具有复合材料管和金属连接器的管元件.pdf

管元件，该管元件具有由纤维增强塑料制成的管(3，3.1，3a)和至少一个金属连接器(6，6.1，6a)，该至少一个金属连接器(6，6.1，6a)与管(3，3.1，3a)连接，使得连接装置可以传递扭矩和轴向力，并且该至少一个金属连接器(6，6.1，6a)具有螺纹(17，17.1，17a)，尤其是圆锥形螺纹或具有法兰，通过螺纹或法兰将金属连接器(6，6.1，6a)与另一个管元件的另一个金属连接器螺纹连接，以便连接两个管元件，其中，金属连接器(6，6.1，6a)以连接区域(14，14.1，14a)从外部包围管(3，3.1，3a)，其中，存在配合套筒(2，2.1，2a)，该配合套筒以连接区域(11，11.1，11a)与管(3，3.1，3a)的内侧接触，并且其中，金属连接器(6，6.1，6a)和配合套筒(2，2.1，2a)分别具有一个圆柱形螺纹(10，10.1，10a，15，15.1，15a)，通过该圆柱形螺纹(10，10.1，10a，15，15.1，15a)将金属连接器(6，6.1，6a)和配合套筒(2，2.1，2a)相互螺纹连接。

1.  一种管元件，所述管元件具有由纤维增强塑料制成的管(3，3.1，3a)和至少一个金属连接器(6，6.1，6a)，所述至少一个金属连接器(6，6.1，6a)与所述管(3，3.1，3a)连接，使得所述连接装置能传递扭矩和轴向力，并且所述至少一个金属连接器(6，6.1，6a)具有螺纹(17，17.1，17a)、尤其是圆锥形螺纹或具有法兰，通过所述螺纹或法兰将所述金属连接器(6，6.1，6a)与另一个管元件的另一个金属连接器螺纹连接，以便连接两个管元件，其特征在于，所述金属连接器(6，6.1，6a)利用连接区域(14，14.1，14a)从外部包围所述管(3，3.1，3a)，存在配合套筒(2，2.1，2a)，所述配合套筒(2，2.1，2a)利用连接区域(11，11.1，11a)与管(3，3.1，3a)的内侧接触，并且所述金属连接器(6，6.1，6a)和所述配合套筒(2，2.1，2a)分别具有一个圆柱形螺纹(10，10.1，10a，15，15.1，15a)，通过圆柱形螺纹(10.10.1，10a，15，15.1，15a)将所述金属连接器(6，6.1，6a)和所述配合套筒(2，2.1，2a)相互螺纹连接。

2.  根据权利要求1所述的管元件，其特征在于，在所述管(3.3.1，3a)的与所述金属连接器(6，6.1，6a)对置的端部上具有第二金属连接器(6，6.1，6a)，所述第二金属连接器(6，6.1，6a)如同所述第一金属连接器(6，6.1，6a)一样与所述管连接。

3.  根据权利要求1或2所述的管元件，其特征在于，所述管(3，3.1，3a)在外侧具有连接区域(13，13.1，13a)，所述连接区域(13，13.1，13a)是圆锥形地朝所述管端部变尖的表面，并且所述连接区域(13，13.1，13a)与所述金属连接器的连接区域(14，14.1，14a)接触，其中，所述连接区域(14，14.1，14a)设计成相应配合地圆锥形成型的表面。

4.  根据权利要求3所述的管元件，其特征在于，所述管的外侧在与所述金属连接器(6，6.1，6a)的连接区域(13，13.1，13a)内的圆锥体相对所述管的轴线的倾斜角在0.1°到30°之间、优选在0.5°到5°之间。

5.  根据前述权利要求之一所述的管元件，其特征在于，所述管(3，3.1，3a)在所述内侧具有连接区域(12，12.1，12a)，所述连接区域(12，12.1，12a)是圆锥形地朝管端部变尖的表面，并且与所述配合套筒的连接区域(11，11.1，11a)接触，其中，所述连接区域(11，11.1，11a)设计成相应配合地圆锥形成型的表面。

