DE2726472B2 - Rohrzange, insbesondere zum Verdrehen von Futterrohren für Bohrlocher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrzange, insbesondere zum Verdrehsn von Futterrohren für Bohrlöcher, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Axialöffnung und einem dem Außendurchmesser des Rohres angepaßten radialen Ausschnitt sowie mit einem in dem Gehäuse mittels einer Antriebseinrichtung drehbar angeordneten Zahnkranz, der mit einem entsprechenden Radialausscbnitt versehen ist und eine Auflaufkurve mit unterschiedlichen Steigungsbereichen aufweisende Auflaufnocken trägt, denen an geeigneten Halteelementen gelenkig gelagerte Klemmbacken zugeordnet sind.

Beim Einsatz von Rohrzangen vorgenannter Art werden große Klemmkräfte benötigt, um Rohre miteinander zu verschrauben bzw. voneinander lösen zu können. Die Kräfte werden durch sehr flach gehaltene Kurven der Auflaufnocken erzielt, die die Umfangskräfte der Antriebseinrichtung in Spannkraft umsetzen. Neben für die Zange sehr ungünstigen, nahezu radialen Kräften, die zu einem Aufweiten der Zange führen können, führt die Größe der Kräfte zu einem erheblichen Eindrücken der Messer in das Rohrmaterial, so daß sie sich nach dem Absetzen der Anpreßkräfte durch gegenläufiges Drehen des Zahnkranzes nicht mehr von der Rohrwand lösen. Nach dem Verschraubungsvorgang führt eine Drehrichtungsumkehr des Zahnkranzes zu einem Mitnehmen des Rohres in die entgegengesetzte Richtung, so daß sich die Verschraubung wieder löst Zum Teil noch schwieriger ist das Lösen der Klemmesser vom Rohr nach einem Entschraubungsvorgang. Der Druck der Klemmbacken auf die Rohrwand wird so lange gesteigert, bis der Entschraubungsvorgang eingeleitet ist

Nach dem vollständigen Lösen des Rohres von seinem Anschlußstück ist es sehr schwierig, zum Teil unmöglich, durch Drehrichtungs-Umkehr des Zahnkranzes die Klemmbacken vom entschraubten Rohrstück zu lösen, da ein Gegenmoment nicht mehr vorhanden ist. Versuche mit steileren Auflaufkurven ergaben zu geringe Anpreßkräfte. In der Praxis behalf man sich bei einem Entschraubungsvorgang daher mit einem Entschrauben in zwei Stufen. Zunächst wurde der Entschraubungsvorgang eingeleitet und sofort wieder abgebrochen, um die Zange neu anzusetzen und um für den restlichen Entschraubungsvorgang mit geringeren Klemmkräften auszukommen. Das Verbeißen der Zangenmesser in dem Rohrmaterial ist um so schwieriger, je flacher die Auflaufkurven des Zahnkranzes gehalten sind, da während des Zupackens der Zangen gleichzeitig ein erheblicher Umfangsweg zurückgelegt wird, der zu einem tangential gerichteten Einschneiden in das Rohrmaterial führt. Ferner führt das Aufbringen der großen Kräfte durch die flachen Auflaufkurven zu einem elastischen Verformen der miteinander in Eingriff stehenden Teile: der Klemmbakkenführungsrollen und der Kurvenbahnen.

Die elastische Verformung trägt in besonderem Maße dazu bei, daß ein Lösen der Klemmesser nach Beendigung eines Arbeitseinsatzes äußerst schwierig ist.

Durch die DE-OS 22 31 287 ist bereits ein Hebel bekannt, der am Klemmbackenträger drehbar befestigt ist und seinerseits die Klemmbacke drehbar trägt. Bekannt sind ferner Auflaufkurven mit unterschiedlichen Steigungsbereichen, wie beispielsweise der DE-AS 23 62 106 und der US-PS 33 80 323 zu entnehmen ist. Mit den vorbekannten Ausführungen allein ist jedoch eine Behebung der eingangs genannten Nachteile nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rohrzange der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ihre Klemmbacken sowohl nach einem Verschraubungs- als

auch einem Entschraubungsvorgang ohne Schwierigkeiten von den Rohren gelöst werden können. Insbesondere sollen die zwischen den Auflaufnocken und den auf ihren Kurvenbahnen abrollenden Führungsrallen auftretenden Kräfte so gering gehalten werden, daß das Material nicht bis zur elastischen Verformung belastet wird.

