NL8902747A - Inrichting voor het in de langsrichting aandrijven van een langgerekt lichaam. - Google Patents

Description

Inrichting voor het in de langsrichting aandrijven van een langgerekt lichaam

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het in de langsrichting aandrijven van een langgerekt lichaam, zoals een stang of buis, voorzien van ten minste een wiel en tegenhoudmiddelen die het lichaam tussen zich in kunnen klemmen, waaarbij het wiel een rotatieas bezit, die althans ongeveer in een dwarsvlak van het langgerekte lichaam is gelegen, en een aandrijving voor het aandrijven van het wiel, welk wiel zodanig is uitgevoerd, dat dit door middel van wrijving de roterende beweging van het wiel kan omzetten in een translerende beweging van het langgerekte lichaam.

Bij een bekende uitvoering van een dergelijke inrichting (zie bijv. US-A-3,331,240 en FR-A-1.476.170) zijn twee aan weerszijden van het aan te drijven langgerekte lichaam geplaatste wielen aangebracht, die met hun buitenomtrek op het langgerekte lichaam aangrijpen. De wielen kunnen een loodrecht op de langsas van het lichaam naar elkaar toe gerichte normaalkracht uitoefenen, waardoor het lichaam tussen de wielen wordt geklemd. Door het uitoefenen van een draaimoment op ten minste een van de wielen wordt een wrij-vingskracht opgewekt ter plaatse van het contact van de wielen en het langgerekte lichaam, die gelijk is aan de ^ normaalkracht maal de heersende wrijvingscoëfficiënt.

De effectiviteit van de werking van deze bekende inrichting wordt door een aantal factoren beperkt. Zo dient de normaalkracht op het aan te drijven lichaam, indien dit hol is, kleiner te zijn dan de kracht die een afplatting of samendrukking van het holle lichaam zou veroorzaken ten gevolge van het aanwezig zijn van een plastische buigkracht in het gedeelte van de omtrek van het lichaam dat niet wordt gesteund door de wielen. Voorts dient de normaalkracht kleiner te zijn dan de kracht die te veel permanente deformatie van het lichaam of de wielen in het contactgebied zou veroorzaken. Deze deformatie zal optreden indien de normaal- spanning, d.w.z. de normaalkracht per eenheid van oppervlak, te hoog is. Bij een rond lichaam en een wiel met een platte omtrek zal het contactgebied bij een lage normaalspanning slechts een punt zijn, terwijl tussen een dergelijk wiel en een vierkant lichaam een lijncontactgebied aanwezig zal zijn. Beide gebieden zullen zich tot een enigszins groter gebied uitbreiden ten gevolge van elastische deformatie van beide oppervlakken. Het is weliswaar mogelijk het contactgebied bij lichamen met een gekromde dwarsdoorsnede te vergroten, en derhalve de toegelaten normaalkracht te vergroten, door het oppervlak van de wielomtrek aan de dwarsdoorsnede van het lichaam aan te passen. Hierdoor ontstaan evenwel snelheidsver-schillen op de buitenomtek van de wielen die een plastische rek op de omtrek van het lichaam en/of het wiel veroorzaken, hetgeen wederom een beperking van de normaalkracht tot gevolg heeft.

Anderzijds zijn inrichtingen voor het in de langs-richting aandrijven van een langgerekt lichaam bekend geworden (zie bijv. FR-A-1.426.898 of GB-A-1.351.277), waarbij gebruik wordt gemaakt van een paar om aandrijfwielen circulerende kettingen, waaraan aandrijfblokken zijn bevestigd of van in een geleiding circulerende aandrijfblokken, die door aandrijfwielen worden aangedreven. Voor het aandrukken van de aandrij fblokken tegen het langgerekte lichaam zijn tussen de aandrijfwielen aandrukmiddelen aangebracht. In het geval van het genoemde GB-A-1.351.277 bestaan deze aandrukmiddelen uit over een loopvlak rollende circulerende kogels of rollen waarover de aandrijfblokken tijdens hun ingrijping met het langgerekte lichaam bewegen. Deze aandrukmiddelen maken de inrichting zeer ingewikkeld, terwijl in de inrichting veel wrijvingsplaatsen ontstaan.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de genoemde bezwaren van de verschillende bekende inrichtingen zijn opgeheven.

