DE29713354U1

DE29713354U1 - Rohrkupplung, insbesondere für Bohrgestänge

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Publication number: DE29713354U1
Application number: DE29713354U
Authority: DE
Original assignee: Gloetzl Gesellschaft fuer Baumesstechnik mbH
Current assignee: Gloetzl Gesellschaft fuer Baumesstechnik mbH
Priority date: 1997-07-26
Filing date: 1997-07-26
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2007-07-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung, insbesondere für Bohrgestänge, zur axialen Verbindung eines ersten und eines zweiten Rohrstücks, wobei das erste Rohrstück ein erstes Kupplungsteil aufweist, das in ein am zweiten Rohrstück angebrachtes zweites Kupplungsteil einführbar und auszugssicher festlegbar ist.

Um die Ausbildung von Bohrlöchern relativ großer Tiefe zu ermöglichen, muß das Bohrgestänge aus einer Vielzahl von Rohrabschnitten oder -stücken zusammengesetzt werden, die miteinander fest verbunden sein müssen, um sowohl axiale Zugbelastungen als auch Drehmomente übertragen zu können. Zu diesem Zweck ist an einem Ende eines Rohrstücks ein erstes Kupplungsteil vorgesehen, das axial in eine Aufnähme eines am zugeordneten Ende eines anderen Rohrstücks angebrachten zweiten Kupplungsteils einführbar ist und dort befestigt wird. Die axiale Festlegung erfolgt dabei

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häufig über eine Verschraubung, womit jedoch der Nachteil verbunden ist, daß die Verbindung sich im Bohrloch bei hohen axialen Belastungen lösen oder versagen kann, wodurch das untere Ende des Bohrgestänges im Bohrloch verbleibt und verloren ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der genannten Art zu schaffen, mit der die Rohrteile auch bei hohen axialen Belastungen auszugssicher miteinander verbunden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Rohrkupplung der genannten Art dadurch gelöst, daß das erste Kupplungsteil zumindest einen Vorsprung aufweist, der in einer eine radiale Komponente aufweisenden Richtung in eine Ausnehmung des zweiten Kupplungsteils einsetzbar ist, und daß ein Sicherungselement vorgesehen ist, das in eine Sperrstellung bringbar ist, in der eine radiale Relativbewegung zwischen den Kupplungsteilen verhindert ist.

Erfindungsgemäß wird das erste Kupplungsteil über seinen Vorsprung formschlüssig in der Ausnehmung des zweiten Kupplungsteils erhalten. Da die Ausnehmung sich in radia-5 ler Richtung des zweiten Kupplungsteils oder zumindest unter einem Winkel relativ zur Längsachse des zweiten Kupplungsteils erstreckt, ist ein Lösen des Eingriffs zwischen dem Vorsprung und der Ausnehmung allein durch axiale Kräfte nicht möglich. Vielmehr muß zum Lösen der Verbindung der Vorsprung in radialer oder entsprechend geneigter Richtung aus der Ausnehmung seitlich des zweiten Kupplungsteils herausgezogen werden. Eine derartige Bewegung ist jedoch in der Regel in einem Bohrloch durch die Bohrlochwandung verhindert.

Um die beiden Kupplungsteile in der axialen Ausrichtung zu halten, ist erfindungsgemäß desweiteren ein Sicherungselement vorgesehen, das die beiden Kupplungselemente in ihrer axial ausgerichteten Stellung hält.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Kupplungsteil mit seinem Vorsprung unter einem Winkel von > 30° relativ zur Längsachse des zweiten Kupplungsteils in die Ausnehmung einsetzbar und im eingesetzten Zustand um den Vorsprung in eine zum zweiten,Kupplungsteil axial ausgerichtete Kuppelstellung schwenkbar ist. Dabei ist die Handhabung vereinfacht und insbesondere eine gute, symmetrische Kraftübertragung zwischen den beiden Kupplungsteilen gewährleistet, wenn auf entgegengesetzten Seitenflächen des ersten Kupplungsteils jeweils ein Vorsprung ausgebildet ist.

Da die Vorsprünge beim Schwenken des zweiten Kupplungs-0 teils in die axial ausgerichtete Kuppelstellung die

Schwenkpunkte definieren, ist es zur Erzielung einer leichtgängigen Schwenkbewegung vorteilhaft, wenn die Vorsprünge halbkugelförmig oder zylinderförmig ausgebildet sind.
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Um die beiden Kupplungsteile sicher und im wesentlichen spielfrei in der axial ausgerichteten Kuppelstellung zu halten, besitzt das zweite Kupplungsteil erfindungsgemäß eine rinnenförmigen Aufnahme, in der das erste Kupplungs-0 teil in der Kuppelstellung unter enger Passung aufgenommen ist.

Als Sicherungselement, das eine radiale Relativbewegung zwischen den Kupplungsteilen verhindert, ist vorzugsweise

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eine geschlitzte Rohrhülse vorgesehen, die drehbar am zweiten Kupplungsteil gelagert ist. In ihrer Sperrstellung umgreift die Rohrhülse sowohl das zweite Kupplungsteil als auch den in diesem angeordneten Abschnitt des ersten Kupplungsteils, so daß die Kupplungsteile in formschlüssiger Weise aneinander festgelegt sind.

