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Title:
THREADED CONNECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/106807
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a threaded connection for two pipes or similar, consisting of one pipe end (1) comprising an external thread with at least two threaded sections that are separate from one another and one end of a second pipe (2) that is to be connected to said first pipe and that comprises an internal thread, which is adapted to the external thread with corresponding separate threaded sections. The invention is characterised in that a coarse thread (3, 3') and at least one fine thread (4, 4', 5, 5'), each having the same thread pitch are configured as the external thread and the internal thread on the pipes (1, 2) that are to be connected. The coarse thread (3, 3') permits the screwing operation to commence in a reliable manner, even under difficult conditions, and an accurate fit is subsequently achieved by the continued screwing operation of the fine thread(s) (4, 4', 5, 5').

Inventors:
MOCIVNIK JOSEF (AT)
WAGNER ALFRED (AT)
Application Number:
PCT/AT2003/000151
Publication Date:
December 24, 2003
Filing Date:
May 27, 2003
Export Citation:
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Assignee:
TECHMO ENTW & VERTRIEBS GMBH (AT)
ALWAG TUNNELAUSBAU GMBH (AT)
MOCIVNIK JOSEF (AT)
WAGNER ALFRED EISENHANDEL (AT)
International Classes:
E21B17/042; F16L15/00; (IPC1-7): E21B17/042; F16L15/06
Domestic Patent References:
WO1984002947A11984-08-02
Foreign References:
EP0108980A21984-05-23
US6361083B12002-03-26
US2681815A1954-06-22
Attorney, Agent or Firm:
Miksovsky, Alexander (Währinger Strasse 3, Wien, AT)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schraubverbindung für zwei Rohre oder dgl., wobei ein Rohrende (1) mit einem Außengewinde mit wenigstens zwei voneinander getrennten Gewindeabschnitten und ein damit zu verbindendes Ende eines zweiten Rohres (2) mit einem darauf abgestimmten Innengewinde mit korrespondierenden, getrenn ten Gewindeabschnitten ausgebildet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß voneinander beabstandet ein Grobgewinde (3, 3') und wenigstens ein Feingewinde (4, 4', 5, 5') mit je weils gleicher Ganghöhe als Außengewinde und Innengewinde an den miteinander zu verbindenden Rohren (1, 2) ausgebil det sind.
2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Grobgewinde (3, 3') einen Gewindegang, maximal zwei Gewindegänge, mehr als das wenigstens eine Feingewinde (4, 4', 5, 5') aufweist.
3. Schraubverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Grobgewinde (3, 3') mit gegenüber dem Feingewinde (4, 4') erhöhten Toleranzen ausgebildet ist.
4. Schraubverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das Grobgewinde (3, 3') ein gegenüber dem wenigstens einen Feingewinde (4, 4', 5, 5') größeres Spiel (S1) zwischen dem Innengewinde und dem Außengewinde auf weist.
5. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Grobgewinde (3, 3') mit einem bogenförmigen, insbesondere halbkreisförmigen, oder trapez förmigen Querschnitt ausgebildet ist.
6. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß das Grobgewinde (3, 3') und das wenigstens eine Feingewinde (4, 4', 5, 5') in an sich be kannter Weise auf voneinander abgesetzten bzw. abgestuften Teilbereichen der Rohrenden (1, 2) mit jeweils unterschied lichem Innenbzw. Außendurchmesser ausgebildet sind.
7. Schraubverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß ein Grobgewinde (3, 3') und zwei Feingewinde (4, 4', 5, 5') auf jeweils voneinander abgesetzten Teilbe reichen vorgesehen sind.
8. Schraubverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß die Feingewinde (4, 4', 5, 5') mit zunehmender Entfernung von dem Grobgewinde (3, 3') jeweils abnehmende Toleranzen und/oder ein abnehmendes Spiel (S2, S3) zwischen dem jeweiligen Innengewinde und Außengewinde aufweisen.
9. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß das mit dem Außengewinde ver sehene Rohrende (1) an seinem im mit dem Innengewinde ver sehenen Rohrende (2) aufzunehmenden Endabschnitt mit einem insbesondere deformierbaren Verriegelungsabschnitt (9) aus gebildet ist.
Description:
SCHRAUBVERBINDUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schraubver- bindung für zwei Rohre oder dgl., wobei ein Rohrende mit einem Außengewinde mit wenigstens zwei voneinander getrenn- ten Gewindeabschnitten und ein damit zu verbindendes Ende eines zweiten Rohres mit einem darauf abgestimmten Innenge- winde mit korrespondierenden, getrennten Gewindeabschnitten ausgebildet ist.

