DE3034190A1

DE3034190A1 - Bremseinheit

Info

Publication number: DE3034190A1
Application number: DE19803034190
Authority: DE
Inventors: Gordon Maurice Boca Raton Fla. Sommer
Original assignee: Sommer Co; G M SOMMER CO Inc
Current assignee: Sommer Co; G M SOMMER CO Inc
Priority date: 1979-10-01
Filing date: 1980-09-11
Publication date: 1981-04-16
Also published as: IT1132951B; IT8024666A0; CA1153320A; DE3034190C2; JPS56101436A; JPS6213531B2; GB2059525B; FR2478055B1; FR2478055A1; GB2059525A

Description

Bremseinheit

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Bremseinheiten und genauer gesagt auf Bremseinheiten vom Ülschertyp, die innere Olpumpeinrichtungen aufweisen, die in der Lage sind, Öl in Abhängigkeit von der Rotation der Bremseinheit in einer vorgegebenen Richtung wahlweise zirkulieren zu lassen·

In Verbindung mit Bohrausrüstungen, beispielsweise solchen für Öl- und Gasbohrungen, werden verschiedenartige Typen von Bremseinheiten eingesetzt. Für das Abtäufen der Öl- und Gasbohrlöcher wird eine Rohrlänge mit einem Bohrer verbunden, den man rotieren läßt, wodurch er sich tiefer in das Erdreich hineinfrißt. Mit fortschreitender Tiefe des Bohrloches ist es erforderlich, eine Ummantelung zu installieren, die normalerweise aus Rohrlängen mit größerem Durchmesser besteht, die miteinander verbunden sind und die Aufgabe besitzen, die Bohrvorrichtung zu führen, die umgebenden Formationen des Erdreiches abzustützen, die Seiten der Öffnung abzudichten und anderes mehr. Die Bohrvorrichtung umfaßt normalerweise ein Hebewerk, das eine Seiltrommel aufweist, eine Antriebsvorrichtung zum drehbaren Antreiben der Seiltrommel, eine Hauptbremse und eine zweite Bremse, die als Betriebsregler bezeichnet wird. Das Hebewerk dient zu verschiedenen Zwecken, einschließlich

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des Anhebens und Absenkens des Bohrrohres und des Bohrers bei Austausch desselben und dem Anschließen von zusätzlichen Rohrlängen sowie zum Steuern des Bohrdruckes. Das Hebewerk kann auch bei der Installation der Ummantelung sowie dem Austausch behilflich sein, falls die Ummantelung bei ausgedehntem Bahrbetrieb verschleißen sollte. Die Hauptbremse ist gewöhnlich mit der Seiltrommel des Hebewerkes eng verbunden und stoppt und hält die Bohrvorrichtung, die Rohrlängen o.a. in irgendeiner gewünschten Position, während die zweite Bremse als Regler wirkt, um die Absenkgeschwindigkeiten zu begrenzen. Der Betriebsregler kann als Wasserbremse ausgebildet sein, die den Widerstand einer Turbine nutzbar macht, durch die beispielsweise ein Strömungsmittel rotiert. Während der Betriebsregler die Beschleunigungsrate reduziert und dadurch die für eine Bedienungsperson zur Ausführung von Korrekturmaßnahmen zur Verfügung stehende Reaktionszeit erhöht, bewirkt er gleichzeitig einen beträchtlichen Widerstand bei der Durchführung von Hubvorgängen, es sei denn, seine Verbindung mit dem Hebewerk ist unterbrochen. Wenn man die Verbindung des Betriebsreglers mit dem Hebewerk bestehen läßt, können sowohl der Energieverbrauch merklich erhöht als auch die Betriebsgeschwindigkeiten infolge dieses Widerstandes abgesenkt werden. Es ist somit erforderlich, den Betriebsregler während der Durchführung der Hubvorgänge abzukoppeln. Dieser Vorgang stellt jedoch nicht nur einen Verlust an wertvoller Betriebszeit dar,

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sondern bewirkt auch ein Wegfallen des zusätzlichen Sicherheitsfaktors in bezug auf die erhöhte Reaktionszeit, in der die Bedienungsperson die Bremse betätigen kann, falls irgendein Fehler auftritt. Desweiteren stellen derartige Regler ein zusätzliches Ausrüstungselement dar, das eine Wartung sowie zusätzliche Kontrollen erforderlich macht, um den Widerstand zum Variieren der Absenkgeschwindigkeiten einzustellen.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Bremseinheit zur Verfugung, die in Verbindung mit derartigen Hebewerken eingesetzt werden kann und die als einzelne Einheit ausgebildet ist, welche in der Lage ist, sowohl die von der Hauptbremse als auch die von dem Betriebsregler ausgeführten Funktionen zu übernehmen, und die desweiteren wesentlich wirtschaftlicher und wirksamer zu betreiben ist und eine betriebssichere Funktionsweise besitzt, um die zugehörige Bohrausrüstung vor Beschädigungen aufgrund von Stromausfällen, Einbrüchen des Bohrers in unterirdische Hohlräume oder ähnlichen Fällen zu schützen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Bremseinheit umfaßt eine Eingangswelle, die mit dem Hebewerk in Verbindung steht und eine innere Ölzahnradpumpe antreibt, welche ein großes ölvolumen durch die Bremseinheit entlang einer ersten Strömungsbahn aufgrund einer Rotation der Eingangswelle in einer Richtung, wie beim Absenken von Rohrlängen,

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umwälzt, um die Bremsscheiben und Platten zu kühlen und zu schmieren. Während eines Hubvorganges wälzt die Zahnradpumpe Öl durch eine andere Strömungsbahn mit niedrigem Widerstand um, um aufgrund des Pumpenbetriebes den Widerstand zu reduzieren· Somit tragen während des Absenkens der Bohrrohre oder von anderen Werkzeugen oder Ausrüstung in das Bohrloch die daran angreifenden Schwerkräfte auch dazu bei, diese innere Ölpumpe anzutreiben und damit große Ölmengen durch die Bremseinheit umzuwälzen. Da dieser Absenkvorgang die härteste Betriebsart für die Bremseinheit darstellt, ist bei dieser Betriebsweise

einer
der Bedarf nach / Ölumwälzung zum Kühlen und Schmieren am größten. Während des Anhebens der Rohre oder Ausrüstungsgegenstände aus dem Bohrloch ist es jedoch wünschenswert, den auf die Antriebseinrichtung einwirkenden Widerstand auf ein absolutes Minimum zu reduzieren, damit diese Vorgänge so schnell wie möglich und mit einem minimalen Energieverbrauch durchgeführt werden können. Bisher ist es oft erforderlich gewesen, zusätzliche Zeit und Arbeit aufzuwenden, um die Bremseinheit vom Hebewerk abzukoppeln, um diesen Widerstand herabzusetzen. Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Ölströmungsbahn innerhalb der Bremseinheit so ausgebildet, daß der während derartiger Hubvorgange resultierende Widerstand auf ein Minimum gebracht wird, wodurch das zeitaufwendige Abkoppeln der Bremseinheit vom Hebewerk entfällt. Dadurch kann die

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Bremseinheit auch als Sicherheitseinrichtung während derartiger Hubvorgänge wirken· Falls während eines solchen Hubvorganges ein Fehler an der Ausrüstung auftreten sollte, wird die innere Ölpumpe aufgrund des herabsinkenden Werkzeuges sofort betätigt, um den Steuerdruck des Strömungsmittels zu überlagern und die Bremseinheit zu betätigen und dadurch die Möglichkeit einer Beschädigung der Ausrüstung minimal zu halten.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Bohrturmes, der mit einem Hebewerk zum Anheben und Absenken von Rohrlängen versehen ist, dem eine erfindungsgemäß ausgebildete Bremseinheit zugeordnet ist;

