DE1908186A1 - Loesbare Verbindung,insbesondere fuer rohrfoermige Zugglieder - Google Patents

Loesbare Verbindung,insbesondere fuer rohrfoermige Zugglieder

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Description

Yallourec Usines a Tubes de Lorraine-Escaut et Vallourec iteunies 7, Rond-Point Bugeaud, Paris 16£me
Lösbare Verbindung, insbesondere für rohrförmige Zugglieder .
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Anschluß oder auf eine Verbindung, welche zur Vereinigung von stangen- oder rohrförmigen Elementen dient, insbesondere auf Verbindungen wie sie bei Zugankern, Spannstangen oder sonstigen Zuggliedern ver~ wendet we."don. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können vorteilhafterweise für Zuganker eingesetzt werden, wie sie bei öffentlichen Arbeiten benötigt werden, z,.b· um Bohlenwände zu halten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Zugglieder aus rohrförmigen Elementen, die auch dazu dienen können, Bohrungen durchzuführen, in deren Innern sich die Zugglieder befinden. Da diese Zugglieder eine erhebliche Länge haben können, die beispielsweise in der Größenordnung von zehn, zwanzig oder mehr Metern liegt, ist es erforderlich, sie in mehrere Abschnitte aufzuteilen. Außerdem müssen die Verbindungen einfach montiert und demontiert werden können, ohne daß Spezialwerkzeuge benötigt werden.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die verschiedenen Elemente der Verbindung zu vereinigen, ohne wesentlich die Festigkeit der Elemente zu unterschreiten.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß eine Buchse, Muffe oder dgl. vorgesehen ist, auf oder in deren Enden jeweils ein Ende der beiden zu verbindenden Elemente mit Hilfe eines zylindrischen Gewindes einechraubbar ist, welches im querschnitt trapezförmig, quadratisch oder rechteckig ausgebildet ist, wobei die Gewinde an wenigstens einem Ende derselben Gewindebereiche mit abnehmender Gewindehöhe aufweisen, die in die nicht mit Gewinde versehenen !'eile der Muffe oder Buchse bzw, der zu verbindenden Elemente übergehen.
1^ 2 **
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Die relativen Abmessungen der r-iuffe oder Buchse in bezmg auf die Endbereiche der miteinander zu verbindenden Elemente sind so gewählt, daß in keinem JPalle von der Muffe oder Buchse radiale Kräfte oder Keilkräfte auf die zu verbindenden Elemente ausgeübt werden, da die letzteren axial gegeneinander zum Anschlag kommen, bevor eine solche Keilwirkung auftreten kann«
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Muffe die Enden der beiden zu verbindenden Elemente umfaßt, weist das Innengewinde der Muffe beiderseits der Mittelebene zwei symmetrisch zu derselben liegende zylindrische Gewindebereiche auf, wobei die Teilbereiche der Gewinde, die Jeweils nach der einen Endseite der Muffe liegen, durch konische Flächen begrenzt sind, deren fiktive Kegelspitzen in das Innere der Muffe gerichtet sind.
uie entsprechenden Gewinde, die an den Endbereichen der zu verbindenden, vorzugsweise rohrförmigen, Elemente vorgesehen sind, sind zylindrische Gewinde, die von einem gewissen Punkte ab eine progressiv abnehmende Gewindehöhe aufweisen, bis die Sohlen der Gewindevertiefungen soweit angehoben sind, daS sie in die nicht mit Gewinde versehene Außenfläche der zu vereinigenden Elemente übergehen.
uei einer Ausführungsform befindet sich die Muffe oder .buchse im Innern der rohrförmigen Elemente, welche Gewinde von zylindrisctem Querschnitt aufweisen, wobei der zylindrische Gewindebereich von einem gewissen Punkte an in Gewindebereiche übergeht, in denen die Gewindehöhe der Gewindegänge so lange abnimmt, bis diese in die Innenfläche der zu verbindenden Elemente übergeht, t
Bei einer Variante der erfindungsgemäßen Ausführungen ist es möglich, Gewindebereiche mit abnehmenden Gewindehöhen an beiden Enden des jeweiligen Gewindes vorzusehen,
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Die Konizitäten der Fläche, längs der die Gewindebereiche mit abnehmender (iewindehöhe vorgesehen sind, liegen vorzugsweise zwischen 10$ und 20/0, z.B. bei 15,^.
