DE102005001993B4

DE102005001993B4 - Push-in socket pipe connection for in particular riser pipes

Info

Publication number: DE102005001993B4
Application number: DE200510001993
Authority: DE
Inventors: Gregor Haurand; Uwe Hauffe
Original assignee: ROEHRENWERK KUPFERDREH CARL HA; Rohrenwerk Kupferdreh Carl Hamm GmbH
Current assignee: ROEHRENWERK KUPFERDREH CARL HA; Rohrenwerk Kupferdreh Carl Hamm GmbH
Priority date: 2005-01-15
Filing date: 2005-01-15
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2025-01-16
Also published as: DE102005001993A1

Abstract

Steckmuffenrohrverbindung, mit wenigstens zwei Rohren (1, 1'), deren Spitzende (3) und Kupplung (4) mittels zumindest eines in einer aus zwei Umfangsnuten (6a, 6b) zusammengesetzten Umfangsrille (6) aufgenommenen Scherelementes (5) zugfest miteinander verbunden sind, wobei das Spitzende (3) und die Kupplung (4) axial ineinander greifende Verzahnungsmittel (12, 13; 12', 13') aufweisen, um eine radiale Aufweitung im Verbindungsbereich (11) zu verhindern
dadurch gekennzeichnet, dass
– sich die jeweilige Umfangsnut (6a, 6b) im Spitzende (3) respektive der Kupplung (4) aus einem kreisbogenförmigen Aufnahmebereich (14) und einer geraden Schrägflanke (15) zusammensetzt, die aneinander anschließen, dass ferner
– das Scherelement (5) zweiteilig mit flexibler Seele (5a) und auf der Seele (5a) aufgefädelten starren Scherkörpern (5b) ausgeführt ist, und dass
– bei einer axialen Zugbelastung der beiden Rohre (1, 1') das Scherelement (5) zunehmend zwischen den beiden gegenläufigen Aufnahmebereichen (14) verkeilt wird.Push-fit pipe connection, with at least two pipes (1, 1 '), the spigot end (3) and coupling (4) by means of at least one in two of a circumferential grooves (6a, 6b) composite circumferential groove (6) recorded shear element (5) are connected to each other tensile strength in that the spigot end (3) and the coupling (4) have axially interlocking toothing means (12, 13; 12 ', 13') to prevent radial expansion in the connection area (11)
characterized in that
- The respective circumferential groove (6a, 6b) in the spigot end (3) and the coupling (4) consists of a circular arc-shaped receiving portion (14) and a straight inclined edge (15) adjoin each other, that further
- The shear element (5) is designed in two parts with flexible core (5 a) and on the soul (5 a) threaded rigid shear bodies (5 b), and that
- In an axial tensile load of the two tubes (1, 1 '), the shear element (5) is increasingly wedged between the two opposing receiving portions (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Steckmuffenrohrverbindung, mit zumindest zwei Rohren, deren Spitzende und Kupplung mittels wenigstens eines in einer aus zwei Umfangsnuten zusammengesetzten Umfangsrille aufgenommenen Scherelementes zugfest miteinander verbunden sind, wobei das Spitzende und die Kupplung axial ineinander greifende Verzahnungsmittel aufweisen, um eine radiale Aufweitung im Verbindungsbereich zu verhindern.The The invention relates to a push-in socket pipe connection, with at least two tubes, the spigot and coupling by means of at least one received in a composite of two circumferential grooves circumferential groove Scherelementes are connected to each other tensile strength, wherein the spigot end and the coupling have axially interlocking toothing means, to prevent a radial expansion in the connection area.

Bei einer Steckmuffenrohrverbindung der eingangs beschriebenen Ausgestaltung entsprechend der DE 297 04 063 U1 findet eine zusätzliche mechanische Fixierung der Rohrenden statt, damit diese nicht nach außen ausweichen können. Details des Scherelementes bleiben unerwähnt.In a push-in socket joint of the embodiment described above according to the DE 297 04 063 U1 An additional mechanical fixation of the tube ends takes place, so that they can not escape to the outside. Details of the shear element remain unmentioned.

Die DE 101 46 186 C1 befasst sich mit einem Scherelement in Form eines Zugkräfte einer Rohrverbindung aufnehmenden Strangs. Dabei wird der Strang aus einer Vielzahl von Blechscheiben gebildet, deren Dicke deutlich geringer ist als deren Durchmesser und die auf einem zumindest teilweise flexiblen Zugelement aufgereiht sind. Das bekannte Scherelement wird in einem umlaufenden Ringkanal aufgenommen, welcher über einen quadratischen Innenquerschnitt verfügt.The DE 101 46 186 C1 deals with a shear element in the form of a tensile forces of a pipe connection receiving strand. In this case, the strand is formed from a plurality of sheet-metal discs whose thickness is significantly less than their diameter and which are strung on an at least partially flexible tension member. The known shear element is received in a circumferential annular channel, which has a square inner cross-section.