Die Breite des Schlitzes der Rohrhülse ist so bemessen, daß sie im wesentlichen der Breite der Aufnahme des zweiten Kupplungsteils entspricht. Wenn der Schlitz der Rohrhülse über der rinnenförmigen Aufnahme angeordnet ist, kann das erste Kupplungsteils in die Aufnahme eingeschwenkt werden. Anschließend wird die Rohrhülse verdreht, so daß der Zugang der rinnenförmigen Aufnahme versperrt und das erste Kupplungsteil sicher in dieser gehalten ist.

Häufig stellt sich das Problem, entlang des aus mehreren Rohrstücken zusammengesetzten Bohrgestänges eine Versorgungsleitung, beispielsweise eine Elektroleitung, in das Bohrloch hinabzuführen. Um diese Versorgungsleitung vor Beschädigungen beim Bohrvorgang zu schützen, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß in den Rohrstücken und den Kupplungsteilen jeweils eine in Längsrichtung verlaufende Nut ausgebildet ist, wobei die Nuten in der axial ausgerichteten Kuppelstellung der Kupplungsteile unter Bildung eines Axialkanals miteinander fluchten. Die geschlitzte Rohrhülse, die auch diesen Axialkanal übergreift, dient somit gleichzeitig dazu, die Ver-0 sorgungsleitung an einem radialen Herausrutschen aus dem Axialkanal zu hindern.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch die zu kuppelnden Rohrstücke vor Eingriff der Kupplungsteile,

Figur 2 die Rohrstücke gemäß Figur 1 in der axial ausgerichtete Kuppelstellung, und

Figur 3 die Aufsicht III in Figur 2.

Figur 1 zeigt ein erstes Rohrstück 12, das auf einen Ansatz 11b eines ersten Kupplungsteils 11 aufgeschoben und mittels eines querverlaufenden Stiftes 13 an diesem fixiert ist. Das erste Kupplungsteil 11 besitzt in seinem hinteren, an das erste Rohrstück 12 angrenzenden Abschnitt einen Kragen 15 vergrößerten Durchmessers, mit dem es sich beim Einführen in ein nicht dargestelltes Bohrloch an der Bohrlochwandung abstützt. Gegebenenfalls 0 können in dem Kragen 15 zur Reduzierung von Reibungskräften Stützrollen gelagert sein.

An seinem vorderen freien Ende trägt das erste Kupplungsteil 11 zwei auf entgegengesetzten Seitenflächen angeordnete, halbkugelförmige Vorsprünge 17 (siehe Figur 3), die mittels eines Stiftes 18 an dem ersten Kupplungsteil 11 befestigt sind. Auf seiner Unterseite ist in dem ersten Kupplungsteil 11 ein federbelasteter Sicherungsstift 16 gelagert.

Auf der Oberseite des ersten Rohrstücks 12 ist eine in Längsrichtung verlaufende Nut 14 ausgebildet, die sich in einer entsprechenden, im ersten Kupplungsteil 11 ausgebildeten Nut 11a fortsetzt, so daß ein Axialkanal gebil-

det ist (siehe Figur 3).

Ein zweites Rohrstück 22, das mit dem ersten Rohrstück gekoppelt werden soll, ist auf einen Ansatz 21c eines zweiten Kupplungsteils 21 aufgeschoben und mittels eines querverlaufenden Stiftes 23 an diesem festgelegt. Wie die Querschnittsdarstellung in Figur 1 zeigt, besitzt das zweite Kupplungsteil 21 eine rinnenförmige Aufnahme 21b mit einem rechteckigen Querschnitt, in deren Seitenwandung auf gegenüberliegenden Seiten eine Ausnehmung 2 5 ausgebildet ist, die in im wesentlichen radialer Richtung des ersten Kupplungsteils 21 öffnet. Auf der der Öffnung der Ausnehmung 25 entgegengesetzten Seite ist in der Wandung des zweiten Kupplungsteils 21 eine Aussparung 28 ausgebildet.

Im Bereich der rinnenförmigen Aufnahme 21b ist am zweiten Kupplungsteil 21 eine sich über deren Umfang erstreckende, geschlitzte Ringhülse 27 drehbar gelagert, wobei die Breite des Schlitzes 27a der Breite der rinnenförmigen Aufnahme 21b entspricht, wie der Querschnittsdarstellung in Figur 1 zu entnehmen ist.

Im Boden der rinnenförmigen Aufnahme 21b ist eine Durchbrechung 26 ausgebildet, durch die hindurch der federbelastete Sicherungsstift 16 des ersten Kupplungsteils 11 mit der Rohrhülse 27 in Anlage treten kann.

Auf der Oberseite des zweiten Rohrstücks 22 ist ebenfalls 0 eine in Längsrichtung verlaufende Nut 24 ausgebildet, die sich in einer entsprechenden Nut 21a des zweiten Kupplungsteils 21 fortsetzt.

