JP2002536606A - 螺旋状巻回パイプを接続する方法 - Google Patents

螺旋状巻回パイプを接続する方法

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スロッテ,ステファン
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ほぼ矩形の断面を有する中空プロファイル体(2)を螺旋状に巻回することによって形成される複数の熱可塑性パイプ(1)を互いに接続する方法に関する。この方法は、以下の工程を特徴とする。プロファイル体(2)を、パイプの端部に於いて、直前の巻回部に固定されている側壁の内部に沿って切断し、プロファイル体の端部を、互いに接続されるパイプ端部に共通のサイズの直角又は鈍角(α)を持つ断面(3)によって切断する。プロファイル体の切断端部を閉じる。パイプの端部表面をその全周部に沿って調整する。二つのパイプ(1)をその切断プロファイル体端部(3)が軸心方向にオフセットされた状態に互いに揃える。パイプの内径と外径に一致する溶接リング(5)を、二つのパイプ(1)間に挿入する。溶接リングは、熱可塑性スリーブ(7)によって被覆された少なくとも一つの抵抗ワイヤ(8)のループを有する。二つのパイプ(1)を、内側ルート支持部材(8)と外側ルート支持部材(9)とによって溶接リング(5)に揃える。パイプ端部を互いに押し付ける。溶接リングの抵抗ワイヤ(6)を電流源(12)に接続して溶接リング(5)とパイプ端部の熱可塑性材を加熱して溶解させ溶接継ぎ目を形成させる。溶接継ぎ目を冷却する。ルート支持部材(8,9)とその他の付属物(10,11)とを溶接されたパイプから取り外す。溶接リングの接続ワイヤ(13)を切り捨てる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 この発明は、ほぼ矩形の断面を有する中空プロファイル体を螺旋状に巻回すこ
とによって形成される熱可塑性パイプどうしを接続する方法に関する。
【0002】 螺旋状に巻回されたパイプを接続する場合、開口プロファイル体端部を備えた
パイプの形状が不規則である結果として、或いは、パイプの周部の大半に渡って
、前記プロファイル体の螺旋状に延びた通路内へと通る溝形成された凹部を備え
た端部面を有する、直線状に切断された切断パイプ端部に起因して、多くの問題
に遭遇する。
【0003】 従来知られている方法に依れば、螺旋状に巻回されたパイプの相互接続は、パ
イプの内部からの押し出し溶接、又は、パイプスリーブジョイント、のいずれか
によって行われてきた。これら公知の方法はすべて、比較的多くの手間を必要と
する傾向がある。押し出し溶接の場合には、更に、比較的複雑な装置が必要であ
り、パイプスリーブジョイントの場合には、継ぎ目からの漏れの問題が発生する
ことが多い。
【0004】 本発明の課題は、これらの問題を解決することにある。これは、下記の工程を
特徴とする方法を使用することによって達成される: − 前記パイプの端部の前記プロファイル体を、最も近接した直前の巻回部に固
定されている側壁の内側に沿って切断し、前記プロファイル体の端部を、互いに
接続されるパイプ端部に共通のサイズの直角又は鈍角を持つ断面によって切断す
る工程、 − 前記切断されたプロファイル体の端部の孔を閉じる工程と、前記パイプ端部
の表面をその全周部に沿って調整すること、 − 二つのパイプをその切断されたプロファイル体の端部どうしが軸心方向にオ
フセットされるように互いに揃える工程、 − 前記パイプの内径及び外径に一致する円盤状の溶接リングを、二つのパイプ
間のスロットに挿入する工程、前記溶接リングは、熱可塑性スリーブによってカ
バーされた少なくとも一つの抵抗ワイヤのループを有する、 − 前記二つのパイプを、前記継ぎ目周りで内側ルート支持部材と外側ルート支
持部材によってセンタリングする工程、 − 前記両パイプの端部どうしを互いに押し付ける工程、 − 前記溶接リングと前記パイプ端部との前記熱可塑性材を加熱して、この熱可
塑性材を溶解させ溶接継ぎ目を形成させるために、前記溶接リングの前記抵抗ワ
イヤを電流源に接続する工程、 − 前記溶接継ぎ目を冷却する工程、 − 前記ルート支持部材とその他の付属物とを溶接された前記パイプから取り外
す工程、そして、 − 前記溶接リングの接続ワイヤを切り捨てる工程。
【0005】 この方法を使用することにより、螺旋状に巻回されたパイプどうしを相互接続
