DE29607291U1

DE29607291U1 - Hydraulic clamping device

Info

Publication number: DE29607291U1
Application number: DE29607291U
Authority: DE
Original assignee: Hydrostandard & Co KG GmbH
Current assignee: Hydrostandard & Co KG GmbH
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2006-04-11

Description

Utility model application

Hydrostandard GmbH & Co. KG, Dieselstraße 9-11Hydrostandard GmbH & Co. KG, Dieselstrasse 9-11

D-42489 WülfrathD-42489 Wülfrath

Hydraulic clamping device

Die Neuerung betrifft eine hydraulische Klemmvorrichtung, bei welcher zwei Klemmglieder über zwei hydraulische Schwenktriebe gegensinnig verschwenkbar sind.The innovation concerns a hydraulic clamping device in which two clamping elements can be pivoted in opposite directions via two hydraulic pivot drives.

Es sind hydraulische Schwenktriebe bekannt, bei denen jeweils ein zweiseitig beaufschlagbarer Kolben mit einer Zahnstange verbunden ist. Die Zahnstange kämmt mit einem Ritzel, das in Lagern in einem Gehäuse gelagert ist. An dem Ritzel sitzt dann ein zu verschwenkendes Teil. Dabei sind üblicherweise zwei Zahnstangen auf gegenüberliegenden Seiten mit dem Ritzel in Eingriff. Jede dieser Zahnstangen ist mit einem zweiseitig beaufschlagbaren Kolben verbunden.Hydraulic swivel drives are known in which a piston that can be acted upon from both sides is connected to a rack. The rack meshes with a pinion that is mounted in bearings in a housing. A part that is to be swiveled is then attached to the pinion. Usually two racks on opposite sides engage with the pinion. Each of these racks is connected to a piston that can be acted upon from both sides.

Wenn eine Klemmvorrichtung mit zwei Klemmgliedern, wie sie beispielsweise zur Handhabung von Bohrgestängen verwendet wird, durch solche hydraulischen Schwenktriebe betätigt werden soll, wobei je ein Schwenktrieb für jedes der beiden Klemmglieder oder Backen vorgesehen ist, dann ergeben sich bei der Verwendung der üblichen Schwenktriebe konstruktive Probleme. Die Schwenktriebe erfordern viel Raum, und es ist konstruktiv schwierig, zwei solche Schwenktriebe räumlich unterzubringen.If a clamping device with two clamping elements, such as those used for handling drill rods, is to be operated by such hydraulic swivel drives, with one swivel drive being provided for each of the two clamping elements or jaws, then design problems arise when using the usual swivel drives. The swivel drives require a lot of space and it is structurally difficult to accommodate two such swivel drives.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine raumsparende, durch hydraulische Schwenktriebe betätigbare Klemmvorrichtung zu schaffen.The innovation is based on the task of creating a space-saving clamping device that can be operated by hydraulic swivel drives.

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Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden Schwenktriebe jeweils als Einkolben-Schwenktriebe ausgebildet sind.
5According to the innovation, this task is solved by the fact that the two swivel drives are each designed as single-piston swivel drives.
5

Jeder der Schwenktriebe weist dabei nur einen einzigen, zweiseitig druckbeaufschlagten Kolben mit einer einzigen Zahnstange auf, die auf nur einer Seite an dem Ritzel angreift. Ein solcher Schwenktrieb erfordert weniger Raum als die üblichen "Zweikolben"-Schwenktriebe. Dadurch ist es möglich, innerhalb des Raumes, der innerhalb einer hydraulischen Klemmvorrichtung für Bohrgestänge- und ähnliche Anwendungen zur Verfügung steht, zwei Drehantriebe für die beiden Klemmglieder oder Backen unterzubringen.Each of the swivel drives has only a single, double-sided pressurized piston with a single rack that engages the pinion on only one side. Such a swivel drive requires less space than the usual "two-piston" swivel drives. This makes it possible to accommodate two rotary drives for the two clamping elements or jaws within the space available within a hydraulic clamping device for drill pipe and similar applications.

