DE2309238B2 - Rohrverbindung fuer metallische rohre - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Rohrverbindungen für metallische Rohre, insbesondere für die Erdölindustrie, bestehend aus einem Bolzenelement mit Außengewinde und einem Mutterelement, welches aus einer Muffe und einem mit der Muffe ständig verschraubten Scheinbolzenelement besteht, wobei das Bolzenelement und das Mutterelement lösbar miteinander verschraubbar sind und das Scheinbolzenelement an seinem Ende eine Schulter aufweist, gegen die ein entsprechender Anschlag des Bolzenelemenis anlegbar ist.

Bei derartigen bekannten Rohrverbindungen weisen sowohl das Scheinbolzenelement als auch das Bolzenelement in dem Bereich, in welchem diese Elemente in einer gemeinsamen Muffe eingeschraubt sind, einen verminderten Außendurchmesser gegenüber dem Normalaultendurchmesser auf. wobei sowohl das Scheinbolzenelement als auch das Bolzenelement mittels eines zylindrischen Gewindes mit einem entsprechenden zylindrischen Gewinde der Muffe verschraubt sind. Die ständige Verbindung des Scheinbolzenelements mit der Muffe erfolgt hierbei durch einen Schrumpfvorgang.

Eine Aufgabenstellung dieser bekannten Verbindungen besteht darin, auch im Bereich der Verbindungsmuffe in etwa denselben Durchmesser des Gestänges zu erreichen wie im übrigen Teil desselben. Die Dichtung erfolgt einerseits durch lippenförmig auslaufende Enden der Muffen, die sich dichtend gegen die Schrägflächen der sich verjüngenden Übergangsbereiche der Bolzenelemente anlegen, sowie durch die abgeschrägten Stirnflächen der in der Muffe zusammenstoßenden Bolzenelemente. Es ergeben sich somit drei Dichtbereiche, was zu Undefinierten Dichtverhältnissen führt. Nicht nur aus dichtungstechnischer, sondern auch aus verformungstechnischer Sicht weist eine derartige Verbindung Nachteile auf. Die ununterbrochene, abgeschrägte Stirnfläche des Bolzenelements und die entsprechend ausgebildete Stirnfläche des Scheinbolzenelements können bei starken Drehmomenten auf das Bolzenrorr zu einem Abgleiten der Stirnflächen aufeinander führen, so daß je nach der Orientierung der Stirnflächenschräge das Ende des Scheinbolzenelements oder des Bolzenelements nach innen gestaucht wird, wodurch die Funktionsfähigkeit und die Festigkeit der Verbindung beeinträchtigt

werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß /ur Herstellung des auf dem aus der Muffe und dem Scheinbolzenelement zusammengesetzten Mutterelements ein Schrumpfvorgang durchzuführen ist, was umständlich ist und in bezug auf die gewünschte Unlösbarkeit der Verbindung nicht immer die erforderliche Zuverlässigkeit ergibt.

Es ist zwar auch schon bei konischen Verbindungen versucht worden, Scheinbolzenelemente, die in sogenannte Verbinder eingeschraubt wurden, ständig mit dem muffenförmigen Verbinder zusammengeschraubt zu halten, während am anderen Ende der Muffe dann der Bolzenansatz eines anderen Verbinders eingeschraubt wird. Bei einer dieser Ausführungsformen wird das Scheinbolzenelement mit einem relativ kleingängigen Gewinde mit der Verbindermuffe dauernd verschraubt, während das am anderen Ende der Muffe eingeschraubte lösbare Bolzenelement über ein grobgängiges Gewinde mit der Muffe verbunden wird. Hierbei wird die Unlösbarkeit dieser elemente insbesondere dadurch bewirk;, daß die Muffenelememe auf die Scheinbolzenelemente aufgeschrumpft werden. Hierdurch soll anscheinend auch die Dichtung in den aufgeschrumpften Bereichen erzielt werden. Ein Aneinanderstoßen der Stirnflächen des Scheinbolzenelements mit dem Bolzenelement soll nicht stattfinden, weil die Einschraubbarkeit des Bolzenelements durch einen Anschlag am Ende seines Außengewindes begrenzt wird, der gegen eine Schulter der Muffe zum Anliegen kommt. Hierbei soll diese Einschraubbegrenzungsfläche w oder das grobgängige konische Dreieckgewinde die Dichtung der lösbaren Verbindung bewirken. Beide Dichtmöglichkeiten sind wenig befriedigend, so daß eine solche Verbindung allenfalls für Bohrgestänge, aber nicht für die Dichtanforderungen genügen kann, wie sie bei Futterrohren oder Steigrohren gestellt werden.

