CN1030648C - 电焊套管的制造方法及实施该方法的设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明，制造嵌有加热线且用于生产电焊连接件的塑料套管的方法，包括下列操作：套管模制成由外表面和内表面限定的圆柱形；在套管的两表面之一上形成螺旋沟槽；将加热线放在沟槽内；整平由该线加热的塑料，以便完全盖住线且封闭沟槽。本发明也提出了实施该方法的装置。用该方法得到的电焊套管在不进行包容模注的情况下，尤其适于用作焊接水管的普通套管或经包容模注后尤其适于用作气体管子的电阻焊接连接件。

Description

电焊套管的制造方法及实施该方法的设备

本发明涉及一种制造电阻焊套管的方法、一种用于实施该方法的设备。

电阻焊套管尤其用于连接塑料管状元件，如通常由聚乙烯制成的配气或配水管。

电阻焊技术为采用一埋置于一连接零件内的加热线且形成一电阻，将诸焊接零件的接触表面加热到其材料可以熔接起来的温度。

用于形成这种连接零件(或连接件)的常用技术上采用模注法进行包容模注(overmolding)。加热线放在经包容模注而形成连接零件的线管中，因此该线相当靠近元件的内表面。为了获得良好的焊接质量，希望该线尽可能靠近该内接触表面。

法国专利申请FR—B—2,221,679(STURM VON ROLLAG)给出了制造电阻焊套管的一种方法，它是在一塑料套管的外表面上制出一沟槽，并且将电阻线在拉紧情况下绕进套管上的这一沟槽中；完成以后，利用一扩张心轴扩展套管，这使加热线受到一附加的纵向张力；然后在一注模中使这一套管由一外套管元件包围。这种方法的主要缺点是在包容模注前和包容模注过程中加热线要发生位移和膨胀。

在其包容模注前，该线仅依靠其张力而保持在套管表面上，但这种张力不可能是很精确的，例如由于焊接时的操作误差，或储存时由于环境气候条件，尤其是过大的相对湿度会使套管的直径有变化。

由于该线是绕在套管上，因此也难以调节施加于线的张力。该线必须确实拉紧，以使其能可靠地落到螺旋沟槽的底部。但是，又不能拉得过紧，因为若拉得过紧线的直径就会减小，这样最后得到的实际电阻就大于所需要的电阻，这将导致焊接时出现不利的情况。

由于包容模注塑料的粘度，包容模注时该线也可能因受力而偏。

任何这种移动都会损害焊接质量，导致热的不均匀扩散，而且也有使连接零件中产生气穴的可能性，而气穴对焊接是有害的。

而且，用这种方法，显然在线和套管的内表面之间有一段不可忽视的最小距离，这样线就不可能与套管的内表面相切，此外还有其他方面的问题。

最后，这种套管的储存也是一个问题，这是因为套管上的线和槽暴露在车间内的一般气氛中，这样由于污染的空气和尘土会沾染在其上，使得在进行包容模注前必须把它们弄清洁。

欧洲专利EP—A—303,909(GLYNMED管子和接头有限公司)提出了一种制造电阻焊连接件的方法，其作法是一边将线加热一边将其绕在一套筒上，线的温度使靠近线的塑料软化，用一压辊对线施加足够的压力，就可使其嵌入塑料中，这样该线最后完全被塑料盖住。然后，通过用常用的方法对该套管进行包容模注而得到连接件。

这种方法有几个缺点。

将线以一螺旋线形式绕在套管表面上只能靠在套管转动过程中平移套管或加热头来达到，若线的拉力不适当或工具的调整不适当，都可能导致螺旋线螺距的不必要变化，而螺距的变化对焊缝的均匀性是不利的，甚至有产生短路的危险。

同样，在这一方法中，加热线也是被置于靠近套管的外表面，甚至与其平齐。然而，如上所说明，为了得到最佳的焊缝，需要加热的是套管内表面的塑料以及要焊接起来的管件。

最后，该方法的可靠性还有一些不定因素，压辊只能将复盖加热线的塑料整平到一定程度，而且加热线可能会不均匀地嵌入塑料中，甚至可能在套管表面的某些部位上加热线根本没有嵌固。

一般来说，所提到的两篇已有技术文献中所叙述的方法都要求对套管进行包容模注，以制出电阻焊连接件。

上述两种情况中，如果不进行包容模注，线的加热就会毁坏套管。这是因为文献FR—A—2,221,679中没有任何连续的外部结构，而文献EP—A—0,303,909中有套管厚度减小和加热线外露的可能性。

欧洲专利申请EP—A—0,086,359提出在例如模注法预先制造的一塑料套管的内圆柱表面上制出一螺旋沟槽，该沟槽是用装有一车刀的旋转切削头在内圆柱表面上加工而成的。

