CN104094478B - 用于管状元件的连接器 - Google Patents

Abstract

一种电连接器，包括第一连接器部件和第二连接器部件(10，20)，该第一连接器部件和第二连接器部件可耦接在一起，并且该第一连接器部件和第二连接器部件分别包括第一接触元件和第二接触元件(11，21)并包括第一支撑件和第二支撑件(1a，3a)，该第一支撑件和第二支撑件分别支撑第一连接器部件和第二连接器部件，并且可通过螺纹接合组装在一起。第一连接器部件和第二连接器部件分别包括第一支撑环结构和第二支撑环结构(13，23)，该第一支撑环结构和第二支撑环结构分别承载第一接触元件和第二接触元件。销以及对应的定位和驱动装置(31，32)设计成使得第一支撑环结构和第二支撑环结构在第一支撑件和第二支撑件的相对接合期间旋转地形成一体，并且使得第一接触元件和第二接触元件彼此对准。第一连接器部件还包括基部结构(15)，第一支撑环结构可移动地安装在该基部结构上。凸轮构件(18)布置在基部结构与支撑环结构之间。

Description

用于管状元件的连接器

技术领域

本发明涉及一种连接器，包括：

第一连接器部件和第二连接器部件，该第一连接器部件和第二连接器部件可彼此耦接，并且该第一连接器部件和第二连接器部件分别包括管道或传输线的至少一个第一端部件以及管道或传输线的至少一个第二端部件，以用于当第一连接器部件与第二连接器部件彼此耦接时而相互接触；以及

第一管状元件和第二管状元件，该第一管状元件和第二管状元件分别支撑第一连接器部件和第二连接器部件，并且该第一管状元件与第二管状元件可通过接合运动而相互组装，以便获得第一连接器部件与第二连接器部件之间的耦接，所述接合运动包括第一管状元件和第二管状元件绕该第一管状元件和该第二管状元件的纵向轴线的相对旋转的分量，

其中，所述第一连接器部件和第二连接器部件分别包括第一支撑环结构和第二支撑环结构，该第一支撑环结构和第二支撑环结构分别承载管道或传输线的第一端部件和管道或传输线的第二端部件。

背景技术

这个类型的连接器的实例包括在油气工业中使用的连接器，以便在用于钻井的钻柱(drill string)内形成电力线。这些电力线用于传输表面信号，该表面信号表示钻探设备的操作情况或者井内的环境或地质情况。

总体上，所使用的钻柱包括几百个管以及串联连接的任何其他部件。因此，电力线必须通过钻柱中的连续部件之间的全部联接部来传输这些电力线的信号。因此，单个有缺陷的连接可导致整个线路故障。

存在影响连接器可靠性的不同的因素。首先，通常由于钻柱的部件之间的连接通过螺纹连接来实现，并且由于钻探部件的制造公差总体上不能保证电气设备要求的精密度，因此一旦组装完成，就可能发生连续部件的电接触未彼此对准和/或在这些连续的电部件之间存在轴向间隙，这防止了接触的实现。此外，在钻柱的操作期间可能会突然发生两个部件之间的特定相对角度位移，从而导致接触的错位(不对准)。

例如在US 6,929,493中已经考虑了这些问题，US 6,929,493描述了一种在开始处限定的类型的连接器。US 6,929,493中的连接器包括嵌入弹性材料的一对环形接触件，该对环形接触件容纳在相应的环形底座中。虽然这个装置好像解决了上文提及的问题，然而该装置能够抵消(offset，弥补)仅部分制造公差，该部分制造公差不是非常大。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种有效地解决前文提及的问题的连接器。

因此，本发明涉及一种最初限定的类型的连接器，在该连接器中：

管道或传输线的所述第一端部件和第二端部件分别沿着第一支撑环结构的周向弧以及第二支撑环结构的周向弧定位；并且

所述第一连接器部件进一步包括基部结构，该基部结构固定至所述第一管状元件，并且所述第一支撑环结构安装在该基部结构上，以用于围绕纵向轴线轴向运动及旋转，

该连接器设置有定位和驱动装置，该定位和驱动装置布置在第一支撑环结构与第二支撑环结构之间，并且该定位和驱动装置设计成使得第一支撑环结构和第二支撑环结构在第一管状元件和第二管状元件的相对接合运动的最后阶段期间彼此旋转地形成一体，并且该定位和驱动装置使得管道或传输线的第一端部件和第二端部件彼此对准，并且

该连接器设置有力传输装置，该力传输装置布置在基部结构与第一支撑环结构之间，并且力传输装置设计成在第一管状元件和第二管状元件的相对接合运动的最后阶段期间使第一支撑环结构轴向地偏压而抵靠第二支撑环结构，从而实现在第一连接器部件与第二连接器部件之间的耦接。

