專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)桿尤其是傳動(dòng)深井泵的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在與其直徑相比具有很大長(zhǎng)度的桿中，例如典型的在鉆孔桿中，具有要桿傳遞的轉(zhuǎn)矩的每個(gè)負(fù)荷都使桿彈性扭轉(zhuǎn)，因此其內(nèi)儲(chǔ)存有彈性形變能。在具有轉(zhuǎn)矩的負(fù)荷停止時(shí)，上述形變能會(huì)突然釋放。上述形變能，也稱為扭轉(zhuǎn)能，與導(dǎo)入的轉(zhuǎn)矩和桿的長(zhǎng)度有關(guān)。在上述類型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)矩例如由一臺(tái)電機(jī)經(jīng)由減速變?yōu)?∶1的傳動(dòng)箱傳遞到套筒上，并從該套筒經(jīng)由長(zhǎng)度可能在一千米以上的桿繼續(xù)傳遞到與桿的下端相連的泵轉(zhuǎn)子。在具有最大許可轉(zhuǎn)矩的桿的負(fù)荷時(shí)，桿從套筒至下端的扭轉(zhuǎn)會(huì)有100圈或更多。現(xiàn)在如果關(guān)閉電機(jī)或由于故障而停機(jī)，則必須注意不能使桿中儲(chǔ)存的扭轉(zhuǎn)能突然釋放。必要的措施是為上述類型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配備一形式為液力制動(dòng)的隨時(shí)起作用的反沖制動(dòng)器。
在上述類型的已知的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中(DE19616578C1)，反沖制動(dòng)器具有一液壓回路，后者具有一臺(tái)泵和一節(jié)流點(diǎn)。上述泵具有一轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子經(jīng)由一定向鎖閉器只有在反轉(zhuǎn)時(shí)才與套筒相連來傳遞轉(zhuǎn)矩，而桿在正常運(yùn)作中通過上述套筒被傳動(dòng)。
上述類型的另一已知的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(DE19628950A1)作為反沖制動(dòng)器具有一液壓減速器，后者具有一轉(zhuǎn)子葉輪和一定子葉輪，它們相互形成一環(huán)面的工作室，該工作室在運(yùn)行時(shí)始終充滿了液體。轉(zhuǎn)子葉輪至少間接地與桿的驅(qū)動(dòng)機(jī)器始終驅(qū)動(dòng)相連。轉(zhuǎn)子的葉輪和定子的葉輪相對(duì)于這兩個(gè)葉輪之間的分界面傾斜安裝，使得在桿被驅(qū)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)時(shí)由于葉輪的方向轉(zhuǎn)子葉輪可以基本自由旋轉(zhuǎn)；相反，在驅(qū)動(dòng)機(jī)的力作用中止的情況下，在鉆孔桿上出現(xiàn)回復(fù)轉(zhuǎn)矩時(shí)，會(huì)在轉(zhuǎn)子葉輪和定子葉輪之間產(chǎn)生一制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
用于旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)鉆孔桿的另一已知的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(GB2299849A)用作反沖制動(dòng)同樣具有一液壓減速器，后者具有一轉(zhuǎn)子葉輪和一定子葉輪。其中，轉(zhuǎn)子葉輪通過一機(jī)械定向鎖閉器與一圍住桿的套筒相連，使得轉(zhuǎn)子葉輪只有在反轉(zhuǎn)時(shí)才被傳動(dòng)。
眾所周知，粘滯制動(dòng)器(DE3909231)也適用于快速制動(dòng)具有很高動(dòng)能的質(zhì)量。但是，就所了解到的，這種制動(dòng)器至今沒有被建議作為旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的桿，尤其是鉆孔桿的反沖制動(dòng)器。
所有流體制動(dòng)器的共性是，其制動(dòng)效果或多或少地與溫度有關(guān)。這一點(diǎn)在使用流體制動(dòng)器作為鉆孔桿的反沖制動(dòng)器時(shí)會(huì)帶來問題，因?yàn)殂@孔桿的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)常在極限溫度下和在有些使用地點(diǎn)白天和夜間溫度相差極大時(shí)使用。其中，一般用于流體制動(dòng)器的流體與溫度的關(guān)系會(huì)導(dǎo)致，例如一種適合于平均或很高溫度的流體在低溫時(shí)變的粘滯，以致于反沖制動(dòng)器不能很大程度上減小儲(chǔ)存在鉆孔桿中的扭轉(zhuǎn)能，而不能在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上無危險(xiǎn)地工作。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于提出一種具有一反沖制動(dòng)器的用于旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)桿尤其傳動(dòng)深井泵的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在反沖制動(dòng)器上可以無危險(xiǎn)地檢查扭轉(zhuǎn)能是否明顯減少。
