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1、10申请公布号CN101978131A43申请公布日20110216CN101978131ACN101978131A21申请号200980107734722申请日20090227102008012729920080305DEE21B19/07200601E21B19/1620060171申请人迪特马尔沙伊德尔地址德国费尔德72发明人迪特马尔沙伊德尔74专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人谢志刚54发明名称地钻设备的夹紧头57摘要本发明涉及一种用于地钻设备的夹紧头，包括一空心轴3，能够导引钻杆9穿过空心轴，其中与空心轴3同轴地相对于空心轴能移动地设置一套筒1，该套筒具。
2、有至少一个、尤其向下扩展的、尤其锥形扩展的端部区域1B，并且在空心轴3中和/或在套筒1上支承至少两个相对于空心轴3能径向移动的夹紧爪2，夹紧爪在其径向位于外侧的端部上具有与扩展的端部区域1B共同作用的接近斜面2B，由此通过端部区域1B在夹紧爪2上的移动能够径向向内顶压夹紧爪并且夹紧爪形成用于钻杆9的第一夹紧机构，尤其是由此通过夹紧爪2与钻杆9之间的共同作用能够在空心轴3与钻杆9之间传递转矩，其中，在空心轴3中设有第二夹紧机构，利用第二夹紧机构能够在轴向上固定钻杆9，尤其是以便将钻杆9沿轴向从土地中拉出来。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2010090386PCT申请的申请数据PCT/。
3、EP2009/0014142009022787PCT申请的公布数据WO2009/109336DE2009091151INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书9页附图6页CN101978136A1/3页21用于地钻设备的夹紧头，包括一空心轴3，能够导引钻杆9穿过该空心轴，其中与空心轴3同轴地相对于空心轴能移动地设置一套筒1，该套筒具有至少一个、尤其向下扩展的、尤其锥形扩展的端部区域1B，并且在空心轴3中和/或在套筒1上支承至少两个相对于空心轴3能径向移动的夹紧爪2，夹紧爪在其径向位于外侧的端部上具有与扩展的端部区域1B共同作用的接近斜面2B，由此通过端部区域。
4、1B在夹紧爪2上的移动能够径向向内顶压夹紧爪并且夹紧爪形成用于钻杆9的第一夹紧机构，尤其是由此通过夹紧爪2与钻杆9之间的共同作用能够在空心轴3与钻杆9之间传递转矩，其特征在于，在空心轴3中设有第二夹紧机构，利用第二夹紧机构能够在轴向方向上固定钻杆9，尤其是以便将钻杆9沿轴向方向从土地中拉出来。2如权利要求1所述的夹紧头，其特征在于，通过套筒1的运动能操纵第二夹紧机构。3如权利要求1所述的夹紧头，其特征在于，用于操纵第一夹紧机构的套筒1能通过第一驱动装置13、尤其是液压驱动装置相对于空心轴3移动，第二夹紧机构能通过独立于第一驱动装置13的第二驱动装置14操纵，尤其是两个驱动装置13，14固定在一。
5、共同的支架元件上。4如上述权利要求中任一项所述的夹紧头，其特征在于，所述第二夹紧机构包括至少两个夹紧元件4，其中每个夹紧元件4包括一个径向位于外侧的导向面4A，该导向面与空心轴3内部的导向面3A共同作用，由此通过夹紧元件4在轴向方向上、尤其是向下的运动能够实现径向的、尤其是向内的运动。5如权利要求4所述的夹紧头，其特征在于，所述夹紧元件4分别具有径向位于内侧的、尤其截锥形的支承面4B，通过这些支承面夹紧元件能分别形锁合地在直径上贴靠到钻杆9上、尤其贴靠在在钻杆9上构成的轴肩/台阶9A上。6如权利要求4或5所述的夹紧头，其特征在于，在空心轴3内部通过一径向向内凸起的环形区域3B形成一导向面3A，。
6、该环形区域的内部空隙形成收缩的、尤其是截锥形收缩的外壳面3A，该外壳面同轴地绕空心轴3的中轴线10设置，该外壳面尤其向下收缩地构成。7如权利要求6所述的夹紧头，其特征在于，所述夹紧元件4的径向位于外侧的导向面4A构造成与截锥形的外壳面3A对应的外部的锥形外壳面区域，尤其是相对应的各导向面3A，4A之间的形锁合随着夹紧元件4与钻杆9之间的形锁合的增强而增强。8如权利要求4至7中任一项所述的夹紧头，其特征在于，夹紧元件4能够在平行于空心轴轴线10设置的螺栓6上沿轴向方向移动，尤其是该螺栓6置入夹紧元件4的或设置在夹紧元件上的径向凸起4C的、沿径向方向延伸的空隙中。9如上述权利要求4至8中任一项所述。
