DE3404070A1

DE3404070A1 - Haltekeilmechanismus

Info

Publication number: DE3404070A1
Application number: DE19843404070
Authority: DE
Inventors: Charles W. Spring Tex. Haynes
Original assignee: Joy Manufacturing Co Pittsburgh Pa; Joy Manufacturing Co
Current assignee: Varco International Inc
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1984-02-06
Publication date: 1984-08-09
Also published as: US4511168A; JPS59145892A; FR2540548A1

Description

ist. Innerhalb des Durchgangs sind Keilelemente angeordnet, die, wenn sie unter der Schwerkraft fallen gelassen werden, sich radial gegen die Verrohrung u. dgl. klemmen, um deren Abwärtsgleiten zu unterbinden. Wie bekannt ist, erfassen in typischer Weise herkömmliche Konstruktionen die Verrohrung oder einen anderen zylindrischen Körper nicht in ausge glichener oder ausgewogener Weise, was zu einer ungleichen Belastung und Beschädigung der Verrohrung usw. führen oder die Greifkraft begrenzen kann. Ein Anheben der Keilelemente hebt im allgemeinen die greifende Wechselwirkung auf.

Die Haltekeilmechanismen haben in typischer Weise einen solchen Aufbau, daß eine einen Körper radial durchsetzende Öffnung vorhanden ist, die eine Seitwärtsbewegung des HaI-tekeilmechanismus auf die Verrohrung oder von dieser weg zuläßt. Bei einer solchen Anordnung kommt ein Scharnierkörper zur Anwendung, der aus zwei oder mehr Teilen, die miteinander verbunden sind, besteht. Eine andere Anordnung sieht einen einheitlichen Körper der Hülsen- oder Büchsenbauart vor, der eine scharnierartig angeschlagene Tür aufweist. .

Beispiele für die Scharnierkörperausbildung sind von Varco International, Inc. gefertigte Mechanismen, die als "slip type "SL" casing elevator/spiders", d.h. als Verrohrungs-Aufzüge/Keiltöpfe der Keiltype SL, bezeichnet werden. Diese Mechanismen weisen einen in zwei Hälften gestalteten Körper auf, wobei die Hälften über große Gelenkzapfen zu ihrem Zusammenwirken verbunden sind. Um den mittigen

Durchgang sind vier Haltekeile angeordnet, die einander gegenüberliegende Paare bilden, was in nachteiliger Weise eine unausgewogene Belastung unter den beiden"Paaren bei Erfassen einer Verrohrung zum Ergebnis hat. Beispiele für die Bauart mit einem einheitlichen Körper sind solche, die von Byron Jackson Tools, Inc. gefertigt werden, welche eine zweifach gelenkig angeschlagene Tür aufweisen. Diese

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Ausbildung scheint drei Haltekeile zu verwenden, die nicht die radiale öffnung in dem einheitlichen Körper überdecken und demzufolge die Verrohrung exzentrisch sowohl vor dem Erfassen der Verrohrung wie auch nach dem Erfassen und Setzen der Keile umgeben.

Es sind auch noch weitere Haltekeilkonstruktionen bekannt. So beschreibt beispielsweise die US-PS 2 641 816 einen pneumatisch oder hydraulisch betätigten automatischen Abfangkeil, der einen Keilhubring mit einer einzelnen Klapptür umfaßt. Drei Keilsegmente sind durch Stifte gelenkig miteinander und einzeln mit Armen verbunden, die längs Laufbahnen in dem Ring gleiten, um die Keile an ein Bohrgestänge anzulegen oder von diesem zu lösen. Bei Anheben des Rings werden die Keile angehoben und radial vom Gestänge wegbewegt, bei Absenken des Rings fallen sie unter dem Einfluß der Schwerkraft in eine Greifstellung. Die drei gelenkig verbundenen Keilsegmente können von Hand zusammen zu einer Seite eines sich verjüngenden Bereichs oder einer Keilschüssel bei Lösung vom Gestänge bewegt werden.

Ein automatischer Bohrgestängeabfangkeil ist in der US-PS 2 575 649 offenbart und weist zwei ringartige Elemente auf, die drehbar untereinander verbunden sind, und zwar der ²" eine innenseitig zum anderen, und die Kehlen haben, welche ausrichtbar sind, so daß eine Anordnung um ein Bohrgestänge herum möglich ist. Drei Keile sind durch mechanische Glieder am innerenRing abgehängt. Der innere Ring wird durch Anheben eines Gegengewichts abgesenkt, so daß die Keile ent-

lang von sich verjüngenden Flächen einer Keilschüssel gleiten und das Bohrgestänge erfassen.

