DE2733163A1

DE2733163A1 - Rohrverbindung, insbesondere fuer bohrfeldrohre

Info

Publication number: DE2733163A1
Application number: DE19772733163
Authority: DE
Inventors: Jean Duret
Original assignee: Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Current assignee: Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-22
Publication date: 1978-01-26
Also published as: BR7704849A; RO84895B; DK332277A; PL111237B1; JPS5821157B2; UA6581A1; PL199800A1; EG12596A; HK6983A; GB1587836A; NL181224C; CY1169A; NO160271C; JPS5314411A; TR19693A; RO84895A; DK150950C; NO772625L; NL7708188A; US4494777A

Description

Vallourec (Usines al Tubes de Lorraine-Escaut et Vallourec Rfeunies) 7t Place Chancelier Adenauer, F-75016 Paris, Frankreich

Rohrverbindung, insbesondere für Bohrfeldrohre.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rohrverbindung zum Verbinden von Rohren, wobei ein Bolzenelement und ein Mutterelement mit entsprechenden Gewinden vorliegen und diese Elemente entweder an den Enden der Rohre oder an den Enden von Verbindungsmuffen vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können insbesondere beim Aneinanderreihen von Rohren in langen Rohrkolonnen Anwendung finden, um auf diese Weise eine Steigleitung für zu fördernde Flüssigkeiten zu bilden, oder um als Auskleidung der Bohrlöcher zu dienen, in denen entweder Erdöl, Erdgas, heisses Wasser oder andere Fluide aus dem Boden herausgeführt oder eingeführt werden. Die erfindungsgemäße Verbindung kann aber auch für andere Anwendungen vorgesehen sein.

Es ist bekannt, daß an den Verbindungsstellen der Rohre in solchen langen Rohrkolonnen, wie sie z.Bo für Bohrlöcher zur Ausbeutung von Erdölvorkommen verwendet werden, sehr schwierige Probleme auftreten· Es ist natürlich anzustreben, daß im Bereich der Verbindungsstellen die mechanischen Eigenschaften genau so gut sind, wie in den Rohren außerhalb der Verbindungsstellen_e

Um ein solches Ziel zu erreichen, sind zahlreiche Verbindungen vorgeschlagen worden, die darauf hinauslaufen, daß die Verbindungsstellen in Bezug auf die normale Rohrdicke selber wesentlich verstärkt sindo Diese Verdickung in den Verbindungsbereichen führt entweder zu einer Vergrößerung des Außendurchmessers oder zu einer Verminderung des Innendurchmessers oder zu beiden Folgen. Um eine solche Ver— dickung im Verbindungsbereich herzustellen, müssen spezielle kompli—

70988Λ/1076

zierte Arbeitsvorgänge bei der Produktion der Rohre durchgeführt werden. Im übrigen führen die Änderungen in den Abmessungen im Leitungsverlauf zu Schwierigkeiten in einer großen Anzahl von Anwendung sfä11en·

Wenn man dagegen die Forderung aufstellt, daß die Dicke im Verbindungsbereich nicht verschieden von der normalen Wanddicke der Rohre außerhalb des Verbindungsbereiches sein soll, muß man durchgehend gleiche Innen- und Außendurchmesser vorsehen. Man wird dann ohne Rücksicht darauf, welche Gewindeart man für die Bolzen- und Mutterrohrelemente wählt (zylindrisch, stufenförmig oder konisch) zu Dicken im Verbindungsbereich kommen, bei denen nicht nur die Dicken der Bolzen— und Mutterelemente, sondern auch die Summe der Dicken dieser Elemente nicht gleich der Wanddicke der Rohre ist, weil im Gewindebereich Material entfernt wird und Hohlräume entstehen. Hieraus resultiert die Tatsache, daß der Widerstand der beiden Verbindungselemente gegen longitudinale Zugkräfte geringer ist als die der Rohre selber· Man kann in vielen Anwendungen eine solche Verminderung der Zugfestigkeit zulassen, die Verminderung der Dicken im Gewindebereich der Verbindung hat jedoch andere weitaus schwerwiegendere Nachteile_o

Jedes der Bolzen- und Mutterelemente weist schon wegen der verminderten Dicke auch einen verminderten Widerstand gegen Druckwirkungen auf, welche durch innerhalb oder außerhalb der Rohrleitung befindliche Fluide hervorgerufen werden. Hierbei kommt es insbesondere auf den Differenzdruck zwischen dem Außen- und Innendruck an„ Je nach den Anwendungsbedingungen ist der Differenzdruck von innen nach außen oder umgekehrt gerichtet« Wenn man nicht die Wandungsdicken der Elemente im Verbindungsbereich vergrößern will, muß man eine absolute Dichtigkeit an den beiden Enden des Gewindes erzielen, welches das Bolzen- und Mutterrohrelement miteinander verbindet, um auf diese Weise jedes Eindringen eines Fluidendruckes in die Zwischenräume zwischen den Gewindegängen zu verhindern. Es ist jedoch relativ einfach, eine wirksame Abdichtung gegen den Außendruck oder Innendruck zu bewerkstelligen, dagegen wesentlich schwieriger, eine wirksame

— 3 —

7 0 9 a 8 U 11 0 7 S

Dichtung in beiden Richtungen vorzusehen. Eine solche Forderung führt zu Verbindungen z.B. nach der FR-PS 2 04-7 274-, die ziemlich kompliziert und kostspielig sind.

Es gibt zahlreiche Anwendungsfalle, bei denen über die Längserstreckung der Bohrkolonne die Richtung des Differenzdruckes sowohl in zeitlicher als auch in örtlicher Hinsicht veränderlich ist, was insbesondere von der Tiefe abhängig ist, in der sich die jeweiligen Verbindungen der Rohrkolonnen befinden.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Probleme zu lösen und eine Verbindung für zylindrische Rohre, insbesondere für sehr lange Rohrkolonnen im Bereich der Erdölbohrtechnik aufzuzeigen, die es ermöglicht, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, wobei keine Verdickung oder sonstige Verstärkung im Verbindungsbereich vorgesehen ist, so daß innen und außen eine kontinuierlich sich fortsetzende zylindrische Fläche ohne herausragende Teile geschaffen wird.

Gemäß einer AusführungsVariante der Erfindung ist im Verbindungsbereich eine geringe Überdicke gegenüber der Wanddicke im normalen Rohrbereich vorgesehen, indem entweder der Außendurchmesser im Verbindungsbereich leicht vergrößert oder der Innendurchmesser leicht verringert wird, ohne daß dabei die Geometrie der Verbindung selber eine Abänderung erfährt.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verbindungen aufzuzeigen, die mechanisch in perfekter Weise dem Differenzdruck widerstehen können, ohne Rücksicht darauf, ob dieser nach innen oder nach außen gerichtet ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Verbindung zu schaffen, die eine perfekte Abdichtung von innen nach außen bzw_o umgekehrt ermöglicht.