7、的夹紧头，其特征在于，各所述夹紧元件4通过设置在空心轴3内部的操纵元件5能够在轴向方向上、尤其在形锁合增强的方向上运动，其中该操纵元件5与套筒1通过至少一个径向的板条连接，所述板条穿过空心轴3中的空隙3C延伸，尤其是所述至少一个板条能够在空隙3C中在空心轴3的轴向方向上运动。10如权利要求9所述的夹紧头，其特征在于，操纵元件5环形地构成并且利用该操纵元件能够使所有的夹紧元件4同时运动。权利要求书CN101978131ACN101978136A2/3页311如上述权利要求8至10中任一项所述的夹紧头，其特征在于，所述螺栓6固定在操纵元件5上，尤其是所述螺栓6插入到环形区域3B上的导向孔中。12如。
8、上述权利要求4至11中任一项所述的夹紧头，其特征在于，夹紧元件4在形锁合增强的方向上能克服复位力、尤其是通过压簧7施加的力移动。13如上述权利要求4至12中任一项所述的夹紧头，其特征在于，所述操纵元件5间接地至少通过至少一个压簧8作用于夹紧元件4。14如上述权利要求13所述的夹紧头，其特征在于，所述压簧8设置在操纵元件5与一中间环5A之间，其中该中间环5A同时接触所有夹紧元件4。15如上述权利要求13或14所述的夹紧头，其特征在于，所述套筒1在轴向方向上能够相对于空心轴3运动，其中首先通过操纵元件5经过压簧8的间接作用使夹紧元件4运动到与钻杆9的形锁合中，并且在实现操纵元件5与夹紧元件4之间或。
9、操纵元件5与中间环5A之间的所述形锁合之后，尤其通过压簧8中的运动间隙，保留一轴向的运动范围10，其中通过在该运动范围10中进一步的轴向运动能实现第一夹紧装置的夹紧爪2与钻杆9之间的作用锁合、尤其是力锁合和/或形锁合和/或摩擦锁合。16如上述权利要求1至8和/或10至15中任一项所述的夹紧头，其特征在于，各所述夹紧元件4利用至少一个设置在空心轴3内部的、尤其是环形的操纵元件5能够在轴向方向上、尤其在形锁合增强的方向上运动，其中所述至少一个操纵元件5通过至少一个径向的板条与一包围套筒1的压环连接，所述板条延伸穿过在空心轴3中的一空隙3C，尤其是所述至少一个板条能够在空隙3C中在空心轴3的轴向方向。
10、上运动。17如权利要求16所述的夹紧头，其特征在于，所述压环16具有一个尤其是上部的滑动面，第二驱动装置14、尤其是第二驱动装置的液压缸14利用球轴承和/或滚子轴承15支承在该滑动面上。18如上述权利要求中任一项所述的夹紧头，其特征在于，所述第一驱动装置13、尤其是第一驱动装置的液压缸13与一包围套筒1的环元件12连接，该环元件在轴向的拉方向上和在轴向的推方向上都通过球轴承和/或滚子轴承11A，11B支承在套筒1上，尤其是球轴承和/或滚子轴承11A，11B嵌入在两个包围套筒1的凸缘1C，1D之间。19如权利要求12所述的夹紧头，其特征在于，通过一压簧产生复位力，该压簧的一个端部直接地或通过一环。
11、间接地支承在空心轴3的一与尤其是截锥形的外壳面3A邻接的内部轴肩上，压簧的另一个端部直接地或通过一环间接地支承在一个夹紧元件4的径向伸出的上部区域4C上。20如上述权利要求中任一项所述的夹紧头，其特征在于，各所述夹紧元件4尤其在其上端部上分别具有径向位于内侧的、尤其是向下收缩的截锥段形的接近斜面4D，利用这些接近斜面以与设置在空心轴3中的对应的接近斜面17A的作用连接，夹紧元件4在向上运动时能径向向外移动。21如权利要求20所述的夹紧头，其特征在于，通过一在空心轴3中同轴地固定上部区域中的管17构成设置在空心轴3中的对应的接近斜面17A，该管具有外侧下部的截锥形部分17A。权利要求书CN101。
12、978131ACN101978136A3/3页422如上述权利要求中任一项所述的夹紧头，其特征在于，在套筒1的向下扩展的、尤其锥形扩展的端部区域1B的下端部上设置一尤其是打孔的环元件22，该环元件在其内部空出的直径中容纳空心轴3并且该环元件通过向上升起的凸缘包围端部区域。23如上述权利要求中任一项所述的夹紧头，其特征在于，所述套筒1的向下扩展的截锥形的端部区域1B的内部外壳面具有槽、尤其是从上向下延伸的具有平面槽底的槽23，这些槽尤其是直接或通过中间元件24间接地与第一夹紧机构的夹紧爪2的平面的接近斜面2B处于作用连接。24如权利要求23所述的夹紧头，其特征在于，在一个槽23中固定一导向元件2。