Als erfindungsgemäßt; Lösung wird vorgeschlagen, daß die Auflaiifkurven jedes Nockens aus einer flach verlaufenden Zentrierkurve und einer einen wesentlich steileren Anstieg aufweisenden Spannkurve bestehen und zwischen den Klemmbacken und ihren Halteelementen die Anpreßkraft verstärkende Hebelelemente eingesetzt sind. Bei einer Rohrzange mit zwei einander gegenüberliegenden Klemmbacken können die Auflaufnocken symmetrisch zu beiden Seiten des Radialausschnitts des Zahnkranzes angeordnet und mit Führungsrollen der Hebelelemente derart in Eingriff bringbar sein, daß sich in Greifposition der Klemmbacken die Führungsrolle des Hebels der einen Klemmbacke auf der Zentrierkurve des einen Auflaufnockens und die Führungsrolle des anderen Hebels auf der Spannkurve des anderen Auflaufnockens befinden.

Die Zentrierkurve ist zweckmäßig in einen flach ansteigenden Zentrierteil und einen kreisförmigen, konzentrisch verlaufenden Halteteil unterteilt. Zur Vereinfachung der Konstruktion sind die Hebelelemente als einarmige Hebel ausgebildet Sie sind gelenkig an den äußeren Enden eines im wesentlichen halbmondförmigen Klemmbackenträgers befestigt und an ihren anderen, freien Enden mit Führungsrollen zum Auflaufen auf die Zentrier- und Spannkurven ausgerüstet, wobei sich die gelenkige Befestigung der Klemmbacken an den Hebeln zwischen den Drehpunkten der FuhrungsroUen und den Hebeldrehpunkten am Klemmbackenträger befindet

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß steilere Auflaufkurven, die durch den Einsatz von kraftverstärkenden Hebelarmen und die Einleitung der Klemmkraft über nur pine Klemmbacke ermöglicht werden, das Lösen der Zange vom Rohr sogar bei fehlendem Gegendrehmoment ohne Schwierigkeiten möglich ist. Durch die verwendeten steileren Spannkurven können keine elastischen Verformungen der Nocken und der Auflaufrollen selbst auftreten. Außerdem legen die Messer der Klemmbacken sehr geringe Umfangswege am Rohr zurück, so daß das Rohrmaterial nur noch wenig verformt wird. Die notwendigen Klemmkräfte führen zu keiner Rohrdeformation mehr.

Ein weiterer wesentScher Vorteil wird darin gesehen, daß die steil verlaufenden Spannkurven das Entstehen einer erheblichen radialen Kraft, die zu einer Aufbiegung der Zangen führen kann, verhindern. Ein erheblicher Teil der Antriebskraft verläuft weiterhin tangential so daß der Zahnkranz vor einer Aufbiegung geschützt wird. Die eigentliche Klemmkraft wird durch den unmittelbar die Klemmbacken haltenden Träger aufgenommen und vom Zahnkranz ferngehalten.

Bei bisher üblichen radial abziehbaren Zangen ist das An- und Abschwenken schwer und zeitraubend. Die m> Zange muß so lange an das Rohr gedrückt werden, bis die Backen das Rohr zentrierend gefaßt haben. Durch die Ausbildung einer kurzen Zentrierkurve, die anschließend in eine Haltekurve übergeht, werden die Klemmbacken nach einer knappen Zahnkranzdrehung in Zentrierstellung gebracht. Das bedeutet, daß die Zange sich selbsttätig πι Rohr hält, ohne jedoch einen Mitnahmekontakt zum Rohr zu haben. Das Rohr ist also in geringem Maße noch frei in der Zange beweglich. Die Möglichkeit des Abspringens der Zange vom Rohr nach der Verschraubung ist nicht mehr möglich, da buim Lösen der Klemmbacken die Zange zunächst in Zentrierstellung verbleibt, was bedeutet, daß die Zange das Rohr in dieser Stellung Fixiert und nur der Kontakt der Backenmesser zum Rohr aufgehoben wird. Dadurch daß die Auflaufnocken symmetrisch einander gegenüberliegend angeordnet sind und mit den Führungsrollen der Hebelelemente derart in Eingriff stehen, daß die Führungsrolle eines Hebels auf der Zentrierkurve, die Führungsrolle des diesem gegenüberliegenden Hebels zwangsläufig auf der Spannkurve abrollt, wird erreicht, daß beim Spannvorgang die Umfangskraft nur über einen Hebel in Spannkraft umgesetzt wird. Die Reaktionskraft wird als Stützkraft durch die gegenüberliegende Klemmbacke und den zugehörigen Spannhebel aufgebracht Auf diese Weise ist eine optimale d. h. möglichst steile Spannkurve einsetzbar, was zu einer angestreDten, möglichst radial gerichteten Klemmkraft der Klemmbacken führt Die Klemmbacken können durch eine Drehrichtungsumkehr der Zange leicht, ohne Aufbringen eines Gegenmoments vom Rohr gelöst werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Ei findung schematisch dargestellt und erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf die Rohrzange,

