專利名稱：相互可連接元件的快速連接與脫開方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可連接元件的快速連接與脫開方法，這些可連接元件特別是管或桿和/或能夠固定在上述管或桿上的驅(qū)動元件和/或加工元件，例如鉆頭或者類似物等，其中一個具有一個成形端塊的元件導(dǎo)入到待與其連接的元件和/或一個中間件或連接件特別是一個襯套或者套筒的一個相應(yīng)的容納口內(nèi)并且力鎖合地與第二元件相連。此外，本發(fā)明還涉及一種相互可連接元件的快速連接與脫開裝置，這些相互可連接元件特別是管或桿和/或能夠固定在上述管或桿上的驅(qū)動件元和/或加工元件，例如鉆頭或者類似物等，其中一個具有一個成形端塊的元件導(dǎo)入到待與其連接的元件和/或一個中間件或連接件特別是一個襯套或者套筒的一個相應(yīng)的容納口內(nèi)并且力鎖合地與第二元件相連。
背景技術(shù)：
在例如為管或桿的可連接元件進(jìn)行連接與脫開的現(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)常會存在快速連接與脫開這些元件或與這些元件相連的驅(qū)動元件和/或加工元件的問題，如果需要的話，這種快速連接與脫開甚至必須在惡劣和不利的環(huán)境條件下也具有可靠的可行性或者可實現(xiàn)性。在產(chǎn)生鉆孔的現(xiàn)有技術(shù)中，例如，鉆桿經(jīng)常需要加長，其中已知的螺紋連接不僅要求耗費(fèi)時間的連接與脫開過程，而且這種螺紋連接還可能存在涉及該連接的正確連接或正確脫開的問題，特別是在使用條件很惡劣的情況下尤其如此。此外，必須要保護(hù)的是，例如通過出鐵口鉆孔機(jī)器(Stichloch-Bohrmaschine)在高爐上開出鐵口時，在出現(xiàn)高溫的熔融物質(zhì)的過程中，至少部分的鉆桿特別是驅(qū)動裝置能夠足夠快速地從鉆頭上脫開，從而至少可以將鉆孔機(jī)器從出現(xiàn)高溫熔融物質(zhì)的區(qū)域上移開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種相互可連接元件的快速連接與脫開的方法和裝置，使相互可連接的元件例如甚至在可能惡劣和不利的使用或環(huán)境條件下也能夠可靠和快速地連接與脫開，這些相互可連接元件例如是管或桿和/或能夠固定在上述管或桿上的驅(qū)動元件和/或加工元件。
為了達(dá)到這些目標(biāo)，本發(fā)明的方法與以前所規(guī)定的類型不同，主要的特征在于，為了使兩個相互待連接元件進(jìn)行連接與脫開，成形端塊沿軸向或連接方向發(fā)生運(yùn)動后，通過容納口的一個與該成形端塊有互補(bǔ)輪廓的局部區(qū)域，在容納口的一個具有擴(kuò)大的凈橫截面的局部區(qū)域相對于容納口發(fā)生旋轉(zhuǎn)，隨后，又沿軸向運(yùn)動到容納口的一個另外的與該成形端塊有互補(bǔ)輪廓的局部區(qū)域內(nèi)。通過在各連接的元件之間，特別是在一個元件的成形端塊和第二元件的容納口之間產(chǎn)生多個步驟的相對運(yùn)動，在這兩個元件之間將保持可靠和安全的連接。此外，還確保了，通過一個在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動之前的簡單軸向運(yùn)動和另一個之后的軸向運(yùn)動，可靠地防止了連接發(fā)生任何意外或錯誤的脫開，同時通過用于使連接元件的進(jìn)行連接與脫開的相對協(xié)調(diào)的致動和移動步驟實現(xiàn)快速并且安全的連接與脫開。螺紋連接不僅需要連接螺紋件的極緊密的配合，而且在應(yīng)力作用下采用螺紋連接可能會在其脫開過程中出現(xiàn)問題，并且無論如何都會由于元件需要彼此相對進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而導(dǎo)致相應(yīng)高的時間浪費(fèi)，與螺紋連接不同，根據(jù)本發(fā)明所建議的交替的軸向運(yùn)動和周向或者旋轉(zhuǎn)方向上的運(yùn)動，確保了快速的連接與脫開。這種旨在用于連接與脫開的與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動交替進(jìn)行的軸向運(yùn)動所組成的運(yùn)動過程也容易實現(xiàn)自動化。
