DE10084985B4

DE10084985B4 - Einspannmechanismus, Kupplung und Vorrichtung, die beides beinhaltet

Info

Publication number: DE10084985B4
Application number: DE10084985T
Authority: DE
Inventors: David Merrilands Niven
Original assignee: Weatherford Lamb Inc
Current assignee: Weatherford Technology Holdings LLC
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2020-09-16
Also published as: EP1409838A1; EP2314826B1; NO340124B1; GB2372524A; WO2001021933A1; CA2385558A1; NO20021176L; EP1409838B1; EP1409838A4; AU7462600A; DE10084985T1; EP2314826A1; CA2385558C; GB0207007D0; GB2372524B; NO20021176D0

Abstract

Greifmechanismus, umfassend:
eine Mehrzahl von Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114), die auseinander bewegt werden können, um zu ermöglichen, daß ein Objekt zwischen den Backen angeordnet wird, und zusammengeführt werden können, um eine im wesentlichen zylindrische Greiffläche zu bilden und das Objekt damit im wesentlichen zu umgeben; und
eine Mehrzahl von Greifelementen, die um die Öffnungen der Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) zwischen den Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) und dem Objekt festgehalten sind,
wobei Greiffläche und Greifelemente derart ausgebildet sind, daß, wenn die Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) um ein Objekt geschlossen sind, die Drehung des Objekts in eine beliebige Richtung dazu führen kann, daß sich die Greifelemente unabhängig von der...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Greifmechanismus, umfassend eine Mehrzahl von Backen, die auseinander bewegt werden können, um zu ermöglichen, daß ein Objekt zwischen den Backen angeordnet wird, und zusammengeführt werden können, um eine im wesentlichen zylindrische Greiffläche zu bilden und das Objekt damit im wesentlichen zu umgeben, und eine Mehrzahl von Greifelementen, die um die Öffnungen der Backen zwischen den Backen und dem Objekt festgehalten sind, wobei Greiffläche und Greifelemente derart ausgebildet sind, daß, wenn die Backen um ein Objekt geschlossen sind, die Drehung des Objekts in eine beliebige Richtung dazu führen kann, daß sich die Greifelemente unabhängig von der Drehrichtung des Objekts durch Verlagerung in Umfangsrichtung in Positionen bewegen, in denen sie zwischen den Backen und dem Objekt verkeilt sind.
Ferner betrifft die Erfindung einen Greifmechanismus, umfassend eine im wesentlichen zylindrische Greiffläche, Greifelemente, und ein Positionierungsmittel, welches alle Greifelemente jeweils räumlich voneinander getrennt um die Greiffläche festhält, wobei das Positionierungsmittel die Greifelemente bezüglich der Greiffläche derart in eine beliebige Richtung drehen kann, daß sich die Greifelemente unabhängig von der Drehrichtung des Positionierungsmittels durch Verlagerung in Umfangsrichtung in Positionen bewegen, in denen sie zwischen der Greiffläche und einem gegriffenen Element verkeilt sind.
Schließlich betrifft die Erfindung Verwendungen eines wie zuvor beschriebenen Greifmechanismus.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Greifmechanismen der zuvor beschriebenen Art dienen im Stand der Technik dazu, ein Objekt, beispielsweise ein Ölfeldrohr, mittels spezieller Greifelemente zu greifen. Die Greifelemente, die beispielsweise rollenförmig ausgebildet sein können, werden dazu von einer neutralen Ausgangsstellung relativ zu einer im wesentlichen zylindrischen Greiffläche in Umfangsrichtung in eine Position verlagert, in der sie zwischen der Greiffläche und dem Objekt verkeilt sind. Diese Verkeilung bewirkt bei einem derartigen Greifmechanismus, daß sich das Objekt relativ zur Greiffläche nicht mehr bewegen kann. Auf diese Weise wird eine feste Verbindung zwischen Objekt und Greiffläche ermöglicht.
Dabei kann das Verkeilen der Greifelemente dadurch erfolgen, daß diese in einer ganz bestimmten Drehrichtung relativ zur Greiffläche in die Klemmposition verlagert werden. Es sind auch Ausführungsformen bekannt, bei denen ein Verklemmen auch in beiden Drehrichtungen relativ zur Greiffläche erreicht wird. Letztgenannter Greifmechanismus bildet die Grundlage der vorliegenden Erfindung.
Ein Greifmechanismus findet beispielsweise auch Anwendung in einer Freilaufkupplung. Eine Freilaufkupplung wird gewöhnlich als unidirektionale Kupplung eingesetzt, z. B. in Fahrzeuggetrieben. 18 zeigt eine Freilaufkupplung des Stands der Technik. Ein Rohrkörper 100 weist eine Mehrzahl von axialen Aussparungen 101 auf, die darin ausgebildet sind, um eine Mehrzahl von umfänglichen Rampenflächen 102 zu definieren. Rollen 103 sind innerhalb der Aussparungen 101 angeordnet und durch Federn 104 in einer gespannten Position gehalten. Die Rollen 103 berühren einen inneren Grundring 105 und nehmen ihn in Eingriff.
Wenn der innere Ring 105 im Uhrzeigersinn bezüglich des Körpers 100 gedreht wird, werden die Rollen 103 durch den inneren Ring 105 in eine Richtung im Uhrzeigersinn gedrängt. Aufgrund der geneigten Rampenflächen 102 werden die Rollen 103, zwischen den Rampenflächen 102 und dem inneren Ring 105 verkeilt. Drehkraft im Uhrzeigersinn wird daher zwischen äußerer Laufbahn 100 und innerem Ring 105 über die Rollen 103 übertragen. Wenn der innere Ring 105 gegen den Uhrzeigersinn bezüglich der äußeren Laufbahn 100 gedreht wird, bewegen sich die Rollen 103 gegen den Uhrzeigersinn bezüglich der äußeren Laufbahn 100. Dies befreit die Rollen und der innere Ring 105 ist imstande, sich relativ frei bezüglich der äußeren Laufbahn 100 zu drehen.