Es sind auch Verbinder bekannt, die an ihrem einen Ende die Form eines Mutterrohrelements und an ihrem anderen Ende die Form eines Bolzenelements aufweisen. Es ist bekannt, derartige Verbindungen mit ihrem w bolzenseitigen Ende lösbar mit einer Muffe zu verbinden, die an ihrem anderen Ende ein nicht lösbares Scheinbolzenelement aufnimmt. Hierbei weist das Scheinbolzenelement eine nach innen kegelig zurückspringende Stirnfläche auf, die sich gegen eine entsprechend gestaltete Anschlagfläche auf der Innenseite der Muffe anlegt. Diese Maßnahme dient dazu, die zur Erzielung einer Dichtung an sich erforderliche Aufweitung des Muffenendes durch eine Einschraubbegrenzung zu begrenzen, wobei diese Dichtung durch Anpressen der schmalen Kante der Endaussparung der Muffe gegen eine schwach kegelige Außenfläche am Scheinbolzenelement erzielt wird. Auch bei dieser Verbindung kommen also Bolzenelement und Scheinbolzenelement nicht miteinander in Kontakt. Bezüglich der Qualität der Dichtung gilt das in bezug auf die vorhergehend beschriebene bekannte Rohrverbindung Ausgeführte.

Es hat sich gezeigt, daß mit den bekannten Maßnahmen für Rohrelemente mit konischen Gewin- «> den keine zufriedenstellende Wirkung in bezug auf Dichtung und Verformung zu erzielen ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Dichteigenschafien der V5rbindung unabhängig von Dichtungen zwischen der Muffe und dem ··>"> Scheinbolzenelement einerseits sowie dem Bolzenelement andererseits zu machen und einen einzigen zuverlässigen Dichtbereich zwischen Bolzenelement und Scheinbolzenelcment zu schaffen, wobei Fertigungsgenauigkeiten und Beschädigungen durch definierte Verformungsmöglichkeiten im Kontaktbereich der Bolzenelemente ausgeglichen werden können, ohne daß die Qualität der Dichtung beeinträchtigt wird.

Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß einerseits das Gewinde des Bolzenelements und das diesem zugeordnete Gewinde der Muffe sowie andererseits das Gewinde des Scheiribolzenelemems und das diesem zugeordnete Gewinde der Muffe konisch ausgebildet sind, daß die Schulter am Ende des Scheinbolzenelements in eine innere, konisch konvexe Fläche und eine äußere, axiale Fläche von konisch konkavem Verlauf unterteilt ist, denen am Ende des Bolzenelements eine innere, konisch konkave Fläche und eine äußere, axiale, konisch konvexe Fläche zugeordnet sind, und daß ein radiales Spiel zwischen dem Bolzenelement und dem Mutterelement längs eines Bereichs, der zwischen der konisch konvexen Fläche und dem Gewindeanfang des Bolzenelements verläuft, sowie am Muuerelement zwischen dem Ende des ScheinboJzerielements und der Muffe vorgesehen ist.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß sich neben einer einzigen definierten und ausgezeichneten Dichtung auch im Falle von Beschädigungen und relativ großer Abmessungstoleranzen eine Austauschbarkeit von Bolzenelementen mit verschiedenen Mutterelementen und umgekehrt ergibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann sich das kegelstumpfförmige Gewinde der Muffe über eine Schnittebene der beiden konischen Gewinde hinaus in das andere konische Gewinde der Muffe erstrecken und sich dabei mit dem Gewinde überlappen. Hierbei können in dem sich überlappenden Bereich der beiden Gewinde der Muffe Ausnehmungen für die Flanken des Gewindes in die rückwärtigen Flanken des Gewindes eingeschnitten sein.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Schulter des Scheinbolzenelements in einem Bereich der Muffe liegt, der das das Scheinbolzenelement aufnehmende Gewinde aufweist. Hierbei kann die Schulter jenseits der Verlängerung des das Bolzenelement aufnehmenden Gewindes in das andere Gewinde der Muffe liegen.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Ausbildung der Verbindung so, daß das seitliche Spiel, welches radial zwischen dem Ende des Scheinbolzenelements und dem entsprechenden Teil der mit dem Gewinde versehenen Muffe besteht, die Fertigungstoleranzen der Gewinde der Muffe ausgleichend und bleibende Deformationen des Endes des Scheinbolzenelements vermeidend bemessen ist. Hierbei kann das seitliche Spiel durch eine stärkere Konizität des Endes des Scheinelementes oder eine stärkere Verminderung seines Durchmessers gegenüber seinen anderen Bereichen gebildet werden. Andererseits kann das Spiel aber auch eine vergrößerte Konizität oder einen verringerten Durchmesser der Muffe in dem Bereich des Endes des Scheinbolzenelementes erzielen.