Eine Steckmuffenrohrverbindung kennzeichnet eine spezielle Rohrverbindung, nämlich eine solche, bei welcher das Spitzende und die Kupplung von zwei zu verbindenden Rohren bzw. Rohrenden im Sinne einer Steckmuffe miteinander gekoppelt werden. Das heißt, das Spitzende wird axial in die Kupplung bis zu einem gewissen Grad eingesteckt und bildet folglich die Steckmuffenverbindung. Solche Steckmuffenrohrverbindungen werden üblicherweise bei Steigleitungen eingesetzt, die zur Wasserförderung im Brunnenbereich dienen. Selbstverständlich können mit Hilfe solcher Steigleitungsrohre auch andere flüssige Medien wie z. B. Erdöl, Abwasser und so weiter von einem tiefer gelegenen Punkt in der Erde an die Oberfläche befördert werden. Ja selbst eine Gasexploration oder allgemein Gasförderung ist möglich und denkbar. Es kommt also lediglich darauf an, dass das zu befördernde Medium fließfähig ist.A Push-in socket joint designates a special pipe connection, namely one in which the spigot and the coupling of two to be connected pipes or pipe ends in the sense of a plug-in socket be coupled with each other. That is, the spigot becomes axial plugged into the clutch to some degree and forms hence the push-in joint. Such socket pipe connections are usually included Risers used, which serve to promote water in the well area. Of course you can Help such riser pipes and other liquid media such. As petroleum, sewage and so on from a lower point in the earth to the surface promoted become. Yes, even a gas exploration or general gas extraction is possible and thinkable. It is therefore only important that the promoted Medium is flowable.

Steigleitungen bzw. die zu ihrer Darstellung erforderlichen Steigleitungsrohre werden allgemein mehr oder minder vertikal im Rahmen einer Bohrung niedergebracht und müssen oft große Zugkräfte aufnehmen. Das erklärt sich beispielsweise bei einer Wasserförderung einfach dadurch, dass die geförderte Wassersäule je nach Tiefe der Bohrung über ein enormes Gewicht verfügt. Hierzu addieren sich die einzelnen Rohre sowie ggf. eine fußseitig angeschlossene Tauchpumpe. Aus diesem Grund greift man im Stand der Technik auf Scherelemente zurück, welche das Spitzende und die Kupplung zweier jeweils zu verbindender Rohre miteinander verkeilen. Axialbewegungen von Spitzende und Kupplung zueinander führen also dazu, dass das Scherelement zunehmend in einer zugehörigen Umfangsnut bzw. Umfangsrille verkeilt wird und auf diese Weise die angreifenden Zugkräfte aufgenommen werden können.risers or the riser tubes required for their presentation are generally drilled more or less vertically as part of a well and must often big tensile forces take up. This explains For example, in a water promotion simply by the fact that the subsidized water column depending on the depth of the hole on a has enormous weight. For this purpose, add the individual tubes and possibly a foot side connected submersible pump. For this reason, one attacks in the state the technique on shear elements which the spigot and wedge the coupling of two pipes to be connected together. axial movements From spigot and coupling to each other thus cause the shear element increasing in an associated Groove or circumferential groove is wedged and in this way the attacking traction forces can be included.

Gegenüber Flanschrohrverbindungen sind Steckmuffenrohrverbindungen mit dem generellen Vorteil ausgerüstet, dass die Montage grundsätzlich vereinfacht ist, weil die Flansche beispielsweise nicht verschraubt zu werden brauchen, sondern die Steckmuffenverbindung einfach dadurch hergestellt wird, dass das Scherelement in die zugehörige Umfangsnut eingeschoben wird. Da das Scherelement üblicherweise umfangsseitig aus einer zugehörigen Öffnung der Umfangsnut vorsteht, kann zudem die Verbindung zweier Rohrenden leicht gelöst werden. Neben dieser einfachen Montage überzeugen Steckmuffenrohrverbindungen ergänzend dadurch, dass der Durchmesser einer Bohrung letztlich nur an den Außendurchmesser der einzubringenden Rohre angepasst zu werden braucht, da überstehende Flansche nicht verbaut werden. Das spart Zeit und Kosten.Opposite flange pipe connections Steckmuffenrohrverbindungen are equipped with the general advantage that the installation is basically simplified is because the flanges, for example, not to be screwed need, but simply made the push-in socket connection is that the shear element inserted into the associated circumferential groove becomes. Since the shear element usually circumferentially from an associated opening of the Circumferential protruding, can also connect two pipe ends easily solved become. In addition to this simple installation convince Steckmuffenrohrverbindungen additional in that the diameter of a hole ultimately only to the outer diameter the pipes to be introduced needs to be adjusted, since protruding Flanges can not be installed. This saves time and costs.

Im weiteren Stand der Technik, wie er beispielsweise in den beiden Gebrauchsmusterschriften DE 297 23 875 U1 und DE 202 18 495 U1 vorgestellt wird, kommt allgemein ein Scherstab aus Kunststoff als Scherelement zum Einsatz. Solche Scherelemente können jedoch nur Zugkräfte begrenzter Größe aufnehmen, weil der Kunststoffscherstab nur bis zu einem bestimmten Maß seinen Querschnitt beibehält und die Gefahr besteht, dass der Scherstab die ihn aufnehmende Umfangsnut verlässt und einen üblicherweise vorgesehenen Spalt zwischen dem Spitzende und der Kupplung vergrößert. Dadurch kann zum einen Schmutz in einen Verbindungsbereich der beiden Rohre gelangen, besteht zum anderen die Gefahr, dass die Verbindung ganz aufreißt.In the further state of the art, as described for example in the two utility model documents DE 297 23 875 U1 and DE 202 18 495 U1 is introduced, a shearing rod made of plastic is generally used as a shear element for use. However, such shear elements can only absorb tensile forces of limited size, because the plastic shear bar retains its cross-section only up to a certain extent and there is the danger that the shear bar leaves the circumferential groove receiving it and increases a gap normally provided between the spigot end and the coupling. As a result, on the one hand dirt can get into a connecting region of the two tubes, on the other hand, there is the danger that the connection tears completely.