根据这个提出的解决方案，定位在第一支撑环结构与第二支撑环结构之间的定位和对准装置防止管道或传输线的端部件在组装管状元件期间发生错位，而定位在基部结构与第一环结构之间的力传输装置防止存在于这些端部件之间的轴向空间。此外，第一支撑环结构可相对于其基部结构旋转地移动的事实允许支撑件的任何相对角位移，以便在操作期间进行补偿。

本发明还涉及一种设计成耦接至补偿装置的连接装置，该连接装置包括：

管状元件，该管状元件设计成通过接合运动与补偿装置的对应的管状元件组装，所述接合运动包括所述管状元件围绕该管状元件的纵向轴线的相对旋转的分量；

管道或传输线的端部件，该端部件用于与补偿装置的管道或传输线的对应的端部件接触；以及

支撑环结构，该支撑环结构承载连接装置的管道或传输线的端部件；

其特征在于，管道或传输线的所述端部件沿着支撑环结构的限制的周向弧定位，在所述支撑环结构的邻接表面上设置有定位和驱动装置，该定位和驱动装置设计成使得所述支撑环结构在连接装置的管状元件与补偿装置的管状元件的相对接合运动的最后阶段期间与补偿装置的对应的环结构旋转地形成一体，并且该定位和驱动装置使得连接装置的管道或传输线的端部件与补偿装置的管道或传输线的端部件对准。

附图说明

将参考附图通过下文的详细说明使根据本发明的连接器的其他特性特征以及优点变得清楚，这些附图仅通过非限定性实例的方式提供，并且在附图中：

-图1和图2从不同的视点示出了一对管状元件在组装期间的立体图；

-图3示出了图1和图2的管状元件在组装状态中的细节的纵向截面图；

-图4和图5分别示出了根据图1和图2的一个管状元件的端部的立体图和正面图；

-图6a和图6b示出了图4和图5的端部在静止位置中的沿着图5的线VI-VI以及VIb-VIb观察的纵向截面图；

-图7a至图7c分别示出了沿着图5的线VII-VII的纵向截面图、沿着图5的线VI-VI的纵向截面图以及图4和图5的端部的部件在耦接位置中的立体图；

-图8和图9分别示出了根据图1和图2的另一个管状元件的端部的立体图和正面图；

-图10a和图10b示出了图8和图9的端部的沿着图9的线Xa-Xa和Xb-Xb观察的纵向截面图；

-图11示出了根据本发明第二实施方式的图4和图5的端部的部件的立体图；

-图12示出了根据本发明第三实施方式的图4和图5的端部的部件的立体图；以及

-图13至图15分别示出了根据本发明第四实施方式的图4和图5的端部的部件的局部图、分解图以及第二局部图。

具体实施方式

图1和图2示出了分别由参考标号1和3表示的在组装期间(即，组装还未完成)的一对管状元件。在图1和图3中示出的管状元件具体地为钻管(drilling pipe)；然而，本发明不限于这种特定的应用并且可用于除钻土之外的其他技术领域。本发明可应用的其他管状元件例如为用于构造流体输送管系的管状元件或用于在船舶领域中形成井的管状元件。

管状元件1和3具有端部连接元件，这些端部连接元件旨在在连续的管状元件之间形成联接部。在示出的实例中，这些端部元件设置有螺纹。特别地，在图1和图2中，旨在形成联接部的母螺纹部分并设置有内螺纹的端部元件用1a表示，而旨在形成联接部的公螺纹部分并设置有外螺纹的端部元件用3a表示。图1和图2分别示出了母螺纹端部元件1a的内螺纹1f以及公螺纹端部元件3a的外螺纹3f。

然而，本发明涉及更普遍的情况，其中，管状元件通过接合运动组装在一起，该接合运动包括第一管状元件和第二管状元件围绕管状元件的纵向轴线的相对旋转的分量。因此，螺纹连接呈现出特殊类型的接合连接，该接合连接具有旋转分量；另一实例包括卡口(bayonet)连接。

在示出的实例中，每个管状元件1、3均具有布置在每个管状元件内的对应的电缆部C1、C3(例如在图6a、图6b以及图10a、图10b中所示)，该电缆部穿过形成在管状元件的端部元件的本体中的孔或凹槽内部。然而，本发明涉及更普遍的情况，其中，管状元件设置有管道(诸如，用于输送流体的管道或用于插入器具的简单通道)或传输线(诸如，电传输线或光传输线)。这些管道或传输线可布置在管状元件的侧壁的厚度内或布置在该壁的内侧上或外侧上。因此，本实例的电缆部构成传输线的特殊实例。