Eine modifizierte Gestaltung ist in US 5,103,950 A dargestellt, worin Rollenaussparungen verwendet werden, die ein doppeltes Nockenprofil aufweisen. Rollen 30 sind außerdem innerhalb eines Käfigs 40 angeordnet. Das doppelte Nockenprofil 21 ermöglicht den Betrieb der Kupplung in beide Richtungen. Wenn Welle 10 und äußere Laufbahn 20 durch die Rollen 30 zusammengekeilt werden, wird der Käfig 40 über die Welle 10 und die Rollen 30 angetrieben. Kraft wird also über Welle 10, Rollen 30 und Käfig 40 übertragen. Diese Kupplungsanordnung arbeitet automatisch, so daß die relative Drehung der Welle 10 in der äußeren Laufbahn 20 verursacht, daß die Rollen 30 sie zusammenschließt und Käfig 40 dadurch angetrieben wird.
Beim Rohr- oder Bohrlochbetrieb ist es erforderlich, ein Ölfeldrohr, wie etwa einen Bohrstrang, zu greifen, um einen Abschnitt zu halten, während ein anderer Abschnitt relativ dazu gedreht wird, um einen Strang zusammenzusetzen oder auseinanderzunehmen. Eine Anzahl automatisierter Geräte zur Handhabung von Bohrleitungen sind bekannt, wie etwa in US 4,585,079 A offenbart.
Standardölfeldrohre sind relativ robust, und in Einspannmechanismen des Stands der Technik sind gezahnte Backen oder andere Mittel enthalten, die eine hohe Kraft auf einen relativ kleinen Bereich des Rohres anwenden. Da Standardbohrstränge aus relativ einheitlichem Stahl gebildet sind, stellt dies keine größere Schwierigkeit dar. Einige moderne Bohrstränge sind jedoch aus besonderen Materialien gebildet, wie etwa hochlegiertem Stahlrohr (z. B. 13 Cr), und die Handhabung durch herkömmliche Einspannmechanismen kann sie beschädigen. Derartige Beschädigung kann die Lebenszeit des Bohrstrangs herabsetzen und den Vorteil mindern, der durch jegliche Oberflächenbeschichtung oder -behandlung erzielt wurde.
Die Lage ist problematisch, da die Einspannmechanismen Ölfeldrohre gegen hohe Drehmomente (bis zu 300.000 Fuß-Pfund) in einem schmutzigen und schmierigen Umfeld festhalten müssen. Ferner können Rohre in Durchmesser, Ovalität, Wanddicke, Material usw. variieren. Die Rohre können auch verbeult oder rostig sein oder Oberflächenabblätterung aufweisen.
Eine Anzahl von Werkzeugen enthält Ratschenmechanismen, um freie Drehung in nur eine gewählte Richtung zu gestatten. Derartige Werkzeuge sind unter anderem Steckschlüssel für verschiedene Einsätze, Schraubenzieher, Bohrer usw. In manchen Lagen ist, besonders mit Steckschlüsseln, der Platz zur Bewegung eines Werkzeugs sehr eingeschränkt. In manchen Fällen könnten die Ratschenabstufungen so grob sein, daß es nicht möglich ist, das Werkzeug von einer Ratschenposition zur nächsten zu bewegen. Dies könnte die Benutzung eines Werkzeugs in einem begrenzten Raum unmöglich machen.
Rohrhalter enthalten typischerweise Backen, die ein Rohr greifen, um es zuhalten. Bei mit Öl gefüllten Rohren kann dies zur Markierung des Rohres führen. Es wäre wünschenswert, einen Rohrhalter bereitzustellen, der imstande ist, hohen Drehkräften standzuhalten, ohne die Rohre zu beschädigen.
Ein Greifmechanismus, bei dem ein Verklemmen in beiden Drehrichtungen relativ zur Greiffläche erreicht wird, ist beispielsweise aus der US 3,662,867 A bekannt. Bei diesem ist eine Mehrzahl von Backen vorgesehen, die auseinanderbewegt werden können, um zu ermöglichen, daß ein Objekt zwischen den Backen angeordnet wird, und die auch wieder zusammengeführt werden können, um eine im wesentlichen zylindrische Greiffläche zu bilden und das Objekt damit im wesentlichen zu umgeben. Durch Drehung des Objekts in eine beliebige Richtung relativ zur zylindrischen Greiffläche wird erreicht, daß sich die Greifelemente unabhängig von der Drehrichtung des Objekts durch Verlagerung in Umfangsrichtung in Positionen bewegen, in denen sie zwischen den Backen und dem Objekt verkeilt sind. Mit anderen Worten, ein Verkeilen wird sowohl durch Drehung des Objekts nach rechts als auch durch Drehung des Objekts nach links erreicht.
Daßelbe Prinzip ist auch aus der US 4,620,621 A bekannt, wobei die zylindrische Greiffläche nicht aus lösbar miteinander verbundenen, einzelnen Backen besteht, sondern von einem einstückigen Ring gebildet wird. Auch hier wird ein Verklemmen dadurch erreicht, daß die Greifelemente relativ zur Greiffläche nach rechts oder nach links bewegt werden.
Die beschriebenen Greifmechanismen haben allerdings alle denselben Nachteil. So sind die Greifelemente im Zwischenraum zwischen der Greiffläche und dem zu greifenden Objekt bzw. Element relativ lose gelagert. Bei bestimmten Anwendungsfälien wie beispielsweise bei einer Kupplung kann dies zu unerwünschten Vibrationen und zum Verschleiß sowohl der Greiffläche als auch der Greifelemente führen. In dem Fall, in dem kein Positionierungsmittel, beispielsweise ein Käfig, vorhanden ist, in dem die Greifelemente geführt werden können, also in dem Fall, in dem eine Verlagerung der Greifelemente relativ zur Greiffläche durch Drehen des zu greifenden Objekts erfolgen soll, dann kommt es außerdem auf einen guten Kontakt zwischen Greifelementen und dem zu greifenden Objekt an, da ansonsten eine Drehung des Objekts auf die Greifelemente keinen Einfluss hätte.
Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es aus der US 3,662,867 A bekannt, die Greifelemente mit einer elastischen Hülle zu umgeben, die dauerhaft sowohl mit dem zu greifenden Objekt als auch mit der Greiffläche in Kontakt ist. Allerdings ist einerseits die Herstellung solcher von einer elastischen Hülle umgebenen Greifelemente sehr aufwendig, andererseits kommt es durch die hohen Klemmkräfte zu einem schnellen Verschleift bzw. Zerstörung der elastischen Hüllen.
