NO309666B1

NO309666B1 - Device for connecting two bodies, especially tubes

Info

Publication number: NO309666B1
Application number: NO984569A
Authority: NO
Inventors: Knut Bekkevold
Original assignee: Kongsberg Offshore As
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2001-03-05
Also published as: NO984569D0; NO984569L; WO2000019136A1; AU6011599A

Description

Oppfinnelsen angår en anordning til sammenkobling av tilstøtende endepartier av to legemer, særlig rør, ved hjelp av en ringmutter som er innrettet til å bli trædd på det første endeparti og å bli skrudd på gjenger av det annet endeparti, hvor endepartiene har respektive, mot hverandre vendende skulderflater som kan bli brakt til innbyrdes anlegg under påskruingen av ringmutteren. The invention relates to a device for connecting adjacent end parts of two bodies, in particular pipes, by means of a ring nut which is arranged to be threaded on the first end part and to be screwed on the threads of the second end part, where the end parts have respective, against each other facing shoulder surfaces that can be brought into contact with each other during the screwing on of the ring nut.

Fra US 4 919 456 og GB 2 303 420 er det kjent anordninger av den ovennevnte type, hvor det ene endeparti av det ene rør har en radialt utad forløpende flens som kan komme i inngrep med en tilsvarende radialt innad forløpende flens av en ringmutter. For anbringelse av ringmutteren ved dette endeparti, må den imidlertid bli trædd på røret ved dettes andre endeparti og ført langs røret mot rørflensen, noe som er omstendelig og tungvint, særlig dersom rørene er lange. From US 4 919 456 and GB 2 303 420 devices of the above type are known, where one end part of one pipe has a radially outward extending flange which can engage with a corresponding radially inward extending flange of a ring nut. However, for placing the ring nut at this end part, it must be stepped on the pipe at its other end part and guided along the pipe towards the pipe flange, which is cumbersome and cumbersome, especially if the pipes are long.

Fra DE 30 03 040 er det kjent at to rør kan bli innbyrdes forbundet bare ved hjelp av en ringformet klemme med fjærende klør. Der er her imidlertid ikke benyttet noen ringmutter og anordningen synes å danne en hurtigkobling til bruk i husholdninger ol. From DE 30 03 040 it is known that two pipes can be mutually connected only by means of an annular clamp with spring claws. However, no ring nut is used here and the device seems to form a quick connection for use in households etc.

Fra NO 157950 er det kjent et skruesystem med bestanddeler som likner bestanddelene av den ovennevnte anordning, hvor anleggsflatene forløper radialt, noe som medfører at virkningslinjen for den kraft som blir utøvet mellom anleggsflatene når ringmutteren er påskrudd gjengepartiet av det annet rør og strammet, forløper aksialt. Da denne kraft og den tilhørende reaksjonskraft, som utøves mellom gjengepartiene av ringmutteren og det annet rør, blir utøvet nær det radialt indre sideparti av ringmutteren, søker disse krefter i tillegg til å strekke mutteren aksialt via dette sideparti, også å bøye ringmutteren på en slik måte at ringmutterens midtparti blir innsnevret, dvs. at ringmutterens endepartier blir trompetformet utvidet mot ring-mutterens ender. I det radialt indre parti av ringmutteren blir det således utøvet hovedsakelig aksiale strekkspenninger, mens det i radialt ytre parti av ringmutteren blir utøvet aksiale trykkspenninger. For at ringmutteren skal tåle disse sammensatte spenninger, må den ha tilsvarende store dimensjoner. From NO 157950, a screw system with components similar to the components of the above-mentioned device is known, where the contact surfaces run radially, which means that the line of action for the force exerted between the contact surfaces when the ring nut is screwed onto the threaded part of the second pipe and tightened, runs axially . As this force and the associated reaction force, which is exerted between the threaded parts of the ring nut and the other tube, is exerted close to the radially inner side part of the ring nut, these forces, in addition to stretching the nut axially via this side part, also seek to bend the ring nut in such a way way that the middle part of the ring nut is narrowed, i.e. that the end parts of the ring nut are expanded in a trumpet shape towards the ends of the ring nut. In the radially inner part of the ring nut mainly axial tensile stresses are exerted, while in the radially outer part of the ring nut axial compressive stresses are exerted. In order for the ring nut to withstand these compound stresses, it must have correspondingly large dimensions.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe en anordning av den innledningsvis nevnte type, som i mindre grad er beheftet med de ovennevnte ulemper. The purpose of the invention is to provide a device of the type mentioned at the outset, which is less affected by the above-mentioned disadvantages.