Die US-PS 3 149 391 offenbart einen Aufzug oder Keiltopf der Keilbauart mit einer angelenkten Tür, wobei eine Anordnung von drei Keilelementen, die durch vertikale Schwenkzapfen untereinander verbunden sind, vorhanden ist. Um die Zapfen herum angeordnete Torsionsfedern drücken die Keil-

elemente bei deren Anheben unter der Wirkung eines Schwenkarms und Jochs zu einer offenen Stellung hin, wobei Nockenvorsprünge an der Rückfläche der Keile in ringförmige Vertiefungen des Aufzugkörpers eintreten. 5

Ein weiterer Rohraufzug der Keilbauart ist durch die US-PS 3 342 520 bekannt und weist einen einstückigen, allgemein kreisförmigen Körper sowie drei von an Rollen befestigten Nockenstößelstiften getragene Haltekeile auf, wobei die Rollen bei Drehung einer ringförmgien Platte mit Hilfe eines vorstehenden, manuell zu erfassenden Handgriffs auf einer geneigten Steuerfläche aufsteigen, um die Keile anzuheben und zu lösen, welche sich aufwärts sowie radial auswärts zurückbewegen, um die Anordnung des Aufzugs über dem oberen

¹^ Ende des Gestänges zu ermöglichen.

Eine kraftgetriebene Keilkonstruktion ist in der US-PS 3 270 389 beschrieben, wobei drei Haltekeile einzeln von einem Körper oder Ring getragen werden, welcher angehoben und abgedeckt oder durch einen Fluidantrieb in eine Seitwärtslage geschwenkt wird. Die Keile können auch durch vertikale Gelenkzapfen untereinander gelenkig verbunden werden. Der Ring weist ein Hauptteil sowie eine gelenkig angeschlagene Türsektion auf. Der mittige Keil ist starr mit einem Tragteil verbunden, das vom Keilträger, der einen Steuerschlitz zur Führung der Radialbewegung des Keils hat, vorsteht, und die anderen Keile sind an zwei Hängeelementen befestigt, welche vom drehbaren Träger herabhängen und Kugelendstücke zur Bildung einer kardanischen Gelenkverbin-

dung mit den Keilen haben.

Keile, um ein Bohrgestänge in einer Schüssel abzustützen, sind auch in der US-PS 4 322 062 gezeigt, welche eine aus vier Sektionen, die eine umgekehrte pyramidenförmige öffnung bilden, gefertigte Schüssel offenbart, wobei jeder der vier Sektionen ein Keil zugeordnet ist. Die Keile sind mit einem hydraulisch betätigten Hubring verbunden, der

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gleichzeitig die vier Keile in eine gegen das Bohrgestänge angreifende Lage absenkt.

Weitere Keiltopf- und Keilkonstruktionen sind Gegenstand der US-PS'en 2 063 378, 2 156 384 und 3 846 877.

Wenngleich viele der erwähnten Konstruktionen so arbeiten werden, daß die beabsichtigten Zwecke erreicht werden, so bleibt doch Raum für Verbesserungen. Manche der Konstruktionen erfordern beispielweise eine komplizierte oder schwierige Arbeitsfolge, um sie in richtiger Weise zu positionieren und zu betreiben. Andere belasten das Gestänge, die Verrohrung usw. in der Praxis ungleich, so daß eine übermäßige örtliche Beanspruchung und Verschleiß hervorgerufen werden. Darüber hinaus sind weitere Mängel und Unzulänglichkeiten vorhanden. Es ist insofern erstrebenswert, einen Haltekeilmechanismus zu schaffen, der als Aufzug oder Keiltopf zu betreiben ist und bisherige Mängel sowie Unzulänglichkeiten abschwächt oder beseitigt. Ein derartiger Mechanismus soll vorzugsweise von hoher Zuverlässigkeit sein, relativ einfach zu bedienen sein und auf den zylindrischen, getragenen Körper aufgebrachte übermäßige Belastungen mildern, und zwar vor allem wenn der zylindrische Körper eine dünnwandige Verrohrung ist. Ein solcher Mechanismus soll auch ein ausgewogenes, gleichmäßiges Erfassen des zylindrischen Körpers oder Rohrs gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird ein Haltekeilmechanismus geschaffen, der als Aufzug oder Keiltopf bei Bohrvorgängen zum Einsatz ° kommen kann und insbesondere für Verrohrungsarbeiten von Nutzen ist. Der Mechanismus läßt ein gleichmäßiges Erfassen eines Rohrkörpers durch die Keilelemente erreichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Mechanismus einen einheitlichen Körper mit einem mittigen, sich verjungenden Durchgang sowie mit einer Spaltsektion auf, die genügend groß ist, um den Mechanismus in radialer Richtung in eine Arbeitsstellung zu bewegen, in der der Durchgang

W · V * V *

die Verrohrung umgibt. Die Spaltsektion wird von einer Tür überspannt, die an beiden Kanten gelenkig am Körper angeschlagen ist und sich, wenn sie an ihrem Platz verriegelt ist, mit dem Körper so vereinigt, daß die Verrohrung vollkommen umschlossen ist.

Oben auf dem Körper ist ein Kubring befestigt, der eine auf die Spaltsektion des Körpers ausgerichtete Spaltsektion hat. Vom Ring hängen gelenkig drei Keilelemente herab. Die Befestigung und Ausgestaltung der drei Keilelemente mit Bezug zum Ring erlaubt es, daß zwei der Elemente längs des Ringes leicht in Umfangsriehtung bei Lösen eines schnell lösbaren Greifmechanismus bewegt werden können. Das dritte Keilelement kann auch in Umfangsrichtung bewegbar oder gegenüber der Spaltsektion an einem festen Platz sein. Die beiden in Umfangsriehtung verschiebbaren Elemente können in eine zum dritten Element benachbarte Stellung bewegt werden, so daß die Spaltsektion völlig für eine Positionierung um die oder Entfernung von der Verrohrung offen ist.

