DE2021652B2 - Rohrverbindung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Rohrverbindung ist aus der US-PS 59 013 bekannt Eine derartige Rohrverbindung arbeitet nicht voll zufriedenstellend. Bei der Herstellung der Verbindung trat bei der Aufbringung eines mittleren Drehmomentes eine merkliche Ausweitung des Kupplungsendes auf. Es treten an verschiedenen Teilen aber nicht nur Verwerfungen nach innen auf, sondern die Rohrverbindung wölbt sich auch aus.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine derartige Rohrverbindung herzustellen, bei der auch bei hohen Drehmomenten keine merkliche Beschädigung auftritt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die technische Lehre der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst

Durch die Unterschneidung und die Unterschneidungswinkelbereiche können hohe Drehmomente aufgenommen werden, ohne daß unerwünschte Deformationen auftreten, und es wird unter verschiedenen Belastungsbedingungen eine gute Abdichtung erzielt, wobei der Trennabstand es ermöglicht daß die zuerst anliegenden Enden zur sicheren Herstellung der zweiten Abdichtung eine gewisse Deformation erleiden können.

Eine Unterschneidung des axialen Endes des Steckkopfes und der inneren Riugschulter der Muffe in der Größenordnung von 10° bis 30° ist zwar aus der FR-PS 14 89 013 an sich bekannt Bei dieser Ausführungsform übergreift aber das axiale Ende der Muffe den Steckkopf ohne Anschlag, so daß das Problem einer möglichen Stauchung zwischen paarigen Anlageflächen an den beiden Gewindeenden nicht auftritt

Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Teilschnittansicht einer Rohrverbindung mit zwei Rohrabschnitten, wobei die Verbindung aus einer Muffe besteht und wobei die Enden der beiden Rohrstücke die Steckköpfe bilden, und wobei ein getrenntes Dichtungs-Element aus Kunststoff die inneren Schultern der Muffe bildet

Fig.2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, und zwar ohne das getrennte Kunststoffdichtungselement

Fig.3 eine vergrößerte Ansicht des Dichtungselements und

F i g. 4 eine auseinandergezogene Ansicht des Steckkopfs und der Muffe, wobei die Unterschneidung an der Schulter veranschaulicht ist

Die F i g. 1 und 2 zeigen zwei Rohrabschnitte 10. Es sei bemerkt daß es sich hierbei um Rohre, Ummantelungen oder Bohrrohre oder Bohrgestänge handelt wie sie bei Gas- und ölbohrlöchern verwendet werden. Es sei ebenfalls an dieser Stelle bemerkt, daß in der Zeichnung eine aufgeschraubte und verankerte Verbindung dargestellt ist daß die Erfindung jedoch ebenfalls auf eine sogenannte integrale Verbindung anwendbar ist bei der der Gewindeabschnitt des Rohrs durch eine Schmiedetechnik verstärkt ist um mehr Metall in dem Bereich zur Verfügung zu haben, in den die Gewinde eingeschnitten werden.

Die Kupplungsmuffe ist in Fig. 1 mit 11 bezeichnet und diese Kupplungsmuffe weist Innengewinde an jedem Ende auf, welches in Eingriff mit dem Ende eines Rohrabschnitts gelangt

Die spezielle Form der Gewinde ist nicht kritisch; die Gewinde können beispielsweise derart ausgebildet sein, wie es in der USA-Patentschrift 32 24 799 dargestellt und beschrieben ist In jedem Fall sind die Gewinde auf einem konischen Abschnitt aufgebracht und die Steckköpfe haben vorzugsweise verschwindende Gewinde, während die Muffe volle Gewinde aufweist Dies ermöglicht eine einfache Bearbeitung zum Zweck einer wirtschaftlichen Fertigung und vereinfacht die Montage im Gelände. Die Muffe kann mittels eines Standard-Gewindekopfs mit dem Gewinde versehen werden und der Steckkopf kann durch die Verwendung einer üblichen Drehbank mit einem Gewinde versehen werden.