按照本發(fā)明，這一任務(wù)是由權(quán)利要求1的特征完成的。有利的改進(jìn)結(jié)構(gòu)是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
下面借助于示意圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。其中

圖1本發(fā)明傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的豎直軸剖圖；圖2圖1的放大局剖圖；圖3圖2的第一種變型；圖4圖2的第二種變型。
圖1中所示的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于轉(zhuǎn)動(dòng)豎直的桿10。該桿從地表面伸入鉆孔中，并在其下端連接一未圖示的泵轉(zhuǎn)子，例如一偏心螺桿泵的螺旋形的轉(zhuǎn)子。外殼12圍住一傳動(dòng)箱14、一大致水平的中間壁16以及一制動(dòng)室20。上述中間壁16將傳動(dòng)箱14與設(shè)置在其下方的密封室18隔開；上述制動(dòng)室同樣設(shè)置在傳動(dòng)箱14的下方并通過一豎直的中間壁22與側(cè)面位于其旁邊的密封室18隔開。在外殼中豎直上下地設(shè)有一下通道24和一上通道26，桿10可以通過上下通道下降和上升。傳動(dòng)箱14和傳動(dòng)室20通過一油道28始終相連，并基本用齒輪油注滿。密封室18包含有制動(dòng)液，其水平位可以由未示出的監(jiān)視裝置例如視孔玻璃或傳感器來監(jiān)視。
一套筒30通過上通道26從上方豎直向下延伸入傳動(dòng)箱14中，并繼續(xù)通過水平的中間壁16伸入密封室18。套筒30借助于一個(gè)下徑向軸承32和直接在其上的一個(gè)軸向軸承34安裝在中間壁16中，此外借助于一上徑向軸承36安裝在外殼12的上通道26中。在外殼12的上方，套筒30通過普通結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器40與鉆桿10相連。聯(lián)軸器40是松馳的，以使鉆桿10上升和下降。套筒30的下端由一罐狀的接頭42圍住，該接頭通過下通道24安裝在外殼12中并在其上用螺釘固定和密封。該接頭42通過一圍繞的下轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)密封44相對(duì)套筒30密封。在該下轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)密封的一定距離處設(shè)置一上轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)密封46。該上轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)密封使得套筒30相對(duì)于水平的中間壁16密封。
在平行于套筒30的一距離處設(shè)置一作為傳動(dòng)箱50組成部分的中間軸48。套筒30以及桿10由一臺(tái)設(shè)置在外殼12外的未圖示的馬達(dá)例如電馬達(dá)經(jīng)由上述中間軸傳動(dòng)。中間軸48借助于下軸承52和上軸承54安裝在外殼12中，并在這兩個(gè)軸承之間具有一個(gè)固定在其上的、或如圖所示的與其成一體的小齒輪56。該小齒輪與齒輪38始終保持嚙合。中間軸48具有一軸頸58，該軸頸經(jīng)下軸承52向下延伸并支撐著一定向鎖閉器60。
屬于定向鎖閉器60的有兩個(gè)在軸頸58上相互軸向間隔設(shè)置的軸承62，其間設(shè)置一個(gè)與軸頸58相連的內(nèi)軸套64，以便一起旋轉(zhuǎn)。內(nèi)軸套64按一定的徑向間距由一外軸套66圍住，該外軸套支承在兩個(gè)軸承62上。這兩個(gè)軸承64和66與中間軸48同軸設(shè)置，并限定一具有一與旋轉(zhuǎn)方向有關(guān)的夾緊轉(zhuǎn)子68的環(huán)形腔。這樣設(shè)計(jì)的定向鎖閉器60在中間軸48的工作旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榭辙D(zhuǎn)，然而，當(dāng)中間軸48沿相反的方向傳動(dòng)時(shí)，則閉鎖并驅(qū)動(dòng)一屬于反沖制動(dòng)器70的制動(dòng)軸72。制動(dòng)軸72用法蘭連接在外軸套66上并例如通過一多槽型材支承著一與制動(dòng)軸72相連以便一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子74，該轉(zhuǎn)子被一定子76圍住。
