DD148527A1 - QUICK COUPLING FOR PIPE AND ASSEMBLY CONNECTIONS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnellkupplung zur Verbindung von Rohren und Gestaengen sowohl untereinander als auch mit ihrem Antrieb. Sie dient der Aufnahme von axialen Kraeften und der Uebertragung von Drehmomenten unabhaengig von d. Drehrichtung insbesondere bei duennwandigen Rohren. Sie betrifft eine im Aufbau einfache und funktionssichere Verbindung, deren Herstellung einfach ist u.d.eine schnelle und unkomplizierte Bedienung gestattet. Sie erfordert keine Wartung und ist nicht stoerempfindlich. Die Aufgabe, eine Schnellkupplung ohne Schraubverbindung und mit einfachen Bauteilen geringere Anzahl entsprechend den Anforderungen der Bohrverfahren mit besonders duennwandigen Rohren zu entwickeln, wird dadurch geloest, dasz von den zu verbindenden zwei Rohrenden eines ein muffenartiger auszensitzender bzw. uebergreifender Teil ist mit Aussparungen, die im zusammengefuegten Zustand mit den Oeffnungen des Gegenstueckes korrelieren, das heiszt durchgehende Oeffnungen bilden, in die Sicherungselemente eingefuehrt werden. Die durchgehenden Oeffnungen sind nicht zentral gerichtet und liegen tangential am Innenrand, das heiszt nur innerhalb des Ringquerschnittes der Kupplungshaelften. Die beiden im zusammengefuegten Zustand aneinanderliegenden Rohrenden koennen beliebige Mitnehmerform besitzen.The invention relates to a quick coupling for connecting pipes and Gestaengen both with each other and with their drive. It serves to absorb axial forces and the transmission of torques independent of d. Direction of rotation, especially with thin-walled pipes. It relates to a simple and functionally reliable connection, the production of which is simple and allows fast and uncomplicated operation. It requires no maintenance and is not sensitive to bothers. The task of developing a quick coupling without a screw connection and with simple components of a smaller number in accordance with the requirements of drilling methods with particularly ducted pipes is achieved by the fact that of the two pipe ends to be joined a part with a recess is provided with recesses which are in the combined state with the openings of the counterpart correlate, which means heiszt continuous openings are introduced into the security elements. The through openings are not centrally directed and are tangent to the inner edge, which means only within the ring cross section of the coupling halves. The two abutting in the assembled state pipe ends can have any driver shape.

Description

Schnellkupplung für Rohr- und GestängeverbindungenQuick coupling for pipe and rod connections

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft eine schnell zu lösende bzw. zu schließende Verbindung sowohl von Rohren oder Gestängen in der Bohrtechnik als auch von Hohlwellenenden im Maschinenbau.The invention relates to a fast to be solved or closed connection of both pipes or rods in drilling technology as well as hollow shaft ends in mechanical engineering.

Die Schnellkupplung dient der Übertragung von Drehmomenten und der Aufnahme von axialen Kräften.The quick coupling is used for the transmission of torque and the absorption of axial forces.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannt ist eine Vielzahl von Lösungen zum Kraft- und/oder formschlüssigen Verbinden von Bohrrohren und -gestängen. Die eine Gruppe von Bohrrohrverlängerungen wird mittels Schraubkupplungen, bestehend aus Außen- und Innengewindeteil, miteinander verbunden. Nachteile dieser Verbindungsart sind der hohe Fertigungsaufwand, die starke Abnutzung des Gewindes durch Verschmutzung bei aer Nutzung, die Einschränkung der Übertragung des Drehmomentes in nur eine Richtung, die hohe Störanfälligkeit bei der Montage und die geringe Winkelabweichung bei der Montage.Characteristic of the Known Technical Solutions A large number of solutions for the force and / or positive connection of drill pipes and pipes are known. One group of drill pipe extensions is connected to each other by means of threaded couplings consisting of male and female threaded parts. Disadvantages of this type of connection are the high production cost, strong wear of the thread due to contamination with aer use, the restriction of the transmission of the torque in only one direction, the high susceptibility to interference during the assembly and the low angle deviation during assembly.

Eine zweite Gruppe von Rohrverlängerungen wird charakterisiert durch das WP 58083, in dem erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, eine Kombination von Schraubverbindungen und formschlüssigen Verbindungen vorzunehmen, indem zahnartige ineinandergreifende Elemente mittels einer von außen einsetz'oaren Schraube mit Mutter gesichert werden.A second group of tube extensions is characterized by WP 58083, in which according to the invention it is proposed to make a combination of screw connections and positive connections by securing tooth-like interlocking elements by means of an externally inserted screw with nut.