Ein solcher Einkolben-Schwenktrieb ist vorteilhafterweise so aufgebaut, daßSuch a single-piston swivel drive is advantageously constructed in such a way that

(a) jeder der der Schwenktriebe einen einzigen, zweiseitig druckbeaufschlagbaren Kolben und eine einzige Zahnstange aufweist, welche sich parallel zu der Kolbenachse erstreckt und mit mit einem Klemmglied gekoppelten Ritzel auf nur einer Seite in Eingriff ist,(a) each of the swivel drives has a single piston which can be pressurised on both sides and a single rack which extends parallel to the piston axis and is engaged with a pinion coupled to a clamping member on only one side,

(b) die Zahnstange eine zylindrische Lagerfläche aufweist und mit dieser im Bereich des Ritzels in einer zylinderschalenförmigen Lagerschale im Gehäuse längsbeweglich geführt ist, und(b) the rack has a cylindrical bearing surface and is guided longitudinally movably with this in the area of the pinion in a cylindrical shell-shaped bearing shell in the housing, and

(c) zwischen Kolben und Zahnstange eine Kolbenstange von gegenüber dem Kolben verminderten Durchmesser gebildet ist, die in einer Dichtung im Gehäuse geführt ist und eine ringförmige Zylinderkammer begrenzt, während eine zweite Zylinderkammer zwischen der Stirnfläche des(c) a piston rod of smaller diameter than the piston is formed between the piston and the rack, which is guided in a seal in the housing and defines an annular cylinder chamber, while a second cylinder chamber is formed between the front face of the

Kolbens und einer Stirnwandung des Gehäuses gebildet ist.piston and an end wall of the housing.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the innovation is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Fig.l ist eine schematische Darstellung einer Klemmvorrichtung in der Klemmstellung.Fig.l is a schematic representation of a clamping device in the clamping position.

Fig.2 ist eine schematische Darstellung derFig.2 is a schematic representation of the

Klemmvorrichtung in der geöffneten Stellung.Clamping device in the open position.

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch einen Einklolben-Fig. 3 is a longitudinal section through a single-

Drehantrieb.
15rotary drive.
15

Fig.4 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV - IV von Fig.3.Fig.4 shows a section along the line IV - IV of Fig.3.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V von Fig.3.Fig. 5 shows a section along the line V-V of Fig.3.

Fig.l und 2 zeigen eine an sich bekannte Klemmvorrichtung zur Handhabung von Bohrgestängen. Die Klemmvorrichtung 10 hat zylindrische Grundform und weist einen axialen Durchgang 12 auf. Der Durchgang 12 steht mit einer radialen Öffnung 14 in Verbindung. Die radiale Öffnung 14 gestattet es, die Klemmvorrichtung 10 auf ein (nicht dargestelltes) Bohrgestänge aufzuschieben. Gegenüber der Öffnung 14 ist eine feststehende, zylinderschalenformige Anlagefläche 16 vorgesehen. An die zylinderschalenformige Anschlagfläche 16 schließen sich zu beiden Seiten schwenkbare, zylinderschalenformige Klemmglieder 18 und 20 an. Die Klemmglieder 18 und 20 können aus der in Fig.l dargestellten Lage, in welcher die Anschlagfläche 16 und die Klemmglieder 18 und 20 im wesentlichen einenFig.l and 2 show a clamping device known per se for handling drill rods. The clamping device 10 has a cylindrical basic shape and has an axial passage 12. The passage 12 is connected to a radial opening 14. The radial opening 14 allows the clamping device 10 to be pushed onto a (not shown) drill rod. A fixed, cylindrical shell-shaped contact surface 16 is provided opposite the opening 14. The cylindrical shell-shaped stop surface 16 is adjoined on both sides by pivotable, cylindrical shell-shaped clamping members 18 and 20. The clamping members 18 and 20 can be moved from the position shown in Fig.l, in which the stop surface 16 and the clamping members 18 and 20 essentially form a