するエレガントで単純な方法が提供され、良好で気密で確実な継ぎ目が形成され
る。前記外側プロファイル体を上述した方法を使用して切断することにより、二
倍の壁厚を有するパイプ端部が得られ、これによって、前記溶接リングによる加
熱工程中に於いてもその剛性が十分な程度に維持され、相互接続される両パイプ
の端面間に十分な圧力が維持される。
【0006】 本発明のその他の特徴構成は、添付の従属請求項2から14を読むことによっ
て明らかになるであろう。
【0007】 本発明を、添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【0008】 図1は、すべてのコンポーネントがセットされパイプ端部に対して圧力が加え
られる前の本発明の方法の一段階の原理略図である。 図2は、図1の方法の前記段階の端面図である。 図3は、本発明の方法の別の実施例の端面図である。 図4は、本発明によって形成された完成ジョイントを示す図である。 図5は、本発明の溶接リングの具体例の斜視図である。 図6は、図4及び/又は図5の溶接リングのA−A断面図である。 図7は、本発明の溶接リングの別の例を示す図である。 図8aから図8gは、図6による溶接リングの製造原理の略図である。 図9aと図9bは、溶接リングの二つの好適実施形態を示す図である。
【0009】 ほぼ矩形の断面を備える中空プロファイル体2を螺旋状に巻回し、各巻回部を
その最も近接した直前の巻回部に溶接することによって形成された2つの熱可塑
性パイプ1は、本発明によって以下のように互いに接続される。
【0010】 互いに接続すべきパイプの端部を、主にパイプの全周に渡って、プロファイル
体の最も近接した直前の巻回部に固定された、螺旋状の巻回されたプロファイル
体2の側壁の内側に沿って切断し、断面3がプロファイル体2の端部を、必ず両
パイプ端部に共通のサイズである直角又は鈍角αで切断する。
【0011】 プロファイル体2の切断端部の孔が熱可塑材で閉じられ、パイプ端面全体が平
坦な表面となるように調整される。
【0012】 その後、切断プロファイル体の端部3どうしが互いに軸心方向にオフセットさ
れた状態にセットされるように、二つのパイプ1は、互いに揃えられ、調節可能
なパイプ支持体4に取り付けられる。
【0013】 円盤状の溶接リング5が、前記二つのパイプ端部の間のスロットに挿入される
。このリングの寸法は、パイプの内径と外径に一致している。この溶接リング5
は、熱可塑性スリーブ7によって被覆された少なくとも1ループの抵抗ワイヤ6
を有する。
【0014】 その後、内側ルート支持部材8と外側ルート支持部材9とを用いて、両パイプ
端部は継ぎ目部の周りで溶接リング5に対して揃えられる。これらのルート支持
部材8,9は、完全に平らな継ぎ目面が得られることを保障し、同時に、溶接リ
ング5の抵抗ワイヤ6が後続の処理工程中に継ぎ目から突出することを防止する
【0015】 両パイプ1には、予め、パイプクランプ10が設けられており、これらパイプ
クランプ10は、両パイプ端部どうしを互いに押し付けるように構成された油圧
シリンダ11を介して互いに接続されている。
【0016】 溶接リング5の抵抗ワイヤ6は、溶接リング5とパイプ1の端面の前記熱可塑
性材料を加熱するべく電流源12に接続され、これにより、この熱可塑性材料が
溶解して溶接継ぎ目を形成し、その後、この溶接継ぎ目が冷却され、ルート支持
部材8,9が他の付属物10,11と共に溶接されたパイプ1から取り外され、
同時に、溶接リング5と電流源12の間の接続ワイヤ13が切断され、その後、
この接合部が完成する。
【0017】 プロファイル体2の端部が、このプロファイルを垂直に切断する断面で切断す
る時、パイプ端部は、これら両パイプ端部を互いに押し付ける圧縮力に加えて、
切断されたプロファイル端部3どうしの間に必要な圧縮力を得るために、例えば
図3に示されるようなトーションシリンダ機構14を使用することによって、捻
じり力を受ける必要がある。このトーションシリンダ機構14は、一方のパイプ
1に対して予め押し付けられ固定された斜め向きシリンダと、この斜め向きシリ
ンダの各端部に固定され、両パイプ1間に捻じり力を付与するように構成された
二つのトーションシリンダとを有する。この場合、溶接リング5は、それが切断
プロファイル体端部3を備えたパイプの形状に正確に沿うように予め曲げられな
ければならない。
【0018】 プロファイル体の端部3をプロファイル体2を鈍角で切る断面で切断すること
によって、油圧シリンダ11だけを使用することで、両切断プロファイル体端部