Figur 2 eine Saitenansicht der erfindungsgemäfl ausgebildeten Bremseinheit;

Figur 3

eine Vorderansicht der Bremseinheit;

Figur 4 einen Teillängsschnitt durch den oberen

Abschnitt der Bremseinheit im wesentlichen entlang der Linie 4-4 in Figur 2;

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Figur 5 einen Teilquerschnitt durch die Bremseinheit im wesentlichen entlang der Linie 5-5 in Figur 4;

Figur 6 einen Teilquerschnitt durch die Bremseinheit im wesentlichen entlang der Linie 6-6 in Figur 4; und

der Figur 7 eine Seitenansicht /Bremseinheit der Figur 2

in Verbindung mit einem primären und einem sekundären Strömungsmittelspeicher.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Bremseinheit 10 in Verbindung mit einer Bohrausrüstung 12 dargestellt. Die Bohrausrüstung 12 kann in irgendeiner bekannten Art und Weise ausgebildet sein, wie sie beispielsweise bei Öl- und Gasbohrungen üblich ist, und kann einen Derrick 14, ein übliches Hebewerk 16 mit Seilen 18, die zum Derrick 14 führen und mit Blöcken zusammenwirken, die daran zum Anheben und Absenken von Werkzeugen, Bohrern oder anderer Ausrüstung in der Bohrloch hinein und aus diesem heraus gelagert sind, und zugeordnete Antriebseinrichtungen 20 zum Antrieb des Hebewerks 16 umfassen. Die Antriebseinrichtungen 20 können in üblicher Weise ausgebildet sein und solche Einrichtungen umfassen, die speziell für derartige Bohrzwecke eingesetzt werden, wie beispielsweise einen Elektromotor, einen Gas- oder

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Dieselmotor oder sogar eine Dampfmaschine, falls dies gewünscht wird. In jedem dieser Fälle steht eine Eingangswelle 22 der Bremseinheit 10 mit dem Hebewerk 16 in Verbindung, und zwar entweder über die Antriebseinrichtungen 20 oder unmittelbar mit der Hebewerkwelle 21, wie dargestellt, um dessen Rotation während des Betriebes zu steuern, wie nachfolgend genauer beschrieben wird.

Die Konstruktion der Bremseinheit 10 wird nunmehr in Verbindung mit den Figuren 2 bis 4 im einzelnen beschrieben. Wie man der Darstellung entnehmen kann, umfaßt die Bremseinheit 10 ein Gehäuse 24 mit allgemein zylindrischem Querschnitt, das zwei in Längsrichtung voneinander beabstandete Endplatten 26 und 28 aufweist, die über eine Vielzahl von geeigneten Befestigungselementen, wie beispielsweise Bolzen 30, mit gegenüberliegenden Enden des Gehäuses befestigt sind, so daß zwischen ihnen ein Hohlraum 31 gebildet wird. Das Gehäuse 24 weist darüber hinaus eine Vielzahl von herabhängenden Montagefüßen oder Flanschabschnitten 32 auf, die rait geeignten Öffnungen 34 versehen sind, so daß die Bremseinheit an einer Arbeitsplattform oder einer anderen geeigneten Lagerfläche befestigt werden kann.

Wie man am besten aus Figur 4 entnehmen kann, besitzt die Endplatte 26 eine Öffnung 36, durch die sich die Eingangswelle 22 in den Hohlraum 31 hineinerstreckt. In ähnlicher

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Weise ist die Endplatte 28 mit einer Öffnung 38 versehen, in der das Ende der Eingangswelle 22 angeordnet ist. Die Eingangswelle 22 ist mit zwei axial voneinander beabstandeten, ringförmigen Nuten 42 und 44 in der Nähe der gegenüberliegenden Enden derselben versehen, in die Staubdichtungen 46 und 48 eingepaßt sind, um die Welle 22 in den Öffnungen 36 und 38 wirksam abzudichten. In Einwärtsrichtung von den Nuten 46 und 48 gesehen sind zusätzliche ringförmige Nuten 50, 52 und 54, 56 an der Walle 22 angeordnet, die alle zur Aufnahme von geeigneten Öldichtungen 57 dienen. Vorzugsweise weisen die Staubdichtungen 46 und 48 sowie die Öldichtungen 50, 52, 54 und 56 die Farm von Kalbenringen auf.

Ein im Inneren angeordneter Abschnitt 58 der Eingangswelle 22 ist mit mindestens einem oder vorzugsweise zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, sich in Axialrichtung erstreckenden Schlitzen oder Keilnuten 60 und 62 versehen, die zur Aufnahme von länglichen Keilen 64 und 66 dienen.

Ein allgemein zylindrisch geformter Zahnrad- und BrBmsscheibenträger 68 ist mit dem Abschnitt 58 der Eingangswelle 22 fest verbunden und weist einen sich in Axialrichtung erstreckenden, radial nach außen beabstandeten Flanschabschnitt 70 auf, der sich mit einer Buchse 72 in Eingriff befindet, die innerhalb der Endplatte 26

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montiert ist, um den angetriebenen Endabschnitt 74 der Eingangswelle 22 drehbar zu lagern. Die Buchse 72 ist mit der Endplatte 26 über geeignete Befestigungseinrichtungen in der Form von sich radial nach innen erstreckenden Buchsenschrauben 76 verbunden. Unmittelbar zu der Buchse 72 benachbart und axial außerhalb davon ist die Endplatte 26 mit einem ringförmigen Labyrinth versehen, das eine Vielzahl von Nuten 78, die in der Endplatte 26 vorgesehen sind, und einen umgebenden Flanschabschnitt 70 in enger Nachbarschaft dazu umfaßt, um den Öldurchtritt durch die Buchse 72 in den Bereich 73, der die Eingangswelle 22 umgibt, zu steuern oder zu begrenzen. Der Zahnrad- und Bremsscheibenträger 68 ist vorzugsweise im Schrumpfsitz auf die Eingangswelle 22 aufgebracht, wobei die Keile 64 und 66 eine Relativdrehung zwischen beiden Elementen verhindern.

Der Zahnrad- und Bremsscheibenträger 68 besitzt einen mit Keilnuten versehenen Mittelabschnitt 82 mit vergrößertem Durchmesser, auf dam ein ringförmiges Zahnrad 84, das eine Mittelbohrung mit entsprechenden Keilnuten besitzt, gelagert ist, um sich zusammen mit dem Träger zu drehen. Das Zahnrad 84 ist so auf dem Zahnradträger 68 gelagert, daß zwischen beiden eine axiale Relativbewegung stattfinden kann, die durch axial voneinander beabstandete gegenüberliegende Wandabschnitte 86 und 86 des Gehäuses 24 begrenzt wird.

