DEN0010346MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 14. März 1955 Bekanntgemacht am 23. Februar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTANMELDUNG

KLASSE 5a GRUPPE 3230

N 10346 VI/5a

Herman Tobias Van Der Wissel, Den Haag

ist als Erfinder genannt worden

N. V. De Bataafsche Petroleum Maatschappij, Den Haag

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dr. F. Wuesthoff und Dipl.-Ing. G. Puls, Patentanwälte,

München 9

Kegelgewindeverbindung und seine Herstellung

Die Priorität der Anmeldung in den Niederlanden vom 16. März 1954 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht' sich auf eine Kegelgewindeverbindung einer Ausführung, die sich insbesondere zur Verwendung beim Niederbringen von Bohrungen eignet, wobei sie dazu dienen kann, Werkzeuge zu befestigen oder Rohrbunde, Bohrgestängeglieder, Bohrkragen oder Bohrmeißel anzubringen bzw. zu verbinden.

Bei Gewindeverbindungen der oben näher bezeichneten Art besteht das eine der zu verbindenden ίο Bauteile, und zwar das Bolzenteil, aus einem sich kegelig verjüngenden Körper, der mit Gewinde versehen ist; das andere der beiden Bauteile, nämlich das als Mutter wirkende Bauteil, ist mit einem kegeligen Innengewinde versehen.

Die am meisten verwendete Gewindeverbindung dieser Art ist die von dem American Petroleum Institute (A. P. I.) empfohlene. Theoretisch ist bei dieser Verbindung der Kegelwinkel des kegeligen Abschnitts des Bolzenteils der gleiche wie derjenige des kegeligen Abschnitts des Mutterteils, und die

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Steigung der beiden Schraubengewinde ist die gleiche. Das sogenannte A. P. I.-Gewinde besitzt einen Nachteil, der im folgenden näher erläutert ist.

Wenn man in, dem obenerwähnten theoretischen Falle das Bolzenteil in das Muttergewinde einschraubt, ergibt sich ein vollständiges Zusammenpassen des Bolzengewindes mit dem Muttergewinde,' d..h. der zwischen den Gewindegängen des Bolzenteils verfügbare Raum wird durch die Gewindegänge. des

ίο Mutterteils vollständig ausgefüllt, was anzeigt, daß jeweils beide Flanken jedes Gewindeganges sowohl des Bolzenteils als auch des Mutterteils zusammengedrückt werden. In jede Gewinderille wird somit ein Gewindegang eingekeilt, wobei sich eine erhebliche Gefahr ergibt, daß im Gewindegrund Einkerbungen entstehen. Noch ungünstigere Bedingungen treten

' auf, wenn das A. P. L-Gewinde bei Verbindungen benutzt wird, die Drehmomente zu übertragen haben und/oder Biegebeanspruchungen unterworfen sind.

Wie weiter unten an Hand von Fig. 1 im Hinblick auf mit Anlageschultern versehene Verbindungen erläutert ist, entstehen bei diesen Verbindungen bekannter Ausführung sehr ungünstige Spannungsanhäufungen in der Nähe des Grundes der'Gewinde- rillen, d. h. dort, wo bereits starke Spannungen gegeben sind, so daß nicht selten ein Abreißen der Gewindegänge und ein Bruch des Bolzenteils eintritt. Um diese Nachteile zu vermeiden und es auf diese Weise zu ermöglichen, daß eine Gewindeverbindung gegebener Abmessungen höher belastet werden kann, ist bei der erfindungsgemäßen Kegelgewindeverbindung vorgesehen, daß eines der Gewinde oder beide Gewinde der Verbindung derart von dem normalen Kegelgewinde abweichen, daß nach dem festen Einschrauben des Bolzenteils in das Muttergewinde die äußeren Flanken des Bolzengewindes und die inneren

. Flanken des Muttergewindes jeweils stärker belastet sind als die anderen Flanken. (In vielen Fällen bleiben diese anderen Flanken unbelastet.)

