DE2210980B1

DE2210980B1 - Loesbare rohrverbindung, insbesondere bohrrohrverbindung

Info

Publication number: DE2210980B1
Application number: DE19722210980
Authority: DE
Inventors: Kurt 6602 Dudweiler E21c37O8 Blaschke
Original assignee: Stahl und Apparatebau Hans Leffer GmbH, 6602 Dudweiler
Priority date: 1972-03-07
Filing date: 1972-03-07
Publication date: 1973-08-23
Also published as: CH558872A; US3863959A; FR2175229A1; FR2175229B1; DE2210980C2; GB1365657A; IT981145B; JPS48101614A

Description

fiehlt es sich, die Nut für den konischen Sprengring bei ineinandergesteckten Rohrenden auszudrehen. Um eine zuverlässige Anlage der konischen schmalen Stirnflächen des Sprengringes an jeder Gegenfläche der Nut sicherzustellen, sieht die Erfindung vor, daß zur Festlegung der Zahngrenze einer Rohrverbindung in der Drehlage an dem einen Zahnkranz ein Nocken und an dem anderen Zahnkranz eine entsprechende Ausnehmung angeordnet sind, so daß die Einstecklage der Zahngrenze drehlagenmäßig bestimmt ist. Dies ist bei einer Rohrverbindung ohne Sprengring an sich bekannt, um Bohrungen zur Aufnahme von Verbindungsbolzen stets in gleicher Drehlage zueinander zur Deckung zu bringen (deutsches Gebrauchsmuster 6 600 001). In der Anwendung auf eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung kommt die Nut in der Gleichmäßigkeit und Absatzfreiheit wieder zustande, wenn die Rohrverbindung bei der Montage hergestellt wird, wie sie beim gemeinsamen Ausdrehen beider Rohrenden hergestellt wurde.

Der Gedanke, eine Bohrrohrverbindung so auszulegen, daß sie auch axiale Kräfte zu übertragen vermag, ist im Zusammenhang mit einer anderen Gattung von Rohrverbindungen bekannt (Patentschrift Nr. 59 760 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin). Die hierin beschriebene lösbare Rohrverbindung hat keine ineinandersteckbaren Zahnkränze an den Rohrenden, vielmehr werden zwei Rohrkragen unterschiedlichen Durchmessers schließend ineinander gefügt und durch umfangsverteilte Verbindungen gegeneinander verspannt. Diese Verbindungen bestehen aus jeweils einer inneren Kegelmutter mit konischer äußeren Paßfläche und einer mit einer entgegengesetzt gerichteten konischen Paßfläche versehenen äußeren Kegelmutter. Beide Muttern werden durch eine Bundschraube zentriert gegeneinandergezogen, so daß jeweils ein Kegelmutterpaar spielfrei innerhalb ihrer Kegelbohrung verspannt ist. Die Rohrverbindung ist in gleicher Weise zur Aufnahme von Drehschwingungen als auch axialen Vibrationen geeignet, jedoch ist die Montage der beschriebenen Rohrverbindungen äußerst umständlich. Von den zahlreichen umfangsverteilten dreiteiligen Verbindungselementen muß jeweils zuerst von innen die innere Kegelmutter eingesetzt und gegen Herausfallen gesichert werden, bevor das Rohrende mit dem äußeren Rohrkragen übergeschoben und dann die äußere Kegelmutter eingesetzt wird. Daraufhin müssen die verschiedenen Bundschrauben eingeschraubt werden. Diese an sich brauchbare Konzeption einer Rohrverbindung ist jedoch durch die Sprengringverbindung schon lange überholt, die gemäß der Erfindung nunmehr dahingehend verbessert worden ist, daß sie unter Beibehaltung ihres wesentlichen Vorteils der schnellen Herstellung der Rohrverbindung auch axiale Vibrationskräfte aufzunehmen vermag.

