JP2533919B2 - 熱可塑性材料から成る管状部分の溶接装置 - Google Patents

熱可塑性材料から成る管状部分の溶接装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、熱可塑性材料から成る管状部分の溶接装置
に関し、特に、熱可塑性材料を所要の溶融温度まで加熱
するためのヒータを管状部分の突合わせ領域における外
周に配置した溶接装置に係るものである。
＜発明が解決使用とする課題＞ 熱可塑性材料から成る管または管状部分を、その突合
わせ端部の外周部でヒータにより加熱して直接溶接する
場合、溶接部分の内周には溶接ビードが生じるので流路
断面積が減少し、流れ抵抗が増大する。かかるビード
は、汚染物質やバクテリア等の好ましくない堆積を生じ
る可能性がある。また、溶融材料が内部スペースに流入
する可能性があるために、充分な溶接圧力を加えること
ができず、溶接結合が強度と密度に関する要求に必ずし
も合致しうるとは限らない。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明の目的は、ビードおよびキャビティーを伴わな
い溶接を保障すると同時に、満足すべき溶接結合の達成
に充分な溶接圧力を生じさせることのできる溶接装置を
提案するにある。
この目的を達成するため、本発明による溶接装置は、
拡張時に管状部分の内周面に対して押圧しうるブラダー
を溶接結合領域に配置したことを特徴とするものであ
る。また、本発明の特に有利な実施態様は従属請求項に
記載したとおりである。
＜実施例＞ 以下、本発明を図示の実施例について具体的に説明す
る。
第１図に示す溶接装置は、熱可塑性材料から成る溶接
すべき官状部分1a,1bの両端部の外周に配置したヒータ
２と、管状部分1a,1bの内部スペースに配置した支持装
置３とを有し、この支持装置はブラダー４として形成さ
れている。
ヒータ２は相互に突合わされる管状部分1a,1bを保持
するための一対の加熱ジョー2a,2bを有する。これら加
熱ジョー2a,2bは、電流を通じることにより、または加
熱空気もしくは例えば油などの加熱液体によって加熱す
ることができる。
支持装置３は、耐熱性エラストマまたはシリコンゴム
から成る拡張可能なブラダー４を含んでおり、このブラ
ダーは楕円状または長円状に形成され、アールの付けら
れた両端部5,6と、円筒状の本体部分７とを有する。
ブラダーの内部スペース８内には、例えば図示の加熱
カートリッジのような電気加熱素子９を配設すると共
に、水または合成油等の熱膨張性流体10を満たす。
加熱素子９は、ケーブル12を介して図示しない電源と
結合する。一方の端部６に配置したケーブル12は、同時
に、ブラダー４を管内から外部に引出すための引出手段
11を形成する。例えば、端部６にシールリング23を配置
し、ケーブルの接続に際してブラダー４の内部スペース
を外部から封止することができる。
溶接の開始に先立って、溶接すべき箇所の中央にブラ
ダー４を配置し（第１図上半部参照）、ブラダー４内の
加熱素子９に電流を通じる。
その結果、流体の体積増加により、または蒸気もしく
はガスの発生によってブラダー４が膨張し（第１図下半
部参照）、円筒状部分７が調整可能な圧力をもって管状
部分1a,1bの内周に密着する。ブラダーの内部圧力は、
電流の調節によって0.5バールから５バールの間に調整
できる。したがって、後続する溶接作業の間、外側に配
置したヒータ２によって必要な溶接圧力を発生すると同
時に、内周でのブラダーの密着により溶接ビードの形成
を阻止することが可能となる。
第２図に示す実施例では、弾性的に拡張可能なブラダ
ー４の内部スペース８内に、ケーブル12を介して外部電
源と結合しうる導電性のつる巻ばね状バイメタル支持体
13を内周に配置する。このバイメタル支持体13は、加熱
により巻き径が拡大するため（第２図下半部参照）、ブ
ラダー４を拡張させ、溶接領域における管状部分1a,1b
の内周に密着させる機能を発揮する。導電性バイメタル
支持体13の代わりに、例えば、電子加熱カートリッジの
ような追加的なヒータ13aによって変形するバイメタル
ばね13を設けることもできる。
第３図に示した別の実施例では、ブラダー４の内部ス
ペース８内で、鉄粉のごとき磁化可能な紛状もしくは粒