Der Ring ist betätigbar, um die daran angebrachten Keilele- ' mente gleichzeitig anzuheben oder abzusenken. Für ein Erfassen des Rohrs gleiten die drei Keile, wobei sie vom verjüngten Durchgang geführt werden, abwärts sowie einwärts und ergreifen das Rohr in ausgeglichener Berührung, so daß unter den Keilen eine im wesentlichen gleiche Lastverteilung erhalten wird. Die zum Anheben des Rings aufgewendete Kraft kann auf verschiedene Weise geliefert werden, wobei eine Ausbildung mit Fußbetätigung vorgezogen wird. Steuerflächen zwischen dem Körper und den Keilelementen führen letztere radial zur Anlage an der Verrohrung oder von dieser nach außen, wenn der Hubring und die Keilelemente jeweils abgesenkt oder angehoben werden. Eine gleichzeitige Anlage der drei Keilelemente an der Verrohrung gewährleistet, daß von einer exzentrischen oder ungleichmäßigen Last herrührende Beanspruchungen oder Spannungen an der Verrohrung vermindert werden.

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- οι Das Wesen der Erfindung, deren Vorteile und weitere Merkmale werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Fahrstuhl-Keiltopfmechanismus mit Rohrklemm- oder Abfangkeilen gemäß der Erfindung, wobei einige Bauteile aufgebrochen dargestellt sind;

eine teilweise geschnittene Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Mechanismus;

den Schnitt nach der Linie III - III in der Fig.l; eine zu Fig. 3 ähnliche Darstellung einer dieser gegenüber abgewandelten Ausführungsform; eine teilweise geschnittene Frontansicht des in Fig. 1 gezeigten Mechanismus;

eine Draufsicht auf einen Führungskragen und -ring entlang der Linie VI - VI in der Fig. 2; den Schnitt nach der Linie VII - VII in der Fig.8; eine teilweise abgebrochene sowie geschnittene Rückansicht des in Fig.l dargestellten Mechanismus;

Fig. 9 eine Ansicht eines bei dem Mechanismus zur Anwendung kommenden Riegelnockens;

Fig. IO eine Ansicht eines bei dem Mechanismus zur Anwendung

gelangenden Handgriffs;
Fig. 11 den Schnitt nach der Linie XI - XI in der Fig.8;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Fußbetätigungselements;

Fig. 13 eine der Fig. 1 ähnliche Draufsicht, wobei der Deutlichkeit halber gewisse Bauteile weggelassen wurden. 30

Der insbesondere in den Fig. 1 und 2 gezeigte Mechanismus der Haltekeilbauart ist bei Tiefbohrarbeiten nach Wahl entweder als ein Aufzug, der einen Führungskragen sowie Hubösen oder Haken zum Anhängen an einen Flaschenzug-

Unterblock hat, oder als ein Keiltopf, der eine Grundplatte zur Anordnung auf dem Drehtisch einer Bohranlage hat, anwendbar. Der Mechanismus 10 umfaßt einen Körper 12 mit einem

	Fig.	2
10
	Fig.	3
	Fig.	4
	Fig.	5
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	Fig.	6
	Fig.	7
	Fig.	8
20

mittigen Durchgang 14 und eine von diesem Durchgang 14 radial durch den Körper 12 verlaufende Spalt- oder Fugensektion 16.

Eine Tür 18 von angemessener Größe und Gestalt, so daß sie in die Spaltsektion 16 paßt, ist am Körper 12 durch Angelzapfen 20, die durch jede Stirnseite der Tür gehen, und durch Laschen 22 des Körpers 12 auf jeder Seite der Spaltsektion 16 gelenkig angeschlagen. Die Spaltsektion 16 und die Türgestalt sind ausreichend groß bemessen, so daß es möglich ist, den Mechanismus 10 radial um die Stange, das Rohr, die Verrohrung oder einen anderen zylindrischen Körper 6, der verwendet wird, in Lage zu bringen bzw. hiervon abzunehmen.

Der mittige Durchgang 14 verläuft von seiner Ober- zur Unterseite hin mit innerer abnehmender Konizität und weist eine Mehrzahl von Anlage- oder Berührungsflächen 24 sowie Vertiefungen oder Einkerbungen 26 auf. Drei Haltekeilanordnungen sind zumindest teilweise innerhalb des Durchgangs 14 angeordnet, und zwar sind das zwei seitliche Haltekeile 28 sowie ein rückwärtiger Haltekeil 29; die alle Steuer- oder Leitflächen 30 haben, welche ab- sowie einwärts längs der Anlageflächen 24 des Körpers 12 gleiten, um eine Verrohrung 6 zu erfassen. Bei einer aufwärts sowie radial auswärts gerichteten Bewegung während des Lösens von der Verrohrung werden die Haltekeile teilweise in den Einkerbungen 26 am Durchgang 14 aufgenommen. Jeder Haltekeil 28, 29 weist austauschbare gezähnte Greifelemente 32 auf, die längs

der Keilfrontfläche zum Teil durch einen Stützring 34, der an jedem Haltekeil 28, 29 durch mehrere Schraubenbolzen 36 befestigt ist, gehalten werden. Die Greifelemente 32 und Haltekeile greifen durch Schwalbenschwanzverbindungen ineinander. Die Haltekeile 28, 29 sind mit einstückig angeformten Keilträgern 38 versehen, so daß sie mit einem KaI-tekeilring 40 zu verbinden sind. Ferner sind die Haltekeile vorzugsweise gleich in ihrer Gestalt sowie in ihrer