為了在連接處的軸向上所發(fā)生的非期望的運(yùn)動過程中安全地避免連接的任何錯誤的脫出或者脫開，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提出，在各軸向運(yùn)動階段之間進(jìn)行一次最大為180°，特別是大致為60°的旋轉(zhuǎn)。容納口區(qū)域內(nèi)輪廓的錯位配置要求在兩個軸向運(yùn)動步驟之間要有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，確保了能夠安全地防止僅僅因相互連接部件的軸向位移而使連接脫開。
此外，為了達(dá)到開始所提出的目標(biāo)，上述類型的裝置的主要特征在于，一個元件在一個待容納的端塊上設(shè)有一個能夠被插入到一個待連接于其上的第二元件和/或連接件或中間件的一個容納口內(nèi)的特別是多邊形的輪廓，其中，從容納口的進(jìn)口端出發(fā)，容納口沿軸向或連接方向形成有一個局部區(qū)域，該局部區(qū)域具有與待容納的端塊的輪廓互補(bǔ)的輪廓，還形成有一個相對于進(jìn)口端具有擴(kuò)大的凈橫截面的區(qū)域以及還有一個與其連接的、具有與待容納端塊的輪廓相匹配的輪廓的區(qū)域。各自具有其協(xié)調(diào)輪廓的所述局部區(qū)域能夠以相對簡單、經(jīng)濟(jì)的方式形成在各連接元件上，此外，正如在上面已經(jīng)指出的，還確保了在連接元件的連接與脫開過程中非常簡單的操作。這樣，將在待容納的元件的端塊上提供了合適的輪廓，同時在第二元件的容納端提供了彼此分開的、具有與待容納的端部輪廓相匹配的互補(bǔ)輪廓的局部區(qū)域，上述局部區(qū)域被一個具有相應(yīng)擴(kuò)大的凈通道橫截面的局部區(qū)域分隔開，以便于在相互待連接元件之間進(jìn)行可靠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
為了防止僅僅由于兩個元件的軸向位移而使連接脫開，最優(yōu)實施例建議，具有與端塊輪廓相匹配的互補(bǔ)輪廓的局部區(qū)域被設(shè)計為在周向上相互錯位。
為了實現(xiàn)使兩個相互待連接元件在進(jìn)行了沿軸向或連接方向的第一運(yùn)動后產(chǎn)生本發(fā)明所建議的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，本發(fā)明的另一最佳實施例建議，待容納的端塊上的輪廓的外形具有的橫截面比連接在其上的第一元件的局部區(qū)域的橫截面大。這樣，具有外輪廓的、從而直接與連接區(qū)域或端部相鄰的第一元件包括具有相對于所述輪廓的外形較小的外部橫截面的區(qū)域。
為了在單個的、相互待連接元件之間，沿軸向或連接方向的兩個運(yùn)動過程之間產(chǎn)生簡單和可靠的相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，本發(fā)明的另一最佳實施例建議為，具有擴(kuò)大凈橫截面的容納口的中間區(qū)域沿軸向或連接方向具有的長度超過待容納的端塊的輪廓的軸向尺寸。為了確保兩個連接元件的正確的固定，第一元件的端塊必須具有適當(dāng)長度的外輪廓，從而使其能夠在隨后例如在鉆孔或旋轉(zhuǎn)沖擊鉆孔過程中傳遞可能大的力。通過適當(dāng)?shù)剡x擇輪廓，一個任意短的外輪廓長度即可起作用，因此，可以使在容納端的區(qū)域內(nèi)用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的部分或區(qū)域也相應(yīng)地短。
為了實現(xiàn)一種容易裝配并且確保在相應(yīng)的支承表面下在各單獨(dú)的、相互待連接元件之間產(chǎn)生可靠的力傳遞的輪廓，另一最佳實施例建議為，待容納的端塊上的輪廓由規(guī)則的多邊形形成。特別是在待連接的連接區(qū)域的簡單加工和制造的現(xiàn)有技術(shù)中，另一最佳實施例建議為，多邊形為具有圓形頂部或頂點(diǎn)的三角形斷面。