Fig.2 die Darstellung der Klemmbacken mit dem Klemmbackenträger und Zahnkranz mit Auflaufnocken in Neutralstellung, wobei die obere Figurenhälfte die Vorrichtung beim Einbringen des Rohres darstellt, während die untere Hälfte ein bereits eingeschwenktes Rohr zwischen den Klemmbacken zeigt,

F i g. 3 ein zentriertes Rohr,

F i g. 4 ein zwischen den Klemmbacken eingespanntes Rohr, und

F i g. 5 den gleichen Vorgang, & h. ein eingespanntes Rohr in entgegengesetzter Drehrichtung.

Die Draufsicht auf die Gesamtvorrichtung (Fig. 1) z<Mgt ein Gehäuse 1 mit Halte- und Führungsscheiben 2 zum Führen und Halten eines darin angeordneten, die Klemmbacken 3 und 4 betätigenden Zahnkranzes 5 (F i g. 2 bis 5). Die Klemmbacken 3 und 4 umfassen ein zu zentrierendes und mit Verlängerungstiilen verschraubbares oder von diesen abschraubbares Rohr 6. Ein Radialausschnitt 7 ermöglicht das Ansetzen an das Rohr 6 bzw. das Abziehen nach beendetem Arbeitsvorgang. Der Ausschnitt 7 wird durch eine Verriegelungsklappe 8, die mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch über eine Vorrichtung 9 betätigbar ist und das durch den Ausschnitt 7 getrennte Gehäuse kraft- und formscl.lüssig verbindet, abgeschlossen. Zum Antrieb des in F i g. 1 nicht gezeigten Zahnkranzes dient die hydraulische Antriebsvorrichtung 10.

In den folgenden Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der Zahnkranz 5 trägt symmetrisch zur Ausschnittsmittellinie 11 Auflaufnokken 12 und IJ. Jede der Auflaufnocken ist mit einer Zentrierkurve 12a bzw. 13a einer Zentrierhaltekurve 12έ bzw. 136 und mit einer Spaniikurve 12c bzw. 13c versehen. An einem im wesentlichen halbmondförmigen Träger 14 sind Hebel 15 und 16 schwenkbar befestigt. Die Anlenkungspunkte an dem Klemmbackenträger 14 sind mit 17 bezeichnet. An ihrem freien Ende sind die Hebel 15 und 16 mit FuhrungsroUen 18 und 19 ausgerüstet. Die Hebel 15 und 16 tragen gleichzeitig die mit den Klemmessern 20 bestückten Klemmbacken 3

und 4. Die Hebel 15 und 16 sind einarmig ausgebildet, d. h. der jeweilige Anlenkungspunkt 21 der Klemmbakken 3 und 4 befindet sich zwischen den Führungsrollen 18 und 19 und dem jeweiligen Drehpunkt 17 der Hebel am Klemmbackenträger 14. =,

Wie aus den Fig.3 bis 5 zu entnehmen ist, ist die Klemmbacke 3 über die Führungsrolle 18 der Auflaufnocke 13 zugeordnet, während die Führungsrolle 19 nur auf den Auflaufnocken 12 auflaufen kann, da die Rollen und die zugehörigen Auflaufnocken axial ι ο gegeneinander versetzt sind. Die F i g. 3 zeigt beispielsweise einen Zentriervorgang der Klemmbacke 4.