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Bogenerstreckung, wobei sie einen Bogen von annähernd 120° bestimmen.

Wie die Fig. 3 am besten erkennen läßt, sind die Haltekeile 28, 29 einzeln mit dem Haltekeilring 40 durch eine Zwischenverbindung 42 mit zwei Schwenkbolzen gekoppelt, wobei diese Verbindung 42 eine Gelenkigkeit zwischen dem Haltekeilring 40 sowie den Haltekeilen 28, 29 bei einer Vertikalbewegung des Keilrings 40 zuläßt. Durch eine Auf- oder Abwärtsbewegung des Haltekeilrings 40 werden die Haltekeile 28, 29 in einer gleichmäßigen ausgewogenen Weise entsprechend angehoben oder abgesenkt. Ein Keilring-Verbindungsglied 44 ist zwischen den Keilträgern 38 sowie Keilringträgern 46 angeordnet und an den Trägern 38 sowie 46 jeweils über einen Keilträger-Schäkelbolzen 48 bzw. Keilkörper-Schäkelbolzen 50 angelenkt. Die Zwischenverbindung 42 und die Haltekeile sind so ausgestaltet, daß die Haltekeile in der freien, keinem Zwang unterworfenen Lage das Bestreben haben, in einer radialen Auswärtsrichtung zu schwenken.

Der Haltekeilring 40 kann irgendeine geeignete Ausgestaltung haben vorzugsweise hat er im Querschnitt allgemein die Gestalt eines kopfstehenden T. Der Keilringträger 46 ist für eine Zusammenarbeit mit dem Keilring 40 bemessen und gestaltet, so daß er fallweise fest gegen den Keilring 40 anliegen und auch, wenn er nicht an seinem Platz festgehalten wird, in ümfangsrichtung längs des Keilringes 40 gleiten kann. Vorzugsweise ist der Keilringträger 46 im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Der Haltekeilring 40 sowie der Keil-

ringträger 46 weisen jeweils eine Bohrung 52 bzw. 54 auf, die miteinander zum Fluchten zu bringen sind, um ein lösbares Befestigungsglied, z.B. einen Haltebolzen 56, zur Lagesicherung von Ring 40 und Träger 46 aufzunehmen. In einer

Ausführungsform (Fig. 3) hat der Haltebolzen 56 einen ver-35

größerten Kopf 58 sowie einen Splint 6o, in einer anderen Ausführungsform (Fig. 4), die eine bevorzugte und schnell lösbare Zwischenverbindung darstellt, kommt ein einfach wir-

kender Sperrkugelbolzen 62 mit einem Griffstück 64 sowie einem Betätigungsschaft 66 zur Anwendung, wobei Sperrkugeln 68 leicht durch Fingerdruck aus einer Riegellage gelöst werden können, worauf der Bolzen 62 dann herausgezogen wird, um eine Gleitbewegung der Zwischenverbindung 42 sowie der seitlichen Haltekeile 28 zu ermöglichen. Mit dieser Ausgestaltung sind die angehobenen und gelösten Haltekeile 28 in Umfangsrichtung um den Durchgang 14 herum verschiebbar, und zwar insbesondere in eine Lage, in der der Haltekeilmechanismus 10 von der Verrohrung 6 durch die Spaltsektion 16 entfernt werden kann.

Der Haltekeilring 40 erstreckt sich oberhalb des Körpers in einem Bogen, der im allgemeinen in dem Bereich der Spalt-

¹^ Sektion 16 des Körpers seine Enden hat. Am Ealtekeilring 40 ist eine Keilringpforte 70, die den Fig. 5 und 13 am besten zu entnehmen ist, durch eine gleitende Nut- und Federverbindung befestigt. Ferner ist eine Abdeckung 72 mit einer entsprechenden Abdeckungspforte 74 vorhanden

(s. Fig. 5). Die Keilring- sowie Abdeckungspforte 70 und 74 sind allgemein fluchtend zur Tür 18 angeordnet, so daß ein Durchlaß zum Durchgang 14 hin gebildet wird, um den Mechanismus um eine Verrohrung 6 anzuordnen oder von dieser zu entfernen. Die Abdeckungspforte 74 ist an der Abdeckung

° 72 durch einen Führungsring 85 und Schrauben 87 befestigt. Die Abdeckung 72 wird über dem Körper 12 durch zwei ortsfeste Pfosten 89 in Verbindung mit drei Führungssäulen 82 abgestützt.