Der Ausdruck »äußere Flanken« des Schraubengewindes bezeichnet hier diejenigen Flanken, die von der Mitte des Gewindes abgewandt sind. ,

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, um der Gewindeverbindung das oben näher ,bezeichnete Merkmal zu verleihen; beispielsweise kann man die Teilung bzw. die Steigung in der Nähe der Mitte des einen Gewindes oder beider Gewinde verändern, oder man gibt dem Gewinde des dünneren Endes des Bolzenteils und des entsprechenden Abschnitts des Muttergewindes eine Steigung, die kleiner ist als diejenige des Gewindes am dickeren Ende des Bolzenteils und an dem entsprechenden Teil.des Muttergewindes. Ferner ist es möglich, für die Steigung des Bolzengewindes bzw. des Außengewindes einen größeren Wert zu wählen als für die Steigung des Muttergewindes bzw. des Innengewindes und den Unterschied zwischen den Flankendurchmessern des Bolzengewindes und des Muttergewindes in der Nähe der Gewindemitte kleiner zu machen als an beiden Enden.

Im letzteren Falle kann der Kegelwinkel des Muttergewindes über die ganze Länge des Gewindeabschnitts konstant sein, während der Kegelwinkel des Bolzengewindes am dickeren Ende kleiner und am dünneren Ende giößer ist als derjenige des Muttergewindes.

Diese Änderungen der Steigung der Gewinde oder der Flankendurchmesser gewährleisten, daß das Muttergewinde an dem Bolzengewinde derart angreift, daß bei Betrachtung einer Verbindung, deren Achse waagerecht liegt, nur die linken Flanken der. linken Hälfte des Bolzengewindes und nur die rechten Flanken der rechten Hälfte des Bolzengewindes durch die Flanken des Muttergewindes belastet werden. Auf diese Weise wird eine Keilwirkung zwischen den Gewindegängen und den Gewinderillen vermieden, so daß deren nachteilige Folgen nicht auftreten können. Dadurch, daß die Gewindegänge des Bolzenteils und des Mutterteils in der dargestellten Weise ineinandergreifen, wird das Bolzenteil einer Druckspannung ausgesetzt, während das Mutterteil auf Zug beansprucht wird, wobei die sich im Werkstoff ergebenden Spannungen günstiger sind als die bei der weiter oben besprochenen Konstruktion auftretenden, so daß für den Fall, daß die Teile einwandfrei konstruiert sind, größere Belastungen zulässig werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher ,erläutert. Fig. 1 zeigt die bekannte A. P. I.-Gewindeverbindung; Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 bei A angedeutete Einzelheit; Fig. 3 ist ein Längs- go schnitt durch eine erfindungsgemäße Gewindeverbindung; die Fig..4 bis 7 lassen verschiedene Ausführungsformen der in Fig. 3 bei B angedeuteten Einzelheiten erkennen; die Fig. 8 bis 11 veranschaulichen die erfindungsgemäße Gewindeverbindung an Hand verschiedener Arten von Verbindungen. Wo es erforderlich schien, wurden bestimmte Abmessungsverhältnisse zum Zwecke der deutlicheren Darstellung übertrieben wiedergegeben.

Die Figuren und die an Hand dieser Figuren gegebenen Beschreibungen haben lediglich die Aufgabe, einige Ausführungsbeispiele der Erfindung zu veranschaulichen; es ist klar, daß sich die Anwendung der Erfindung nicht auf die hier dargestellten und beschriebenen Verbindungen beschränkt und daß der Anwendungsbereich der Erfindung auch alle anderen bei Bohrarbeiten verwendeten Kegelgewindeverbindungen umfaßt, beispielsweise Werkzeugverbindungen, Bohrkragen, Bohrgestängeglieder, Gestängebunde und Bohrmeißelbefestigungen.

Das in Fig. 1 dargestellte Schraubengewinde gehört zu einem Längsschnitt durch eine Verbindung, die aus einem mit dem Gewinde 2 versehenen, kegelig verjüngten Bolzenteil 1 und einem Muttergewindeteil 3 besteht, welch letzteres eine mit dem Gewinde 4 versehene kegelförmige Innenwand aufweist. Die Abmessungen dieser Gewinde basieren auf den Normen des American Petroleum Institute. Der'Kegelwinkel des Muttergewindes ist gewöhnlich etwas kleiner als derjenige des Bolzengewindes, um ein vorzeitiges Verklemmen des dünneren Endes des Bolzengewindes und ein hierdurch möglicherweise verursachtes Abbrechen an dieser Stelle zu verhüten.

