DE4029523C1

DE4029523C1 -

Info

Publication number: DE4029523C1
Application number: DE4029523A
Authority: DE
Inventors: Guenter 3000 Hannover De Wolf
Original assignee: GUMMI-JAEGER KG GmbH and CIE 3000 HANNOVER DE
Current assignee: GUMMI-JAEGER KG GmbH and CIE 3000 HANNOVER DE
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1991-12-19
Anticipated expiration: 2010-09-19
Also published as: CA2051550C; CA2051550A1; US5174679A

Description

Die Erfindung betrifft einen im wesentlichen aus einem Elastomer bestehenden Protektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ausgehend von der Tatsache, daß bei derartigen Protektoren Betriebstemperaturen von etwa 150°C auftreten können, hat es nicht an Versuchen gefehlt, Protektoren mit metallischen Armierungen zu versehen, um den Reibungsschluß zu verbessern. Es hat sich aber bei den bekannten, meist am inneren Umfang des Protektors befindlichen Armierungen gezeigt, daß die Expansions- bzw. Ausdehnkräfte des Elestomers die Metall armierung nachhaltig überwinden (DE 37 00 793 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Protektor so auszuführen, daß die nicht zu vermeidenden Wärmedehnkräfte dazu beitragen können, den Reibungsschluß zwischen dem Protektor und dem Gestänge zu erhöhen. Die Erfindung lößt diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Metallhülse eine Länge erhält, die etwa das doppelte Maß ihres Durchmessers beträgt.

Bei einem derart verstärkten Protektor können die bei erhöhten Temperaturen auftretenden Expansionskräfte nicht zu einer Lockerung des Protektors führen; im Gegenteil, die Dehnkräfte führen infolge der steifen Metallhülsen zu einer Erhöhung der Anpreßkräfte des Protektors an das Gestänge, die deshalb auch sehr gut wirken können, weil die Metallhülsen Vergleichsweise lang sind und sich daher keine nachteiligen Axialkräfte bilden können.

Um eine sichere Aufpressung der Metallhülsen auf die Endstücke zu erreichen, werden diese geringfügig konisch ausgeführt in der Weise, daß sie sich beim Aufpressen zentrieren und dabei noch die radiale Vorspannung in den Endstücken erhöhen. Um außerdem die radiale Festigkeit der Metallhülsen zu erhöhen, kann die Metallhülse am freien Ende der Endstücke mit einer Abwinkelung oder Abbiegung versehen sein, die sich an die Stirnfläche der Endstücke anlegt. Zudem kann die Metallhülse auch an dem dem Mittelteil des Protektors zugekehrten Ende eine Auf bördelung oder Abbiegung nach außen haben, die sich an die Stirnfläche des Mittelteils anlegen kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeich nung erläutert, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.

Es zeigt

Fig. 1 eine Pumpengestängeführung für eine Tiefbohrpumpe in der Ansicht, wobei die obere Hälfte geschnitten und der Protektor für die Gestängeführung an den Enden unterschiedlich ausgeführt ist, in Wirklichkeit an beiden Enden entweder mit der einen oder der anderen Ausbildung versehen ist, und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1.

Das Gestänge 1 ist mit einer Vielzahl mit im Abstand voneinander angeordneten Protektoren 2 versehen, die aus einem ver schleißfesten Elastomer bestehen und unverschiebbar, jedoch an beliebiger Stelle montierbar sind, ohne den Protektor auf die einzelnen Abschnitte des Gestänges aufschieben zu müssen.

Der Protektor hat über seine gesamte Länge hinweg gesehen einen durchgehenden zylindrischen Körper 3, der mittig in seinem Wirkteil mit vier gleichmäßig über den Umfang des Körpers 3 verteilten, leistenförmigen Vorsprüngen 4 versehen ist. Der durch diese Vorsprünge bestimmte Außen durchmesser ist dem Rohr zur Aufnahme des Gestänges ange paßt.

Das mit den Vorsprüngen 4 versehene Mittelteil geht zum Ende des Protektors 2 in die Endstücke über, die mit 5 bezeichnet sind und eine Länge haben, die etwas kleiner ist als diejenige des Mittelteils mit den Vorsprüngen 4. Im übrigen besteht - wie aus Fig. 2 erkennbar ist, der Protektor 2 aus zwei praktisch identischen Hälften 6, 7, die nach Art von Nut und Feder im Bereich der Vorsprünge 4 bei 8 ineinander greifen können. Diese Teilung ermöglicht eine Anbringung des Protektors 2 an beliebigen Stellen des Gestänges 1 durch Aufsetzen und Vereinigen der beiden Hälften 6, 7.

