專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)傳動桿尤其是傳動深井泵的傳動機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求1前序部分所述的傳動機構。
在與其直徑相比具有很大長度的桿中，例如典型的在鉆孔桿中，具有要桿傳遞的轉(zhuǎn)矩的每個負荷都使桿彈性扭轉(zhuǎn)，因此其內(nèi)儲存有彈性形變能。在具有轉(zhuǎn)矩的負荷停止時，上述形變能會突然釋放。上述形變能，也稱為扭轉(zhuǎn)能，與導入的轉(zhuǎn)矩和桿的長度有關。在上述類型的傳動機構中，轉(zhuǎn)矩例如由一臺電機經(jīng)由減速變?yōu)?∶1的傳動箱傳遞到套筒上，并從該套筒經(jīng)由長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)矩的桿的負荷時，桿從套筒至下端的扭轉(zhuǎn)會有100圈或更多?，F(xiàn)在如果關閉電機或由于故障而停機，則必須注意不能使桿中儲存的扭轉(zhuǎn)能突然釋放。必要的措施是為上述類型的傳動機構配備一形式為液力制動的隨時起作用的反沖制動器。
在上述類型的已知的傳動機構中(DE19616578C1)，反沖制動器具有一液壓回路，后者具有一臺泵和一節(jié)流點。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)時才與套筒相連來傳遞轉(zhuǎn)矩，而桿在正常運作中通過上述套筒被傳動。
上述類型的另一已知的傳動機構(DE19628950A1)作為反沖制動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，該工作室在運行時始終充滿了液體。轉(zhuǎn)子葉輪至少間接地與桿的驅(qū)動機器始終驅(qū)動相連。轉(zhuǎn)子的葉輪和定子的葉輪相對于這兩個葉輪之間的分界面傾斜安裝，使得在桿被驅(qū)動機傳動時由于葉輪的方向轉(zhuǎn)子葉輪可以基本自由旋轉(zhuǎn)；相反，在驅(qū)動機的力作用中止的情況下，在鉆孔桿上出現(xiàn)回復轉(zhuǎn)矩時，會在轉(zhuǎn)子葉輪和定子葉輪之間產(chǎn)生一制動轉(zhuǎn)矩。
用于旋轉(zhuǎn)傳動鉆孔桿的另一已知的傳動機構(GB2299849A)用作反沖制動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)時才被傳動。
眾所周知，粘滯制動器(DE3909231)也適用于快速制動具有很高動能的質(zhì)量。但是，就所了解到的，這種制動器至今沒有被建議作為旋轉(zhuǎn)傳動的桿，尤其是鉆孔桿的反沖制動器。
所有流體制動器的共性是，其制動效果或多或少地與溫度有關。這一點在使用流體制動器作為鉆孔桿的反沖制動器時會帶來問題，因為鉆孔桿的傳動機構經(jīng)常在極限溫度下和在有些使用地點白天和夜間溫度相差極大時使用。其中，一般用于流體制動器的流體與溫度的關系會導致，例如一種適合于平均或很高溫度的流體在低溫時變的粘滯，以致于反沖制動器不能很大程度上減小儲存在鉆孔桿中的扭轉(zhuǎn)能，而不能在傳動機構上無危險地工作。
因此，本發(fā)明的任務在于提出一種具有一反沖制動器的用于旋轉(zhuǎn)傳動桿尤其傳動深井泵的傳動機構，在反沖制動器上可以無危險地檢查扭轉(zhuǎn)能是否明顯減少。
按照本發(fā)明，這一任務是由權利要求1的特征完成的。有利的改進結構是從屬權利要求的內(nèi)容。
下面借助于示意圖詳細說明本發(fā)明的實施例。其中

圖1本發(fā)明傳動機構的豎直軸剖圖；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中所示的傳動機構用于轉(zhuǎn)動豎直的桿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圍住一傳動箱14、一大致水平的中間壁16以及一制動室20。上述中間壁16將傳動箱14與設置在其下方的密封室18隔開；上述制動室同樣設置在傳動箱14的下方并通過一豎直的中間壁22與側面位于其旁邊的密封室18隔開。在外殼中豎直上下地設有一下通道24和一上通道26，桿10可以通過上下通道下降和上升。傳動箱14和傳動室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借助于一個下徑向軸承32和直接在其上的一個軸向軸承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通過普通結構的聯(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)動環(huán)密封44相對套筒30密封。在該下轉(zhuǎn)動環(huán)密封的一定距離處設置一上轉(zhuǎn)動環(huán)密封46。該上轉(zhuǎn)動環(huán)密封使得套筒30相對于水平的中間壁16密封。
在平行于套筒30的一距離處設置一作為傳動箱50組成部分的中間軸48。套筒30以及桿10由一臺設置在外殼12外的未圖示的馬達例如電馬達經(jīng)由上述中間軸傳動。中間軸48借助于下軸承52和上軸承54安裝在外殼12中，并在這兩個軸承之間具有一個固定在其上的、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的有兩個在軸頸58上相互軸向間隔設置的軸承62，其間設置一個與軸頸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軸承62上。這兩個軸承64和66與中間軸48同軸設置，并限定一具有一與旋轉(zhuǎn)方向有關的夾緊轉(zhuǎn)子68的環(huán)形腔。這樣設計的定向鎖閉器60在中間軸48的工作旋轉(zhuǎn)方向為空轉(zhuǎn)，然而，當中間軸48沿相反的方向傳動時，則閉鎖并驅(qū)動一屬于反沖制動器70的制動軸72。制動軸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所示的傳動機構中，反沖制動器70是一改裝的粘滯聯(lián)軸器，例如它一般應用在具有四輪驅(qū)動的汽車的傳動系中。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設置的本發(fā)明的聯(lián)軸器部件設有一個與制動軸72同軸設置的法蘭78，該法蘭在圖示的實施例中用螺釘固定在定子76上。軸承結構80中的定子76借助于法蘭78相對于制動軸72定中心，并在松開鎖緊裝置82后與制動軸72一起保持旋轉(zhuǎn)。