6.  根据权利要求5所述的管元件，其特征在于，所述管的内侧在与所 述配合套筒(2，2.1，2a)的连接区域(12，12.1，12a)内的圆锥体相对所述管的轴线的倾斜角在0.1°到30°之间、优选在0.5°到5°之间。

7.  根据前述权利要求之一所述的管元件，其特征在于，具有内管(1，1a)，所述内管(1，1a)尤其由金属或纤维增强塑料制成，并且优选在所述内侧上设有涂层，所述涂层由比所述内管更耐油或其他化学试剂的材料制成，其中，所述管(3，3.1，3a)卷绕到所述内管(1，1a)上，并且其中，所述内管(1，1a)具有比所述管(3，3.1，3a)更小的壁厚。

8.  根据前述权利要求之一所述的管元件，其特征在于，在所述管(3，3.1，3a)的壁内或在内管(1，1a)和管(3，3.1，3a)之间具有电线(4)，所述电线(4)从一个管端部延伸至另一个管端部并且与插头(7)连接，所述插头(7)位于所述金属连接器(6，6.1，6a)的内部，并且在所述管元件通过所述圆锥形螺纹(17，17.1，17a)或法兰与所述另一个管元件螺纹连接时，所述插头适合于与在另一个管元件内的另一个插头或电线形成电连接。

9.  根据权利要求8所述的管元件，其特征在于，所述配合套筒(2，2.1，2a)具有布置在所述配合套筒的与所述连接区域(11，11.1，11a)对置的端部上的挡板(18)，所述挡板(18)设计成，使得所述插头(7)沿径向看完全地位于金属连接器(6，6.1，6a)和配合套筒(2，2.1，2a)之间。

10.  根据权利要求8或9所述的管元件，其特征在于，所述配合套筒(2，2.1，2a)具有在圆柱形螺纹(10.10.1，10a)中的轴向槽或具有在圆柱形螺纹(10.10.1，10a)下方的材料中的轴向的纵向孔，通过所述纵向孔，所述电线(4)从所述管(3，3.1，3a)导引至所述插头(7)。

11.  根据前述权利要求之一所述的管元件，其特征在于，在配合套筒(2，2.1，2a)和金属连接器(6，6.1，6a)之间设有扭转止动器，所述扭转止动器尤其设计成优选在所述配合套筒的端面上的焊缝(19)或设计成至少一个沿轴向插入的销钉(20，20.1)。

12.  根据前述权利要求之一所述的管元件，其特征在于，所述配合套筒(2，2.1，2a)的内表面具有沿轴向完全连续走向的无边棱或台阶突变的内部型材(16，16.1，16a)。

13.  一种用于制造根据前述权利要求之一所述的管元件的方法，其特征在于，
-通过纤维材料围绕芯件、尤其是在内管上的卷绕而形成所述管(3，3.1， 3a)，
-在利用纤维材料制造所述管时，在所述连接区域(11，11.1，11a)内卷覆所述配合套筒(2，2.1，2a)，
-与纤维材料共同地或在纤维材料之后施加基质材料，
-所述管(3，3.1，3a)与所述配合套筒共同地在炉中热处理，其中，硬化或固化所述基质材料，
-将所述金属连接器(6，6.1，6a)利用其圆柱形螺纹(15，15.1，15a)螺纹连接到所述配合套筒的圆柱形螺纹(10.10.1，10a)上。

14.  根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在通过卷绕形成所述管(3，3.1，3a)之前，将电线(4)沿轴向从一端到另一端地安置在所述内管(1，1a)上，并且在旋拧所述金属连接器(6，6.1，6a)之前，将插头(7)推到所述配合套筒(2，2.1，2a)上并且与所述电线(4)电连接。

15.  根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在通过进一步卷绕制成所述管(3，3.1，3a)之前，将电线(4)沿轴向从一端到另一端地安置到所述管的已卷绕的层上，并且在旋拧所述金属连接器(6，6.1，6a)之前，将插头(7)推到所述配合套筒(2，2.1，2a)上并且与所述电线(4)电连接。