Zwar hat man in dem Entwurf für die DIN 4945-2 zum Thema "Steigrohre mit zugfester Steckmuffenverbindung zur Wasserförderung" an Stelle von Kunststoff-Scherstäben sogenannte Scherfedern vorgeschlagen. Die zuvor beschriebenen Probleme treten jedoch unverändert auf.Though One has in the design for the DIN 4945-2 on "Riser pipes with tension-resistant push-in joint for water extraction "instead of plastic shear rods so-called Shear springs proposed. The problems described above occur but unchanged on.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Steckmuffenrohrverbindung für insbesondere Steigleitungsrohre der eingangs beschriebenen Ausführungsform so weiter zu entwickeln, dass viel größere Zugkräfte als bisher aufgenommen werden und insbesondere nicht die Gefahr besteht, dass das Scherelement die sie aufnehmende Umfangsnut verlässt und/oder deformiert wird.Of the Invention is the technical problem underlying a Steckmuffenrohrverbindung for in particular Riser pipes of the embodiment described above to develop so that much larger tensile forces than previously recorded and in particular there is no risk that the shearing element it leaves the receiving circumferential groove and / or deformed.

Zur Lösung dieser Problemstellung ist eine gattungsgemäße Steckmuffenrohrverbindung im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sich die jeweilige Umfangsnut im Spitzende respektive der Kupplung aus einem kreisbogenförmigen Aufnahmebereich und einer geraden Schrägfläche zusammensetzt, die aneinander anschließen, dass ferner das Scherelement zweiteilig mit flexibler Seele und auf der Seele aufgefädelten starren Scherkörpern ausgeführt ist, und dass bei einer axialen Zugbelastung der beiden Rohre das Scherelement zunehmend zwischen den beiden gegenläufigen Aufnahmebereichen verkeilt wird.To solve this problem is a generic Steckmuffenrohrverbindung in the invention, characterized in that the respective circumferential groove in the spigot respectively the coupling of a circular arc receiving area and a straight inclined surface which adjoin each other, that further, the shear element is designed in two parts with flexible soul and threaded on the soul rigid shear bodies , And that at an axial tensile load of the two tubes, the shearing element is increasingly wedged between the two opposing receiving areas.

Üblicherweise ist im Verbindungsbereich die bereits angesprochene Umfangsnut angeordnet, um das Scherelement aufnehmen zu können. Zumeist setzt sich die Umfangsnut aus zwei nahezu gleich ausgebildeten Bestandteilen einerseits im Spitzende und andererseits in der Kupplung zusammen. Beide jeweiligen Umfangsnuten bilden zusammengesetzt eine Umfangsrille, in die das Scherelement zur zugfesten Verbindung der beiden Rohre eingeschoben wird. Außerdem kann im Verbindungsbereich noch wenigstens eine Dichtung platziert werden. Zur Aufnahme der Dichtung mag eine Dichtungsnut im Spitzende und/oder der Kupplung realisiert werden.Usually is arranged in the connection area the already mentioned circumferential groove, to be able to pick up the shearing element. For the most part, the Circumferential groove of two almost identical components on the one hand in the spigot and on the other hand in the clutch together. Both respective Circumferential grooves form a circumferential groove into which the Shearing element for tensile connection of the two tubes is inserted. Furthermore can still placed at least one seal in the connection area become. To accommodate the seal like a seal groove in the spigot and / or the clutch can be realized.

Jedenfalls sind erfindungsgemäß Verzahnungsmittel am Spitzende und der Kupplung realisiert, die axial, das heißt in jeweiliger Rohrlängsrichtung, inein ander greifen und auf diese Weise eine radiale Aufweitung im Verbindungsbereich der beiden Rohre verhindern. Durch diese bisher nicht realisierte Verklammerung der Rohre in Axialrichtung greifen die jeweiligen Rohrenden nicht nur im Bereich des Spitzendes und der Kupplung ineinander, sondern zusätzlich noch mit Hilfe der Verzahnungsmittel. Dadurch kann das zuvor beschriebene radiale Aufweiten im Verbindungsbereich nicht (mehr) auftreten, und zwar auch dann nicht, wenn Spitzende und Kupplung axial zugbelastet und auseinandergezogen werden. Das Scherelement behält also seine Position in der Umfangsrille bei, kann folglich nicht deformiert werden.In any case are gear teeth according to the invention realized at the spigot and the coupling, the axial, that is in respective Tube longitudinal direction, engage inein other and in this way a radial expansion in the Prevent connecting area of both pipes. By this date Unrealized clamping of the tubes in the axial direction engage the respective pipe ends not only in the area of the spigot and the Coupling into each other, but in addition still with the help of the gearing. As a result, the previously described radial expansion in the connection area does not occur (anymore), and Although not even if spigot and coupling axially loaded train and being pulled apart. The shear element thus retains its position in the circumferential groove, therefore, can not be deformed become.

Im Detail sieht hierzu die Erfindung vor, dass das Verzahnungsmittel als einerseits Nut und andererseits Zahn ausgeführt ist, die über eine komplementäre Gestaltung verfügen. Das heißt, der Querschnitt des Zahnes ist an denjenigen der zugehörigen Nut angepasst und umgekehrt. Außerdem sind die jeweiligen Längen von Zahn und Nut so bemessen, dass Axialbewegungen von Spitzende und Kupplung zueinander bis zu einem gewissen Grad aufgenommen werden.in the Detail provides for this purpose the invention that the toothing means on the one hand groove and on the other hand tooth is executed, which has a complementary Design. This means, the cross section of the tooth is at those of the associated groove adapted and vice versa. Furthermore are the respective lengths of tooth and groove dimensioned so that axial movements of spigot and clutch to each other to some extent.