Die trewindebereiche, in denen die Gewindehöhen abnehmen, müssen eine Länge haben, die mindestens einer Windung, vorzugsweise drei bis sechs Windungen entspricht. In der Praxis ist es, um eine zu große Breite der Gewindegänge zu vermeiden, wünschenswert, den üewindebereich mit konstanter Gewindehöhe wenigstens auf einen Bereich von eineinhalb Windungen auszuführen»
Die Erfindung erlaubt es, ohne besondere Maßnahmen Verbindungen von rohrförmigen Elementen zu schaffen, welche eine Festigkeit haben, die ungefähr 90$ der Elemente selber beträgt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im nachfolgenden ohne Beschränkung des Erfinduiigsgedankens anhand einiger Ausführungebeiapiele veranschaulicht.
Fig. 1 ist eine Ansicht mit xeilschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindung,
rig. 2 ist ein Teilschnitt in vergrößertem Maßstabe durch ein Element einer zur Pig. 1 analogen Verbindung.
Fig. 3 ist ein Teilschnitt, der in vergrößertem Maßstabe den Endbereich einer Muffe mit Innengewinde wiedergibt, die analog derjenigen gemäß jrig· 1 ausgebildet ist·
i'ig. 4 veranschaulicht die Elemente der Fig. 2 und 3 nach deren Verbindung miteinander.
Fig. 5 ist ein Schnittbild, welches in vergrößertem Maßstab den l'eilbereich Y der Fig. 4 wiedergibt·
jj'ig· 6 und 7 veranschaulichen zwei Varianten, bei denen die Muffe oder Buchse niit einem Außengewinde im Innern der rohrförmigen, zu verbindenden Elemente vorgesehen ist.
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Die ü.üsführungsformen gemäß den FIg, 1 bis 5 entsprechen einer verbindung der beiden rohrförmigen Zugstangen 1 und 2 mittels einer sie umfassenden Muffe 3»
Die Enden 4 und 5 der Elemente 1 und 2 kommen miteinander in Kontakt und werden axial gegeneinander gepreßt.
Die Elemente 1 und 2 werden in die Muffe 3 mittels zylindrischer Gewinde eingeschraubt, die von rechteckigem Querschnitt sind.
Die liewindehöhen bzw. Gewindetiefen der Gewinde teile, die sich an den Enden der Elemente 1 und 2 und in der Mtte der Muffe 3 (Abschnitt I der fig. 1) befinden, sind konstant, was besagt, daß die in diesem Bereich vorhandenen Gewinde von konventioneller zylindrischer Ausbildung sind.
Im Gegensatz hierzu sind die Gewindebereiche an den Enden des Innengewindes der Muffe 3 und am Gewindeansatz der Elemente 1 und 2 γόη einer Gewindehöhe bzw. Gewindetiefe, die in der Weise regelmäßig abnimmt, daß die Gewinde einerseits in die eingangsseitige Öffnungsweite der Muffe und andererseits in die Außenfläche der Elemente 1 und 2 übergehen.
in der J?'ig. 2 sieht man das Element 1 mit seiner endseitigen Stirnfläche 4, welches in dem Bereich, der dem Ende benachbart ist, einen Bereich rr,it Gewindegängen 6 von konstanter Gewindehöhe aufweist, während nie Höhe der':Gewinderänge 7 progressiv in Richtung auf die derr freien ^nde abgewandten Gewindebasis abnimmt.