母螺纹端部元件1a以及公螺纹端部元件3a分别支撑第一连接器部件和第二连接器部件，该第一连接器部件和第二连接器部件由10和20表示(例如在图6a、图6b以及图10a、图10b中所示)。这些第一连接器部件10和第二连接器部件20容纳在各自的环形底座内，该环形底座形成在母螺纹端部元件1a以及公螺纹端部元件3a的肩部表面中，并且因此该第一连接器部件和第二连接器部件与由管状元件1和3限定的共用延伸轴线同轴地布置，因此，母螺纹端部元件1a和公螺纹端部元件3a相对于该共用延伸轴线同轴地延伸。在考虑的实例中，管状元件1和3的延伸轴线事实上也是这些管状元件的接合轴线。

第一连接器部件10和第二连接器部件20可耦接在一起并且分别包括管道或传输线的至少一个第一端部件11以及管道或传输线的至少一个第二端部件21，该至少一个第一端部件以及至少一个第二端部件用于当第一连接器部件与第二连接器部件耦接在一起时彼此接触。如在图3中所示，当母螺纹端部元件1a与公螺纹端部元件3a彼此接合时，则实现第一连接器部件与第二连接器部件之间的耦接。

在示出的实例中，管道或传输线的第一端部件11和第二端部件21分别通过由导电材料制成的第一接触元件和第二接触元件形成，当第一连接器部件和第二连接器部件耦接在一起时，该第一接触元件和第二接触元件能够闭合彼此的电接触。清楚地，仅有一个涉及这种情况的实例，在该情况下，管道或传输线为电传输线；在光传输线的情况下，端部件11、21可例如由光纤维端部件构成，而在管道的情况下，端部件11、21可例如由管道入口构成。在本说明书的剩余部分中，为了在一些情况下方便的目的，将仅对“接触元件”做出参考，然而可以理解的是，这些元件更普通地表示为管道或传输线的端部件。

如在图4、图6a、图6b以及图7a至图7c中更清楚地可见，第一连接器部件10包括支撑环结构13，该支撑环结构与第一支撑件1关联，并且该支撑环结构进而支撑管道或传输线的第一端部件11。管道或传输线的第一端部件11沿着支撑环结构13的周向弧定位。“周向弧”理解为支撑环结构13的圆周的弧，该弧具有这样的长度，该长度使得该弧的长度与支撑环结构的圆周的长度的比小于1。端部C1(或光纤维)在管内穿过，该管形成在支撑环结构13的本体内，以便将这个电缆部(或光纤维)连接至管道或传输线的第一端部件11。在替代电传输线或光传输线的情况下，存在用于输送流体或用于引导器具的管道，形成在支撑环结构13的本体内的相同的管可形成这个管道的一部分，而管道的第一端部件可由布置在支撑环结构的邻接表面上的管道的入口形成。

再次参考示出的实例，轴环部17固定在底座内，该轴环部由绝缘材料制成，并且第一接触元件11容纳在该轴环部内，该底座形成在支撑环结构13的邻接面13b上。如特别在图3、图6a以及图7a至图7c中可见，第一接触元件11具有条的形式并且插入相应的轴环部17内。在示出的实例中，存在连接至三个对应的电缆部C1的三对接触元件11，在参考的实例中，该三个对应的电缆部由双极线缆构成。

第一接触元件11从支撑环结构13的邻接表面13b向外伸出。

第一连接器部件10还包括基部结构15，该基部结构固定至第一管状元件1，该基部结构也具有环形形状，并且与第一管状元件1的延伸轴线同轴地布置。用于将这个基部结构15固定至管状元件1的端部元件1a的方法的非限制性实例设想有多个销、榫或横向偏心螺纹件15a(销、榫、横向偏心螺纹件中的一个在图6a中可见)，该多个销、榫、横向偏心螺纹件插入穿过端部元件1a的侧壁形成的通孔内，并且该多个销、榫、横向偏心螺纹件接合在形成在基部结构15的外侧表面中的对应的盲孔内。这些销15a将基部结构15轴向地或旋转地保持在端部元件1a上，而且在基部结构15与端部元件1a之间的轴向方向上施加紧固作用，诸如以压紧布置在基部结构与端部元件之间的密封件15b。显然，其他轴向锁定装置和旋转锁定装置也是可能的。