為了在第二元件或連接件或中間件的容納口的區(qū)域內(nèi)提供不同設(shè)計的局部區(qū)域的特別簡單的配置，另一最佳實施例建議為，容納口的進(jìn)口端上的輪廓形成在與容納元件相連接的、特別是與容納元件焊接在一起的單獨(dú)的板形或盤形元件上。這樣，以簡單的方式在容納口的區(qū)域內(nèi)形成具有擴(kuò)大凈橫截面以便允許發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的區(qū)域，之后，形成沿軸向延伸并且?guī)в谢パa(bǔ)輪廓的區(qū)域，在此之上，在內(nèi)部以錯位的方式，將具有與所述輪廓互補(bǔ)的輪廓的板形或盤形元件固定在容納口的連接端或進(jìn)入端，。
當(dāng)連接各連接元件，特別是管形或桿形元件或者將這種管形或桿形元件與驅(qū)動件和/或工件相連時，本發(fā)明的裝置以及本發(fā)明方法的應(yīng)用在大范圍的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)都是可行的，同時，一個特別的最優(yōu)實施例提議，將本發(fā)明的裝置用于帶有特別是可加長的鉆桿以及特別是出鐵口鉆孔機(jī)器，正如上面已經(jīng)指明，由于為了在具有很高溫度的熔融物質(zhì)快速涌出的情況下至少保護(hù)鉆孔機(jī)器免受出現(xiàn)的高溫熔融物質(zhì)的影響，桿的各單獨(dú)部分的快速脫開或斷開將會是有益的或者是必須的。


下面，將借助附圖中所示的示范性實施對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。其中圖1 出鐵口鉆孔機(jī)器的示意側(cè)視圖，其中為了實現(xiàn)本發(fā)明的方法采用了本發(fā)明的裝置；圖2 用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法的本發(fā)明的裝置的實施例的放大圖，圖2a示出了兩個相互待連接元件之間的連接狀態(tài)，圖2b示出了相互待連接元件發(fā)生部分脫開的狀態(tài)；圖3 從箭頭III看去的本發(fā)明的裝置的容納口的進(jìn)口側(cè)面或端面的放大圖。
具體實施例方式
在圖1中，整體上由1表示一臺出鐵口鉆孔機(jī)器，它包括一個驅(qū)動裝置2，用于在用3示意性表示的一個高爐的壁上形成一個出鐵口或一個鉆孔。其中一個用5示意性表示的鉆頭安裝在一個鉆桿4上。
為了將鉆桿4固定在出鐵口鉆孔機(jī)器1的沖擊和/或旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的一根驅(qū)動軸6上，該鉆桿4通過一個用于連接兩個桿形或管形元件4和6的裝置的一個在圖1中整體用7表示的中間件進(jìn)行固定，所述裝置將在圖2中進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
為了將出鐵口鉆孔機(jī)器1的驅(qū)動軸6的區(qū)域與鉆桿4連接，在圖2所示的實施例中，設(shè)置有一個形成所述裝置的連接件或中間件7，其中驅(qū)動軸6在圖2所示的左側(cè)的局部區(qū)域中牢固地容納在該中間件7內(nèi)。
為了固定鉆桿4，該鉆桿在其面對著中間件7的前塊上具有一個多邊形的外部形狀9。在圖2a所示的連接狀態(tài)下，鉆桿4的設(shè)有一個多邊形外部形狀的端部區(qū)域9與中間件7的一個整體上由11表示的容納口的一個局部區(qū)域10嵌接，該局部區(qū)域10沿軸向延伸并且設(shè)有一個互補(bǔ)的輪廓。
為了通過中間件7使鉆桿4與旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)沖擊式驅(qū)動裝置6之間的連接脫開，如圖2b所示，中間件7按照箭頭12沿軸向方向或連接方向離開鉆桿4，使得設(shè)有一個外部輪廓的局部區(qū)域9到達(dá)容納口11的一個具有擴(kuò)大的凈橫截面的區(qū)域13中。