In der Regel verfügen das Spitzende und die Kupplung jeweils über wenigstens einen Zahn und zumindest eine Nut, die wechselweise ineinander greifen. Meistens sind am Spitzende und an der Kupplung jeweils zwei Zähne und zwei Nuten vorgesehen, die paarweise als Zahn-/Nut-Aggregat den Verbindungsbereich axial zwischen sich aufnehmen. Das heißt, sowohl die Kupplung als auch das Spitzende verfügen über zumindest zwei Zahn-/Nut-Aggregate, die einen axialen Abstand zueinander aufweisen. Die Zahn-/Nut-Aggregate von einerseits dem Spitzende und andererseits der Kupplung greifen jeweils ineinander. Zwischen den beabstandeten Zahn-/Nut-Aggregaten ist der Verbindungsbereich realisiert, so dass beidseitig des Verbindungsbereiches eine Verzahnung von einerseits dem Spitzende und andererseits der Kupplung vorgesehen ist. Dadurch wird der Verbindungsbereich in axialer Richtung beidseitig von der jeweiligen Verzahnung umschlossen, so dass radiale Aufweitungen zuverlässig verhindert werden.In usually have the spigot and the coupling each have at least one tooth and at least a groove that interlock alternately. Mostly are on Spiked and provided on the coupling two teeth and two grooves, the pairs as a tooth / groove aggregate the connection area axially between them. That is, both the clutch as at least the spiked ones have at least two tooth / groove units, which have an axial distance from each other. The tooth / groove aggregates on the one hand the spigot and on the other hand the clutch engage each other. Between the spaced tooth / groove units the connection area is realized, so that on both sides of the connection area a gearing on the one hand the spigot and on the other hand the Coupling is provided. This will make the connection area in Axial direction enclosed on both sides by the respective toothing, so that radial expansions are reliably prevented.

Dabei versteht es sich, dass die jeweiligen Zähne und Nuten umlaufend gestaltet sind und als Umfangszähne respektive Umfangsnuten vorliegen. Grundsätzlich könnten auch nicht durchgängige Zähne und Nuten realisiert werden, und zwar indem Nut und Zahn nur jeweils einen Kreissektor abdecken. Üblicherweise arbeitet man jedoch mit durchgängigen Umfangszähnen und Umfangsnuten.there It is understood that the respective teeth and grooves designed circumferentially are and as circumferential teeth respectively circumferential grooves are present. In principle, also non-continuous teeth and Grooves are realized, namely by groove and tooth only respectively cover a circular sector. Usually However, you work with consistent peripheral teeth and circumferential grooves.

Die beiden Zahn-/Nut-Aggregate sowohl am Spitzende als auch an der Kupplung sind nicht nur – wie beschrieben – axial zueinander beabstandet, sondern ergänzend auch radial. Auf diese Weise können die beiden Rohrenden im Verbindungsbereich mit in etwa gleicher Materialstärke oder auch abweichender Materialstärke ausgerüstet werden. Dabei wird sowohl in das Rohrende als auch in die Kupplung im Verbindungsbereich eine umlaufende Umfangsnut eingearbeitet, um zusammengesetzt das Scherelement aufnehmen zu können.The Both tooth / groove units both at the spigot end and on the clutch are not just - like described - axially spaced apart from each other, but also radially. To this Way you can the two pipe ends in the connection area with approximately the same material thickness or deviating material thickness. It will both in the pipe end as well as in the coupling in the connection area a circumferential circumferential groove incorporated to assembled the shear element to be able to record.

Im Querschnitt verfügt die Umfangsnut über einen Aufnahmebereich sowie eine angeschlossene Schrägflanke. Der Aufnahmebereich und die Schrägflanke von einerseits der Umfangsnut im Spitzende und andererseits der Umfangsnut in der Kupplung liegen sich diametral gegenüber. Sobald die beiden Rohre axial auseinandergezogen werden, wird das Scherelement zunehmend in den beiden Aufnahmebereichen der Umfangsnuten von einerseits dem Spitzende und andererseits der Kupplung verkeilt. Eine radiale Aufweitung der Verbindung findet nicht statt, weil die axial ineinander greifenden Verzahnungsmittel dieses verhindern.in the Cross section has the circumferential groove over a Recording area and a connected inclined edge. The recording area and the sloping flank on the one hand the circumferential groove in the spigot and on the other hand the Circumferential groove in the coupling are diametrically opposed. As soon as the two tubes are pulled apart axially, the shear element increasingly in the two receiving areas of the circumferential grooves of one hand wedged on the spigot and on the other hand the clutch. A radial Expansion of the connection does not take place because the axially into each other prevent this cross-toothing gear.

Hierzu verfügt die jeweilige Umfangsnut bzw. ihr Aufnahmebereich über einen an den Querschnitt des Scherelementes angepassten Radius. Auf diese Weise lassen sich die beiden Rohrenden im Verbindungsbereich, d. h. das Spitzende und die Kupplung, nahezu spaltfrei aneinander anlegen. Diese Spaltfreiheit wird durch die ineinander greifenden Verzahnungsmittel am Spitzende und der Kupplung über einen weiten Bereich angreifender Zugkräfte beibehalten. Die im Verbindungsbereich zumeist vorgesehene Dichtung kann also ihre Funktion optimal über einen weiten Zugkraftbereich ergänzend ausfüllen, was bisher beim Stand der Technik nicht möglich war.For this purpose, the respective circumferential groove or its receiving area has a radius adapted to the cross section of the shear element. In this way, the two pipe ends in the connection area, ie the spigot and the coupling, create almost gap-free together. This gap is achieved by the interlocking Verzah retained at the spigot and the coupling over a wide range of attacking tensile forces. The seal usually provided in the connection area can thus perform its function optimally over a wide range of traction, which was previously not possible in the prior art.

