DE1908186C3

DE1908186C3 - Gewindemuffenverbindung fur Rohre

Info

Publication number: DE1908186C3
Application number: DE1908186A
Authority: DE
Inventors: Jean Le Derf; Charles Soulier; Georges Trouillet
Original assignee: Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Current assignee: Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Priority date: 1968-02-20
Filing date: 1969-02-19
Publication date: 1973-09-27
Also published as: FR1583421A; DE1908186B2; US3574373A; DE1908186A1; SE358193B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gev.indemuffenverbindungen für Rohre mit endseitigen zylindrischen Gewindebereichen, die in Bereiche mit abnehmender Gewindehöhe übergehen und im zylindrischen Bereich radiale Zwischenräume gegenüber den Gewindegängen der Muffe aufw isen, wobei die tragende Gewindcflanke eine Erzeugende hat, die senkrecht zur Gewindelängsachse verläuft.

Bei Gewindemuffenverbindungen der vorgenannten Art, wie sie die USA.-Patentschrift 2 051499 zeigt, wird die Vermeidung radialer Kräfte unter der Wirkung axialer Zugkräfte a,<gestre Λ, um ein Aufdehnen der Außenmuffe und um ein Zusammendrücken im Bereich der Rohrenden :u vermeiden. Derartige Verbindungen haben jedoch den Nachteil, daß bei stärkeren Biegebelastungen ein Verformen und Festfressen der Gewinde stattfinden kann, welches die Lösbarkeit dieser Gewinde stark beeinträchtigt oder sogar aufhebt. Diese Gefahr wird noch durch die über einen kurzen Gewindebereich verlaufenden radialen Zwischenräume verstärkt, weil die durchgehend mit einem konischen Gewinde versehene Muffe beidseitig des mit radialen Zwischenräume versehenen Gewinuebereichcs auf den Übergangsstellen besonders starke Vcrpressungcn mit den Gewinden der Rohre erfährt. Außerdem sind relativ komplizierte und teure Spezialwerkzeuge erforderlich, um das Einschrauben der Rohre in die Muffen vorzunehmen. Insofern liegen bei dieser Gattung von Gewindemuffenverbindungen dieselben Verhältnisse wie bei den üblichen konischen Gewindeverbindungen vor, wie sie insbesondere für Erdölbohrrohre u. dgl. üblich sind, bei denen das Zusammenschrauben an einer Stelle geschieht, an der die gesamten hierfür erforderlichen Werkzeuge und Maschinen vorhanden sind.

Es sind auch schon Gewindemuffenverbindungen bekannt, bei denen die Rohre und die Muffe korrespondierende rein zylindrische Gewinde aufweisen und die Enden der Rohre mit ihren Stirnflächen aneinanderstoßen (deutsche Patentschrift 19 956). Wenn derartige Verbindungen stärkeren Zugkräften unterworfen werden, entstehen infolge des sägczahnförmigcn Querschnittes der Gewindegänge starke radiale Kräfte, die zu einer Beschädigung und Verformung der Gewinde und der Teile der Verbindung führen können. Ein besonders schwerwiegender Nachteil dieser bekannten Verbindungen besteht darin, daß infolge des rein zylindrischen Gewindes ein abrupter Übergang zwischen dem Vollqucrschnitt und dem Gewindequerschnitt des Rohres stattfindet, wodurch die Zugfestigkeit der Verbindung gegenüber der Zugfestigkeit der Rohre reduziert wird, was sich insbesondere dann verhängnisvoll auswirken kann, wenn zusätzlich starke Biegekräfte auftreten, welche die Bruchgefahr wesentlich erhöhen. Außerdem ergibt sich beim Auftreten von Biegekräften die Gefahr einer Verformung und damit Vcrklemmung der Ge-

winde, was die Lösbarkeit der Verbindung beeinträchtigt.

In der deutschen Patentschrift 914 085 ist eine Rohrverbindung zwischen Rohren aus Metallen verschiedener Spannungsreihen beschrieben, bei der die

is Rohrenden beiderseits mit einer nichtmetallischen, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Muffe verschraubl sind.

Hierdurch soll sichergestellt werden, daß die beiden Metailrohre nicht in einen direkten Kontakt miteinander kommen. Aus diesem Grunde dürfen die Rohre nicht mit ihren endseitigen Stirnflächen zusammenstoßen. Dieser für die Dichtigkeit ungünstige Umstand wird bei dieser bekannten Gattung von Verbindungen, die in erster Linie für Gaswasser-Hei-

«S zer bestimmt ist, dadurch vermieden, daß die Stirnflächen der Rohrenden beim Verschrauben mit der Muffe entweder gegen einen Ansät.' der ivJuffe oder gegen die Stirnflächen eines gesondert eingesetzten Distanzstückes abdichtend angepreßt werden. Die Festigkeit einer solchen Verbindung ist relativ begrenzt, zumal an der Übergangsstelle des in seiner ganzen Ausdehnung zylindrischen Gewindes in den VoI!querschnitt des Rohres eine Schwachstelle entsteht, die bei hohen Zugbeanspruchungen und gleich zeitig auftretenden Biegebeanspruchungen zu Brüchen führen kann. Diese bekannten Vorrichtungen sind daher nicht geeignet in allen den Fällen, in de nen man wegen der starken auftretenden Zugkräfte Gewinde verwenden muß, die zumindest im Bereich des Gewindeansatzes am Vollquerschnitt des Rohres konisch ausgebildet sind, um abrupte Querschnittsveränderungen zu vermeiden.