Eine derartige Ausbildung der Gewinde kann in einfacher V/eise dadurch erreicht v.erden, daß man das Gev/inde im Endbereieh des Elementes 1 mit eineia .voriczeug einschneidet, welches in derselben"'--. Entfernung von der «chse des Elementes 1 beim Einschneiden der Gewindegänge 6 gehalten wird, während ea progressiv von der Achse. des Elementes 1 für den Einschnitt der Gewindegänge 7 zurückge— '
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zogen wird. Diese Bearbeitiingsweise hat zur Folge, daß die Vertiefungen oder !Talsohlen zwischen den Gewindegängen 6 sieh im Schnitt gesehen parallel zur Achse des Elementes 1 erstrecken.
Gemäß Fige 3 weist die Muffe 3 in ihrem zentralen Teil Gewindegänge 8 von konstanter Höhe auf, an die sich nach beiden Seiten tfewindegänge 9 anschließen, deren Höhe progressiv in Richtung auf die Enden der Muffe abnimmt.
üiine derartige Muffe mit innengewinde kann leicht dadurch hergestellt werden, daß man von einer Muffe ausgeht, deren Innenfläche im zentralen Bereich zylindrisch ist und sich von dort aus konisch auf die Enden zu erweitert, so daß nur ein zylindrisches Gewinde in das Innere der Muffe eingeschnitten zu werden braucht.
Wie man aus der I1Ig. 3 ersehen kann, sind die Oberseiten der Gewindegänge 9 leicht geneigt, was darauf zurückzuführen ist, daß sie in eine konische Fläche eingeschnitten wurden,
insbesondere ist aus der Pig» 5 erwichtlich, wie die leicht geneigte Oberseite der Gewindegänge 9 in den komplementären Hohlraum zwischen den Gewindegängen 7 des Elementes 1 eingreift, deren obere und untere Begrenzungen parallel zur Achse des Elementes 1 verlaufen.
Erfindungsgemäß sind die Abmessungen der verschiedenen Elemente so gewählt, daß sich in keinem Fall radiale Kräfte zwischen der Muffe und den durch sie miteinander verbundenen Elemente 1 und 2 ergeben.
Hieraus ergibt sich, daß die Bereiche der Gewinde, längs derer die liewindehöhe der Gewindegänge abnimmt, nicht die Wirkung von konischen Gewinden haben. Dies wird dank der Tatsache erreicht, daß die Enden 4 und 5 der Elemente 1 und 2 aneinanderstoßen, bevor eine solche Wirkung auftreten könnte.
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Wie man aus der Fig. 5 ersieht, ist ein Spiel zwischen den Erhöhungen und den Vertiefungen aller Gewinde vorgesehen und die Vereinigung der 'üeile wird allein durcli den Kontakt der Flanken der Gewindegänge herbeigeführt, welche beim Aneinanderpressen der endseitigen ötirnflachen 4 und 5 gegeneinander erfolgt.
Infolge der vorgenannten Merkmale ist es möglieh, die erfindungsgemäße Verbindung in einfacher Weise zusammenzubauen und au lösen, Trotzdem weist die erfindungsgemäße Verbindung eine große mechanische Festigkeit auf.
Im übrigen weist die erfindungsgemäße Verbindung eine ausreichende Dichtigkeit auf, um im Innern der Elepemte 1 und 2 eine unter Druck befindliche Flüssigkeit durchlaufen zu lassen, die dazu dient, daß Bohrwerkzeug zu spülen, welches sich am Ende der Elemente befindet.
In den Figfl 6 und 7 sind zwei Varianten der Erfindung veranschaulicht, bei denen die Muffe oder Buchse 3 sieJi im Innern der rohrförmigen Elemente 1 und 2 befindet·
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 weisen die Gewinde in ihrem mittleren Bereich die Gewindegänge 10 bzw. 11 auf, welche eine konstante Gewindehöhe haben, während die in den Endbereichen der Gewinde befindlichen Gewindegänge 12, 13 und 14, 15 abnehmende . Gewindehöhen aufweisen.