Der Steckkopf 10 weist eine äußere, konische Dichtungsoberfläche 12 auf und die Muffe hat eine innere, konisch verlaufende Dichtungsoberfläche 13. Die Oberflächen 12 und 13 sind komplementär zueinander ausgebildet Diese Oberflächen können beispielsweise mit einem sogenannten Phonograph-finisch oder mit einer Rillenoberfläche ausgerüstet wie es in der USA-Patentschrift 32 24 799 beschrieben wird. Diese komplementären Oberflächen bilden eine Primärdichtung und stellen eine leckdichte Verbindung an den

Dichtlingsoberflächen sicher auch dann, wenn die Verbindung nicht vollständig angezogen ist

Der Steckkopf weist eine äußere Ringschulter 14 auf und diese Schulter ist unterschnitten, vie es deutlich aus F i g. 4 zu erkennen ist Der Winkel a liegt im Bereich zwischen etwa 5° bis zu etwa 10°. Das zusammenwirkende Ende der Muffe 11 weist ebenfalls eine unterschnittene Oberfläche 15 auf und der Winkel b ist im wesentlichen der gleiche wie der Winkel a. Die Anlage der beiden Oberflächen 14 und 15 kann eine Sekundärdichtung ergeben. Die abgewinkelten Schultern am Ende des Steckkopfs und an der Muffe verhindern eine Lösung. Wenn die Winkel a und b kleiner sind ais 5", dann kann das Ende 15 der Muffe 11 nach oben steigen und außer Kontakt mit der Schulter 14 des Steckkopfs gelangen, wenn ein hohes Drehmoment aufgebracht wird. Wenn andererseits diese Winkel größer sind als etwa 10°, so kann die Verbindung nicht richtig funktionieren. Das Problem, da*·, hierbei auftritt, besteht darin, daß der nicht abgestützte Gewindeabschnitt am Ende der Muffe sich nach innen verbiegt, wenn die Winkel groß genug sind, um eine Kraftkomponente längs der aneinander anliegenden Oberflächen zu erzeugen, die plastisch das Ende der Muffe verformt und dieses radial nach innen bewegt Dieses deformierte Ende der Muffe beschädigt das Gewinde, wenn die Verbindung die nächsten Male wiederhergestellt werden soll Wenn nicht das verschwindende Gewinde am Steckkopf wäre, welches den Zwischenraum bewirkt und eine Deformation des Muffenendes ermöglicht, könnten die Winkel a und b viel größer als etwa ΪΟ° sein. Der kritische Winkel von etwa 5° bis zu etwa 10° für die gegeneinander anliegenden Oberflächen ist bei der erfindungsgemäßen Verbindung erforderlich, damit die axiale Kraftkomponente ausreichend groß ist, um eine Bewegung der Muffe in jeder Richtung längs dieser Oberflächen zu verhindern.

Die Seku.idärdichtung ist zwischen dem Ende 16 des Steckkopfs und der inneren Ringschulter 17a der Muffe vorgesehen. Die Schultern 17a sind vorzugsweise unter dem gleichen Winkel unterschnitten wie die Oberflächen 14 und 15 und die Enden der Einsteckköpfe 16 sind mit dem gleichen Winkel unterschnitten, um zu verhindern, daß einer der Teile über den anderen steigt, wenn ein hohes Drehmoment aufgebracht wird. Da die mit Anlage Metall gegen Metall gegeneinander anliegenden inneren Dichtungsglieder vollständig von komplementären Oberflächen getragen werden, kann der Maximalwinkel anstatt 10° für die äußere Dichtung hier etwa 20° betragen.

Wenn die Rohrverbindung für Leitungen verwendet wird, in denen korrosive Medien geführt werden, wird die innere Ringschulter der Muffe vorzugsweise durch eine Dichtung 17 gebildet Die Dichtung 17 ist ringförmig und sitzt in einer Nut 18 in der Muffe 11, wie es in Fig.3 dargestellt ist Dieser Dichtungsring hat einen T-förmigen Querschnitt und weist Flansche 176 und Schultern 17c auf. Diese Schultern 17c sind unter dem gleichen Winkel unterschnitten, wie es in Verbindung mit der Oberfläche 17a erläutert wurde. Da die Neigung besteht, daß die Dichtung 17 aus der Nut 18 herausgezogen werden kann, und zwar durch Kräfte, die durch das Ende des Steckkopfs ausgeübt werden, sollte der Unterschneidungswinkel an den Steckköpfen und an den entsprechenden Oberflächen der Dichtung den Wert von etwa 10° nicht übersteigen.