709884/1075

-JX-

Außerdem gestattet die Erfindung eine Verbindung zu schaffen, die eine Einschraubbegrenzung aufweist, welche im Falle einer übermässigen Verschraubung bei unrichtiger Handhabung der hierfür verwendeten Werkzeuge keine nennenswerte Deformation an den Enden der Verbindungselemente hervorruft, so daß man sowohl Verformungen als auch ein vollständiges oder teilweises Auseinanderdrücken der Gewinde in der Nähe der Anschlagflächen vermeiden oder zumindest doch auf ein zulässiges Maß reduzieren kann.

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung der Enden von Rohren oder ähnlichen Teilen, die ein Bolzenelement mit Außengewinde und ein Mutterelement mit Innengewinde aufweist, in das das Außengewinde einschraubbar ist, wobei diese Gewinde zumindest über den größeren Teil ihrer Längserstreckung komplementäre hinterschnittene Gewinde— gänge und Einschraubbegrenzungsflächen zur Vermeidung einer übermässigen Verschraubung des Bolzenelementes mit dem Mutterelement aufweisen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die hinterschnittenen Gewindegänge bis in die Nähe der jeweiligen Einschraubbegrenzungen progressiv abnehmend auslaufen, wobei durch das Ineinandergreifen der Gewindegänge mit hinterschnittenem Winkel und das Zusammenwirken der Anschlagschulter des einen Elementes mit der Gegenschulter des anderen Elementes eine radiale Verhakung der Gewinde bis in unmittelbare Nähe der zugeordneten Einschraubbegrenzungsschultern des Bolzen- und Mutterelementes erfolgt·

Unter Gewinden mit hinterschnittenem Winkel oder hinterschnittenen Gewinden im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man Außen- und Innengewinde, bei denen die Tragflanken, das sind die Flanken, die gegeneinandergedrückt werden, wenn Bolzen- und Mutterelement der Verbindung einer axialen Zugtraft unterzogen werden, die dazu tendiert, die beiden Gewinde auseinanderzudrücken, mit der geometrischen Achse der Verbindung einen Winkel von weniger als 90° bilden, so daß jedes radiale Auseinanderrücken der Gewinde gesperrt und damit unmöglich gemacht wird, es sei denn, daß eine axiale Verschiebung stattfindet, welche die beiden Tragflanken der Gewinde so weit auseinanderrückt,

709884/1076

daß diese gewissermaßen aus der verhakten Stellung freigesetzt werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung in der kombinierten Verwendung von solchen Hintersehneidungsgewinden liegt, die sich bis in die unmittelbare Nähe eines Anschlages erstrecken und dem Anschlag selber, der aus zwei Schultern besteht, die miteinander so zusammenwirken, daß beim Auftreten eines eine radiale Trennung bewirkenden Differenzdruckes jede axiale Bewegung, die ein genügendes Auseinanderrücken der Tragflanken bewirken könnte, durch die in Anschlag befindlichen Schultern verhindert wird, wobei auch wegen der kombinierten Verwendung hinterschnittener Gewinde Jede tonnenförmige Verformung der Enden des Mutterrohrelementes verhindert wird.

Bei einer bevorzugten besonderen Ausführungsform der Erfindung weisen die Gewindegänge der hinterschnittenen Gewinde einen parallelogrammförmigen Querschnitt auf oder sind zumindest trapezförmig, wobei die Trapezform der Parallelogrammform nahe kommt.

Die wirksame Eingriffsbreite, d.h_o die Entfernung zwischen zwei Flanken eines Gewindeganges an der Basis des Gewindes, liegt vorteilhafterweise zwischen dem 1,5 bis 2,5-fachen, vorzugsweise dem 1,8 bis 2,2-fachen der effektiven Gewindehöhe. Diese Werte gelten für fabrikneue Gewinde und werden mehr oder weniger dadurch vermindert, daß sich im Zuge des wiederholten Zusammenschraubens der Verbindung Verschleißerscheinungen ergebene

Diese Kennzeichen ermöglichen es, eine genügende Festigkeit der Gewinde zu gewährleisten und die Verhakung der Gewindegänge der Außen- und Innengewinde selbst unter sehr ungünstigen Bedingungen sicherzustellen«, Diese liegen vor, wenn starke Differenzdrucke vorhanden sind und im übrigen geometrische von Fabrikationstoleranzen herrührende Abweichungen der Hinterschneidungswinkel, der Ganghöhe der Gewinde in Bezug auf die gesamte Längserstreckung des Gewindes usw. vorliegen,

709884/1076

die beim Zusammenschrauben und im Betrieb zu einem elastoplastischen Abscheren des Metalles unter den Flanken führen können, ohne daß dabei die Gewindegänge selber in einer ins Gewicht fallenden Weise geschwächt werden.

Je ungünstiger die Betriebsbedingungen und die Größe des Differenzdruckes sind, desto mehr empfiehlt es sich, den Plankenwinkel der Tragflanken der Gewinde zu vermindern, d_oh. den Winkel zwischen der Tragflanke und einer Ebene senkrecht zur Verbindungsachse zu vergrößern·

Dieser Winkel kann berechnet werden und es ist festzustellen, daß er sehr groß sein kann. Es kann beispielsweise in der Größenordnung von 38 in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur Achse sein. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß bei den erfindungsgemäßen Verbindungen ein zufriedenstellendes Verhalten bereits erzielt werden kann, wenn kleinere Winkelwerte verwendet werden, die zwischen 10° und 20° liegen«,

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der E_rfindung wird der Anschlag durch eine eingezogene Schulter für das eine der Verbindungselemente und eine entsprechend vorspringende Schulter für das andere Element gebildet und weist gleichzeitig eine Einschraubbegrenzungsfläche und eine Dichtfläche auf. Dabei können die Schultern als bikonische Flächen ausgebildet sein, so daß die eingezogene Schulter eine Keilnut und die vorspringende Schulter den zugeordneten Keil darstellt. Bei einer solchen Ausführung weist die eine Schulter einen inneren Schulterbereich auf, der konisch konkav ausgebildet ist, während sich an diesen Schulterbereich ein benachbarter äußerer Schulter— bereich anschließt, der eine konisch konvexe Fläche bildet, die allerdings auch so steilkonisch sein kann, daß sie in eine fast zylindrische Fläche übergeht. Die andere zugeordnete Schulter am anderen Element weist einen inneren konisch konvexen Schulterbereich auf und ist von einem äußeren konisch konkaven Schulterbereich umgeben, der im Grenzfall auch eine im wesentlichen zylindrische Fläche sein kann. Diese sich entsprechenden Flächen des Bolzen— und Mutterelementes kön—

Ϋ0988 W1078

-JT-

2733iöJ

nen entweder komplementär, oder aneinander angepasst ausgebildet sein, und zwar unter Berücksichtigung der Tatsache, daß bei der Kontaktgabe von Schulter und Gegenschulter sowohl eine Anschlagbegrenzung als auch eine Dichtung anzustreben ist, wobei Anpassungsmöglichkeiten für die hierfür vorgesehenen Schulterbereiche gegeben sind.