Es sind auch schon einfache Rohrverbindungen ohne Gewindemuffen bekannt, bei denen Bolzenrohr und Mutterrohr einander entsprechende zylindrische und konische Gewindebereiche aufweisen, wobei der zylindrische Gewindcbercich zwischen den beiden konischen Gewindebereichen liegt (USA.-Patciitschriften 2 204 754 und 2 187 798). Hierbei sind zwi sehen der Oberseite der trapezförmigen Gcwind> gänge des einen Rohres und den korrespondierenden Gewindegängen des anderen Rohres in zylindrischen Teilbereichen der Gewinde radiale Zwischenräume vorgesehen. Diese bekannten Verbindungen weisen jedoch im wesentlichen dieselben Nachteile auf wie die eingangs erwähnte Gattung von Verbindungen und sind auch nicht zur Vermeidung radialer Kräfte geeignet, weil an den Flanken der trapezförmigen Gewinde bei stärkeren Belastungen radiale Kräfte auftreten, welche die bereits geschilderten nachteiligen Folgen haben können. Auch bei Bicgcbelastungcn verhalten sich diese bekannten Verbindungen nicht zufriedenstellend, weil im konischen Gewindcbercich, verstärkt Vcrpressungcn auftreten, wenn im zylindrischen Bereich radiale Zwischenräume zwischen den korrospondicrendcn Gewindegängen vorgesehen sind. Es sind zwar auch einfache Rohrverbindungen mit rein konischen Gewinden bekannt, bei

denen zwischen den Gewindegängen des Mutterrohres Fi ^ 5 ist ein SchmU^d

und des Bolzenrohres radiale Zwischenräume vor- reich V der F ig. 4 in vergrouen

gesehen sind (USA.-Patentschrifl 2 206 166). Die tra- stellt _{k den ße}_

pezförmigen Gewindegänge verkeilen sich hierbei je- In den Fig.! bis sind ύκ^ . _def

doch beim Zusammenschrauben, was beim Auftreten 5 zugsz.ffern 1 und 2 ^u"^{d dl}™^w'ⁿ°^e , _{d 5 d}

von Biegekräften zu Verformungen führen kann, wel- Bezugsziffer 3 bezeichne^ D c EmIcn4 un

ehe die Lösbarkeit der Verbindung beeinträchtigen. Rohre 1 und 2 kommen miteinander in

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine werden axial gegenemandergeprUH. . _indebc.

Muffenverbindung mit hoher Festigkeit unter Ver- Die Höhe der Gcwmdeg ge der Oewmdeb

id d Af dil Käft chaffen io reich ^e/^leJ^lch^f"7

Muffenverbindung mit hoher Festigkeit un ^

meidung des Auftretens radialer Kräfte zu schaffen, io reich ^e/^leJ^lch^f"h_niu7der F i g. 1) befinden,

bei der trotz der Verwendung konischer Gewindebe- MUe der Muffe 3 (Abschnitt 1 deτι J

ÄⁿS5? ^{WirkUn8en SOkher GCWinde aUS8e}" S³^ G trh^^ic Gewinde^

^SL θ" EÄg löst die vorstehend genannte Auf- reichern den Enden des Innengewindes der Muffe 3

gäbe dadurch, daß bei st.rnseitig gegeneinander t₅ und am Gewmdeansatz der Rohre 1^d2«

preßten F.nden der Rohre über die ganze Gewinde- schem Verlauf, wobei die Hohe der uew'n g .

länge ein radiales Spiel zwischen den rechtwinkligen zum Gewindeansatz kontinuierlichen ^imt Gewinden der Rohre und der Muffe besteht und daß In der Fi g. 2 ist das Rohr 1 mrt£«« m *

die Gewin.ebe.iche der Muffe denen der Rohre ^^Ä

Die AuTgestahung nach der Erfindung weist den gen 6 von konstanter Gewindehöhe auf, ^rcm Vorteil auf daß infolge der durch das Gegeneinan- Höhe der Gew.ndegange 7 in R.chtung auf den derpressen der stirnseitigen Enden der Rohre erziel- windeansatz abnimmt. r.ewinde läßt sich

baren Verspannung ^aneinanderstoßenden Rohre Ein: derartige Abbildung deGrinde la« su*

als eine Einheit wirken, die infolge des radialen Spie- *₅ in einfacher Weise dadurcl ^ruchcn JaU^ma les zwischen den rechtwinkligen Gewinden eine Re- Gewinde im Endbereich d "Rohre 1 rrut emun lativbewegung der Rohre zur Gewindemuffe in ge- Werkzeug e.nschne.det, weich« in ^^en^ £„ wissem Umfange gestatten. Es können die Rohre sich nung von der Achse * ^ ^hr^ ¹™2Γ rüals Ganzes mit einer gewissen Krümmung biegen, der Gewindegange 6 geha en wird- ^l rtnd es ρ ο ohne daß hierdurch ein Verklemmen in der Muffe 30 gressiv von der Achse de s Rohres 1 ur Ue nt in stattfindet ^{schnitt der} Gewindegange 7 zurückgezogen w.ru.

