DE2802109C2 - Bohrloch-Zentrierstück, Manschettenhälfte dafür und Verfahren zur Herstellung eines solchen Zentrierstücks - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Bohrloch-Zentrierstück gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, außerdem eine Manschettenhälfte dafür gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3 und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zentrierstücks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
• Ein derartiges Zentrierstück ist allgemein in der US-PS 33 56 147 beschrieben. Diese weist zwei auf Abstand angeordnete, auf das Bohrrohr aufgeschobene Manschetten auf, von denen jede mit jeweils den einen Enden von Bogenelementen, beispielsweise in Form gewölbter Blattfedern, verbunden ist, die um die Manschetten herum auf Umfangsabstände verteilt sind. Während es wünschenswert ist, zur Vermeidung der mit Schweißverbindungen zusammenhängenden Schwierigkeiten eine schweißfreie Verbindung der Bogenfederelemente an den Manschetten vorzusehen, ist es auch wesentlich, eine sichere Verbindung zwischen den Bogenelementen und den Manschetten vorzusehen und auch einen gleichbleibenden Innendurchmesser für die Anbringung am Futter- oder Bohrrohr einzuhalten.
• Obgleich sich das Zentrierelement nach der genannten US-PS als zufriedenstellend erwiesen hat, werfen die auskragenden Zungen zur Halterung der Bogenelemente an den Manschetten Probleme dahingehend auf, daß sich diese Zungen lockern und die Bogenelemente vor der Anbringung am Bohrrohr nicht mehr sicher halten und dabei auch eine Änderung des Innendurchmessers der Manschetten bewirken können.
• Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Zentrierstück zu schaffen, bei dem die Bogenfederelemente in den Manschetten durch entsprechende Gestaltung der Arretierlaschen sicher festgelegt sind. Außerdem soll eine hierzu geeignete Manschettenhälfte geschaffen und ein Herstellverfahren für ein derartiges Zentrierstück angegeben werden.
• Diese Aufgabe bezüglich des Zentrierstücks wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, während der Patentanspruch 2 eine bevorzugte Ausgestaltung dieses Zentrierstücks zum Inhalt hat. Die Aufgabe bezüglich der Manschettenhälfte wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Die Ausbildung der Manschette in zwei Hälften dient dazu, den Versand zu vereinfachen, wobei diese Hälften durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung am Einsatzort ohne weiteres zu einem Zentrierstück zusammengesetzt werden können. Die Aufgabe bezüglich des Herstellverfahrens wird schließlich mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst.
• Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
• Fig. 1 eine Seitenansicht eines an einem Bohrloch-Bohr- oder -Futterrohr angebrachten Zentrierstücks mit Merkmalen nach der Erfindung,
• Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teilansicht, in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1 gesehen,
• Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 und
• Fig. 4 bis 8 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung der verbesserten Verbindung zwischen den Manschetten und den Bogenelementen eines Zentrierstücks an einem Abschnitt einer Manschette, wobei Fig. 4 eine Ansicht des anfänglichen Zustands nach dem Stanzen auf beiden Seiten einer Arretierlasche, Fig. 4A einen Schnitt längs der Linie 4A-4A in Fig. 4, Fig. 5 eine Fig. 4 ähnelnde Ansicht zur Veranschaulichung des Vorgangs des Abscherens und Auswärtsbiegens des Endes der Arretierlasche, Fig. 5A einen Schnitt längs der Linie 5A-5A in Fig. 5, Fig. 6 eine Aufsicht auf einen Teil einer Manschette, die bogenförmig ausgebildet ist und bei welcher die Arretierlasche zur Ermöglichung des Einsetzens des einen Endes eines Bogenelements in die Vertiefung nach innen gebogen ist, Fig. 7 eine Fig. 6 ähnelnde Darstellung des nächsten Verfahrensschritts, bei dem das Bogenelement in die Manschette eingesetzt und die Arretierlasche in eine Schließstellung gepreßt worden ist, und Fig. 8 eine den Fig. 6 und 7 ähnelnde Darstellung zeigen, in welcher das Bogenelement eingesetzt und in einem Teil einer Manschette arretiert worden ist. während die Arretierlasche sicher festgelegt worden ist.