Das Bolzengewinde soll so weit in das Muttergewinde eingeschraubt werden, daß die Druckkraft zwischen der Schulter 5 des Bolzenteils und der ·

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Schulter 6 des Mutterteils sowie die Keilwirkung zwischen den Gewindegängen ausreichen, um das durch die Verbindung zu übertragende Drehmoment weiterzuleiten. Die Fig. ι und 2 zeigen die gegenseitige Lage der Gewinde 2 und 4, wenn sich die Schultern 5 und 6 bereits berühren.

In Fig. ι stehen die. drei ersten Gänge der beiden Gewinde miteinander im Eingriff, während die anderen Gewindegänge. noch nicht zur gegenseitigen Anlage gekommen sind. Das Bolzenteil wird so weit in das Mutterteil eingeschraubt, daß die Zusammendrückung der Schultern 5 und 6 zusammen mit der Keilwirkung der ineinanderpassenden Gewindegänge die zur Übertragung des Drehmoments erforderliche Kraft liefert.

Am Boden bzw. Grund dieser Gewinderillen entsteht leicht eine Kerbwirkung. Fig. 2 läßt die Kräfte erkennen, die durch das Gewinde 4 auf das Gewinde 2 ausgeübt werden (Einzelheit A in Fig. 1). Bei dieser Spannungsverteilung ist der Abschnitt 7 des Mutter-

ao teils 3 Druckspannungen ausgesetzt, doch der Abschnitt 8 des Bolzenteils 1 steht unter Zugspannung, so daß alle Bedingungen erfüllt sind, um bei einer bestimmten Beanspruchung einen Bruch des Endes des Bolzenteils herbeizuführen. Der Bruch längs der Linie 9 in Fig. 1 beginnt am Grund eines der ersten Gänge des Gewindes 2.

Im Gegensatz hierzu ist die erfindungsgemäße Gewindeverbindung so ausgeführt, daß das Auftreten einer Keilwirkung zwischen den Gewindegängen beim Einschrauben des Bolzenteils in das Mutterteil vermieden wird und daß das ganze Drehmoment durch die Berührungsflächen der Gewindegänge übertragen werden kann.

Zu diesem Zweck ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 (Einzelheit B in Fig. 3) in der Nähe der Mitte des Gewindeabschnitts 2 des Bolzenteils 1 und in der Nähe der Mitte des Gewindeabschnitts 4 des Mutterteils 3 eine örtliche Änderung der Gewindesteigung vorgesehen, wobei die Steigung des Bolzen-.

gewindes an dieser Stelle größer ist als die normale Steigung P, während die Steigung des Muttergewindes an dieser Stelle kleiner ist als die normale Steigung P. Hierdurch wird gewährleistet, daß die äußeren Flanken des Bolzengewindes 2 gegen die inneren Flanken des Muttergewindes 3 drücken und daß infolgedessen der mit Gewinde versehene Abschnitt des Bolzenteils 1, abgesehen von radialen Spannungen, einer axialen Druckspannung ausgesetzt ist, während in dem entsprechenden Teil des Mutterteils 3 'axiale Zugspannungen herrschen.

Wenn sich die Schultern 5 und 6 nicht berühren, steht der Abschnitt 8 des Bolzenteils und der Abschnitt 7 des Mutterteils nicht unter axialer Spannung. Wenn die Schultern 5 und 6 jedoch belastet sind, um eine Abdichtung herbeizuführen oder ein Drehmoment zu übertragen, werden die Abschnitte 8 und 7 axialen Spannungen ausgesetzt. Die an diesen Schultern ■ wirkenden Kräfte beanspruchen das Bolzenteil naturgemäß auf Zug, jedoch nicht in der Nähe des Grundes der Gewinderillen, da dort das Material durch den Flankendruck zusammengedrückt wird, so daß diese Stellen gegen Einkerben gesichert sind. Die erfindungsgemäße Gewindeverbindung läßt sich daher sehr viel höher belasten als Kegelgewindeverbindungen bekannter Ausführung.