Det karakteristiske ved anordningen ifølge oppfinnelsen fremgår av de i kravene angitte, kjennetegnende trekk. The characteristic of the device according to the invention can be seen from the characteristic features stated in the claims.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen som skjematisk viser utførelseseksempler på anordningen ifølge oppfinnelsen, idet den i eksemplene er benyttet som en rørkobling til innbyrdes forbindelse av to rør. Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom et første utførelseseksempel på en rørkobling ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom et annet utførelseseksempel på en rørkobling ifølge oppfinnelsen. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the drawing which schematically shows exemplary embodiments of the device according to the invention, as it is used in the examples as a pipe connection for the mutual connection of two pipes. Fig. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a pipe connection according to the invention. Fig. 2 shows a longitudinal section through another embodiment of a pipe connection according to the invention.

Fig. 3 viser et forstørret utsnitt av det parti som på fig. 2 er angitt med II. Fig. 3 shows an enlarged section of the part shown in fig. 2 is denoted by II.

Fig. 4 er et perspektivriss av den på fig. 2 viste rørkobling, hvor bestanddeler av koblingen har blitt trukket fra hverandre. Fig. 4 is a perspective view of the one in fig. 2 showed a pipe connection, where components of the connection have been pulled apart.

Som det fremgår av fig. 1 omfatter rørkoblingen et første rør 2 med et første endeparti 4 og et annet rør 6 med et annet endeparti 8. Det første endeparti 4 har en første skulder- eller endeflate eller ende 10, og det annet endeparti 8 har en annen skulder- eller endeflate eller ende 12, som under en bevegelse av rørene 2,6 mot hverandre når disse forløper koaksialt, er innrettet til å komme til innbyrdes anlegg. Mellom tilstøtende, f. eks. sylindriske overflaterpartier 14,16 av rørene 2 resp. 6 kan være anordnet egnede tetningsmidler, såsom en O-ring 18, slik at rørene da kan kommunisere tettende med hverandre. As can be seen from fig. 1, the pipe connection comprises a first pipe 2 with a first end portion 4 and a second pipe 6 with another end portion 8. The first end portion 4 has a first shoulder or end surface or end 10, and the second end portion 8 has another shoulder or end surface or end 12, which during a movement of the tubes 2,6 towards each other when these run coaxially, is designed to come into contact with each other. Between adjacent, e.g. cylindrical surface parts 14,16 of the tubes 2 resp. 6 can be provided with suitable sealing means, such as an O-ring 18, so that the pipes can then communicate sealingly with each other.

I avstand fra den første skulderflate 10 har det første endeparti 4 en første anleggsflate 24, som forløper bort fra dette endepartis lengdeakse og samtidig mot den første skulderflate 10, idet anleggsflaten 24 vender bort fra denne skulderflate 10 At a distance from the first shoulder surface 10, the first end part 4 has a first contact surface 24, which extends away from the longitudinal axis of this end part and at the same time towards the first shoulder surface 10, the contact surface 24 facing away from this shoulder surface 10

Det annet endeparti 8 er forsynt med utvendige gjenger 26. The other end part 8 is provided with external threads 26.

Rundt det første endeparti 4 av det første rør 2 er det anordnet en ringmutter 28 som har et tredje endeparti 30. Dette endeparti 30 har en fri endeoverflate eller ende 32 og innvendige gjenger 34 til påskruing på det annet endepartis utvendige gjenger 26. Videre har dette endeparti 30 en annen anleggsflate 36, som er komplementær i forhold til den første anleggsflate 24, og som forløper mot ringmutterens lengdeakse og vender mot det tredje endepartis ende 32. Around the first end part 4 of the first pipe 2, a ring nut 28 is arranged which has a third end part 30. This end part 30 has a free end surface or end 32 and internal threads 34 for screwing onto the second end part's external threads 26. Furthermore, this end part 30 another contact surface 36, which is complementary in relation to the first contact surface 24, and which extends towards the longitudinal axis of the ring nut and faces the end 32 of the third end part.