Zusätzlich kann erfindungsgemäß die Muffe durch Bandagieren und/oder Kleben auf dem Scheinbolzenelement befestigt sein. Die Mantellinie der konischen Schulter des Scheinbolzenelements kann einen Winkel zwischen 10 und 30'. vorzugsweise 15 bis 20", mit einer Ebene einschließen, die senkrecht zur Längsachse der Verbindung verläuft.

In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, daß die Muffe aus einem anderen Stahl besteht als das Bolzen-

und Scheinbolzenelement.

Zwecks besserer Veranschaulichung der Erfindung ist diese anhand einiger Beispiele veranschaulicht.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrverbindung;

F i g. 2 einen Längsschnitt in wesentlich vergrößertem Maßstab, und zwar durch den Bereich, wo das wirkliche Bolzenelement und das Scheinbolzenelement miteinander verbunden sind;

Fig.3 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab, der das Spiel veranschaulicht, welches zwischen dem Ende des Scheinbolzenelements und der Muffe besteht;

F i g. 4 einen teilweisen Schnitt, der die Überlappung der zwei Muttergewinde der Muffe zeigt;

Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung, die das Spiel veranschaulicht, welches zwischen den Gewinden des Scheinbolzenelements und der Muffe nach Art einer besonderen Ausführungsform besteht.

In den Zeichnungen ist das Bolzenelement mit 1 und das Mutterelemem mit 2 bezeichnet worden. Das Mutterelement 2 besteht aus einem scheinbaren Bolzenelement 3, auf welches bleibend eine Gewindemuffe 4 aufmontiert ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausfiihrungsform weist die Muffe 4 zwei Muttergewinde 5 und 6 auf, die auf zwei kegelstumpfförmigen Flächen angeordnet sind, beispielsweise in der Ebene I, in welcher sich die Überschneidung der zwei Gewindekonen der Muffe befindet.

Die relativen Lagen der zwei Gewinde 5 und 6 weiden im folgenden noch im einzelnen beschrieben.

Das scheinbare Bolzenelement 3 ist an seinem Ende mit einer Schulter versehen, die das Einschrauben des Bolzenelements 1 in das Mutterelement begrenzt und die Dichtigkeit dieser Verbindung sicherstellt. Diese Schulter weist auf ihrem inneren Umfang eine konvexe kegelsiumpfförmige Zone 7 auf, deren Spitze zur Innenseite des Mutterelements 2 gerichtet ist. Die Fläche dieser kegelstumpfförmigen Zone 7 bildet mit einem Schnitt durch die Achse der Verbindung einen Winkel, der wenigstens dem Reibungswinkel entspricht, der beim Festschrauben dieser Fläche und der entsprechenden Zone 8 des Endes des Bolzenelements 1 nesteht. Dieser Winkel liegt meistens zwischen 10° und 30", Vorzugs weise zwischen 15° und 20°.

Die Schulter, die am Ende des scheinbaren Bolzenelements 3 angeordnet ist, besitzt ebenfalls eine geneigte jedoch konkave periphere Zone 9, und zwar umgekehrt in bezug auf die Neigung der kegelstumpfförmigen Zone 7. Die Neigung dieser peripheren Zone 9 kann in ausreichend großen Maßen variieren, was lediglich von der Funktion des Verbinclungstypes abhängt, den man herstellen will. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Neigung etwa 60°, wobei dieses Maß auf eine Ebene bezogen ist, die senkrecht zur Achse der Verbindung verläuft. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann die Neigung der kegelstumpfförmigen Zone 9 zwischen 8 und 15° betragen, ausgedrückt als Abweichung vom Durchmesser des Konus in bezug auf die axiale Verschiebung. Während die Zone 7 geometrisch gesehen eine konische Oberfläche haben muß. die ein Gleiten der entsprechenden konischen Zone 8 des Bolzenelements 1 ermöglicht, ist es bei der peripheren Zone 9 nicht erforderlich, daß diese im geometrischen Sinne begrenzt ist, denn ihre Rolle besieht lediglich dann, als Anschlag und zur Abdichtung am äußeren Ende des liolzenelcmcnts zu dienen, wenn dieses letztere mil Hilfe der konischen Zone 7 gegen das Ende gelangt.