geschlossenen Zylinder bilden, um Schwenkachsen 22 bzw. 24 nach außen in die in Fig.2 dargestellte, geöffnete Stellung verschwenkt werden. In der geöffneten Stellung kann ein Bohrgestänge durch die Öffnung 14 und zwischen den geöffneten Klemmgliedern 18 bzw. 20 hindurch in den Durchgang 12 eingeführt bzw. die Klemmvorrichtung auf das Bohrgestänge aufgeschoben werden. Danach können die Klemmglieder 18 und 20 zurückgeschwenkt werden, wodurch das Bohrgestänge festgeklemmt wird.closed cylinder, can be pivoted outwards about pivot axes 22 and 24 into the open position shown in Fig.2. In the open position, a drill rod can be inserted through the opening 14 and between the open clamping members 18 and 20 into the passage 12 or the clamping device can be pushed onto the drill rod. The clamping members 18 and 20 can then be pivoted back, whereby the drill rod is clamped.

Das Verschwenken der Klemmglieder 18 und 20 erfolgt durch je einen Einzylinder-Drehantrieb 26, von denen hier nur einer in den Figuren 3 bis 5 dargestellt ist. Die Einzylinder-Drehantriebe 26 sind übereinstimmend ausgebildet und symmetrisch zu der vertikalen Mittelebene in Fig.l und 2 angeordnet.The clamping members 18 and 20 are pivoted by a single-cylinder rotary drive 26, of which only one is shown here in Figures 3 to 5. The single-cylinder rotary drives 26 are designed identically and are arranged symmetrically to the vertical center plane in Figures 1 and 2.

Der Einzylinder-Drehantrieb 26 weist ein Gehäuse 28 auf. Das Gehäuse 28 besteht aus einem Ritzelgehäuse 30 und einem sich daran anschließenden Hydraulik-Zylinder 32. Der Hydraulik-Zylinder besteht aus einem rohrförmigen Mantelteil 34, auf den an seinem in Fig.3 rechten Ende eine Stirnwandung 36 aufgeschweißt ist. Der Mantelteil 34 sitzt mit einem Ende 38 von geringerer Wandstärke auf einem Kragen 40 auf der Stirnfläche eines mit dem Hydraulik-Zylinder 32 fluchtenden Stutzens 42 des Ritzelgehäuses. Zwischen der an das Ende 38 anschließenden Ringschulter 44 des Hydraulik-Zylinders 34 und dem Stutzen 42 ist ein Dichtstück 46 gehalten. Das Dichtstück 46 weist auf der Außenseite eine Ringleiste 48 auf. Die Ringleiste 48 sitzt zwischen einer sich an das Ende 38 anschließenden Ringschulter 44 und der Stirnfläche des Kragens 40. Das Dichtstück 46 liegt mit seiner Stirnfläche an einer Ringschulter 50 an, die innerhalb des Kragens 40 an dem Stutzen 42 gebildet ist. In dem Dichtstück 46 sind zweiThe single-cylinder rotary drive 26 has a housing 28. The housing 28 consists of a pinion housing 30 and an adjoining hydraulic cylinder 32. The hydraulic cylinder consists of a tubular casing part 34, onto which an end wall 36 is welded at its right-hand end in Fig.3. The casing part 34 sits with an end 38 of smaller wall thickness on a collar 40 on the front face of a nozzle 42 of the pinion housing that is aligned with the hydraulic cylinder 32. A sealing piece 46 is held between the annular shoulder 44 of the hydraulic cylinder 34 adjoining the end 38 and the nozzle 42. The sealing piece 46 has an annular strip 48 on the outside. The ring strip 48 is located between an annular shoulder 44 adjoining the end 38 and the front face of the collar 40. The sealing piece 46 rests with its front face on an annular shoulder 50 which is formed within the collar 40 on the nozzle 42. In the sealing piece 46 there are two

Lippendichtungen 52 und 54 gehalten. Eine zylinderschalenförmige Lagerschale 56 ist zwischen der nach innen über die Ringschulter 50 vorstehenden Stirnfläche des Dichtstücks 46 und der Stirnfläche 58 des Ritzelgehäuses gehalten.Lip seals 52 and 54 are held. A cylindrical shell-shaped bearing shell 56 is held between the end face of the sealing piece 46, which projects inwards over the annular shoulder 50, and the end face 58 of the pinion housing.