Der Haltekeilring 40 (s. Fig. 1) hat zwei FührungssMulenaufnahmen 76, und die Keilringpforte 70 ist mit einer Führungssäulenaufnahme 78 versehen, wobei diese Aufnahmen 76 und 78 um etwa 120° zueinander beabstandet sind. Wie die Fig. 2 und 5 zeigen, sind die Aufnahmen mit Buchsen

80 ausgestattet, um eine vertikale Verschiebung jeder Aufnahme längs einer Führungssäule 82 zu erleichtern. Die drei Führungssäulen 82 sind jeweils am Körper 12 bzw. an

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der Tür 18 durch einen langen Schraubenbolzen 84 befestigt, dessen Kopf 86 an der Abdeckung 72 bzw. an der Abdeckungspforte 74 anliegt.

Die Fig. 2, 5 und 6 zeigen auch einen geteilten Führungskragen 88 sowie einen Führungsring 90, die am Haltekeilmechanismus 10 befestigt sind, wenn dieser als ein Aufzug benutzt werden soll. Der Führungskragen 88, der Führungsring 90 und die Befestigungs- bzw. Verbindungselemente 92, 94 kommen dann nicht zur Anwendung, wenn der Mechanismus 10 als ein Keiltopf benutzt werden soll, in welchem Fall am Körper 12 durch Kopfschrauben 98 eine Grundplatte 96 angebracht wird, die dann zusammen mit den Schrauben 98 nicht verwendet wird, wenn der Mechanismus als Aufzug benutzt wird.

Wie die Fig. 1, 2 und 5 zeigen, weist der Mechanismus 10 ein Hubjoch 100 mit einem allgemein U-förmigen Bügel 101 sowie einem Handgriff 103 auf. Das Hubjoch 100 wirkt mit zwei Blöcken 105 zusammen, die durch Schrauben 107 am Körper 12 befestigt sind. Jeder Block 105 hat zwei Blockösen 109 mit Bohrungen Γ11, welche zu entsprechenden Bohrungen des Jochbügels 101 ausgerichtet sind, so daß ein Schäkelbolzen 113 in den Bohrungen angeordnet werden kann. Das Hubjoch 100 ist somit um die Schäkelbolzen 113 derart verschwenkbar, daß eine Auf- oder Abwärtsbewegung des Handgriffs 103 zu einer Bewegung der Endstücke 115 des Jochbügels 10.1 in zur Handgriffbewegung entgegengesetzten Richtung führt. Die Endstücke 115 haben innere Steueröffnungen 117, in denen Jcchstifte 119 aufgenommen werden, welche zwischen vom Keilring 40 nach unten gerichteten Aufhängern 121 eingesetzt sind. Die Steueröffnungen 117 lassen eine Vertikc.lbewegung des Haltekeilringes 40 bei einer Schwenkbewegung des Hubjochs 100 zu. Federstifte 123 halten die Jochstifte 119 in ihrer Lage. Durch diese Ausgestaltung der Verbindung

ist sichergestellt, daß die Haltekeile in gleicher Weise angreifen, um die Verrohrung zu erfassen.

Gemäß den Fig. 1, 2 und 7 bis 11 ragt vom Hubjoch IOC eine untere Lasche 125 im allgemeinen in dem Bereich, in dem der Handgriff 103 am Bügel 101 befestigt ist, nach unten, und diese Lasche weist eine mit Bohrungen in einem U-Glied zum Fluchten zu bringende 3ohrung auf. Eine Anordnung aus einem Schäkelbolzen 131 und Splint 133 bildet eine Schwenkverbindung zwischen dem Hubjoch 1Oo sowie einem mit dem U-Glied 127 verschweißten Gewindebolzen 135, der an einer Verriegelstange 137 befestigt ist. Die Gewindeverbindung zwischen der Stange 137 sowie dem Bolzen 135 ermöglicht die richtige Lageeinstellung der Bauteile. Die Verriegelstange 137 ist gleitend in einem Steuerschlitz 139 des Körpers 12 aufgenommen und weist eine Riegel- oder Rastkerbe 141 auf, die in Anpassung an eine Riegel- oder Rastnase 143 eines Riegelnockens 145 ausgestaltet ist.

Der Riegelnocken 145 arbeitet mit anderen, noch zu beschreibenden Bauteilen zusammen und ist um den Mittelpunkt eines Schmiernippels 147 schwenkbar, der von einem durch Befestigungselemente 151 am Körper 12 gehaltenen Tragarm 149 getragen wird. Zwischen einer verschwenkbaren, am Körper 12 befestigten Federaufnahme 155 und einer weiteren, am Handgriff 159 befestigten verschwenkbaren Federaufnahme 157 ist eine starke Feder 155 angeordnet. Die Fig. 11 zeigt die

