DE1908186B2 - Gewindemuffenverbindung fuer rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gewindemuffen- 20 einander kommen. Aus diesem Grunde dürfen die verbindungen für Rohre mit endseitigen zylin- Rohre nicht mit ihren endseitigen Stirnflächen zudrischen Gewindebereichen, die in Bereiche mit ab- sammenstoßen. Dieser für die Dichtigkeit ungünstige nehmender Gewindehöhe übergehen und im zylin- Umstand wird bei dieser bekannten Gattung von drischen Bereich radiale Zwischenräume gegenüber Verbindungen, die in erster Linie für Gaswasser-Heiden Gewindegängen der Muffe aufweisen, wobei die ■ 25 zer bestimmt ist, dadurch vermieden, daß die Stirntragende Gewindeflanke eine Erzeugende hat, die flächen der Rohrenden beim Verschrauben mit der senkrecht zur Gewindelängsachse verläuft. Muffe entweder gegen einen Ansatz der Muffe oder Bei Gewindemuffenverbindungen der vorgenann- gegen die Stirnflächen eines gesondert eingesetzten ten Art, wie sie die USA.-Patentschrift 2 051499 Distanzstückes abdichtend angepreßt werden. Die zeigt, wird die Vermeidung radialer Kräfte unter der 30 Festigkeit einer solchen Verbindung ist relativ be-Wirkung axialer Zugkräfte angestrebt, um ein Auf- grenzt, zumal an der Übergangsstelle des in seiner dehnen der Außenmuffe und um ein Zusammen- ganzen Ausdehnung zylindrischen Gewindes in den drücken im Bereich der Rohrenden zu vermeiden. Vollquerschnitt des Rohres eine Schwachstelle ent-Derartige Verbindungen haben jedoch den Nachteil, steht, die bei hohen Zugbeanspruchungen und gleichdaß bei stärkeren Biegebelastungen ein Verformen 35 zeitig auftretenden Biegebeanspruchungen zu Brü- und Festfressen der Gewinde stattfinden kann, wel- chen führen kann. Diese bekannten Vorrichtungen ches die Lösbarkeit dieser Gewinde stark beeinträch- sind daher nicht geeignet in allen den Fällen, in detigt oder sogar aufhebt. Diese Gefahr wird noch nen man wegen der starken auftretenden Zugkräfte durch die über einen kurzen Gewindebereich verlau- Gewinde verwenden muß, die zumindest im Bereich fenden radialen Zwischenräume verstärkt, weil die 40 des Gewindeansatzes am Vollquerschnitt des Rohres durchgehend mit einem konischen Gewinde verse- konisch ausgebildet sind, um abrupte Querschnittshene Muffe beidseitig des mit radialen Zwischen- Veränderungen zu vermeiden.

räume versehenen Gewindebereiches auf den Über- Es sind auch schon einfache Rohrverbindungen gangssteilen besonders starke Verpressungen mit den ohne Gewindemuffen bekannt, bei denen Bolzenroh r Gewinden der Rohre erfährt. Außerdem sind relativ 45 und Mutterrohr einander entsprechende zylindrische komplizierte und teure Spezialwerkzeuge erforder- und konische Gewindebereiche aufweisen, wobei der lieh, um das Einschrauben der Rohre in die Muffen zylindrische Gewindebereich zwischen den beiden vorzunehmen. Insofern liegen bei dieser Gattung von konischen Gewindebereichen liegt (USA.-Patent-Gewindemuffenverbindungen dieselben Verhältnisse Schriften 2 204 754 und 2 187 798). Hierbei sind zwiwie bei den üblichen konischen Gewindeverbindun- 50 sehen der Oberseite der trapezförmigen Gewindegen vor, wie sie insbesondere für Erdölbohrrohre gänge des einen Rohres und den korrespondierenden u. dgl. üblich sind, bei denen das Zusammenschrau- Gewindegängen des anderen Rohres in zylindrischen ben an einer Stelle geschieht, an der die gesamten Teilbereichen der Gewinde radiale Zwischenräume hierfür erforderlichen Werkzeuge und Maschinen vor- vorgesehen. Diese bekannten Verbindungen weisen handen sind. 55 jedoch im wesentlichen dieselben Nachteile auf wie Es sind auch schon Gewindemuffenverbindungen die eingangs erwähnte Gattung von Verbindungen bekannt, bei denen die Rohre und die Muffe korre- und sind auch nicht zur Vermeidung radialer Kräfte spondierende rein zylindrische Gewinde aufweisen geeignet, weil an den Flanken der trapezförmigen und die Enden der Rohre mit ihren Stirnflächen an- Gewinde bei stärkeren Belastungen radiale Kräfte einanderstoßen (deutsche Patentschrift 19 956). 60 auftreten, welche die bereits geschilderten nachteili-Wenn derartige Verbindungen stärkeren Zugkräften gen Folgen haben können. Auch bei Biegebelastununterworfen werden, entstehen infolge des sägezahn- gen verhalten sich diese bekannten Verbindungen förmigen Querschnittes der Gewindegänge starke ra- nicht zufriedenstellend, weil im konischen Gewindediale Kräfte, die zu einer Beschädigung und Verfor- bereich verstärkt Verpressungen auftreten, wenn im mung der Gewinde und der Teile der Verbindung 65 zylindrischen Bereich radiale Zwischenräume zwiführen können. Ein besonders schwerwiegender sehen den korrospondierenden Gewindegängen vorNachteil dieser bekannten Verbindungen besteht gesehen sind. Bs sind zwar auch einfache Rohrverdarin, daß infolge des rein zylindrischen Gewindes bindungen mit rein konischen Gewinden bekannt, bei