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Wie man am besten aus Figur 5 entnehmen kann, ist das Gehäuse 24 mit drei in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, miteinander verbundenen Kammern 90, 92 und 94 versehen, die radial auswärts von dem Zahnrad 84 angeordnet sind. Die Mittelkarnmer 92 weist eine Zahnradpumpe 96 auf, die drehbar auf einer festen Welle 98 gelagert ist. Gegenüberliegende Endabschnitte der Welle 98 sind in Öffnungen 100 und angeordnet, die in den Wandabschnitten 86 und 88 vorgesehen sind» Eine Buchse 103 ist mit der Zahnradpumpe 96 über eine Vielzahl von Schrauben 104 befestigt, die sich vom Umfang derselben radial einwärts erstrecken. Um die Schrauben 104 daran zu hindern, daß sie während des Betriebes herausgetrieben werden, ist ein Stift 105 in einem sich axial erstreckenden Kanal 106 so angeordnet, daß er den radialen Außenabschnitt der Schrauben 104 überlagert. Der Stift kann in dem Kanal 106 in irgendeiner geeigneten Weise gehalten werden, beispielsweise durch einen Stopfen 108. Um Schmiermittel der Buchse 103 zuzuführen, ist die Welle 98 mit einem sich in Axialrichtung erstreckenden Kanal versehen, der sich in den Raum 110 öffnet und einen radial verlaufenden Kanal 112 besitzt, der mit dem inneren Ende desselben in Verbindung steht. Wie man der Zeichnung entnehmen kann, ist der radiale Kanal 112 so angeordnet, daß er etwa mit der axialen Mitte der Buchse 103 ausgerichtet ist. Die Welle 98 ist desweiteren mit einer Öldichtung 113 versehen, die in einer Nut 115 angeordnet ist, die am äußeren oder in der Figur 4 linken Ende der Welle angeordnet ist, um einen Öldurchtritt zu verhindern.

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Vorzugsweise sind beide Buchsen 72 und 103 in Umfangsrichtung segmentiert, wobei zwischen Jedem der Segmente geringe Abstände vorhanden sind, um während der Betätigung der Bremseinheit eine Wärraeausdehnung zuzulassen.

Wie man am besten aus den Figuren 2 und 3 entnehmen kann, ist die Kammer 90 mit einer sich nach außen öffnenden StrömungsmitteleinlaBverbindung 114 versehen, an die eine Strömungsmittelleitung angeschlossen werden kann, um der Kammer 90 Strömungsmittel zuzuführen· Die Kammer 90 wirkt dann als Speicher, der der Zahnradpumpe 96 Strömungsmittel zuführt, welche durch Orehung der Eingangewelle 22 gegen den Uhrzeigersinn über das Zahnrad 84 angetrieben wird und in der Lage ist, dieses Strömungsmittel unter Druck in die nächste im Umfangsabstand angeordnete Kammer 94 zu pumpen.

Ein allgemein zylindrischer Mittelabschnitt 116 mit vergrößertem Durchmesser des Zahnrad- und Bremsscheibenträgerelementes 6Θ ist mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten, sich in Axialrichtung erstreckenden, relativ flachen Schlitzen 122 versehen, die axiale Ölkanäle zur Zuführung von Schmiermittel zu den Bremsscheiben und Platten vorsehen. Eine zweite Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten, sich in Axialrichtung erstreckenden Schlitzen 124 ist ebenfalls an dem Abschnitt 116 zwischen den Schlitzen 122 vorgesehen, wobei jeder Schlitz 124 einen sich in Axialrichtung erstreckenden länglichen Nasenkeil 126 aufnehmen

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kann. Die Nasenkeile 126 besitzen eine unregelmäßige Form, wie allgemein in Figur 6 gezeigt, und weisen einen Basisabschnitt 128 auf, der im Schlitz 124 angeordnet ist, einen in Umfangsrichtung verengten Halsabschnitt 130, der sich allgemein radial außerhalb davon erstreckt, und sich entgegengesetzt dazu in Umfangsrichtung nach außen erstreckende bogenförmige obere Abschnitte 132. Jeder Nasenkeil 126 ist mit dem Abschnitt 116 des Zahnradträgers 68 vorzugsweise über eine. Vielzahl von in Axialrichtung beabstandeten Befestigungselementen 134 verbunden, die mit in den Basisabschnitten der Schlitze 124 vorgesehenen Öffnungen verschraubt sind. Zwischen entsprechenden Nasenkeilen 126 ist eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckenden Bremsscheiben 136 angeordnet und wird durch diese gehalten, wobei die Bremsscheiben entlang den Nasenkeilen axial beweglich und zusammen mit der Eingangswelle 22 drehbar sind. Die Nasenkeile 126 und die Bremsscheiben 136 können so ausgebildet sein, wie es in der amerikanischen Patentanmeldung No. 849 857 beschrieben ist. Alternativ dazu können die Bremsscheiben 136 die Form von kontinuierlichen Ringen anstelle der gezeigten in Umfangsrichtung segmentierten Scheiben besitzen, falls dies gewünscht wird.

Der Mittelabschnitt 116 des Zahnradträgers 68 besitzt desweiteren einen sich in Axialrichtung erstreckenden Flanschabschnitt 164, der sich in Figur 4 nach rechts erstreckt und sich mit einer Buchse 166 in Eingriff befindet, die in einer

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in der Endwand 28 vorgesehenen Ausnehmung 168 befestigt ist, um auf diese Weise den Endabschnitt 40 der Eingangswelle drehbar zu lagern. Oie Buchse 166 ist vorzugsweise in Umfangsrichtung segmentiert, so daß sie sich thermisch ausdehnen kann, und jedes Segment ist über ein geeignetes, mit Gewinde versehenes Befestigungselement 170 in der Ausnehmung 168 befestigt. Desweiteren ist ein anderes Labyrinth vorgesehen, das eine Vielzahl von Nuten 172 umfaßt und axial außerhalb von der Buchse 166 angeordnet ist, um den Öldurchtritt von der Buchse in den Bereich 174, der die Eingangswelle 22 umgibt, zu steuern.

Ein Bremsplattenlagerelement 13Θ ist am Gehäuse 24 fest montiert und steht axial einwärts in den Raum 31 mit radialem Abstand nach außen zu den Bremsscheiben 136 vor. Eine Vielzahl von Bremsplatten 140 ist an dem Element 138 axial beweglich montiert und steht radial einwärts von diesem vor, wobei die Platten zwischen entsprechenden Bremsscheiben 136 angeordnet sind. Das Bremsplattenlagerelement 138 ist desweiteren mit einer Vielzahl von sich radial erstreckenden, im Abstand voneinander angeordneten, gedrosselten Öffnungen 162 versehen, die es ermöglichen, daß das den Bremsplatten und Scheiben zugeführte Öl während eines Absenkvorganges radial nach außen in den Bereich 110 strömen kann.

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Der Mittelabschnitt 116 des Zahnradträgers 68 ist desweiteren mit einer Vielzahl van sich in Axialrichtung erstreckenden, Abstand voneinander aufweisenden Bahrungen 176 versehen, die ein Ende aufweisen, das sich in den Bereich 174 öffnet und eine Ende, das sich in den Bereich 73 öffnet· Die Bohrungen 176 dienen dazu, den Bereich 73 in Strömungsmittelverbindung mit dem Bereich 174 zu setzen, um einen Druckausgleich dazwischen vorzusehen und zu ermöglichen, daß das sich im Bereich 73 ansammelnde Öl in den Bereich 174 abfließen kann. Die Endwand 17Θ ist mit einer Öffnung 180 versehen, mit der eine Strömungsmittelleitung verbunden werden kann, um Öl von den Bereichen 73 und 174 zu einem entfernt davon angeordneten Hauptspeicher oder Tank ■ rückzuführen. Eine relativ kleine Ölmenge tritt durch die an gegenüberliegenden Endabschnitten der Eingangswelle 2 vorgesehenen Dichtung 57 hindurch, wobei die Welle geschmiert wird, und sammelt sich in entsprechenden Bereichen 182 und 1Θ4 an, die benachbart zum Endabschnitt 40 und dem angetriebenen Endabschnitt 74 der Eingangswelle 22 angeordnet sind und diese umgeben· Um eine übermäßige Ansammlung und einen Verlust von Öl in den Bereichen 182 und 184 zu vermeiden» sind Öffnungen 186 und vorgesehen, mit denen Strömungsraittelleitungen verbunden werden können, um dieses hindurchtretende Öl einem zweiten Speicher oder Spültank zuzuführen·