具有复合材料管和金属连接器的管元件
本发明涉及一种管元件，该管元件具有由纤维增强塑料制成的管和至少一个金属连接器，该金属连接器与该管连接，使得连接装置可以传递扭矩和轴向力，并且该金属连接器具有螺纹、尤其是圆锥形螺纹，或法兰，通过所述螺纹或法兰可以将金属连接器与另一个金属连接器螺纹连接，以便连接两个管元件。本发明还涉及一种用于制造这种管元件的方法。
现有技术中，例如在用于石油钻探的钻杆中已知这种管元件，其具有由纤维增强塑料、主要是CFK(碳纤维增强塑料)制成的管和用于连接两个管元件的金属连接器，以便提供比迄今一般的钢质钻杆更轻的钻杆。CFK在重量较小的情况下提供高强度和刚度。然而它仅允许非常有限的后处理，并且几乎不可能用其制造有承载能力的连接件、例如螺纹。因此使用固定在管端部上的金属连接器。现有技术中通过径向插入的销钉进行在金属连接器和塑料管之间的连接。为了传递较高的扭矩和力并且经受不利的环境条件，需要多个足够大尺寸的销钉分布在圆周上。其弊端在于，这种管元件的安装由此比较耗费。此外无论是塑料管中还是金属连接器中，在连接区域内必须存在足够的材料，以便可以补偿由用于销钉的孔造成的削弱。这必然导致较厚和较大的连接区域或导致承载能力较小的管元件。另一种解决方案是粘接连接。然而难以实施对其质量的保证。
本发明所要解决的技术问题是，提供一种管元件，该管元件具有安装更简单、更可靠的且空间需求更少的在金属连接器和纤维增强塑料管之间的连接装置，以及提供一种用于制造这种管元件的方法。按本发明的管元件应当特别适合用于例如石油钻探时的钻杆，或适用于其他的应用、如驱动轴或如在石油源和运输平台之间的管连接装置，该运输平台例如在海上输油时用作所谓的冒口(Riser)。
该技术问题对于管元件来说按本发明由此解决，金属连接器以连接区域从外部包围管，存在配合套筒，该配合套筒以连接区域与管的内侧接触，金属连接器和配合套筒分别具有圆柱形螺纹，通过圆柱形螺纹将金属连接器和配合套筒相互螺纹连接。通过圆柱形的螺纹连接确保，使连接区域可靠且按 规定地接触。该解决方案的优点是，大大简化了在金属连接器和复合材料管之间的连接装置的安装，方式是只需两个金属部件相互螺纹连接。圆柱形螺纹需要较少的沿径向的结构空间并因此就直径而言非常节省空间，这能够实现实施得非常细的连接装置。为了可以传递更大的力，可以增大螺纹长度和/或增大在管上的连接区域的长度。
管优选具有由玻璃纤维或芳纶纤维构成的或特别优选由碳纤维构成的纤维增强部。在此，纤维以粗纱或织造织物带或稀松平纹织物带(通常为非织造带)卷绕的方式分别一层或多层并且也组合地布置。纤维增强部被塑料基质包围。作为基质材料特别适合的是热塑性塑料或优选热固性塑料、如环氧树脂。基质材料在卷绕之前可以已经存在于纤维增强部上，或在卷绕时或卷绕之后被涂覆。硬化或固化通过在炉中的热处理实现。金属连接器和配合套筒优选由钢、铸钢、铸铁、铝合金或钛制成。在驱动轴的情况下，代替用于连接两个管元件的圆锥形螺纹优选使用法兰，通过该法兰将管元件相互螺纹连接。本发明可以同样有利地使用于这种管元件。
改善连接的质量和安装特性的按本发明实施方式的其他有利特征存在于各从属权利要求中。
为了实现良好的力传递并因此可靠且牢固的连接，在金属连接器上和在配合套筒上的圆柱形螺的优选的长度处于螺纹直径的10％到500％之间、特别优选在10％到100％之间的范围内。连接区域的优选的轴向长度为螺纹直径的10％到500％之间、特别优选100％到500％之间，管在所述连接区域中被夹在金属连接器和配合套筒之间。