• Gemäß Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Zentrierstück 10 an einem Bohr- oder Futterrohr 12, im folgenden einfach als Rohrleitung bezeichnet, angebracht, dessen Längsverschiebung beispielsweise durch eine Sperr- oder Anschlagmanschette 14 begrenzt ist. Das Zentrierstück 10 umfaßt im wesentlichen aus Axialabstand angeordnete Manschetten 16 und 18, die jeweils die einen Enden einer Anzahl von gewölbten bzw. Bogenelementen 20, wie Bogenfedern aus Federstahlstreifen, haltern. Vorzugsweise sind die Manschetten 16 und 18, die identisch ausgebildet sind, jeweils aus zwei halbkreisförmigen Teilen zusammengesetzt, die ihrerseits an den beiden Enden jeweils Verbindungsmittel 22 und 24, z. B. Scharniere tragen, mit deren Hilfe die halbkreisförmigen Manschettenhälften mittels eines Stifts 26 zur Herstellung einer kreisförmigen Manschette miteinander verbunden werden können.
• Jedes Bogenelement 20 weist an jedem Ende je eine U-förmige Kröpfung 28 auf, die im Zusammenwirken mit der betreffenden Manschette 16 oder 18 zur festen Verbindung der Enden des Bogenelements 20 mit den Manschetten 16 und 18 und zur Verhinderung eines Herausrutschens aus diesen dient. Um die Manschetten herum sind jeweils mehrere umfangsmäßig verlaufende Öffnungen 30 auf Abstände verteilt, die aus den Fig. 1 bis 3 am besten ersichtliche Schultern 32 und 34 bilden. Die Öffnungen 30 sind jeweils so bemessen, daß sie die Federelement-Kröpfung 28 zwischen den Schultern 32 und 34 aufnehmen. Vorzugsweise sind die axialen Abschnitte 36 und 38 der jeweiligen Manschette zu beiden Seiten der Öffnungen 30 in Radialrichtung um ein etwa der Dicke der Bogenfederelemente 20 entsprechendes Stück nach außen gekröpft, so daß die Innenfläche 21 an jedem Ende jedes Bogenelements 20 mit der Innenseite der Manschette 16 bzw. 18 eine im wesentlichen stufenlose Innenfläche festlegt und hierdurch eine im wesentlichen kreisförmige, an die Außenfläche der Rohrleitung 12 angepaßte Gegenfläche gebildet wird.
• Eine Arretierlasche 40 erstreckt sich von der einen Seite jeder Öffnung 30 jeder Manschette über die Innenseite einer Bogenelement-Kröpfung 28 über diese und die Öffnung 30 hinweg, so daß die Kröpfung 28 in der Öffnung 30 festgelegt und das freie Ende 42 der Arretierlasche 40 in einer Haltestellung arretiert ist.
• In den Fig. 4 bis 8 ist das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Zentrierstücks 10 veranschaulicht, wobei insbesondere die Verbindung zwischen den Manschetten 16 bzw. 18 und dem einen Ende des betreffenden Bogenfederelements 20 dargestellt ist. In Fig. 4 und 4A ist ein Abschnitt 44 eines der Manschettenhälften-Rohlinge, etwa der Manschettenhälfte 22, dargestellt, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber nur die Anbringung des einen Endes eines Bogenfederelements 20 an einer Manschettenhälfte veranschaulicht ist. Gemäß Fig. 4 und 4A ist der Abschnitt 44 so ausgestanzt, daß zwei Längsschlitze 46 und 48 entstehen, deren Länge größer ist als die Breite des Bogenelements 20 und die im wesentlichen quer zur Längsachse der Manschettenhälfte 22 verlaufen.