Es sind Betätigungseinrichtungen vorgesehen, um die Bremsscheiben 136 und Bremsplatten 140 wahlweise in Axialrichtung

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in Bremseingriff und aus diesem heraus zu bewegen. Diese Einrichtungen umfassen eine axial bewegliche Kolbeneinheit 172 mit einer Bremsplatteneingriffsflache 144. Elastische Vorspanneinrichtungen in Form einer Vielzahl von Paaren von koaxial angeordneten schraubenförmigen Druckfedern 146, 147 erstrecken sich zwischen der Fläche 146 des Kolbens 142 und einspringenden Sitzflächen 150 des Gehäuses 24. Die Federn 146 und 147 lassen den Kolben 142 eine Klemmkraft auf die Bremsscheiben 136 und Platten 140 zwischen der Fläche 144 und einen axial beabstandeten, gegenüberliegenden Flächenabschnitt 152 des Gehäuses 24 ausüben. Desweiteren ist eine Steuerdruckkammer 154 vorgesehen, die durch den Kanal 156 im Gehäuse 24 unter Druck stehendes hydraulisches Steuerströmungsmittel enthält, das den Kolben 142 in Figur 4 axial nach rechts bewegt und dabei die Vorspannkraft der Federn 146 und 147 überwindet und somit die Klemmkraft löst. Die Druckkammer 154 ist durch axial beabstandete Strömungsmitteldichtungen 158 und 160, die an der Kalbeneinheit 142 vorgesehen sind, abgedichtet.

Wie in Figur 7 dargestellt ist, sind der Einlaß 114 und der Auslaß 194 der Bremseinehit 10 über Leitungen 214 und 216 mit einem primären Schmiermittelspeicher oder Tank 2T2 verbunden. Da die Bremseinheit 10 für zyklischen und Umkehrbetrieb ausgebildet ist, ist es wünschenswert, den Raum 31 in einem mit Schmiermittel überfluteten Zustand zu halten, um dadurch Kavitation oder Trockenlaufen der Zahnradpumpe 96 zu verhindern. Dies kann

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einfacherweise dadurch erreicht werden, daß der Tank so angeordnet wird, daß sich der darin befindliche Ölpegel 217 über den oberen Ende der Bremeeinheit 10 befindet. Eine andere Rückführleitung 21Θ ist ebenfalls mit dem Tank 212 verbunden und erstreckt sich von der Öffnung 180 der Bremseinheit 10. Diese Leitung fuhrt das in den Bereichen 73 und 174 der Bremeeinheit angesammelte Schmiermittel zurück.

Schließlich ist ein zweiter Tank 220 vorgesehen, an den Strömungsmittelleitungen 222 und 224 angeschlossen sind, die sich von den Öffnungen 186 und 188 erstrecken und Schmiermittel von den Bereichen 182 und 184 abführen. Ein Schwimmerschalter 226 ist im Tank 220 vorgesehen, der eine Pumpe 22Θ derart steuert, daß das sich im Tank 220 ansammelnde Schmiermittel über die Leitung 230 zu dem ersten Tank 212 zurückgeführt wird. Der Tank 220 ist vorzugsweise so relativ zur Bremseinheit 10 angeordnet, daß das Schmiermittel aus den Bereichen 182 und- 184 durch Schwerkraftwirkung abfließt. Da sich nur eine relativ kleine Schmiermittelmenge in den Bereichen und 164 der Bremseinheit 10 ansammeln soll, wird vorzugsweise ein zyklisch arbeitendes System eingesetzt, das eine auf den Flüssigkeitspegel ansprechende Pumpeinrichtung besitzt. Wenn es gewünscht:, wird, kann jedoch auch statt dessen eine kontinuierlich arbeitende Pumpe mit relativ niedriger Kapazität eingesetzt werden.

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Oie Wirkungsweise der Bremseinheit 10 wird nunmehr in Verbindung mit der Arbeitsweise eines Bohrturmes beschrieben, obgleich die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Vorrichtungen Verwendung finden kann.

Wie man der Darstellung entnehmen kann, ist die Bremseinheit 10 für eine Rotation der Eingangswelle 22 gegen den Uhrzeigersinn wehrend eines Absenkvorganges ausgelegt, wie durch den Pfeil 190 angedeutet ist. Um einen Absenkvorgang einzuleiten, ist es zuerst erforderlich, die durch die von der Kolbeneinheit 142 auf die Bremsscheiben 136 und Platten 140 aufgrund der Federn 146 und 14? ausgeübte Klemmkraft (Bremskraft) aufzuheben. Dies wird dadurch erreicht, daß man hydraulisches Strömungsmittel unter gesteuertem Druck durch den Kanal in die Kammer 154 einströmen läßt und dadurch bewirkt, daß sich die Kolbeneinheit 142 in Figur 4 axial nach rechte bewegt, wodurch der Kiemradruck reduziert wird und Schwerkräfte auf die abzusenkende Ausrüstung einwirken können, so daß die Eingangswelle 22 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Diese gegen den Uhrzeigersinn gerichtete Rotation der Eingangswelle 22 und des zugehörigen Zahnradträgers 68 und Zahnrades 84 bewirkt eine im Uhrzeigersinn gerichtete Rotation der Zahnradpumpe 96, wodurch Öl unter Druck vom Einlaß 114 und der Kammer 90 durch die Pumpkamreer 92 in die Kammer 94 gepumpt wird. Der Wandabschnitt 86 der Kammer 94 ist mit einem bogenförmigen Schlitz 191 versehen, der die Kammer 94 in Strömungsmittelverbindung mit dem Bereich 192, der zu dem Zahnradträger 68 benachbart ist,

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setzt. Auf diese Weise wird unter Druck stehendes Öl den Keilnuten 82 zur Schmierung derselben und durch diese der Buchse 72 zugeführt, und es wird ein gesteuerter Öldurchtritt durch das Labyrinth 78 zu den Dichtungen 57 erreicht. Der größte Teil dieses unter Druck stehenden Öles wird aus dem Bereich 192 durch die sich in Axialrichtung erstreckenden Schlitze und danach radial nach außen zwischen die ineinander geschachtelten Bremsscheiben 136 und Bremsplatten 140 gedruckt, wodurch zwischen diesen gegenüberliegenden Flächen ein kontinuierlicher Film aufgebaut wird und die Flächen geschmiert und gekühlt werden. Dieses Öl strömt dann über die Kanäle 162, die in dmm Bremsplattenlagerelement 138 vorgesehen sind, in den Bereich 110. Sowohl die Anzahl als auch die Größe der Kanäle 162 wird in Abhängigkeit von der ÖldurchfluBraenge ausgewählt, um einen beträchtlichen Druckfall zu erzeugen· Auf diese Weise ist der Bereich 192 während eines Absenkvorganges einem relativ hohen Druck ausgesetzt, der beträchtlich über dem Druck liegt, dem der Bereich 110 ausgesetzt ist. Dieser Druckunterschied hängt natürlich von der Drehzahl der Eingangswelle 22 und der zugehörigen Zahnradpumpe 96 ab.