13、4，一个夹紧爪2以其具有平面的接近斜面2B的端部被导引地置于该导向元件中，该导向元件24尤其是构成为具有底切的型材侧腿24B的U形型材。25如权利要求23或24所述的夹紧头，其特征在于，通过在夹紧爪2的两个侧面中在具有接近斜面2B的端部区域中平行于平面接近斜面构成的槽2C构成导向部，设置在导向元件24上的凸起24C、尤其是型材侧腿24B的相应的没有底切的部分24C嵌接到所述槽中。26如上述权利要求中任一项所述的夹紧头，其特征在于，所述第一夹紧机构的各夹紧爪2具有与钻杆产生作用连接的各自的面2A，所述面具有起到摩擦层作用的覆层。权利要求书CN101978131ACN101978136A1/9页5。
14、地钻设备的夹紧头技术领域0001本发明涉及一种用于地钻设备的夹紧头，包括一个空心轴，可以导引钻杆穿过空心轴，其中同轴的在空心轴上相对于空心轴能移动地设置一套筒，该套筒具有至少一个、尤其是向下扩展的、尤其是锥形扩展的端部区域，并且其中在空心轴中和/或在套筒上支承至少两个相对于空心轴能径向移动的夹紧爪，这些夹紧爪在其径向外侧的端部上具有与扩展的端部区域共同作用的接近斜面/接合面由此通过将端部区域移动到夹紧爪上径向向内挤压夹紧爪并且形成用于钻杆的第一夹紧机构。0002在此设定，利用液压驱动装置使上述套筒运动。背景技术0003在现有技术中已知这种夹紧头。在此带有扩展的端部区域的外部的活动的套筒由于其外。
15、部造型经常也称为夹紧罩。在这里扩展的端部区域可以如上所述例如锥形地构成，其中可以设定，在这种夹紧头的常用工作位置中，套筒的扩展的端部区域位于该套筒的下端部上，由此当套筒在空心轴上向下移动并由此使锥形向下扩展的端部区域不断地移动到夹紧爪的端部上时，实现夹紧爪径向向内移动到空心轴中。0004这里所述的夹紧爪此时可以位于空心轴的对应的空隙中，这些空隙在径向穿过空心轴壁延伸。在此夹紧爪不仅可以活动地固定在空心轴上，而且可以活动地固定在套筒上，或者活动地固定在这两个元件上。在此在一个构型中已知，扩展的区域具有在空心轴的轴向上延伸的长孔，螺栓从外面穿过长孔插入，这些螺栓至少在侧面的切口中基本垂直地旋入到夹。
16、紧爪的接近斜面中，用于在夹紧爪与套筒之间实现松动的连接。由此夹紧爪在尤其锥形扩展的端部区域上松动地固定在套筒中并且可以在轴向在长孔内部相对于套筒移动，由此套筒可以越过夹紧爪移动。0005如果通过套筒将夹紧爪径向向内移动到空心轴中，例如通过相对于空心轴使套筒下降，侧可以使夹紧爪朝向钻杆的内表面与钻杆接触，由此可以实现夹紧爪与钻杆之间的作用锁合。这种作用锁合例如可以力锁合和/或形状锁合和/或摩擦锁合的形式存在。存在这种可能性，在空心轴与钻杆之间传递转矩，即，通过空心轴旋转实现钻杆在土地区域中的旋转。0006在现有技术中还已知分开的装置，利用这些存在这种可能性，利用地钻设备将钻杆重新从打入到土地区域。
17、中的孔中拉出。在现有技术中已知为此设置的装置，这些装置也称为升降头，与上述形式的夹紧头分开地设置地钻设备上。0007因此由于这中分开的布置可以利用地钻设备或者只提起钻杆，或者使钻杆旋转。通过在现有技术中已知的地钻设备不能实现两个运动的叠加，或者需要很高的控制费用，以使上述两个头在其运动上相互协调。发明内容0008因此本发明的目的是，提供一种用于地钻设备的夹紧头，通过该夹紧头实现这样说明书CN101978131ACN101978136A2/9页6的可能性，在用于从钻孔中提升钻杆的提升运动时也可以进行转矩传递，以便在提升运动的同时可以使钻杆旋转并由此简化钻杆从土地中的提升，因为通过旋转减小了钻杆与。
18、土地之间的粘附。本发明的目的还在于改进夹紧头，使得利用套筒移动实现夹紧爪的可靠运动并且也优选避免了通过夹紧爪损伤钻杆。0009所述目的按照本发明通过开头所述类型的夹紧头来实现，其中在空心轴中设有第二夹紧机构，利用第二夹紧机构可以在轴向上、至少在提升运动时在轴向上固定钻杆。0010在第一可能的实施例中可以设定，第二夹紧机构与第一夹紧机构一样可以通过能在空心轴上移动的套筒的运动来操纵。其优点例如是，只需存在一个用于使套筒运动的驱动装置。0011在另一可选的实施形式中也可以设定，为了操纵第一夹紧机构，套筒能够通过第一驱动装置、尤其是液压驱动装置相对于空心轴移动并且第二夹紧机构能够通过独立于第一驱动装。
19、置的第二驱动装置操纵，尤其是两个驱动装置以一侧固定在共同的支架元件上。由此可以使两个夹紧机构相互独立地运行，例如在时间上先后地或者也可以例如通过在控制驱动装置的上级的控制单元中的同步操作同时地运行。在此驱动装置可以在两个实施例中分别包括至少一个、优选多个均匀地分布到空心轴中的缸活塞机构。0012这种按照两个可选方案的夹紧头具有本发明的优点，在同一夹紧头中实现两个不同的夹紧机构，其中一个夹紧机构可以最佳地匹配，以便在空心轴和钻杆之间传递转矩，而另一夹紧机构可以最佳地匹配，以便将轴向力最佳地传递到钻杆上，尤其用于将钻杆从土地中拉出的施加力。0013由于将两个相应的夹紧机构组合到一个装置中还实现了本。
