DE3827711A1 - Rohrkupplung - Google Patents

Rohrkupplung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kupplungen für Produktionsrohre, die in den heutzutage sehr tiefen Öl- und Gasfeldern verwendet werden, müssen auf Bodenhöhe Drücken in der Größenordnung von 690 bar und in der Tiefe des Feldes noch wesentlich höheren Drücken standhalten. Die derzeitigen API-Standards für die Verbindung solcher Rohrenden sind unter der Annahme ermittelt worden, daß das Material des Rohrs und der Kupplung unendlich starr ist. Mit anderen Worten, man hat unterstellt, daß keine elastische Verlängerung des Rohrquerschnitts nach jedem Gewindegang der Rohrgewinde stattfindet. In Wirklichkeit werden das Rohr und in einem geringeren Grad auch das Kupplungsteil beide elastisch und oft auch plastisch unter der Last verformt, die bei den modernen Tiefbohrungen auftreten. Sowohl der derzeitige API-Standard als auch die anderen, herkömmlichen Ausführungen bewirken, daß die zu tragende Last hauptsächlich durch eine geringe Anzahl von Gewindegängen am Beginn der Kupplung getragen werden, wodurch sehr hohe Spannungsspitzen im Bereich dieser wenigen Gewindegänge entstehen und viele Rohrbrüche auftreten. Die Fluid-Druckdichtung gemäß dem API-Standard für Produktionsrohrverbindungen sind abhängig von einer hohen Viskosität der Dichtungsverbindung der Rohrgewinde, die vor einigen Dekaden ausreichend war, als die API-Standards eingeführt wurden. Einige Anstrengungen zur Abdichtung haben sich als nicht ausreichend für die Drücke erwiesen, die bei den sehr tiefen Öl- und Gasfeldern heutzutage auftreten.
Kürzlich haben verschiedene Versuche zur Modifizierung der Rohrverbindungen stattgefunden. Bei einem dieser Versuche ist ein doppel konisches Innengewinde des Kupplungsteils entwickelt worden, so daß die Eintrittsgewindegänge des Kupplungsteils eine geringfügig kleinere Gewindeneigung als die korrespondierende Gewindeneigung des Außengewindes haben. In der Praxis wird jedoch die Kupplung auf Grund des keilförmigen radialen Druckes zwischen dem Innengewinde des Kupplungsteils mit der reduzierten Neigung und dem Außengewinde nach dem API-Standard des Rohrendes verformt, wenn sie zusammengedreht werden, und zwar tritt eine plastische Deformation auf, die zur Folge hat, daß die Kupplung nicht mehr wiederverwendbar ist. Gleichzeitig wurde durch dieses Hilfsmittel keine genügende axiale Tragfähigkeit oder Drehfähigkeit zur Verfügung gestellt, was eine nur geringe radiale Dichtkraft zur Folge hat. Beispielsweise schreibt der API-Standard bei einer Rohrgröße von 73 mm ein minimales Anzugsdrehmoment von 2440 Nm vor. Bei der vorgenannten Ausführungsform tritt jedoch eine plastische Deformation (radiales Nachgeben) der Rohrkupplung auf, die das Anzugsmoment auf 1672 Nm begrenzt.
Bei einer anderen vorbekannten Ausführungsform einer Rohrkupplung ist die Neigung bzw. Konizität der letzten fünf bis zehn Innengewindegänge vergrößert, um eine Metall- zu-Metall-Dichtung zwischen dem Außen- und dem Innengewinde zu erhalten. Hierdurch trat die Schwierigkeit auf, daß das Ende des Außengewindes dazu neigt, durch eine die elastische Grenze überschreitende Kompression zu verformen, was zur Folge hat, daß die Verbindung nicht mehr wiederverwendet werden kann. Ein weiteres Problem mit dieser Art von Verbindung ist die große Gefahr, daß die Gewinde fressen, was nicht notwendigerweise eine effektivere Fluidabdichtung zur Folge hat.