Der Anschlag befindet sich vorzugsweise außen. Dies bedeutet, daß die Schulter des Mutterelementes am freien Ende desselben verläuft, während das Bolzenelement eine entsprechende Gegenschulter an seiner Basis aufweist.

Die Wahl zwischen den beiden Lgsungsmöglichkeiten hängt von verschiedenen Überlegungen betrieblicher Art ab, wobei die Lösungsmöglichkeit mit dem Anschlag im äußeren Bereich dazu führt, daß, wenn das Mutterelement in axialer Richtung gegen das Bolzenelement komprimiert wird, das Ende des Mutterelementes tonnenförmig in radialer Richtung nach außen deformiert wird, so daß die Innengewinde die Tendenz haben, sich radial aus den Außengewinden herauszudrücken,, Diese Tendenz des Auseinanderspreizens der Gewinde wird jedoch durch die Erfindung vermindert· In dem Falle, in welchem der Anschlag auf der I_nnenseits der Verbindung verläuft, liegen die Verhältnisse anders. In diesem Falle hat zwar auch das Bolzenelement die Tendenz, sich tonnenförmig zu deformieren, die Tendenz zur tonnenförmigen Verformung wikt jedoch im Sinne einer verbesserten Interpenetration der Gewinde, wobei das Außengewinde gewissermaßen noch enger in das Innengewinde hereinge— drückt wird.

In beiden Fällen bringt die Erfindung bei ungeschickter Handhabung, die häufig in dem rauhen Betrieb stattfindet, eine Erhöhung der Robustheit der Verbindung, indem sie Deformationen entweder ganz verhindert, oder wesentlich vermindert, wodurch auch die Deformation der Anschläge unterbleibt, was wiederum das teilweise oder vollständige Auseinanderspreizen im Bereich der Gewindegänge, die in der Nähe des Anschlagbereiches verlaufen, unterbindet bzw. reduziert.

709884/107S

Vorteilhafterweise können die inneren und äußeren Schulterbereiche der Schultern und Gegenschultern so dimensioniert werden, daß eine konischen (oder ähnlich ausgebildeten) Schulterbereichsflächen hauptsächlich die Rolle der Dichtfläche und die andere Schulterbereichsfläche hauptsächlich die Rolle der Einschraubbegrenzung übernimmt. Hierbei können die inneren und äußeren Bereiche der Schultern, also die beiden Schulterbereiche {Jeder Schulter ihre Rolle wechseln, so daß je nach der Richtung des Differenzdruckes die Dichtung einmal an dem einen und einmal an dem anderen Schulterbereich stattfindet·

Der als Einschraubbegrenzung dienende Schulterbereich ist vorzugsweise sowohl beim Bolzen- als auch beim Mutterelement der Schulter— bereich mit der größeren Radialerstreckung, wobei die Längserstrekkung der Basisfläche das 1,8-fache oder mehr der wirksamen radialen Erstreckung beträgt. In dem Falle, wo die Verbindung eine Muffe mit zwei Mutterelementen und zwei Innenschultern verwendet, welche etwa in der Mitte der Muffe nahe nebeneinanderliegen, sollte die Entfernung zwischen den beiden Schultern wenigstens das 3f6—fache bis 5-fache der gesamten Radialerstreckung der Schultern betragen.

Außerdem sollet der Winkel, den die Konen der Schulterbereiche für die Einschraubbegrenzung mit einer Ebene senkrecht zur Achse bilden, vorzugsweise zwischen 15 und 20° liegen.

Der Winkel des anderen Schulterflächenbereiches, der vorzugsweise der Dichtung dient, kann in Bezug auf eine zur Rohrachse senkrechte Ebene erheblich größer sein und bis zu 90° betragen, so daß dieser Bereich sogar einen praktisch zylindrischen Verlauf annehmen kann.

Ein solcher Anschlag ergibt eine große Festigkeit gegen radiale Kräfte und ist zunächst dazu bestimmt, den Differenzdruck des Fluids aufzunehmen und eine vollkommne Dichtung herbeizuführen. Der Anschlag, der aus Schulter und Gegenschulter besteht, dient auch dazu, einer tonnenförmigen Verformung für den Fall entgegen zu wirken, daß ein übermässiger Axialdruck z_oB. durch eine übermässige Verschraubung ent-

709884/107S

steht. Der Anschlag dient im übrigen dazu, den Druck auf den konischen Schulterbereich zu erhöhen, welcher die kleinere radiale Ausdehnung hat und nicht aus der Wandung herausragt, damit einerseits die Hauhigkeiten der Bearbeitung und die Beschädigungen infolge Schlag und Stoß durch Verformungen in diesem Flächenbereich ausgeglichen werden können. Beschädigungen dieser Art können insbesondere an der Baustelle erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft das hintergeschnittene Gewinde zwar allmählich, aber um so schneller aus, je mehr es sieh dem Anschlag des Elementes nähert, welches das Gewinde trägt. Vorzugsweise beträgt der Auslaufbereich des Gewindes etwa 1-7 Gängen (Schritt- oder Ganghöhen) des Schraubengewindes.

Diese Maßnahme erlaubt es, die Kompaktheit oder Materialdicke in der Umgebung der Anschläge zu vergrößern, wie dies auch bei anderen schon bekannten Verbindungen der Fall ist. Dies weist außerdem den zusätzlichen Vorteil auf, daß einerseits die Schultern näher an dem wirksamen Teil der Gewinde angeordnet werden können, weil einerseits infolge des hinterschnittenen Winkels die Verhakung der tragenden Flanken selbe* dann lange wirksam bleibt, wenn die Flanken eine erheblich verminderte Eindringhöhe haben und andererseits in Fällen, in denen ein nicht auslaufendes Gewinde vorgesehen wird, die Notwendigkeit bei verschiedenen Maschinentypen besteht, aus Gründen der Herauslösung des Werkzeuges aus dem Gewinde am Gewindeende in der Nähe des Anschlages einen auslaufenden Hohlgang vorzusehen, der in Bezug auf die Verhakung der Elemente keine Wirkung erbringt und sich über eine relativ große Länge erstreckt. Schließlich ist ein schräges Herausführen des Werkzeuges aus dem Gewinde nicht bei allen Maschinen durchführbar und benötigt einen großen axialen Abstand, der die Entfernung zwischen Schulter und auslaufendem Gewindeende erhöht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Gewin— degänge einen parallelogrammförmigen oder einen trapezförmigen Quer—

- 10 -

709884/1076

schnitt, der einem paralIeIogrammförmigen Querschnitt nahekommt.
Dies hat den Vorteil, daß die Gewinde mit üblichen Gewindeschneidmaschinen hergestellt werden können, indem eine einfache progressiv erfolgende radiale Verstellung des Werkzeuges vorgenommen wird, ohne daß eine Änderung der axialen Ausdehnung der Gewindegänge stattfindet, was es ermöglicht, ein auslaufendes Außengewinde zu erzeugen,
welches in wirksamer Weise mit dem auslaufenden Innengewinde zusammenarbeitet.