Die beiden Endstücke 5 sind eng von einer Metallhülse 9 umschlossen, die durch eine Axialbewegung unter geringfügiger Verformung der Endstücke 5 auf diese aufgepreßt sind, was durch hydraulisch betriebene Pressen geschehen kann. Diese Metallhülsen bestehen aus einem hochfesten Werkstoff und sind insb. einstückig geformt ausgebildet. Um dabei eine gute Verpressung in Axialrichtung herbeiführen zu können, ist der in Aufpreßrichtung vorne liegende Abschnitt 10 gering fügig zu dem Mitteilteil hin sich konisch erweiternd ausgebil det. Die am linken Endstück 5 befindliche Metallhülse 9 ist - wenn von dem geringfügig konischen Abschnitt 10 abgesehen wird - eine zylindrische Gestalt.

Die am rechten Endstück 5 befindliche Metallhülse 9 - obere und untere Hälfte wiederum in unterschiedlicher Formgebung - hat am freien Ende des Protektors 2 eine Abbiegung 11 nach innen, die am konischen Stirnteil 12 der Endstücke 5 anliegt, um so eine gesteigerte Festigkeit zu erreichen. Das den Vorsprüngen 4 zugekehrte Ende der Metallhülse 9 ist für die oben dargestellte Ausführung nur geringfügig nach oben gerundet, während die unten dargetellte Ausführung einen sich trompetenartig erweiternden Endabschnitt 13 hat, der bei entsprechender Gestaltung des Grundkörpers für die Anbringung der Vorsprünge 4 an diesem anliegt. Damit wäre auch für das dem Mittelteil zugekehrte Ende der Metallhülsen 9 eine radiale Verstärkung erzielt.

Durch eine so ausgeführte und zudem auf die Endstücke 5 aufgepreßten Metallhülsen 9 ist unter normalen Tempera turbedingungen die Fixierung des Protektors 2 auf dem Gestänge 1 sichergestellt; treten dann die unter den Be triebsbedingungen sich einstellenden höheren Temperaturen ein - z. B. Temperaturen von etwa 150°C - so kann die damit eintretende Beeinflussung des Elastomers für den Protektor 2 nicht ausgeschlossen werden, jedoch kann die dann sich einstellende Dehnung des Werkstoffes nicht zu einer radialen Ausdehnung des Werkstoffes im Bereich der Endstücke 5 führen, da er durch die Metallhülse 9 daran gehindert wird. Die radiale Spannung führt dann sogar zu einer Vergrößerung der Pressung gegenüber dem Gestänge 1. Daher wird der Reibungsschluß verbessert, zumal durch die Länge der Metallhülsen 9 sichergestellt ist, daß sich die Wärmespannung nicht nennenswert in axialer Richtung aus wirkt.

Es sei noch erwähnt, daß anstelle von zwei Schalen 6, 7 auch ein einstückiger, längsgeschlitzter Elastomerkörper verwendet werden kann.

Claims

1. Im wesentlichen aus einem Elastomer bestehender Protektor für Pump- und Bohrgestänge mit einer Metallarmierung und mit an beiden Enden befindlichen Endstücken, die gegenüber dem Mittelteil im Durchmesser verringert sind, wobei der Protektor auf dem Gestänge durch Reibungsschluß gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Endstücke (5) durch eine zur Aufnahme von radialen Wärmeausdehnkräften des Elastomers ausreichend bemessene Metallhülse (9) umschlossen ist.

2. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Metallhülse (9) wesentlich größer ist als deren Innendurchmesser.

3. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metallhülsen (9) praktisch über die gesamte Länge der Endstücke (5) erstrecken.

4. Protektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (9) im Vergleich zu ihrem Innendurchmesser etwa die doppelte axiale Länge hat.

5. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülsen (9) im Bereich der freien Enden der Endstücke (5) zum Gestänge (1) hin abgewinkelt oder abgebogen sind.

6. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülsen (9) an ihren dem Mittelteil zugekehrten Enden radial nach außen abgewinkelt oder abgebogen sind.

7. Protektor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten oder abgebogenen Abschnitte der Metallhülsen (9) an den benachbarten Teilen des Protektors anliegen.

8. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei Schalen (6,7) besteht, die z. B. nach Art von Nut und Feder formschlüssig ineinander greifen.

9. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Protektorkörper zum Aufklappen und Aufschieben auf das Gestänge (1) quer hierzu mit einem längsverlaufenden Schlitz versehen ist.

10. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metallhülsen (9) zum Mittelteil des Protektors hin konisch erweitern.

11. Protektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nur der dem Mittelteil zugekehrte Längenabschnitt (10) der Metallhülsen (9) konisch ausgeführt ist.

12. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Metallhülsen (9) umschlossene Teil des Protektors (bei Raumtemperatur) geringfügig radial vorgespannt ist.

13. Protektor nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Metallhülsen (9) im wesentlichen derjenigen des Mittelteils entspricht.

14. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülsen (9) einstückig, nahtlos ausgebildet sind.

15. Protektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Wandstärke der Endstücke (5) und die Länge der Metallhülsen (9) so bemessen sind, daß bei nennens wert erhöhter Betriebstemperatur für den Protektor die Pressung zwischen Protektor und Gestänge (1) größer ist als bei Raumtemperatur.