管元件可以在与第一金属连接器对置的第二管端部上具有第二金属连接器，该第二金属连接器如同第一金属连接器一样与管连接。多个管元件可以这样相互连接成一条较长的线路，该线路可以传递扭矩和轴向力。若金属连接器具有圆锥形螺纹，则有利的是，第一金属连接器具有圆锥形内螺纹，第二金属连接器具有匹配的圆锥形外螺纹。但分别具有两个圆锥形内螺纹和两个圆锥形外螺纹的管元件也可以始终交替地组合成一条较长的路线。
特别优选，管在外侧上具有连接区域，该连接区域是圆锥形地朝所述管端部变尖的表面并且与金属连接器的连接区域接触，其中，该连接区域设计成相应配合地圆锥形成型的表面。就连接区域而言，在本申请中理解为锥形，从而表面或者具有直边圆锥形状或曲边圆锥形状。也就是说该表面沿轴向不 仅可以具有直的而且具有连续弯曲的走向。圆锥形地变尖理解为，表面的直径沿轴向减小，圆锥形地扩宽理解为，该直径沿轴向增大。
通过圆锥形形状，在通过圆柱形螺纹螺纹连接在一起时，在金属连接器和配合套筒之间的管的连接区域上产生表面压力，由此，该连接装置可以传递更大的力。除了夹紧外，可以在金属连接器和管之间的连接区域内施加粘结剂。这增大了连接装置的强度并且可以保证管的内部空间和周围环境之间的密封。此外，在建立管和金属连接器之间的连接时，粘结剂降低零件之间的摩擦。
优选，管外侧在与金属连接器的连接区域中的圆锥体相对管的轴线的倾斜角在0.1°到30°之间、特别优选在0.5°到5°之间。因此，可实现特别可靠的连接。太小的角度不能实现较高的表面压力，太大的角度减小连接面可供使用的轴向长度。
为了实现在连接装置中更大的表面压力或作为在管外侧上圆锥形表面的备选，管可以在内侧上具有连接区域，该连接区域是圆锥形地朝所述管端部变尖的表面并且与配合套筒的连接区域接触，其中，配合套筒的连接区域设计成相应配合地圆锥形成型的表面。此处也可以在配合套筒和管之间施加粘结剂。
优选，管内侧在与配合套筒的连接区域内的圆锥体相对管轴线的螺旋角为0.1°到30°之间、特别优选在0.5°到5°之间。
为了在制造时简化管的卷绕，可以存在内管，该内管尤其由金属或纤维增强塑料或热塑性塑料制成，并且优选设有在内侧上的涂层，该涂层由比内管更耐油或钻孔液或其他化学试剂的材料制成，其中，纤维复合管卷绕在内管上，以便这样形成整个管结构，并且其中，内管具有比纤维复合管更小的壁厚。作为涂层的备选，内管可以由更耐油或钻孔液或其他化学试剂的材料制成。
对于一些应用、例如对于钻杆来说应当通过管元件传递数据或电能。为此，可以在管的壁中或在内管和管之间存在电线，该电线从管的一端延伸至管的另一端并且与插头连接，该插头位于金属连接器的内部，并且在管元件与另一个管元件通过尤其圆锥形螺纹或法兰螺纹连接时，该插头适合于与另一个管元件中的另一个插头或电线形成电连接。一个优点是，电线在管的壁中被保护。插头可以尤其是环形地设计。插头此处一般理解为适合建立电连 接的部件，通过该电连接可以传递数据或能量。在管元件之间的电连接可以通过插头与配合触点的物理接触建立或通过插头与配合件的电磁耦合、即无线地实现。在此，在管元件上也可以存在多根电线和/或多个插头。
为了针对其中有油或其他介质流动的内部空间对插头进行保护，配合套筒可以具有布置在配合套筒与连接区域对置的端部上的挡板，该挡板设计成，使得在安装好管元件时，插头沿径向看完全地位于金属连接器和配合套筒之间。
为了将电线在旋拧在金属连接器上时能不被损坏地在金属连接器的区域内从管导引至插头，配合套筒优选具有在圆柱形螺纹内的轴向槽或具有在圆柱形螺纹下方的材料中的轴向的纵向孔。槽更可容易制造。纵向孔的优点是，螺纹由此不被中断并且不被削弱。