Hiertoe wordt de inrichting volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat het wiel is uitgevoerd met een aantal opeenvolgende met het wiel mee circulerende, beweegbaar aangebrachte tijdens de ingrijping met het lichaam door het wiel ondersteunde, krachtoverbrengende tussenstukken, waarmede het wiel achtereenvolgens het langgerekte lichaam over een afstand in de langsrichting hiervan kan aangrijpen.

Op deze wijze kan in vergelijking tot de directe ingrijping van het wiel en het langgerekte lichaam het contactgebied in de langsrichting van het lichaam worden vergroot, waardoor de normaalspanning voor een gegeven totale normaalkracht wordt verlaagd, of de toegestane normaalkracht wordt verhoogd. Voorts kan zonder problemen de vorm van het tussenstuk aan de dwarsdoorsnede van het aan te drijven lichaam worden aangepast, zodat het lichaam over een aanzienlijk deel van de omtrek wordt aangegrepen, daar geen snel-heidsverschillen over de omtrek van het langgerekte lichaam en derhalve geen plastische rekken kunnen ontstaan.

Ten opzichte van de bekende inrichtingen met aandrijf blokkken en afzonderlijke aandrukmiddelen is een zeer aanzienlijke vereenvoudiging bereikt doordat de tussenstukken door het wiel zelf tegen het langgerekte lichaam worden gedrukt, zodat de tussenstukken niet tangetiaal bewegen ten opzichte van het oppervlak van het aandrukmiddel en derhalve geen glijdende wrijving optreedt.

Bij voorkeur zijn de tussenstukken om of op de omtrek van het bijbehorende wiel aangebracht en tijdens de ingrijping met het lichaam hierover afrolbaar.

Door deze maatregel kan elk tussenstuk gedurende een gedeelte van een omwenteling van het wiel evenwijdig aan het langgerekte lichaam worden aangedreven zonder dat bijkomende maatregelen nodig zijn om de afstand tussen de rotatieas van het wiel en het aangrijpingsvlak van het tussenstuk op het langgerekte lichaam constant te houden.

Het verdient de voorkeur, dat de tussenstukken met behulp van een elastisch orgaan in onderling verband ten opzichte van het wiel zijn gehouden en naar een middenstand zijn belast.

Hierdoor is enerzijds een beweging van de tussenstukken ten opzichte van het wiel mogelijk, terwijl anderzijds een gelijkmatige verdeling van de tussenstukkken om het wiel wordt gewaarborgd. De elastische organen kunnen zowel tussen het wiel en de afzonderlijke tussenstukken als tussen de tussenstukken onderling verlopen.

Het is gunstig wanneer het wiel aan de omtrek is uitgevoerd met een vertanding of dergelijke, terwijl de tussenstukken aan hun naar het bijbehorende wiel toegekeerde zijde eveneens zijn voorzien van een vertanding of dergelijke, die in de werkzame stand van het betreffende tussenstuk in ingrijping is met de vertanding of dergelijke van het bijbehorende wiel.

De in elkaar grijpende vertandingen of dergelijke van het wiel en de bijbehorende tussenstukken voorkomen slip tussen het wiel en de tussenstukken en vergroten de maximaal over te brengen tangentiale kracht op de tussenstukken.

Een voordelige uitvoering van de uitvinding is daardoor gekenmerkt, dat naast het wiel een geleiding voor de tussenstukken is aangebracht, die de tussenstukken gedurende een gedeelte van een omwenteling van het wiel in aangrijping met het aan te drijven lichaam brengen en houden.

Op deze wijze worden de bewegingen van de tussenstukken voor het tijdelijk uitlijnen hiervan met het langgerekte lichaam ten behoeve van de aandrijving door de geleiding bestuurd.

Het is hierbij mogelijk, dat de geleiding bestaat uit aan beide zijden van het wiel geplaatste nokplaten die een evenwijdig aan de aandrijfrichting van het lichaam verlopend gedeelte, alsmede een op- en afloopgedeelte hebben, terwijl de tussenstukken met de nokplaten samenwerkende nokken bezitten.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, die uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding weergeeft.