Weitere Greifmechanismen sind aus der US 5,845,594 A , der EP 111 191 A1 , der WO 94/01249 A1 , der US 3,993,177 A , der US 5,676,226 A , der US 5,596,913 A , der US 3,942,616 A und der DE 33 21 358 A1 bekannt. Aber auch diese Greifmechanismen sind nicht geeignet, die vorangehend beschriebenen Probleme in zufriedenstellender Weise zu lösen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Greifmechanismus der zuvor beschriebenen Art zu schaffen, der vibrationsarm und verschleißarm arbeitet und geringe Herstellungs- und Wartungskosten hat.
Diese Aufgabe wird zum einen bei einem Greifmechanismus umfassend eine Mehrzahl von Backen, die auseinanderbewegt werden können und zusammengeführt werden können, um eine im wesentlichen zylindrische Greiffläche zu bilden und das Objekt damit im wesentlichen zu umgeben, und eine Mehrzahl von Greifelementen, die um die Öffnungen der Backen zwischen den Backen und dem Objekt festgehalten sind, wobei Greiffläche und Greifelemente derart ausgebildet sind, daß, wenn die Backen um ein Objekt geschlossen sind, die Drehung des Objekts in eine beliebige Richtung dazu führen kann, daß sich die Greifelemente unabhängig von der Drehrichtung des Objekts durch Verlagerung in Umfangsrichtung in Positionen bewegen, in denen sie zwischen den Backen und dem Objekt verkeilt sind, dadurch gelöst, daß Federn vorgesehen sind, die derart auf die Greifelemente einwirken, daß die Greifelemente, wenn die Backen um das Objekt geschlossen sind, an das Objekt gedrückt werden.
Die Aufgabe wird ferner bei einem Greifmechanismus umfassend eine im wesentlichen zylindrische Greiffläche, Greifelemente und ein Positionierungsmittel, weiches alle Greifelemente jeweils räumlich voneinander getrennt um die Greiffläche festhält, wobei das Positionierungsmittel die Greifelemente bezüglich der Greiffläche derart in eine beliebige Richtung drehen kann, daß sich die Greifelemente unabhängig von der Drehrichtung des Positionierungsmittels durch Verlagerung in Umfangsrichtung in Positionen bewegen, in denen sie zwischen der Greiffläche und einem gegriffenen Element verkeilt sind, dadurch gelöst, daß Federn vorgesehen sind, die derart auf die Greifelemente einwirken, daß die Greifelemente an das gegriffene Element gedrückt werden.
Beide Ausführungsformen bewirken, daß die Greifelemente nicht mehr lose im Zwischenraum zwischen Greiffläche und dem zu greifenden Objekt bzw. Element gelagert sind, wodurch auf einfache und beständige Weise Vibrationen und Verschleiß vermieden wird. Auch kann im Fall, daß kein Positionierungsmittel zum Verlagern der Greifelemente vorgesehen ist, eine gleichmäßige Verlagerung der Greifelemente durch Drehen des zu greifenden Objekts erfolgen, da alle Greifelemente dauerhaft Kontakt zum zu greifenden Objekt haben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun als Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1: zeigt eine konzeptionelle Ansicht eines Einspannmechanismus der Erfindung.
2: zeigt eine detaillierte Ansicht eines Abschnitts des Einspannmechanismus von 1.
3: zeigt eine Obenansicht der Hauptabschnitte einer Kupplung, die mit einer Welle verbunden ist.
4a: zeigt eine detaillierte Querschnittansicht eines Abschnitts der Kupplung von 3.
4b: zeigt eine Obenansicht eines Einsatzhalters, der einen Kupplungsmechanismus gemäß der Erfindung enthält.
4c: zeigt eine Seitenansicht des Einsatzhalters von 4b.
5: zeigt eine Querschnittansicht eines Einspannmechanismus, der zur Verwendung in einer Maschine zur Handhabung von Ölfeldrohren geeignet ist.
6: zeigt einen Abschnitt der Käfiganordnung des Mechanismus von 5 zum Festhalten der Rollen.
7: zeigt einen Backen des Einspannmechanismus von 5.
8: zeigt einen Verriegelungsmechanismus zum Befestigen der distalen Enden der Backen des Einspannmechanismus von 5.
9: zeigt den Einspannmechanismus von 5 bis 8 in einem automatisierten Handhabungsgerät für Ölfeldrohre enthalten.
10: zeigt eine Anordnung, die Backenabschnitte verwendet, welche von gegenüberliegenden Kolben geöffnet und geschlossen werden.
11: zeigt eine kolbenbetriebene Backenanordnung, die einen einzelnen Kolben verwendet.
12a: zeigt eine Laufbahn, die einen Greifmechanismus zur Beschränkung axialer Bewegung eines Rohrs enthält.
12b: zeigt eine Querschnittsansicht einer Laufbahn.
12c: zeigt eine Endansicht der Laufbahn von 12b.
12d: zeigt einen Rohrhalter.
13: zeigt ein Knochengreifglied.
14: zeigt ein umgekehrtes Nockengreifglied.
15: zeigt ein alternatives Wandprofil eines Backens.
16: zeigt einen Greifmechanismus, der ein versetztes Gehäuse mit graduell abgestuften Rollen verwendet.
17: zeigt eine Anordnung zum internen Greifen eines Rohrs.
18: zeigt eine bekannte Freilaufkupplung.
BESTE WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 und 2 zeigen das Konzept des Einspannmechanismus der Erfindung. Backe 1 und 2 sind mit keilförmigen Aussparungen 3 versehen, in denen Rollen 4 angeordnet sind. Backe 1 und 2 können auseinander bewegt werden, so daß ein Rohrglied 5 längs in die Backen bewegt werden kann. Backe 1 und 2 können an einem Ende drehbar miteinander verbunden sein, um so zu ermöglichen, das sich die Backen öffnen und schließen, oder die Backen können auseinander verschoben und wieder zusammengezwungen werden. Obwohl zwei Backen in 1 gezeigt sind, wird man verstehen, daß 3 oder mehr Backensegmente verwendet werden könnten.
Rollen 4 werden durch Federn 6 auseinander gedrückt. Wenn Backen 1 und 2 um ein Rohrglied 5 geschlossen sind, wie in 1 gezeigt, sind die Rollen 4 anfänglich am Scheitel von Aussparung 3 angeordnet (s. Rolle 7 in 2). Wenn das Rohrglied 5 gedreht wird, werden die Rollen 4 durch das Rohrglied 5 in die Drehrichtung von Rohr 5 gedrängt.