Når ringmutteren 28 har blitt skrudd på det annet endeparti 8 av det annet rør 6 og strammet, kommer den første og den annen anleggsflate 24 resp. 36 til innbyrdes anlegg. På grunn av at anleggsflatene forløper på skrå i forhold til en radial linje, er den kraft som utøves mot ringmutterens anleggsflate 36 ikke rettet aksialt, men hovedsakelig vinkelrett på denne, dvs. samtidig bort fra ringmutteren lengdeakse og bort fra enden 32 av ringmutterens endeparti 30. Derved blir det ved stedet for anleggsflaten 36 av ringmutteren 28 utøvet en radialt utad rettet komponent av kraften som søker å bøye ringmutteren slik at den får tønneform, dvs. at den ved sitt midtparti har en større diameter enn ved sine ender. Derved blir spenningene i ringmutteren redusert, noe som medfører at ringmutteren kan ha mindre dimensjoner og være lettere. When the ring nut 28 has been screwed onto the second end part 8 of the second pipe 6 and tightened, the first and the second contact surface 24 resp. 36 to mutual facilities. Due to the contact surfaces running at an angle in relation to a radial line, the force exerted against the contact surface 36 of the ring nut is not directed axially, but mainly perpendicular to this, i.e. simultaneously away from the longitudinal axis of the ring nut and away from the end 32 of the end portion 30 of the ring nut Thereby, at the site of the contact surface 36 of the ring nut 28, a radially outwardly directed component of the force is exerted which seeks to bend the ring nut so that it takes the shape of a barrel, i.e. that it has a larger diameter at its central part than at its ends. Thereby, the stresses in the ring nut are reduced, which means that the ring nut can have smaller dimensions and be lighter.

Rørkoblingen ifølge dette utførelseseksempel er naturligvis beheftet med den ulempe at ringmutteren f.eks. må bli trædd på det første rør 2 fra dettes annen ende på grunn av det utvidede parti av røret 2 som omfatter anleggsflaten 24. For å unngå denne ulempe, kan rørkoblingen være fremstilt som vist på fig. 2-4. The pipe connection according to this design example is naturally affected by the disadvantage that the ring nut e.g. must be stepped on the first pipe 2 from its other end due to the extended part of the pipe 2 which includes the contact surface 24. To avoid this disadvantage, the pipe connection can be produced as shown in fig. 2-4.

De bestanddeler av det annet utførelseseksempel som tilsvarer bestanddeler av det første utførelseseksempel ifølge fig. 1, er på fig. 2-4 gitt de samme henvisningstall. The components of the second embodiment which correspond to components of the first embodiment according to fig. 1, is in fig. 2-4 given the same reference numbers.

Som det fremgår av fig. 2-4, er det i det første endeparti 4 tildannet et radialt utad åpent, rundtgående og i tverrsnitt hovedsakelig U-formet spor 40. As can be seen from fig. 2-4, a radially outwardly open, circumferential and mainly U-shaped groove 40 is formed in the first end portion 4.

Inn i sporet 40 rager det et inngrepsparti 52 av minst ett sirkelbue- eller sirkel-segmentformet trykklegeme 50 som forløper i det minste langs et parti av sporets lengde. Fortrinnsvis er det anordnet flere trykklegemer fortløpende langs sporets lengde. Into the groove 40 there protrudes an engagement portion 52 of at least one arc-shaped or circular segment-shaped pressure body 50 which extends at least along part of the length of the groove. Preferably, several pressure bodies are arranged continuously along the length of the track.