Ein weiterer Versuch, die nach API-Standard mit konischen Gewinden versehenen Verbindungen druckdicht zu machen, besteht darin, einen glasfasergefüllten PTFE-Ring in eine innere Radialnut der Kupplung einzulegen. Die radialen parallelen Seitenwände der Ringnut sind dazu bestimmt, den Dichtring vor und während der Montage in seiner Position zu halten. Die Schwierigkeit mit dieser Ausführungsform besteht darin, daß es sich als fast unmöglich erwiesen hat, den PTFE-Ring während der Montage in seiner Position zu halten. Gewöhnlich wird dieser Ring aus der Ringnut herausgewunden, denn die Seitenwandungen der Ringnut erstrecken sich im rechten Winkel zur Kupplungsachse. Da die Montage, was den Dichtring angeht, blind ist, wird ein Versagen der Dichtung gewöhnlich erst entdeckt, wenn das gesamte Rohrgestänge montiert und im Einsatz ist.
Zusammenfassend versuchen die Vorschläge nach dem Stand der Technik das Problem dadurch zu lösen, daß der radiale Eingriff auf einen kleinen Bereich zwischen Außen- und Innengewinde begrenzt wird. Ein limitierter Eingriff zwischen den Gewindegängen führt zu Verformungen sowohl des Außen- als auch des Innengewindes bis zu einem Punkt, der eine nochmalige Verwendung der Komponenten unmöglich macht. Dabei ist zusätzlich zu berücksichtigen, daß das Rohr und/oder das Kupplungsteil häufig an der Innenseite mit einem korrosionsschützenden Lack beschichtet ist bzw. sind, der dazu neigt abzuplatzen, sobald eine plastische Verformung beim Rohr und beim Kupplungsteil auftritt. Was die Tragfähigkeit angeht, so ist der am höchsten beanspruchte Abschnitt des Rohrs der Eingriff des Rohrgewindes in die ersten Gewindegänge des Kupplungsteils, also in dem Bereich, wo gewöhnlich Ermüdungsbrüche auftreten.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann das Außengewinde des Rohrs nach dem API-Standard geneigt, d. h. konisch ausgebildet sein. Nach der Erfindung wird jedoch das Innengewinde innerhalb des Kupplungsteils gegenüber dem API-Standard geändert und hat jetzt eine geringfügig größere Gewindesteigung als das Außengewinde nach dem API-Standard. Der Unterschied in der Gewindesteigung ist so bemessen, daß die Dehnung des Außengewindes hinter jedem Gewindegang auf den exakten Betrag der elastischen Dehnung begrenzt ist, um jeweils nur den vorbestimmten Teil der gesamten axialen Last zu tragen. Als zusätzliches Sicherheitsmerkmal ist eine Fluiddruckdichtung an der Grenzfläche zwischen Außengewinde des Rohrs und Innengewinde des Kupplungsteils mit einem polymeren, verformbaren, einstückigen Dichtring vorgesehen, der in einer vorwärts geneigten Ringnut angeordnet ist. In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Kupplungsteil zwei benachbarte Gewindeabschnitte von im wesentlichen der gleichen axialen Länge die in einem gestuften Konus liegen, wobei beide Stufen denselben Konuswinkel bzw. Neigungswinkel haben.