Fig. 1 is een zeer schematisch zijaanzicht van een uitvoering van een inrichting voor het in de langsrichting aandrijven van een langgerekt lichaam volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een doorsnede volgens de lijn II-II in fig. 1.

Fig. 3, 4 en 5 zijn met fig. 1 overeenkomende zeer schematische zijaanzichten van gewijzigde uitvoeringen van de inrichting voor het in de langsrichting aandrijven van een langgerekt lichaam volgens de uitvinding.

De fig. 1 en 2 tonen een eerste uitvoering voor het in de langsrichting aandrijven van een langgerekt lichaam, in het bijzonder een buis 1. Deze inrichting is in het bijzonder bedoeld voor het in de grond drukken en hier weer uittrekken van een serie stangen of buizen ten behoeve van bodemonderzoek, in het bijzonder het sonderen. Uiteraard is het mogelijk de inrichting ook voor andere doeleinden toe te passen. Zo is het mogelijk de inrichting te gebruiken voor het met behulp van buizen neerlaten van onderhoudsgereedschappen in boorgaten van olie of gasbronnen. Ook kan de inrichting worden gebruikt bij olie-exploraties en -boringen, waarbij geregeld buizen worden gehesen en neergelaten en pijpleidingen naar de zeebodem worden afgezonken. Ook kan worden gedacht aan het gebruik van de inrichting bij verschillende andere industriële processen, waarbij buizen of andere langerekte lichamen van willekeurige dwarsdoorsnede in een machine of medium dienen te worden gedrukt of hieruit moeten worden getrokken.

De inrichting omvat ten minste één, en in dit geval twee in eikaars verlengde op een afstand van elkaar geplaatste wielen 2. De wielen 2 vormen tussen zich in een kneep voor de buis 1. De wielen 2 bezitten rotatieassen 3, die althans ongeveer in een dwarsvlak van de buis 1 zijn gelegen. De wielen 2 zijn met hun rotatieassen 3 draaibaar gelegerd in steunen 4, respectievelijk 5. De uit twee staanders bestaande steun 4 is vast op een stationair frame 6 bevestigd. De steun 5 is daarentegen verzwenkbaar om een evenwijdig aan de rotatieassen 3 verlopende zwenkas 7 met een bevestigingsorgaan 8 aan het stationaire frame 6 verbonden. De steun 5 bezit voorts een dwarsstuk 9 waarop een belastingsorgaan 10, in dit geval een schroefveer, aangrijpt, dat tegen het frame 6 is afgesteund en het bijbehorende wiel 2 in de richting van het tegenovergelegen wiel 2 kan belasten, zodanig dat de buis 1 tussen de beide wielen 2 worden geklemd. Uiteraard is het mogelijk andere belastingsorganen dan een schroefveer 10 toe te passen, zoals pneumatische of hydraulische vijzels of dergelijke.

Ten minste één van de wielen, in dit geval het stationair ondersteunde wiel 2, kan worden aangedreven met behulp van een geschikte motor 11, al of niet met tussenschakeling van een drijfwerk.

Aan de omtrek van de beide wielen 2 is een aantal regelmatig over de omtrek verdeelde tussenstukken 12 geplaatst, die beweegbaar met de bijbehorende wielen 2 zijn verbonden. In het weergegeven geval kunnen de tussenstukken, die aan de naar het bijbehorende wiel 2 toegekeerde zijde vlak zijn uitgevoerd, op de omtrek van het wiel 2 afrollen, waarbij aan beide zijden van het wiel 2 en de bijbehorende tussenstukken 12 enerzijds op het wiel 2 en anderzijds op één van de tussenstukken 12 aangrijpende veren 13 de tussenstukken 12 naar een middenstand belasten. De krachtoverbrenging tussen het wiel 2 en de bijbehorende tussenstukken 12 alsmede tussen de tussenstukken 12 en de buis 1 vindt door middel van wrijving en eventueel ook micro-ingrijping plaats.