Die gestrichelte Rolle 8 in 2 stellt die Position dar, welche die Rolle einnimmt, wenn sie durch Drehung des Rohrglieds 5 nach links gedrängt wird. Man wird sehen, daß Rolle 8 zwischen Rampenseite 9 und Rohrglied 5 verkeilt wird. Alle Rollen 4 werden ebenso verkeilt, wenn Rohrglied 5 gedreht wird, und dies führt dazu, daß Rohrglied 5 innerhalb des Einspannmechanismus gegen Drehung festgehalten wird.
Es ist ersichtlich, daß Drehung in die Gegenrichtung dazu führt, daß Rolle 8 zwischen der gegenüberliegenden Rampenfläche 10 und Rohrglied 5 verkeilt wird. Der Einspannmechanismus ist daher imstande, der Drehung von Rohrglied 5 in beide Richtungen Einhalt zu gebieten.
Für ein relativ glattes Rohrglied 5 kann der oben beschriebene Mechanismus zufriedenstellend sein. Wenn die Rollen 4 durch die Federn 6 in Richtung des Rohrglieds 5 gedrückt werden, dreht die Drehung des Rohrglieds 5 die Rollen 4 relativ einheitlich in ihre verkeilten Positionen. Wenn die Oberfläche des Rohrglieds 5 uneben ist, ist es wünschenswert, die Rollen so zu bewegen, daß jede Rolle zwischen Backen 1 und 2 und dem Rohr 5 verkeilt sind.
Es könnte eine Anzahl von Positionierungsmitteln zur Positionierung der Rollen verwendet werden, die von Käfigen bis zu magnetischen Haltemitteln reichen.
In 3 und 4a wird ein Kupplungsmechanismus beschrieben, der dieses Prinzip verwendet. Die Kupplung umfaßt eine äußere Laufbahn 33, einen Käfig 34 und einen Innenring 35. Eine Mehrzahl von keilförmigen axialen Aussparungen 36 sind in der äußeren Laufbahn ausgebildet. Rollen 37 sind in den Aussparungen 36 untergebracht. Die Rollen 37 werden durch Federn 38 zwischen Abschnitte des Käfigs 34 gedrückt. Der Käfig 34 ist relativ zur äußeren Laufbahn 33 drehbar. In einer "neutralen" Position ist der Käfig 34 bezüglich der äußeren Laufbahn 33 so angeordnet, daß die Rollen 37 den Scheiteln der Aussparungen 36 benachbart angeordnet sind. In dieser Position werden die Rollen 37 durch die Federn 38 in Richtung auf die Scheitel der Aussparungen 36 gedrückt und also nicht zwischen den Rampenflächen 39 und Innenring 35 verkeilt. Dies erlaubt es dem Innenring 35, bezüglich der äußeren Laufbahn 33 frei in beide Richtungen zu drehen.
Wenn der Käfig im Uhrzeigersinn bezüglich der äußeren Laufbahn 33 gedreht wird, werden die Rollen 37 durch die Federn 38 in eine Richtung im Uhrzeigersinn gedrängt, so daß sie zwischen Rampenfläche 39 und Innenring 35 verkeilt werden. In dieser Position ist der Innenring 35 gegen Drehung im Uhrzeigersinn bezüglich der äußeren Laufbahn 33 festgehalten. Aufgrund der Doppelkeilprofile der Aussparungen 36 wird man verstehen, daß eine relative Drehung des Rings 35 gegen den Uhrzeigersinn durch Drehung des Käfigs 34 gegen den Uhrzeigersinn bezüglich der äußeren Laufbahn 33 zurückgehalten werden kann, um die Rollen 37 den gegenüberliegenden Rampenflächen benachbart anzuordnen.
Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Kupplung wahlweise betrieben werden kann. Sie gestattet auch den Betrieb der Kupplung in einem Freilaufmodus, während wahlweise die Drehung in beide Richtungen verhindert wird.
Unter Bezugnahme auf 4b und 4c wird nun ein Einsatzhalter beschrieben, der den oben genannten Kupplungsmechanismus enthält. Einsatzhalter 44 ist äquivalent zur äußeren Laufbahn 33, die in 4a gezeigt ist. Käfig 46 weist eine Mehrzahl von Rollen 46a auf, die in Aussparungen 47 Eingriff nehmen. Die innere Laufbahn 45 weist einen Sechskantabschnitt 45a zur Ineingriffnahme eines Einsatzes auf.
Betätigungsvorrichtung 48 weist einen Stift 49 auf, der mit dem Käfig 46 in Eingriff steht. Die Betätigungsvorrichtung 48 ist in ihrer neutralen Position gezeigt, kann jedoch nach rechts oder links bewegt werden, so daß der Stift 49 den Käfig 46 nach rechts oder links bewegt, so daß der Kupplungsmechanismus angepaßt werden kann, um eine relative Drehung der inneren Laufbahn 45 bezüglich des Halters 44 in beide Richtungen zu verhindern. Eine federbelastete Kugel 48a steht in Eingriff mit Kerben 48b, um die Käfigbetätigungsvorrichtung 48 in der gewünschten Position zu halten.
Man wird zu schätzen wissen, daß diese Anordnung aufgrund der minimalen Halterdrehung, die zur Drehungserzeugung des Schraubenkopfes 45a erforderlich ist, den Gebrauch eines Einsatzwerkzeugs in sehr begrenzten Räumen gestattet.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Einspannmechanismus dargestellt, der zum Greifen eines Ölfeldrohres wie etwa einem/einer Bohrrohr, -leitung oder -mantelrohr geeignet ist. Erste und zweite Backen 1 und 2 sind um jeweilige Stangen 13 und 14 drehbar. Backe 11 enthält einen halbkreisförmigen Käfig 15, der Rollen 16 enthält. Backe 12 enthält einen halbkreisförmigen Käfig 17, der Rollen 18 enthält. Eine perspektivische Teilansicht eines Abschnitts des halbkreisförmigen Käfigs 15 ist in 6 dargestellt. Man kann sehen, daß in Käfig 15 Öffnungen 19 vorgesehen sind, die es den Rollen 16 ermöglichen, durch sie hervorzuragen, sie sind aber auch so bemessen, daß sie es den Rollen 16 nicht ermöglichen, aus dem Käfig 15 zu entweichen.