In einer dritten Ausführungsform hat das Kupplungsglied zwei benachbarte Gewindeabschnitte von im wesentlichen der gleichen axialen Länge, wobei der innere Abschnitt einen größeren Neigungswinkel als der äußere Abschnitt hat.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Kupplung die Merkmale der zweiten und dritten Ausführungsform gemeinsam auf. Wahlweise können die vorgenannten Ausführungsformen einen verformbaren Polymer-Dichtring aus z. B. PTFE haben, der in einer umlaufenden Ringnut an der inneren Oberfläche des Kupplungsteil an einem im wesentlichen die axiale Mitte der Gewinde bildenden Punkt angeordnet ist, wobei der Dichtring eine Fluiddichtung mit den Gewindegängen des Rohrendes bildet.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht mit Teilschnitt einer Rohrkupplungsverbindung entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Teilschnittes gemäß Fig. 1 vor der vollständigen Montage der Verbindung;
Fig. 3 eine Ansicht entsprechend Fig. 2, jedoch nach vollständiger Montage der Verbindung;
Fig. 4 eine Graphik zur Darstellung der Rohrzugspannung in einer Verbindung nach der Erfindung;
Fig. 5 eine Graphik zur Darstellung der Rohrzugspannung in einer vorbekannten Verbindung;
Fig. 6 eine Graphik zur Darstellung des radialen Dichtdruckes auf Grund des Eingriffs der Außen- und Innengewindekonusse in der vorbekannten Verbindung;
Fig. 7 eine teilweise Schnittdarstellung unter Weglassung der axialen Gewinde einer zweiten Ausführungsform der Kupplung;
Fig. 8 eine teilweise Schnittdarstellung unter Weglassung der axialen Gewinde einer dritten Ausführungsform der Kupplung;
Fig. 9 eine teilweise Schnittdarstellung unter Weglassung der axialen Gewinde einer vierten Ausführungsform der Kupplung;
Fig. 10 eine teilweise Schnittdarstellung einer vollständig montierten Verbindung mit einem zusätzlichen elastischen Dichtring, der in einer Nut der Kupplung sitzt;
Fig. 11 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer zum Teil montierten Verbindung zur Darstellung des Eingriffs der Gewinde beim Kuppeln der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ein Querschnitt der Verbindung mit durchschnittlichem Gewindedurchmesser;
Fig. 13 ein Diagramm, das zusammen mit Fig. 12 der Erläuterung der Ausgestaltung der Verbindungen nach der Erfindung dient.
Für die Beschreibung der konstruktiven Details der progressiven Metall-zu-Metall-Gewindedichtung in Verbindung mit der axialen Lastverteilung wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Der Winkel β des Innengewindes in dem Kupplungsteil (1) ist ein wenig größer als der korrespondierende Gewindewinkel α des Gewindes des Rohrs (2). Nach dem Verbinden des Kupplungsteils (1) mit dem Rohr (2) ist der radiale Eingriff der konischen Gewinde im Bereich der innenliegenden Gewindegänge des Kupplungsteils (1) größer und nimmt allmählich zum äußeren Ende des Kupplungsteils (1) hin ab.
Der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß die axiale Lastverteilung zwischen den einzelnen Flanken der Gewindegänge dadurch erreicht wird, daß die Gewindesteigung des Kupplungsteils (1) um einen Betrag Δ a größer ist als die Gewindesteigung a des API-Außengewindes des Rohrs (2), und zwar um den genauen Betrag, der der Spannungsdehnung des Materials des Außengewindes des Rohrs (2) in dem Gewinde entspricht. Die vergrößerte Gewindesteigung des Innengewindes des Kupplungsteils (1) erlaubt dem Material hinter dem Außengewinde des Rohrs (2), sich um einen Betrag a zu dehnen und allmählich in Angriff mit dem Innengewinde des Kupplungsteils (1) zu kommen. Auf diese Weise wird das Gewicht des Bohrgestänges zwischen den die Last tragenden Gewindegängen aufgeteilt, ohne daß eine der in Kontakt stehenden Gewindegänge übermäßig belastet wird. Dies erhöht die zu erwartende Lebensdauer des Rohrs (2).