20、发明的优点，通过同一夹紧头可以同时向钻杆上施加提升运动和旋转运动。这例如在第一可选方案中可以在没有为此专门设置的控制装置的情况下实现，因为这两个运动是相互耦联的。0014在两个可选方案中按照本发明可以设定，所述第二夹紧机构包括至少两个、优选更多的夹紧元件，例如三个至五个夹紧元件，其中每个夹紧元件包括一个径向位于外部的导向面，所述导向面与空心轴内部的导向面共同作用，由此通过夹紧元件在轴向上的运动、尤其是当夹紧元件在夹紧头的通常的工作位置中向下的运动时，能够实现径向的、尤其是向内的运动。夹紧元件的导向面例如可以构成截锥的一部分的形式。0015在此在第一可选方案中设定，如上所述，当通过在外部设置在空。
21、心轴上的套筒实现轴向运动，尤其在正常的工作位置中向下的运动时，则第二夹紧机构的各个夹紧元件运动。为此在外部的套筒与内部的夹紧元件之间设置机械的作用连接，这种作用连接例如可以穿过空心轴的壁延伸。0016因此可以实现，通过在外部位于空心轴上的套筒的运动使设置在空心轴中的夹紧元件以相同的运动方向至少局部地被携带运动。按照第二可选方案各所述夹紧元件分开地驱动。0017在两个可选方案中通过相应地布置空心轴与夹紧元件各自的导向面实现了，在沿轴向方向运动时也自动地进行夹紧元件在径向方向上的运动，尤其是使得夹紧元件能够形锁合地绕由空心轴包围的钻杆布置。0018在此夹紧元件的轴向运动向同时进行的径向运动的运动学。
22、转换例如这样来实现，即，使夹紧元件与空心轴上的相互共同作用的导向面相对于空心轴的中轴线具有一斜度，说明书CN101978131ACN101978136A3/9页7尤其是在剖面中观察与中轴线具有一锐角。0019在此可以通过设置在夹紧元件上的位于其径向内部区域上的支承面来实现夹紧元件与钻杆之间的形锁合，所述支承面在其造型上与钻杆匹配，即例如与钻杆的直径匹配，由此这些支承面例如具有至少一个圆柱段形的表面区域和/或也可以与一设置在钻杆上的轴肩或台阶相匹配，钻杆的直径在所述轴肩或台阶处是变化的，尤其在从上向下的方向上收缩。0020这种收缩在上述的轴肩或台阶上例如可以通过相对于钻杆轴线的直角台阶实现或者也。
23、可以通过锥形的台阶或可能的其它的造型实现。因此夹紧元件的支承面也具有与这种轴肩或台阶相匹配的表面区域，由此，当支承面贴靠在轴肩/台阶上时，通过夹紧元件与钻杆之间的形锁合由于夹紧元件在这种轴肩或台阶上的贴靠可以向钻杆上施加轴向提升力，而夹紧元件不会相对于钻杆沿轴向方向滑动。在此支承面可以优选在夹紧元件的上部或下部的端部上设置在夹紧元件上。0021为了得到作为各个夹紧元件上的那些导向面的对应表面的相应导向面，在一优选的实施形式中、尤其是在两个可选方案中可以设定，在空心轴内部通过径向向内凸起的环形区域形成导向面，该环形区域的内部空隙形成收缩的、尤其截锥形收缩的外壳面，该外壳面同轴地绕空心轴的中轴线设。
24、置，特别是该截锥形外壳面在夹紧头正常的工作位置中向下收缩地构成。在这里通过向下收缩正好实现，当在夹紧元件上的导向面沿环形区域的截锥形外壳面上滑动时，在夹紧元件在夹紧头内部向下运动时夹紧元件径向向内移动。0022在空心轴内部在内部的环形区域上的截锥形外壳面的构型在加工技术方面是有利的，因为这种截锥形的外壳面能够以简单的方式通过对轴进行内部的车削来实现。为此例如可以由实心材料加工空心轴。0023所述夹紧元件的径向位于外侧的导向面还可以构成为与截锥形外壳面对应的外部的锥形外壳面区域。在此得到，当夹紧元件上的导向面和突出的环形区域上的导向面都构成为截锥形的，或者形成截锥形外壳面的一段，则只存在一个确定。
25、的、夹紧元件与环形区域各自的导向面形锁合地相互接触的位置，因为在这个确定的位置以外各个锥面各自的直径关于空心轴的中轴线不相互匹配。0024因此在优选的实施形式中设定，夹紧元件与环形区域各自的导向面这样相互匹配，使得这些相对应的导向面之间的形锁合通过夹紧元件与钻杆之间的形锁合的增强而增强，即特别是当夹紧元件通过套筒向下由此同时向内移动时。0025因此可以这样构成第二夹紧机构，使得在夹紧元件与钻杆之间形成最佳形锁合的时刻也得到所述相对应的导向面之间的最佳形锁合。通过这种方式和方法在避免高的局部压力的情况下最佳地在各表面之间传递相应的力。这种实施形式也还有这样的优点，即，在夹紧元件与钻杆之间或相对应。