De tussenstukken 12 zijn aan hun van het wiel 2 afgekeerde zijde 12 aan de buitenomtrek van de buis 1 aangepast, zodanig dat de tussenstukken 12 de buis 1 over een gedeelte van de buitenomtrek hiervan kunnen aangrijpen en eventueel de buis 1 geheel kunnen omgeven. Voorts kunnen de tussenstukken 12 de buis 1 ook aangrijpen over een afstand in de lengterichtng hiervan die overeenkomt met de lengte van de tussenstukken 12. Op deze manier ontstaat een aanzienlijk contactgebied tussen de werkzame tussenstukken 12 en de buis 1 en derhalve tussen de wielen 2 en de buis 1. Op deze wijze kan een grote normaalkracht door de wielen 2 op de buis 1 worden uitgeoefend, zonder dat dit gepaard gaat met hoge normaalspanningen op de buis 1, die deze buis 1 ontoelaatbaar zouden kunnen vervormen.

Zoals uit fig. 1 blijkt, is het aantal tussenstukken 12, in dit geval acht, en de lengte hiervan zodanig gekozen, dat steeds ten minste één tussenstuk 12 bij elk wiel 2 met de aan te drijven buis l in aangrijping is, zodat steeds een voldoende grote aandrijfkracht op de buis 1, wordt uitgeoefend.

Fig. 3 toont een gewijzigde uitvoering van de inrichting voor het in de langsrichting aandrijven van de buis 1, waarbij de beide wielen 2 aan hun omtrek zijn uitgevoerd met een vertanding 14, terwijl de tussenstukken 12 aan hun naar het bijbehorende wiel 2 toegekeerde zijde zijn voorzien van een rechte vertanding 15, die in ingrijping is met de vertanding 14 van het bijbehorende wiel 2. De, bij voorkeur zuiver op elkaar afrollende, vertandingen 14 en 15 kunnen over de gehele breedte van het contactgebied tussen elk wiel 2 en de bijbehorende tussenstukken 12 zijn gevormd, doch het is uiteraard ook mogelijk de vertandingen 14 en 15 slechts over een gedeelte van de breedte van dit gebied aan te brengen en het overige gedeelte als vlak loopvlak uit te voeren. Door het aanbrengen van de vertandingen 14 en 15 wordt de kans op het optreden van slip tussen het wiel 2 en de bijbehorende tussenstukken 12 geëlimineerd, terwijl tevens een grotere tangentia-le kracht door het wiel 2 op de tussenstukken 12 kan worden uitgeoefend.

Fig. 4 toont een verdere ontwikkeling van de inrichting voor het in de langsrichting aandrijven van de buis 1. Hierbij is aan beide zijden van elk wiel 2 een geleiding voor de tussenstukken 12 aangebracht, die de tussenstukken 12 op gecontroleerde wijze in aangrijping met de buis 1 brengen.

Deze geleiding bestaat uit aan beide zijden van elk wiel 2 geplaatste aan de steunen 4, respectievelijk 5 bevestigde nokplaten 16, die een evenwijdig aan de aandrijfrichting van de buis 1 verlopend gedeelte 17, alsmede een op- en afloopge-deelte 18, respectievelijk 19 heeft. De tussenstukken 12 bezitten aan hun beide zijden zijwaarts uitstekende, in het langsmidden hiervan geplaatste nokken 20 die bij het roteren van het betreffende wiel 2 langs de op- en afloopgedeelten 18 en 19 en langs het rechte gedeelte 17 van de nokplaten 16 verloopt. Met behulp van de nokplaten 16 vindt een geleidelijk in en buiten aangrijping komen van de tussenstukken 12 enerzijds met het wiel 2 en anderzijds met de buis 1 plaats.

Fig. 5 toont een verdere uitvoeringsvariant van de uitvinding, waarbij de tussenstukken 12 niet aan het bijbehorende wiel 2 zijn bevestigd, doch onderling door een elastisch buigzaam element 21 zijn verbonden voor het handhaven van het onderlinge verband tussen de tussenstukken 12. In het weergegeven geval bestaat het elastisch buigzame element 21 uit een stalen band, waaraan de tussenstukken 12 elk door een schroef 22 of ander bevestigingsmiddel zijn vastgemaakt. De lengte van de stalen band 21 is aanzienlijk groter dan de omtrekslengte van het bijbehorende wiel 2, terwijl elke band 21 over een aantal geleidingsrollen 23 is gevoerd. Het is echter ook goed mogelijk de lengte van de stalen band 21 slechts enigszins groter te maken dan de omtrekslengte van het wiel 2, terwijl, zeker in dat geval, ook zonder geleidingsrollen 23 kan worden gewerkt. Doordat altijd ten minste één tussenstuk 12 tussen het bijbehorende wiel 2 en het langgerekte lichaam 1 is geklemd, behoeft geen verbinding tussen de tussenstukken 12 en het wiel 2 aanzwezig te zijn, aangenomen dat de wrijving tussen de aangedrukte tussenstukken en het wiel 2 voldoende is voor het doen circuleren van de tussenstukken 12 te zamen met het wiel 2. Uiteraard zouden in deze uitvoering ook weer vertandingen op het wiel en de tussenstukken kunnen zijn aangebracht.