Das Kupplungsteil (1) weist eine Nut auf, die im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat und Seitenwände (3) und (4) aufweist, die in einem Winkel zur Längsachse der Verbindung geneigt sind. In dieser Nut ist ein Polymerring (5) angeordnet, der in Fig. 2 besonders deutlich dargestellt ist. Wenn die Verbindung vollständig montiert ist, wie dies Fig. 3 zu entnehmen ist, wird der Polymerring (5) sowohl in die Nut als auch in die Endgewindegänge des Rohrs (2) gepreßt. Die radiale, gesteuerte, zunehmende Spannungsverteilung im Rohr (2) führt zu einer geringen, verteilten, inneren Spannung in dem Rohr (2) hinter der mit dem Gewinde versehenen Eingriffszone. Dadurch, daß die Steigung a + Δ a des Innengewindes des Kupplungsteils (1) um den Betrag Δ a größer ist als die Steigung a des Außengewindes des Rohrs (2) und daß durch die API-Neigung α des Außengewindes des Rohrs (2) und die größere Neigung β des Innengewindes des Kupplungsteils (1) ein zunehmender Eingriff zwischen beiden Gewinden bewirkt wird, verursacht der zunehmende, gesteuerte Eingriff der zusammenpassenden Gewinde einen deutlich feststellbaren, anfänglichen Gewindeeingriff und einen kontrollierten Drehmomentanstieg bis zum API-Drehmoment, ohne daß Spannungsspitzen in den Anfangsbereichen des Gewindeangriffs entstehen.
Eine Rohrverbindung entsprechend der vorliegenden Erfindung erlaubt somit eine Fluiddruckabdichtung für Drücke oberhalb von 690 bar. Andererseits wird eine noch wiederverwendbare Verbindung bereitgestellt, weil die Verformungen des Rohrs (2) und des Kupplungsteils (1) auf den elastischen Bereich begrenzt sind und keine plastischen Verformungen eintreten.
Wie der Fig. (7) zu entnehmen ist, ist der mit einem Gewinde versehene Bereich in drei radiale Eingriffszonen unterteilt. Von rechts nach links gesehen ist eine erste Zone "A" des Kupplungsteils (10) vorhanden, die einen Gewindewinkel (12) aufweist, der gleich dem Gewindewinkel des Außengewindes des Rohrs (2) ist, deshalb Teilkreis dem Gewindebereich des Kupplungsteils (10) überlagert ist. Die radiale Eingriffstiefe (14) beträgt ein Drittel bis ein Halb der gesamten möglichen Eingriffstiefe. Die radiale, Metall-zu-Metall-Dichtzone "S" entwickelt eine maximale Umfangsspannung in dem Kupplungsteil (10) auf Grund der vergrößerten radialen Eingriffstiefe mit demselben Winkel (16) wie der Teilkreiswinkel des Außengewindes. Die sich in dem Kupplungsteil (10) in der Dichtzone "S" entwickelnde Umfangsspannung ist grundsätzlich begrenzt auf 80% der Streckgrenze (=S y ) des Materials des Kupplungsteils (10) oder des Rohrs (2), welche auch immer größer ist. In der Zone "C" des Kupplungsteils (10) wird ein hoher Dichtdruck erzielt, da dort ein bis drei Endgewindegänge einen wesentlich verringerten Innendurchmesser haben, wodurch ein extremer Eingriff mit dem Außengewinde des Rohrs (2) entsteht. Das Eindringen des Außengewindes übersteigt die Streckgrenze des Kupplungsteils (10) bzw. des Gewindes in der Zone "C", wodurch das Material des Innengewindes gegen das des Außengewindes gepreßt wird und hierdurch eine wirksame Metall-zu-Metall-Dichtung entsteht.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist der Gewindebereich des Kupplungsteils (20) in drei radiale Eingriffszonen unterteilt. Von rechts nach links gesehen ist eine erste Zone "A" des Kupplungsteils (20) vorhanden, die einen Gewindewinkel (22) hat, der dem Gewindewinkel des Außengewindes entspricht. Die radiale Eingriffstiefe beträgt ein Drittel bis ein Halb des gesamten erlaubten Eingriffs. Die zunehmend geneigte, radiale Metall-zu- Metall-Dichtzone "S" hat einen größeren Gewindewinkel (26) und verursacht eine maximale Umfangsspannung ansteigend von der Zone "A" mit der Eingriffstiefe (24) bis zum Maximaleingriff in der Zone "S". Die maximale Umfangsordnung entsteht nur am Ende des Eingriffs (27) der Zone "S", wodurch eine leichter zu montierende Verbindung mit derselben, aber stärker konzentrierten Metall-zu-Metall-Dichtung entsteht. In der Zone "C" wird eine sehr starke Druckdichtung des Kupplungsteils (20) erzielt, da dort ein bis drei Endgewindegänge einen wesentlich verkleinerten Innendurchmesser haben, wodurch ein extremer Eingriff mit dem Außengewinde entsteht. Das Eindringen des Außengewindes übersteigt die Streckgrenze des Gewindes des Kupplungsteils (20) in der Zone "C", wodurch das Material des Innengewindes gegen das Profil des Außengewindes gedrückt wird. Hierdurch entsteht eine wirksame Metall-zu-Metall-Dichtung.