在圖1和2所示的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，反沖制動(dòng)器70是一改裝的粘滯聯(lián)軸器，例如它一般應(yīng)用在具有四輪驅(qū)動(dòng)的汽車的傳動(dòng)系中。如圖所示，這一改裝措施可以局限于，市售的粘滯聯(lián)軸器的作為定子76設(shè)置的本發(fā)明的聯(lián)軸器部件設(shè)有一個(gè)與制動(dòng)軸72同軸設(shè)置的法蘭78，該法蘭在圖示的實(shí)施例中用螺釘固定在定子76上。軸承結(jié)構(gòu)80中的定子76借助于法蘭78相對(duì)于制動(dòng)軸72定中心，并在松開鎖緊裝置82后與制動(dòng)軸72一起保持旋轉(zhuǎn)。
鎖緊裝置82的任務(wù)一般是固定定子76防止旋轉(zhuǎn)，并使定子連同軸承結(jié)構(gòu)80與外殼12牢固相連。在所有所示的實(shí)施例中，鎖緊裝置82具有一固定銷84，該固定銷84可以在外殼12中徑向移動(dòng)，一般作用在為定子76配置的支座86上或與該支座接合。按照?qǐng)D1和2，支座86是法蘭78中的一徑向孔。然而，固定銷80也可以在與制動(dòng)軸72平行的外殼12的孔中移動(dòng)，并相應(yīng)地自動(dòng)接合在一軸平行的孔中或與法蘭78或定子76中的支座86接合。
在所有所示的例子中，固定銷84延伸通過外殼12并在其外側(cè)具有一頭部88。在外殼12和頭部88之間設(shè)置一彈簧90，固定銷84通過該彈簧向外即沿著解鎖的方向預(yù)張緊。鎖緊裝置82的無意松開用原則上任一保險(xiǎn)措施得以避免。為此，在所有所示的實(shí)施例中，封閉件92設(shè)計(jì)成拱形件，它用螺釘94固定在外殼12上，并可用試件96檢測(cè)以保安全。在封閉件97上固定一開關(guān)98，只當(dāng)固定銷84和封閉件92占據(jù)其圖示的正常位置時(shí)，上述開關(guān)才釋放能量，以便向所述的、未圖示的電機(jī)供能，鎖緊裝置82還起作用并可以檢查以保安全。
在鎖緊裝置82起作用的狀態(tài)，儲(chǔ)存在桿10中的扭轉(zhuǎn)能只有通過由制動(dòng)軸72傳動(dòng)的轉(zhuǎn)子74相對(duì)于定子76旋轉(zhuǎn)才能減少。這一旋轉(zhuǎn)可以從外面加以觀察，例如外殼12上有一個(gè)視孔玻璃用來觀察轉(zhuǎn)子74。
如果桿10中所含的扭轉(zhuǎn)能明顯減少，因此轉(zhuǎn)子74的旋轉(zhuǎn)停止或者降到不被察覺的旋轉(zhuǎn)速度，則可以通過取下封閉件92無危險(xiǎn)地檢查桿10中是否還儲(chǔ)存有額定的剩余扭轉(zhuǎn)能量。即，如果在去掉封閉件92后彈簧90的預(yù)緊力足以使固定銷84從其支座86中松開，則表明，由制動(dòng)軸72經(jīng)轉(zhuǎn)子74作用在定子76上的轉(zhuǎn)矩很小，以致與該轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的、由支座86傳遞到固定銷84上的切向力不再能夠產(chǎn)生足夠的摩擦使固定銷84克服彈簧90的預(yù)緊而固定。相反，當(dāng)鎖緊裝置82在擰下封閉件92后不是自動(dòng)松開，則表明，桿10可能還具有危險(xiǎn)的剩余扭轉(zhuǎn)能量。可以這樣來減小這一能量，即由該能量引起的轉(zhuǎn)矩例如用安裝在中間軸68上的螺母板子這樣來支持，即轉(zhuǎn)子74相對(duì)于尚鎖緊的定子76克服反沖制動(dòng)器70中所含的液體的剪切阻力在已經(jīng)旋轉(zhuǎn)后再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一些。
按照?qǐng)D3的實(shí)施例與圖1和2所示的實(shí)施例明顯區(qū)別在于，反沖制動(dòng)器70是流體動(dòng)力制動(dòng)器。在這種情況下，軸承結(jié)構(gòu)80的法蘭78以及固定銷84的支座86直接設(shè)在定子76上。而在圖1和2所示的實(shí)施例中，構(gòu)成反沖制動(dòng)器70的粘滯制動(dòng)按一般的方式配有一般結(jié)構(gòu)的粘滯制動(dòng)器中的轉(zhuǎn)子摩擦片110和定子摩擦片102，而圖3中則設(shè)有一般結(jié)構(gòu)的車輛緩行器中轉(zhuǎn)子葉片104和定子葉片106。
對(duì)于鎖緊裝置82，圖4與圖3的不同。然而，按照?qǐng)D4在轉(zhuǎn)子74中加工有幾個(gè)例如六個(gè)按相同角度間隔的徑向缸體108，每個(gè)缸體內(nèi)都有一個(gè)活塞110。每個(gè)活塞110由彈簧112徑向向外預(yù)緊并通過滑動(dòng)件114支撐在屬于定子76的環(huán)狀橢圓形的滑動(dòng)表面116上，因此，每個(gè)活塞110在轉(zhuǎn)子74每次完整旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行一來回運(yùn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子74旁設(shè)置一與其軸向彈性張緊的控制體118，該控制體118固定在定子76上以防旋轉(zhuǎn)。
在控制體118外面徑向設(shè)置一屬于液壓回路的節(jié)流點(diǎn)120。屬于上述液壓回路的還有一入口通道122和一出口通道124。入口通道122從制動(dòng)室20通過定子76和控制體118引到缸體108；出口通道124從缸體108通過控制體118和定子76引到節(jié)流點(diǎn)120。被輸送的液體通過節(jié)流點(diǎn)120又到達(dá)制動(dòng)室20。油路28實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)箱14和制動(dòng)室20之間的不斷的液體交換。因此，由節(jié)流產(chǎn)生的熱分布在所有液體上，這一液體在圖示的實(shí)施例中很大一部分包含在傳動(dòng)箱14中并潤(rùn)滑傳動(dòng)齒輪箱50。