26、的导向面之间还不存在形锁合的情况下，这些导向面不是在其整个面范围上而仅是点状或线形地相互贴靠，由此在夹紧元件的这个位置中减小了导向面之间的摩擦。0026同样的构型也可以存在于第一夹紧机构的夹紧爪上的导向面与外部的套筒的锥形扩展的端部区域之间。所有上述关于第二夹紧机构的夹紧元件与环形区域的截锥形外壳面之间的导向面结构的构型类似地也适用于第一夹紧机构的夹紧爪和套筒的截锥形扩展的端部区域。说明书CN101978131ACN101978136A4/9页80027在另一个可能的构型中，也可以在两个可选方案中设定，所述套筒的向下扩展的截锥形端部区域的内部外壳面具有槽、尤其是从上向下延伸的具有平的槽底的槽。。
27、所述槽底可以直接地或通过一中间元件间接地与第一夹紧机构的夹紧爪的平的接近斜面处于作用连接。与截锥形的作用面相比这个构型的优点是，可以通过较大的表面上传递较大的力。0028在此可以设定，一个槽的槽底直接作用于夹紧爪的平的接近斜面，但或者在优选的构型中在一个槽中固定一导向元件，一个夹紧爪通过其具有平的接近斜面的端部受导引地置于导向元件中。因此可以省去前面针对现有技术所述的通过螺栓和长孔的导向，并且除了导向的优点以外可以传递更大的作用力。这种起中间元件作用的导向元件例如可以构成为由具有底切的型材侧腿的U形型材，即，在型材侧腿之间的内部自由宽度在上部区域中小于靠近U形型材的内部底部的下部区域中的宽度。。
28、0029通过在一夹紧爪的两个侧面中在具有接近斜面的端部中平行于平的接近斜面的构成的槽构成所述导向体，设置在一导向元件上的凸起、尤其是型材侧腿的相应的没有底切的部分嵌入所述槽中。0030在另一优选的实施形式中设定，一个夹紧元件在平行于空心轴轴线设置的螺栓上能在轴向方向上移动，该螺栓穿过一夹紧元件或设置在其上的径向向外指向的凸起。其优点是，在使用多个单个的夹紧元件时这些夹紧元件分别具有一导向体并且只能沿该导向体在轴向方向上在空心轴内部运动。0031这样例如可以避免夹紧元件相对于钻杆的卡住。为了除了在轴向方向上受导向的运动以外同时能够在轴向运动时实现径向、尤其向内的运动，优选设定，这种螺栓置入夹紧元。
29、件或其所述的凸起的空隙中，所述凸起在径向方向上延伸，即例如以长孔的形式在径向方向上构成。这样在夹紧元件在轴向方向上运动时夹紧元件能够在轴向方向上相对于螺栓沿螺栓被导引，但在此同时也垂直于螺栓的延伸方向在径向上运动。0032如上所述，按本发明在第一可选方案中设定，所述夹紧元件通过外部的套筒的运动操纵。为此可以设置空心轴的内部与位于外部的套筒的作用连接。这里在一优选的实施形式中各夹紧元件利用设置在空心轴内部的操纵元件在轴向方向上运动，尤其在相对于钻杆沿形锁合增强的方向运动，其中该操纵元件与在外部设置在空心轴上的套筒通过至少一个径向的板条连接，所述板条延伸穿过空心轴中的空隙。0033在第二可选方案中。
30、可以设定，各夹紧元件能够利用至少一个设置在空心轴内部的操纵元件在轴向方向上、尤其在形锁合增强的方向上运动，其中所述至少一个操纵元件与一包围套筒的压环通过至少一个径向的板条连接，所述板条延伸穿过空心轴中的空隙，尤其是所述至少一个板条可以在一空隙中在空心轴的轴向方向上运动。0034在此所述压环优选可以具有一个尤其上部的滑动面，第二驱动装置、尤其是第二驱动装置的液压缸利用球轴承和/或滚子轴承支承在所述滑动面上。由此空心轴和压环可以相对于驱动装置旋转。0035为了实现这一点在第二且尤其也在第一可选方案中还可以使第一驱动装置或者在第一可选择方案中使唯一的驱动装置、尤其是驱动装置的液压缸与包围套筒的环元件。
31、连接，该环元件在轴向拉方向和轴向推方向上都通过球轴承和/或滚子轴承支承在套筒上，尤其是球轴承和/或滚子轴承包夹在包围套筒的两个凸缘之间。在此可以将推力或拉力通过不同的轴承传递到套筒上，即尤其是对于推阶段和拉阶段分别设置一个轴承或一组轴说明书CN101978131ACN101978136A5/9页9承。0036在两个可选择的驱动形式中优选设定，空心轴中的一空隙具有在空心轴轴向方向上的纵向延伸长度，由此在套筒或压环在轴向方向上运动时沿径向方向穿过这个空隙延伸的板条同样可以在该轴向方向上在空隙内部运动。因此套筒或压环在空心轴外部的运动由此可以传递到空心轴内部，使得通过板条连接的操纵元件与套筒一起运动。
