen Stellung befinden, während eine Relativdrehung der beiden Teile in der anderen Richtung möglich ist, so daß die Klemmbacken in die Greifstellung bewegbar sind, und Einrichtungen (18o,17o,183,185,176) umfassen, um die Anschlagelemente relativ zueinander in Axialrichtung zu betätigen und um den Ansatz auf .dem zweiten Anschlagelement abwechselnd anzuordnen.

2. Umkehr-Anschlageinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlagelementen (17O,174) eine WinkelerStreckung aufweisen, die gleich dem' Ausmaß der Relativdrehung der Teile (io,1i) ist, die erforderlich ist, um die Klemmbacken (J) vollständig in die Greifstellung zu bewegen, wobei die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlägen ebenfalls in Eingriff bringbar sind, um die Relativdrehung der Teile (1O,11) über einen Punkt (42B-42Ii) hinaus zu begrenzen, an dem die Klemmbacken vollständig in Richtung auf die Greifstellung betätigt sind. '

3. Umkehr-Anschlageinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze an den

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ersten und zweiten Anschlägen in winkelmäßig mit Abstand angeordneten Sätzen angeordnet sind und daß die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlagelementen (17o8,17^SiI7^d) eine WinkelerStreckung aufweisen, die gleich dem Ausmaß der Relativdrehung der beiden Teile (10,11) ist, die erforderlich ist, um die Klemmbacken vollständig in die Greifstellung zu bewegen, wobei die Ansätze an den ersten und zweiten Anschlägen ebenfalls in Eingriff bringbar sind, um die Relativdrehung der Teile (io,1i) über einen Punkt hinaus zu begrenzen, an dem die Klemmbacken vollständig in Richtung auf die Greifstellung betätigt sind.

Umkehr-Anschlageinrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur axialen Bet .tigung der Anschlagelemente zwischen den abwechselnden Stellungen ein Betätigungsverschiebeteil (18Ο,171)» das relativ zu einem der Anschlagelemente verschiebbar ist, und Nockenteile (185,185) einschließen, die mit dem Anschlagelement und mit dem Verschiebeelement zusammenwirken, um die Anschlagelemente in Abhängigkeit von der Verschiebung des Schiebeteils zwischen den abwechselnden Stellungen zu verschieben.

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