Als weiterer Vorteil ist zu erwähnen, dass erfindungsgemäß das Scherelement zweiteilig mit flexibler Seele und auf der Seele aufgefädelten starren Scherkörpern ausgeführt ist. Dadurch sind die Scherkörper in der Lage, große Scherkräfte aufnehmen zu können, so dass die erfindungsgemäße Steckmuffenrohrverbindung für besonders große Zugkraftbelastungen prädestiniert ist. Bei der Seele kann es sich beispielsweise um einen flexiblen Kunststoffstab, eine Drahtseele aus Stahl, insbesondere Edelstahl usw. handeln, da die Seele selbst keine Scherkräfte aufnehmen braucht, sondern lediglich dazu dient, die Scherkörper zu positionieren.When another advantage is to mention according to the invention, the shearing element Two-part with a flexible soul and carried on the soul threaded rigid Scherkörpern is executed. As a result, the shear bodies able to big shear to be able to record so that the plug-in socket pipe connection according to the invention for special size Traction loads predestined is. For example, the soul can be a flexible one Plastic rod, steel wire core, especially stainless steel etc. act, because the soul itself does not need to absorb any shear forces, but only serves the shear body to position.

Dabei hat es sich schließlich bewährt, wenn die Scherkörper eine Länge aufweisen, die zumeist deutlich weniger als 1/10 des Umfanges der die Scherkörper bzw. das Scherelement insgesamt aufnehmenden Umfangsnut beträgt. Dadurch lassen sich die Scherkörper in Verbindung mit der Seele problemlos in die Umfangsnut bzw. die Umfangsrille beim Zusammenbau der einzelnen Rohre einschieben und hieraus wieder entfernen.there it finally has proven, when the shear body a length usually much less than 1/10 of the circumference of the the shear bodies or the shearing element is a total receiving circumferential groove. Thereby let the shear body in connection with the soul easily in the circumferential groove or the Insert circumferential groove when assembling the individual tubes and remove it again.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:in the The invention will be described below with reference to a purely exemplary embodiment drawing closer explains; show it:

1 die erfindungsgemäße Steckmuffenrohrverbindung schematisch, teils geschnitten und 1 the Steckmuffenrohrverbindung invention schematically, partly cut and

2 den Verbindungsbereich im Detail. 2 the connection area in detail.

In den Figuren ist eine Steckmuffenrohrverbindung dargestellt, die zwei Rohre 1, 1' einer Steigleitung miteinander verbindet. Die beiden Rohre 1, 1' sind vertikal in das sie aufnehmende Erdreich 2 eingelassen, wenngleich prinzipiell auch ein schräger Verlauf der Rohre 1, 1' oder sogar ein nahezu waagerechter Verlauf denkbar sind.In the figures, a Steckmuffenrohrverbindung is shown, the two tubes 1 . 1' connects a riser with each other. The two pipes 1 . 1' are vertically in the receiving soil 2 embedded, although in principle also an oblique course of the tubes 1 . 1' or even a nearly horizontal course are conceivable.

Die beiden Rohre 1, 1' verfügen an ihrem einen Ende über ein Spitzende 3 und an ihrem anderen Ende über eine Kupplung 4. Zur Verbindung beider Rohre 1, 1' werden das Spitzende 3 des einen Rohres 1 und die Kupplung 4 des anderen Rohres 1' miteinander gekoppelt. Dazu ist ein Scherelement 5 vorgesehen, welches in einer Umfangsrille 6 aufgenommen wird. Diese Umfangsrille 6 setzt sich aus zwei Umfangsnuten 6a, 6b zusammen. Die eine Umfangsnut 6a findet sich in der Kupplung 4, während die andere Umfangsnut 6b Bestandteil des Spitzendes 3 ist.The two pipes 1 . 1' have a spigot at one end 3 and at the other end via a clutch 4 , To connect both pipes 1 . 1' become the spiteful one 3 of a pipe 1 and the clutch 4 of the other tube 1' coupled together. This is a shear element 5 provided, which in a circumferential groove 6 is recorded. This circumferential groove 6 consists of two circumferential grooves 6a . 6b together. The one circumferential groove 6a is found in the clutch 4 while the other circumferential groove 6b Part of the top end 3 is.

Durch eine umfangsseitige Öffnung 7 (vgl. 1) lässt sich das Scherelement 5 in die aus den beiden Umfangsnuten 6a, 6b zusammengesetzte Umfangsrille 6 einschieben, um die beiden Rohre 1 bzw. 1, 1' miteinander zugfest zu verbinden. Da das Scherelement 5 beispielsweise in Gestalt einer Schlaufe 8 aus dieser Öffnung 7 hervorsteht, kann es zur Trennung der beiden Rohre 1, 1' problemlos aus der Umfangsrille 6 bei Bedarf wieder entfernt werden. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels sind zwei Scherelemente 5 und dementsprechend auch zwei zugehörige Öffnungen 7 zum Einbringen der Scherelemente 5 in korrespondierende Umfangsnuten 6a, 6b realisiert. Um einen ununterbrochenen Kraftfluss bei axialer Beaufschlagung der Rohre 1 bzw. 1, 1' zu gewährleisten, finden sich die Öffnungen 7 regelmäßig um 180° versetzt zueinander umfangsseitig der Rohre 1, 1'. Sofern noch mehr Scherelemente 5 für die Kupplung der Rohre 1, 1' eingesetzt werden, hat es sich bewährt, die Öffnungen 7 um den Umfang gleichmäßig verteilt anzuordnen. Das ist insgesamt jedoch nicht dargestellt.Through a peripheral opening 7 (see. 1 ) can be the shear element 5 in the from the two circumferential grooves 6a . 6b composite circumferential groove 6 push in to the two tubes 1 respectively. 1 . 1' tensile strength to connect with each other. Because the shear element 5 for example in the form of a loop 8th out of this opening 7 protrudes, it can separate the two tubes 1 . 1' easily from the circumferential groove 6 be removed if necessary. In the context of the embodiment, two shear elements 5 and accordingly also two associated openings 7 for introducing the shear elements 5 in corresponding circumferential grooves 6a . 6b realized. For an uninterrupted power flow with axial loading of the pipes 1 respectively. 1 . 1' to ensure the openings are found 7 regularly offset by 180 ° to each other on the circumference of the tubes 1 . 1' , If more shear elements 5 for the coupling of the pipes 1 . 1' are used, it has been proven, the openings 7 to arrange the circumference evenly distributed. This is not shown in total.