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Ein Teil des in den Bereich 110 strömenden Öls wird auf den sich axial erstreckenden Kanal 109 und den sich radial erstreckenden Kanal 112 aufgeteilt, so daß die Buchse 103 der Zahnradpumpe 96 geschmiert wird· Das restliche Öl sammelt sich im unteren Abschnitt des Raumes 31 an und wird über eine Rückführöffnung 194, die in einem unteren Seitenwandabschnitt des Gehäuses 24 angeordnet ist, zu einem entfernt angeordneten Speicher oder Tank zurückgeführt.

Wie in Figur 4 dargestellt ist und wie vorstehend erläutert wurde, wird die von dem Kolben 142 aufgebrachte Bremskraft durch die Beaufschlagung der Kammer 154 mit einem gesteuerten Hydraulikdruck gelöst, so daß die Vorspannkraft der Federn 146, 147 überwunden wird. Wenn jedoch die Drehzahl der Eingangswelle 22 ansteigt, versucht die Zahnradpumpe 96, den ÖlfluB durch die Bremseinheit zu erhöhen, wobei diesem erhöhten ÖlfluB die gesteuerten Öffnungskanäle 162 entgegenwirken, was zu einem erhöhten Druck in den Bereichen 192 und 196 führt. Wie gezeigt ist, besitzt der Kolben 142 einen Flächenbereich 198 innerhalb eines anderen Bereiches oder einer anderen Kammer 200, der dem Flächenbereich 202 desselben, welcher in der Kammer 154 angeordnet ist, axial gegenüberliegt. Da sich somit die Kammer 200 in einer relativ ungedrosselten Strömungsmittelverbindung mit dem Bereich 196 befindet, wird ein erhöhter Strömungsmitteldruck in dieser auf die Fläche 196 des Kolbens 142 ausgeübt. Wenn daher die Drehzahl der Eingangswelle 22

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zunimmt, steigt der Druck im Bereich 196 und folglich im Bereich 200 bis zu dem Punkt an, an dem der Druckunterschied zwischen den Flächen 202 und 19Θ eine Axialbewegung des Kolbens 142 nach links bewirkt, so daß dadurch eine Bremskraft zur Reduzierung der Drehzahl der Welle 22 aufgebracht wird. Wenn die Drehzahl abnimmt, nimmt der Druck in den Bereichen 196 und 200 ebenfalls ab, bis eine konstante Drehzahl erreicht wird. Somit wird durch die erfindungsgemäß ausgebildete Bremseinheit eine Drehzahlregulierung mit interner Selbstregelung erreicht. Dies stellt ein wichtiges Sicherheitsmerkmal der Erfindung dar, da bei einem plötzlichen Ansteigen der Absenkgeschwindigkeit, wie es beispielsweise bei einem Einbruch des Bohrers in einen unterirdischen Hohlraum oder einem Energieausfall während eines Hubvorganges o.a. der Fall sein kann, die erhöhte Drehzahl der Zahnradpumpe 96 die Druckbeaufschlagung des untgewältzen Öles steigert, wobei dieser erhöhte Öldruck den auf die Kalbeneinheit 142 ausgeübten Steuerdruck überwindet, um eine auf die Bremsscheiben 136 und Platten 140 einwirkende Klemmkraft zu erzeugen und dadurch einen vollständigen Wegfall der Steuerung und mögliche Beschädigungen der Ausrüstung zu verhindern.

Während eines Hubvorganges wird die Eingangswelle 22 im Uhrzeigersinn in Drehungen versetzt, wodurch die Zahnradpumpe 96 gegen den Uhrzeigersinn rotiert, woraus eine Umkehr des Pumpvorganges resultiert oder Öl von der

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Kammer 94 in die Kammer 90 gepumpt wird.

Oa es wünschenswert ist, die Hubvorgänge mit einer möglichst hohen Geschwindigkeit innerhalb der Sicherheitsgrenzen durchzuführen, ist der gedrosselte Kanal 162 nicht ausreichend, um einen so großen Ölstrora zu ermöglichen, daß ein Trockenlaufen der Zahnradpumpe 96 verhindert wird. Um desweiteren die zum Anheben der Rohrlängen erforderliche Energie minimal zu halten, ist es wünschenswert, eine freiströmende Schmiermittelversorgung für die Zahnradpumpe 96 vorzusehen und dadurch den daraus resultierenden Widerstand herabzusetzen. Das Gehäuse 24 ist daher mit einer Öffnung 2Q4 versehen, die mit dem Bereich 110 in Verbindung steht und an die eine Strömungsmittelleitung 206 angeschlossen ist. Die Strömungsmittelleitung 206 erstreckt sich durch ein Rückschlagventil 208 bis zu einer anderen Öffnung 210, die in der Endplatte 28 vorgesehen ist und sich in den Bereich 196 der Bremseinheit 16 öffnet. Oa somit der Bereich 110 aufgrund der durch das Niveau des Haupttankölpegels relativ zum Niveau der Bremseinheit erzeugten Druckhöhe in.,einem mit Öl überfluteten Zustand gehalten wird, strömt das Öl durch die Leitung 206 und das Ruckschlagventil 208 in den Bereich 196. Somit wird Öl durch die Schlitze 122 in den Bereich 192, die Kammer 94 und durch die Zahnradpumpe 96 abgezogen und wieder über die EinlaBkamaer 90 in den Haupttank zurückgeführt. Auf diese Weise wird ein Trockenlaufen der Zahnradpumpe 96 wirksam verhindert, wodurch das Auf-

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treten von Kavitation ausgeschaltet wird. Darüber hinaus kann durch den verminderten Widerstand das Erfordernis nach einem Abschalten der Bremseinheit, um ein schnelles Anheben der Ausrüstung aus dem Bohrloch bei minimalem Energieverbrauch zu erreichen, in Fortfall kommen. Da die Bremse somit kontinuierlich angeschlossen bleibt, bleibt sie in Bereitschaft und stellt somit einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor bei Energieauefall oder irgendeinem anderen Fehler beim Anheben der Ausrüstung dar.

Das Rückschlagventil 208 ist so ausgebildet, daß es einen Öldurchfluß vom Bereich 110 zum Bereich 196 zuläßt, jedoch vom Bereich 196 zum Bereich 110 verhindert und dadurch eine Druckbeaufschlagung des Bereiches 196 während der Absenkvorgänge sicherstellt.

Wie vorstehend erwähnt, haben die Buchsen 72 und 166 zusammen mit den Labyrinthnuten 78 und 172 die Wirkung, daß der Raum 31 der Bremseinheit 16 zumindest teilweise abgedichtet wird. Aufgrund des relativ hohen Druckes sowie des Erfordernisses, die Buchsen 72 und 166 zu schmieren, tritt jedoch ein geringer Öldurchtritt auf. Somit sind beide Bereiche 73 und 174 einem geringen Zustrom von unter Druck stehendem Öl ausgesetzt, das über die Kanäle 176 und die mit der Öffnung 180 verbundene Strömungsmittelleitung 218 zum Haupttank zurückgeführt wird. Hinzu kommt, daß etwas Öl an den Dichtungen 57 an jedem Ende der Welle 22 vorbei

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in die jeweiligen Bereiche 182 und 184 eintritt, mit denen Strömungsmittelleitungen 222 und 224 verbunden sind, die zum Abzug von Strömungsmittel dienen. Da jedoch das in den Bereichen 182 und 184 vorhandene Öl unter atmosphärischem oder nahezu atmosphärischem Druck steht und da sich das Ölniueau im Tank 212 über dem Niveau der Bereiche 182 und befindet, ist es aufgrund des dadurch erzeugten Druckgefälles nicht möglich, dieses Öl direkt in den Haupttank zurückzuführen. Die Strömungsmittelleitungen 222 und 224 ziehen daher Schmiermittel zum zweiten Tank 220 ab und lassen den Schwimmerschalter 226 auf ein Niveau steigen, das zur Betätigung der Pumpe 228 ausreicht. Die Pumpe 228 arbeitet dann und führt das Öl aus dem Tank 220 über die Leitung 230 in den Tank 212 ab, wodurch das Ölniveau im Tank 220 so lange reduziert wird, bis der Schwimmerschalter 226 die Pumpe 228 abschaltet.