Bei der lösbaren Rohrverbindung nach der erwähnten Patentschrift Nr. 59 760 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin werden die Bundschrauben durch einen Sicherungsring nach DIN 472 im festgezogenen Zustande gesichert. Die Ringnut zur Aufnahme des Sicherungsringes muß also genau maßgerecht entsprechend der Bundstärke der Bundschraube eingestochen werden. Dies ist nicht mehr erforderlich, wenn gemäß der Erfindung die versenkten Spannschraubenköpfe gegen Federringe spannbar und in die Sackbohrungen für die Spannschraubenköpfe ein Sicherungsring nach DIN 472 in einem Abstand von den äußeren Schraubenkopfflächen der festgespannten Schrauben einsetzbar sind, wobei die Federringe derart ausgelegt sind, daß die Schraubenbolzen auch bei Anlage der Schraubenköpfe gegen die Sicherungsringe durch die Federringe beaufschlagt sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

ίο Rohrverbindung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht, zum Teil geschnitten,
F i g. 2 einen Querschnitt durch den Sprengring,
Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt, und

Fi g. 4 ein vergrößertes Detail zur Darstellung der Schraubensicherung.

F i g. 1 zeigt die beiden Rohrenden 1 und 2 im miteinander verbundenen Zustand. Das Rohrende 1 ist mit Zähnen 1 α und das Rohrende 2 ist mit Zäh-

ao nen2a versehen, die geneigte Flanken haben, also spielfrei ineinandergreifen. Die Zahnflanken können im Rahmen der Erfindung aber auch parallel zueinander verlaufen.

Die Außenseite der Zähne 1 α und 2 α ist zu einer

as umlaufenden Nut 3 ausgedreht, und zwar zweckmäßigerweise bei ineinandergesteckten Rohrenden. Erfindungsgemäß sind die beiden Stirnflächen 4 a und 4 b eines in die Nut 3 einlegbaren Sprengringes 4 ebenso wie die entsprechenden Gegenflächen der Nut 3, d. h. die gegenüberliegenden Begrenzungsflächen der Nut, leicht konisch ausgebildet, wobei der Konuswinkel zweckmäßig kleiner ist als der Reibungswinkel der Haftreibung zwischen den zusammenwirkenden Teilen 3 und 4.

Im Ausführungsbeispiel ist eine dichte Rohrverbindung dargestellt, indem das Rohrende 1 im Bereich der Höhe des Ineinandergriffes der Zähne 1 a, 2 α einen inneren Stahlring 5 trägt, der bei hergestellter Rohrverbindung gegen einen Dichtungsring 6 im anderen Rohrschuß 2 anliegt. Diese Einzelheit ist nicht Gegenstand der Erfindung.

Der Sprengring 4 ist im Ausführungsbeispiel zweiteilig. Jede Ringhälfte wird durch je zwei Paare von Spannschrauben 8, die wie aus F i g. 1 ersichtlich im Bereich der Stoßstellen eingesetzt werden, in die Nut 3 eingezogen. Bei der Festlegung der Abmessungen sowohl des Sprengringes 4 als auch der Nut 3 ist zu berücksichtigen, daß die Außenfläche des Sprengringes mit der Außenwandung des Rohres möglichst absatzfrei fluchten und die innere Ringfläche des Sprengringes auf der Grundfläche der Nut nicht aufliegen soll.

Es ist offensichtlich, daß auf Grund des keilförmigen Eingreifens des Sprengringes 4 in jede Nut-Ausnehmung eines jeden Zahnes axiale Vibrationskräfte schlagfrei aufgenommen werden.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß an der Kopffläche eines Zahnes 2 α eine halbkreisförmige Ausnehmung ausgearbeitet ist, in die ein Nocken 7 eingreift, der am gegenüberliegenden Zahngrund befestigt ist. Hierdurch lassen sich die Rohrenden nur in einer ganz bestimmten Drehlage zueinander ineinanderstecken. Wenn in dieser bestimmten Drehlage der beiden Rohrenden die Nut 3 ausgedreht wird, dann sichert der Ineinandergriff des Nockens 7 und der halbkreisförmigen Ausnehmung diese bestimmte Drehlage auch bei jeder Montage der Rohrverbindung. Die Nut 3 kommt damit immer wieder so zu-

stände, wie sie ausgedreht wurde, nämlich gleichmäßig und absatzfrei.