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Es ist weiterhin eine Rohrverbindung, PS 492117 Schweiz, bekannt, die mittels gezahnter Rohrenden Drehmomente übertragen kann, und bei der die Verbindungen zwischen uen Rohrenden durch einen Arretierring, der in einer Ringnut am Außenmantel des Rohres eingelegt wird, geschaffen wird. Der Arretierring wird hierbei zusätzlich durch Schraubbolzen gesichert.It is also a pipe joint, PS 492117 Switzerland, known, which can transmit torques by means of toothed pipe ends , and in which the connections between uen pipe ends by a locking ring, which is inserted in an annular groove on the outer surface of the tube created. The locking ring is additionally secured by bolts.

Der Vorteil dieser Verbindungskombination gegenüber der zuerst ausgeführten Verbindungsart liegt in der Realisierung dar Drehmomentenübertragung in zwei Richtungen, ansonsten haften auch dieser Variante die genannten Nachteile an.The advantage of this combination of connections compared to the first type of connection is in the realization torque transmission in two directions, otherwise adhere to this variant, the disadvantages mentioned.

Eine weitere Gruppe von Rohrverbindungen besitzt als gemeinsames Merkmal reine formschlüssige Verbindungen.Another group of pipe joints has a common feature pure positive connections.

Hierzu zählt die in der schweizerischen Patentschrift 492117 geschützte Lösung, die an beiden Endteilen der Rohre jeweils klauenartige vorspringende Teile und Ausnehmungen aufweist. Im Bereich der Klauen befinden sich Rillenabschnitte, wobei im zusammengefügten Zustand eine kontinuierliche Rille entsteht, die einen Haltering, der unterschiedlich ausgebildet sein kann und aus zwei Hälften besteht, aufnimmt. Der Nachteil dieser Verbindungsart liegt im hohen Fertigungsaufwand und dem hohen Anteil feinmechanischer und damit für den Bohreinsatz ungeeigneter Teile sowie in den meist großen Durchmesserdifferenzen im Bereich der Verbindungsstelle gegenüber dem Hauptrohr, die häufig keinen freien Durchgang im Innern des Rohres garantieren und keine kontinuierliche Fortsetzung oer Förderwendeln an oer Bohrrohraußenwand sichern. Es ist weiterhin die DDR-Anmeldung 127539 bekannt, deren Nachteile die Gefahr des Lösens der Verbindung beim Bohrvorgang im Erdreich und das Eindringen des Erdstoffes in die Verbindung sind.These include the solution protected in Swiss Patent 492117, which has claw-like protruding parts and recesses at both end parts of the tubes. In the area of the claws are groove portions, wherein in the assembled state, a continuous groove is formed, which receives a retaining ring which can be designed differently and consists of two halves. The disadvantage of this type of connection is the high production costs and the high proportion of precision mechanical and thus unsuitable for the drill bit parts and in the most large diameter differences in the region of the junction with the main pipe, which often guarantee no free passage inside the tube and no continuous continuation oer conveyor coils secure to the drill pipe outside wall. It is also the DDR application 127539 known, the disadvantages of which are the risk of loosening the connection during drilling in the ground and the penetration of the earth into the compound.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist eine Lösung, die die den bekannten technischen Lösungen anhaftenden Mängel beseitigt und eine schnell zu lösende bzw. zu schließende Verbindung schafft, die einen freien Durchgang im Rohrinnern garantiert und sowohl die kontinuierliche Fortsetzung dor Fördervvendeln an aor Bohrrohraußenwandung sichert als auch keine starke Verdickung an der Verbindungsstelle aufweist sowie die Erdstoffrestc beim Kupplungsvorgang selbständig entfernt und somit einen störungsfreien Bohrbetrieb garantiert.The aim of the invention is a solution that eliminates the defects adhering to the known technical solutions and creates a fast to be solved or connection that guarantees a free passage inside the tube and both the continuous continuation dor Fördervvendeln aor Bohrrohraußenwandung secures as well as no strong Has thickening at the junction and the Erdstoffrestc independently removed during the coupling process, thus guaranteeing a trouble-free drilling operation.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Es besteht die Aufgabe, die bei den bekonnten Lösungen zur Verbindung von Rohren und Gestängen eingesetzten Mitnehmer- und Sicherungselemente durch geeignetere Elemente, die links und rechts gelagerte Drehmomente sowie axiale Zug- und Druckkräfte übertragen können und bei der Montage einen Selbstreinigungseffekt besitzen, zu ersetzen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rohrenden mit zahnartig ausgebildeten Klauen in axialer Richtung ineinand.erfassen und an einem der Rohrenden eine Muffe angeschweißt ist, die über das andere Rohrende übergreift oder übereinandergreifen, wobei die Klauen nicht zahnartig ausgebildet sind, sondern innerhalb der Wandung einen erhabenen und einen ausgefrästen Teil besitzen, die beim Kupplungsvorgang eine Verbindung ähnlich einer Keilwelle mit radial angeordneten Zähnen bilden. Das Antriebsmoment wird mittels der axial oder radial angeordneten, beim Kupplungsvorgong bündig ineinandergreifenden Klauen übertragen und die beiden im zusammengesetzten Zustand aneinanderliegenden Rohrenden können auch beliebige Vierkant-, Sechskant- oder andere Profile, Mitnehmerformen zur links- bzw. rechtsgerichteten Drehmomentenübertragung besitzen. Die Phase an den Rohrendenstümpfen dient der Selbstreinigung beim Kupplungsvorgang.The object is to replace the driver and securing elements used in the bekonnten solutions for connecting pipes and rods by more suitable elements that can transmit the left and right mounted torques and axial tensile and compressive forces and have a self-cleaning effect during assembly. According to the invention this object is achieved in that the tube ends ineinand with tooth-like claws in the axial direction and welded to one of the tube ends a sleeve which engages over the other end of the tube or overlap, the claws are not tooth-like, but within the Wall have a raised and a milled part, which form a compound similar to a spline shaft with radially arranged teeth during the coupling process. The drive torque is transmitted by means of the axially or radially arranged, in Kupplungsvorgong flush intermeshing jaws and the two adjacent in the assembled state pipe ends can also have any square, hexagonal or other profiles, driver forms for left- or right-handed torque transmission. The phase at the pipe end stumps is used for self-cleaning during the coupling process.