Obwohl die Bremseinheit 10 so dargestellt wurde, daß die Eingangswelle 22 während der Absenkvorgänge gegen den Uhrzeigersinn rotiert, kann eine Drehung im Uhrzeigersinn während des Absenkens in einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß die Einlaßverbindung 114 so bewegt wird, daß sie mit der Kammer 94 in Verbindung gebracht wird, und daß der Schlitz 191 an die entsprechende Stelle in Verbindung mit der Kammer 90 bewegt wird. Die Wirkungsweise und die Ölumwälzung innerhalb der Bremseinheit 10 ist dabei in anderer Hinsicht mit der vorstehend beschriebenen im wesentlichen identisch.

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Claims

Psf'.-ni'ir - ülte

Di₁ ' > ρ '· Hauck

Dip'.. , .,ye. w. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs

Dipl. ing. W. Wehnert

OJpI. Phys. W. Carstens

Dr.-Jng. W. Döring

Mozartstraße 23
8OOO München 2 _{Münchenf 8}.September 1980

G.M. Sommer Company, Inc. Anwaltsakte: M-5290 26233 Groesbeck Highway

Warren, Mich. 48O8O,ÜSA

Patentansprüche

(1. feremseinheit, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, eine drehbar in dem Gehäuse gelagerte Eingangswelle, eine Vielzahl von Bremsscheiben, die an der Eingangswelle montiert und zusammen mit dieser drehbar sind, eine Vielzahl von Bremsplatten, die zwischen den Bremsscheiben angeordnet und nicht drehbar im Gehäuse montiert sind, Betätigungseinrichtungen zur Bewegung der Bremsplatten und Bremsscheiben im Bremseingriff und aus diesem heraus, um dadurch die Rotation der Eingangswelle zu verhindern, und Strömungsmittelpumpeinrichtungen, die von der Eingangswelle angetrieben werden und in der Lage sind, Strömungsmittel über die Bremsplatten und Scheiben zur Kühlung und Schmierung derselben umzuwälzen, und die einen Strömungsmitteldruck erzeugen, der bewirkt, daß die Betätigungseinrichtungen die Bremsscheiben und Platten in Bremseingriff bewegen.

1 3 O O 1 6 / O S β k

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2. Bremseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Steuereinrichtungen zur Aufbringung einer Kraft auf die Betätigungseinrichtungen aufweist, damit auf diese Weise die Betätigungseinrichtungen die Bremsscheiben und Platten aus dem Bremseingriff heraus bewegen.
3. Bremseinehit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit Kanaleinrichtungen versehen ist, um die Betätigungseinrichtungen in Strömungsmittelverbindung mit den Pumpeinrichtungen zu bringen, wodurch der Strömungsmitteldruck eine zweite Kraft auf die Betätigungseinrichtungen aufbringen kann«
4. Bremseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kraft die Bremsplatten und Bremsscheiben in Bremseingriff miteinander bewegt.
5. Bremseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtungen Vorspanneinrichtungen umfassen, die die Bremsplatten und Scheiben in Bremseingriff pressen.
6. Bremseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtungen einen Kolben umfassen, der beweglich im Gehäuse gelagert ist, daß die Steuereinrichtungen die Kraft auf eine erste Fläche des Kolbens aufbringen und daß die Kanaleinrichtungen eine gegenüberligende Fläche des Kolbens in Ströraungsmittelver-

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' /'\. '³' 3034~1§Ö

bindung mit den Pumpeinrichtungen bringen.

.
7.Bremseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtungen desweiteren Vorspanneinrichtungen umfassen, die den Kolben in eine erste Richtung beaufschlagen.

8. Bremseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen eine Vielzahl von Federn umfassen, die sich ^wischen dem Kolben und dem Gehäuse erstrecken.

9. Bremseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen erste und zweite Reihen von Federn umfassen, wobei jede FBder der ersten Reihe konzentrisch innerhalb einer jeden Feder der zweiten Reihe angeordnet ist.

10. Bremseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Richtung diejenige Richtung ist, in die sich der Kolben bewegt, um die Bremsplatten und Bremsscheiben in Bremseingriff zu bringen.

11. Bremseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen eine Kammer umfassen, die mit der ersten Fläche und den Kanaleinrichtungen im Gehäuse in Verbindung steht, um unter Druck stehendes Steuerströmungsmittel der Kammer zuzuführen.

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12. Bremseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Pumpeinrichtungen eine Zahnradpumpe umfassen, die
sich mit der Eingangswelle treibend in Eingriff befindet.

13. Bremseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Kanaleinrichtungen umfaßt, um Strömungsmittel

von der Zahnradpumpe den Bremsscheiben und Platten zuzuführen.

14. Bremseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanaleinrichtungen eine Vielzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Kanälen umfassen, die an der
Eingangswelle vorgesehen sind.

15. Bremseinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kanäle zu den Bremsscheiben und Platten benachbart radial auswärts öffnen, um Strömungsmittel über die Bremsplatten und Scheiben zu führen!,

16. Bremseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle in der Nähe von einem Ende derselben
Zahnradeinrichtungen umfaßt, die sich mit der Zahnradpumpe treibend in Eingriff befinden.

17. Bremseinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradeinrichtungen ein Ringrad umfassen, das auf der Eingangswelle axial beweglich montiert ist.

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18. Bremseinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle einen daran befestigten Zahnrad- und Bremsscheibenträger umfaßt, daß das Ringrad am Träger in der Nähe eines Endes desselben montiert ist und daß die Bremsscheiben axial beweglich an diesem befestigt sind.

19. Bremseinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Lagereinrichtungen innerhalb des Gehäuses umfaßt, die gegenüberliegende Endabschnitte des Trägers lagern und die die Eingangswelle drehbar lagern, und Labyrinthdichtungen, die zwischen dem Träger und dem Gehäuse unmittelbar axial außerhalb einer jeden Lagereinrichtung vorgesehen sind, wobei die Lager und die Labyrinthdichtungen zur Begrenzung des axial auswärts gerichteten Strömungsmittelflusses zusammenwirken.

20. Bremseinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagereinrichtung eine Vielzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden und mit Abstand zueinander angeordneten Segmenten umfaßt.

21. Bremseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradpumpe drehbar auf einer Welle gelagert ist, die im Gehäuse befestigt ist und damit befestigte Lagereinrichtungen aufweist.

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22. Bremseinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtungen mit der Zahnradpumpe über eine Vielzahl von mit Gewinde versehenen Befestigungselementen verbunden sind.

23. Bremseinheit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren stiftförmige Einrichtungen umfaßt, die die äußeren Enden der mit Gewinde versehenen Befestigungselemente überlagern und die ein Heraustreiben der Befestigungselemente während des Betriebes der Bremseinheit verhindern.