在圖2b所示的部分脫開位置，一個在驅(qū)動軸6或中間件7以及鉆桿4之間的相對旋轉(zhuǎn)沿箭頭14的方向旋轉(zhuǎn)例如大致為60°的角，此后，鉆桿4與驅(qū)動軸6或中間件7之間又以箭頭12的方向發(fā)生軸向位移，其中，鉆桿4的設(shè)有多邊形外形的區(qū)域9穿過容納口11的一個另外的區(qū)域15，該區(qū)域也具有一個如圖3所示的相應(yīng)的多邊形輪廓，與鉆桿4的局部區(qū)域9的多邊形外橫截面相匹配。為了改善鉆桿4在中間件7的區(qū)域內(nèi)的對中性，在設(shè)有多邊形輪廓的局部區(qū)域9上連接一個基本上呈圓柱形的區(qū)域16以及一個對中銷子17，特別是可以從圖2b中清楚地看到，在連接狀態(tài)下，它們進(jìn)入到一個相應(yīng)的圓柱部分18和一個對中開口19內(nèi)。
正如從圖2中可明顯地看出的那樣，也具有多邊形互補(bǔ)輪廓的局部區(qū)域15形成在一個板形或盤形元件20上，該板形或盤形元件20在容納口11的端面21的區(qū)域內(nèi)與中間件7焊接在一起。
圖3清楚地示出了在兩個相互待連接的元件的固定區(qū)域內(nèi)的不同多邊形輪廓的相對位置。中間件7的外形由22表示，板形元件20的端面?zhèn)炔康暮附訁^(qū)由23表示。板形元件20包括與局部區(qū)域15相對應(yīng)的多邊形輪廓24，該輪廓24與鉆桿4的局部區(qū)域9的外形一致。具有輪廓24的局部區(qū)域20位于具有擴(kuò)大凈橫截面的局部區(qū)域之后并且與圖2中相對應(yīng)，它的外輪廓也由13表示，這樣，當(dāng)鉆桿4的局部區(qū)域9穿過具有多邊形外形24的局部區(qū)域15時，鉆桿4，特別是具有多邊形的局部區(qū)域9能夠發(fā)生自由轉(zhuǎn)動。在旋轉(zhuǎn)了60°后，具有多邊形外截面的局部區(qū)域9進(jìn)入到位于軸向方向上并且也具有多邊形外形的局部區(qū)域，由25表示的第二多邊形外形與中間件的區(qū)域10相對應(yīng)。
從圖3中可以明顯地看到，兩多邊形24和25的錯位設(shè)置甚至在相互待連接元件4和6之間發(fā)生偶然的軸向位移的情況下也不能從連接區(qū)域錯誤地脫出。
此外，從圖3中還可以明顯地看到多邊形外形例如可以由具有圓形頂部或頂點(diǎn)的三角形形成。不用說，待連接在一起的元件4和6不通過中間件或連接件7來進(jìn)行固定，這些元件中的一個可以形成有合適的容納口，該開口具有與中間件或連接件7相應(yīng)的不同的形狀的局部區(qū)域，這樣就會為待連接在一起的兩個元件4和6產(chǎn)生快速和容易的連接與脫開布置。
除了如前面的圖所示的將鉆桿4固定到驅(qū)動軸6上的方式，還可以通過所述的用于快速連接與脫開的裝置來連接單獨(dú)的管形或桿形元件，例如在延長鉆桿4時，或也可以通過快速和容易的待脫開或待連接裝置或接頭將例如一個鉆桿4固定在一個鉆頭5上。
除了具有帶有圓形頂點(diǎn)的基本上為三角多邊形結(jié)構(gòu)的配置外，當(dāng)然，還可以選擇任何其它基本上對稱或者規(guī)則的多邊形結(jié)構(gòu)，待連接在一起的元件之間的旋轉(zhuǎn)角調(diào)整至多邊形單個頂點(diǎn)或頂部的相互的角位移。
權(quán)利要求
1.一種相互可連接元件(4、6)的快速連接與脫開方法，這些相互可連接元件特別是管或桿和/或能夠固定在上述管或桿上的驅(qū)動元件(2)和/或加工元件，例如鉆頭(5)或者類似物等，其中一個具有一個成形端塊(9)的元件(4)導(dǎo)入到待與其連接的元件(6)和/或一個中間件或連接件(7)特別是一個襯套或者套筒的一個相應(yīng)的容納口(11)內(nèi)并且力鎖合地與第二元件(6)相連，其特征在于，為了使兩個相互待連接元件(4、6)進(jìn)行連接與脫開，成形端塊(9)沿軸向或連接方向(12)發(fā)生運(yùn)動后，通過容納口(11)的一個與該成形端塊有互補(bǔ)輪廓的局部區(qū)域(15)，在容納口(11)的一個具有擴(kuò)大的凈橫截面的局部區(qū)域(13)相對于容納口(11)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，隨后，又沿軸向運(yùn)動到容納口(11)的一個另外的與該成形端塊(9)有互補(bǔ)輪廓的局部區(qū)域(10)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，沿軸向方向(12)的運(yùn)動階段之間進(jìn)行一次最大為180°，特別是大致為60°的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