^° Lage eines Federaufnahmebolzens 197, der in einer Hülse befestigt ist. Um den Mittelpunkt des Schmiernippels 147 schwenkt auch der Handgriff 159, der ein Griffstück 161 hat, das durch einen bogenförmigen Schlitz 163 in einer am Körper 12 durch Schrauben 167 angebrachten Abdeckplatte

ragt. Zwischen dem Handgriff 159 sowie dem Riegelnocken ist eine schwache Feder 169 angeordnet. Die von dieser Feder 169 auf den Riegelnocken 145 ausgeübte lineare Kraft ist wesentlich geringer als die von der starken Feder 153 ausgeübte Kraft. Am Handgriff 159 ist starr ein Finger

befestigt, der eine Nockenöffnung 199 im Riegelnocken 145 durchsetzt, die so bemessen und ausgestaltet ist, daß der Handgriff 159 längs eines beträchtlichen Teils des bogen-

förmigen Schlitzes 136 bewegbar ist, bevor der Finger 171 gegen die Kante der Nockenöffnung 199 stößt. Anschließend an das Anstoßen bringt eine Weiterbewegung des Handgriffs 159 eine Kraft auf den Riegelnocken 145 durch den Finger 141 zur Wirkung. Auf diese Weise wird eine falsche Bewegung des Handgriffs, die dazu ausreichend ist, die Lage des Riegelnockens 145 mit Bezug zur Rastkerbe 141 zu beeinflussen, herabgesetzt.

Der Mechanismus arbeitet in der im folgenden beschriebenen Weise.

Die Figuren zeigen - mit Ausnahme von Fig. 7 und 8 die Bauteile des Mechanismus 10 in der Greiflage, d.h. in der Lage, in der die abgesenkten Haltekeile gegen die Verrohrung oder einen anderen zylindrischen Körper 6 in Anlage sind. Die Fig. 7 und 8 zeigen den Verriegelmechanismus in einer verriegelten Lage, in der die Keile nach oben geführt und von der Verrohrung gelöst sind. Der Mechanismus läßt eine rasche, zuverlässige und einfache Entfernung der Greifelemente 32 von der Verrohrung sowie eine durch die Schwerkraft unterstützte Bewegung der Haltekeile in eine in gleicher Weise in Greifanlage befindliche, ausgewogene

Arbeitslage zu.
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Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Greifanlage wird von Hand oder mechanisch, z.B. durch einen hydraulischen oder pneumatischen Antrieb, eine abwärts gerichtete Kraft auf den Handgriff 103 des Hubjochs 100 ausgeübt, die zu einer

Schwenkung des Jochs 100 um die Schäkelbolzen 113 führt, so daß die dem Handgriff 103 gegenüberliegenden Endstücke 115 längs einer bogenförmigen Bahn eine Aufwärtsbewegung ausführen, durch die sie eine aufwärts gerichtete Kraft auf die Jochstifte 119, die Aufhänger 121 sowie den Halte-

keilring 40 ausüben. Durch die Führungssäulenaufnahmen 76 und 78, die längs der vertikal ausgerichteten Führungssäulen 82 gleiten, wird der Haltekeilring 40 in einer horizontalen

Lage gehalten und auf eine Vertikalbewegung beschränkt.

Die Steueröffnungen 117 des Jochs unterstützen die Übertragung der bogenförmigen Bewegung der Jochendstücke 115 zu einer Vertikalbewegung des Haltekeilrings. 5

Eine Aufwärtsbewegung des Haltekeilrings 40 zieht die Halte keile 28, 29 aufwärts, wobei die Kraft durch die verschwenkbare Zwischenverbindung 42 (Fig. 3) übertragen wird. Die gelenkige Bewegung zwischen den Haltekeilen und ihrem Haltekeilring sowie die kegelförmige oder konische Ausgestaltung der Anlage- oder Steuerflächen 24 bzw. 30 bewirken, daß die Keile nach oben sowie radial auswärts gleiten, wenn der Haltering 40 angehoben wird, wobei sie sich von der Verrohrung lösen. Die Steuerflächen 30 der Halteteile 28, 29 werden bis zu einer Lage angehoben, in der die Keile in den Einkerbungen 26 des Körpers 12 aufgenommen werden.

In der angehobenen Lage der Haltekeile kehrt die Bedienungsperson, die sichernde Verbindung zwischen dem Haltekeilring 40 und den Keilringträgern 46 um, indem sie beispielsweise den Sperrkugelbolzen 62 (Fig. 4) erfaßt, den Betätigungsschaft 66 zum Lösen der Sperrkugeln 68 verschiebt und den Bolzen aus den Bohrungen von Haltekeilring und Keilringträger herauszieht. Nach Entnahme des Bolzens 62 können der

^ Träger und damit die Keile leicht in Umfangsrichtung längs des Haltekeilrings 14 bewegt^werden. Der rückwärtige Keil 29 wird in Gegenüberlage zur Spaltsektion 16 gehalten, die seitlichen Haltekeile 28 Werden in Umfangsrichtung zum rückwärtigen Haltekeil 29 hin bewegt, um die Spaltsektion

zu öffnen.

Ein Angelzapfen 20 wird herausgenommen, so daß die Tür 18 in ihre Gffenstellung geschwenkt werden kann. In gleichartiger Weise werden die Keilringpforte 70 an der Nut- und Federverbindung sowie die Abdeckungspforte 74 von der Abdeckung durch Lösen des Führungsrings 85 entfernt. Mit der Tür,

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den Pforten und den Keilen in offener Lage kann der Mechanismus 10 seitwärts von der Verrohrung 6 wegbewegt werden.