32、。这样操纵元件的运动可以以不同的方式传递到夹紧元件上，例如通过使操纵元件直接和立即地作用于夹紧元件，或者也可以通过使操纵元件间接地通过中间支承的元件作用于夹紧元件，如同下面所述的那样。0037在此在特别优选的实施例中与作用形式无关地可以设定，环形地构成操纵元件，其中设置操纵元件的内部空隙，用于包围钻杆并且通过该操纵元件的环可以使所有的夹紧元件同时运动。0038此外也可以设定，夹紧元件沿其运动的上述螺栓固定在操纵元件上。例如可以利用螺栓连接实现固定，其中同样还可以设定，使螺栓插入到设置环形区域上的导向孔中，该环形区域在空心轴中形成，以便形成截锥形的导向面区域。在此螺栓与中轴线间隔距离地绕中轴线设。
33、置，尤其以均匀的角分度设置，活动地固定在其上的夹紧元件也是同样。0039在另一优选的实施形式中，可以使设置在空心轴中的一个夹紧元件、尤其是每个夹紧元件在形锁合增强的方向上并因此尤其相对于正常的工作位置在向下的方向上克服复位力移动。0040这种复位力例如可以通过压簧施加，尤其是这样的压簧，其在一侧、尤其在下侧支承在夹紧元件上，而其另一侧、尤其是上侧支承在前面所述的环形的区域上。同时这种压簧可以包围同样上面所述的螺栓。0041这种复位力也可以通过这样的压簧产生，其一个端部直接或通过一环间接地支承在空心轴的与尤其是截锥形的外壳面邻接的内部轴肩上，并且其另一个端部直接或通过一环间接地尤其从下面支承在夹。
34、紧元件的径向突出的上部区域上。0042夹紧元件在形锁合增强的方向上克服复位力的运动的优点是，夹紧元件通过所述复位力可以在轴向方向上顶压在在钻杆上实现的轴肩或台阶上。由此实现了，在钻杆使夹紧元件卸荷的时刻，该夹紧元件通过复位力被从各导向面之间的形锁合中顶出，即例如相对于常见的工作位置向上顶压。由此从夹紧元件中释放钻杆。例如当在提升后钻杆利用这种按照本发明的夹紧头放置到土地上并且夹紧头相对于钻杆在钻杆的轴向方向上离开钻杆轴肩向下运动时，可以实现在钻杆与夹紧元件之间的所述卸荷。0043在一个改进方案中，还可以这样来辅助在径向方向上离开钻杆向外除去夹紧元件，即，所述夹紧元件尤其是在其上端部上分别具有径。
35、向位于内侧的、尤其是向下收缩的截锥段形的接近斜面，利用与设置在空心轴中的对应接近斜面的作用连接所述接近斜面，夹紧元件在向上运动时能够径向向外移动，尤其是当相应夹紧元件轴向向上运动，同时各接近斜面进入作用连接时。0044设置在空心轴中的对应接近斜面例如通过同轴地固定在空心轴上部区域中的管的一外部下部的截锥形的、尤其向下收缩的段构成。这个管例如可以通过固定在其上的环或凸缘或也可以是板条固定在空心轴上、尤其是固定在其内部的上部区域上。0045在另一优选的实施例中、尤其在第一驱动装置方案中设定，利用至少一个设置操说明书CN101978131ACN101978136A6/9页10纵元件与每个夹紧元件之间。
36、的压簧实现操纵元件对相应夹紧元件的间接作用。由此实现，力不是直接操纵元件与夹紧元件之间作用，而是分别通过压簧施加力。这还具有这样的优点，通过确定地规定的轴向运动行程基本上总是在夹紧元件上施加相同的力，该力通过压簧的弹性常数根据弹性变形行程得出。0046在此可以设定，使这种压簧直接设置在操纵元件与夹紧元件之间，或者在一个特别优选的实施例中，这种压簧设置在操纵元件与中间支承的元件、例如中间环之间，中间环位于操纵元件与夹紧元件之间。通过这种中间环还可以同时接触所有夹紧元件。据此弹性元件可以设置在中间环相互指向的环面与操纵元件之间，例如优选在这样的位置上，在这些位置上上述的螺栓可以从操纵元件开始穿过中。
37、间环和夹紧元件延伸。由此可以使每个弹簧例如包围一个螺栓。0047这种实施例按照本发明具有特殊的优点，即在第一驱动装置方案中一个套筒在轴向方向上可以相对于空心轴运动，其中首先通过操纵元件通过压簧的间接作用夹紧元件运动到与钻杆形锁合，在达到这种形锁合之后在操纵元件与夹紧元件之间或操纵元件与中间环之间保留一轴向的运动范围。0048这里这种轴向运动范围主要这样得到，在实现形锁合时压簧还未完全压缩。因此保留了一轴向的运动范围，它通过在形锁合时实现的压簧压缩直到最大可能的压簧压缩给出，例如当压簧圈相互贴靠或者使用分开的止挡时达到所述最大压缩。因此按照本发明的夹紧头结构可以是这样的，根据这种保留的运动范围即。