Da die Gewindeflanken ferner gemäß der Erfindung über die ganze Länge des Gewindes der Verbindung jeweils einen Teil der Last aufnehmen, kann man die Festigkeit der Verbindung weiter steigern, indem man die Gewindelänge der Verbindung vergrößert.

Zwar sind in Fig. 4 örtliche Steigungsänderungen sowohl bei dem Bolzengewinde als auch bei dem Muttergewinde vorgesehen, doch ist es auch möglich und im allgemeinen vorzuziehen, eine Änderung der Steigung nur bei einem der zusammenwirkenden Gewinde derart vorzusehen, daß das Bolzenteil einer axialen Druckspannung und das Mutterteil einer axialen Zugspannung ausgesetzt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 besitzt das dünnere Ende des Bolzenteils 1' ein Schraubengewinde 2' mit der Steigung P2, während am dickeren Ende des Bolzenteils ein Gewinde 2 mit der Steigung Pi vorgesehen ist. Diese Gewindeabschnitte greifen in die Gewindeabschnitte 4' bzw. 4 des Mutterteils 3 ein, wobei diese Gewindeabschnitte j eweils eine Steigung Pz bzw. Pi besitzen. Wenn man die Steigung P 2 kleiner macht als die Steigung Pi, ergeben sich beim Einschrauben des Bolzenteils 1 in das Mutterteil 3 die in Fig. 5 veranschaulichten Bedingungen. Wie in Fig. 4 wird das Bolzenteil einer axialen Druckspannung ausgesetzt, und gleichzeitig kommt das Mutterteil unter axiale Zugspannung, wenn das Bolzenteil in das Mutterteil eingeschraubt wird.

Es kommt nicht auf die Art und Weise an, in der die verschiedenen Änderungen der Steigung herbeigeführt werden. Dasjenige Schraubengewinde, das mit einer Steigungsänderung versehen werden soll, kann an der betreffenden Stelle unterbrochen sein oder sich fortsetzen, wobei es auf der Hand liegt, daß sich die Änderung def Steigung über eine ausreichende Länge verteilen muß, um zu gewährleisten, daß beim Festziehen der Gewindeverbindung möglichst gleichmäßige Spannungen entstehen.

Die auf die Gewindeflanken wirkenden Kräfte K werden hinsichtlich ihrer Größe und Richtung auch durch die Wahl der Flankenwinkel der Gewindegänge beeinflußt; die Größe dieser Winkel ist den praktischen Erfordernissen anzupassen.

Bei der Gewindeverbindung gemäß Fig. 6 weist das Schraubengewinde 2 des Bolzenteils 1 die Steigung P 2 auf. Das Gewinde 4 des Mutter teils 3 besitzt die Steigung Pi. Wenn man diese Gewinde so ausführt, daß der Unterschied zwischen den Flankendurchmessern 14 und 15 des Außengewindes und des Innengewindes in der Nähe der Mitte der beiden Gewindeabschnitte kleiner ist als an beiden Enden, wobei die Steigung Pi größer ist als die Steigung Pi, ist gewährleistet, daß sich die äußeren Flanken des Bolzengewindes an die inneren Flanken des Muttergewindes anlegen, wenn das Bolzenteil in das Mutterteil eingeschraubt wird. Infolge der während des Einschraubens durch diese Berührung hervorgerufenen Zusammendrückung wird das Bolzenteil einer axialen Druckspannung ausgesetzt, während das Mutterteil bei dieser Verbindungsart unter axiale Zugspannung kommt.