然后，将加热线绕入用该方法制成的沟槽中，且自由地放在槽的底部，最后通过挤压周围的塑料而将加热线局部地封住。

在该对比文献中，加热线相对于内圆柱表面的径向位置不是确定的，可能加热线不会完全靠在沟槽的底上，而且，所述的方法是这样的，加热线的外表面的一部分没有任何覆盖材料覆盖，因此不可能产生出加热线与内圆柱表面平齐的套管。由于加热线仍暴露在车间里的一般气氛中，因此用这种方法生产的套管仍有可能在储存时受到污染的空气的沾染，这就使得套管在用于焊接前必须进行清洁。

通过整平塑料将加热线装入一内槽以将其仅仅部分地包围住，这种作法会妨碍在绕线过程中和在整平操作结束时对加热线嵌固于塑料的有效控制。

本发明的一个目的是克服这些缺点且制造一不需要包容模注就可使用的电阻焊套管，如作为常规使用的电阻焊套管，尤其是用于焊接水管，或者在经包容模注后，作为特别适用于焊接气体管子的电阻焊连接件。

为此，本发明提出一种制造一具有一加热线且用于生产电阻焊连接件的塑料套管的方法，其中包括：

——套管模制成由一外表面和一内表面限定的圆柱形。

——在套管的外圆柱表面上形成一螺旋沟槽；

——将一加热线加热和放在沟槽内；和

——整平嵌设加热线的塑料部分；

其特点是：开设螺旋形沟槽、加热加热线和置放加热于所述沟槽底部及整个被加热塑料的步骤同步地进行；被线加热了的塑料整平得完全地盖住线且封闭沟槽；经加热后的线在套管的顶点切向拉直，并设置在靠近套管的内表面上，所述沟漕的深度可调节得基本上等于套管的厚度。

为了实现上述方案，本发明明确规定了塑料套管的模制、螺旋沟槽的形成、加热线向沟槽底部的放入、进而加热线在沟槽底部的嵌固、以及软化的塑料往加热线整平、随后沟槽的封闭和套管外表面的整平的各具体步骤。

通过将加热线压入沟槽的底部，使该线可以处于与预先装在一芯轴上的套管的内表面相切的位置，这样就利用加热线的固有特性使其与套管成为一体。

本发明有许多优点。首先，加热线设置在靠近套管的内表面，甚至可与内表面相切，这可使在连接元件的接触表面上形成优质的焊缝。在这种情况下，沟槽的深度几乎等于套管的厚度。

依靠螺旋沟槽的特定螺距可使加热线准确装入就位，以此可得到均匀的焊缝且可以防止在焊接时两部分加热线接触而形成短路。

加热了的线在卷绕过程中嵌固于塑料中，且通过整平充分熔化的塑料而完全将加热线覆盖住，这样加热线就放置得很准确，且在任何包容模注前或后都不会移动，从而可获得可靠的套管。

由于加热线的设置和嵌固是通过把加热线预先加热而进行的，因此消除了加热线的张紧不足或张紧过度的问题。

而且，本发明消除了套管在储存中受沾污的缺点。

如上所述，电阻线的深度嵌固使得不必进行包容模注就能生产电阻焊套管。当不需要包容模注时，直接用构成连接端的部件模制套管。

最后，用本发明的方法还可以制造异径电阻焊套管，如用于连接两不同直径管子的套管。

本发明也涉及一种实施该方法的装置。

用于实施本发明之方法的装置的特征在于，它包括一个用于使套管转动的电动机驱动系统、一个用于加热设置在套管外的电阻线且装有一切割尖刀的刀架，所述刀架由同一电动机驱动的平移驱动装置引导作平移运动且由一电动机驱动的送线装置供线。

下面将结合显示一个实施例的附图更详细的叙述本发明。

图1是用于实施该工艺的装置的示意图；

图2显示一切割尖刀和用于整平塑料的装置的实施例，图示为横截套管的截面；

图3是切割尖刀的放大侧视图；

图4显示一在应用本发明的方法前模制的套管；

图5显示一利用本发明的方法制成的电阻焊套管。

图1显示一种用于实施已叙述的方法的装置。

模制的、最好是注射模制的套管装夹在二同轴的部件，即一具有卡爪的主动部件2和一从动部件3之间，这两个同轴部件的每一个都有一个可扩张的芯轴，芯轴4安装在同轴部件2上，芯轴5安装在同轴部件3上。主动部件2通过一爪式连接件联接于轴6的一端，轴6支承在两个轴承上，尤其是球轴承上，轴6的另一端联接于驱动电动机7。同轴从动部件3安装在可伸缩的尾架8上，尾架8也支承在滚动轴承上，尤其是球轴承上。

轴6的联接于驱动电动机7的那一端装有齿形皮带轮9，它通过皮带与另一齿形皮带轮10相联接，皮带轮10安装在平移引导装置11上。平移引导装置11最好包括一有圆周螺旋沟槽的圆柱体，以形成一个定螺距凸轮，圆柱体11通过一段轴固定到齿形皮带轮10上，转数计数轮12固定在该轴伸出皮带轮10的另一端。

送线装置包括由电动机14驱动的放线部件13，线从二个滚子15上通过，处于一种松驰状态，然后绕在联接于可调节的制动器17的张紧卷筒16上，之后将线引入安装在导架18上的加热头19内。导架18在转动固定的轴20上滑动，导架18在轴20上的平移由一与凸轮11的螺旋沟槽相配合的滑臂和导向榫系统操纵。