Das in Fig. 9 dargestellte Kupplungsteil (30) ist bezüglich des Gewindebereichs ebenfalls in drei radiale Eingriffszonen unterteilt. Von rechts nach links gesehen ist eine erste Zone "A" des Kupplungsteils (30) vorhanden, die einen Gewindewinkel (32) hat, der dem Gewindewinkel des Außengewindes entspricht. Die radiale Eingriffstiefe (34) beträgt ein Drittel bis ein Halb der gesamten möglichen Eingriffstiefe. Alternativ dazu beginnt die Eingriffstiefe (34) bei einem etwas geringeren Wert und steigt dann progressiv zu dem Wert am Beginn der zweiten Eingriffszone an, die mit einer größeren radialen Eingriffstiefe bei (34) endet. Damit die Eingriffstiefe in der Zone "A" progressiv ansteigt, ist der Gewindewinkel (32) größer als der Gewindewinkel des Außengewindes. Die radial zunehmend geneigte, Metall-zu-Metall-Dichtzone "S" bewirkt eine maximale Umfangsspannung, die allmählich von dem letzten Wert des radialen Eingriffs in der Zone "A" bis zu einer maximalen Eingriffstiefe (36) der Zone "S" ansteigt. Die maximale Umfangsspannung wird nur am Ende der Eingriffstiefe (36) der Zone "S" erzielt. In der Zone "C" des Kupplungsteils (30) entsteht eine sehr hohe Druckdichtung, da dort ein bis drei Endgewindegänge einen wesentlich herabgesetzten Innendurchmesser haben, wodurch ein extremer Eingriff mit dem Außengewinde entsteht.
Das Eindringen des Außengewindes übersteigt die Streckgrenze des Kupplungsteils (30) in der Zone "C", wodurch das Material des Innengewindes gegen das Profil des Außengewindes gedrückt wird und hierdurch eine wirksame Metall-zu-Metall-Dichtung entsteht.
Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 ist das Innengewinde gestuft konisch, jedoch mit im wesentlichen demselben Gewindewinkel (12, 16) in beiden geneigten Abschnitten bzw. Zonen. In Fig. 8 weist das Innengewinde zwei unterschiedliche Neigungen auf, wobei der Gewindewinkel (26) in der Zone "S" größer ist. In Fig. 9 ist das Innengewinde wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 gestuft konisch, wobei jedoch der Gewindewinkel (35) in der Zone "S" größer ist als bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8.
Fig. (10) zeigt eine vollständig montierte Verbindung entsprechend den Ausführungsformen nach den Fig. 7 bis 9. Zusätzlich wahlweise weist das in Fig. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel einen voll eingefaßten, verformbaren Polymer-Dichtring (50) auf, der in einer Ringnut (52) in dem Kupplungsteil eingesetzt ist, und zwar im wesentlichen in der axialen Mitte des Kupplungsgewindes.