Für die Spannschrauben 8 ist eine besondere Schraubensicherung vorgesehen, die in Fig. 4 vergrößert dargestellt ist. Hierzu sind die versenkten Schraubenköpfe 8 α der Spannschrauben im Grunde ihrer Sackbohrungen im Sprengring 4 gegen Federringe 9 spannbar. F i g. 4 zeigt eine Spannschraube im fest angezogenen Zustand, in dem die äußere Schraubenkopffläche 8 b einen Abstand A von einem in die Sackbohrung eingesetzten Sicherungsring nach DIN 472 (sogenannte Seeger-Sicherung) 10 hat. Dieser Abstand A bzw. der Federweg des Federringes 9 sind so bemessen, daß der Schraubenkopf 8 α bis zum Anschlag gegen den Sicherungsring 10 zurückgedreht werden kann, ohne daß der Federring 9 spannungslos wird. Der Federring 9 hält damit die Zugkraft im Schraubenbolzen aufrecht, gegen die die Schraube sich nicht lockern kann. In der anderen Drehrichtung kann sich die Schraube 8 auch nicht lockern, da sie gegen den Sicherungsring 10 unter ίο Verspannung zurückgedreht wurde. Damit bleibt der Sprengring 4 in seine Nut 3 mit größtmöglicher Sicherheit eingezogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Bei dieser anderen Gattung einer Rohrverbindung Patentansprüche: sind der geteilte Federring sowie die entsprechenden Gegenflächen der Nut doppelkonisch ausgebildet,

1. Lösbare Rohrverbindung für ein- und damit zur Einstellung gewünschter Dichtungsverhältdoppelwandige Rohre, insbesondere Bohrrohr- 5 nisse das Zapfenende gegenüber der Muffe des anverbindung, bestehend aus an den Rohrenden deren Rohres in eine durch Anschlag definierte Lage der einzelnen Rohre vorgesehenen gleichartigen gerückt wird. Im Verbindungszustand der beiden Zahnkränzen, deren Zähne ineinandergreifen und Rohre liegt jedoch nur eine konische Ringfläche des auf ihrer Außenseite in gleicher Höhe eine Nut geteilten Federringes an einer Gegenfläche der Ringzur Aufnahme eines als Halter dienenden Spreng- io nut an; zwischen den gegenüberliegenden anderen ringes aufweisen, wobei der Sprengring durch konischen Ringflächen besteht ein Spiel. Diese Rohr-Spannschrauben in die Nut einziehbar ist, da- verbindung ist daher nicht dafür ausgelegt, axiale durch gekennzeichnet, daß die schmalen Vibrationskräfte zu übertragen.

Stirnflächen (4 a, 4 b) des Sprengringes (4) sowie Ausgehend von der Gattung einer lösbaren Rohr-

die diesen gegenüberliegenden Begrenzungs- 15 verbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1

flächen der Nut (3) leicht konisch ausgebildet ist festzustellen, daß der im Querschnitt rechteckige

sind und der Konuswinkel kleiner ist als der Sprengring nicht spielfrei in seine Nut eingesetzt

Reibungswinkel der Haftreibung zwischen den werden kann. Seine Aufgabe ist es ja auch nur, eine

Stirnflächen (4 a, 4 b) des Sprengringes (4) und preisgünstige Verbindung zweier Rohre herzustellen,

den angrenzenden Flächen der Nut (3). 20 die hohe Zug-, Dreh-, Radial- und Biegekräfte auf-

2. Rohrverbindung nach dem Anspruch 1, ins- zunehmen vermag. Dabei werden die Drehkräfte besondere unter Verwendung von ineinandergrei- von den ineinandergreifenden Zähnen der Rohrfenden Zahnkränzen, deren Zähne geneigte Flan- enden aufgenommen. Die bekannte Rohrverbindung ken haben, dadurch gekennzeichnet, daß zur ist daher in der Anwendung auf Bohrrohre vorteil-Festlegung der Zahnkränze (1 a, 2 a) einer Rohr- 25 haft, die zum Einbringen in das Erdreich Drehverbindung in der Drehlage an dem einen Zahn- schwingungen ausgesetzt werden.

kranz ein Nocken (7) und an dem anderen Zahn- Häufig werden Rohrverbindungen, insbesondere kranz eine entsprechende Ausnehmung ange- Bohrrohrverbindungen, zusätzlich oder ausschließordnet sind. lieh Vibrationsschwingungen unterworfen, die auch