Im Zusammenhang mit Schraubverbindungen sind unterschied- lichste Ausführungsformen bekannt, wobei neben einfachen Ausbildungen, wobei an einem Rohrende ein Innengewinde und auf einem damit zu verbindenden Rohrende ein Außengewinde vorgesehen ist, darüber hinaus Ausführungsformen der ein- gangs genannten Art bekannt sind, wobei an den jeweiligen Rohrenden unterschiedliche und insbesondere getrennte Ge- windeausbildungen beispielsweise zur Erhöhung der Zuverläs- sigkeit der Schraubverbindung vorgesehen sind. Hiebei sind Ausführungsformen bekannt, wobei beispielsweise einzelne Gewindeabschnitte unabhängig voneinander verschraubt werden und somit auf unterschiedlichen Teilbereichen vorgesehen sind. Weiters ist beispielsweise aus der WO 93/18329 eine Schraubverbindung bekannt geworden, wobei zwei voneinander getrennte, konische Gewinde jeweils als Außengewinde und Innengewinde in abgesetzten Teilbereichen der miteinander zu verbindenden Rohrenden vorgesehen sind, wobei durch Vor- sehen einer unterschiedlichen Höhe der einzelnen Gewinde- gänge unter Berücksichtigung der Konizität der Schraubge- winde ein zuverlässiges und einfaches Verschrauben erzielt werden soll, wobei weiters im Bereich zwischen den einzel- nen Gewindeabschnitten eine zusätzliche Verriegelungsvor- richtung vorgesehen ist.

Die vorliegende Erfindung zielt ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik darauf ab, eine Schraubverbin- dung zur Verfügung zu stellen, mit welcher neben einem ein- fachen Beginn einer Verschraubung in weiterer Folge eine zuverlässige Sicherung bzw. Festlegung der miteinander zu verbindenden Elemente, insbesondere Rohre, erzielbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgaben ist die erfindungsgemäße Schraubverbindung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß voneinander beabstandet ein Grobgewinde und wenigstens ein Feingewinde mit jeweils gleicher Ganghöhe als Außenge- winde und Innengewinde an den miteinander zu verbindenden Rohren ausgebildet sind. Durch Vorsehen eines Grobgewindes gelingt ein einfacher und zuverlässiger Beginn einer Ver- schraubung, so daß beispielsweise bei rauhen Umgebungsbe- dingung eine Verschraubung von rohrförmigen Elementen zu- verlässig begonnen werden kann, wonach nach einem gering- fügigen Verschrauben des Grobgewindes, so daß die zwei mit- einander zu verbindenden Elemente bzw. Rohre weitestgehend ausgerichtet sind, in weiterer Folge wenigstens ein Feinge- winde zusätzlich durch ein Eingreifen des jeweiligen Innen- gewindes und Außengewindes die Verschraubung weiterführt, so daß durch das Feingewinde eine entsprechend paßgenaue Verbindung zwischen den zu verbindenden Elementen bzw.

Rohren erzielbar ist. Durch Vorsehen der jeweils gleichen Ganghöhe zwischen dem Grobgewinde und dem Feingewinde läßt sich somit beginnend mit einer Verschraubung durch das Grobgewinde und somit einem Einpassen der miteinander zu verbindenden Elemente in weiterer Folge durch das Feinge- winde eine paßgenaue Verbindung der Rohrelemente sicher- stellen. Eine Beschädigung des Feingewindes beispielsweise unter rauhen Einsatzbedingungen wird insbesondere dadurch

vermieden, daß ein erster Beginn einer Verschraubung durch das Grobgewinde, welches leicht zu positionieren ist, vor- genommen wird und erst nach einer teilweisen Verschraubung des Grobgewindes die Gewindegänge Detektionsschaltung we- nigstens einen Feingewindes ineinander eingreifen.

Um eine gewünschte, zuverlässige Schraubverbindung auch mit entsprechend kurzen Gewindeabschnitten zu ermöglichen, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Grobgewinde einen Gewindegang, maximal zwei Gewinde- gänge, mehr als das wenigstens eine Feingewinde aufweist.

Für das gewünschte Einpassen der miteinander zu verbinden- den Rohrabschnitte durch vorangehendes Verschrauben des Grobgewindes ist üblicherweise ausreichend, wenn eine pro- visorische Verbindung der miteinander zu verbindenden Rohre bzw. Elemente beispielsweise über einen bzw. maximal zwei Gewindegänge durch das Grobgewinde erfolgt, worauf in wei- terer Folge neben der weiteren Verschraubung im Grobgewinde auch eine zusätzliche Verschraubung mittels wenigstens eines Feingewindes vorgenommen wird.