• Gemäß Fig. 5 und 5A wird der Manschettenabschnitt 44 zwischen den parallelen Schlitzen 46 und 48 an deren einem Ende längs einer Linie 50 aufgeschnitten, so daß die Öffnung 30 gemäß Fig. 1 bis 3 entsteht, die im weiteren Verfahrensverlauf die Kröpfung 28 am einen Ende eines der Bogenelemente 20 aufnimmt. Durch das Aufschneiden längs der Linie 50 wird auch die Arretierlasche 40 gebildet, die von der einen Seite der Öffnung 30 der Manschettenhälfte 22 abgeht und in einem freien Ende 42 ausläuft. Es ist darauf hinzuweisen, daß durch die Schnittlinie 50 die Länge der Lasche 40 nicht verkürzt wird, wie dies bei der genannten US-PS der Fall ist; vielmehr wird hierdurch sichergestellt, daß die Länge der Lasche 40 groß genug ist, um die Lasche ihre noch näher zu erläuternde Arretier- oder Sicherungsfunktion erfüllen zu lassen. Bei der Ausbildung der Arretierlasche 40 wird deren freies Ende 42 aus dem Manschettenabschnitt 44 herausgebogen, so daß sie ihre Arretierfunktion auf noch näher zu erläuternde Weise zu erfüllen vermag.
• Gemäß Fig. 6 wird der Manschettenabschnitt 44 so gepreßt, daß die axialen Abschnitte 36 und 38 zu beiden Seiten der Öffnung 30 über ein praktisch der Dicke des Bogenfederelements 20 entsprechendes Stück nach außen verlagert werden, so daß die so gebildeten Vertiefungen 36 und 38 das Bogenfederelement 20 aufzunehmen vermögen und dessen Innenfläche 21 auf demselben Innendurchmesser liegt wie die Innenfläche 45 der Manschettenhälfte 22 und somit der Außenfläche der Rohrleitung 12 angepaßt ist. Gemäß Fig. 6 wird der Manschettenabschnitt 44 außerdem bogenförmig verformt, so daß die Manschettenhälfte 22 insgesamt halbkreisförmig wird. Bei dem in Fig. 6 veranschaulichten Verfahrensschritt wird außerdem die Arretierlasche 40 vom Abschnitt 44 aus nach innen verformt, so daß genügend Raum für das Einführen des einen Endes eines Bogenelements 20 zwischen die Lasche 40 und die Manschetten-Vertiefungsteile 36 und 38 verhanden ist.
• Gemäß Fig. 7 wird das eine Ende eines Bogenfederelements 20 in den Vertiefungsteil des Abschnitts 44 der Manschettenhälfte 22 in Anlage gegen die Vertiefungsteile 36 und 38 so eingesetzt, daß sich die Kröpfung 28 in der Öffnung 30 befindet. Sodann wird die Arretierlasche 40 gegen die Kröpfung gepreßt. Da die Länge der Öffnung 30 größer ist als die Breite des Bogenfederelements 20, ist ersichtlicherweise in der Öffnung 30 zwischen Kröpfung 28 und Halbmanschetten-Abschnitt 44 ein Zwischenraum vorhanden, in den das freie Ende 42 der Arretierlasche 40 hineingepreßt werden kann. Wenn dabei die Lasche 40 gegen die Kröpfung gepreßt wird, kommt ihr freies Ende 42, das so weit abgebogen worden ist, daß es vom Manschettenabschnitt 44 freikommt, mit der Kröpfung 28 in Berührung, um dann dem Weg des geringsten Widerstands zu folgen und in den zwischen Kröpfung 28 und Manschettenabschnitt 44 befindlichen Teil der Öffnung 30 einzutreten.
• Fig. 8 veranschaulicht den letzten Verfahrensschritt bei der Verbindung des einen Endes eines Bogenfederelements 20 mit der Manschettenhälfte 22. Dabei ist die Arretierlasche 40 gegen die Bogenfeder-Kröpfung 28 angepreßt worden, wobei sich ihr freies Ende 42 durch die Öffnung 30 und in Anlage an die Rückseite des Manschettenabschnitts 44 erstreckt, so daß sowohl die Kröpfung 28 sicher in der Öffnung 30 arretiert als auch die Arretierlasche 40 in einer Arretierstellung festgelegt ist, so daß sie sich auch bei der rauhen Handhabung des Geräts am Einsatzort nicht öffnet. Da die Arretierlasche 40 zudem sicher in ihrer Schließstellung gehalten wird, liegt ihre Innenfläche auf demselben Innendurchmesser wie die mit der Außenfläche der Rohrleitung 12 zusammenwirkende Innenfläche 45 der Manschettenhälfte 22, anstatt in das Innere der Manschette vorzustehen. Obgleich die Arretierlasche 40 unmittelbar nach der Ausbildung gemäß den Fig. 4 und 5 nicht länger ist als die Öffnung 30, ist ihre Länge nach der Ausbildung der Vertiefung 36 in den Teilen 36 und 38 auf die am besten aus Fig. 6 ersichtliche Weise größer als die Umfangsausdehnung der Öffnung 30, so daß das freie Ende 42 der Arretierlasche 40 unter Erfüllung ihrer Arretier- oder Sicherheitsfunktion die Öffnung 30 durchsetzen kann.