Die zugehörige Rolle 19 läuft zunächst über den Zentrierteil 12a der Auflaufnocke 12 auf, d.h. sie wird radial nach innen verschoben bis sie den Halteteil 126 ι-, erreicht und in dieser Stellung gehalten wird. Bei einer weiteren Verdrehung des Zahnkranzes 5 in Richtung des Pfeües, also in Rechtsdrehung, erreicht die Führungsrolle 18 der Klemmbacke 3 den Spannkurventeil 13c. Dieser Vorgang ist insbesondere F i g. 4 zu entnehmen. Die Kurven sind also so zueinander angeordnet, daß immer eine Klemmbacke durch einen Halteteil in der Zentrierstellung gehalten und damit als Reaktionselement die notwendige Gegenkraft für den Klemmdruck der gegenüberliegenden Klemmbacke aufbringt. Mit Fig.5 wird bei Drehrichtungsumkehr gezeigt, daß die Führungsrolle 18 auf dem Halteteil 136 der Auflaufnocke 13 entlangrollt, während die Führungsrolle 19 auf dem Spannkurventeil 12c der Auflaufnocke 12 aufgelaufen ist und dadurch über den Hebel 16 den notwendigen Klemmdruck auf die Klemmbacke 4 ausübt.

Wie aus den Figuren der Zeichnung hervorgeht, sind die Spannkurventeile der Auflaufnocken 12 und 13 mit einer großen Neigung versehen, so daß bei nur geringfügigen Umfangsbewegungen des Zahnrades die notwendige Klemmkraft erreicht wird und die Klemmbacken nur noch ganz geringfügige Umfangsbewegungen während des Klemmvorganges ausführen müssen. Diese Tendenz wird durch die Anordnung der Hebel 15 und 16 wesentlich verstärkt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. Patentansprüche;

   J, Rohmnge, insbesondere zum Verdrehen von Futterrohren für Bohrlöcher, bestehend aus einem Geh&use mit einer Axialöffnung und einem dem Außendurchmesser des Rohres angepaßten radialen Ausschnitt sowie mit einem in dem Gehäuse mittels einer Antriebseinrichtung drehbar angeordneten Zahnkranz, der mit einem entsprechenden Radialausschnitt versehen ist und eine Auflaufkurve mit unterschiedlichen Steigungsbereichen aufweisende Auflaufnocken trägt, denen an HaJteelementen gelenkig gelagerte Klemmbacken zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflaufkurven jedes Nockens (12, 13) aus einer flach π verlaufenden Zentrierkurve (12a, 126,13a, 13b) und einer einen wesentlich steileren Anstieg aufweisenden Spannkurve (12c; 13c) bestehen und zwischen den Klemmbacken (3, 4) und ihren Halteelementen die Anpreßkraft verstärkende Hebelelemente eingesetzt sind.
2. 2. Rohrzange nach Anspruch 1, mit zwei einander gegenüberliegenden Klemmbacken, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflaufnocken (12, 13) symmetrisch zu beiden Seiten des Radialausschnittes des Zahnkranzes angeordnet und mit Führungsrollen (18,19) der Hebelelementederart in Eingriff sind, daß sich in Greifposition der Klemmbacken die Führungsrolle des Hebels der einen Klemmbacke auf der Zentrierkurve des einen Auflaufnockens und die Führungsrolle des anderen Hebels auf der Spannkurve des anderen Auflaufnockens befinden.
3. 3. Rohrzange nach den At_.prüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Zentrierkurve einen flach ansteigenden Zeni»"!erteil (12a, 13a,) und einen kreisförmigen, konzentrisch zum Zangenmittelpunkt verlaufenden Halteteil (126,136^ aufweist.
4. 4. Rohrzange nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente als einarmige Hebel (15,16) ausgebildet sind.
5. 5. Rohrzange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (15,16) einseitig gelenkig an den äußeren Enden eines im wesentlichen halbmondförmigen Klemmbackenträgers (14) befestigt sind und an ihren anderen Enden die Führungsrollen (18,19) tragen, wobei sich die gelenkige Befestigung der Klemmbacken (3, 4) an den Hebeln (15, 16) zwischen den Drehpunkten der Führungsrollen und den Hebeldrehpunkten (17) am Klemmbackenträger ™ befindet.
6. 6. Rohrzange nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialausschnitte der Rohrzange durch eine Verriegelungsklappe (8) verschließbar sind, die zur « Aufnahme von Radialkräften ausgebildet ist, welchen das Zangengehäuse (1) unterworfen ist.
7. 7. Rohrzange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklappe (8) mit ihrem freien, hakenförmig ausgebildeten Ende hinter einen μ Anschlag (la^des Gehäuses (1) greifend äüsgebildef ist.