Wie oben bereits angedeutet, dient das Grobgewinde insbe- sondere für ein vereinfachtes Einpassen von miteinander zu verbindenden Rohren, so daß gemäß einer bevorzugten Ausfüh- rungsform vorgeschlagen wird, daß das Grobgewinde mit gegenüber dem Feingewinde erhöhten Toleranzen ausgebildet ist. Derartige erhöhte Toleranzen erlauben ein zuverläs- siges Einpassen ohne übermäßig genaues Ineinanderfügen der miteinander zu verbindenden Elemente, wobei durch derartige Toleranzen beispielsweise vorgesehen werden kann, daß das Grobgewinde ein gegenüber dem wenigstens einen Feingewinde größeres Spiel zwischen dem Innengewinde und dem Außenge- winde aufweist, wie dies einer weiters bevorzugten Ausfüh-

rungsform der erfindungsgemäßen Schraubverbindung ent- spricht.

Es ist somit durch Vorsehen des Grobgewindes mit beispiels- weise gegenüber dem wenigstens einen Feingewinde erhöhten Toleranzen und/oder erhöhtem Spiel nicht notwendig, Gewin- degänge für ein leichteres Einpassen bzw. Beginnen einer Schraubverbindung insbesondere an dem Eintrittsende mit verringerter Höhe auszustatten, womit üblicherweise ein zu- sätzlicher Bearbeitungsaufwand verbunden ist.

Zur Erleichterung des Einpassens bzw. Beginnens einer Ver- schraubung mit der erfindungsgemäßen Schraubverbindung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschla- gen, daß das Grobgewinde mit einem bogenförmigen, insbeson- dere halbkreisförmigen, oder trapezförmigen Querschnitt ausgebildet ist. Ein derartiges bogenförmiges, insbesondere halbkreisförmiges, oder trapezförmiges Profil für die Ge- windegänge des Grobgewindes erlaubt ein entsprechend ein- faches und zuverlässiges Positionieren bzw. Ausrichten der miteinander zu verbindenden Elemente.

Für eine ordnungsgemäße, räumliche Trennung des Grobgewin- des und des wenigstens einen Feingewindes wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das Grobgewinde und das wenigstens eine Feingewinde in an sich bekannter Weise auf voneinander abgesetzten bzw. abgestuf- ten Teilbereichen der Rohrenden mit jeweils unterschied- lichem Innen-bzw. Außendurchmesser ausgebildet sind, wobei für eine besonders zuverlässige und einfache Verschraubung, welche insbesondere durch Vorsehen des Grobgewindes einfach begonnen werden kann, wird vorgeschlagen, daß ein Grobge- winde und zwei Feingewinde auf jeweils voneinander abge-

setzten Teilbereichen vorgesehen sind, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubverbindung entspricht.

Wie oben bereits angedeutet, liegt ein wesentliches Merkmal der vorliegenden, erfindungsgemäßen Schraubverbindung da- rin, daß bei einfachem Beginn der Schraubverbindung durch die unterschiedliche Ausgestaltung der einzelnen Gewindeab- schnitte dennoch eine paßgenaue und zuverlässige Schraub- verbindung erzielbar ist. Bei Vorsehen einer Mehrzahl von Feingewinden neben dem Grobgewinde wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Feinge- winde mit zunehmender Entfernung von dem Grobgewinde je- weils abnehmende Toleranzen und/oder ein abnehmendes Spiel zwischen dem jeweiligen Innengewinde und Außengewinde auf- weisen, so daß sich durch das sich jeweils reduzierende Spiel bzw. die verringerten Toleranzen zwischen den einzel- nen Feingewinden eine jeweils bei Eingreifen eines zusätz- lichen Feingewindes erhöhte Paßgenauigkeit erzielen läßt, während das Vorsehen bzw. Bereitstellen des vorangeschalte- ten Grobgewindes und beispielsweise eines weiteren Feinge- windes eine Beschädigung der mit engen Toleranzen ausgebil- deten, nachfolgenden Feingewindestufen trotz einfacher Handhabbarkeit des Schraubverbindung verringert bzw. ver- mieden werden kann.

Anstelle einer mit erhöhtem Bearbeitungsaufwand und erhöh- ter Toleranz verbundenen Ausbildung eines selbsthemmenden Gewindes wird für eine Verriegelung der erfindungsgemäßen Schraubverbindung nach ihrer vollständigen Verschraubung gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschla- gen, daß das mit dem Außengewinde versehene Rohrende an seinem im mit dem Innengewinde versehenen Rohrende aufzu-

nehmenden Endabschnitt mit einem insbesondere deformier- baren Verriegelungsabschnitt ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beilie- genden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei- spiels näher erläutert. In dieser zeigen : Fig. 1 in einem schematischen Teilschnitt durch eine Aus- führungsform einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung, wo- bei zu Beginn des in Fig. 1 dargestellten Schraubvorgangs lediglich das Grobgewinde mit einer Verschraubung begonnen hat ; und Fig. 2 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung die erfin- dungsgemäße Schraubverbindung gemäß Fig. 1 in ihrem voll- ständig verschraubten Zustand.

In Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein erstes Rohr bzw. ein erster Rohrabschnitt bezeichnet, welcher an seinem Ende eine Mehr- zahl von Außengewindeabschnitten trägt, auf welche nachfol- gend im Detail näher eingegangen wird, wobei das Rohr 1 mit einem zweiten Rohrabschnitt bzw. Rohr 2 zu verschrauben ist, welches in Übereinstimmung mit den Außengewindeab- schnitten des Rohrs 1 entsprechende Innengewindeabschnitte aufweist, auf welche ebenfalls nachfolgend im Detail einge- gangen wird.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Grobgewindebereich 3 des Rohrelements 1 mit dem entspre- chenden Grobgewindebereich 3'des Rohrelements 2 eine Ver- schraubung beginnt, während nachfolgende Feingewindeab- schnitte 4 und 5 bzw. 4'und 5'noch nicht ineinander ein- greifen.

Aus Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß das Grobgewinde 3 bzw. 3'eine bogenförmige, insbesondere halbkreisförmige Außenkontur aufweist, wobei die Breite bl der einzelnen Ge- windegänge des Grobgewindes 3 bedeutend geringer ist als die Breite bl des entsprechenden Rillen des Innengewindes 3', so daß ein entsprechend großes Spiel im Bereich des Grobgewindes 3 und 3'vorliegt, so daß ein entsprechend einfaches Einpassen bzw. Beginnen der Verschraubung zwi- schen den Rohrelementen 1 und 2 auch unter gegebenenfalls rauhen Einsatzbedingungen möglich ist.

In verschraubtem Zustand ist somit aus Fig. 2 ein relativ großes Spiel S1 im Bereich des Grobgewindes 3, 3'der Rohr- elemente 1 und 2 ersichtlich.

Abweichend von der bogenförmigen Außenkontur bzw. Profilie- rung des Grobgewindes 3, 3'sind die weiters vorgesehenen Feingewindeabschnitte 4, 4'und 5, 5'mit jeweils einem einen im wesentlichen rechtwinkeligen bzw. rechteckigen Querschnitt aufweisenden Profil versehen, wobei insbeson- dere aus dem in Fig. 2 dargestellten, verschraubten Zustand ersichtlich ist, daß das Spiel S2 im Bereich des ersten Feingewindes 4, 4'geringer ist als das Spiel S1 im Bereich des Grobgewindes 3, 3'und daß weiters das Spiel S3 im Be- reich des weiteren Feingewindes 5, 5'wiederum kleiner ist als das Spiel S2.

Es läßt sich somit bei fortschreitender Verschraubung aus- gehend von dem in Fig. 1 dargestellten Zustand eine jeweils erhöhte Paßgenauigkeit durch Vorsehen der unterschiedlichen Gewindestufen 3, 3', 4, 4'und 5, 5', welche jeweils unter- schiedliche Toleranzen bzw. ein unterschiedliches Spiel

zwischen den einzelnen Elementen der Innengewinde bzw.

Außengewinde aufweisen, erzielen.

Zur Erzielung des unterschiedlichen Spiels ist davon auszu- gehen, daß die Breiten B1, B2 und B3 entsprechend den je- weils gleichen Ganghöhen der Gewindeabschnitte 3, 3', 4, 4' und 5, 5'jeweils im wesentlichen gleich sind, während die Breiten bl, b2 und b3 unterschiedlich sind, wobei zur Ver- deutlichung in den Zeichnungen das jeweils in den einzelnen Gewindestufen vorgesehene, unterschiedliche Spiel übertrie- ben dargestellt ist.

Aus der Zeichnung ist weiters ersichtlich, daß die einzel- nen Gewindeabschnitte 3, 3', 4, 4'und 5, 5'auf voneinan- der abgesetzten bzw. abgestuften Teilbereichen der Rohre 1 bzw. 2 mit jeweils unterschiedlichen Innen-bzw. Außen- durchmesser angeordnet sind.

Während das Rohrelement 2 am zum Rohrelement 1 gewandten Ende mit einem Vorsprung 6 versehen ist, welcher mit einem Anschlag 7 zur Beendigung des Schraubvorgangs zusammen- wirkt, ist an dem vorderen Endabschnitt des Rohrelements 1 ein deformierbares Verriegelungselement 8 vorgesehen, wel- ches in dem in Fig. 2 dargestellten, verschraubten Zustand in eine entsprechende Vertiefung bzw. Ausnehmung 9 des Rohrelements 2 wenigstens teilweise deformiert ist, so daß ein selbsttätiges Lösen der Schraubverbindung der Rohre 1 und 2 zuverlässig verhindert wird.