De uitvinding is niet beperkt tot de in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeelden, die binnen het kader van de uitvinding kunnen worden gevarieerd. Zo is het uiteraard mogelijk de inrichting niet alleen voor buizen of staven met een cirkelvormige buitenomtrek toe te passen, doch ook voor langgerekte lichamen met een andersoortige buitenomtrek, zoals polygonaal of dergelijke. Voorts kan in plaats van twee wielen 2 een ander aantal wielen 2 worden toegepast, zoals drie of vier symmetrisch over de omtrek van de buis 1 verdeelde en met hun rotatieassen 3 in het zelfde dwarsvlak van de buis 1 gelegen wielen. Daarbij is het mogelijk dat de tussenstukken 12 van de wielen 2 te zamen de gehele buis 1 omsluiten, waardoor het niet mogelijk is dat de dwarsdoorsnede van de buis 1 verandert door de druk van de wielen 2.

Claims (10)

1. Inrichting voor het in de langsrichting aandrijven van een langgerekt lichaam, zoals een stang of buis, voorzien van ten minste een wiel en tegenhoudmiddelen die het lichaam tussen zich in kunnen klemmen, waarbij het wiel een rotatieas bezit, die althans ongeveer in een dwarsvlak van het langgerekte lichaam is gelegen, en een aandrijving voor het aandrijven van het wiel, welk wiel zodanig is uitgevoerd, dat dit door middel van wrijving de roterende beweging van het wiel kan omzetten in een translerende beweging van het langgerekte lichaam, met het kenmerk, dat het wiel is uitgevoerd met een aantal opeenvolgende met het wiel mee circulerende, beweegbaar aangebrachte, tijdens de ingrijping met het lichaam door het wiel ondersteunde, kracht overbrengende tussenstukken, waarmede het wiel achtereenvolgens het langgerekte lichaam over een afstand in de langsrichting hiervan kan aangrijpen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de tussenstukken om of op de omtrek van het bijbehorende wiel zijn aangebracht en hierover afrolbaar zijn.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de tussenstukken met behulp van een elastisch orgaan in onderling verband ten opzichte van het wiel zijn gehouden en naar een middenstand zijn belast.

4. Inrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het wiel aan de omtrek is uitgevoerd met een vertanding of dergelijke, terwijl de tussenstukken aan hun naar het bijbehorende wiel toegekeerde zijde eveneens zijn voorzien van een vertanding of dergelijke, die in de werkzame stand van het betreffende tussenstuk in ingrijping is met de vertanding of dergelijke van het bijbehorende wiel.

5. Inrichting volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat de vertanding van het tussenstuk een rechte vertanding is.

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het k en merk, dat naast het wiel een geleiding voor de tussenstukken is aangebracht, die de tussenstukken in aangrijping met het langgerekte lichaam kan brengen.

7. Inrichting volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat de geleiding bestaat uit aan beide zijden van het wiel geplaatste nokplaten die een evenwijdig aan de aandrijfrichting van het lichaam verlopend gedeelte, alsmede een op- en afloopgedeelte heeft, terwijl de tussenstukken met de nokplaten samenwerkende nokken bezitten.

8. Inrichting volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat aan elke zijde van het tussenstuk één in het langsmidden geplaatste nok is aangebracht.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat acht verloopstukken aan de omtrek van het wiel zijn aangebracht.

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de tegenhoudmiddelen bestaan uit ten minste één verder met tussenstukken uitgevoerd wiel, waarbij de wielen gelijkmatig over de omtrek van het langgerekte lichaam zijn verdeeld.