denen zwischen den Gewindegängen des Mutterrohres und des Bolzenrohres radiale Zwischenräume vorgesehen sind (USA.-Patentschrift 2 206 166). Die trapezförmigen Gewindegänge verkeilen sich hierbei jedoch beim Zusammenschrauben, was beim Auftreten von Biegekräften zu Verformungen führen kann, welche die Lösbarkeit der Verbindung beeinträchtigen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Muffenverbindung mit hoher Festigkeit unter Vermeidung des Auftretens radiziler Kräfte zu schaffen, bei der trotz der Verwendung konischer Gewindebereiche nachteilige Wirkungen solcher Gewinde ausgeschaltet werden.

Die Erfindung löst die vorstehend genannte Aufgabe dadurch, daß bei stirnseitig gegeneinandergepreßten Enden der Rohre über die ganze Gewindelänge ein radiales Spiel zwischen den rechtwinkligen Gewinden der Rohre und der Muffe besteht und daß die Gewindebereiche der Muffe denen der Rohre entsprechen.

Die Ausgestaltung nach der Erfindung weist den Vorteil auf, daß infolge der durch das Gegeneinanderpressen der stirnseitigen Enden der Rohre erzielbaren Verspannung die aneinanderstoßenden Rohre als eine Einheit wirken, die infolge des radialen Spieles zwischen den rechtwinkligen Gewinden eine Relativbewegung der Rohre zur Gewindemuffe in gewissem Umfange gestatten. Es können die Rohre sich als Ganzes mit einer gewissen Krümmung biegen, ohne daß hierdurch ein Verklemmen in der Muffe stattfindet.

Diese Vorteile machen die erfindungsgemäße Gewindemuffenverbindung insbesondere für Verankerungsgestänge von Spundbohlenwänden geeignet, die an der Baustelle zusammen montiert werden müssen, ohne daß hierfür komplizierte Werkzeuge oder Maschinen zur Verfügung stehen, 5.0 daß die Verbindungen relativ leicht montierbar und lösbar sein müssen. Infolge von Herstellungstoleranzen und Ungenauigkeiten der Montage und auch wegen der fortlaufenden Schlag- und Torsionsbeanspruchungen solcher Gestänge ergeben sich sehr starke Biegemomente, die bei den bekannten Rohrverbindungen entweder zu einer völligen Unlösbarkeit oder gar zu einer Zerstörung führen. Bei solchen Rohrverbindungen werden keine besonderen Anforderungen an die Dichtigkeit der Verbindung gestellt, weil lediglich die Zuführung des Verankerungszementes und der Spe-dalflüssigkeit sichergestellt werden muß.

Die erfindungsgemäße Verbindung erlaubt es, ohne besondere Vorkehrungen Festigkeiten zu erreichen, die etwa 9O°/o der Festigkeil der Rohre selber beträgt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im nachfolgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.

F i g. 1 stellt die erfindungsgemäße Gewindemuffenverbindung für Rohre in einer Übersichtszeichnung im Schnitt dar;

F i g. 2 veranschaulicht im größeren Maßstab einen Schnitt durch das Ende eines Rohres der GewindemufTenverbindung;

F i g. 3 veranschaulicht in einem relativ zur F i g. 1 vergrößerten Maßstab einen Teilschnitt durch das eine Ende der Gewindemulfe;

F i g. 4 veranschaulicht die Gewindemuffenverbindung nach der Verschraubung;

Fig.5 ist ein Schnittbild, welches den Teilbereich V der F i g. 4 in vergrößertem Maßstab darstellt.

In den F i g. 1 bis 5 sind die Rohre mit den Bezugsziffern 1 und 2 und die Gewindemuffe mit der Bezugsziffer 3 bezeichnet. Die Enden 4 und 5 der Rohre 1 und 2 kommen miteinander in Kontakt und werden axial gegeneinandergepreßt.

Die Höhe der Gewindegänge der Gewindebereiche, die sich an den Rohren 1 und 2 und in der Mitte der Muffe3 (AbschnittI der Fig. 1) befinden, ist konstant, so daß insoweit zylindrische Gewinde vorliegen. Im Gegensatz hierzu sind die Gewindebereiche an den Enden des Innengewindes der Muffe 3 und am Gewindeansatz der Rohre 1 und 2 von konischem Verlauf, wobei die Höhe der Gewindegänge zum Gewindeansatz kontinuierlich abnimmt.