Im folgenden soll der Kupplungsvorgang zwischen dem

ersten und dem zweiten Kupplungsteil beschrieben werden.

Wie Figur 1 zeigt, wird das erste Kupplungsteil 11 unter
einem Winkel von ca. 60° relativ zur Längsachse des
zweiten Kupplungsteils 21 mit seinem vorderen freien Ende von oben in die rinnenförmige Aufnahme 21b des zweiten
Kupplungsteils 21 eingeschoben, wobei die halbkugelförmigen Vorsprünge 17 in die jeweilige Ausnehmung 2 5 eingreifen und in deren Bodenbereich unter enger Passung aufgenommen
werden. In dieser Stellung steht das untere, freie Ende des ersten Kupplungsteils 11 durch die Aussparung 28 hindurch am Boden der Aufnahme 21b des zweiten Kupplungsteils 21 hervor.

Aus dieser Stellung, in der die beiden Rohrstücke relativ zueinander abgewinkelt sind, wird das erste Kupplungsteil 11 um die in der Ausnehmung 25 aufgenommenen halbkugelförmigen
Vorsprünge 17 derart geschwenkt, daß das erste
Kupplungsteil 11 in die rinnenförmige Aufnahme 21b des

zweiten Kupplungsteils 21 gelangt und in dieser unter

enger Passung aufgenommen ist. Dabei greift der federbelastete
Sicherungsstift 16 in die Durchbrechung 26 im
Boden der rinnenförmigen Aufnahme 21b ein und das vordere freie Ende des ersten Kupplungsteils 11 legt sich an eine Schulter 19 des zweiten Kupplungsteils 21 an. Dieser

Zustand, in dem die beiden Rohrstücke 12 und 22 sowie die beiden Kupplungsteile 11 und 21 miteinander fluchten, ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Insbesondere aus
Figur 3 ist ersichtlich, daß in diesem Zustand die Nuten

0 14, 11a, 21 a und 24 a miteinander fluchten und einen in
Längsrichtung des Bohrgestänges verlaufenden Axialkanal
bilden. Um das zweite Kupplungsteil 11 in seiner in der
rinnenförmigen Aufnahme 21b des zweiten Kupplungsteils 21 aufgenommenen Lage zu sichern, wird abschließend die

Rohrhülse 27 derart verdreht, daß sie den Zugang der rinnenförmigen Aufnahme 21b überdeckt, wodurch das erste Kupplungsteil 11 an einer Schwenkung relativ zum zweiten Kupplungsteil 21 gehindert ist.

Auf die Verbindung einwirkende, axiale Zugkräfte werden über den Eingriff der Vorsprünge 17 in die Ausnehmungen 2 5 übertragen, während die Rohrhülse 2 7 diejenigen Querkräfte bzw. Momente aufnimmt, die die Kupplungsteile 11 und 21 hinsichtlich einer relativen Abwinkelung belasten.

Claims

Rohrkupplung, insbesondere für Bohrgestänge, zur axialen Verbindung eines ersten und zweiten Rohrstücks, wobei das erste Rohrstück (12) ein erstes Kupplungsteil (11) aufweist, das in ein am zweiten Rohrstück (22) angebrachtes zweites Kupplungsteil

(21) einführbar und auszugssicher festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil

(11) zumindest einen Vorsprung (17) aufweist, der in einer eine radiale Komponente aufweisenden Richtung in eine Ausnehmung (25) des zweiten Kupplungsteils (21) einsetzbar ist, und daß ein Sicherungselement (27) vorgesehen ist, das in eine Sperrstellung bringbar ist, in der eine radiale Relativbewegung zwischen den Kupplungsteilen (11, 21) verhindert ist.

Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungsteil (11) mit seinem Vorsprung (17) unter einem Winkel von > 30° relativ

zur Längsachse des zweiten Kupplungsteils (21) in die Ausnehmung (25) einsetzbar und im eingesetzten Zustand um den Vorsprung (17) in eine zum zweiten Kupplungsteil (21) axial ausgerichtete Kuppelstellung schwenkbar ist.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf entgegengesetzten Seitenflächen des ersten Kupplungsteils (11) jeweils ein Vorsprung

(17) ausgebildet ist.

4. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (17) halbkugel- oder zylinderförmig ist.

5. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungsteil

(21) eine rinnenförmige Aufnahme (21b) aufweist, in der das erste Kupplungsteil (11) in der Kuppelstellung unter enger Passung aufgenommen ist.

6. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement eine geschlitzte Rohrhülse (27) ist, die drehbar am zweiten Kupplungsteil (21) gelagert ist.

7. Rohrkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite des Schlitzes (27a) der Rohrhülse (27) im wesentlichen der Breite der Aufnahme (21b) des zweiten Kupplungsteils (21) entspricht.

8. Rohrkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rohrstücken (12, 22) und den Kupplungsteilen (11, 21) jeweils eine in

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Längsrichtung verlaufende Nut (Ha, 14, 21a, 24) ausgebildet ist, wobei die Nuten in der Kuppelstellung unter Bildung eines Axialkanals miteinander fluchten.