間にも十分な圧縮力が得られると言う利点が達せられ、これによって、接続作業
が大幅に容易化される。この角度αが大きい程、溶接の結果は良好なものとなる
。もしもこの角度αが135°又は150°であれば非常に良好な結果が得られ
る。この場合、完全に平坦で幾分可撓性があり、両パイプ端部が互いに押し付け
られる時にこれらパイプの端部の形状に完全に一致するようなリング5を使用す
ることも可能となる。
【0019】 一つの好適な実施例に依れば、プロファイル体の端部3の孔の閉鎖は、プロフ
ァイル体2の切断端面3に溶接された熱可塑性プレート15を使用して行われる
。継ぎ目の完全な気密性を更に確実にする為に、切断され熱可塑性プレート15
を備えたプロファイル体端部3とパイプ1の端面内のプロファイル体の壁との間
の凹んだ角に、押し出された熱可塑性材料の塊を供給することができ、同時に、
熱可塑性プレート15とパイプ1の端面内のプロファイル体の壁との間の外側凸
面角を幾分丸めることができる。
【0020】 本発明の前記方法に使用される溶接リング5は、塗装された抵抗ワイヤ6の周
りに熱可塑性スリーブ7を押し出し成形することによって適切に形成することが
できる。熱可塑性スリーブ7は、正方形、図7に示すような矩形、又は、円形の
プロファイルを有することができる。得られた熱可塑性材で被覆された抵抗ワイ
ヤ6は、取り外し可能なスプール16(図8a)に巻き付けられる。このスプー
ルのコアは、パイプ1の内径に対応する直径と、前記熱可塑性スリーブの幅に対
応する長さを有する。このスプールのフランジ部17には、複数の径方向のスリ
ット18が形成され、このスリット内で溶接リング5の螺旋状に巻回された複数
の巻線部が溶接によって接続され、これによって、図8cのプロファイルを有す
る、図5及び図8bの溶接リングが得られる。
【0021】 もしも溶接リング5が予め曲げられる必要がある場合は、これは、好ましくは
、図8d及び図8eに示されているように、二つの押しプレート19間で行うこ
とができ、これら押しプレート19は、接続されるパイプの端面の形状に一致す
る形状を有する。この押し付けによって、図6、図8fと図8gに対応する溶接
リングが得られる。
【0022】 溶接リング5の接続ワイヤ13は、大抵の場合、特に、パイプが小径、即ち、
800mm未満である場合には、この接続すべきパイプの外周部に対して引き出
される。大径、即ち、800mm以上のパイプを接続する時には、溶接リング5
の両接続ワイヤ13は、好ましくは、そのパイプの内周部に対して引き出される
。また、特に過酷な条件下に於いては、小径のパイプを接続する場合に、両方の
接続ワイヤをこのパイプの内周部に対して引くことが好ましい。
【0023】 別実施例に於いて、溶接リング5は、互いに同心状に配設された二つの円盤か
ら構成することができ、この場合、外側の円盤の接続ワイヤ13はこの円盤の外
周部に引き出され、内側の円盤の接続ワイヤ13はこの円盤の内周部に引き出さ
れる。或いは、溶接リング5は、別々の電流源、又は、複数の出力部を備えた一
つの電流源に接続された、内側ループと外側ループと言う2つの異なる抵抗ワイ
ヤ6のループから構成されても良い。
【0024】 一方の接続ワイヤが溶接リング全体を径方向に横切って引き出されることを避
ける為に、熱可塑性材料で被覆された抵抗ワイヤ6を、スプール16上に巻き付
ける前に、二つ折りにすることができる。これによって、図9aに図示されてい
るように、溶接リング5は、両ワイヤ端部がその外周部に備わったものとなる。
【0025】 一つの好適実施例に依れば、溶接リング5は、図9bに略示されているように
、熱可塑性材料で被覆された抵抗ワイヤ6,6aの2本から構成される。両ワイ
ヤ6,6aの一方の端部は、前述した取り外し可能なスプール16のコア上に互
いに上下に重ねられ、これら両ワイヤ6,6aは、前述したようにスプール上に
螺旋状に巻き付けられ互いに溶接される。このような溶接リングでは、両抵抗ワ
イヤ6,6aの内側又は外側端部のいずれかを接続ワイヤとして使用することが
可能となり、両抵抗ワイヤ6,6aの他端部は、接続手段20によって互いに接
続される。図9bに於いて、前記両抵抗ワイヤの内側端部は接続手段20によっ
て互いに接続され、その外側端部は電流源に接続されるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 すべてのコンポーネントがセットされパイプ端部に対して圧力が加えられる前の