第一支撑环结构13围绕管状元件1的纵向轴线安装在前文提及的基部结构15上，可相对于该基部结构轴向地且旋转地运动。更精确地，基部结构15具有环形腔16，该环形腔沿着基部结构的整个周边形成，并且第一支撑环结构13的轴环部17滑动地插入该环形腔内，该轴环部在近端方向上从第一支撑环结构13延伸。有利地，基部结构15的环形腔16除了用作轴环部17的运动的引导部之外，还提供了用于储存一部分电缆C1(或光纤维)的空间，该一部分电缆以松散的方式容纳在该空间内。电缆(或光纤维)穿过这个腔16(该电缆来自通过支撑环结构13形成的通道)，并且该电缆穿过通过基部结构15形成的通道而从腔16显露出来，并且然后该电缆朝向管状元件1的其余部分延伸(如在图6a和图6b中所示)。

在第一支撑环结构13与基部结构15之间，或者更精确地，在轴环部17与基部结构15的面向环形腔16的壁之间设置有凸轮构件18，该凸轮构件用作力传输构件，如在图7c中更清楚地可见，该图示出了单独观察的第一支撑环结构13。在示出的实例中，存在三个分开的凸轮构件18，该三个分开的凸轮构件具有相同的形式并且同步地操作。更精确地，凸轮构件18包括凸轮槽18a，该凸轮槽形成在轴环部17的径向外表面上，并且该凸轮槽包括起始槽区段18a’、末段槽区段18a”以及倾斜的连接/过渡槽区段18”，该起始槽区段平行于周向方向延伸，该末段槽区段也平行于周向方向延伸并且相对于起始槽区段布置在轴向内部位置中，该倾斜的连接/过渡槽区段将起始槽区段18a’联接至末段槽区段18a”。凸轮构件18还包括凸轮随动件18b，该凸轮随动件引导地接合在凸轮槽18a中并且与基部结构15整体形成，在图7c中未示出。优选地，凸轮随动件18b由设置有轴承的螺柱(stud)构成，以有利于凸轮随动件18b在凸轮槽18a内的滑动。

弹性收回构件19(在图6a和图7c中可见)(特别地是螺旋弹簧)也设置在第一支撑环结构13与基部结构15之间，所述收回构件在一个端部19a处连接至第一支撑环结构13，并且在另一端19b处连接至基部结构15。这个弹性收回构件19布置成使支撑环结构13在周向方向上朝向该支撑环结构的静止位置偏压(在图6a和图6b中所示)。因此，当管状元件1和3彼此脱离时，该弹性收回构件具有将支撑环结构13带回到支撑环结构的静止位置的功能。

因此，凸轮构件18允许第一环结构13与基部结构15在周向方向上沿着对应于凸轮构件长度的区段相对旋转，从而引入沿着该凸轮构件的连接槽区段18a”的运动的轴向分量。由于运动的这个轴向分量的结果，第一支撑环结构13能够相对于基部结构15向前或向后移动。当凸轮随动件18b沿着引导槽18a的起始槽区段18a’定位时，第一支撑环结构13位于收缩位置或静止位置(在图6a和图6b中所示)；相反，当凸轮随动件18b位于引导槽18a的末段槽区段18a”中时，第一支撑环结构13位于前进(advanced)位置或耦接位置(在图7a和图7b中所示)。

如在图9、图10a以及图10b中更清楚地可见，第二连接器部件20包括支撑环结构23，该支撑环结构与管状元件3的端部3a整体形成。这个支撑环结构23可形成为具有管状元件3的端部件的一个工件或固定至该端部件。支撑环结构23接收管道或传输线的第二端部件21，该第二端部件以类似于上文提及的方式与第一连接器部件连接，在示出的实例中，该第二端部件由(第二)接触元件构成。这个接触元件21电连接至与第二钻管3关联的电缆部C3。

第二接触元件21沿着支撑环结构23的限制的周向弧定位。特别地，第二接触元件21具有条的形式并且以固定的方式插入套管27内，该套管为衬套的形式并且由绝缘材料制成，并且该套管则以固定的方式插入底座内，该底座形成在支撑环结构23的邻接表面23b中。在示出的实例中，存在连接至三个对应电缆部C3的三对第二接触元件21，在参考的实例中，该三个对应的电缆部由双极线缆构成。

如特别在图10a中可见，第二接触元件21布置成相对于支撑环结构23的邻接表面23b具有第二接触元件的对应的末端表面插入物。

根据本发明，设置有定位和驱动装置，这些装置设计成使得第一支撑环结构13和第二支撑环结构23在第一管状元件1与第二管状元件3之间的接合期间旋转地形成一体，并且这些装置使得所述第一接触元件11与第二接触元件21彼此对准。

在示出的实例中，这些定位和驱动装置由至少一个销31以及至少一个对应的孔32构成，该至少一个销以及至少一个对应的孔分别布置在第一支撑环结构13和第二支撑环结构23的邻接表面13b和23b中的一个上。在示出的实例中，三个销31从第一支撑环结构13的邻接表面13b轴向地伸出，并且三个对应的孔32形成在第二支撑环结构23的邻接表面23b上。由于销是可替代的，因此还可存在从邻接表面伸出的其他元件(诸如齿或肋)，这些其他元件设计成接合在具有互补形式的对应凹部中，或还可存在快速安装元件。