Der Vorsprung der konischen Zone 7 in einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Verbindung liegt, weist eine Fläche auf, die viel größer ist als die Fläche des Vorsprunges der peripheren Zone 9 in der gleichen Ebene. Die Fläche der konischen Zone 7 muß genügend groß sein, um eine Einschraubbegrenzung des Bolzenelements 1 in das Mutterelement 2 zu schaffen, ohne dabei an den Zonen 7 oder 8 der Bolzen- oder

id Mutterelemcntc bleibende Verformungen zu erzeugen. Im Gegenteil, die periphere Zone 9 ist dazu bestimmt, eine Gegenstütze zu bilden, um seitlich die entsprechende Zone 10 des Bolzenelements 1 aufzunehmen, wenn das Ende des letzteren nach außen gedrückt wird, was

r> durch eine radiale Gleitbewegung der Zone 8 auf der Zone 7 erfolgt. Während des Verspannens wird die Zone 9 prinzipiell radialen Beanspruchungen unterworfen, während die Zone 7 grundsätzlich unter axialen Beanspruchungen steht.

Während der Montage der Verbindung ergeben sich so Verformungen der Zone ΊΟ und des Metalls, welches an diese Zone in dem Element 1 angrenzt (die in bestimmten Fällen von Dauer sein können), wobei eine automatische Beseitigung dieser Schaden gewährleistet ist. die an dieser besonders empfindlichen Zone des Endes des Bolzenelements auftreten können. Derartige Schaden können beispielsweise durch Schläge während der Einführung des Bolzenelements in das Mutterelement auftreten.

Das Bolzenelement 1 ist mit einem konischen Gewinde 11 versehen, welches dem Gewinde 5 der Muffe entspricht, während das Scheinbolzenelement 3 ein kegelstumpfförmiges Gewinde 12 aufweist, das dem Gewinde 6 entspricht.

In F i g. 2 sind drei Schnittebenen I, II, III eingezeichnet, die senkrecht zur Achse der Verbindung verlaufen. Der Schnitt I entspricht derjenigen Ebene, in welcher die zwei kegelstumpfförmigen Flächen der Muffe 4 zusammenlaufen, auf denen die Gewinde 5 und 6 angeordnet sind. In dem Fall der beschriebenen Ausführungsform ist die Ebene I im gleichen Abstand von den beiden Enden der Muffe angeordnet. Der Schnitt Il entspricht der Grenze der Zone, wo das Gewinde 11 des Bolzenelements 1 zur Zeit der Verbindung mit dem Gewinde 5 der Muffe 4 zusammenwirkt. Das Gewinde 5 der Muffe 4 ist zwischen den Ebenen I und II jenseits der Ebene I verlängert. Das Gewinde 5 ist in diesem Bereich bis auf einen kleinen Teil überhaupt nicht vorhanden, so daß diese Zone überwiegend das Gewinde 6 der Muffe 4 aufweist. Gemäß Schnitt III ist von der Stelle an, wo er beginnt, ein seitliches Spiel 12a, 12b zwischen dem Scheinbolzetielement 3 und dem entsprechenden Element der Muffe 4 vorhanden.

^r>5 In Fig. 4 ist schematisch dargestellt, wie die Gewindegänge des Muttergewindes 5 und 6 der Muffe 4 relativ zueinander angeordnet sind. Diese beiden Gewinde verlaufen im gleichen schraubenlinienförmigen Sinn. In der F i g. 4 sind die strichpunktierten Linien

Wi 5a, Sb sowie 6a, 6b die Linien der Böden und Kämme der Gewinde bzw. der beiden Gewinde 5 und 6. Die unterbrochenen Linien veranschaulichen die theoretischen Konturen der Gewinde, die mit Rücksicht darauf, daß die Verbindung der zwei Gewinde im Raum