当多个管元件在运行中旋拧在一起并且旋拧分开的情况下，为了使配合套筒和金属连接器之间的圆柱形螺纹连接装置不再松脱，有利的是，在配合套筒和金属连接器之间设有扭转止动器。该扭转止动器尤其可以设计成优选在配合套筒的端面上的焊缝。焊缝可以设计成连续或中断的环形或设计成一系列焊点。备选地，扭转止动器也可以设计成至少一个销钉，该销钉轴向地插入配合套筒和金属连接器之间的孔中。
因为在一些应用中，管元件被流体介质，例如油或钻孔液流过，所以重要的是将压力损失保持得很小。为此有利的是，配合套筒的内表面具有沿轴向完全连续走向的内部型材而无边棱或台阶突变。该连续的类似喷嘴的走向导致流动优化的、在不同管元件的连接部位的区域内具有较小压力损失的管元件。迄今已知的管元件的缺点是，这些管元件在连接区域内造成更大的压力损失。通过按本发明类型的在金属连接器和管之间的连接装置可以实现，通过配合套筒形成流动优化的内部型材。
对于按本发明的用于制造上述管元件的方法，本发明的技术问题由此解决，
-通过纤维材料围绕芯件、尤其是在内管上的卷绕而制造管，
-在利用纤维材料制造管时在连接区域内卷覆配合套筒，
-与纤维材料共同地或在纤维材料之后涂覆基质材料，
-将管与配合套筒共同地在炉中热处理，其中，硬化或固化基质材料，
-以及将金属连接器利用其圆柱形螺纹旋拧在配合套筒的圆柱形螺纹 上。
方法步骤优选以指定的顺序实施。热处理尤其是在于，管加热到50至250℃之间的温度。通过在连接区域内卷覆配合套筒，在管和配合套筒之间产生良好的面接触，这积极地影响连接装置今后的强度。当连接区域在管的内侧上设计成圆锥形地朝管端部变尖时，配合套筒在炉中热处理之后插入的制造是不可行的。在这种情况下，制造只能通过按本发明的方法实现，其中，当管卷绕时，配合套筒已经在连接区域中卷覆。
为了制造具有电线和插头的管元件，在通过各层的卷绕来制造管之前，可以将电线沿轴向或螺旋形地从一端到另一端地安置在内管上；在旋拧金属连接器之前，在炉中的热处理之后将插头推到配合套筒上并且与电线电连接。因此，也可以以简单的方式制造具有电子数据或能量连接装置的管元件。备选地，在通过进一步卷绕做成管之前，可以将电线沿轴向或螺旋形地从一端到另一端地安置到已卷绕的管层上；插头的安装如上述进行。
根据各实施例并且参照附图阐述本发明其他有利的特征。所述的特征可以不仅以所示的组合有利地转化，而且可以单独地彼此结合。
图1a是具有内圆锥螺纹的按本发明的管元件的实施方式的纵剖面，
图1b是在螺纹连接之前剖分图1a的3D图，
图2a是具有电线和插头的按本发明的管元件的实施方式的剖分的3D拆解图，
图2b是剖分图2b的组装状态的3D图，
图3是两个按本发明的管元件的连接装置，
图4是具有外圆锥螺纹和通过焊缝的扭转止动器的按本发明的管元件的实施方式，
图5是具有外圆锥螺纹和通过销钉的扭转止动器的按本发明的管元件的另一个实施方式，
图6a是具有内圆锥螺纹和通过销钉的扭转止动器的按本发明的管元件的另一个实施方式，
图6b是剖切图6a的3D图。