Infolge der radialen Verstellung des Werkzeuges während des Gewindeeinschneidens kann eine leichte axiale Versetzung der Flanken des Innenund Außengewindes stattfinden, welche gewissermaßen auf eine
Änderung der Ganghöhe der Gewinde hinausläuft. Indem in richtiger
Weise dasjenige der beiden Elemente gewählt wird, welches im Auslaufbereich eine scheinbar höhere Ganghöhe hat, kann man bei der Verschraubung erreichen, daß der erste kraftfreie K_ontakt der Gewinde
an einer relativ anschlagfernen Stelle eintritt und daher die die
Versetzung der Gewinde aufnehmende Kraft wesentlich verkleinert wird und nur geringe Spannungen im Werkstoff erzeugt.

Bei einer Variante der Ausführungsform von auslaufenden Gewinden
kann am Ende des Auslaufbereiches eine immer noch genügende Höhe
der Gewinde für die Erfüllung der gewünschten Funktion vorliegen,
was bereits dann der Fall ist, wenn das eingeschnittene Gewinde zwischen 15 und 40% der Normalhöhe der Gewindegänge beträgt.

Das erfindungsgemäße Gewinde kann so ausgeführt werden, daß es vor
der agressiven Wirkung der Innenflüssigkeit geschützt wird, und eine kontinuierliche Innenfläche von einem Rohr zum anderen vorliegt, wodurch die Ursache der Bildung von Turbulenzen und einer Verminderung der Durchflußmenge beseitigt werden kann, während gleichzeitig die
Dichtung gegen das im Rohrinnern befindliche Fluid selbst in dem
Fall gegeben ist, wo der Anschlag an der Außenseite verläuft.

Bei dieser Ausführungsform verwendet man Rohre, deren Enden die Bolzenelemente der Verbindungen bilden und die mit Muffen zusammen wir—

- 11 -

V0988A/107 6

2733IbJ

ken, deren Enden beidseitig Mutterelemente bilden* 3ei einem solchen Verbindungstyp, bei dem die beiden Mutterelemente beiderseits der mittleren Ebene der Muffe verlaufen, befinden sich die Anschläge auf der Außenseite der Bohrleitung, d.h_o an der Außenseite der Muffe, Die Rohre mit den Bolzenelementen weisen an den Enden eine längliche Lippe auf, die konisch auslaufen kann oder vorfcugsweise eine zylindrische Gestalt mit einer Abfasung hat. Diese Lippen wirken mit einer steilkonischen oder zylindrischen Fläche am zentralen Bereich der Muffe zusammen, um eine Dichtung zu ergeben, wobei zwei Lippen von zwei aufeinanderfolgenden Rohren miteinander Kontakt bekommen können, um auf diese Weise die Kontinuität der Innenfläche zu erzielen_o Vorzugsweise kann ein kleiner Zwischenraum im umfänglichen Bereich der Kontaktzone geschaffen werden, um eine Deformation des Materials der lippenförmigen Bereiche zu ermöglichen.

Bei einer Ausführungsvariante können die beiden Lippen in einer gewissen Entfernung voneinander verlaufen, so daß ein Dichtungselement zwischen den beiden Enden der Bolzenelemente eingesetzt werden kann.

Die Dichtung kann auch durch eine innere Schicht oder Auskleidung auf der Innenfläche der Bolzenrohre,auf der Außenfläche der Lippen der Bolzenelemente und auf der Innenfläche des Muffenelementes im zentralen Bereich zwischen den beiden Zonen erfolgen, wo Dichtkontakte mit den Lippen der beiden benachbarten Bolzenelementen stattfindet.

Vorzugsweise sind die lippenförmigen Ansätze von geringer Dicke, um dadurch ihre Verformung zu erleichtern. Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im nachstehenden anhand von Ausfiihrungsbeispiel en in den nachfolgenden Zeichnungen veranschaulicht.

Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform mit Außenanschlag;

Fig. 2 veranschaulicht die Erfindung gemäß Fig. 1 in vergrössertem Maßstab im Bereich des Außenanschlages;

- 12 -

709884/107S

Fig. 3 ist ein Axialschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung mit Innenanschlag;

Fig. 4 stellt eine detaillierte Ansicht der Verbindung der Fig. 3 in der Anschlagzone dar;

Fig. 5 veranschaulicht einen Gewindegang im Axialschnitt und vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 stellt einen Axialschnitt durch den auslaufenden Teil eines Gewindes dar, wie es der Ausführungsform der Fig. 1 entspricht;

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung gemäß Fig. 6;

Fig. 8 veranschaulicht einen Axialschnitt einer Verbindung gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Fig. 1;

Fig. 9 bis 12 sind Axialschnitte durch verschiedene Ausführungsformen der Erfindung» bei denen sich eine kontinuierliche Innenfläche der Rohrkolonne ergibt·

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht die Verbindung aus zwei Bohrenden, die miteinander verschraubt werden, nämlich einem Bolzenelement 1 am Ende des einen Rohres und einem Mutterelement 2 am Ende dee anderen Rohresο Das Bolzenelement 1 weist von der Nahe seines Endes an ein Gewinde 4 auf, welches in die konisch äußere Fläche des Bolzenelementes 1 eingearbeitet ist» Das Mutterelement 2 am Ende des anderen Rohres weist ein komplementäres Gewinde 5 auf, welches in die konische I_nnenflache des Mutterelementes eingeschnitten ist. Das Innengewinde erstreckt sich dabei bis zur Basis 6. Die beiden komplementären Gewinde 4 und 5 erstrecken sich bis in die Nahe des Anschlages 7, dessen Form deutlicher aus der vergrößerten Darstellung der Fig. 2 hervorgeht« Der Anschlag, der sich auf der Außenseite der Verbindung befindet, weist zwei Schultern auf, nämlich eine eingezogene, z.B. keilnutfönnige Schulter am Bolzenelement 1 und eine vorspringende, ZoB. keilförmige Schulter am Mutterelement 2· Die keilnutförmige Schulter 7 weist außenseitig eine erste konisch konkave Schulterbereichsfläche 8 auf, die mit einer Ebene senkrecht zur Achse einen