Fig. 11 zeigt einen Längsschnitt durch eine teilweise montierte Verbindung, wobei das Innengewinde des Kupplungsteils eine geringfügig größere Gewindesteigung als bei Rohrenden gemäß dem API-Standard aufweist. Die Verbindung hat ein Gewinde (44) mit einer gleichförmigen Neigung von 1,6 mm auf 25,4 mm Länge. Ferner weisen sie gerundete Gewindespitzen und Gewindefüße auf und eine Gewindesteigerung von 3,175 mm.
Das Innengewinde des Kupplungsteils (42) ist mit einer geringfügig größeren Gewindesteigung hergestellt, so daß das Gewicht des Rohrgestänges auf Grund der Dehnung des Außengewindes gleichmäßig auf die aktiven Gewindegänge verteilt wird. Das Innengewinde ist mit einer vergrößerten Gewindelänge hergestellt, die der Dehnung des Außengewindes des Rohrs unter voller axialer Last (Gewicht) entspricht. Unter dieser axialen Last dehnt sich das Außengewinde und überträgt die Last gleichmäßig auf die aktiven Gewindegänge der Gewindeanordnung.
Beispiel
Gewicht von 1219 m Rohrgestänge|W = 191300 N
innerer Gewindedurchmesser des Außengewindes b = 75,49 mm
Innendurchmesser des Rohrs a = 61,6 mm
Anzahl der lasttragenden Gewindegänge pro 25,4 mm N = 10
Querschnittsfläche des Rohrs am Fuße des Durchschnitts des Außengewindes A = 1496 mm²
Elastizitätsmodul E = 2 × 10⁵
Von jedem Gewindegang aufgenommene Last:
Es ist folgende Vergrößerung der Gewindesteigung des Innengewindes notwendig, um die Dehnung des Außengewindes unter der Last W l zu kompensieren:
In Bezug auf die Fig. 12 und 13 sei nachstehend die maximale Umfangsspannung bestimmt.
Innenradius des Rohrs
a = 30,785 mm (ø 61,6 mm)
Außenradius des Rohrs b₁ = 39,7 mm (ø 79,375 mm)
Innenradius des Kupplungsteils b₂ = 37,8 mm (ø 75,565 mm)
Außenradius des Kupplungsteils c = 46,69 mm (ø 93,345 mm)
Streckgrenze von beiden Materialien S y = 758,67 N/mm²
Elastizitätsmodul E = 2 × 10⁵ N/mm²
Poissonsche Konstante v = 0,3
Länge der Zone "A" L₁ = 19,05 mm
Länge der Zonen "S" + "C" L₂ = 19,05 mm
Reibungskoeffizient Stahl auf Stahl f = 0,4
Die maximale Umfangsspannung S s unter Last wird auf 80% der Streckgrenze S y des Materials festgesetzt:
Die radiale elastische Verformung des Kupplungsteils (1) bei der Spannung S s = 606,9 N/mm² unter Last in der Zone "S" ist:
Der minimalste Innendruck P, der zur Unterbrechung der Metall-zu-Metall-Eingriffsdichtung benötigt wird, beträgt in der Zone "S":
Das minimalste Drehmoment, das zur Herstellung der Rohrverbindung benötigt wird, hat folgenden Wert, wenn ein vollständiger Eingriff in den Zonen "S" + "C" und 50% Eingriff in der Zone "A" gegeben ist:
Ein zusätzliches Drehmoment wird benötigt, um die höheren Gewindegänge in der Zone "C" gegeneinanderzupressen.
In Fig. 11 stehen die Außenwindung (44) und die Außenwindung (42) in einem beginnenden Montageeingriff zwischen den sich gegenüberstehenden Gewindeflanken der gegenüberliegenden Enden, wie dies durch "x" am Ende des Außengewindes und durch "y" zu Beginn des Innengewindes dargestellt ist. Nach Belastung der Kupplung mit dem Gewicht des ganzen Rohrgestänges wird der erste Außengewindegang bei "x" gegen den entsprechenden Innengewindegang zur Anlage kommen, und zwar nur mit der benötigten Last W₁ = 19130 N. Hierdurch wird der nächste Gewindegang des Außengewindes um 0,0016256 mm gedehnt und bringt den Außengewindegang in Kontakt mit dem nächsten Innengewindedurchgang. Auf diese Weise wird jeder Zuwachs der Last W₁ = 19130 N progressiv auf die jeweils nachfolgenden Innengewindegänge übertragen, und zwar auf Grund der elastischen Dehnung der Gewindesteigung des Außengewindes.