24. Bremseinheit nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtungen eine Vielzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden, voneinander beabstandten Buchsenelementen umfassen.

25. Ölbohrausrüstung mit einer Vorrichtung zum Anheben und Absenken von Rohrlängen und einer Hebewerkbremse, die mit dieser Vorrichtung in Verbindung steht, um die Bewegung der Rohrlängen zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebewerkbremse die folgenden Bestandteile umfaßt: ein Gehäuse, das einen darin befindlichen Hohlraum umgrenzt, eine drehbar innerhalb des Gehäuses gelagerte Eingangswelle, die ein Ende aufweist, das sich in den Hohlraum erstreckt, und ein anderes Ende, das mit der Vorrichtung verbunden ist, eine Vielzahl von Bremsplatten,

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die beweglich an der Eingangswelle montiert und zusammen mit dieser drehbar sind, eine Vielzahl von Bremsscheiben, die zwischen den Bremsplatten angeordnet und in nicht drehbarer Weise am Gehäuse innerhalb des Hohlraumes bewegbar befestigt sind, Betätigungseinrichtungen zum Bewegen der Bremsplatten und der Bremsscheiben in Bremseingriff, um eine Rotation der Eingangswelle zu verhindern, an der Eingangswelle montierte und zusammen mit dieser drehbare erste Zahnradeinrichtungen, innerhalb des Hohlraumes drehbar montierte zweite Zahnradeinrichtungen, die mit den ersten Zahnradeinrichtungen kämmen, eine'¹ Öleinlaß, der mit einer Seite der Zahnradeinrichtungen in Verbindung steht, eine Öldruckkammer, die mit der anderen Seite der zweiten Zahnradeinrichtungen in Verbindung steht, wobei die zweiten Zahnrad-einrichtungen in der Lage sind, in Abhängigkeit von einer Rotation der Eingangswelle in einer ersten Richtung Öl vom Einlaß in die Druckkammer zu pumpen, Ölkanaleinrichtungen, um Öl von der Druckkammer zu den Bremsplatten und Scheiben und über dieselben und zu den Betätigungseinrichtungen zu führen, eine Quelle von unter Druck stehendem Strömungsmittel, das einen Freigabedruck auf eine Seite der Betätigungseinrichtungen ausübt und die Betätigungseinrichtungen derart bewegen kann, daß die Bremsplatten und Scheiben aus dem Bremseingriff herausgelöst werden, wobei die zweiten Zahnradeinrichtungen desweiteren in der Lage sind, unter Druck stehendes Öl durch die Kanaleinrichtungen umzuwälzen und einen Betätigungs-

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druck auf eine andere Seite der BetStigungseinrichtungen auszuüben, um dem Freigabedruck entgegenzuwirken, und wobei der Betätigungsdruck von der Drehzahl der Eingangswelle abhängig ist, wodurch die zweiten Zahnradeinrichtungen in der Lage sind, die von der Hebewerkbremse erzeugte Bremskraft in Abhängigkeit von der erhöhten Absenkgeschwindigkeit der Vorrichtung zu erhöhen.

26. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Zahnradeinrichtungen in der Lage sind, in Ansprache auf eine entgegengesetzte Rotationsrichtung der Eingangswelle Öl von der Druckkammer zum Einlaß zu pumpen.

27. Ölbohrauerüstung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse desweiteren zweite Ölkanaleinrichtungen umfaßt, die in der Lage sind, in Ansprache auf die entgegengesetzte Rotationsrichtung Öl den zweiten Zahnradeinrichtungen zuzuführen, wodurch der Widerstand aufgrund der Pumpwirkung der zweiten Zahnradeinrichtungen reduziert wird.

28. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Öleuslaßkammer umfaßt, die die Bremsscheiben und Platten umgibt und Öl von den Bremsplatten und Scheiben während der besagten ersten Rotationsrichtung der Eingangswelle aufnimmt und Öl in Ansprache auf die

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entgegengesetzte Rotationsrichtung den zweiten Ölkanaleinrichtungen zuführt.

29. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Ölkanaleinrichtungen einen zweiten Einlaß umfassen, der mit der Auslaßkammer verbunden ist, und einen zweiten Auslaß, der mit den Ölkanaleinrichtungen verbunden ist, wobei die zweiten Ölkanaleinrichtungen in der Lage sind, die Bremsscheiben und Platten zu umgehen.

30. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kanaleinrichtungen Rückschlagventileinrichtungen umfassen, um einen Ölstrom vom zweiten Auslaß zum zweiten Einlaß zu verhindern.

31. ülbohrausrüstung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß desweiteren Vorspanneinrichtungen vorgesehen sind, die die Betätigungseinrichtungen derart beaufschlagen, daß die Bremsplatten und Bremsscheiben in Bremseingriff bewegt werden, und daß das unter Druck stehende Strömungsmittel in der Lage ist, die von den Vorspanneinrichtungen ausgeübte Kraft zu überwinden.

32. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtungen ein Kalbenelement umfassen, das innerhalb des Gehäuses beweglich montiert ist und eine Fläche aufweist, die mit einer der Bremsplatten

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und Scheiben in Eingriff bringbar ist, die mit einem Abschnitt des Gehäuses zusammenwirkt, um darauf eine Klemmkraft auszuüben, und daß sich die Vorspanneinrichtungen zwischen der anderen Seite und dem Gehäuse erstrecken.

33. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen und der Betätigungsdruck zusammenwirken, um den Freigabedruck auszugleichen, wenn die Eingangswelle in der ersten Richtung mit einer vorgegebenen Drehzahl rotiert, und daß die zweiten Zahnradeinrichtungen den Betätigungsdruck in Ansprache auf eine größere Drehzahl als die vorgegebene Drehzahl erhöhen, um auf diese Weise den Freigabedruck zu überwinden und dadurch die Bremsplatten und Scheiben in Bremseingriff zu bewegen, wodurch ein Ablaufzustand innerhalb der Vorrichtung verhindert wird.

34. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen eine Vielzahl von Federn umfassen, die sich zwischen dem Kolben und dem Gehäuse erstrecken.

35. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen erste und zweite Reihen von Federn umfassen, wobei jede Feder aus der ersten Reihe konzentrisch innerhalb jeder Feder aus der zweiten Reihe angeordnet ist.

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-Ai-

36. Olbohrausrüstung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren einen entfernt von der Bremse angeordneten Speicher umfaßt, vom Speicher zu dem Öleinlaß verlaufende Leitungseinrichtungen und von der Bremse zum Speicher verlaufende Rückführleitungen und daß der Speicher ein Ölniveau besitzt, das über dem oberen Ende des Gehäuses liegt, so daß das Gehäuse in einem überfluteten Zustand gehalten wird.

37. Olbohrausrüstung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheiben und Platten in einem unter Hochdruck stehenden Raum innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und daß desweiteren in der Nähe eines jeden Endes der Welle erste und zweite unter reduziertem Druck stehende Hohlräume angeordnet sind, wobei Lagereinrichtungen und zugeordnete Labyrinthdichtungseinrichtungen zwischen dem unter hohen Druck stehenden Raum und jedem der ersten, unter reduziertem Druck stehenden Räume angeordnet sind, die in der Lage sind, den Öldurchtritt von dem unter hohen Druck stehenden Raum in die ersten unter reduziertem Druck stehenden Räume zu steuern.

38. Olbohrausrüstung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren eine Vielzahl von Kanälen umfaßt, die jeden der ersten unter reduziertem Druck stehenden Räume in Strömungsmittelverbindung bringen.