Der Fig. 8 ist insbesondere zu entnehmen, daß dann, wenn das Hubjoch mit einer Abwärtsbewegung des Handgriffs verschwenkt wird, die Schwenkverbindung zum Gewindebolzen 135 und zur Verriegelstange 137 letztere in dem Steuerschlitz 139 weiter abwärts bewegt. Wenn die Haltekeile in der unteren, angreifenden Lage sind, dann ist das Griffstück 161 des Handgriffs 159 an einem zum unteren Ende 175 des bogenförmigen Schlitzes 163 (Fig. 8) entgegengesetzten Ende 173. Demzufolge wird bei einer Aufwärtsbewegung der Haltekeile und einer Abwärtsbewegung der Verriegelstange 137 in den Steuerschlitz 139 eine Bewegung des Handgriffs 159zum Ende 175 des Schlitzes 163 hin eine Bewegung des Fingers 171 in der Nockenöffnung 199 des Riegelnockens 145 zur Folge haben, die dann den Riegelnocken im Uhrzeigersinn bewegt, bis die Rastnase 143 des Riegelnocker.s in der Rastkerbe 141 der

Verriegelstange 137 sitzt.
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Die Fläche in der Nockenöffnung 199 des Riegelnockens 145 läßt einen vorbestimmten Grad in der Bewegung des Handgriffs von jeder extremen Lage vor dem Aufbringen einer Kraft auf den Riegelnocken zu. Damit ist die Möglichkeit für einen ^ vorgewählten Wert einer unbeabsichtigten Bewegung ohne Beeinflussung der Verriegelungsanordnung gegeben. Die Gewindeverbindung zwischen dem Gewindebolzen 135 und der Verriegelstange 137 bietet die Möglichkeit für eine geeignete Einstellung, um die gewünschte Lage der miteinander zusam-

menwirkenden oder verbundenen Bauteile sicherzustellen.

Es ist auch klar, daß die lineare, auf den Riegelnocken durch die starke Feder 153 ausgeübte Kraft großer ist als die von der schwachen Feder 169 ausgeübte Kraft. Die starke Feder 153 wird allzeit zusammengedrückt und übt eine auswärts gerichtete Druckkraft auf den Riegelnocken aus. In der in Fig. 8 gezeigten Lage hat die Kraft der starken Feder das Bestreben, den Riegelnocken im Uhrzeigersinn zu drehen,

womit die Rastnase 143 in die Rastkerbe 141 gepreßt wird. Die schwache Feder 169 ist bei der in Fig. 8 gezeigten Lage gespannt und übt eine einwärts gerichtete Zugkraft auf den Riegelnocken aus, die auch bestrebt ist, den Riegelnocken im Uhrzeigersinn zu drehen.

Wenn der Handgriff 159 zum anderen Ende 173 des Schlitzes 163 hin bewegt wird, so überwindet die auf den Handgriff aufgebrachte Kraft die Kraft der Federn und bewirkt, daß

IQ der Riegelnocken bei Betrachtung von Fig. 8 im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird. Bei dieser Bewegung des Handgriffs bewegt sich die starke Feder 153 über die Linie hinweg, die den Schwenkpunkt 177 am einen Ende der Feder 153 mit dem Schmiernippel 147 verbindet, der den Schwenkpunkt für den Riegelnocken 145 bildet. Bei dieser Ausbildung übt die Feder 153 somit auf den Riegelnocken eine Kraft im Gegenuhrzeigersinn aus. Die schwache Feder 169 übt in diesem Fall bzw. in dieser Lage eine im Uhrzeigersinn gerichtete Kraft aus, die aber nicht ausreicht, die entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Kraft der starken Feder zu überwinden.

Somit werden bei einer Abwärtsbewegung des Jochhandgriffs der Haltekeilring und die Haltekeile aufwärts bewegt, die Verriegelstange wird abwärts bewegt, und der Handgriff wird so bewegt, daß ein Eingriff des Riegelnockens und der Rastkerbe erfolgt, der die Keile in der oberen, gelösten Lage festlegt. Wenn der Handgriff bewegt wird, um den Riegelnocken von der Rastkerbe zu lösen, dann zieht die auf die Haltekeile wirkende Schwerkraft diese Keile abwärts, das Joch schwenkt so, daß der Handgriff aufwärts bewegt wird, und die Verriegelstange wird nach oben und bezüglich des Steuerschlitzes auswärts geführt.

Das Absenken der Haltekeile in die Greifanlage mit einer Verrohrung ist im wesentlichen der umgekehrte Vorgang, wobei die Ab- sowie Einwärtsbewegung der Haltekeile durch die Schwerkraft gefördert wird. Die eine Schwenkbewegung zu-

lassende Zwischenverbindung der Bauteile mit drei Haltekeilen, die gleicherweise bemessen und in ausgeglichener Weise verteilt sind, zusammen mit den gleitenden Steuerflächen gewährleistet, daß die Haltekeile bzw. deren EIemente die Verrohrung gleichzeitig und mit einer gleichmäßig verteilten Last auf die Verrohrung erfassen.