ι.' angeordnet ist, nicht geschnitten sind. Schließlich zeigen die punktierten Linien die Konturen der Gewinde, die in ein Gewinde eingeschnitten sind, um die Gewindegange des anderen Gewindes zu erzeugen. Daher verlängert

sich das Gewinde 6 des rechten Teiles der Fig.4 links des Schnittes I gemäß der vermeintlichen Linie 15, die entweder in der Vertiefung des Gewindes 5 oder im Innern der Muffe angeordnet ist, und zwar bis zum Punkt 16, wo das Gewinde 6 den Einschnitt 17 hinter dem Gewindegang 18 des Gewindes 5 schneidet. Ebenso verlängert sich das Gewinde 5 rechts der Schnittebene I gemäß einer vermeintlichen Linie 19, wobei Einschnitte 20 und 21 in den Gewindegängen 22 und 23 des Gewindes 6 geschnitten werden.

Es ist also festzustellen, daß die Einschnitte 17,20 und 21 sowie diejenigen, die auf den Gewinden existieren können, die in der Fig.4 nicht dargestellt sind, sich immer auf der hinteren Seite der Gewinde befinden, d. h. der Gewindeseite, die beim Zusammenschrauben nicht unter Druck steht. Das erreicht man durch die Anordnung von zwei Gewinden 5 und 6 relativ zueinander. Die zwei Flächen, auf welchen die Gewinde 5 und 6 hergestellt sind (und folglich die konischen Flächen 5a und 56 einerseits sowie 6a und 66 andererseits, die die Gewinde 5 und 6 bilden) sind in bezug auf die Schnittebene I der Muffe symmetrisch angeordnet. Das Gewinde 6 ist bezüglich einer vollkommenen Symmetrie gegen die rechte Seite eines Teiles der Gewindehöhe versetzt. Daraus ergibt sich (während das Gewinde 6 vollkommen symmetrisch zum Gewinde 5 ist, wenn es ein Teil der Schnittebene I wäre), daß das Gewinde 6 Teil der Schnittebene Ia ist, welche gegenüber der Schnittlinie I leicht versetzt ist, was aus F i g. 4 hervorgeht.

Bei einer derartigen Wirkungsweise erhält man eine Verbindung der beiden Gewinde 5 und 6, wobei die Seiten der Gewii.degänge eines gegebenen Gewindes in die hinteren Flanken der Gewindegänge des anderen Gewindes eingreifen. Auf diese Weise erhält man eine dauerhafte Wirkung des Teils des Bolzenelements I₁ welches während des Verschraubens zwischen den Ebenen I und II (Fig.2) angeordnet ist, wobei die Flanken vor den Gewindegängen des Bolzenelements zum Eingriff kommen und sich abstützen, und zwar wenigstens teilweise in die Einschnitte der Gewindegänge des Gewindes 6, die sich aus der Verlängerung des Gewindes 5 nach rechts jenseits der Schnittebene I ergeben.

In Fig.3 ist eine Ausführungsform des Spiels zwischen dem Ende des Scheinbolzenelements 3 und der Muffe 4 dargestellt. Der äußere Teil des Scheinbolzenelements 3 kommt während der Bandagierung dieses Elements in der Muffe 4 jenseits der Schnittebene III wobei das Gewinde 12 des Scheinbolzenelements 3 links der Schnittebene III hergestellt wird, und zwar mit einer etwas größer ausgeprägten Konizität als in dem Teil rechts der Schnittebene III (was aus Fig.3 zu ersehen ist). Die Mantellinie des Bodens des Gewindeganges 12b des Gewindes 12 entspricht dem Teil des Gewindes, welcher auf der rechten Seite der Schnittebene III angeordnet ist, während die Linie mit der Bezugszahl 12a dem Gewindeteil links der Schnittebene HI entspricht. Das ist deshalb der Fall, um ein progressives Spiel zwischen dem Scheinbolzenelement 3 und der Muffe, also zwischen den Schnittebenen II und III, zu gewährleisten, was man besonders deutlich in der Fig. 3 erkennen kann.

