DE4229345A1 - Vorrichtung zum Einleiten von Kräften in bewegbare Körper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten von trans­ latorischen Kräften und/oder Drehmomenten in bewegbare Körper mit Hilfe von die Körper erfassenden Klemmbacken.

Beim Einsatz von Vorrichtungen vorgenannter Art müssen erhebliche Klemmkräfte erzeugt werden, um beispielsweise schwere Teile heben oder auch nur verschieben oder nur halten zu können. Große Drehmo­ mente werden ferner benötigt, um beispielsweise Rohre miteinander zu verschrauben bzw. zu lösen. Zur sicheren Übertragung der Klemm­ kräfte auf die bewegbaren Körper werden vielfach Messer verwendet, mit denen die Klemmbacken bestückt sind. Die Messer oder andere, die örtliche Flächenpressung erheblich vergrößernde Elemente ver­ letzen häufig die Oberflächen der zu bewegenden, starren Körper oder führen zu unerwünschten Einprägungen, so daß die beschädigten Körperoberflächen verstärkt einer Korrosion ausgesetzt sind. In der Ölfeldtechnik wird aus diesem Grunde zunehmend Edelstahl für Bohrlochrohre verwendet. Aus Kostengründen wird hierbei Wert auf eine lange Lebensdauer gelegt. Nachteilig ist ferner, daß sich die Klemmbackenmesser nach dem Einpressen in das Material und dem Absetzen der Anpreßkräfte häufig nur schwer von den er­ faßten Flächen der zu bewegenden Körper Lösen. Insbesondere be­ troffen hiervon ist das Lösen von Klemmessern von einem Rohr nach einem Entschraubungsvorgang, denn nach dem vollständigen Lösen eines Rohres von einem Anschlußstück ist es sehr schwierig, durch eine Drehrichtungsumkehr die Klemmbacken vom entschraubten Werkstück abzunehmen, da ein Gegenmoment nicht mehr vorhanden ist. Die vorgenannte starke Kerbwirkung der Messer kann auch bei Edel­ stahlrohren zu Korrosionsangriff und/oder Beschädigungen insbe­ sondere bei gleichzeitiger Einwirkung mechanischer Spannungen durch Biegung und Zuglast führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung nach dem eingangs genannten Gattungsbegriff so auszubilden, daß die Kraftübertragung von den Klemmbacken auf den zu haltenden bzw. zu bewegenden Körper mit einer möglichst geringen Markie­ rung der Oberfläche verbunden ist. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß die Klemmbacken mit Zahnleisten bestückt sind, die in eine gemeinsame Einlage aus elastomerem Material eingebettet sind, wobei jede Zahnleiste eine Vielzahl von Zähnen aufweist.

Die Erfindung ermöglicht die Übertragung großer senkrecht zu den Klemmkräften gerichteter translatorischer Kräfte oder großer Drehmomente auf starre, zu bewegende Körper, ohne deren Ober­ flächen erheblich zu verletzen und dadurch einer erhöhten Korro­ sion auszusetzen. Beim Halten eines Rohrstranges beispielsweise muß die Übertragung der Haltekräfte mit einem Höchstmaß an Be­ triebssicherheit verbunden sein, d. h. möglichst unbeeinflußt von der Oberflächenbeschaffenheit der zu haltenden Körper. Dabei drücken sich die Zähne der Zahnleisten um einen geringen Betrag in die Oberfläche des zu haltenden Körpers ein. Die Einbettung der Zahnleisten in das elastomere Grundmaterial sorgt für eine sehr gleichmäßige Verteilung der Gesamtlast auf die einzelnen Zähne sowohl in axialer als auch in radialer Richtung. Die Elasti­ zität des Trägermaterials sorgt für einen vollflächigen Kontakt der Zähne mit den zu erfassenden Oberflächen auch dann, wenn diese von einer genauen ebenen bzw. zylindrischen Gestalt ab­ weichen und beispielsweise Bereiche größerer oder geringerer Un­ ebenheiten bzw. Krümmungen aufweisen. Es ergibt sich ein Trag­ bild, daß gekennzeichnet ist durch eine Vielzahl sehr kleiner Eindrücke.