本発明の方法の一段階の原理略図
【図2】 図1の方法の前記段階の端面図
【図3】 本発明の方法の別の実施例の端面図
【図4】 本発明によって形成された完成ジョイントを示す図
【図5】 本発明の溶接リングの具体例の斜視図
【図6】 図4及び/又は図5の溶接リングのA−A断面図
【図7】 本発明の溶接リングの別の例を示す図
【図8a】 図6による溶接リングの製造原理の略図
【図8b】 図6による溶接リングの製造原理の略図
【図8c】 図6による溶接リングの製造原理の略図
【図8d】 図6による溶接リングの製造原理の略図
【図8e】 図6による溶接リングの製造原理の略図
【図8f】 図6による溶接リングの製造原理の略図
【図8g】 図6による溶接リングの製造原理の略図
【図9a】 溶接リングの二つの好適実施形態を示す図
【図9b】 溶接リングの二つの好適実施形態を示す図
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年2月8日(2001.2.8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】 この発明は、ほぼ矩形の断面を有する中空プロファイル体を螺旋状に巻回すこ
とによって形成される熱可塑性パイプどうしを接続する方法であって、前記パイ
プが平坦な階段状端面を受け入れるように、前記熱可塑性パイプの端部は前記中
空プロファイル体の端部開口を閉じることによって調整され、その後、パイプど
うしが互いに揃えられる方法に関する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0004】 本発明の課題は、これらの問題を解決することにある。これは、下記の工程を
特徴とする方法を使用することによって達成される: 前記パイプ端部を調整する工程、これは、前記パイプの端部の前記プロファイ
ル体を、最も近接した直前の巻回部に固定されている側壁の内側に沿って切断す
ることによって、二倍の壁厚を有する端面を形成する工程と、前記プロファイル
体の端部を、互いに接続されるパイプ端部に共通のサイズの直角又は鈍角を持つ
断面によって切断する工程とを有する、 前記パイプの内径及び外径に一致する円盤状の溶接リングを、二つのパイプ間
のスロット内に挿入する工程、前記溶接リングは、熱可塑性スリーブによってカ
バーされた少なくとも一つの抵抗ワイヤのループを有する、 前記二つのパイプを、前記継ぎ目周りで内側ルート支持部材と外側ルート支持
部材によって前記溶接リングとセンタリングする工程、 前記両パイプ端部を互いに押し付ける工程、 前記溶接リングと前記パイプ端部との前記熱可塑性材を加熱して、この熱可塑
性材を溶解させ溶接継ぎ目を形成させるために、前記溶接リングの抵抗ワイヤを
電流源に接続する工程、 前記溶接継ぎ目を冷却する工程、 前記ルート支持部材とその他の付属物とを溶接された前記パイプから取り外す
工程、および 前記溶接リングの接続ワイヤを切り捨てる工程。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 3H019 GA03 4F211 AD05 AD12 AD24 AG08 AH11 AH43 AR07 TA01 TC11 TD07 TH02 TH18 TH19 TJ29 TN31 TW15 【要約の続き】 (12)に接続して溶接リング(5)とパイプ端部の熱 可塑性材を加熱して溶解させ溶接継ぎ目を形成させる。 溶接継ぎ目を冷却する。ルート支持部材(8,9)とそ の他の付属物(10,11)とを溶接されたパイプから 取り外す。溶接リングの接続ワイヤ(13)を切り捨て る。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ほぼ矩形の断面を有する中空プロファイル体(2)を螺旋状
    に巻回することによって形成される熱可塑性パイプ(1)を接続する方法であっ
    て、以下の各工程を特徴とする、 前記パイプの端部の前記プロファイル体(2)を、最も近接した直前の巻回部
    に固定されている側壁の内側に沿って切断し、前記プロファイル体の端部を切断
    する断面(3)が、互いに接続されるパイプの両端部に共通のサイズの直角又は
    鈍角(α)を持つように切断する工程、 前記パイプの内径及び外径に一致する円盤状溶接リング(5)を、二つのパイ
    プ(1)間のスロット内に挿入する工程、前記溶接リングは、熱可塑性スリーブ