In Fig. 5 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich auf die betreffenden Höhen der Gewindegänge des Bolzengewindes 12 sowie auf die Vertiefungen der Gewindegänge der Muffe 4 bezieht. Bei dieser Ausführungsform läßt man in allen Fällen zwischen den Gipfeln der Gewindegänge des Gewindes 12 und den Vertiefungen der Gewindegänge des Gewindes 6 sowie zwischen den hinteren Flanken der Gewindegänge dieser beiden Gewinde ein Spiel bestehen. Das erreicht man dadurch, daß die maximale Fertigungstoleranz für die Höhen der Gewindegänge des Gewindes 12 kleiner ist als die minimale Herstellungstoleranz für die Tiefe der Rillen der Gewindegänge des Gewindes 6. Auf diese Weise erhält man eine große Genauigkeit bei der Befestigung, mit welcher das Scheinbolzenelement 3 auf die Dauer mit Hilfe einer Bandagierung in die Muffe 4 einmontiert wird.

Dieses charakteristische Merkmal der relativen Spiele, welches bei der präzisen Anordnung durch Bandagierung des Scheinbolzens auf der Muffe günstig ist, kann bei einer Verbindung gemäß der Erfindung realisiert werden, weil es nicht notwendig ist, daß eine Dichtigkeit entlang der Länge der Gewinde existiert, die die Bolzenteile mit der Muffe verbinden, was in bestimmten Fällen vorteilhaft sein kann.

Zwecks besserer Verdeutlichung der Erfindung wird diese im folgenden durch ein Herstellungsbeispiel beschrieben, und zwar durch Zahlenangaben, die sich auf relative Abmessungen verschiedener Teile beziehen, die im folgenden beschrieben werden.

Bei den zusammengefügten Rohren handelt es sich um Stahlrohre, die für die Erdölindustrie bestimmt sind und einen Außendurchmesser von 127,4 mm und eine Dicke von 9,19 mm haben. Die Gewinde, mit denen diese Rohre mit der Muffe verbunden werden, haben ein unsymmetrisches, trapezförmiges Profil mit sehr abgerundeten Winkeln. Die Seiten der Gewindegänge haben bezüglich einer Ebene, die senkrecht zur Rohrachse verläuft, eine Neigung von 3°. Die Teilung des Gewindes beträgt 5,08 mm, was einer Gewindebreite von 2,54 mm entspricht. Die Muffe hat eine Gesamtlänge von 231 mm und an ihren Enden eine Dicke von 7 mm. Die Konizität der mit Gewinde versehenen Zonen entspricht einer Durchmesservergrößerung von 6,25% der Längsverschiebung.

Das Gewinde, welches das Scheinbolzenelement aufnimmt, ist in bezug auf die Symmetrieebene um eine Entfernung von 1,5 mm verschoben (diese Entfernung entspricht dem Abstand zwischen den Schnittebenen I und Ia der Fig.4). Die Fläche 7, die die Haltefläche bildet, und die Fläche 8 des Bolzenelements sind bezüglich einer Ebene, die senkrecht zur Rohrachse verläuft, um 15° geneigt. Die Breite dieser Flächen beträgt 4 mm. Die Neigung der Flächen 9 und 10 beträgt in bezug auf eine senkrecht zur Rohrachse verlaufende Ebene 87°, was einer Konizität von 10% entspricht, wenn man diese auf die Durchmesser berechnet. Der Abstand zwischen den Ebenen I und Il beträgt 10 mm, zwischen den Ebenen II und III 17 mm. Die Änderung der Konizität des Gewindes, welches am Ende des Scheinbolzenelemcnts jenseits der Schnittebene III angeordnet ist, ist so groß, daß das maximale Spiel zwischen der Muffe und dem Ende des Scheinbolzenelements 3 0,25 mm beträgt. Dieses Spiel verbietet es, daß das Ende des Scheinbolzenelcments Deformationen aushalten muß, die jenseits seiner elastischen Grenze liegen.

Es versteht sich von selbst, daß die hier beschriebene Ausführungsform keine charakteristischen, begrenzenden Merkmale aufweist, sondern jede gewünschte Abänderung erfuhren kann, ohne den Rahmen der

Erfindung zu verlassen. Insbesondere ist es klar, daß die Zone 9 der Schulter sowie die entsprechende Zone 10 des Bolzenelements Formen und Neigungen aufweisen können, die wesentlich verschieden von denjenigen sind, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. Es ist auch klar, daß das Spiel, welches gemäß der Erfindung zwischen dem Ende des Scheinbolzenelements und der entsprechenden Fläche der Muffe bestehen muß, auch dadurch erhalten werden kann, daß man die Konizität des Gewindes ändert. Es ist allerdings notwendig, daß das Spiel groß genug ist, um den Ausgleich der Herstellungstoleranzen der beiden Gewinde in der