Gegenüber dem Tragbild der bisher verwendeten Messer, das durch eine geringe Anzahl sehr viel tiefer in die Körperoberfläche eingedrungener Kerben gekennzeichnet ist, ergibt sich eine der geringen Eindringtiefe entsprechende sehr viel geringere Korro­ sionsanfälligkeit und mechanische Schadensanfälligkeit. Zwar zeigt die DE-OS 41 08 760 bereits eine Vorrichtung nach dem ein­ leitenden Gattungsbegriff, deren Klemmbacken mit Einlagen aus elastomerem Material ausgerüstet sind, in welches eine Vielzahl harter Teilchen eingebettet sind, deren Spitzen gegen die Anlage­ flächen der zu klemmenden Körper gerichtet sind. Eine derartige Vorrichtung vermeidet ebenfalls beim Aufbringen der Klemmkraft weitgehend eine Verletzung der Oberflächen der zu fassenden Kör­ per. Die Übertragung translatorischer Kräfte ist jedoch für einige Anwendungsfälle nicht ausreichend hoch genug. Versuche haben er­ geben, daß mit einer erfindungsgemäß gestalteten Vorrichtung er­ heblich höhere translatorische Kräfte übertragen werden können, wodurch ein Höchstmaß an Betriebssicherheit erreichbar ist. Da­ durch ist ein Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Hal­ tevorrichtungen für Rohre und lange Rohrstränge am Bohrturm geeig­ net. Zum Schutz der Edelstahlrohre vor dem Eingriff korrodierter Zähne können diese beispielsweise mit einem Titanüberzug ver­ sehen sein, der gleichzeitig für eine Erhöhung der Standzeit sorgt.

Weitere, die Erfindung vorteilhaft gestaltende Merkmale sind in den Patentansprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sche­ matisch dargestellt und nachstehend erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schaubildliche Darstellung einer Einlage,

Fig. 2 Einzelteile einer Rohrkeilklemme in schau­ bildlicher Darstellung.

Eine Klemmbackeneinlage 1 aus einem elastomeren Material ent­ hält zahlreiche Zahnleisten 2, die ihrerseits mit einer Viel­ zahl von Zähnen 3 besetzt sind. Aus Gründen der zeichnerischen Einfachheit sind die Zähne lediglich mit der Seitenansicht einer Zahnleiste im Bereich eines Zahnleistenausschnitts der Einlage erkennbar dargestellt. Die Zahnleisten sind in das elastomere Material der Einlage einvulkanisiert.

Mehrere Einlagen 1 werden in einem Adapter 4 angeordnet. Sie sind durch Stützleisten 5 voneinander getrennt, auf denen sie sich gleichzeitig abstützen können. Mehrere Adapter, beispiels­ weise drei sind in einer Vorrichtung zum Halten eines Rohrstran­ ges, in der Fachsprache mit Spider bezeichnet, angeordnet. Zur Erzeugung von Klemmkräften dienen Keile 7, in welche die Adapter gesetzt werden und formschlüssig über schwalbenschwanzförmige Nuten 6 und entsprechend ausgebildeten Federn 8 gehalten werden.

Das Beispiel gemäß Fig. 2 zeigt einen Adapter mit sechs Ein­ sätzen, die durch die Unterteilung gleichmäßig von den zu über­ tragenden Klemmkräften belastet werden und somit vorteilhafter sind als ein über die Gesamtlänge des Adapters ausgebildeter Einsatz.

Zu beiden Seiten ist der Adapter durch Längsleisten 9 begrenzt. Diese bilden zusammen mit den Stützleisten 5 kammerförmige Auf­ nahmeräume für die Einlagen 1. Sie sind somit sowohl gegen Ver­ drehung als auch gegen eine Verschiebung und durch die gleich­ mäßige Lastverteilung auf alle Einlagen gegen Deformationen in Längsrichtung gesichert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Einleiten von translatorischen Kräften und/oder Drehmomenten in bewegbare Körper, mit Hilfe von die bewegbaren Körper erfassenden Klemmbacken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klemmbacken mit Zahnleisten (2) bestückt sind, die in eine Einlage (1) aus elastomerem Material ein­ gebettet sind, wobei jede Zahnleiste eine Vielzahl von Zäh­ nen (3) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Klemmbacken mehrere Einsätze mit eingebetteten Zahn­ leisten in Rohrlängsrichtung und mit Abstand zueinander an­ geordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zahnleisten Nuten (10) vorgesehen sind, die als Aufnahmeräume für Material aus die Rohroberfläche bedeckenden Farbschichten, Fetten und Verunreinigungen dienen, das beim Grei­ fen der Zähne verdrängt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zahnleisten mit einem korrosionsbestän­ digen und deren Standzeit verbessernden Material beschichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Beschichtung der Zahnleisten Titan vorge­ sehen ist.