In der F i g. 2 ist das Rohr 1 mit seinem Ende 4 veranschaulicht. Es weist in dem Bereich, dei dem Ende benachbart ist, einen Bereich mit Gewindegängen 6 von konstanter Gewindehöhe auf, während die Höhe der Gewindegänge 7 in Richtung auf den Gewindeansatz abnimmt.

Emc derartige Ausbildung der Gewinde läßt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, daß man das Gewinde im Endbereich des Rohres 1 mit einem Werkzeug einschneidet, welches in derselben Entfernung von der Achse des Rohres 1 beim Einschneiden der Gewindegänge 6 gehalten wird, während es progressiv von der Achse des Rohres 1 für den Einschnitt der Gewindegänge 7 zurückgezogen wird. Diese Bearbeitungsweise hat zur Folge, daß sich der Gewindegrund der Gewindegänge parallel zur Achse des Rohres 1 erstreckt

Gemäß F i g. 3 weist die Gewindemuffe 3 in ihrem zentralen Bereich Gewindegänge 8 von konstanter Höhe auf. An diesen zentralen zylindrischen Gewindebereich schließen sich nach beiden Seiten konische Gewindebereiche 9 an, deren Ganghöhe progressiv in Richtung auf die Enden der Muffe 3 abnimmt.

Derartige Gewindemuffen mit Innengewinde kann man leicht herstellen, indem man von einer Muffe ausgeht, deren Innenfläche im zentralen Bereich zylindrisch ist und sich von dort aus konisch auf die Enden erweitert.

Wie man aus der F i g. 3 ersehen kann, sind die Oberseiten der Gewindegänge 9 leicht geneigt, was darauf zurückzuführen ist, daß sie in eine konische Fläche eingeschnitten wurden.

Wie aus der F i g. 5 ersichtlich, greifen die leicht geneigten Oberseiten der Gewindegänge 9 in den komplementären Hohlraum zwischen den Gewindegängen 7 des Rohres 1 ein, deren obere und untere Begrenzungen parallel zur Achse des Rohres 1 verlaufen.

Die Gewindebereiche, längs derer die Höhe der Gewiiulcgänge abnimmt, haben nicht die Wirkung von konischen Gewinden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Enden 4 und 5 der Rohre 1 und 2 aneinanderstoßen, bevor nachteilige Wirkungen der konischen Gewindebereiche auftreten können.

Wie aus den Figuren ersichtlich, ist ein Spiel zwischen dem Kopf und dem Fuß aller Gewinde vorgesehen, wobei die Vereinigung der Teile allein durch den Kontakt der Flanken der Gewindegänge herbeigeführt wird, welcher beim Aneinanderpressen der endseitigen Stirnflächen der Rohre stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunsen

Claims (1)

1. ein abrupter Übergang zwischen dem Vollquerschnitt

   Patentanspruch: , _md _dem Gewindequerschnitt des.. Rohres, stattfindet, Gewindemuffenverbindung für Rohre mit end- wodurch die Zugfestigkeit der Verbindung gegenüber seitigen zylindrischen Gewindebereichen, die in der Zugfestigkeit der Rohre reduziert wird, was sich Bereiche mit abnehmender Gewindehohe überge- 5 insbesondere dann verhängnisvoll auswirken" kann, hen und im zylindrischen Bereich radiale Zwi- wenn zusätzlich starke Biegekräfte auftreten, welche schenräume gegenüber den Gewindegängen der die Bruchgefahr wesentlich erhöhen. Außerdem erMuffe aufweisen, wobei die tragende Gewinde- gibt sich beim Auftreten von Biegekräften die Gefahr flanke eine Erzeugende hat, die senkrecht zur [ einer Verformung und damit Verklemmung der Ge-Gewindelängsachi,e verläuft, dadurch' ge- io winde, was die Lösbarkeit der Verbindung beeinkennzeichnet, daß bei stirnseitig gegeneiil·- trächtigt.

   andergepreßten Enden (4, 5) der Rohre (1, 2 j In der deutschen Patentschrift 914085 ist eine

   über die ganze Gewindelänge ein radiales Spiel Rohrverbindung zwischen Rohren aus Metallen ver-

   zwischen den rechtwinkligen Gewinden schiedener Spannungereihen beschrieben, bei der die

   (6,7,8,9) der Rohre (1,2) und der Muffe (3) be- 15 Rohrenden beiderseits mit einer nichtmetallischen,

   steht und daß die Gewindebereiche der Muffe (3) vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Muffe ver-

   denen der Rohre (1,2) entsprechen. schraubt sind.

   Hierdurch soll sichergestellt werden, daß die beiden Metallrohre nicht in einen direkten Kontakt mit-