下列详细描述附图。图1a示出一个管元件，其中，薄的内管1被管3的管材料卷绕。作为管材料优选使用CFK。管3在其端部处被夹入和/或粘 结在位于内部的配合套筒2和位于外部的金属连接器6之间。配合套筒2和金属连接器6通过圆柱形螺纹10、15相互螺纹连接，从而确保在连接区域内可靠的且按规定的接触。圆锥形内螺纹17用于与另一个管元件螺纹连接，该另一个管元件具有圆锥形外螺纹。视图在左侧被截断。在未示出的端部处，管元件优选具有同样固定的第二金属连接器，该第二金属连接器又具有圆锥形螺纹、例如相应配合的外螺纹。这样，可以由多个元件组装较长的钻杆、管道或驱动轴。由于通过由圆柱形螺纹确保连接，可以制造非常细的管元件，但该管元件提供较高的连接强度。在制造时，内管1首先被纤维增强材料(例如粗纱或织造编织带或稀松平纹织物带(通常为非织造))卷绕多层。基质材料(例如环氧树脂或其他热固性塑料或热塑性塑料)可以已经存在于纤维增强材料上或在卷绕时或卷绕之后涂覆到层上。配合套筒2在连接区域中一起卷绕。然后，将管3连同内管1和配合套筒一起在炉1中热处理，从而使得基质材料硬化或固化。然后，去除在管端部上突出的材料并且将金属连接器6以其螺纹15旋拧在配合套筒的圆柱形螺纹10上。在连接区域中，可以事先在管3和金属连接器6之间施加粘合剂。
代替圆锥形螺纹17，金属连接器也可以具有法兰，该法兰用于使管元件与另一个管元件螺纹连接，例如在驱动轴中。按本发明的实施方式在此也是有利的。
所示的管元件特别适合用于钻杆。对于钻杆来说，圆柱形螺纹10、15的螺纹直径大多数在80到180mm之间。用于在该直径范围内的钻杆的特别优选的实施形式具有长度在50到150mm之间的圆柱形螺纹。与所述螺纹长度无关，在这种管元件中，连接区域的轴向长度优选在150到250mm之间。
在图1b中，金属连接器尚未被旋紧。为了还要进一步提高在管3和金属连接器6之间的连接装置的强度，在连接区域内纤维增强管3的内侧和/或外侧可以设计成圆锥形地朝管的端部变尖。因此，通过将金属连接器6与配合套筒2螺纹连接，可以将夹紧力施加到连接区域内的管3上，从而连接装置获得所需的强度，以便可以传递更大的扭矩和更大的轴向力。在此优选也可以仅将连接区域的一部分设计成圆锥面。在所示的优选的实施形式中，金属连接器6具有圆锥形地朝管扩宽的连接区域14，并且管3在外侧上具有相应圆锥形地逐渐变细的连接区域13。在管3的内侧上，连接区域12同样可以设计成圆锥形地朝管端部变尖。因此，在配合套筒2上的连接区域11 设计成相应匹配的圆锥形。连接区域内的圆锥面可以在此具有直边圆锥形状(geradeKegelform)或即沿曲线的曲边圆锥形状(bauchgieKegelform)。作为夹紧的补充，在连接区域13、14内可以将合金属连接器6与管3粘合。粘合在此也可以起到在管的内部空间与周围环境之间的密封作用。为达到较高的承重能力并且避免峰值负荷，配合套筒2在圆锥形连接区域11的各边缘区域内优选具有作为过渡部的半径，朝螺纹10的区域具有内凹的半径9，在另一侧具有外凸的半径8。
还可行的是，仅在管的内侧将连接区域12设计成圆锥形或仅在管的外侧将连接区域13设计成圆锥形。若仅外侧设计成圆锥形并且内侧设计成圆柱形，则配合套筒2也可以在管3于炉中热处理之后才插入。
配合套筒2在内侧具有流动优化的内部型材16，该内部型材16在流体穿流过管时使压力损失保持得很小。这通过沿轴向方向没有直径突变、即所谓的台阶突变和弯曲部或边棱的内部型材16而实现，所述内部型材在配合套筒的整个长度上连续地延伸。在用于石油输送的管中或在钻杆中(通过钻杆以较高压力泵取钻孔液)，更少的压力损失是特别有利的。内管1可以设有涂层，该涂层更耐油、钻孔液或其他化学试剂并且降低管内壁对流动的摩擦阻力。