_ 13 -70988W107S

Winkel a bildet. Auf der Innenseite der keilnutförmigen Schulter 7 befindet sich die konisch konvexe Fläche 9 des zweiten Schulterbereiches, der mit einer Ebene senkrecht zur Hohrverbindungsachse einen Winkel b bildet, welcher wesentlich größer ist als der Hinkel a· In entsprechender Weise weist die keilförmige Schulter im äußeren Bereich eine konisch konvexe Fläche 10 auf, die auch unter dem Winkel a verläuft, während die konisch konkave Fläche 11 des inneren Schulterbereiches unter dem Winkel b angeordnet ist und gegen die Fläche 9 zum Anschlag kommto Die Fläche 11 setzt sich nach innen in eine steilkonische oder zylindrische Fläche 12 fort, die einer ähnlich ausgestalteten Fläche 13 des Bolzenelementes gegenüberliegt, wobei die beiden Flächen 12 und 13 in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind. Wenn man die beiden Elemente ineinander— schraubt, kommen die Schultern nach einer gewissen Zeit zum Anschlag, so daß man in diesem Falle einen Kontakt der Schulter mit der Gegenschulter in den verschiedenen zugeordneten Bereichen erhält. Es ist außerdem klar, daß im Falle eines von außen nach innen gerichteten Differenzdruckes, also im Falle eines äußeren Überdruckes die Flächen 9 und 11 noch stärker aufeinandergepreßt werden und somit eine Verstärkung des Dichtdruckes erfolgt. Im Falle eines inneren Überdruckes sind es die Flächen 8 und 10, die im Sinne einer Erhöhung des Eontaktdruckes zusammengepreßt werden.

Die Gewindegänge 14 des Gewindes 4 und die Gewindegänge 15 des Gewindes 5 weisen im wesentlichen die Form eines Parallelogrammes auf. E₈ ist ersichtlich, daß ihre Tragflanken, also die Flanken 16, 17» einen hinterschnittenen Winkel bilden, dessen G_röße durch den Bogen t wiedergegeben wird«, Unter diesen Bedingungen wird in dem Falle, wo durch irgendeine Ursache das Ende des Mutterelementes in radialer Richtung nach außen gedrückt wird, infolge deB hinterschnittenen Gewindegänge 14, 15 eine Verhakung erreicht, welche die Bolzen- und Mutterelemente so fest miteinander verbindet, daß eine radiale Aufweitung des Mutterelementes 2 durch den Widerstand ausgeglichen wird, den das Bolzenelement 1 dadurch erzeugt, daß der Eontakt zwischen den Schultern des Anschlages jede Axialbewegung in einer Richtung verhindert, die ein axiales Auseinanderrücken von Innen- und Außengewinde

709884/1075

bewirken könnte. Hierbei können die Kräfte, die zu einer solchen radialen Aufspreizung des Innengewindes führen, z.B. durch ein übermäßiges Verschrauben, einen Druck zwischen den beiden Gewinden oder auf irgendeine andere Ursache zurückgehen, die sich im Betrieb und beim Zusammenbau der Verbindung ergeben kann_o

Die Erfindung unterscheidet sich daher durch diese neue Kombination insbesondere von den Verbindungen des bekannten Standes der Technik, die in gewissen Fällen an den gestauchten oder verdickten Enden Gewinde mit leicht hinterschnittenen Winkeln allein zu dem Zweck aufweisen, die Reibung zwischen den Gewindeflanken zu erhöhen und auf diese Weise das Auseinanderdrücken der Gewinde im Falle einer zu starken axialen Zugtraft zu vermeiden.

In den Fig. 3 und 4- sieht man ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die konischen Gewinde 4- und 5 mit einem entsprechenden Hinterschneidungswinkel miteinander verhakt sind, wobei aber der Anschlag 16 sich diesmal auf der Innenseite befindet und am inneren Ende des Bolzenelementes verläuft. Man sieht, daß diesmal das Mutterelement 17 eine innere konisch konvexe Schulterbereichsfläche 19 aufweist, die mit einer konisch konkaven Fläche 20 am vorderen Ende des Bolzenelementes 18 zusammenwirkt. Die kotisch konkave Fläche 20 bildet dabei einen Winkel c mit einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Rohrverbindung verläuft_o Die umfänglich den inneren Schulterbereich 19 umgebende Fläche 21 des anderen Schulterbereiches des Mutterelementes weist eine konisch konkave Form auf und wirkt mit einer konisch konvexen äußeren Schulterbereichsfläche 22 des Bolzenelementes 18 zusammen, welches mit einer Ebene senkrecht zur Achse der Rohrverbindung einen Winkel d bildet.

Bei dieser Ausführungsform sind das Bolzen- und Mutterelement fest durch das Zusammenwirken der hinterschnittenen Gewinde und des Anschlages 16 miteinander verbunden» Wenn jetzt unter Wirkung genügender Kräfte die Tendenz einer tonnenförmigen Verformung des Bolzenele— mentes 18 entsteht, so erfolgt eine noch stärkere Anpressung desselben an das Mutterelement, so daß insgesamt die Funktionsweise dieser

- 15 Ϋ09884/1076

Verbindung noch günstiger ist,

In der Fig. 5 ist die Form der Außengewindegänge 14 und der Innengewindegänge 15 der Bolzen— bzw. Mutterelemente nach der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 dargestellt.

Die Winkelwerte der hinterschnittenen Gewinde sind nicht ausgelegt, um einen Gleitwiderstand der Gewindeflanken gegeneinander zu erzeugen, sondern sie dienen zur Erzielung einer möglichst großen FesCigkeit in bezug auf das hinter den Tragflanken der Gewinde liegende Metall. Hierbei sind die Gewindeflanken für die ungünstigsten Fälle ausgelegt, also die Fälle, in denen der stärkste Axialdruck auf die Trageflanken der Gewinde mit der größmöglichen Radialkraft zusammenwirkt.

Die Breite eines Gewindeganges ist so festgelegt, daß sich die gewünschte Zugfestigkeit gegenüber axialen solchen Belastungen erpibt, welche die beiden Elemente in axialer Richtung voneinander zu trennen bestrebt sind.

Um den größtmöglichen axialen Beanspruchungen, die durch den Vektor A veranschaulicht sind, widerstehen zu können, wird die Eingreifbreite der Gewindegänge nach der Fertigung in der Werkstatt entsprechend einem Wert bemessen, bei dem alle Beanspruchungen auch im Falle eines Verschleißes und von Deformationen aufgenommen werden können, wie sie sich beim Zusammenschrauben und Lösen der Verbindung ergeben. Wenn man außerdem die höchstmöglichen radialen Kräfte, die durch den Vektor B dargestellt sind, berücksichtigt, so erhält man eine resultierende Kraft F, deren Vektor eine Schrägrichtung zur Achse der Rohrverbindung aufweist. Erfindungsgemäß verläuft die Tragflanke 16 unter einem solchen Winkel t, daß die Flanke etwa senkrecht zu der resultierenden Kraft F verläuft, wenn die Kraft F nicht zu sehr gegenüber der Achse der Verbindung geneigt ist. Es ist daher erforderlich, die Breite der Flanke über die Eingriffsbreite e hinaus auf die Breite 1 zu vergrößern. Die Diagonale des Parallelogrammes erstreckt sieh

- 16 -

709884/1075

also auch parallel zur Resultante F, so daß das Gewinde der resultierenden Kraft F einen maximalen Widerstand entgegensetzt. Es versteht sich von selber, daß aus Gründen der Fabrikationstechnik der Winkel t nicht übertrieben stark ausgebildet sein kann. In der Praxis kann man einen Winkel t zwischen 10 und 25° zulassen, obgleich er auch größer gewählt werden kann, wenn dies erwünscht ist«, Im allgemeinen kann in der Praxis ein Winkel t zugelassen werden, der geringer als der Idealwert ist, welcher dem Verlauf der resultierenden Kraft F entspricht, so daß eine geringe Resttendenz einer Gleitwirkung zwischen den Flanken 16 und 17 zwar vorhanden ist, aber erfindungsgemäß durch die Ausbildung des Anschlages kompensiert wird.