套管首先放在同轴部件2和3的芯轴4和5上，同轴部件2和3固定在驱动头架和可伸缩的尾架8上。沟槽的深度由加热头19的进给量来调整，加热头19以其切割尖刀19′切割出沟槽，沟槽的截面最好是三角形的；电动机7和14同时运转，以转动套管1，平移加热头19和进给加热线。

通过应用适应于各种型式的套管的几套同轴部件和凸轮，该装置可适于生产任何类型的套管。

通过使用不同直径的芯轴和适当控制加热头19的移动量可加工各种直径的套管。

图2和3更详细地显示了切割尖刀19′和用于整平软化了的塑料的装置24的实施例。

切割尖刀19′径向设置成与装置24的径向约成45°。加热了的线23在套管1的顶点切向拉直，用于整平软化了的材料的装置24就设置在该顶点处。

线23由切割尖刀19′上的槽25引导，这样可保证该线与由切割尖刀19′所形成的槽的径向对准。

用于整平软化了的塑料的装置24是一可伸缩的聚四氟乙烯滑架。

滑架24和切割尖刀19′在沿套管轴向平移时可如图中的双向箭头所示径向移动，以便可以伸缩和调节。

如果不带滑架24，同样可以实施本发明的方法，材料可以由其内在的性能(“形状记忆”和塑性)自动整平，以封闭沟槽。

图4显示设置加热线前的套管，该套管是设计成没有包容模注部分其本身就可使用的。

该套管包括一相当厚的中空圆柱体21和二个用于形成连接端子的凸出部22。

图5显示用本发明的方法设有加热线23的同样的套管，线23靠近筒体21的内表面，由上述装置形成的沟槽的深度可以调节，以便它与内表面平齐。

这种类型的套管特别适于用作普通套管，尤其是用于焊接水管。

本发明的方法和实施该方法的装置也可用于制成用作电阻焊插入件的套管，连接件的外部由对这种插入件进行包容模注而形成。

这种型式的套管尤其适用于生产焊接气体管子用的电阻焊连接件。

Claims (12)

1.制造一种嵌有一加热线和用于生产一种电阻焊接件的塑料套管的方法，它包括：

——套管模制成由一外表面和一内表面限定的一圆柱形；

——在套管的外圆柱表面上形成一螺旋沟槽；

——将一加热线加热和放在槽内；

——整平嵌设所述加热线的塑料；

其特征在于：

开设螺旋形沟槽，加热加热线、置放加热线于所述沟槽底部及整平被加热塑料的步骤同步地进行；被线加热了的塑料整平得完全地盖住线且封闭沟槽；经加热后的线在套管的顶点切向拉直，并设置在靠近套管的内表面上，所述沟漕的深度可调节得基本上等于套管的厚度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，沟槽的截面为三角形。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，塑料依靠形状记忆而自行整平。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，塑料由一整平装置(24)整平。

5.用于实施如权利要求1至4中之任一所述的方法的装置，其特征在于，它包括一个由电动机(7)驱动的、用于转动套管(1)的驱动装置，一个有一位于套管(1)外面的切割尖刀(19′)的用于加热线(23)的加热头(19)，所述加热头(19)由同一电动机(7)驱动的平移引导装置引导平移运动，且由电动机(14)驱动的一送线装置供应线(23)。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，送线装置包括由电动机14驱动的一放线部件(13)、滚子(15)和一个有一可调制动器(17)的张紧卷筒16。

7.如权利要求6或5所述的装置，其特征在于，转动驱动装置包括一由电动机(7)驱动的前驱动架、一可伸缩的尾架(8)和二个有可扩张的芯轴(4和5)的同轴部件(2)和(3)，同轴部件(2)通过一爪式结构联接于电动机(7)，同轴部件(3)可自由转动。

8.如权利要求6或5所述的装置，其特征在于，平移驱动装置包括通过齿形皮带轮(9)和(10)以及皮带联接于电动机(7)的一根轴，该轴带动一转数计数轮(12)和一个有螺旋沟槽的凸轮圆柱体(11)，螺旋沟槽与通过一滑臂系统联接于导架(18)的导动键相互配合工作，导架(18)在一轴(20)上滑动且带动加热头(19)。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，平移驱动装置包括通过齿形皮带轮(9)和(10)以及皮带联接于电动机(7)的一根轴，该轴带动一转数计数轮(12)和一个有螺旋沟槽的凸圆柱体(11)，螺旋沟槽与通过一滑臂系统联接于导架(18)的导动键相互配合工作，导架(18)在一轴(20)上滑动且带动加热头(19)。

10.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，它包括一用于整平软化了的塑料的装置，该装置为一可伸缩的聚四氟乙烯滑动架(24)。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，它包括一用于整平软化了的塑料的装置，该装置为一可伸缩的聚四氟乙烯滑动架(24)。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，它包括一用于整平软化了的塑料的装置，该装置为一可伸缩的聚四氟乙烯滑动架(24)。

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