图2a是带有用于数据或能量传输的电线4和插头7的管元件。相同的附图标记表示相同类型的构件。在本实施方式中，在配合套筒的圆柱形螺纹10中存在槽5，电线4在该槽中导引。为了便于阐释，电线4在拆解图中单独地示出，虽然该电线4按本发明在内管1a和管3a之间延伸或在管3a的管壁内部延伸，然后通过槽5延伸至插头7。作为槽5的备选，也可以实现在螺纹下方通过的纵向孔，在该纵向孔中，电线4从管3a的出口引出至插头7。多个电线或电线束也可以以相同的方式通过分布在圆周上的槽或孔被导引穿过螺纹区域。在每种情况下都保护电线4在圆柱形螺纹旋拧在一起时不被损坏。为了给插头7提供空间，螺纹套筒2a还从螺纹10a突出。螺纹套筒2a由此构成用于插头7的相对管元件的内部空间的挡板18。同样地，金属连接器6a具有在圆柱形螺纹15a和圆锥形螺纹17a之间的区域，以便容纳插头。
图2b示出组装状态下的管元件。插头7从径向看完全地位于挡板18和金属连接器6a之间。若管元件通过圆锥形螺纹17a与具有适合的插头的 另一个管元件螺纹连接，则可以进行数据或能量传输。连接到插头7上的电线4延伸通过槽5中的螺纹，然后在管3a的壁的内部延伸至管的另一端(未示出)。作为槽5的备选，电线4也可以在螺纹下方的纵向孔中贯穿。由于连接区域11a、12a和13a、14a的圆锥形走向，通过圆柱形螺纹10a、15a的螺纹连接在管3a的管壁上施加一个足够大的压力，使得连接装置可以传递更大的扭矩和轴向力。为了不出现负荷峰值，圆锥形连接区域11a的过渡区域设计在具有半径8a和9a的配合套筒上。配合套筒的内部型材16又流动优化地设计，不带台阶突变和边棱或弯曲部。
在图3中示出两个相互螺纹连接的管元件。一个管元件具有圆锥形外螺纹17.1，另一个管元件具有圆锥形内螺纹17。在金属连接器6、6.1和管3、3.1之间的连接以相同的方式和方法进行，方式是金属连接器通过圆柱形螺纹10、15和10.1、15.1旋拧在各配合套筒2，2.1上。内部型材16.1又可以流动优化地设计。此外还示出了连接区域的圆锥形的结构形式，用于产生更高的压力。
图4示出一个具有圆锥形外螺纹17.1的管元件，该管元件具有形式为环形焊缝19的扭转止动器。通过扭转止动器确保，即使不通过螺纹连接17引入扭力，金属连接器6.1也不会与配合套筒2.1松开。通过焊缝的防扭转可以应用在其他的按本发明的管元件中。局部视图A示出焊缝19的放大图。
在图5中所示的管元件具有另一种扭转止动器，即，方式是销钉20.1轴向地插入配合套筒2.1和金属连接器6.1之间的过渡部处的孔中。此处还可见圆锥形连接区域11.1、12.1和13.1、14.1，其中，连接区域12.1和13.1设计成朝管端部圆锥形地收缩。
图6a又示出一个具有圆锥形外螺纹17的管元件。扭转止动器此处通过销钉20安置在配合套筒2和金属连接器6之间的过渡部。用于扭转止动器的所有变型方案也可以转用到具有插头的管元件上。在图6b的立体图中清楚可见，扭转止动器设计成销钉20。
附图标记列表
1，1a内管
2，2.1，2a配合套筒
3，3.1，3aCFK管
4电线
5用于电线的螺纹中的凹处
6，6.1，6a金属连接器
7插头
8，8a配合套筒外部的外凸的半径
9，9a配合套筒外部的内凹的半径
10.10.1，10a配合套筒的圆柱形外螺纹
II，11.1，11a配合套筒的连接区域
12，12.1，12aCFK-管内侧的连接区域
13，13.1，13aCFK-管外侧的连接区域
14，14.1，14a金属连接器的连接区域
15，15.1，15a金属连接器上的圆柱形内螺纹
16，16.1，16a连续的内部型材
17，17a金属连接器的圆锥形内螺纹
17.1金属连接器的圆锥形外螺纹
18用于插头的挡板
19焊缝
20，20.1用于扭转止动器的销钉