• Aus der vorstehenden Beschreibung dürften Aufbau und Herstellungs- und Montageverfahren des erfindungsgemäßen Zentrierstücks 20 offensichtlich sein. Das Verfahren zur Herstellung eines Zentrierstücks und seiner Teile, wobei das Zentrierstück axial auf Abstand voreinander angeordnete Manschetten sowie zwischen diese eingefügte Bogenelemente aufweist, kennzeichnet sich dabei dadurch, daß an mehreren Stellen jeder Manschette zwei praktisch parallele Schlitze mit einer die Breite des betreffenden Bogenelements übersteigenden Länge ausgestanzt werden, daß der Steg zwischen den beiden parallelen Schlitzen an deren einem Ende durchgetrennt und dabei eine Arretierlasche gebildet wird, die in einer Öffnung zwischen jedem Schlitzpaar liegt, daß das freie Ende jede Lasche zur Außenseite des betreffenden Manschettenabschnitts hin abgebogen wird, daß die beiderseits jeder Öffnung gelegenen axialen Teile jeder Manschette unter Bildung von Vertiefungen zur Aufnahme je eines Endes eines Bogenelements verpreßt werden, daß die Arretierlasche zur Innenseite der Manschette hin verlagert wird, um das Einsetzen eines Endes eines Bogenelements zwischen die betreffende Lasche und die jeweilige Manschetten-Vertiefung zu ermöglichen, daß das, eine U-förmige Kröpfung aufweisende Ende eines Bogenelements so in die betreffende Manschetten-Vertiefung eingesetzt wird, daß sich die Kröpfung in einer Öffnung und an der Außenseite einer Arretierlasche befindet, daß die einzelnen Arretierlaschen gegen die Bogenelemente angedrückt werden und daß das freie Ende jeder Arretierlasche durch eine zwischen dem betreffenden Bogenelement und der Manschette festgelegte Öffnung hindurchgeführt und dabei jedes Bogenelement in der zugeordneten Öffnung gesichert wird. Außerdem sieht dieses Verfahren die Herstellung der Bogenelemente und der Manschettenhälften und die Montage des Zentrierstücks am Einsatzort vor, so daß die Transportkosten verringert werden. In diesem Fall werden die Verfahrensschritte gemäß den Fig. 7 und 8 am Einsatzort durchgeführt.

Claims (4)

1. Bohrloch-Zentrierstück mit in axialem Abstand voneinander angeordneten Manschetten zur Anbringung an einer Rohrleitung, insbesondere einem Bohr- oder Futterrohr, und mit mehreren nach außen gewölbten, mit jeder Manschette verbundenen Bogenfederelementen, wobei die Verbindung zwischen den Manschetten und den Bogenfederelementen jeweils in jeder Manschette eine in Umfangsrichtung verlaufende, auf ihren gegenüberliegenden Seiten einander gegenüberstehende Schultern bildende Öffnung, eine in der Öffnung angeordnete, im wesentlichen U-förmige Kröpfung im zugeordneten Endabschnitt des jeweiligen Bogenfederelements und jeweils eine von der Manschette aus über die Innenseite der Kröpfung verlaufende und sich durch die Öffnung zwischen Kröpfung und Manschette erstreckende, abbiegbare Arretierlasche umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die umfangsmäßige Erstreckung der Öffnung (30) jeweils die Breite des zugehörigen Bogenfederelementes (20) übersteigt,
daß die umfangsmäßige Länge der Arretierlasche (40) jeweils größer ist als die Umfangserstreckung der betreffenden Öffnung (30) und
daß die Arretierlasche (40) jeweils die Öffnung (30) durchsetzt und mit ihrem freien Ende (42) an der Außenseite der Manschette (16, 18) anliegt.

2. Zentrierstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte (36, 38) jeder Manschette (16, 18) zur Aufnahme eines zugeordneten Endes des betreffenden Bogenfederelements (20) unter Bildung von Ausbuchtungen nach außen verformt sind, daß die in Umfangsrichtung verlaufende Öffnung (30) in jedem Ausbuchtungsteil ausgebildet ist und daß die im wesentlichen U-förmige Kröpfung in der zugeordneten Öffnung (30) durch die gegenüberstehenden Schultern (32, 34) gegen eine Längsverschiebung festgelegt ist.

3. Manschettenhälfte für ein Zentrierstück nach Anspruch 1 oder 2, mit axial voneinander beabstandeten, jeweils aus zwei halbkreisförmigen, an beiden Enden mit der jeweils anderen verbindbaren Hälfte bestehenden Manschetten und mit diesen verbundenen Bogenfederelementen, wobei in jeder Manschettenhälfte mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Öffnungen vorgesehen sind, die jeweils einander mit Axialabstand gegenüberstehende Schultern auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung bilden, die in Axialrichtung auf gegenüberliegenden Seiten jeder Öffnung befindlichen Teile der Manschettenhälfte zur Aufnahme je eines Endes eines Bogenfederelementes unter Bildung von Ausbuchtungen nach außen verformt sind und von der einen Seite jeder Öffnung eine Arretierlasche abgeht, die nach rückwärts hin aufbiegbar und danach wieder nach vorn gegen das Bogenfederelement andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Manschettenhälfte ausgebildete Öffnung (30) jeweils in ihrer umfangsmäßigen Erstreckung breiter ist als das Bogenfederelement (20) und das freie Ende (42) jeder Arretierlasche (40) beim abschließenden Andrücken der Arretierlasche (40) gegen das Bogenfederelement (20) durch den Freiraum der Öffnung (30) zwischen Bogenfederelement (20) und Manschettenhälftenkörper nach außen hin durchsteckbar ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Zentrierstücks, das mindestens eine Manschette und mindestens ein mit dieser verbundenes, an mindestens einem Ende mit einer U-förmigen Kröpfung versehenes Bogenfederelement aufweist, bei dem zunächst in der Manschette zwei parallele Schlitze ausgestanzt werden, die im wesentlichen quer zur Längsachse der Manschette verlaufen, danach die Manschette längs einer an dem einen Ende der Schlitze zwischen diesen verlaufenden Linie durchgetrennt und dabei eine in einer Öffnung zwischen den Schlitzen gelegene Arretierlasche gebildet wird, sodann der zu beiden Seiten der Öffnung gelegene Teil der Manschette zur Ausbildung einer Ausbuchtung zur Aufnahme eines Endes eines Bogenfederelementes nach außen verformt wird, anschließend die Arretierlasche nach rückwärts hin aufgebogen wird, danach das mit der U-förmigen Kröpfung versehene Ende des Bogenfederelementes so in den Manschetten-Ausbuchtungsteil eingesetzt wird, daß die U-förmige Kröpfung in der Öffnung und an der Außenseite der Arretierlasche liegt, und abschließend die zunächst aufgebogene Arretierlasche gegen das Bogenfederelement angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in ihrer umfangsmäßigen Erstreckung breiter als die entsprechende Breite des Bogenelementes hergestellt, die Arretierlasche in ihrer umfangsmäßigen Erstreckung länger als die umfangsmäßige Breite der Schlitzöffnung ausgebildet, ihr freies Ende umgebogen und beim abschließenden Andrücken der Arretierlasche gegen das Bogenfederelement dieses freie Ende durch die Öffnung zwischen Bogenfederelement und Manschettenkörper hindurchgesteckt sowie zur Festlegung des Bogenfederelements am Manschettenkörper von außen an diesen angedrückt wird.