在管状元件1和3接合(在这个特定情况下为螺纹连接)在一起的最后阶段期间，在某个点(通过根据两个连接器部件10、20在螺纹连接部的端部处的相互位置来设定销31的角度位置而被确定)处，一个连接器部件10的销31开始与其他连接器部件20的对应的孔32接合。为了防止销31与邻接表面23b(该邻接表面与该销相对地放置)之间的干涉，在销31接合在对应的孔32内之前，前文提及的表面设置有凹部23c，该凹部以弧的形式延伸，并且该凹部相对于两个连接器部件10、20的相对旋转方向放置在孔32的前方。

一旦在销与孔之间实现接合，则第一支撑环结构13和第二支撑环结构23就固定在一起，并且第一接触元件11(管道或传输线的第一端部件)保持与对应的第二接触元件21(管道或传输线的第二端部件)对准。继续螺纹连接动作，因此第一支撑环结构13相对于基部结构15被旋转地驱动，并抵抗螺旋弹簧19的作用。因此，与基部结构15整体形成的凸轮随动件18b沿着与第一环结构12整体形成的凸轮槽18a运动，该运动从起始槽区段18a’穿过过渡槽区段18a”’并且直到末段槽区段18a”。当穿过凸轮槽18a的过渡区段18a”’时，第一环结构12从图6a和图6b中示出的静止位置前进至图7a和图7b中示出的耦接位置。在这个前进运动期间，销31逐渐穿入对应的孔32内；对于第一接触元件11的部件，该第一接触元件被使得轴向地进入第二接触元件21的衬套型套管27内，并且最后与这些第二接触元件形成端对端的接触，因此获得电接触的闭合，如在图3中所示。

因此，第一连接器部件10与第二连接器部件20之间的耦接通过这样的事实而完成，即，第一支撑环结构13通过凸轮构件18偏压而抵靠第二支撑环结构23(通过相互接触的对应的邻接表面13b、23b)，因此确保液压密封，该液压密封防止液体以及污垢穿入容纳接触元件11、21的底座。

一旦已经到达耦接位置，则管状元件的任何进一步的螺纹连接就通过末段槽区段18a”’的延伸部来补偿，这允许第一支撑环结构13/第二支撑环结构23以及基部结构15进一步相对旋转一可变量，并因此允许管状元件1和3进一步相对旋转一可变量。

因此，第一接触元件11与第二接触元件21之间的接触通过第一连接器部件10的支撑环结构13的凸轮构件18的夹持力来维持，该夹持力使第一接触元件11偏压而抵靠第二接触元件21。为了防止电部件在操作期间与水、泥或其他液体接触，而设置有密封件(未示出)，该密封件以可由本领域的普通技术人员容易确定的方式布置，例如该密封件布置在邻接表面13b和23b上以及布置在第一接触元件11的轴环部17和第二接触元件21的套管27上。

图11示出了根据本发明的第二实施方式的第一连接器部件的支撑环结构。与前文实施方式的部件对应的部件已经被指定了相同的参考标号，并且将不再进一步描述。

在图11中示出的第二实施方式与前文的实施方式不同，在该第二实施方式中，凸轮构件18的凸轮槽18a不具有起始槽区段以及末段槽区段，并且该凸轮槽仅包括倾斜的过渡槽，该过渡槽相对于周向方向倾斜地延伸。

因此，第二实施方式的凸轮构件18允许第一环结构13与基部结构15在周向方向上沿着对应于凸轮构件长度的延伸部相对旋转，从而引入沿着凸轮构件的整个延伸部的轴向运动分量。由于这个轴向运动分量的结果，因此第一支撑环结构13能够相对于基部结构15向前或向后移动。当凸轮随动件18b位于引导槽18a的一个端部18c处时，则第一支撑环结构13位于收缩位置或静止位置(与图6a和图6b的第一支撑环结构类似)；相反，当凸轮随动件18b位于引导槽18a的相对端部18d处时，第一支撑环结构13位于前进位置或耦接位置(类似于在图7a和图7b中示出的第一支撑环结构)。