Die Innenseiten der Backen 11 und 12, die den Käfiganordnungen 15 und 17 benachbart sind, weisen Aussparungen auf, die in ihnen ausgebildet sind und den Aussparungen 3 von 1 gleichen. Federn 20 (von denen nur ein Paar auf jeder Seite angezeigt sind) drücken die Rollen 16 und 18 zentral in die Aussparungen. Es können anstelle der Federn 20 auch andere geeignete Drückmittel wie etwa elastische Materialien verwendet werden.
Die Backen 11 und 12 können um die Stangen 13 und 14 voneinander weggedreht werden, so daß sich die Backen öffnen. Dadurch wird ermöglicht, daß ein Rohrglied 21 längs zwischen die Backen eingeführt wird, und die Backen schließen sich, um das Rohrglied 21 dazwischen festzuhalten. Der Backen 11 enthält Aussparungen 22 (wie in 7 gezeigt), die an seiner Innenseite ausgebildet sind, und ist mit einer Mehrzahl von Zapfen 23 an seinem distalen Ende versehen. Durch die Zapfen 23 gehen Bohrungen 24.
Wie am besten aus 8 ersichtlich ist Arm 12 mit zusätzlichen Zapfen 23 versehen (von denen nur einer angezeigt ist), die sich mit Zapfen 25 (von denen nur einer angezeigt ist) in Eingriff befinden, wenn sich die Backen in der geschlossenen Position befinden. Backen 11 hält einen Verriegelungszusammenbau 26. Der Verriegelungszusammenbau enthält eine Führungsstange 27, die in einer Bohrung in Arm 11 angeordnet ist und es dem Verriegelungszusammenbau ermöglicht, zwischen geöffneter und geschlossener Position nach oben und nach unten zu gleiten.
Man kann sehen, daß alle Zapfen 23 und 25 einen Verriegelungsstiftabschnitt 29 enthalten, in dem eine jeweilige Rille 30 ausgebildet ist (von denen eine angezeigt ist). Wenn sich der Verriegelungszusammenbau in der erhobenen Position befindet, in 8 gezeigt, erstrecken sich die Verriegelungsstiftabschnitte 29 von einem Zapfen 23 zu einem benachbarten Zapfen 25. Dies riegelt die distalen Enden der Arme 11 und 12 zusammen. Federbelastete Stifte 31 (von denen nur einer angezeigt ist) werden in dieser Position in die Rillen 30 gedrückt, um die Verriegelungsstiftabschnitte 29 festzuhalten.
Wenn der Verriegelungszusammenbau nach unten gezwungen wird, so daß Platte 32 an die Arme 11 und 12 anstößt, werden die Verriegelungsstiftabschnitte 29 so positioniert, daß sie völlig in der Bohrung eines einzelnen Zapfens 23 oder 25 angeordnet sind. Dies ermöglicht, daß die distalen Enden der Arme 11 und 12 getrennt werden und der Einspannmechanismus geöffnet wird.
In der Praxis werden die Backen 11 und 12 auseinander gedreht, um so eine Öffnung vorzusehen, welche es ermöglicht, ein Rohrglied längs in den Einspannmechanismus einzuführen. Die Backen 11 und 12 werden dann wieder zueinander gedreht und der Verriegelungsmechanismus 26 wird gehoben, um die distalen Enden der Arme 11 und 12 zusammenzuriegeln (wie in 5 gezeigt).
Wenn sich die Käfige 15 und 17 in ihren Anfangspositionen befinden, sind die Rollen 16 und 18 den Scheiteln der Aussparungen, die in den Backen ausgebildet sind, benachbart angeordnet. Dies gestattet es einem Rohr 21, in beide Richtungen zu drehen. Wenn gewünscht wird, das Rohr 21 zu greifen, werden die Käfige 15 und 17 relativ zu den Backen 11 und 12 in die Richtung gedreht, in welche die Drehung zurückgehalten werden soll. Dies bringt die Rollen 16 und 18 in Eingriff mit ihren jeweiligen Rampenflächen, so daß die Rollen 16 und 18 zwischen dem Rohr 21 und den Backen 11 und 12 verkeilt werden. Zur Freigabe des Rohres 21 kann es in die entgegengesetzte Richtung gedreht und der Verriegelungsmechanismus 26 gesenkt werden, um die Backen zu öffnen.
6 zeigt einen Abschnitt eines Käfigs 15. Wie in 6 gezeigt enthalten die Rollen 16 vorzugsweise eine Anzahl separater, übereinander angeordneter Rollen. Dies ermöglicht es den Rollen, besser Kontakt mit dem Rohrabschnitt aufrechtzuhalten, der eingespannt werden soll, da einige Abschnitte Dellen oder andere Deformationen aufweisen könnten.
Die axiale Länge jeden Backens 11, 12 befindet sich typischerweise innerhalb eines Bereichs vom Ein- bis Zehnfachen des Rohrnenndurchmessers. Das Rollenelement 16 weist typischerweise einen Durchmesser auf, der vom 0,01- bis 0,5-fachen des Rohrnenndurchmessers reicht. Die axiale Länge des Rollenelements 16 reicht vorzugsweise vom 0,1- bis 2-fachen des Rohrnenndurchmessers.
9 zeigt einen automatisierten Rohrhandhabungsmechanismus, der den Einspannmechanismus von 2 bis 6 enthält. Einspannmechanismus 40 ist in einer Rohrhandhabungsvorrichtung 41 enthalten. Kolben 42 und 43 können angetrieben werden, um die Arme 11 und 12 in ihre geöffnete und geschlossene Position zu bewegen, und ein weiterer Kolben (nicht gezeigt) kann dazu verwendet werden, den Verriegelungsmechanismus 26 zwischen seiner geöffneten und seiner geschlossenen Position zu bewegen.
Unter Bezugnahme auf 10 ist eine entgegengesetzte Anordnung dargestellt, in der die Backen 60 und 61 in Führungen 62 und 63 geführt werden. Backen 60 und 61 werden durch Kolben 64 und 65 aufeinander zu und voneinander weg bewegt. Ein Rohr kann längs durch die Öffnung bei 66 eingeführt werden, wenn die Backen auseinander bewegt sind.
Unter Bezugnahme auf 11 ist eine andere Gestaltung dargestellt, die der Gestaltung von 10 gleicht. Backen 67 und 68 werden in Führungen 69 und 70 geführt und durch Kolben 71 aufeinander zu und voneinander weg bewegt. Da in diesem Beispiel nur ein einzelner Kolben 71 zur Anwendung kommt, ist bei 72 ein Verriegelungsmechanismus der in 8 gezeigten Art erforderlich.