Die beiden Umfangsnuten 6a, 6b bzw. die Umfangsrille 6 und eine Dichtungsnut 9 im Spitzende 3 zur Aufnahme einer Ringdichtung 10 definieren einen Verbindungsbereich 11 der beiden Rohre 1, 1'. Tatsächlich sind insgesamt drei Dichtungen 10 realisiert, die in zugehörigen Dichtungsnuten 9 des Spitzendes 3 Platz finden.The two circumferential grooves 6a . 6b or the circumferential groove 6 and a sealing groove 9 in the top end 3 for receiving a ring seal 10 define a connection area 11 the two tubes 1 . 1' , In fact, there are a total of three seals 10 realized in the associated sealing grooves 9 the top end 3 Find a place.

Außerdem finden sich zwei Scherelemente 5 sowie zwei zugehörige Umfangsrillen 6. Das ist jedoch ebenso wenig wie die Anzahl der Dichtungen 10 zwingend. Die einzelne Dichtung 10 dient dazu, eventuell vom Erdreich 2 her rührenden Schmutz von den Scherelementen 5 fernzuhalten, während die beiden zusätzlichen Dichtungen 10 das durch die Rohre 1, 1' geförderte Medium von den Scherelementen 5 separieren.In addition, there are two shear elements 5 and two associated circumferential grooves 6 , This is just as little as the number of seals 10 mandatory. The single seal 10 serves, possibly from the soil 2 touching dirt from the shear elements 5 keep away while the two additional seals 10 that through the pipes 1 . 1' conveyed medium from the shear elements 5 separate.

Um eine radiale Aufweitung der Steckmuffenrohrverbindung im Verbindungsbereich 11 zu verhindern, verfügen das Spitzende 3 und die Kupplung 4 jeweils über axial ineinander greifende Verzahnungsmittel 12, 13; 12', 13'. Bei den Verzahnungsmitteln 12, 13; 12', 13' handelt es sich um einerseits eine Nut 12, 12' und andererseits einen Zahn 13, 13'. Sowohl das Spitzende 3 als auch die Kupplung 4 besitzen jeweils wenigstens einen Zahn 13, 13' und eine Nut 12, 12', die wechselweise ineinander greifen.To a radial expansion of the socket joint connection in the connection area 11 to prevent the spiky 3 and the clutch 4 in each case via axially interlocking toothing means 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' , At the gearing means 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' it is on the one hand a groove 12 . 12 ' and on the other hand a tooth 13 . 13 ' , Both the top end 3 as well as the clutch 4 each have at least one tooth 13 . 13 ' and a groove 12 . 12 ' which mutually mesh.

Insbesondere anhand der 2 erkennt man, dass am Spitzende 3 und der Kupplung 4 jeweils zwei Zähne 13, 13' und zwei Nuten 12, 12' vorgesehen sind. Dabei bilden jeweils Nut 12, 12' und Zahn 13, 13' paarweise ein Zahn-/Nut- Aggregat 12, 13; 12', 13'. Das Zahn-/Nut-Aggregat 12, 13 am Spitzende 3 wechselwirkt mit dem korrespondierend gestalteten Zahn-/Nut-Aggregat 12', 13' an der Kupplung 4 und umgekehrt. Die Zahn-/Nut-Aggregate 12, 13; 12', 13' weisen einen axialen Abstand A zueinander auf und nehmen axial zwischen sich den Verbindungsbereich 11 auf bzw. definieren diesen.In particular, based on the 2 you realize that at the top end 3 and the clutch 4 two teeth each 13 . 13 ' and two grooves 12 . 12 ' are provided. In each case, groove form 12 . 12 ' and tooth 13 . 13 ' in pairs a tooth / groove unit 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' , The tooth / groove unit 12 . 13 at the top end 3 interacts with the corresponding designed tooth / groove unit 12 ' . 13 ' at the Kupp lung 4 and vice versa. The tooth / groove aggregates 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' have an axial distance A to each other and take axially between them the connection area 11 on or define this.

Neben diesem axialen Abstand A verfügen die beiden Zahn-/Nut-Aggregate 12, 13; 12', 13' auch über einen Radialabstand R. Das heißt, die beiden Zahn-/Nut-Aggregate 12, 13; 12', 13' sind am Spitzende 3 sowie an der Kupplung 4 sowohl axial als auch radial zueinander beabstandet.In addition to this axial distance A, the two tooth / groove units 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' also over a radial distance R. That is, the two tooth / groove aggregates 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' are at the top end 3 as well as on the clutch 4 both axially and radially spaced apart.