In dem Hydraulik-Zylinder 32 ist ein Kolben 60 geführt. Der Kolben 60 liegt mit einer Dichtung 62 an der Innenwandung des Hydraulik-Zylinders 32 an. An den Kolben 60 schließt sich eine Kolbenstange 64 von geringerem Durchmesser an. Die Kolbenstange 64 ist in dem Dichtstück 46 geführt. Eine erste, ringförmige Zylinderkammer 66 ist von dem Dichtstück 46 und der um die Kolbenstange herum gebildeten Ringfläche 68 des Kolbens 60 begrenzt. Eine zweite Zylinderkammer 70 ist zwischen der Stirnfläche des Kolbens 60 und der Stirnwandung 36 des Hydraulik-Zylinders 32 gebildet. Die erste Zylinderkammer 66 ist mit einem angeschweißten Hydraulikanschluß 72 verbunden. Die zweite Zylinderkammer 70 ist mit einem angeschweißten Hydraulik-Anschluß 74 0 ve rbunden.A piston 60 is guided in the hydraulic cylinder 32. The piston 60 rests against the inner wall of the hydraulic cylinder 32 with a seal 62. A piston rod 64 of smaller diameter is connected to the piston 60. The piston rod 64 is guided in the sealing piece 46. A first, annular cylinder chamber 66 is delimited by the sealing piece 46 and the annular surface 68 of the piston 60 formed around the piston rod. A second cylinder chamber 70 is formed between the end face of the piston 60 and the end wall 36 of the hydraulic cylinder 32. The first cylinder chamber 66 is connected to a welded hydraulic connection 72. The second cylinder chamber 70 is connected to a welded hydraulic connection 74.

An die Kolbenstange 64 schließt sich in dem Ritzelgehäuse 30 eine Zahnstange 76 an. Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist die Zahnstange 76 im wesentlichen halbzylindrisch. Die Zahnstange 76 weist eine Zahnleiste 78 und eine zylindrische Lagerfläche 80 auf. Die Lagerfläche 80 ist in der Lagerschale 56 abgestützt.A rack 76 is connected to the piston rod 64 in the pinion housing 30. As can best be seen from Fig. 4, the rack 76 is essentially semi-cylindrical. The rack 76 has a rack 78 and a cylindrical bearing surface 80. The bearing surface 80 is supported in the bearing shell 56.

Die Zahnleiste 78 kämmt mit einem Ritzel 82. Das Ritzel 82 ist in Lagern 84 und 86 in dem Ritzelgehäuse 30 gelagert. Mit dem Ritzel 82 ist eine Ritzelwelle 88 verkeilt. Die Ritzelwelle 88 trägt ein zu verschwenkendes Klemmglied 90.The toothed rack 78 meshes with a pinion 82. The pinion 82 is mounted in bearings 84 and 86 in the pinion housing 30. A pinion shaft 88 is wedged with the pinion 82. The pinion shaft 88 carries a clamping member 90 that can be pivoted.

Ein Überdruckventil 92 (Fig.5) verhindert das Entstehen eines exzessiven Druckes in dem Ritzelgehäuse.A pressure relief valve 92 (Fig.5) prevents the build-up of excessive pressure in the pinion housing.

Claims

• m Protection claims

1. Hydraulic clamping device in which two clamping members can be pivoted in opposite directions via two hydraulic pivot drives, characterized in that the two pivot drives are each designed as single-piston pivot drives (26).

2. Hydraulic clamping device according to claim 1, characterized in that

(a) each of the swivel drives (26) has a single piston (60) that can be pressurized on both sides and a single rack (76) that extends parallel to the piston axis and is engaged with a pinion (82) coupled to a clamping member (90) on only one side,

(b) the rack (76) has a cylindrical bearing surface (80) and is connected thereto in the region of the pinion (82) in a cylindrical shell-shaped bearing shell

(56) is guided longitudinally in the housing, and

(c) a piston rod (64) of reduced diameter compared to the piston (60) is formed between the piston (60) and the rack (76), which is guided in a seal (46) in the housing and has a

annular cylinder chamber (66), while a second cylinder chamber (70) is formed between the end face of the piston (60) and an end wall (36) of the housing.