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39. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle eine Vielzahl von sich in Axialrichtung erstreckenden Bohrungen umfassen, die in der Eingangswelle vorgesehen sind.

40. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Abführleitungen umfaßt, die sich von einem der ersten unter reduziertem Druck stehenden Räume zum Speicher erstrecken und in der Lage sind, Öl von den ersten unter reduziertem Druck stehenden Räume zurückzuführen .

41. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren Dichtungseinrichtungen umfaßt, die zwischen jedem der ersten und zweiten unter reduziertem Druck stehenden Räume angeordnet und die in der Lage sind, den Strömungsmitteldurchtritt durch diese zu steuern, wobei die Lagereinrichtungen, die Labyrinthdichtungseinrichtungen und die Dichtungseinrichtungen alle derart zusammenwirken, daß ein Ölaustritt aus dem unter hohem Druck stehenden Raum wirksam verhindert wird.

42. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß sie desweiteren zweite Abführleitungseinrichtungen umfaßt, deren eines Ende mit jedem der zweiten unter reduzierten Druck stehenden Räume verbunden ist und deren anderes Ende mit einem zweiten Speicher in Verbindung

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steht, wodurch das aus dem ersten unter reduziertem Druck stehenden Raum ausgetretene Öl zu dem zweiten Speicher zurückgeführt wird, und daß dem zweiten Speicher Einrichtungen zur Rückführung des ausgetretenen Öles zum Speicher zugeordnet sind.

43. Ölbohrausrüstung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführeinrichtungen eine Pumpe und auf das Strömungsmittelniveau ansprechende Einrichtungen zur Betätigung der Pumpe umfassen·

44. Schmiermittelsystem für eine Bremseinheit, gekennzeichnet durch: ein Gehäuse mit einem Schmiermitteleinlaß, einem Schmiermittelauslaß, Einrichtungen, die einen Hochdruckbereich innerhalb des Gehäuses begrenzen, Einrichtungen, die einen Zwischendruckbereich begrenzen, und Einrichtungen, die einen Niede*druckbereich innerhalb des Gehäuses begrenzen, eine im Gehäuse gelagerte drehbare Welle, die ein sich von dem Gehäuse nach außen erstreckendes Ende aufweist, im Gehäuse angeordnete und von der Eingangswelle angetriebene Hochdruckschmiermittelpumpeinrichtungen, einen ersten Schmiermittelspeicher, einen zweiten Schmiermittelspeicher, Zuführleitungseinrichtungen, die den ersten Speicher mit dem Einlaß verbinden, Rückführleitungseinrichtungen, die den Auslaß mit dem ersten Speicher verbinden, wobei sich der Auslaß in den Hochdruckbereich des Gehäuses öffnet, zweite Rückführleitungseinrichtungen,

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die sich zwischen dem Gehäuse und dem ersten Speicher erstrecken und sich in den Zwischendruckbereich innerhalb des Gehäuses öffnen, dritte Rückführleitungseinrichtungen, die sich in den Niederdruckbereich öffnen und in den zweiten Speicher erstrecken und die in der Lage sind, Strömungsmittel von dem Niederdruckbereich zum zweiten Speicher zurückzuführen, und Rückführeinrichtungen zur Rückführung van Strömungsmittel aus dem zweiten Speicher zum ersten Speicher.

45. Schmiermittelsystem nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß es desweiteren Dichtungseinrichtungen umfaßt, die die zwischen dem Hochdruckbereich und dem Zwischendruckbereich angeordnete Welle umgeben und mit dieser in Eingriff bringbar sind.

46. Schmiermittelsystem nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtungen Lagereinrichtungen umfassen, die die Welle lagern,und Labyrintheinrichtungen in der Nähe der Lagereinrichtungen, die einen begrenzten Schmiermitteldurchfluß gestatten.

47. Schmiermittelsystem nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß es desweiteren Dichtungseinrichtungen umfaßt, die zwischen dem Zwischendruckbereich und dem Niederdruckbereich angeordnet sind und einen begrenzten Schmiermitteldurchfluß gestatten.

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-AS- -

48. Schmiermittelsystem nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinheit eine Vielzahl von Bremsscheiben umfaßt, die in Axialrichtung bewegbar an der Welle befestigt und zusammen mit dieser drehbar sind, und eine Vielzahl von Bremsplatten, die zwischen den Bremsscheiben angeordnet und nicht drehbar und axial beweglich innerhalb des Hochdruckbereiches gelagert sind, wobei die Pumpeinrichtungen in der Lage sind, Strömungsmittel vom Einlaß über die Bremsplatten und Scheiben zum Auslaß umzuwälzen, um auf diese Weise die Platten und Scheiben zu kühlen und zu schmieren.

49. Schmiermittelsystem nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Speicher so relativ zu der Bremseinheit angeordnet ist, daß das darin befindliche Strömungsmittelniveau auf einer Höhe gehalten werden kann, die dem oberen Ende der Bremseinheit entspricht oder darüber liegt, so daß der Hochdruckbereich in einem überfluteten Zustand gehalten wird.

50. Schmiermittelsystem nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtungen eine von der Welle angetriebene Zahnradpumpe umfassen.

* Schmiermittelsystem nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle Zahnradeinrichtungen umfaßt, die axial beweglich auf dieser gelagert und zusammen mit dieser drehbar sind

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und die in treibendem Eingriff mit der Zahnradpumpe stehen.

52. Selbsttätige Bremseinheit vom Ölschertyp mit automatischer Drehzahlregelung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, eine drehbar innerhalb des Gehäuses gelagerte Eingangswelle, eine Vielzahl von Bremsscheiben, die an der Eingangswelle axial beweglich montiert und zusammen mit dieser drehbar sind, eine Vielzahl von Bremsplatten, die nicht drehbar axial beweglich innerhalb des Gehäuses montiert und zwischen den Bremsscheiben angeordnet sind, Klemmeinrichtungen zur axialen Bewegung der Bremsscheiben und Bremsplatten in Bremseingriff, Steuereinrichtungen zur Freigabe der Klemmeinrichtungen, wodurch die Eingangswelle rotieren kann, und Einrichtungen, die auf eine Rotation der Eingangswelle ansprechen, um die Steuereinrichtungen zu überholen und zu bewirken, daß die Klemmeinrichtungen die Bremsscheiben und Bremsplatten in Bremseingriff bewegen.

53. Bremseinheit nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Rotation ansprechenden Einrichtungen von der Eingangswelle angetriebene Strömungsraittelpumpeinrichtungen umfassen, die in der Lage sind, einen Strömungsmitteldruck zu erzeugen, dessen Größe unmittelbar von der Drehzahl der Eingangswelle abhängig ist, und innerhalb des Gehäuses angeordnete Kanaleinrichtungen, um den Strömungsmitteldruck den Klemmeinrichtungen zuzuführen.

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54. Bremseinheit nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmittelpumpeinrichtungen auch Strömungsmittel über die Bremsscheiben und Platten umwälzen.

55. Bremseinheit nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtungen Vorspannexnrichtungen umfassen, um
die Bremsscheiben und Platten in Bremseingriff zu pressen.

56. Bremseinheit nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmeinrichtungen ein Kolbenelement umfassen, das beweglich im Gehäuse gelagert ist und eine Fläche aufweist, die mit einer der Bremsscheiben und Platten in Eingriff
bringbar ist, und eine andere Fläche, die mit dem Strömungsmitteldruck in Verbindung steht.