Die beiden Rohrenden bzw. Rohre 1, 1' können im Verbindungsbereich 11 eine in etwa gleiche Materialstärke aufweisen. Üblicherweise ist jedoch die Materialstärke S₁ der Kupplung größer als die Materialstärke S₂ des Spitzendes 3 gestaltet. Selbstverständlich liegt auch eine umgekehrte Auslegung im Rahmen der Erfindung. So oder so finden sich die beiden Scherelemente 5 in etwa auf einer Mittellinie M in radialer Richtung zwischen den beiden Zahn-/Nut-Aggregaten 12, 13; 12', 13'. Außerdem nehmen die beiden Rohre 1, 1' im Verbindungsbereich 11 bzw. das Spitzende 3 und die Kupplung 4 die jeweils eingearbeiteten und angesprochenen umlaufenden Umfangsnuten 6a, 6b auf, die zusammengesetzt die Umfangsrille 6 bilden, welche ihrerseits das Scherelement 5 aufnimmt.The two pipe ends or pipes 1 . 1' can in the connection area 11 have an approximately equal thickness of material. Usually, however, the material thickness S _{1 of} the coupling is greater than the material thickness S _{2 of} the spigot end 3 designed. Of course, a reverse interpretation is within the scope of the invention. Either way, the two shear elements can be found 5 approximately on a center line M in the radial direction between the two tooth / groove units 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' , In addition, take the two tubes 1 . 1' in the connection area 11 or the spiked 3 and the clutch 4 each incorporated and addressed circumferential circumferential grooves 6a . 6b on that put together the circumferential groove 6 form, which in turn the shear element 5 receives.

Sowohl die Nut 12, 12' als auch der zugehörige Zahn 13 bzw. 13' verfügen über eine axiale Länge b, die an die maximal zu erwartende Beabstandung der beiden Rohre 1, 1' bei auftretenden Zugkräften angepasst ist. Das heißt, die axiale Länge b ist so bemessen, dass ein in 2 angedeutetes axiales Auseinanderziehen der beiden Rohre 1 bzw. 1' in jedem Fall beherrscht wird, ohne dass sich ein Spalt T zwischen einerseits dem Spitzende 3 und andererseits der Kupplung 4 vergrößert.Both the groove 12 . 12 ' as well as the associated tooth 13 respectively. 13 ' have an axial length b, which corresponds to the maximum expected spacing of the two tubes 1 . 1' is adapted to occurring tensile forces. That is, the axial length b is dimensioned such that an in 2 indicated axial pulling apart of the two tubes 1 respectively. 1' is controlled in each case, without a gap T between the one end of the spike 3 and on the other hand the clutch 4 increased.

Tatsächlich liegen die beiden Rohre 1, 1' bzw. deren Spitzende 3 und Kupplung 4 nahezu spaltfrei im Verbindungsbereich 11 aneinander an, so dass der Spalt T allenfalls Werte im Millimeterbereich oder darunter annimmt. Infolgedessen werden die Dichtungen 10 in ihrer Funktion auch nicht gestört, selbst dann nicht, wenn große axiale Zugkräfte die beiden Rohre 1, 1' axial auseinanderziehen.Actually, the two tubes are lying 1 . 1' or their spiked end 3 and clutch 4 almost gap-free in the connection area 11 to each other, so that the gap T at most takes values in the millimeter range or less. As a result, the seals become 10 also not disturbed in their function, even if large axial tensile forces the two tubes 1 . 1' pull apart axially.

Anhand der vergrößerten Darstellung in 2 erkennt man, dass sich die jeweilige Umfangsnut 6a, 6b im Spitzende 3 respektive der Kupplung 4 aus einem Aufnahmebereich 14 und einer Schrägflanke 15 zusammensetzt, die aneinander anschließen. Der Aufnahmebereich 14 weist eine kreisbogenförmige Gestalt auf. Demgegenüber ist die Schrägflanke 15 mehr oder minder als Gerade im Querschnitt gestaltet.Based on the enlarged view in 2 one recognizes that the respective circumferential groove 6a . 6b in the top end 3 respectively the clutch 4 from a reception area 14 and a sloping flank 15 which connect to each other. The recording area 14 has a circular arc shape. In contrast, the inclined edge 15 more or less designed as a straight line in cross section.

Das Scherelement 5 ist zweiteilig mit flexibler Seele 5a und auf der Seele 5a aufgefädelten starren Scherkörpern 5b ausgebildet. Die Scherkörper 5b sind im Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend als Hohlzylinderabschnitte gestaltet. Selbstverständlich könnte es sich hier auch um Hohlkugelabschnitte oder dergleichen handeln. Jedenfalls verfügen die Scherkörper 5b über eine Länge L, für die gilt: L < 1/10 U, vorzugsweise L < 1/20 U,mit U dem Umfang der sie aufnehmenden Umfangsnut 6a, 6b bzw. entsprechend dem Umfang der Umfangsrille 6. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das jeweilige Scherelement 5 die nötige Flexibilität aufweist, damit es sich problemlos in die aus den beiden Umfangsnuten 6a, 6b gebildete Umfangsrille 6 einführen und wieder herausziehen lässt.The shear element 5 is two-part with flexible soul 5a and on the soul 5a threaded rigid shear bodies 5b educated. The shear bodies 5b are designed in the embodiment and not limiting as hollow cylinder sections. Of course, this could also be hollow ball sections or the like. In any case, have the shear body 5b over a length L, for which applies: L <1/10 U, preferably L <1/20 U, with U the circumference of the receiving them circumferential groove 6a . 6b or according to the circumference of the circumferential groove 6 , In this way, it is ensured that the respective shear element 5 has the necessary flexibility, so that it easily in the from the two circumferential grooves 6a . 6b formed circumferential groove 6 insert and pull out again.