Im außen übergreifenden Teil der Rohrverbindung befinden eich ein oder mehrere Öffnungen, die parallel zur Tangente der Rohrwandung und quer zur Längsachse liegen und mit Aussparungen im Innenteil, die ebenfalls parallel zur Tangente der Rohrwandung liegen, korrelieren, das heißt durchgehende Öffnungen bilden, die nicht den Innenraum der Rohrverbindung schneiden.In the outer cross-section of the pipe connection are eich one or more openings which are parallel to the tangent of the pipe wall and transverse to the longitudinal axis and correlate with recesses in the inner part, which are also parallel to the tangent of the pipe wall, that is, through holes form, not the Cut the interior of the pipe joint.

Diese Öffnungen nehmen die Sicherungselemente zur Obertragung der axialen Kräfte auf,These openings accommodate the securing elements for the transmission of the axial forces,

In einer ersten Ausführung bilden sich beim Kupplungsvorgang zwei durchgehende Bohrungen, in die eine Klammer mit stiftartig ausgebildeten Enden geschoben wird. Mit Hilfe eines geeigneten Greifers, Zange oder Kralle, kann die Klammer vor dem Lösen der Rohrverbindung gezogen werden.In a first embodiment, two continuous bores are formed during the coupling process, into which a clamp with pin-shaped ends is pushed. With the help of a suitable gripper, pliers or claw, the clamp can be pulled before loosening the pipe connection.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die konkave oder konvexe Ausbildung der Klammer, durch die eine Klemmwirkung hervorgerufen wird, damit die Klammer selbständig arretiert. Zur Vereinfachung des Aufbaus der Rohrenden kann die innenliegende Aussparung eine Ringnut bzw. Bohrung sein.Another feature of the invention is the concave or convexity of the clip, which creates a clamping action to automatically lock the clip. To simplify the construction of the tube ends, the internal recess may be an annular groove or bore.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem AusführuhgsbeiDpiel näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. In the drawings show:

Fig. 1 zwei verbundene Rohrenden im Längsschnitt Fig. 2 zwei verbundene Rohrenden im QuerschnittFig. 1 two connected pipe ends in longitudinal section Fig. 2 two connected pipe ends in cross section

Die Rohrverbindung besteht aus den beiden Rohrenden (1) und (2) mit der Fase (7), die in axialer Richtung stehende Klauen (4) besitzen und in zusammengefügtem Zustand bündig ineinander greifen. An einem Rohrende (1) ist die'Hülse (3) angeschweißt, die über das Gegenstück (2) greift.The pipe connection consists of the two pipe ends (1) and (2) with the chamfer (7), the claws (4) standing in the axial direction and engage flush in the assembled state. At a pipe end (1) the 'sleeve (3) is welded, which engages over the counterpart (2).

Im Rohrende (2) sind zwei Aussparungen (5) vorhanden, die sich diametral gegenüberliegen und quer zur Längsachse des Bohrrohres angeordnet sind. Beide Aussparungen münden im zusammengefügten Zustand der Rohrverbindung beidseitig in Bohrungen (8), die in der Muffe liegen. Die Bohrungen (8) in der Muffe und.die Aussparungen (5) im Rohrende (2) bilden zwei durchgehende Öffnungen, in die die Klammer (6) gesteckt wird, um die Verbindung zwischen den Rohren herzustellen. Wird die Klammer (6) herausgezogen, können die Rohrenden in axialer Richtung voneinander getrennt werden.In the pipe end (2) has two recesses (5) are present, which are diametrically opposed and arranged transversely to the longitudinal axis of the drill pipe. Both recesses open in the assembled state of the pipe connection on both sides in holes (8) which lie in the sleeve. The holes (8) in the sleeve and. The recesses (5) in the tube end (2) form two through holes into which the clip (6) is inserted to make the connection between the tubes. If the clamp (6) pulled out, the pipe ends can be separated from each other in the axial direction.