在所有三個(gè)圖示的實(shí)施例中，定向鎖閉器60和反沖制動(dòng)器70從下方通過一個(gè)用蓋126封住的開口裝入外殼12中。同樣在外殼12的底側(cè)用法蘭連接一個(gè)與桿10同軸的接頭128，該接頭支撐著整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并固定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以防旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.用于旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)桿(10)尤其是傳動(dòng)深井泵的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有-一具有桿(10)的通道(24，26)的外殼(12)，-一圍住桿(10)的一段并安裝在外殼(12)中的可旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的套筒(30)，-一將桿(10)與套筒(30)相連的聯(lián)軸器(40)，-一用于控制地減小桿(10)中儲(chǔ)存的扭轉(zhuǎn)能的反沖制動(dòng)器(70)，該反沖制器動(dòng)具有一經(jīng)由套筒(30)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)子(74)和一支撐在外殼(12)上的定子(76)，其特征為，通過鎖緊裝置(82)阻止定子(76)相對(duì)于外殼(12)旋轉(zhuǎn)，只有當(dāng)桿(10)基本沒有扭轉(zhuǎn)能時(shí)，鎖緊裝置才松開。
2.按照權(quán)利要求1的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征為，定子(76)通過軸承結(jié)構(gòu)(80)定中心地固定在外殼(12)中，在鎖緊裝置(82)松開后，軸承結(jié)構(gòu)(80)使定子進(jìn)行基本無阻力的旋轉(zhuǎn)。
3.按照權(quán)利要求1或2的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征為，鎖緊裝置(82)具有一固定銷(84)，它支撐在外殼(12)中，一般接合在為定子(76)配置的支座(86)上，只要桿(10)中儲(chǔ)存有扭轉(zhuǎn)能，定子(76)經(jīng)由該支座將克服解鎖的力作用在固定銷(84)上。
4.按照權(quán)利要求3的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征為，固定銷(84)可以在外殼(12)中移動(dòng)，并向外延伸，一般通過一可拆卸地固定在外殼(12)外面的封閉件(12)保險(xiǎn)，以防拉出。
5.按照權(quán)利要求4的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征為，封閉件(92)具有一開關(guān)(98)，當(dāng)固定銷(84)和封閉件(92)處于其正常位置時(shí)，上述開關(guān)允許桿(10)的電動(dòng)傳動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求3～5中之一的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征為，固定銷(84)通過彈簧(90)沿鎖緊裝置(82)的松開方向用一定的力預(yù)緊，一旦扭轉(zhuǎn)能明顯減小，則上述預(yù)緊力足以解鎖。
全文摘要
在一個(gè)具有桿(10)的通道的外殼(12)中安裝著一可旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的套筒(30),該套筒圍住桿(10)的一段并通過一聯(lián)軸器(40)與桿(10)相連。為了有控制地減少桿(10)中儲(chǔ)存的扭轉(zhuǎn)能設(shè)置有反沖制動(dòng)器(70),該反沖制動(dòng)器具有一經(jīng)由套筒(30)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)子(74)和一支撐在外殼(12)上的定子(76)。通過鎖緊裝置(82)阻止定子(76)相對(duì)于外殼(12)旋轉(zhuǎn),只有當(dāng)桿(10)基本上沒有扭轉(zhuǎn)能時(shí),鎖緊裝置才松開。因此,可以無危險(xiǎn)地檢查扭轉(zhuǎn)能是否明顯減少。
文檔編號(hào)F04C14/28GK1278317SQ98810800
公開日2000年12月27日 申請(qǐng)日期1998年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月5日
發(fā)明者G·漢特施克 申請(qǐng)人:奈赤-單體泵股份有限公司