3. Rohrverbindung nach den Ansprüchen 1 30 axial gerichtet sind, um das Eindringen in das Erd- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die versenk- reich zu erleichtern. Treten solche axial gerichteten ten Spannschraubenköpfe (8 α) gegen Federringe Schwingungen auf, so müssen diese von dem Spreng-(9) spannbar und in die Sackbohrungen für die ring übertragen werden, der aber — wie gesagt — Spannschraubenköpfe ein Sicherungsring nach aus fertigungstechnischen Gründen gegenüber der DIN 472 (10) in einem Abstand 04) von den 40 umlaufenden Nut in den verzahnten Rohrenden nicht äußeren Schraubenkopfflächen (8 b) der festge- spielfrei sein kann. Die Folge ist, daß die Nut und/ spannten Schrauben einsetzbar sind, wobei die oder der Sprengring durch harte schlagartige Be-Federringe (9) derart ausgelegt sind, daß die anspruchung zerstört wird. Auch eine denkbare Aus-Schraubenbolzen auch bei Anlage der Schrau- bildung der Zähne mit geneigten Flanken ändert benköpfe gegen die Sicherungsringe (10) durch 35 hieran nichts, da hierdurch lediglich Drehschwingundie Federringe (9) beaufschlagt sind. gen besser aufgenommen werden.

In Lösung der Aufgabe, eine lösbare Rohrverbindung mit Sprengring als Halterungsmittel gemäß dem

Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend weiter-

45 zubilden, daß hohe axiale Vibrationskräfte zerstörungsfrei aufgenommen werden können, sieht die

Die Erfindung betrifft eine lösbare Rohrverbin- Erfindung vor, daß die schmalen Stirnflächen des dung für ein- und doppelwandige Rohre, insbeson- Sprengringes sowie die diesen gegenüberliegenden dere Bohrrohrverbindung, bestehend aus an den Begrenzungsflächen der Nut leicht konisch ausgebil-Rohrenden der einzelnen Rohre vorgesehenen gleich- 50 det sind und der Konuswinkel kleiner ist als der artigen Zahnkränzen, deren Zähne ineinandergreifen Reibungswinkel der Haftreibung zwischen den Stirn- und auf ihrer Außenseite in gleicher Höhe eine Nut flächen des Sprengringes und den angrenzenden zur Aufnahme eines als Halter dienenden Spreng- Flächen der Nut. Auf diese Weise kommt der ringes aufweisen, wobei der Sprengring durch Spann- Sprengring in jeder Zahn-Ausnehmung, die bei ineinschrauben in die Nut einziehbar ist. Solche bekannte 55 andergesteckten Rohrenden die zusammenhängende Rohrverbindungen lassen sich mittels des Spreng- Nut bilden, nicht nur beiderseits spielfrei zur Anringes leicht herstellen und lösen, wobei der zahn- lage, sondern der Sprengring wird auch infolge der artige Ineinandergriff der beiden Rohrenden die bestimmten Bemessung des Konuswinkels bei der Weiterleitung von Drehmomenten auf beste Weise Aufnahme axialer Vibrationskräfte nicht aufgeweitet, ermöglicht (deutsche Patentschrift 1179 889 und 60 da keine radialen Kräftekomponenten wirksam wer-Patentschrift Nr. 38 192 des Amtes für Erfindungs- den können. Ein Ausschlagen der Nut oder eine und Patentwesen in Ost-Berlin). Zerstörung des Sprengringes ist daher nicht zu be-

Es sind ferner gewindelose Rohrverbindungen mit fürchten.

konischem Ineinandergriff eines Rohrzapfens in eine Die Erfindung ist in gleicher Weise für gezahnte

Rohrmuffe bekannt, bei der ein geteilter Federring 65 Rohrenden mit geraden und mit geneigten Zahnüber umfangsverteilte Spannschrauben in der Rohr- flanken anwendbar. Insbesondere bei geneigten muffe des einen Rohres in die Ringnut des Zapfen- Zahnflanken, welche Zahnform den beiden Rohrendes des anderen Rohres eingeführt werden kann. enden eine definierte Eingriffslage verleiht, emp-