12a zeigt einen Greifmechanismus, der zur Verwendung als Abfangkeil in einem Bohrturm geeignet ist. Ein Abfangkeil ist dazu bestimmt, ein Ölfeldrohr zu greifen und vor Längsbewegung aufgrund des Gewichts des Strangs zu bewahren. In diesem Fall sind Rollen 75 und 76 um die Innenseite von Backen 73 und 74 in einer Ausrichtung vorgesehen, die quer zur Achse des Ölfeldrohrs 77 verläuft. Die Rollen 75 und 76 weisen mit Flanschen versehene Enden auf, so daß das Profil der Rollen enger mit dem Profil des Rohres 77, zu dessen Greifung sie bestimmt sind, übereinstimmt. Entsprechende Rippen 78 und 79 positionieren und führen die Rollen 75 und 76 axial die Backen 73 und 74 entlang. Führungen 78 und 79 verjüngen sich nach innen von den Oberseiten zu den Unterseiten der Backen, so daß in der Praxis die Rollen 75 und 76, wenn sie nach unten gezogen werden, zwischen dem Rohr 77 und den Backen 73 und 74 verkeilt werden.
In der Praxis können die Backen 73 und 74 voneinander wegbewegt werden, um so zu ermöglichen, daß ein Rohr 77 längs eingeführt wird. Die Backen 73 und 74 können dann geschlossen und miteinander verbunden werden. Die Rollen 75 und 76 können in jeweiligen Käfigen gehalten werden. Die Käfige können in einer erhöhten Position bewahrt werden, während sich die Backen 73 und 74 schließen, und nach unten gezwungen werden, vielleicht durch die Schwerkraft, sobald die Backen 73 und 74 geschlossen sind. Da sich die Führungen 78 und 79 nach innen auf die Unterseiten der Backen hin verjüngen, werden die Rollen 75 und 76 zwischen dem Rohr 77 und den Backen 73 und 74 verkeilt, wenn das Rohr 77 nach unten gezogen wird. Diese Anordnung könnte durch einen herkömmlichen Abfangkeilzusammenbau ersetzt werden.
Unter Bezugnahme auf 12b und 12c ist ein Abfangkeil dargestellt, der einen Betätigungsmechanismus aufweist. In dieser Ausführungsform werden eine Mehrzahl von knopfartigen Rollen 110 in einem Käfig 111 gehalten. Die Rollen sind in ringförmigen Aussparungen 112 in den Backenkörpern 113 angeordnet. Ein Betätigungshebel 114 ist drehbar um Stift 115 angeordnet und eine vertikale Bewegung des Hebels 114 verursacht daher eine vertikale Bewegung des Käfigs 111. Aufwärtsbewegung des Hebels 114 oben führt dazu, daß sich der Käfig 111 nach unten bewegt, und verhindert eine Abwärtsbewegung eines Bohrstrangs 116 im Abfangkeil. Abwärtsbewegung des Hebels 114 nach unten verhindert eine Aufwärtsbewegung des Bohrstrangs 116 bezüglich des Abfangkeils. Wenn sich der Hebel 114 in der Mittelposition befindet (wie gezeigt), kann sich der Bohrstrang in beide Richtungen bewegen. Dies ermöglicht es einem Benutzer die Bewegung eines Bohrstrangs bezüglich des Abfangkeils zu steuern.
Unter Bezugnahme auf 12c ist ersichtlich, daß der Abfangkeil zwei Backen 113 und 117 umfaßt, die um Angel 118 drehbar sind und durch eine Schließeinrichtung 119 geschlossen werden.
In einer anderen Ausführungsform kann sich das äußere Profil der Backenkörper 113 von der Oberseite zur Unterseite verjüngen, und die Backen können in einem Körper aufgenommen sein, der eine Bohrung aufweist, welche dem äußeren Profil der Backen entspricht. Auf diese Weise schließen sich die Backen um ein Rohr, wenn die Backen in der Bohrung in dem Körper angeordnet werden.
Unter Bezugnahme auf 12d ist ein Rohrhalter dargestellt. Der Rohrhalter enthält einen Stiel 110, der Backenabschnitte 111 bis 114 aufweist. Die Backenabschnitte 111 und 114 sind an den Punkten 115 und 116 drehbar mit dem Stiel 110 verbunden. Die Backenabschnitte 111 und 112 sind bei 117 drehbar verbunden, die Backenabschnitte 112 und 113 sind bei 118 drehbar verbunden und die Backenabschnitte 113 und 114 sind bei 119 drehbar verbunden.
Der Backen 111 weist zugehörige Rollen 120 und 121 auf, die in Aussparungen 122 und 123 des Backens 111 angeordnet sind. In den Aussparungen der anderen Backenabschnitte sind gleichfalls Rollen angeordnet.
Die Backenabschnitte 113 und 114 sind durch eine Sperre 124 miteinander verbunden. Dies ermöglicht es, den Rohrhalter, um ein Rohr zu passen und dann durch die Sperre 124 zusammenzuschließen, indem die Backen 113 und 114 aneinander befestigt werden. Es können außerdem zusätzliche Backenabschnitte zwischen den Backenabschnitten 113 und 114 eingefügt sein, um es zu ermöglichen, größere Rohre zu greifen.
In der Praxis werden die Backenabschnitte um ein Rohr gepaßt und die Sperre 124 befestigt die Backenabschnitte 113 und 114 aneinander. Der Stiel 110 kann dann um das Rohr gedreht werden. Dies führt dazu, daß die Drehpunkte 115 und 116 sich relativ zueinander bewegen, um die Backenabschnitte um das Rohr 125 anzuziehen. Dies zwingt die Rollen 120 und 121 usw. eng in die Aussparungen 122 und 123, so daß sie das Rohr 125 bezüglich des Rohrhalters festhalten. Die Verwendung der Rollen 120 und 121 minimiert jegliche Beschädigung des Rohrs.