显然，凸轮槽18a的其他形式(例如，曲线形式)是可能的，假设由于所述结构的相对旋转，这个槽能够引入第一支撑环结构13相对于基部结构15的轴向运动分量。

图12示出了根据本发明的第三实施方式的第一连接器部件的支撑环结构。与前文实施方式的部件对应的部件已经被指定了相同的参考标号，并将不再进一步描述。

在图12中示出的第三实施方式与第二实施方式不同，在该第三实施方式中，凸轮构件18(实际上为倾斜表面)不包括凸轮槽，但凸轮表面18e在前面形成在支撑环结构13的轴环部17的边缘上，并且该凸轮表面相对于周向方向倾斜地延伸。在这个情况下，凸轮构件18还包括互补构件(未示出)，该互补构件与基部结构15整体形成，并且设计成与前文提及的倾斜表面接合，该构件可与前文的实施方式的凸轮随动件类似，或者该构件可倾斜的凸轮表面构成，该凸轮表面成形为补偿支撑环结构13的轴环部17的倾斜的凸轮表面18e。

因此，第三实施方式的凸轮构件18允许第一环结构13与基部结构15在周向方向上沿着对应于凸轮构件长度的延伸部相对旋转，从而引入沿着凸轮构件的整个延伸部的轴向运动分量。由于这个轴向运动分量的结果，因此第一支撑环结构13能够相对于基部结构15向前或向后运动。当互补的凸轮构件(未示出)位于倾斜的凸轮表面18e的一个端部18f处时，第一支撑环结构13位于收缩位置或静止位置(与图6a和图6b中的第一支撑环结构类似)；相反，当互补构件位于倾斜的凸轮表面18e的相对端部18g处时，第一支撑环结构13位于前进位置或耦接位置(与在图7a和图7b中的第一支撑环结构类似)。

显然，凸轮表面18e的其他形式(例如，曲线形式)是可能的，假设由于所述结构的相对旋转，这些表面能够引入第一支撑环结构13相对于基部结构15的轴向运动分量。

图13至图15示出了根据本发明的第四实施方式的第一连接器部件的支撑环结构。与前文的实施方式的部件对应的部件已经被指定了相同的参考标号，并将不再进一步描述。

在图13至图15中示出的第四实施方式与前文的实施方式不同，在该第四实施方式中，凸轮构件被不同的机构替换。

在与前文的实施方式类似的方式中，第一连接器部件10包括支撑环结构13，该支撑环结构与第一管状元件关联，并且该支撑环结构进而支撑管道或传输线的第一端部件11(这些端部件在图13中可见)。

在与前文的实施方式类似的方式中，第一连接器部件10还包括基部结构15，该基部结构固定至第一管状元件1(仅在图14中可见，而为了清楚地示出，该第一管状元件在图13和图15中已经省略)，该基部结构也具有环形形状，并且与第一管状元件1的延伸轴线同轴地布置。第一支撑环结构13围绕管状元件1的纵向轴线安装在所述基部结构15上，可相对于该基部结构轴向地且旋转地运动。

为了这个目的，第一支撑环结构13通过推力轴承13a搁置在基部结构15上，这允许第一支撑环结构相对于基部结构15旋转。这个推力轴承13a通过弹性收回装置13c连接至基部结构15，这允许第一支撑环结构13相对于基部结构15的轴向运动，其中，第一支撑环结构13通过弹性收回装置轴线地偏压而远离基部结构15。在特定的实例中，这些弹性收回装置13c由多个螺旋弹簧构成，该多个螺旋弹簧沿着推力轴承13a的周边布置并且通过压缩而轴向地作用。

在与前文的实施方式类似的方式中，基部结构15具有环形腔16，该环形腔沿着基部结构的整个周边形成，并且第一支撑环结构13的轴环部17滑动地插入该环形腔内，该轴环部在近端方向上从第一支撑环结构13延伸。

弹性收回构件(与在图6a和图7c中示出的弹性收回构件类似)也设置在第一支撑环结构13与基部结构15之间，所述收回构件在一个端部处连接至第一支撑环结构13，并且在另一端部处连接至基部结构15。这个弹性收回构件布置成使支撑环结构13在周向方向上朝向该支撑环结构的静止位置偏压(与在图6a和图6b中示出的类似)。因此，当管状元件1和3彼此脱离时，该弹性收回构件具有将支撑环结构13带入该支撑环结构的静止位置的功能。

在第一支撑环结构13与基部结构15之间，或者更精确地，在轴环部17与基部结构15的面向环形腔16的壁之间设置有止动构件19b，如在图7c中更清楚地可见，该图示出了单独观察的第一支撑环结构13。在示出的实例中，存在具有相同形式的三个分开的止动构件19b。更精确地，止动构件19b包括锯齿形带19c以及棘爪元件19d，该锯齿形带形成在轴环部17的径向外表面上且平行于周向方向延伸，该棘爪元件设计成与锯齿形带19c接合且与基部结构15(在图13和图15中未示出)整体形成。