Auch in diesem Jfalle, in welchem die Endbereiehe der Gewinde abnehmende Gewindehöhen haben, wirken diese nicht wie konische Gewinde. Dies ist dadurch bedingt, daß die endseitigen Stirnflächen 4 und 5 der Elemente 1 und 2 gegeneinander In Anschlag kommen, bevor radiale Kräfte zwischen den Elementen 1 und 2 und der Muffe oder Buchse 3 auftreten können·
Selbstverständlich ist es gleichfalls möglich, Gewindelsereiche
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mit abnehmenden liewindenöiien an den beiden Enden der Gewinde in den Fällen Torzusehen, la denen, wie in Fig· 1, die Muffe oder Buchse 3 eich außerhalb um die Elemente 1 und 2 herum erstreckt.
Die Fig. 7 veranschaulicht einen der Fig. 1 entsprechenden Fall, bei der die (iewindebereiche mit den Gewindegängen 6 und 8 konstante Gewindehöhen aufweisen, während die Gewindebereiche mit den (ie winde gangen 7 und 9 abnehmende Gewindehöhen aufweisen.
Die im vorstehenden, beschriebenen Ausführungsformen beschränken nicht den Erfindungsgedanken, sondern stellen beispielhafte Ausführungen dar, an denen alle erwünschten Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
bo können insbesondere in dem ialle, in dem eine Verbindungsmuffe die su verbindenden Elemente äußerlich umfaßt, diese Elemente aus stangenförmigem füllmaterial anstatt aus Rohren bestehen.
Es versteht sich von selber, daß die erfindungsgemäße Verbindung nicht nur verwendet werden kann, um die Elemente von üpannschlössern, Zuggliedern oder dgl. untereinander zu befestigen, sondern auch, um an den Zugelementen verschiedene organe zu befestigen, z.U. einen Bohrkopf oder eine Vorrichtung, welche die Befestigung der Äugglieder oder dgl· an einem Halteorgan bewirkt.
Die erfindungsgemäße Verbindung ist natürlich auch nicht beschränkt auf die fälle, in denen die zu vereinigenden elemente Zugglieder oder dgx. bilden.
Ansprücne
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Claims (7)

A nsprüche
1) Verbindung, insbesondere für Zugstäbe, Zugglieder oder dgl0, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zu verbindenden Elemente (1, 2) mittels einer Gewindemuffe (3) oder Gewindebuchse (3) zusammengesetzt sind, indem die Stirnflächen (,4, 5) der zu verbindenden Elemente (1, 2) in Anschlag miteinander kommen, daß die Gewinde, durch welche die Muffe (3), Buchse (3; oder dgl« mit den Elementen (t, 2) untereinander verbunden sind, zylindrische Gewinde aufweisen, deren Gewindegänge einen rechteckigen, quadratischen oder trapezförmigen Querschnitt haben und eine Gewindehöhe bzw, Gewindetiefe aufweisen, die allmählich bis zum Erreichen des Nullwertes in Richtung auf wenigstens ein Gewindeende hin abnimmt.
2) Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (3) sich um die Außenflächen der zu verbindenden Elemente (1, 2) legte
3) Veroindung nach Anspruch ·1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe oder Buchse (3) im Innern der zu verbindenden Elemente (1, 2) vorgesehen ist.
4) Verbindung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, Haß die zu verbindenden Elemente (1, 2) rohrförmig sind.
5) Verbindung nach venigstens einem der Ansprüche 1 — 4, dadurch gekennzeichnet, aal? der Gewindeboreich, in dem die Gewindegänge eine abnehconde Gewindehöhe haben, wenigstens sich über eine V/indung, vorzugsweise über orei bis sechs windungen erstreckt.
6) Verbindung na,ch wenigstens einen der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeicnnet, daß der Gewindebereich, in welchem die Gewin-
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degänge ein» konstante tfewindehöhe aufweisen^ wenigstens eineinhalb windungen beträgt·
7) Verbindung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahme der Gewindehöhe einer Konizität von 10$ bis 20$, vorzugsweise von 15% entspricht·
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