Wenn die Verbindung hergestellt ist Hegt das Ende des Steckkopfs gegen die Oberfläche 17c der Dichtung an und der Flansch 176 verhindert, daß die Dichtung während der Herstellung der Verbindung herausgedrückt wird. Die Unterschneidung der Oberflächen 16 und 17c sichert daß die Dichtung zwischen diesen Oberflächen nicht getrennt wird, wenn die Verbindung unter einer Zugbelastung steht

2-, Die Dichlung 17 besteht vorzugsweise aus einem halogenierten Kohlenwasserstoffester, wie beispielsweise aus einem fluorierten Kohlenwasserstoffester, der unter dem Handelsnamen Teflon erhältlich ist oder einem chlorierten Kohlenwasserstoffester, der unter

in dem Handelsnamen Penton erhältlich ist

Die Bearbeitungstoleranzen der Verbindung sind derart und befinden sich an solchen Stellen, daß, wenn die innere Schulter eine getrennte korrosionsbeständige Dichtung ist, die innere Schulter zuerst anliegt, um einen

j 5 Dichtungskontakt sicherzustellen. Wenn die innere Schulter ganzteilig mit der Muffe ausgebildet ist, wie es in Fig.2 gezeigt ist, können entweder die äußere Schulter oder die innere Schulter zuerst zur Anlage gelangen, und zwar mit einer maximalen axialen

Toleranz der anderen Schulter von 0,254 mm.

Es sei bemerkt daß die Dichtung 17 insbesondere dann erwünscht ist, wenn korrosive Flüssigkeiten durch das Rohr hindurchgeleitet werden. Für gewöhnliche Zwecke kann die Schulter, die durch die Dichtung 17

•r> gebildet wird, einfach ein Teil der Muffe 11 sein und integral mit dieser ausgebildet sein.

Selbstverständlich kann eine Dichtung aus dem gleichen Material wie die Dichtung 17 zwischen den Oberflächen 14 und 15 angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ί; ί.ί Ϋλ Patentansprüche:

1. Rohrverbindung, bei der Steckköpfe mit konischen Trapezgewinden in eine Muffe mit s passenden konischen Trapezgewinden eingreifen und bei der das axiale Ende des Steckkopfes eine mit einer entsprechenden inneren Gegenfläche der Muffe zusammenwirkende äußere konische Dichtungsoberfläche aufweist und gegen eine innere Schulter an der Muffe anliegt, während das unterschnittene axiale Ende der Muffe gegen eine unterschnittene äußere Schulter des Steckkopfes anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschnittene äußere Schulter (14) an dem Steckkopf (10) eine Unterschneidung von 5° bis 10° hat, daß das axiale Ende (16) am Steckkopf eine Untei schneidung von 5° bis 20° aufweist, daß das unterschnittene axiale Ende (15) der Muffe (11) eine Unterschneidung von 5° bis 10° hat, daß die innere Ringschulter (17) der Muffe (11) eine Unterschneidung von 5° bis 20° hat und daß die Steckköpfe und die Muffe derart bemessen sind, daß bei Kontakt eines Paares der äußeren oder inneren Unterschneidungsflächen der Trennabstand des anderen Paares nicht größer ist als 0,254 mm und daß die Schultern bzw. Enden, die zuerst miteinander in Berührung gelangen, sich etwas deformieren können.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (11) voll durchgehen- to de Gewinde und die Steckköpfe (10) verschwindende Gewinde aufweisen.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die innere Ringschulter der Muffe (U) durch eine Dichtung (17) aus einem halogenierten Kohlenwasserstoffester gebildet ist

4. Rohrverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Dichtung (17) einen Flansch (176) aufweist der sich über den Steckkopf hinweg erstreckt und in einer Ringnut in der Muffe sitzt