Man entnimmt der Zeichnung, daß alle Abstände, z.B· die Abstände 1, oder die wirksame Höhe h der Gewinde so gewählt worden sind, daß nur die tatsächlichen wirksamen Abmessungen berücksichtigt werden, also abgerundete oder abgefaste Teilbereiche nicht berücksichtigt werden, die sich aber bei der Bearbeitung unvermeidbar ergeben.

In der Fig. 5 sind im übrigen die Gewinde so veranschaulicht, wie sie unter Betriebsbedingungen zusammenwirken. Da man die Gewinde in der Werkstatt herstellt, muß man im Auge behalten, daß Toleranzen und Fehler nicht nur bezüglich der Ganghöhe der Gewinde vorliegen, sondern auch die Breiten der Gewindegänge so gewählt werden müssen, so daß die Eingriffsbreiten e ein gewisses Übermaß im Hinblick darauf aufweisen, daß nach dem Zusammenschrauben und dem Verformen der in Fig. 5 veranschaulichte Fall auftritt, daß die dort veranschaulichte Eingriffsbreite im Betrieb ausreichend ist, um den maximale!» Beanspruchungen zu genügen. Man wählt daher vorzugsweise die wirksame Eingriffsbreite der Gewinde so aus, daß diese zwischen dem 1,8 bis 2,2-fachen größer als die wirksame Höhe h des Gewindes ist. In der Figo hat ?an ein Gewinde veranschaulicht, daß gewissermaßen eine vollkommene Übereinstimmung mit der Parallelogrammform hat, wenn man einmal davon absieht, daß die hinterschnittenen und vorspringenden Winkel an den Flanken etwas abgerundet sind. Man kann aber auch, um Betriebsschwierigkeiten zu vermeiden, zwischen der Vorderflanke 16 eines Gewindeganges und der hinteren Gewindeflanke 23 einen Winkel

- 17 Y09884/107S

tLtr

wählen, der vorzugsweise zwischen 6 und 10° liegt, so daß sich ein leicht trapezförmiges Gewinde ergibt.

Wegen der Toleranzen der Gewindehöhen kann man auch ein radiales Spiel zwischen den Gewindeböden und Gewindeköpfen vorsehen, wie dies aus der Figo 5 hervorgeht. Einige Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Verbindungen haben unter Zugrundelegung gewalzter Rohre die Abmessungen, die aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich sind.

Außendurch messer des	Wanddicken bereiche in	max·	Länge der Gewindebe	Konizi tät des	Abmessungen der Gewindegänge	Gang
gewalzten	nun	10	reiche in	Gewindes	Gewin	höhe (Schritt· höhe)
Rohres in mm	mm.	10,2	Abhängigkeit von den Wand dickenberei chen in mm	in %	dehöhe
101,6	7,3	17,5	30 - 80			3,175
114,3	7,15	17,5	30 - 80		0,80
127	9,7	17,5	35 - 140
139,7	9,8	17,5	35 - 140	12,5%
152,4	10	19	40 - 140	bis		4,233
168,3	11	22	40 - 140	17,5%	0,85
177,8	11,5	22	40 - 140	in
193,7	12	23,5	50 - 180	Bezug
219,1	13	23,5	50 - 180	auf		5,08
244,5	10	25	50 - 180	den	1,05
273	10	50 - 180	Durch
298,45	13	50 - 180	messer

Bei der Aus führung s form gemäß den Fig. 1 und 3 sind Verbindungen veranschaulicht, bei denen die Gewinde eine konstante Gewindehöhe (Gewindetiefe) bis in die unmittelbare Nähe des Anschlagbereiches aufweisen. Aus der Ausführungsform in der Fig. 6, die eine Ausführungsvariante der Ausführungsform gemäß Fig. 1 darstellt, nehmen die Gewindegänge mit zunehmender Annäherung an die Anschlagzone progres-

- 18 -

^09884/1075

siv an Höhe ab. Ul>er den größten Teil der Ausdehnung der Innen— und Außengewinde verlaufen die Gewindegänge 14 bzw. 15 längs konischer paralleler Flächen 24, 25. Im Bereich der Ebene 26 hingegen, die in der Nähe des Anschlages liegt, geht die konische Fläche 25 in eine stärker geneigte konische Fläche 27 über«. Wenn man in dieser Zone die Gewindegänge des Innengewindes einschneidet, vermindert man die Konizität der geometrischen Kone, welche durch das Werkzeug zur Herstellung des Innengewindes erzeugt wird und die letzten Gewindegänge 28, 29 und 30 nehmen zunehmend an Höhe ab_o Man sieht jedoch, daß die Breite jedes Gewindeganges konstant bleibt und der Breite der Gewindegänge 15 entspricht, weil die Gewindegänge insgesamt eine parallelogrammförmige Gestalt haben. Außerdem bleiben die Gewindeböden 31 und 32 parallel zu den Gewindeböden des Innengewindes, welche zwischen den Gewindegängen 15 liegen.

Von der T_ransversalebene 26 an geht die Konusfläche 24 der Gewindeköpfe des Außengewindes in eine Konusfläche 34- über, deren Konuswinkel wesentlich kleiner ist oder geht sogar in eine zylindrische Fläche über, was durch eine geeignete Abstumpfung bewirkt wird. Die Konizität der durch das Werkzeug für das Außengewinde hergestellten Konusfläche ist von der Ebene 26 an größer als die Konizität der Konusfläche 25» so daß die Höhe der letzten Gewindegänge 35 und 36 des Außengewindes progressiv abnimmt. Die Konizität, unter der sich die Gewindeböden 3I und 32 erstrecken, also die Konizität der konischen Grundfläche, die durch das Werkzeug erzeugt wird, welches das Innengewinde einschneidet, ist auch am Endbereich im wesentlichen gleich oder nur wenig größer als die Konizität des Bereiches 34- so wie die Konizität des Konus 27 im wesentlichen gleich oder nur wenig weniger steil ist als die Konizität der konischen Basisfläche, die durch das Werkzeug hergestellt wird, welches die Außengewinde von der Ebene 26 an einschneidet. Man erkennt im übrigen, daß infolge der verschiedenen Konizitäten der Bolzen- und Mutterelemente eine leichte Verschiebung der Ganghöhe des Außen- und Innengewindes entsteht. Die Erfahrung zeigt, daß man bei Verwendung üblicher Werkzeugmaschinen unter Verwendung von Werkzeugen, die parallelogrammförmige Gewinde ausdrehen, die auslaufenden Gewindebereiche gemäß der vorlie-