38、使在夹紧元件与钻杆之间已经存在形锁合的情况下也外部的套筒也可以在所得出的运动范围中在轴向上继续运动，直到在第一夹紧装置的夹紧爪与钻杆之间形成作用锁合。所述作用锁合例如可以通过第一夹紧装置与钻杆之间的力锁合和/或形锁合和/或摩擦锁合得到。0049在第一驱动装置方案中在套筒特别是相对于常见的工作位置在轴向方向上向下运动时首先实现与第二夹紧机构的形锁合，以轴向固定钻杆，并且在达到所述形锁合以后，通过套筒的继续运动实现第一夹紧装置的夹紧爪与钻杆之间的作用锁合，由此可以传递转矩。0050在两个驱动装置方案中还可以设定，在套筒向下扩展的、尤其锥形扩展的端部区域的下端部上设置一尤其是打孔的环元件，该环元件在。
39、其内部空闲的直径中容纳空心轴并且该环元件通过向上升高的凸缘包围端部区域。由此实现对套筒的稳定，否则套筒在施加压力时可能倾向于扩张至越过夹紧爪。通过起稳定作用的环元件可以避免这种扩张。0051这种按照本发明的夹紧头在从土地中提升钻杆时除了为此施加的拉力以外，同时由于传递转矩的可能性还使得钻杆可以旋转并由此减少钻杆与土地之间的粘附，这明显简化了提升过程。在此第一夹紧机构的夹紧爪例如可以具有与钻杆共同作用的面的表面构型，这种表面产生良好的作用锁合。例如可以使表面具有凸凹结构和/或优选具有起到摩擦层的作用的覆层。这种覆层例如可以具有改善作用锁合的颗粒，例如沙子、钻石等。由此可以使力在大的面积上导入到钻。
40、杆中，由此避免局部损伤。0052在第一驱动方案中，在套筒反向运动时，即基于正常的工作位置从下向上运动时，以相反的顺序首先解除夹紧爪与钻杆之间的作用锁合，其中在钻杆悬挂在夹紧头中的情况下，先保留第二夹紧装置的夹紧元件与钻杆之间的形锁合，因为钻杆通过其上面已经描述过的轴肩/台阶以其自重支承在夹紧元件上，由此夹紧元件现在不是通过套筒/操纵元件说明书CN101978131ACN101978136A7/9页11而通过钻杆在轴向上向下并因此在重力方向上加载，由此自锁地保持形锁合。0053只有如上所述在钻杆使夹紧元件卸荷时，例如放置在土地上时，夹紧头才相对于钻杆下沉，由此取消钻杆或轴肩与夹紧元件之间的形锁合。
41、并通过弹簧加载使夹紧元件在轴向上向上移动，并由此释放钻杆。在第二驱动方案中操纵分开的驱动装置，以形成或解除夹紧元件的形锁合。0054在按照本发明的装置中优选在两个驱动方案中设定，第二夹紧机构基于夹紧头的正常工作位置设置在所述第一夹紧机构的上方。同样可以使这种布置反向。附图说明0055在下面的附图中示出本发明的优选实施例。附图中0056图1示出第一驱动方案的按照本发明的夹紧头的剖视图，0057图2示出按照图1的具有弹簧装置的局部视图，0058图3示出第二驱动方案的夹紧头的透视图，0059图4示出按照图3的夹紧头的剖视图，0060图5示出夹紧元件的视图，0061图6只示出空心轴的视图，0062图7。
42、只示出套筒的视图，0063图8只示出第一夹紧机构的夹紧爪的视图，0064图9和10示出用于导引按照图8的夹紧爪的导向元件的视图。具体实施方式0065图1以侧向剖视图示出第一驱动方案中的开头一般性描述形式的按照本发明的夹紧头。在这里可以看出空心轴3，在其上同轴且在轴向方向上能运动设置套筒1，其下端部在该实施例中锥形地向下扩展。0066在空心轴中在下端部附近设有径向空隙3D，当夹紧爪2沿径向最大地向内移动时，夹紧爪2在径向上穿过这些孔隙，这些夹紧块可以通过其内部的表面2A与一钻杆9形成作用锁合、例如形锁合、力结合或摩擦锁合。表面2A例如可以具有齿形的表面。0067为了实现这种径向向内的移动，夹紧爪。
43、2具有径向位于外侧的接近斜面2B，它们与套筒的下端部区域的内部锥面1B相对应地构成。在此对应的表面区域可以这样匹配，当在径向内部的表面2A与钻杆之间也形成作用锁合时，使所述表面区域形成最大的形锁合，即，主要是套筒1也最大地向下移动。0068在这里还可以看到在夹紧爪2上方在空心轴内部的第二夹紧机构，它目前例如包括多个、在这里尤其四个夹紧元件4，这些夹紧元件与钻杆9或空心轴3的中轴线10同轴地设置并且具有径向位于内侧的支承面4B，它们设计成形锁合地布设在钻杆9或其轴肩9A上。在这个轴肩9A上钻杆9从上向下收缩，在当前情况下是锥形/圆锥形的。0069所述夹紧元件4还具有径向位于外侧的导向面4A，这些。
44、导向面基于该剖视图与中轴线成锐角地设置并且还与空心轴3内部的导向面3A相对应地构成。在这里空心轴3内部的这些导向面3A可以以环形的区域3B的形式构成，所述区域从空心轴3的空心轴壁部径向向内延伸并且具有与中轴线同轴的空隙，该空隙截锥形地构成并向下收缩。在此夹紧说明书CN101978131ACN101978136A8/9页12元件和空心轴3的环形区域3B上的对应的导向面4A和3A这样相互匹配，对于在这里所示的在夹紧元件4与钻杆9之间的最大形锁合的情况也得到在夹紧元件的径向位于外侧的导向面4A与环形区域3B的内部的截锥形表面区域3A之间的尽可能最好的形锁合。0070在这里还可以看出，夹紧元件4在其上。