    (7)によってカバーされた少なくとも一つの抵抗ワイヤ(6)のループを有す
    る、 前記二つのパイプ(1)を、前記継ぎ目周りで内側ルート支持部材(8)と外
    側ルート支持部材(9)によって前記溶接リング(5)とセンタリングする工程
    、 前記両パイプ端部を互いに押し付ける工程、 前記溶接リング(5)と前記パイプ端部との前記熱可塑性材を加熱して、この
    熱可塑性材を溶解させ溶接継ぎ目を形成させるために、前記溶接リングの抵抗ワ
    イヤ(6)を電流源(12)に接続する工程、 前記溶接継ぎ目を冷却する工程、 前記ルート支持部材(8,9)とその他の付属物(10,11)とを溶接され
    た前記パイプから取り外す工程、および 前記溶接リングの接続ワイヤ(13)を切り捨てる工程。
  2. 【請求項2】 前記プロファイル体の端部の前記角度(α)は135°であ
    ることを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記プロファイル体の端部の前記角度(α)は150°であ
    ることを特徴とする請求項1の方法。
  4. 【請求項4】 前記プロファイル体端部(3)の孔の閉鎖は、この切断プロ
    ファイル体端面(3)にプラスチックプレート(15)を溶接することによって
    行われることを特徴とする請求項1の方法。
  5. 【請求項5】 前記熱可塑性プレート(15)を備えた切断プロファイル体
    の端部(3)と前記パイプの端部面との間の凹んだ角に、押し出し成形された熱
    可塑性材料の塊が供給され、前記プラスチックプレート(15)と前記パイプの
    端面との間の凸状外側角は幾分丸められていることを特徴とする請求項4の方法
  6. 【請求項6】 前記溶接リング(5)は、可撓性であり、前記両パイプ端部
    が互いに押し付けられる時に、前記パイプの前記調整された端面の形状に一致す
    ることを特徴とする請求項1の方法。
  7. 【請求項7】 前記溶接リング(5)は、予め、互いに接続される前記両パ
    イプ端部と同じ形状に、二つの押しプレート(19)間で曲げられることを特徴
    とする請求項1の方法。
  8. 【請求項8】 前記パイプ(1)には、それらを互いに押し付ける力に加え
    て、前記パイプ端部の切断プロファイル体の端部(3)間の圧縮力を得るために
    、捻じり力が加えられることを特徴とする請求項1の方法。
  9. 【請求項9】 前記溶接リング(5)は、塗装された抵抗ワイヤ(6)周り
    に熱可塑性スリーブ(7)を押し出し成形し、得られた熱可塑性材料で被覆され
    た抵抗ワイヤ(6)を取り外し可能なスプール(16)に巻き付けることによっ
    て形成され、前記スプールのコアは、前記パイプ(1)の内径に対応する直径と
    、前記熱可塑性スリーブ(7)の幅に対応する長さを有し、前記スプールのフラ
    ンジ部(17)には、複数の径方向のスリット(18)が形成され、これらスリ
    ット内で前記溶接リング(5)の螺旋状の巻回部が溶接によって接続されること
    を特徴とする請求項1の方法。
  10. 【請求項10】 前記溶接リング(5)の接続ワイヤ(13)は、前記溶接
    リング(5)の外周部と内周部のいずれかに対して引き出されることを特徴とす
    る請求項9の方法。
  11. 【請求項11】 前記溶接リング(5)は、2本の熱可塑性材料で被覆され
    た抵抗ワイヤ(6,6a)を、前記取り外し可能スプール(16)上に同時に螺
    旋状に巻き付けることによって形成されることを特徴とする請求項9の方法。
  12. 【請求項12】 前記両抵抗ワイヤ(6,6a)の一端の対は接続手段(2
    0)によって互いに接続され、反対側の端部の対は、電流源(12)に接続可能
    であることを特徴とする請求項11の方法。
  13. 【請求項13】 前記熱可塑性材料で被覆された抵抗ワイヤ(6)は、前記
    取り外し可能スプール(16)上に巻き付けられる前に、二つ折りにされること
    を特徴とする請求項9の方法。
  14. 【請求項14】 前記溶接リング(5)は、径方向内側及び径方向外側プロ
    ファイルループ(6)によって巻回され、その接続ワイヤは、それぞれ、前記溶
    接リング(5)の内周と外周とに導かれることを特徴とする請求項9の方法。
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