Es ist klar, daß für viele Anwendungsfälle eine von Hand ausgehende Kraft ausreichend sein wird, um das Angreifen und Lösen der Haltekeile herbeizuführen. Für andere Anwendungsfälle jedoch kann eine beispielsweise pneumatische oder hydraulische Kraftquelle vonnöten sein. Zusätzlich kann die Schwenkkraft auf den Jochhandgriff in mehreren Weisen aufgebracht werden, wobei der Einsetz eines Griffs nach Art einer Stange oder einer solchen, die sich abwärts erstreckt und eine Fußbetätigungsfläche 91 bildet, wie es z.B. für die Stange 79 in Fig. 12 gezeigt ist, einbezogen ist. Die Betätigungsfläche 91 kann ein sich um den Körper 12 erstreckender Ring sein, der eine auf die Spaltsektion

*® 16 ausgerichtete Aussparung 93 hat.

Claims

Patentansprüche

Ii Haltekeilmechanismus zum Erfassen eines Rohrs, ^^ gekennzeichnet durch einen einen inneren Durchgang (14) sowie eine zum Durchgang hin offene Spaltsektion (16) aufweisenden Körper (12), durch einen horizontal angeordneten, vertikal bewegbaren Ring (40) oberhalb des Körpers (12), durch einen rückwärtigen Haltekeil (29) sowie zwei seitliche Haltekeile (28), die wenigstens zum Teil innerhalb des Durchgangs (14) angeordnet sind, wobei der rückwärtige Keil (29) der Spaltsektion (16) gegenüberliegt, durch eine die Haltekeile (28, 29) an dem Ring (40) gelenkig abhängende Einrichtung (42, 46), die bei Anheben des Rings (40) eine eine Verschiebung der seitlichen Haltekeile (28) um den Durchgang (14) ermöglichende Vorrichtung (46, 56, 62) umfaßt, und durch eine den Ring (40) wahlweise anhebende sowie absenkende Vorrichtung (100, 101, 115).
2. Haltekeilmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltsektion (16) eine wenigstens dem Durchmesser des Rohrs (6) gleiche Weite hat und daß die Haltekeile (28, 29) jeweils einen Bogen von annähernd 120° umfassen sowie in Umfangsrichtung um eine zur völligen Freigabe der Spaltsektion (16) ausreichende Strecke verschiebbar sind.
3. Haltekeilmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch -^q gekennzeichnet, daß der Ring (40) eine sich allgemein zur Spaltsektion (16) gleicherweise erstreckende Pforte (70) hat, die zur Freigabe eines Spaltbereichs im Ring (40) entfernbar ist.
Iß 4. Haltekeilmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Haltekeile (28, 29) bei Anheben des Rings (40) aufwärts sowie radial auswärts leitende und bei Absenken des Rings die Haltekeile abwärts sowie radial einwärts leitende Führungen (24, 30).
5. Haltekeilmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen verschwenkbaren Bügel (101), der den Ring (40) in ausgewählter Weise in einer- angehobenen Lage festlegt, und durch ein- mit dem Bügel (101) verbundene Stange (137) sowie einen einer Kraft unterworfenen, mit der Stange (137) zusammenarbeitenden Nocken (145), der die Stange in ihrer Lage nach Wahl festlegt.
6. Haltekeilmechanismus nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine die Relativlage von Bügel (101) sowie Stange (137) einstellende Einrichtung (135).
7. Haltekeilmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ring (40) nach Wahl anhebende Vorrichtung ein Joch (100) umfaßt, das ein Kraft aufnehmendes Teil (101, 103) sowie ein mit dem Ring (40) verbundenes Teil (115) umfaßt, wobei das Ringverbindungsteil mit dem Ring (40) über eine Steueröffnung (117) verbunden ist und das die Kraft aufnehmende Teil an eine fluidgetriebene Einrichtung zur Verschwenkung des Jochs (100) anschließbar ist. 10
8. Haltekeilmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) eine Einrichtung zur Anbringung eines geteilten Führungskragens (88) an seiner Bodenseite, um den Haltekeilme- chanismus als Aufzug einzusetzen, aufweist.
9. Haltekeilmechanismus zum Erfassen eines Rohrs, gekennzeichnet

- durch einen im Querschnitt im allgemeinen ü-förmigen Körper (12) mit einem vertikalen Durchgang (14) sowie einem offenen Frontabschnitt (16),

- durch eine schwenkbar angeordnete, sich über den offenen Frontabschnitt (16) erstreckende Tür (18),

- durch einen Ring (40),

- durch eine den Ring (40) oberhalb des Körpers (12) abstützende Einrichtung (82, 89),

- durch einen rückwärtigen, innerhalb des Durchgangs (14) in Gegenüberlage zum offenen Frontabschnitt anzuordnenden Haltekeil (29),

- durch eine den rückwärtigen Haltekeil gelenkig am

Ring (40) haltende Einrichtung (42),

- durch zwei seitliche, innerhalb des Durchgangs (14) anzuordnende Haltekeile (28),

- durch eine die seitlichen Haltekeile gelenkig mit Bezug

zum Ring (40) sowie in Umfangsrichtung um den Durchgang