Det parti av trykklegemet 50 som rager ut av sporet 40, har på den ene side en aksial forlengelse 54 som forløper aksialt til stedet for den første skulder- eller endeflate 10 av det første endeparti 4. Den annen side av det parti av trykklegemet som rager ut av sporet 40, har en overflate 24' som er tildannet i likhet med den første anleggsflate 24 og er innrettet til anlegg mot den annen anleggsflate 36 av ringmutteren 28. The part of the pressure body 50 which projects out of the groove 40 has, on one side, an axial extension 54 which extends axially to the location of the first shoulder or end surface 10 of the first end part 4. The other side of the part of the pressure body which projects out of the slot 40, has a surface 24' which is formed in the same way as the first contact surface 24 and is arranged to contact the second contact surface 36 of the ring nut 28.

I trykklegemets forlengelse 54 er det tildannet minst én radialt forløpende boring 56 med et forsenket parti 58. Videre kan det i forlengelsen 54 være tildannet minst én aksial boring 60, som munner ut i skulderflaten 10. At least one radially extending bore 56 with a recessed part 58 is formed in the extension 54 of the pressure body. Furthermore, at least one axial bore 60 can be formed in the extension 54, which opens into the shoulder surface 10.

I det første endeparti 4 er det tildannet minst én radial boring 62 som flukter med den radiale boring 56,58 i forlengelsen 54, og som er forsynt med skruegjenger. I det annet endeparti 8 kan det være tildannet minst én boring 64 som forløper koaksialt med boringen 60 i forlengelsen 54. In the first end part 4, at least one radial bore 62 is formed which aligns with the radial bore 56,58 in the extension 54, and which is provided with screw threads. In the other end part 8, at least one bore 64 can be formed which extends coaxially with the bore 60 in the extension 54.

For forbindelse av trykklegemet 50 med det første endeparti 4 er det i boringen 56 innført en skrue 68 som er skrudd inn i gjengene av boringen 62, og hvis hode 70 kan komme til anlegg mot bunnen av forsenkede parti 58. Herunder er det anordnet en klaring mellom skruens stamme og boringen 56, slik at trykklegemet 50 kan bli beveget litt aksialt i forhold til skruen 68.1 boringene 60, 64 er det innført en styretapp 72 som kan gli med bare liten klaring i boringene 60 og 64 av forlengelsen 54 resp. det annet endeparti 8. For the connection of the pressure body 50 with the first end part 4, a screw 68 is inserted in the bore 56, which is screwed into the threads of the bore 62, and whose head 70 can come into contact with the bottom of the recessed part 58. A clearance is provided below between the stem of the screw and the bore 56, so that the pressure body 50 can be moved slightly axially in relation to the screw 68.1 the bores 60, 64, a guide pin 72 is introduced which can slide with only a small clearance in the bores 60 and 64 of the extension 54 resp. the other end part 8.

Fortrinnsvis er det anordnet så mange trykklegemer at de forløper med bare en liten innbyrdes klaring langs sporet 40. Før anbringelsen av trykk-legemene 50 på det første endeparti 4, kan således ringmutteren 28 bli trædd på dette endeparti, hvoretter trykklegemene blir festet på endepartiet. Preferably, so many pressure bodies are arranged that they run with only a small mutual clearance along the groove 40. Before placing the pressure bodies 50 on the first end part 4, the ring nut 28 can thus be threaded on this end part, after which the pressure bodies are fixed on the end part.

Den vinkel a som er dannet av en radial linje og den første anleggsflate 24', sett i et lengdesnitt, er fortrinnsvis på ca. 7°. The angle a formed by a radial line and the first contact surface 24', seen in a longitudinal section, is preferably approx. 7°.

Den side 74 av sporet 40 som befinner seg nær den første skulderflate 10, dvs. den side av sporet som kommer til anlegg mot trykklegemet 50 når ringmutteren 28 strammes, er tildannet konkav, fortrinnsvis sirkulær, på en slik måte at denne side 74 av sporet 40 er underskåret sett radialt innad i sporet. Således har denne side 74 en nese 76 som rager bort fra skulderflaten 10. Den tilstøtende side 78 av trykklegemet 40 er tildannet komplementært til siden 74. Derved fås det en sikker fastholdelse av trykklegemet 28 i sporet 40. The side 74 of the groove 40 which is located close to the first shoulder surface 10, i.e. the side of the groove which comes into contact with the pressure body 50 when the ring nut 28 is tightened, is made concave, preferably circular, in such a way that this side 74 of the groove 40 is undercut seen radially inside the groove. Thus, this side 74 has a nose 76 that projects away from the shoulder surface 10. The adjacent side 78 of the pressure body 40 is formed complementary to the side 74. This ensures a secure retention of the pressure body 28 in the groove 40.