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Das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine Abwandlung des in Fig. 6 dargestellten. Wie die den Flankendurchmesser bezeichnende Linie 15 (s. Fig. 6), die bei der Ausführung nach Fig. 7 gerade und nicht wie in Fig. 6 gekrümmt ist, erkennen läßt, ist der Kegelwinkel des Gewindes 4 des Mutterteils über die ganze Länge des Gewindeabschnitts konstant. Um zu gewährleisten, daß die äußeren Flanken des Bolzengewindes ' gegen die inneren Flanken des Muttergewindes gedrückt werden, wenn das Bolzenteil in das Mutterteil eingeschraubt wird, muß man das Bolzengewinde in zwei Abschnitte 2 und 2' unterteilen, wobei diese Abschnitte Kegelwinkel aufweisen, die sich voneinander sowie auch von dem Kegelwinkel des Muttergewindes unterscheiden, so daß der Unterschied zwischen den Flankendurchmessern des Bolzen-.gewindes und des Muttergewindes in der Nähe der Mitte des Gewindeabschnitts kleiner ist als an beiden Enden. (Bei bestimmten Materialeigenschaften kann es zweckmäßig sein, den die Flankendurchmesser wiedergebenden Kurven einen anderen Verlauf zu geben; in manchen Fällen muß der Unterschied zwischen den Flankendurchmessern konstant oder in der Mitte der Gewindeabschnitte am größten sein,

»5 um eine gleichmäßige Spannungsverteilung zu gewährleisten.)

Um eine gleichmäßige Belastung der Gewindeflanken zu erzielen, damit ein Fressen vermieden wird, ist. dafür gesorgt, daß der Übergang zwischen den beiden kegeligen Abschnitten des Bolzenteils an der betreffenden Stelle mehr oder weniger allmählich und nicht etwa plötzlich erfolgt (siehe Zone 13 in Fig. 7); in diesem Falle besteht zwischen den Flankendurchmesserlinien des Bolzenteils und des Mutterteils selbst in der Mitte des Gewindeabschnitts ein ausreichender Abstand, um ein Fressen zu verhindern. Es ist auch möglich, den Kegelwinkel des Bolzenteils über die ganze Länge des Gewindeabschnitts konstant -zu halten und das Innengewinde des Mutter-

+0 teils in zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Kegelwinkeln zu unterteilen, und zwar derart, daß der Kegelwinkel des in der Nähe des freien Endes des Mutterteils liegenden Gewindeabschnitts größer ist als der Kegelwinkel des Bolzengewindes, und daß der Kegelwinkel des in der Nähe des inneren Endes des Muttergewindes liegenden Abschnitts kleiner ist als derjenige des Bolzengewindes. Auch in diesem Falle ist jedoch ein ausreichender Abstand zwischen den die Flankendurchmesser angebenden Linien für das Bolzengewinde und das Muttergewinde vorzusehen. Die Steigung P 2 des Bolzengewindes kann längs der beiden Abschnitte des Bolzengewindes unterschiedlich sein; sie kann z. B. im linken Abschnitt des Bolzengewindes gleich der Steigung Pi des Muttergewindes sein.

Bei erfindungsgemäßen Gewindeverbindungen nehmen im spannungslosen Zustand, d. h. vor dem festen Einschrauben des Bolzenteils in den Mutterteil, die Abmessungen der Flankenschlitze zwischen den äußeren Flanken des Muttergewindes und den inneren Flanken des Bolzengewindes nach beiden Enden hin zu und die Abmessungen der Flankenschlitze zwischen den äußeren Flanken des Bolzengewindes und den inneren Flanken des Muttergewindes im allgemeinen nach beiden Enden hin ab.

Es liegt auf der Hand, daß man die konstruktiven Merkmale der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Gewindeverbindungen miteinander und mit denjenigen der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen kombinieren kann, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Derartige erfindungsgemäße Gewindeverbindungen sind in den Fig. 3, 8, 9, 10 und 11 bei 16 allgemein angedeutet.

Eine Abdichtung, wie sie gemäß Fig. 3 durch die zur Achse der Verbindung senkrechten Schultern 5 und 6 erreicht wird, erzielt man bei der Ausführung nach Fig. 8 mit Hilfe der kegeligen Anlageflächen 10 und 11.