Die Lastverteilung auf die Gewindegänge des Rohrs und des Kupplungsstücks vermeidet Spannungsspitzen im ersten Gewindegang der Kupplung und verlängert hierdurch die Lebensdauer des Gewindes und verhindert Rohrermüdungsbrüche auf Grund von Spannungsspitzen.

Claims (6)

1. Rohrkupplung mit einem Rohrende, das ein konisches Gewinde aufweist, und einem Kupplungsteil mit einem Gewinde für den dichtenden Eingriff mit dem Gewinde des Rohrendes, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (42) des Kupplungsteils (1, 10, 20, 30) gleichbleibend über die Verbindung eine geringfügig größere Gewindesteigung als das des Rohrendes (2) hat und daß der Konuswinkel (12, 16, 22, 26, 34, 35) des Gewindes (42) des Kupplungsteils (1, 10, 20, 30) ein wenig größer als der des Gewindes (44) des Rohrendes (2) ist, so daß das Gewinde (44) des Rohrendes (2) gedehnt und das des Kupplungsteils (1, 10, 20, 30) komprimiert werden, wenn die Verbindung durch Eingriff zwischen den beiden Gewinden (42, 44) vollständig hergestellt ist, wobei die Differenz in der Gewindesteigung der beiden Gewinde (42, 44) gleich der elastischen Dehnung des Außengewindes (44) unter voller axialer Last ist, welche Dehnung über die Gewindelänge gleichbleibend ist.
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde (42, 44) benachbarte innere und äußere Abschnitte (A, S, C) von im wesentlichen gleicher axialer Länge und gleichem Gewindewinkel (12, 16) aufweisen und daß der minimale Durchmesser des äußeren Abschnittes (A) kleiner ist als der maximale Durchmesser des inneren Abschnittes (S, C).
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde (42, 44) benachbarte innere und äußere Abschnitte (A, S, C) von im wesentlichen der gleichen axialen Länge haben, wobei der innere Abschnitt (S, C) einen größeren Gewindewinkel (26) als der äußere Abschnitt und einen Maximaldurchmesser hat, der dem Minimaldurchmesser des äußeren Abschnittes (A) entspricht.
4. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde (42, 44) benachbarte innere und äußere Abschnitte (A, S, C) von im wesentlichen der gleichen axialen Länge aufweisen, wobei der innere Abschnitt (S, C) einen größeren Gewindewinkel (35) und einen maximalen Durchmesser hat, der geringer als der Minimaldurchmesser des äußeren Abschnittes (A) ist.
5. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zum inneren Ende des Gewindes (42) des Kupplungsteils (1, 10, 20, 30) eine umlaufende Ringnut mit parallelen Seitenwandungen (3, 4) vorgesehen ist, die zur Längsachse der Rohrkupplung geneigt sind, und daß in die Ringnut ein verformbarer, die Ringnut ausfüllender Polymer-Dichtring (5) eingesetzt ist, der mit den äußeren Endgewindegängen des Rohrs (2) eine Fluiddichtung bildet, wenn die Verbindung vollständig hergestellt ist.
6. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der inneren Seitenwandung im wesentlichen in der axialen Mitte des Gewindes (42) eine umlaufende Ringnut (52) vorgesehen ist, in der ein verformbarer Polymer-Dichtring (50) angeordnet ist, welcher mit dem Gewinde des Rohrendes (2) eine Fluiddichtung bildet, wenn die Verbindung vollständig hergestellt ist.
DE3827711A 1986-09-12 1988-08-16 Rohrkupplung Ceased DE3827711A1 (de)

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