止动构件19b的齿布置成允许第一环结构13与基部结构15仅在一个方向上(特别是在将支撑环结构13从静止位置带入耦接位置的旋转方向上)相对旋转，并因此防止在与管状元件1和3的相对接合运动的旋转相反的方向上的旋转。止动构件19b布置在轴环部17的预定高度处，以便在第一支撑环结构13相对于基部结构15的预定轴向位置中操作。

在与前文的实施方式类似的方式中，设置有定位和驱动装置，这些装置设计成使得第一支撑环结构13和第二支撑环结构23在第一管状元件1与第二管状元件3之间的接合期间旋转地形成一体，并且这些装置使得第一接触元件11与第二接触元件21彼此对准。

在示出的实例中，这些定位和驱动装置由至少一个锯齿件31以及至少一个对应的凹部(未示出)构成，该至少一个锯齿件和该至少一个对应的凹部分别布置在第一支撑环结构13和第二支撑环结构23的邻接表面13b和23b的一个上。齿31的锯齿状轮廓的阶梯侧面相对于周向方向布置成使得在管状元件1和3的接合运动期间允许与互补凹部的相应侧面接合。

在管状元件1和3接合(在这个特定情况下为螺纹连接)在一起的最后阶段期间，在某个点(通过根据两个连接器部件10、20在螺纹连接部的端部处的相互位置来设定齿31的角度位置而被确定)处，一个连接器部件10的齿31开始与另一连接器部件20的相应凹部接合。

一旦齿与凹部之间已经实现接合，则第一支撑环结构13和第二支撑环结构23就固定在一起，并且第一接触元件11(管道或传输线的第一端部件)保持与相应的第二接触元件21(管道或传输线的第二端部件)对准。继续螺纹连接动作，因此第一支撑环结构13相对于基部结构15被旋转地驱动，并抵抗布置在周向方向上的弹簧的作用(与在图7c中示出的类似)，而第二支撑环结构23朝向第一支撑环结构13移动直到相应的邻接表面13b、23b彼此接触。一旦已经实现这个接触，则第二支撑环结构23就朝向基部结构15推动第一支撑环结构13，并抵抗轴向弹簧13c的作用。在这个接近运动期间，锯齿形带19c被轴向地带入与棘爪元件19d相同的水平，因此这防止了第一支撑环结构13从该第一支撑环结构已经到达的角度位置不经意地发生位移。

通过支撑环结构的邻接表面13b、23b之间的接触，因此，第一支撑环结构13通过轴向弹簧13c轴向地偏压而抵靠第二支撑环结构23。因此以与在图3中示出的类似的方式，还使得第一接触元件11与第二接触元件21接触，从而获得电接触的闭合。

因此，第一连接器部件10与第二连接器部件20之间的耦接通过这样的事实完成，即，第一支撑环结构13通过弹性收回装置13c偏压而抵靠第二支撑环结构23(通过相互接触的对应的邻接表面13b、23b)，因此确保液压密封，该液压密封防止液体以及污垢穿入容纳接触元件11、21的底座。为了防止电部件在操作期间与水、泥或其他液体接触，而设置有密封件(未示出)，该密封件以可由本领域的普通技术人员容易确定的方式布置，例如该密封件布置在邻接表面13b和23b上以及布置在第一接触元件11的轴环部17和第二接触元件21的套管27上。

一旦已经到达耦接位置，则管状元件的任何进一步的螺纹连接就仅涉及通过第一/第二支撑环结构13、23以及基部结构15的可变量的进一步相对旋转，而不存在接触的错位(不对准)。

Claims (10)

1.一种连接器，所述连接器包括：

第一连接器部件(10)和第二连接器部件(20)，所述第一连接器部件和所述第二连接器部件能彼此耦接，并且所述第一连接器部件和所述第二连接器部件分别包括管道或传输线的至少一个第一端部件(11)以及管道或传输线的至少一个第二端部件(21)，以用于当所述第一连接器部件和所述第二连接器部件(10，20)彼此耦接时而相互接触；以及

第一管状元件(1a)和第二管状元件(3a)，所述第一管状元件和所述第二管状元件分别支撑所述第一连接器部件和所述第二连接器部件(10，20)，并且所述第一管状元件与所述第二管状元件能通过接合运动相互组装，以便获得所述第一连接器部件与所述第二连接器部件(10，20)之间的耦接，所述接合运动包括所述第一管状元件和所述第二管状元件(1a，3a)围绕所述第一管状元件和所述第二管状元件的纵向轴线的相对旋转的分量；

其中，所述第一连接器部件和所述第二连接器部件(10，20)分别包括第一支撑环结构(13)和第二支撑环结构(23)，所述第一支撑环结构和所述第二支撑环结构分别承载管道或传输线的所述第一端部件(11)和管道或传输线的所述第二端部件(21)，