Gute Ergebnisse zeigten sich auch, wenn man bei der Gewindeverbindung 16 nach Fig. 9 das ganze Mutterteil 3 vorwärmte. Nach dem Einschrauben des Bolzenteils in das Mutterteil läßt man letzteres abkühlen. Infolge der Längenabnahme des sich abkühlenden Mutterteils nimmt der Druck zwischen den im Eingriff stehenden Gängen der beiden Gewinde zu, so daß außer radialen Spannungen auch eine axiale Zugspannung in dem Mutterteil und eine axiale Druckspannung in dem Bolzenteil hervorgerufen wird. Bei den meisten Schrumpfverbindungen entstehen nur radiale Spannungen; bei dieser erfindungsgemäßen Verbindung ergibt sich daher ein ga besseres Haltevermögen.

Bei geschrumpften Verbindungen ist es vorteilhaft, die zum Abdichten dienende Anordnung nach Fig. 8 zu benutzen.

Gemäß Fig. 10 können sowohl an dem Bolzenteil als auch an dem Mutterteil zwei sich aneinander anschließende Kegelgewindeabschnitte vorgesehen sein, wobei der Kegelwinkel des dem Ende zunächst liegenden Abschnitts größer ist als derjenige der anderen Abschnitte, die auf dem Bolzenteil vorgesehen sind. Bei der Ausführung nach Fig. 11 ist bei dem vom Ende des Bolzenteils entfernter liegenden Abschnitt des Gewindes keine Kegelform mehr vorgesehen, und in diesem Falle besitzt das Bolzenteil zwei Gewindeabschnitte, und zwar einen zylindrischen Abschnitt und einen sich an diesen anschließenden kegeligen Abschnitt, und das Innengewinde des Mutterteils ist ebenfalls zu einem Teil zylindrisch und zum anderen Teil konisch ausgeführt. Die zuerst erwähnte Ausführungsform bietet den Vorteil, daß sich das Bolzenteil schneller in das Muttergewinde einschrauben läßt, während die Ausführung mit zylindrischem Gewindeabschnitt die Verwendung eines stärkeren Bolzenteils ermöglicht.

Wenn das Schraubengewinde dort, wo sich die Steigung des Gewindes ändert, unterbrochen ist, benötigt man für das Zusammenschrauben der Teile eine geringere Zahl von Drehungen; vor dem Einschrauben des Bolzenteils in das MutterteiHäßt sich nämlich das Bolzenteil weiter in das Mutterteil einschieben, als es bei nicht unterbrochenem Gewinde der Fall wäre. Diese Ausführungsart kann sich auch im Hinblick auf das Schneiden der Gewindegänge als vorteilhaft erweisen.

Die Spannungsverteilung, die sich gemäß der Erfindung in dem Mutterteil und dem Bol.zenteü ergibt,

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führt dazu, daß ein Wackeln der Verbindung vermieden wird.

Wenn das erfindungsgeniäße Gewinde bei Futterrohren für Bohrlöcher verwendet wird, läßt sich die Verrohrung aus dem Bohrloch herausziehen, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich Verbindungen lösen, da Gewindegänge abgerissen werden.

Versuchsergebnisse. Eine Kegelgewindeverbindung gemäß der Norm des American Petroleum Institute wurde mit einer ähnlichen erfindungsgemäßen Verbindung verglichen. Beide Verbindungen wurden aus der gleichen Stahlsorte hergestellt, wobei die Behandlung des Stahls in beiden Fällen die gleiche war. Bei beiden Versuchen wurde das gleiche Fett verwendet, und die beiden Verbindungen wurden hinsichtlich der Belastungsbedingungen Und der Temperatur in der gleichen Weise geprüft.

Die Unterschiede zwischen den beiden Gewindearten ergeben sich aus der folgenden Aufstellung.

Steigung des Muttergewindes

Steigung des Bolzengewindes

Kegel des Bolzenteils am
Schulterende

Kegel des Bolzenteils in der
Mitte :

Kegel des Bolzenteils am
dünneren Ende

Kegel des Mutterteils ...