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Muffe zu ermöglichen. Andererseits muß es klein genug sein, daß bei der Verbindung am Ende des Scheinbolzenelements keine nachteiligen bleibenden Deformationen bestehen. Die Abschrägungen 13 und 14, die am Inneren der Rohre auf der Ebene der Schulter angeordnet sind, sind keine charakteristischen Merkmale der Erfindung. Genauso könnte man in bestimmten Fällen die Anschläge zwischen dem wirklichen und dem scheinbaren Bolzenelement so ändern, daß der Anschlag des Mutterelements innen konkav und außen konvex ausgebildet sein kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Rohrverbindung für metallische Rohre, insbesondere für die Erdölindustrie, bestehend aus einem Bolzenelement mit Außengewinde und einem Mutterelement, welches aus einer Muffe und einem mit der Muffe ständig verschraubten ScheinboSzenelement besteht, wobei das Bolzenelement und das Mutterelement lösbar miteinander verschraubbar sind und das Scheinbolzenelement an seinem Ende eine Schulter aufweist, gegen die ein entsprechender Anschlag des Bolzenelements anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits das Gewinde (1 J) des Bolzenelements (1) und das diesem zugeordnete Gewinde (5) der Muffe (4) sowie andererseits das Gewinde (12) des Scheinbolzenelements (3) und das diesem zugeordnete Gewinde (6) der Muffe (4) konisch ausgebildet sind, daß die Schulter am Ende des Scheinbolzenelements (3) in eine innere, konisch konvexe Fläche (7) und eine äußere, axiale Fläche (9) von konisch konkavem Verlauf unterteilt ist, denen am Ende des Bolzenelements (1) eine innere, konisch konkave Fläche (8) und eine äußere, axiale, konisch konvexe Fläche (10) zugeordnet sind, und daß ein radiales Spiel zwischen dem Bolzenelement (1) und dem Mutterelement (2) längs eines Bereichs, der zwischen der konisch konvexen Fläche (10) und dem Gewindeanfang des Bolzenelements (1) verläuft, sowie am Mutterelement (2) zwischen dem Ende des Scheinbolzenelements (3) und der Muffe (4) vorgesehen ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das kegelstumpfförmige Gewinde (5) der Muffe (4) über eine Schnittebene (I) der beiden konischen Gewinde der Muffe (4) hinaus in J5 das andere konische Gewinde (6) der Muffe (4) erstreckt und sich dabei mit dem Gewinde (6) überlappt.

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem sich überlappenden Bereich der beiden Gewinde (5, 6) der Muffe (4) Ausnehmungen für die Flanken des Gewindes (5) in die rückwärtigen Flanken des Gewindes (6) eingeschnitten sind.

4. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter des Scheinbolzenelements (3) in einem Bereich der Muffe (4) liegt, der das das Scheinbolzenelement (3) aufnehmende Gewinde (6) aufweist.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter jenseits der Verlängerung des das Bolzenelement aufnehmenden Gewindes (5) in das Gewinde (6) liegt.

6. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das seitliche Spiel (12.1, i2b), welches radial zwischen dem Ende des Scheinbolzenelements (3) und dem entsprechenden Teil der mit dem Gewinde (6) versehenen Muffe (4) besteht, die Fertigungstoleranzen der Gewinde (5, 6) der Muffe (4) ausgleichend und bleibende Deformationen des Endes des w) Scheinbolzenelements (3) vermeidend bemessen ist.

7. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (12a, 126.) durch eine stärkere Konizität des Endes des Scheinbolzenelements (3) oder eine stärkere Verminderung seines Durchmes- ni sers gegenüber seinen anderen Bereichen gebildet ist.

8. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (12a, 126; durch eine vergrößerte Konizität oder einen verringerten Durchmesser der Muffe (4) in dem Bereich des Endes des Scheinbolzenelements (3) gebildet ist.

9. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (4) zusätzlich durch Bandagieren und/oder Kieben auf dem Scheinbolzenelement (3) befestigt ist.

10. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinie der konischen Zone (7) der Schulter des Scheinbolzenelements (3) einen Winkel zwischen 10 und 30°, vorzugsweise zwischen 15 und 20°, mit einer Ebene einschließt, die senkrecht zur Längsachse der Verbindung verläuft.

11. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (4) aus einem anderen Stahl besteht als das Bolzen- und das Scheinbolzenelement (1; 3).