鎖緊裝置82的任務一般是固定定子76防止旋轉(zhuǎn)，并使定子連同軸承結構80與外殼12牢固相連。在所有所示的實施例中，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，一般作用在為定子76配置的支座86上或與該支座接合。按照圖1和2，支座86是法蘭78中的一徑向孔。然而，固定銷80也可以在與制動軸72平行的外殼12的孔中移動，并相應地自動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并在其外側具有一頭部88。在外殼12和頭部88之間設置一彈簧90，固定銷84通過該彈簧向外即沿著解鎖的方向預張緊。鎖緊裝置82的無意松開用原則上任一保險措施得以避免。為此，在所有所示的實施例中，封閉件92設計成拱形件，它用螺釘94固定在外殼12上，并可用試件96檢測以保安全。在封閉件97上固定一開關98，只當固定銷84和封閉件92占據(jù)其圖示的正常位置時，上述開關才釋放能量，以便向所述的、未圖示的電機供能，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)，儲存在桿10中的扭轉(zhuǎn)能只有通過由制動軸72傳動的轉(zhuǎn)子74相對于定子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無危險地檢查桿10中是否還儲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的預緊力足以使固定銷84從其支座86中松開，則表明，由制動軸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的預緊而固定。相反，當鎖緊裝置82在擰下封閉件92后不是自動松開，則表明，桿10可能還具有危險的剩余扭轉(zhuǎn)能量?？梢赃@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相對于尚鎖緊的定子76克服反沖制動器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。
按照圖3的實施例與圖1和2所示的實施例明顯區(qū)別在于，反沖制動器70是流體動力制動器。在這種情況下，軸承結構80的法蘭78以及固定銷84的支座86直接設在定子76上。而在圖1和2所示的實施例中，構成反沖制動器70的粘滯制動按一般的方式配有一般結構的粘滯制動器中的轉(zhuǎn)子摩擦片110和定子摩擦片102，而圖3中則設有一般結構的車輛緩行器中轉(zhuǎn)子葉片104和定子葉片106。
對于鎖緊裝置82，圖4與圖3的不同。然而，按照圖4在轉(zhuǎn)子74中加工有幾個例如六個按相同角度間隔的徑向缸體108，每個缸體內(nèi)都有一個活塞110。每個活塞110由彈簧112徑向向外預緊并通過滑動件114支撐在屬于定子76的環(huán)狀橢圓形的滑動表面116上，因此，每個活塞110在轉(zhuǎn)子74每次完整旋轉(zhuǎn)時進行一來回運動。在轉(zhuǎn)子74旁設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外面徑向設置一屬于液壓回路的節(jié)流點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120。被輸送的液體通過節(jié)流點120又到達制動室20。油路28實現(xiàn)傳動箱14和制動室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施例中很大一部分包含在傳動箱14中并潤滑傳動齒輪箱50。
在所有三個圖示的實施例中，定向鎖閉器60和反沖制動器70從下方通過一個用蓋126封住的開口裝入外殼12中。同樣在外殼12的底側用法蘭連接一個與桿10同軸的接頭128，該接頭支撐著整個傳動機構并固定傳動機構以防旋轉(zhuǎn)。
權利要求
1.用于旋轉(zhuǎn)傳動桿(10)尤其是傳動深井泵的傳動機構，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)中儲存的扭轉(zhuǎn)能的反沖制動器(70)，該反沖制器動具有一經(jīng)由套筒(30)傳動的轉(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)相對于外殼(12)旋轉(zhuǎn)，只有當桿(10)基本沒有扭轉(zhuǎn)能時，鎖緊裝置才松開。
2.按照權利要求1的傳動機構，其特征為，定子(76)通過軸承結構(80)定中心地固定在外殼(12)中，在鎖緊裝置(82)松開后，軸承結構(80)使定子進行基本無阻力的旋轉(zhuǎn)。
3.按照權利要求1或2的傳動機構，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.按照權利要求3的傳動機構，其特征為，固定銷(84)可以在外殼(12)中移動，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，以防拉出。
5.按照權利要求4的傳動機構，其特征為，封閉件(92)具有一開關(98)，當固定銷(84)和封閉件(92)處于其正常位置時，上述開關允許桿(10)的電動傳動。
6.按照權利要求3～5中之一的傳動機構，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緊，一旦扭轉(zhuǎn)能明顯減小，則上述預緊力足以解鎖。
全文摘要
在一個具有桿(10)的通道的外殼(12)中安裝著一可旋轉(zhuǎn)傳動的套筒(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)中儲存的扭轉(zhuǎn)能設置有反沖制動器(70),該反沖制動器具有一經(jīng)由套筒(30)傳動的轉(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)相對于外殼(12)旋轉(zhuǎn),只有當桿(10)基本上沒有扭轉(zhuǎn)能時,鎖緊裝置才松開。因此,可以無危險地檢查扭轉(zhuǎn)能是否明顯減少。
文檔編號F04C14/28GK1278317SQ98810800
公開日2000年12月27日 申請日期1998年11月2日 優(yōu)先權日1997年11月5日
發(fā)明者G·漢特施克 申請人:奈赤-單體泵股份有限公司