Unter Bezugnahme auf 13 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, in der asymmetrische Greifelemente eingesetzt werden. Statt der vorher beschriebenen Rollen, die kreisförmige Querschnitte aufweisen, können Rollen eingesetzt werden, die nicht kreisförmige Greifelemente aufweisen. In der Ausführungsform von 13 ist ein Knochen 82 zwischen der Oberfläche eines Rohrs 80 und einem Backen 81 dargestellt. Die Außenfläche des Rohrs 80 und die Innenfläche des Backens 81 sind im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig. Die asymmetrische Form des Knochens 82 bedeutet, daß relative Drehung zwischen Rohr 80 und Backen 81 den Knochen 82 zum Drehen bringt. Man wird zu schätzen wissen, daß Greifmittel, die Knochen enthalten, in den vorher beschriebenen Beispielen ersetzt werden können.
Unter Bezugnahme auf 14 wird ein weiteres alternatives Greifmittel beschrieben. In dieser Ausführungsform weist ein Backen oder äußere Laufbahn 83 eine Mehrzahl von Rippen auf, die um den Innenbereich davon verteilt sind. Nocken 85 nehmen die Rippen 84 in Eingriff und ihre Ausrichtung wird durch Kräfte eingestellt, die über Federn 86 und 87 von Käfig 88 angewendet werden. In der Praxis wird der Käfig 88 anfänglich so positioniert, daß der Nocken 85 die Position einnimmt, die in 14 gezeigt ist. Wenn der Käfig 88 bezüglich der Laufbahn 83 nach links bewegt wird, kippt die Feder 86 den Nocken 85, so daß sein rechtes Ende 90 das Rohr 89 in Eingriff nimmt. Drehung des Rohrs 89 nach links bezüglich des Backens 83 führt dazu, daß der Nocken 85 verkeilt wird und Rohr 89 und Backen 83 zusammenriegelt. Auch dieses Greifelement könnte gegen die oben beschriebenen ausgetauscht werden.
Unter Bezugnahme auf 15 wird ein alternatives Aussparungsprofil beschrieben. In dieser Ausführungsform weist eine Aussparung 50 einen Rampenausschnitt 51 an einem Ende und einen entsprechenden Rampenausschnitt 52 am anderen Ende auf. In diesem Fall sind zwei Rollen 53 und 54 in der einzelnen Aussparung 50 angeordnet. Man wird verstehen, daß in dieser Ausführungsform die Rolle 53 das Rohr in Eingriff nimmt, wenn es in eine Richtung gedreht wird, und daß die Rolle 54 das Rohr in Eingriff nimmt, wenn es in eine entgegengesetzte Richtung gedreht wird. Auch diese Anordnung kann gegen die beschriebenen Anordnungen ausgetauscht werden.
16 zeigt eine alternative Bauweise, in denen Backen 91 und 92 verwendet werden, die zueinander versetzt sind, und graduell abgestufte Roller 94a bis 94f und 95a bis 95f zwischen den Backen 91 und 92 und dem Rohr 93 angeordnet sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß in den Innenseiten der Backen keine Aussparungen ausgebildet sein müssen, da die versetzte Bauweise einen natürlichen Keil zwischen der Innenseite der Backen 91 und 92 und dem Rohr 93 vorsieht.
17 veranschaulicht, daß die Erfindung gleicherweise zum Greifen der Innenseite wie der Außenseite eines Objekts angewendet werden kann. 17 stellt dar, wie die Erfindung angewendet werden kann, um ein Rohr 99 von der Innenseite statt von der Außenseite zu greifen. Daßelbe trifft auch auf die vorher beschriebene Kupplung zu. In diesem Fall weist ein Rohrkörper 96 axiale Aussparungen 97, die in seiner Außenseite ausgebildet sind, und Rollen 98 auf, die in den Aussparungen angeordnet sind. Die Rollen können in einem Käfig untergebracht sein, was die Betätigung des Greifmittels wie vorher beschrieben ermöglicht.
Obwohl der Einspannmechanismus in Bezug auf die Einspannung von Ölfeldrohren beschrieben wurde, wird man zu schätzen wissen, daß er auch in anderen Bereichen Anwendung finden kann. Der Einspannmechanismus kann in einem Handwerkzeug zum Greifen von Rohrabschnitten enthalten werden. Ein Ratschensystem kann enthalten werden, um zunehmende Drehung zu ermöglichen.
Es ist somit ersichtlich, daß die Erfindung einen Einspannmechanismus bereitstellt, der geeignet ist, ein Rohr gegen hohe Drehmomente in beide Richtungen zu halten, ohne das Rohr zu beschädigen. Der Einspannmechanismus kann in bestehenden Zangen von Handhabungsvorrichtungen für Ölfeldrohre enthalten werden. Der Einspannmechanismus kann leicht und schnell bedient werden und erfordert kein Abschmieren.
Die Kupplung der Erfindung ist wahlweise betätigbar und kann in beide Richtungen arbeiten. Die Kupplung kann als Notbremse an einer Fahrzeugantriebswelle, Förderanlage usw. oder dort, wo eine Behelfsbremse erforderlich ist und das Wellenende nicht zugänglich ist, enthalten werden.
Wo in der vorhergehenden Beschreibung auf Einheiten oder Bestandteile Bezug genommen wurde, die bekannte Äquivalente haben, sind derartige Äquivalente hierin enthalten, als ob sie im einzelnen dargelegt wären.
Obwohl diese Erfindung als Beispiel beschrieben wurde, wird man verstehen, daß an ihr Verbesserungen und/oder Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der Erfindung wie in den angefügten Ansprüchen definiert abzuweichen.

Claims

Greifmechanismus, umfassend: eine Mehrzahl von Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114), die auseinander bewegt werden können, um zu ermöglichen, daß ein Objekt zwischen den Backen angeordnet wird, und zusammengeführt werden können, um eine im wesentlichen zylindrische Greiffläche zu bilden und das Objekt damit im wesentlichen zu umgeben; und eine Mehrzahl von Greifelementen, die um die Öffnungen der Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) zwischen den Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) und dem Objekt festgehalten sind, wobei Greiffläche und Greifelemente derart ausgebildet sind, daß, wenn die Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) um ein Objekt geschlossen sind, die Drehung des Objekts in eine beliebige Richtung dazu führen kann, daß sich die Greifelemente unabhängig von der Drehrichtung des Objekts durch Verlagerung in Umfangsrichtung in Positionen bewegen, in denen sie zwischen den Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) und dem Objekt verkeilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Federn (6; 20) vorgesehen sind, die derart auf die Greifelemente einwirken, daß die Greifelemente, wenn die Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) um das Objekt geschlossen sind, an das Objekt gedrückt werden.
Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) an einem proximalen Ende jeden Backens (1; 2; 11; 12; 111; 112; 113; 114) drehbar miteinander verbunden sind und durch Verriegelungsmittel an ihrem distalen Ende aneinander befestigt sind.
Greifmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die distalen Enden der Backen (11, 12) Zapfen (23, 25) aufweisen, die sich miteinander in Eingriff befinden, und das Verriegelungsmittel Stiftabschnitte (29) umfaßt, die durch benachbarte Öffnungen (24) in den Zapfen (23, 25) laufen, wenn sie in Eingriff treten.
Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (1, 2; 11, 12) durch Antriebsmittel geöffnet und geschlossen werden, die seitliche Trennung und Schließung verursachen.
Greifmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (1, 2; 11, 12) durch einen oder mehrere Hydraulikkolben (42, 43) geöffnet und geschlossen werden.
Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr drehbar verbundene Backen (111, 112, 113, 114) vorgesehen sind, die an ihren distalen Enden verriegelbar sind.
Greifmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Backenabschnitte zwischen die Backen (111, 112, 113, 114) einfügbar sind.
Greifmechanismus nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die proximalen Enden von zwei Backen (111, 114) drehbar mit einem Stiel (110) verbunden und so angeordnet sind, daß Drehung des Stiels (110) bezüglich der Backen (111, 114) die distalen Enden der Backen (111, 114) zusammenzieht.
Greifmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifelemente eine Mehrzahl von zylindrischen Rollen (4, 7, 8; 37) umfassen, die räumlich getrennt umfänglich um die Öffnungen der Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) angeordnet sind.
Greifmechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der zylindrischen Rollen (4, 7, 8; 37) im wesentlichen parallel zur Achse der Öffnungen der Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) verläuft.
Greifmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von konkaven Aussparungen (3, 36) um den Umfang der Öffnungen der Backen vorgesehen sind, welche Greifelemente aufnehmen.
Greifmechanismus nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Aussparungen (36) im wesentlichen V-förmig ausgebildet sind.
Greifmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifmittel durch ein Positionierungsmittel gehalten sind, das durch Betätigungsmittel bezüglich den Backen drehbar ist.
Greifmechanismus nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierungsmittel in einer Mehrzahl von Abschnitten ausgebildet ist, die den Backenabschnitten entsprechen.
Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifelemente einen asymmetrischen Querschnitt entlang einer parallel zu den Öffnungen der Backen (1, 2; 11, 12; 73, 74; 83; 91, 92; 111, 112, 113, 114) verlaufenden Achse aufweisen.
Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifelemente als Nocken (85) ausgebildet sind, die entlang von Längsrippen (84) angeordnet sind, welche räumlich getrennt umfänglich um die Öffnungen der Backen (83) angeordnet sind.
Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Backen (91, 92) vorgesehen sind, die halbkreisförmige Backenöffnungen aufweisen, welche in einer geschlossenen Position zueinander versetzt sind und Rollen (94a...94f, 95a...95e) von progressiv unterschiedlicher Größe aufweisen, die den Backenöffnungen benachbart vorgesehen sind, um eine im wesentlichen zylindrische Öffnung zur Aufnahme eines Rohrglieds (93) zu bilden.
Greifmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifelemente in Form von Rollen (75, 76) ausgebildet sind, die quer zur Achse der Öffnung der Backen (73, 74) angeordnet sind.
Greifmechanismus nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Rollen räumlich getrennt umfänglich in einer Mehrzahl von axial räumlich getrennten umfänglichen Rillen angeordnet sind.
Greifmechanismus nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen durch einen Käfig gehalten sind, der durch Betätigungsmittel axial bewegbar ist, um die Rollen wahlweise Rillenwänden benachbart anzuordnen.
Greifmechanismus nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen ein sich verjüngendes Außenprofil aufweisen, das in einem Körper aufgenommen ist, welcher eine sich verjüngende Bohrung aufweist.
Greifmechanismus nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifmechanismus ein Abfangkeil ist.
Greifmechanismus, umfassend: eine im wesentlichen zylindrische Greiffläche; Greifelemente; und ein Positionierungsmittel, welches alle Greifelemente jeweils räumlich voneinander getrennt um die Greiffläche festhält, wobei das Positionierungsmittel die Greifelemente bezüglich der Greiffläche derart in eine beliebige Richtung drehen kann, daß sich die Greifelemente unabhängig von der Drehrichtung des Positionierungsmittels durch Verlagerung in Umfangsrichtung in Positionen bewegen, in denen sie zwischen der Greiffläche und einem gegriffenen Element verkeilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Federn (6; 20) vorgesehen sind, die derart auf die Greifelemente einwirken, daß die Greifelemente an das gegriffene Element gedrückt werden.
Greifmechanismus nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionierungsmittel ein Käfig (34) ist, der die Greifelemente räumlich getrennt umfänglich der im allgemeinen zylindrischen Greiffläche benachbart festhält.
Greifmechanismus nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, um den Käfig (34) bezüglich der im allgemeinen zylindrischen Greiffläche zu bewegen.
Greifmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifelemente zylindrische Rollen (4, 7, 8; 37) sind.
Greifmechanismus nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß konkave Aussparungen (3, 36) in räumlich getrennten umfänglichen Intervallen um die im allgemeinen zylindrische Greiffläche vorgesehen sind, um die Rollen (4, 7, 8; 37) zu beherbergen.
Greifmechanismus nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (36) im wesentlichen V-förmig ausgebildet sind.
Greifmechanismus nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifelemente bei Betrachtung entlang der im allgemeinen zylindrischen Greiffläche einen asymmetrischen Querschnitt aufweisen.
Greifmechanismus nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das gegriffene Element ein Ring (35) ist.
Greifmechanismus nach einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das gegriffene Element eine Welle ist.
Greifmechanismus nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die im allgemeinen zylindrische Greiffläche die Außenfläche eines Rohres (5) ist und die Greifelemente zwischen der im allgemeinen zylindrischen Greiffläche und der Innenfläche des Rohres (5) angeordnet sind.
Verwendung eines Greifmechanismusses nach einem der Ansprüche 1 bis 22 zum Einspannen eines Ölfeldrohres, insbesondere eines Bohrstranges (116).
Verwendung eines Greifmechanismusses nach einem der Ansprüche 23 bis 32 als Kupplung, insbesondere in einem Steckschlüssel (44).