Spalt (Abstand zwischen
den Schultern nach dem
Einschrauben mit der
Hand)

Normale

A. P. I.-

Gewinde-

verbindung

6,35 mm 6,35 mm

1:6

1:6

1:6 1:6

Erfindungsgemäße Gewindeverbindung

6,35 mm 6,374 ^mm ι: 6,55

1:6

5,57 6

1,5 mm

Die beiden Verbindungen wurden allmählich belastet bzw. überlastet, und bei einer Belastung mit 3340 mkg ergaben sich die nachstehend aufgeführten bleibenden Abmessungsänderungen.

	Normale	Erfindungs
	A. P. L-	gemäße
	Gewinde-	Gewinde
	verbindung	verbindung
Zunahme des Außendurch
messers der Schulter am
Mutterteil	8,05 mm	1,24 mm
Zunahme der Steigung des
Bolzengewindes	0,66 bis	0,05 bis
	0,78 mm	0,06 mm
Abnahme des Bolzenteil-
Innendurchmessers in
50 mm Abstand vom
dünneren Ende	0,92 mm	0,43 mm

(Die Vergrößerung der Steigung des erfindungsgemäßen Bolzengewindes ist auf die extreme Überlastung zurückzuführen.)

Eine erfindungsgemäße Verbindung mit einer Gewindelänge von 127 mm (5"), bei der das Gewinde somit um 25,4 mm (1") länger war als das genormte Gewinde, wobei sich eine kleinere Schulterfläche ergab, wurde mit 4000 mkg belastet bzw. überlastet. Die Zunahme des Außendurchmessers der Schulter an dem Mutterteil betrug dann 3,69 mm, doch zeigte es sich, daß die Vergrößerung der Steigung des Bolzengewindes zwischen — 0,005 ^mm (Abnahme) und 0,015 ^mm lag. d. h. bei Werten, die geringer sind als die Gewindetoleranz.

Ferner wurden zahlreiche Biegeversuche mit kleineren Modellen durchgeführt. Bei diesen Versuchen zeigte es sich, daß man die erfindungsgemäße Gewindeverbindung um etwa 50 °/₀ höher belasten konnte als die A. P. I.-Gewindeverbindung, während die erfindungsgemäße Verbindung bei der gleichen Belastung einer wesentlich größeren Zahl von Belastungsvorgängen standhielt als die normale bzw. genormte Verbindung.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Kegelgewindeverbindung, insbesondere für Bohrarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß entweder eines der beiden Schraubengewinde oder beide Schraubengewinde von der normalen Form derart abweichen, daß nach dem festen Einschrauben des Bolzenteils in das Mutterteil die äußeren Flanken des Bolzengewindes und die inneren Flanken des Muttergewindes stärker belastet sind als die anderen Flanken.

2. Kegelgewindeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stelle in der Nähe der' Mitte des Gewindes entweder bei einem der beiden Schraubengewinde oder bei beiden Gewinden eine Steigungsänderung vorgesehen ist.

3. Kegelgewindeverbinduhg nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Schraubengewindes am dünneren Ende des Bolzenteils und am entsprechenden Abschnitt des Mutterteils kleiner ist als die Steigung des Schraubengewindes am dickeren Ende des Bolzenteils , und an dem entsprechenden Abschnitt des Mutterteils.

4. Kegelgewindeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Gewindes auf dem Bolzenteil größer ist als die Steigung des Innengewindes des Mutterteils.

5. Kegelgewindeverbindurig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen den Flankendurchmessern des Bolzengewindes und des Muttergewindes in der Nähe der Mitte des Gewindes kleiner ist als an dessen beiden Enden.

6. Kegelgewindeverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel des

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Mütterteils über die gesamte Gewindelänge unverändert bleibt und daß der Kegelwinkel des Bolzenteils an dessen dickerem Ende kleiner und an dessen dünnerem Ende größer ist als derjenige des Mutterteils.

7. Kegelgewindeverbindung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß. die beiden sich die Steigung

Schraubengewinde dort, wo^:
ändert, unterbrochen sind.

8. Verfahren zur Herstellung einer Gewindeverbindung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mutterteil vor dem Einschrauben des Bolzenteils in das Mutterteil vorgewärmt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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