- 19 -

709884/107S

genden Erfindung einfach dadurch erzielt werden können, daß man die Konizität der von den Werkzeugen gedrehten Basisfläche ändert, ohne daß man die Ganghöhe anders einstellen oder sonstige Einregelumpen des Werkzeuges durchführen muß_o

Gemäß Figo 7 ist ein Auslaufen der anschlagnahen Gänge der Gewinde beim Innengewinde erreicht worden, ohne daß man die Konizität der ßasisflächen des Gewindes ändert. Man sieht, daß auf diese Weise die verschiedenen Gewindeböden 37 und 38 des Innengewindes mit der von der Werkzeugbahn gegebenen konischen Fläche fluchten«, Das Auslaufen wird daher ganz einfach durch eine stärkere konische Abschrägung erzielt. Das Auslaufen des Außengewindes hingegen wird dadurch erzielt, daß die Konizität der Fläche stark vergrößert wird, die das Werkzeug zum Einschneiden des Außengewindes durchläuft, wodurch sich Gewindeböden 4-1, 42, 43 ergeben, die im wesentlichen parallel zu den Böden der anderen vollständigen Gewindegänge verlaufen, aber entsprechend der Konizität stufenweise zueinander angeordnet sind, wobei die Konizität insgesamt im wesentlichen dieselbe ist wie bei der Abschrägung.

In dem Falle, daß man eine Verbindung mit innerem Anschlag benutzt, wie sie aus der Fig. 3 hervorgeht, sind es insbesondere die anschlagnahen Gewindegänge von kleineren Durchmessern, welche auslaufend ausgebildet sind ο

Im übrigen kann man auch - wenn es erwünscht ist - die Gewinde^'inge des Innen— und Außengewindes in den Bereichen des Gewindes auslaufend ausbilden, welche sich an den anschlagfernen Enden dieser Gewinde befinden, so daß die Außen— und Innengewinde an ihren beiden Enden auslaufen. Dies ermöglicht es, die Dicke des lippenformxgen Ansatzes 3 gemäß Fig. "1 zu verstärken und den Bereich 6 des Mutterelementes dadurch zu versteifen, daß die Dicke des kompakten Materials infolge der auslaufenden Gewinde vergrößert wird.

Man kann auch im Bereich der Erfindung verbleibend hinterschnittene Gewindegänge mit trapezförmigem Querschnitt herstellen, bei denen die

- 20 -

70988 W107S

beiden Flanken niciit parallel zueinander verlaufen, wobei die Basis der Gewindegänge breiter ist als die Breite der Gewindeköpfe. Es ist klar, daß in einem solchen Falle in der Zone des auslaufenden Gewindes die kleine Gewindebasis eines der beiden Elemente, z.B. des Mutterelementes, wenigstens so breit sein muß wie die große Gewindebasis des Gewindeganges des anderen Elementes, um ein wirksames Eingreifen der Gewinde zu ermöglichen. Es ist also in einem solchen Falle notwendig, die beiden Elemente mit Gewindegäagen zu versehen, die in bezug auf ihre Breite verschieden sind.

Die beiden vorher beschriebenen Verbindungen ergeben mit ihren An— schlagflächen eine genügende Abdichtung, um einem Differenzdruck zu widerstehen, welches auch immer die durch diesen D_ruck erzeugtte Kraft— richtung ist. Hierbei wird die Entstehung unzulässiger Spannungen im Metall verhinderte

Man kann auch daran denken, auf der Innenfläche der Rohrkolonnen eine kontinuierliche dichtende Fläche vorzusehen und auf diese Weise z„B_o die Innenfläche von den Gewindebereichen zu isolieren. Hierbei läßt sich ein kontinuierlicher Innendurchmesser erzeugen, bei dem jede Ursache von Turbulenzen oder die Gefahr von Materialniederschlägen ver_ mieden wird. Außerdem wird die maximale Durchflußmenge bei vorgegebenem Druck erreicht und das Metall des Mutterelementes von agressi— ven internen Fluiden isoliert.

Eine solche Ausführungsform ist in den Fig. 9 bis 12 veranschaulicht· Man verwendet hierzu Mutterelemente, die an den Enden einer Muffe 44 vorgesehen sind, wobei auf beiden Seiten die Verbindungen, dadurch hergestellt werden, daß man in die Muffe die beiden Bolzenelemente und 46 einschraubt. Die Einschraubbegrenzungszone 4-7, die sich in einem solchen Falle auf der Außenseite der Verbindung befindet, besteht aus einem konisch konkaven Schulterbereich 4-8 und aus einem konisch konvexen Gegenschulterbereich 4-9, während der konisch konvexe innere Schulterbereich 51 sich fast in horizontaler Richtung erstreckt und unter einem steilkonischen Winkel verläuft, der z.B. dem kleinen Konuswinkel des Gewindes entspricht, und die hierzu korrespondierende

- 21 -

709884/107S

Gegenfläche 52 des Mutterelementes seinerseits einen noch steileren Konuswinkel aufweist, um durch Anpressun^ und Verformung einen definierten Dichtbereich zu erzielen.

Jedes Bolzenelement weist an seinem freien Ende einen lippenförmigen relativ dünnen Ansatz 55» 54- auf, der sich im Innern der Verbindung in der Umgebung des mittleren Bereiches 55 der Muffe befindet.

Aus der Figo 10 ist ersichtlich, daß man den lippenförmigen Ansatz so ausbilden kann, daß er eine konische Außenfläche 56 aufweist, die mit einer komplementären konischen Fläche 57 zusammenwirkt, welche die Zone 55 des Muffenrohres begrenzte Eine Abfasung 58 kann gleichfalls am Ende der Lippe vorgesehen sein, um deren Bewegung zu erleichtern«, Eine Variante dieser Ausführung ist aus der Fig· 11 ersichtlich. Hierbei ist die Außenfläche 59 des lippenförmigen Ansatzes 53 vorzugsweise zylindrisch ausgebildet, jedoch mit einer Endabfasung 58 versehene Die äußere zylindrische Fläche 59 der Bolzenelemente wirkt dabei mit der zylindrischen Innenfläche 60 der Zone 55 der Muffe zusammen« Im gelösten Zustand der Verbindung ist der äußere Durchmesser der Fläche 59 leicht größer als der innere Durchmesser der Fläche 60, wobei leicht eine Anpassung infolge der Flexibilität der lippenförmigen Ansätze 53 erfolgen kann.