Under en sammenkobling av rørene og stramming av ringmutteren 28, kan trykklegemet bli beveget litt i forhold til det første endeparti 4 på grunn av klaringen mellom skruen 68 og boringen 66,68 mens styretappen 64 styrer trykklegemet aksialt, hvoretter trykklegemet kommer til flateanlegg mot sporsiden 74. During a connection of the pipes and tightening of the ring nut 28, the pressure body can be moved slightly in relation to the first end part 4 due to the clearance between the screw 68 and the bore 66, 68 while the guide pin 64 guides the pressure body axially, after which the pressure body comes to the flat system against the track side 74 .

For skruing av ringmutteren ved hjelp av et verktøy såsom en skrunøkkel, kan ringmutteren ha et omkretsparti 88 med form som et parti av en sekskantmutter, være krenelert e.l. Videre vil det forstås at det ved bestanddelene ifølge oppfinnelsen på i og for seg kjent måte kan være tildannet hulkiler som bevirker en reduksjon av spenningskonsentrasjoner. For screwing the ring nut using a tool such as a wrench, the ring nut can have a peripheral portion 88 shaped like a portion of a hexagon nut, be crenellated or the like. Furthermore, it will be understood that with the components according to the invention, in a manner known per se, hollow wedges can be formed which cause a reduction in stress concentrations.

Selv om oppfinnelsen ovenfor har blitt beskrevet i forbindelse med sammenkobling av to rør, vil det forstås at den kan bli benyttet i ethvert tilfelle hvor en innvendig krage av en ringmutter kommer til anlegg mot en rundtgående flens av en første gjenstand, som har blitt trædd inn i ringmutteren, og hvor ringmutteren blir skrudd på en annen gjenstand for derved å trekke gjenstandene mot hverandre med stor kraft. Although the above invention has been described in connection with the connection of two pipes, it will be understood that it can be used in any case where an internal collar of a ring nut comes into contact with a circumferential flange of a first object, which has been threaded into in the ring nut, and where the ring nut is screwed onto another object to thereby pull the objects towards each other with great force.

Claims

1. Device for connecting adjacent end parts (4,8) of two bodies, in particular pipes (2,6), by means of a ring nut (28) which is arranged to be stepped on the first end part (4) and to be screwed onto the threads of the second end part (8), where the end parts have respective shoulder surfaces (10,12) facing each other which can be brought into contact with each other during the screwing on of the ring nut (28), characterized in that the first end part (4) has a radially outwardly open groove (40) which runs along the circumference of this end part (4), and which is arranged to receive an engagement part (52) of a pressure body (50) with a first contact surface (24'), which reaches the engagement part ( 52) is engaged in the groove (40), faces away from the shoulder surface (10) of the first end part (4) and protrudes from the groove (40), and the ring nut (28) has a radially inwardly projecting, second contact surface (36) , which is arranged to be brought into contact with the first contact surface (24') when the engagement part (52) of the pressure body is introduced in the groove and the nut (28) is threaded onto the first end part (4).

2. Device according to claim 1, characterized in that the area (74,76) of the groove (40) which is located closest to the shoulder surface (10) of the first end part (4) is undercut.

3. Device according to claim 2, characterized in that the undercut area (74,76) is circular, seen in a cross-section through the groove (40).

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that in the pressure body (50) at least one first bore (60) is formed, which extends axially, and in the other end part (8) at least one other axial bore (64) corresponding to the first bore (60) is formed, and the device comprises a sliding guide pin (72) in relation to the first and second bores (60,64) which is arranged for simultaneous introduction into the first and second bores (60,64) during a connection of the end parts (4,8 ) and the pressure body (50).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure body (50) is attached to the first end part (4) by means of at least one radially extending screw (68), which extends with clearance through an associated, radially extending hole (56,58) of the pressure body (50).