Claims (5)

ErfindungsonsprücheErfindungsonsprüche 1. Schnellkupplung zur Verbindung von Rohren, insbesondere von ßohrgeotängesegmenten, die zur Übertragung von Drehmomenten und axialen Kräften geeignet ist, wobei Mitnehinerelemente entweder an den zu verbindenden Hauptrohrenden oder an angesetzten Muffen vorgesehen sind, welche bei der Verbindung bündig ineinandergreifen bzw. einander übergreifende Rohrenden mit beliebiger Mitnehmerform genutzt werden, gekennzeichnet dadurch, daß im außen übergreifenden Teil der Verbindung eine oder mehrere öffnungen oder Aussparungen beliebiger Form und im inneren einzuschiebenden Teil eine oder mehrere Aussparungen bzw. Bohrungen derart vorhanden sind, daß im zusammengefügten Zustand eine oder mehrere durchgehende quer zur Längsachse der Rohre liegende öffnungen entstehen, die nicht den Innenraum der Rohrverbindung bzw. des Bohrrohres schneiden und durch die Sicherungselemente, Stifte beliebiger Querschnittsform die nur im Bereich der durchgehenden öffnungen sitzen und deren Enden angefast sind und sich der Form des übergreifenden Rohrendes anpassen bzw. mit diesem bündig abschließen und die einen kleineren Querschnitt als die durchgehenden öffnungen haben, gesteckt werden können.1. quick coupling for connection of pipes, in particular of Bohrgeotängesegmenten which is suitable for the transmission of torque and axial forces, Mitnehinerelemente are provided either on the main pipe ends to be joined or attached sleeves, which mesh in the connection flush or cross-pipe ends with be used any Mitnehmerform, characterized in that in the outer cross-part of the compound one or more openings or recesses of any shape and inner part to be inserted one or more recesses or holes are present such that in the assembled state one or more continuous transverse to the longitudinal axis the tubes lying openings that do not intersect the interior of the pipe joint or the drill pipe and sit through the security elements, pins of any cross-sectional shape only in the area of the through openings and their ends ang efast are and adapt to the shape of the cross pipe end or complete with this flush and have a smaller cross-section than the through openings, can be plugged. 2. Schnellkupplung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß für den Fall des Vorhandenseins zweier durchgehender öffnungen das Sicherungselement eine U-förrnige gebogene^Klammer ist, deren Enden stiftartig ausgebildet sind.2. Quick coupling according to item 1, characterized in that in the event of the presence of two continuous openings, the securing element is a U-shaped curved bracket ^ whose ends are formed like a pin. 3, Schnellkupplung nach Pkt. 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß aer Teil des Sicherungselementes, der in der durchgehenden öffnung in den Ringquerschnitten aer zu verbindenden Rohrenden, die mit einer Fase versehen sind, liegt, leicht konkav oder konvex ist und damit eine Klemmwirkung erzielt wird, die das Sicherungselemsnt in seiner Lage fixiert, das neben der Funktion öer übertragung von axialen Kräften auch Drehmomente3, quick connector according pt. 1 and 2, characterized in that aer part of the securing element, into the annular cross-sections aer to pipe ends which are provided with a bevel, lies in the through opening, is slightly concave or convex, and thus a clamping action is achieved, which fixes the Sicherungselemsnt in its position, in addition to the function öer transmission of axial forces and torques übertragen kann, wobei die Rohrenden keine Mitnehmerform mehr aufweisen.can transmit, with the pipe ends no longer have Mitnehmerform. 4. Schnellkupplung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß am außen übergreifenden Teil der Verbindung für4. Quick coupling according to item 1, characterized in that on the outer cross-part of the connection for den Fall eines Bohrgestänges Wendeln angebracht sind, die sich in den Wendelgang des gesamten Bohrgestänges einfügen.the case of a drill string coils are mounted, which fit into the spiral path of the entire drill pipe. 5. Schnellkupplung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Aussparung des inneren einzuschiebenden Teiles als Bohrung, ringförmige Nut oder nutförmig mit beliebigem Querschnitt ausgeführt werden kann und keine Öffnung zum Innenraum aufweist.5. Quick coupling according to item 1, characterized in that the recess of the inner part to be inserted can be designed as a bore, annular groove or groove-shaped with any cross section and has no opening to the interior. fiiexzu ^ Seile Zeichnungfiiexzu ^ ropes drawing