In den Fig. 10 und 11 ist ein axialer Zwischenraum zwischen den Enden der beiden lippenförmigen Ansätze 53$ 54- vorgesehen, der in axialer Richtung die Ausdrehung d hato Man kann jedoch, wenn dies der Anwender wünscht, einen Zwischenraum d vorsehen, der so groß ist, daß zwischen den beiden Enden ein mehr oder minder kompressibles Stück eingesetzt wird, das gleichzeitig die Kontinuität der Fläche sicherstellt. Man kann also entweder einen kleinen Spalt d oder dessen Verschwinden bei den verschiedenen Einschraub- und Lösungsvorgängen und in Abhängigkeit von den Fabrikationstoleranzen zulassen.

Es läßt sich aber auch die Fertigung der Verbindung bereits so auslegen, daß die beiden Enden der lippenförmigen Ansätze 53 und ^A zum Anschlag kommen, wodurch sich unter der Wirkung der axialen Kom-

- 22 -

Ϊ09884/107δ

pression eine Aufweibung der Durchmesser der beiden lippenformigen Ansätze in Richtung der freien Zone 61 ergibt, welche zwischen den beiden Abfasungen 58 liegt. Man kann im Bedarfsfalle, wie dies aus der Fig. 12 ersichtlich ist, die Enden der lippenformigen Ansätze 53 und 5^ so ausgestalten, daß sich ein freier Raum 62 ergibt, der analog zu dem Zwischenraum 61, jedoch erheblich größer als dieser ist, wobei man noch zusätzlich die Enden der Ansätze 53 und 5^ zungenförmig verdünnen kann, was die wiederum plastische Deformation erleichtert, ohne die glatte Innenfläche des Rohrverlaufs zu stören.

Man kann auf der Innenfläche der einzelnen Rohre einschließlich der lippenformigen Ansätze 53 und 54 und vorzugsweise auch auf den Außenflächen der lippenformigen Ansätze und über den anschließenden Bereich der Außenfläche der Bolzenelemente eine Oberflächenschicht oder Verkleidung 63 geeigneter Art auftragen, die auch im mittleren Bereich der Muffe vorgesehen sein kann. Diese Schichten können eine gewünschte Dicke haben und aus einem organischen, metallischen, keramischen oder sonstigen Material bestehen.

Ansprüche

- 23 -

709884/1075

Claims

η s ρ r u

1ο Rohrverbindung, insbesondere für Bohrfeldrohre, welche ein Bolzenelement mit einem Außengewinde und ein Mutterelement mit einem Innengewinde aufweist, welches in das Außengewinde verschraubbar ist, wobei die Gewindegänge dieser Gewinde wenigstens über den größten Teil der Gewindelänge zueinander komplementäre hinterschnittene Tragflanken aufweisen, und wobei Einschraubbegrenzungsschultern vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gewinde (4, 5) mit hinterschnittenen Flanken (16, 17) bis in die unmittelbare Nähe der Einschraubbegrenzungsschultern (8, 10; 19» 20; 48, 49) erstrecken und vor den Schultern progressiv auslaufen und daß die Schulter des einen Verbindungselementes mit der komplementären Gegenschulter am Ende des anderen Verbindungselementes so zusammenwirkt, daß unter Eingriff der Gewindegänge mit hinterschnittenen Flanken eine radiale Verhakung der Gewinde bis in die anmittelbare Umgebung der Schultern stattfindet.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindegänge mit hinterschnittenen Flanken (16, 17) die Form eines Parallelogrammes odei* die Form eines Trapezes haben, welches eine parallelogrammähnliche Form aufweist.

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsbreite (e) der Gewindegänge zwischen dem 1,5 bis 2,5-fachen der wirksamen Höhe (h) des Gewindesganges beträgt.

4. Verbindung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriff sbreite (e) das 1,8 bis 2,2-fache der wirksamen Höhe (h) des Gewindes beträgt.

Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterschneidungswinkel (t) der Tragflanken (16, 17) mit einer senkrecht zur Achse der Rohrverbindung senkrechten Ebene größer als 10° ist.

- 24 -

70988Λ/1076

2733 IbJ

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekeirrzi.iciinet, daß der Anschlag (7) aus einer mutteriörmigen Schulter (!', 9) und aus einer entsprechenden vorspringenden Gegenschulter (10, 11) besteht, wobei die mutterförraige Schulter einen inneren konkaven, z.Bo konisch konkaven, und einen äußeren konvexen, z_o3. konisch konvexen Schulterbereich aufweist, während die vorspringende Gegenschulter einen entsprechenden konvexen inneren Schulterbereich (9) und einen äußeren konkaven Schulterbereich (10) aufweist.

7· Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch p;okennzeichnet, daß die inneren Schulterbereiche der Verbindungen im wesentlichen eine zylindrische Fläche bilden_o

8. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurcn gekennzeichnet, daß derjenige Schulterbereich, der die größte Radialerstreckung aufweist, einen Eingriffsbereich aufweist, der größer oder gleich dem 1,8-fachen der wirksamen Eingriffsbreite ist.

Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulterbereiche im wesentlichen konische Flächen bilden.

10. Verbindung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß sich der auslaufende Teil des Gewindes über eine Länge von 1 bis 7 Schraubengängen erstreckt.

ο Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden einer Muffe mit Mutterelementen (44) versehen sind, die in je ein zugeordnetes Bolzenelement (45, 46) einschraubbar sind und im eingeschraubten Zustande die Enden der Bolzenelemente im mittleren Bereich (55) der Muffe liegen, daß die Anschlagzonen (47) an der Außenfläche der Muffe liegen, und daß das Ende jedes Bolzenelementes (45, 46) einen lippenförmigen Ansatz (53, 54) aufweist, der mit der Innenfläche der Muffe zur Erzielung einer Abdichtung zusammenarbeitet.

- 25 70988Λ/1075

12. Verbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die lippenförmigen Ansätze (53» 5^) eine konische Außenfläche (56) aufweisen, die mit einer konischen Außenfläche (57) der Muffe zusammenarbeiten.

13. Verbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die lippenförmigen Ansätze (531 54) eine äußere zylindrische Fläche (59) aufweisen, die mit einer inneren zylindrischen Fläche (60) der Muffe zusammenwirkte

14o Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lippenförmigen Ansätze (53» 5*0 der Bolzenelemente in gewissem Abstand (d) voneinander in eingeschraubtem Zustande liegen und zwischen sich ein Dichtungselement aufnehmen können.

15. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lippenförmigen Ansätze (53* 54-) der beiden Bolzenelemente miteinander Kontakt geben, wobei zwischen den Enden der Bolzenelemente und der Muffe ein freier Bereich (61) im Bereich der Kontaktfcone verbleibt, der eine Verformung des Materials der lippenförmigen Ansätze ermöglicht·

16. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lippenförmigen Ansätze (53» 5²O und/oder die Innenfläche der Muffe im mittleren Bereich (55) mit einer Schutzschicht (63) versehen sind.

709884/1078