45、部区域内具有径向向外指向的凸起4C，导向螺栓6穿过该凸起。通过这些导向螺栓在轴向方向上导引夹紧元件并保持其位置，其中在各夹紧元件4的上述径向凸起4C中还设有这里沿径向设置的长孔，由此在夹紧元件4从上向下轴向运动和在表面3A和4A之间导向时，夹紧元件4同时可以在上述长孔的间隙中径向向内运动。0071这里特别是参考图2可以看出特殊的弹簧结构，在该弹簧结构中各夹紧元件4克服通过所谓的打开弹簧7施加的弹簧力向下在夹紧元件与钻杆之间的形锁合增强的方向上移动。在此打开弹簧7支承在夹紧元件4的径向凸起4C与环形区域3B之间，为此环形区域3B具有盲孔。0072在这个结构中还可以看出，操纵元件5设定为用于夹紧元。
46、件4的带动件，它基本环形地构成并包围钻杆9，并且它利用穿过空隙3C的板条与外部的套筒1连接。在这里在操纵元件5与夹紧元件4之间还设置中间环5A，该中间环从上面同时与所有夹紧元件4接触。0073这里在中间环5A与操纵元件5之间设置所谓的关闭压簧8，该关闭压簧设定为用于使操纵元件5的运动通过套筒1间接地通过弹簧8传递到中间环5A上并由此传递到夹紧元件4上。因此主要通过由压簧8作用的弹簧力沿轴向方向向下在形锁合增强的方向上顶压夹紧元件4，但是不是通过例如通过液压的驱动装置施加在套筒上的或者通过套筒施加在夹紧爪2上的力。在这里特别是由图2也可以看出，在达到夹紧爪4与钻杆9之间的最大形锁合时，如图1所示。
47、，在操纵元件5与中间环5A之间保留一间隙10。该间隙10构成一运动范围，即使当已经达到夹紧元件4与钻杆9之间的最大形锁合时套筒1也还可以在该运动范围内继续向下运动，以便以最大的力将夹紧爪2顶压在钻杆9上。由此实现了，首先通过所达到的形锁合由于轴肩9A与夹紧元件4之间的贴靠而在轴向上固定钻杆9，以及夹紧元件也还通过夹紧爪2与钻杆9之间的作用锁合通过空心轴3的旋转可以将转矩传递到钻杆上。由此在提升钻杆9时钻杆同时也旋转，这简化了提升过程。0074图3和4示出按照本发明的第二方案的夹紧头，其中为了操纵第一和第二夹紧机构使用分开的驱动装置，在这里使用液压的缸活塞装置。下面主要只描述在图1和2中没有设置。
48、或没有提及的特征。0075这里套筒1在扩展的区域1B的上方具有两个隔开的凸缘1C和1D，其中凸缘1C与套筒1一体地构成，而凸缘1D通过能旋到套筒上的环构成。两个凸缘包围轴承11A和11B，其中通过轴承11A向下指向的力推力施加到套筒上，而通过轴承11B向上指向的力拉力施加到套筒上。所述力利用包围套筒1的环元件12通过轴承导入套筒中。因此套筒1可以随空心轴3旋转，其中与第一驱动装置耦联的环元件12不旋转地静止。这里通过多个缸活塞装置13形成第一驱动装置，各缸活塞装置例如以活塞杆固定在环元件12上并绕环元件具有均匀的角分布。0076第二驱动装置同样包括多个具有绕夹紧头均匀的角分布的缸活塞装置14，。
49、这些缸活塞装置通过球轴承和/或滚子轴承15将产生的力导入到压环16的滑动面16A上，压环通过在这里未示出的空心轴3中的空隙通过板条与环形的操纵元件5连接，由此压环说明书CN101978131ACN101978136A9/9页1316的运动传递到空心轴3的内部。0077在这里操纵元件5直接从上面作用于夹紧元件4，在这里尤其是作用于其上部的径向向外伸出的边缘4C上。这里使用的夹紧元件4在图5中详细示出，具有与图1和2一致的附图标记。0078与按照图1和2的实施例相比，这里夹紧元件4在内部上面的区域上还具有接近斜面4D，该接近斜面具有截锥段的形状并这里与管17的截锥形的下端部上的对应接近斜面17A共。
50、同作用，该管通过环元件17B同轴地固定在空心轴3中，并包围钻杆9。0079图4还示出压簧机构18，用于在打开方向上对夹紧元件4力加载。这里弹簧置入两个环之间，其中下环贴靠在空心轴3的截锥形内部外壳面3A上方的内部轴肩上，上环在下面贴靠在夹紧元件的伸出的区域4C上。在这里为了清楚示出处于压缩位置的弹簧机构，但夹紧元件4在向上移动的位置。0080图3和4还示出，在上面在空心轴3上设置法兰3E，该法兰可以利用夹紧环19与旋转驱动装置的对应的法兰20连接，用于使空心轴3和套筒1相对于这里未示出的支承元件旋转，在所述支承元件上固定两个驱动装置13和14。0081一个漏斗形导入体21位于空心轴3下面，用于。