3.一種相互可連接元件(4、6)的快速連接與脫開裝置，這些相互可連接元件特別是管或桿和/或能夠固定在上述管或桿上的驅(qū)動元件(2)和/或加工元件，例如鉆頭(5)或者類似物等，其中一個具有一個成形端塊(9)的元件(4)導(dǎo)入到待與其連接的元件(6)和/或一個中間件或連接件(7)特別是一個襯套或者套筒的相應(yīng)的容納口(11)內(nèi)并且力鎖合地與第二元件(6)相連，其特征在于，一個元件(4)在一個待容納的端塊(9)上設(shè)有一個能夠插入到一個待連接于其上的第二元件(6)和/或連接件或中間件(7)的一個容納口(11)內(nèi)的特別是多邊形的輪廓，其中，從容納口(11)的進(jìn)口端(21)出發(fā)，容納口(11)沿軸向或連接方向(12)形成有一個局部區(qū)域(15)，該局部區(qū)域(15)具有與待容納的端塊(9)的輪廓互補(bǔ)的輪廓(24)，還形成有一個相對于進(jìn)口端具有擴(kuò)大的凈橫截面的區(qū)域(13)以及還有一個與其連接的、具有與待容納的端塊(9)的輪廓相匹配的輪廓(25)的區(qū)域(10)。
4.如權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，容納口(11)的具有與待容納的端塊輪廓相匹配的互補(bǔ)輪廓(24、25)的局部區(qū)域(10、15)被設(shè)計為在周向上相互錯位。
5.如權(quán)利要求3或4的裝置，其特征在于，待容納的端塊(9)上的輪廓的外形具有的橫截面比連接在其上的第一元件(4)的局部區(qū)域的橫截面大。
6.如權(quán)利要求3、4或5的裝置，其特征在于，具有擴(kuò)大的凈橫截面的容納口(11)的中間區(qū)域(13)沿軸向或連接方向(12)具有的長度超過待容納端塊(9)的輪廓的軸向尺寸。
7.如權(quán)利要求3至6任一項的裝置，其特征在于，待容納的端塊(9)上的輪廓由一種規(guī)則的多邊形(24、25)形成。
8.如權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，多邊形(24、25)具有一種帶有圓形頂部或頂點(diǎn)的三角形斷面。
9.如權(quán)利要求3至8任一項的裝置，其特征在于，容納口(11)的進(jìn)口端(21)上的輪廓(24)形成在一個與容納元件相連接的、特別是與容納元件焊接在一起的單獨(dú)的板形或盤形元件(20)上。
10.一種對如權(quán)利要求3至8任一項的連接元件快速連接與脫開裝置的應(yīng)用，用于一種特別是可加長的鉆桿(4)以及特別是一種出鐵口鉆孔機(jī)器(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可連接元件(4、6)的快速連接與脫開方法和裝置，這些可連接元件(4、6)特別是管或桿和能夠固定在上述管或桿上的驅(qū)動元件(2)和/或加工元件，例如鉆頭(5)或者類似物等，其中一個具有一個成形端塊(9)的元件(4)導(dǎo)入到待與其連接的元件(6)和/或特別是為襯套或者套筒的中間件或連接件(7)的一個相應(yīng)的容納口(11)內(nèi)并且力鎖合地與第二元件(6)相連，為了使兩個元件(4、6)進(jìn)行連接與脫開，成形端塊(9)沿軸向或連接方向(12)發(fā)生運(yùn)動后，經(jīng)過與該成形端塊有互補(bǔ)輪廓的容納口(11)的局部區(qū)域(15)，在容納口(11)的具有擴(kuò)大將橫截面的局部區(qū)域(13)相對于容納口(11)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，隨后，又沿軸向(12)運(yùn)動到容納口(11)的一個另外的與該成形端塊(9)有互補(bǔ)輪廓的局部區(qū)域(10)內(nèi)。
文檔編號E21B17/046GK1650117SQ03810110
公開日2005年8月3日 申請日期2003年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者約瑟夫·莫奇夫尼克, 埃米爾·羅納爾迪 申請人:泰西莫開發(fā)銷售有限公司, 保羅·沃思有限公司