Se Vorteile machen die erfindungsgemäße Ge- Diese Bearbeitungsweise hat zur FoIg,: Jß s.ch de windemuffenverbindung insbesondere für Veranke- Gewindegrund der Gewmdegange parallel zur Achse rungsgestänge von Spundbohlenwänden geeignet, die ^{des Κ}°^"1 ^ers^^kt. _Gewindemuffc 3 in ihrem an der Baustelle zusammen montiert werden müssen, 35 Gemäß F1 g. 3 weist ^{üie ue}.^w'" ' . _{nn kons}tanter ohne daß hierfür komplizierte Werkzeuge oder Ma- zentralen Bereich Gew.ndegange 8^ or^ konstan er schinen zur Verfügung stehen, so daß die Verbindun- Höhe auf. An1 diesen_Knti^en^lmdr^chc η Oewm gen relativ leicht montierbar und lösbar sein müssen. debere.ch schließen sicn ⁿ^Shc iro_ßre«iv in Infolge von Herstellungstoleranzen und Ungenauig- Ccw,ndebere,che9 an, J "g ^rc^v keiten der Montage und auch wegen de. fortlaufen- 40 Richtung auf die Enden der Mu ^"^ " den Schlag- und Torsionsbeanspruchungen solcher ^DeF^a^^GeW^^dcm"^fi.^

Gestänge ergeben sich sehr starke Biegemomente, die man leicht herste Ilen mdem ⁿl^a" ^v<
n ^j^ ^u'_ bei den bekannten Rohrverbindnngcn entweder zu ausgeht deren Innenflache ^^^ Sc einer völligen Unlösbarkeit oder gar zu einer Zersti:- lindnsch ist und sich von dort aus konisch rung führen. Bei solchen Rohrverbindungen werden 45 Enden erweitert.

keine besonderen Anforderungen an die Dichtigkeit Wie man aus der F,g. crseh^ann md

der Verbindung gestell;, weil lediglich die Zuführung Oberseiten der Gewmdegange 9 le,e"¹J."^ des Verankerungszementes und der Spezialflüssigkeit darauf zurückzuführen ist. daß Me in sichergestellt werden muß. Fläche eingeschnitten wurden

Die crfindungsgemäBe Verbindung erlaubt es, 50 Wie aus der F,_fe. 5 ersieht ^J'^^^^ ohne besondere Vorkehrungen Festigkeilen zu errei- geneigten Oberseiten der Ocwindeganfce ) ^n du. ehe, die etwa *,·,. der Festigkeit der Rohre selber ^^^^ SZ^TJ^unl** Zum besseren Verständnis der Erfindung wird Begrenzungen parallel zur Achse des Rohres 1 vcrdiese im nachfolgender,an Hand eines Ausführung* 55 laufcn _bercichc , _{dcrcr llie Höhc} der

^be^rSi^ ^^J hfe _? d^WiA«rj

^rSi^dun_gSgCm^ Ocwindcmuf- Ge^d^J,y abnimmt, hafen n_?

fenvefbindung für Rohre in einer übersichtszeich- -^£Ä ?£r ΚΪ

^nUnFVg^m2 vir"ä _Sch^aau.icht im größeren Maßstab einen 60 einandersloßen bevor nachteilige Wirkungcn der ko-

SchniS durch das Ende eines Rohres der Gewinde- "is^ Gewmdebe^ch-«^^·^, _xwi.

^mU^ 3.,h in einem re.ativ zur Fig. 1 sc^Jem Kopf L· den, Fu«a,lcr(«_S

^{i durch das} 1F^£ZS

""ρ f S SSS!ΐ Gewindemuffenverbin- geführt wird welcher bein,^nemaiu^sen der dung nach der Verschraubung; endscitigen Stirnflächen der Rohre MattfindH.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Gewindemuffenverbindung für Rohre mit endseitigen zylindrischen Gewindebercichen, die in Bereiche mit abnehmender Gewindehöhe übergehen und im zylindrischen Bereich radiale Zwischenräume gegenüber den Gewindegängen der Muffe aufweisen, wobei die tragende Gcwindeflanke eine Erzeugende hat, die senkrecht zur Gewindelängsachse verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß bei stirnscitig gegeneinandergepreßten Enden (4, 5) der Rohre (1, 2) über die ganze Gewindelänge ein radiales Spiel zwischen den rechtwinkligen Gewinden (6,7,8,9) der Rohre (1,2) und der Muffe (3) besteht und daß die Gewindebereiche der Muffe (3) denen der Rohre (1,2) entsprechen.