其特征在于

管道或传输线的所述第一端部件和所述第二端部件(11，21)分别沿着所述第一支撑环结构(13)的周向弧和所述第二支撑环结构(23)的周向弧定位；并且

所述第一连接器部件(10)进一步包括基部结构(15)，所述基部结构固定至所述第一管状元件(1a)，并且所述第一支撑环结构(13)安装在所述基部结构上，以用于围绕所述纵向轴线轴向运动及旋转，

所述连接器设置有定位和驱动装置(31，32)，所述定位和驱动装置布置在所述第一支撑环结构和所述第二支撑环结构(13，23)之间，并且所述定位和驱动装置设计成使得所述第一支撑环结构和所述第二支撑环结构(13，23)在所述第一管状元件和所述第二管状元件(1a，3a)的相对接合运动的最后阶段期间彼此旋转地形成一体，并且所述定位和驱动装置使得管道或传输线的所述第一端部件和所述第二端部件(11，21)彼此对准，并且

所述连接器设置有力传输装置(18；13c)，所述力传输装置布置在所述基部结构(15)与所述第一支撑环结构(13)之间，并且所述力传输装置设计成在所述第一管状元件和所述第二管状元件(1a，3a)的相对接合运动的最后阶段期间使所述第一支撑环结构(13)轴向地偏压而抵靠所述第二支撑环结构(23)，从而实现所述第一连接器部件和所述第二连接器部件(10，20)之间的耦接。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述力传输装置由凸轮装置(18)构成，所述凸轮装置设计成在所述第一管状元件和所述第二管状元件(1a，3a)之间的接合部的端部处进行操作，以便将所述第一支撑环结构(13)与所述基部结构(15)的相对旋转转换成所述第一支撑环结构(13)抵靠所述第二支撑环结构(23)的轴向运动，从而实现所述第一连接器部件与所述第二连接器部件(10，20)之间的耦接。

3.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述力传输装置由弹性收回装置(13c)构成，以用于使所述第一支撑环结构(13)轴向地偏压而远离所述基部结构(15)。

4.根据权利要求2所述的连接器，其中，所述基部结构(15)具有环形腔(16)，所述环形腔沿着所述基部结构的整个周边形成，所述第一支撑环结构(13)的轴环部(17)滑动地插入所述环形腔内，所述轴环部在近端方向上从所述第一支撑环结构(13)延伸。

5.根据权利要求4所述的连接器，其中，所述凸轮装置(18)包括：

至少一个凸轮槽(18a)，所述至少一个凸轮槽形成在所述第一支撑环结构(13)的所述轴环部(17)的径向外表面上，并且所述至少一个凸轮槽包括过渡槽区段(18a”’)，所述过渡槽区段相对于周向方向倾斜地布置；以及

对应的凸轮随动件(18b)，所述对应的凸轮随动件引导地接合在所述凸轮槽(18a)中并且与所述基部结构(15)整体形成。

6.根据权利要求5所述的连接器，其中，所述凸轮槽进一步包括起始槽区段(18a’)以及末段槽区段(18a”)，所述起始槽区段平行于所述周向方向延伸，所述末段槽区段也平行于所述周向方向延伸，并且所述末段槽区段布置在相对于所述起始槽区段(18a’)的轴向内部位置中，所述过渡槽区段将所述起始槽区段(18a’)联接至所述末段槽区段(18a”)。

7.根据权利要求4所述的连接器，其中，所述凸轮装置(18)包括至少一个凸轮表面(18e)，所述至少一个凸轮表面在前面形成在所述第一支撑环结构(13)的所述轴环部(17)的边缘上，并且所述至少一个凸轮表面相对于所述周向方向倾斜地延伸。

8.根据权利要求4所述的连接器，进一步包括止动装置(19b)，所述止动装置布置在所述第一支撑环结构(13)与所述基部结构(15)之间，并且所述止动装置设计成防止所述第一支撑环结构(13)与所述基部结构(15)在与所述接合运动的所述相对旋转的分量相反的方向上相对旋转，所述止动装置设计成在所述第一支撑环结构(13)相对于所述基部结构(15)的一预定轴向位置中进行操作。

9.根据权利要求8所述的连接器，其中，所述止动装置包括至少一个锯齿形带(19c)并包括棘爪元件(19d)，所述至少一个锯齿形带形成在所述轴环部(17)的径向外表面上并且平行于所述周向方向延伸，所述棘爪元件设计成与所述锯齿形带(19c)接合并且与所述基部结构(15)整体形成。

10.根据前述权利要求中的一项所述的连接器，其中，所述定位和驱动装置分别布置在所述第一支撑环结构和所述第二支撑环结构(13，23)的各自的相对的邻接表面(13b，23b)中的一个上。