Die beiden Schrägflanken 15 von einerseits der Umfangsnut 6a im Spitzende 3 und andererseits der Umfangsnut 6b in der Kupplung 4 liegen sich ebenso wie die zugehörigen Aufnahmebereiche 14 diametral gegenüber, wie der vergrößerte Ausschnitt in der 2 deutlich macht. Dadurch führt eine axiale Zugbelastung der beiden Rohre 1, 1' zueinander dazu, dass die beiden Scherelemente 5 bzw. das jeweilige Scherelement 5 zunehmend zwischen den beiden gegenläufigen Aufnahmebereichen 14 verkeilt werden bzw. wird. Das deutet der Doppelpfeil in 2 an.The two sloping edges 15 on the one hand the circumferential groove 6a in the top end 3 and on the other hand, the circumferential groove 6b in the clutch 4 lie as well as the associated receiving areas 14 diametrically opposite, like the enlarged detail in the 2 makes it clear. This results in an axial tensile load of the two tubes 1 . 1' to each other, that the two shear elements 5 or the respective shear element 5 increasingly between the two opposing receiving areas 14 be wedged or will. This indicates the double arrow in 2 at.

Weil der kreisbogenförmige Aufnahmebereich 14 von seinem Radius her an den Durchmesser der einzelnen starren Scherkörper 5b angepasst ist, wird eine flächige und damit satte Auflage der Scherkörper 5b im Aufnahmebereich 14 erreicht. Trotz dieses Umstandes und der Verkeilung der Scherelemente 5 ändert sich die Größe des Spaltes T praktisch nicht, weil die axial ineinander greifenden Verzahnungsmittel 12, 13 sowie 12', 13' im Verbindungsbereich 11 ein radiales Aufweiten der beiden Rohre 1, 1' verhindern. Dadurch können bisher nicht für möglich gehaltene Zugkräfte aufgenommen werden.Because the arcuate receiving area 14 from its radius to the diameter of the individual rigid shear bodies 5b is adapted, is a flat and thus full edition of the shear body 5b in the recording area 14 reached. Despite this circumstance and the wedging of the shear elements 5 does not change the size of the gap T practically, because the axially interlocking toothing means 12 . 13 such as 12 ' . 13 ' in the connection area 11 a radial expansion of the two tubes 1 . 1' prevent. As a result, not previously considered possible tensile forces can be absorbed.

Es versteht sich, dass das Scherelement 5 bzw. die Seele 5a und die Scherkörper 5b aus Gründen einer langen Standzeit in Edelstahl oder einem vergleichbaren Metall gefertigt werden können. Ja selbst eine Ausgestaltung in Kunststoff ist denkbar. Das gilt auch für die Rohre 1, 1' bzw. eine innenseitig möglicherweise vorgesehene Beschichtung oder ein zugehöriges Innenrohr. Hierbei handelt es sich jedoch selbstverständlich um nicht zwingende Maßnahmen.It is understood that the shear element 5 or the soul 5a and the shear bodies 5b for reasons of long life in stainless steel or a comparable metal can be made. Yes, even a design in plastic is conceivable. This also applies to the pipes 1 . 1' or an inner possibly provided coating or an associated inner tube. However, these are obviously not compulsory measures.

Claims

Push-in socket pipe connection, with at least two pipes ( 1 . 1' ) whose spikes ( 3 ) and coupling ( 4 ) by means of at least one in one of two Circumferential grooves ( 6a . 6b ) composite circumferential groove ( 6 ) received shear element ( 5 ) are connected to each other in a tensile strength, the spigot end ( 3 ) and the coupling ( 4 ) axially interlocking toothing means ( 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' ) to provide a radial expansion in the connection area (FIG. 11 ) characterized in that - the respective circumferential groove ( 6a . 6b ) in the spigot ( 3 ) respectively the clutch ( 4 ) from an arcuate receiving area ( 14 ) and a straight inclined edge ( 15 ) adjoining each other, that further - the shearing element ( 5 ) two-part with flexible soul ( 5a ) and on the soul ( 5a ) threaded rigid shear bodies ( 5b ) is executed, and that - at an axial tensile load of the two tubes ( 1 . 1' ) the shear element ( 5 ) increasingly between the two opposing reception areas ( 14 ) is wedged.

Push-in socket pipe connection according to claim 1, characterized in that the shear bodies ( 5b ) are formed as hollow cylinder sections.

Push-fit socket joint according to claim 1 or 2, characterized in that the shear bodies ( 5b ) have a length (L) for which L <1/10 U with U the circumference of the circumferential groove receiving them ( 6a . 6b ).

Steckmuffenrohrverbindung according to claim 1 to 3, characterized in that the toothing means ( 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' ) as, on the one hand, groove ( 12 . 12 ' ) and on the other hand tooth ( 13 . 13 ' ) are formed.

Steckmuffenrohrverbindung according to claim 1 to 4, characterized in that the spigot ( 3 ) and the coupling ( 4 ) at least one tooth ( 13 . 13 ' ) and a groove ( 12 . 12 ' ), which interlock alternately.

Push-in socket pipe connection according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spigot end ( 3 ) and the coupling ( 4 ) two teeth ( 13 . 13 ' ) and two grooves ( 12 . 12 ' ), each in pairs as a tooth / groove unit ( 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' ) the connection area ( 11 ) axially between them.

Push-in socket pipe connection according to claim 6, characterized in that the two tooth / groove units ( 12 . 13 ; 12 ' . 13 ' ) both at the top end ( 3 ) as well as on the clutch ( 4 ) are not only axially but also radially spaced from each other.

Push-in socket pipe connection according to one of claims 1 to 7, characterized in that the two pipes ( 1 . 1' ) in the connection area ( 11 ), each with an incorporated circumferential circumferential groove ( 6a . 6b ) for the composite recording of the shear element ( 5 ) are equipped.

Push-in socket pipe connection according to one of claims 1 to 8, characterized in that the respective circumferential groove ( 6a . 6b ) one to the cross section of the shear element ( 5 ) adapted radius (R), so that the two tubes ( 1 . 1' ) in the connection area ( 11 ) lie close to each other with virtually no gaps.

Push-in socket pipe connection according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is in the two tubes ( 1 . 1' ) is about riser pipes.