状物質、または油および鉄粉の混合物のごとき磁性流体
14を非磁性体コア24の周りに配置する。管状部分1a,1b
の外周に配置した磁界発生手段（例えば電磁石）により
磁界を発生させると、鉄粉が外側に吸引され、ブラダー
４は管状部分の内周に密着するまで拡張して所要の接触
圧力を生ずる。磁力、したがって溶接圧力は、電磁石に
供給する電流の調節によって調整することができる。
第４図に示す実施例では、引出しケーブル15を用いて
拡張可能なブラダー４の両端部5,6に引出しケーブル15
用のガイド16,17を配置したものである。ブラダー４の
一端部５から突出した引出しケーブル15は、押圧板18と
結合する。チューブ19として形成した引出手段11をブラ
ダー４の他端部６に固定し、引出しケーブル15はチュー
ブ19の端部から突出させる。チューブ19の端部には、ジ
ョイント21を有するブラケット20を固定し、このジョイ
ント21には引出しケーブル15と結合したレバー22を旋回
可能に取付ける。レバー22を矢印23方向に旋回すること
により、引出しケーブル15は外方に引出される。その際
に、ブラダー４に密着した押圧板18はブラダー４に対し
て押圧されてブラダーを圧縮する。その結果、ブラダー
４が半径方向に拡張して管状部分1a,1bの内周に密着す
る。なお、特定の領域では密着圧力をレバー22の旋回角
度によって決定することができる。さらに、レバー22を
復帰旋回させると弾性を有するブラダー４が初期形状に
復元し、したがってブラダーを溶接済みの管から引出す
ことが可能となる。
第５図に示した実施例では、溶接作業に際してブラダ
ー４を、引出手段11の端部に配置した圧縮ばね25により
ワイヤ26を介して長手方向に収縮させ、これに伴う半径
方向の拡張により管状部分1a,1bの内周に密着させる。
引出しワイヤ26はブラダー４に結合したシース27内に配
置し、このシース27の端部には把手30を設ける。
ブラダー４の導入または引出しに際しては、引出しワ
イヤ26を、作動ノブ29を介して弛緩させる。その結果、
ブラダー４の内部スペース８内に配置した圧縮ばね28に
よってブラダー４を伸長させて、その直径を減少させる
ことができる。
把手30を有するシース27および引出しワイヤ26は、ブ
ラダー４を管内から外部まで引出すための引出手段11を
形成するものである。
第６図に示した実施例では、ブラダー４を調整スピン
ドル31によって拡張可能とする。すなわち、ブラダー４
の一端にねじブッシュ32を一体に結合する。さらに、一
端がねじブッシュ32にねじ結合されるねじロッド33の他
端を、フレキシブルシャフト34を介してハンドル35に結
合する。ねじロッド33は、ハンドル35を回転させること
により、ブッシュ32に対するねじ込み量を調整するもの
である。その結果、ハンドル35の操作によってブラダー
４を長手方向に圧縮させると共に、溶接すべき管状部分
1a,1bの内周面に半径方向の押圧力を及ぼすことが可能
となる。溶接圧力は、ブラダー４の半径方向押圧力によ
って決定しうるものである。
＜発明の効果＞ 配管40がベンド41を有する場合、支持体３は、ブラダ
ー４に対して所定距離を隔てて配置される形状案内素子
42を引出手段11に設けたものとするのが有利である。か
かる案内素子を設けることにより、第7A図から第7D図に
示すように、ブラダー４を直径が管の内径よりも相当に
小さくなるまで収縮させる必要なしに、ベンド41を有す
る配管40から支持体３を全体的に引出すことが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による溶接装置におけるブラダーの第１
実施例を、上半部は溶接前の非拡張状態で、また下半部
は溶接中の拡張状態でそれぞれ示す縦断面図、 第２図は第１のブラダーの第２実施例を示す断面図、 第３図は第１のブラダーの第３実施例を示す断面図、 第４図は第１のブラダーの第４実施例を示す断面図、 第５図は第１のブラダーの第５実施例を示す断面図、 第６図は第１のブラダーの第６実施例を示す断面図、 第7A図〜第7D図は、引出手段を設けた実施例によるブラ
ダーを、ベンドを有する配管から引出す過程における異
なる段階で示す断面図である。 1a,1b……管状部分、４……ブラダー、 5,6……端部、７……本体部分、 ８……内部スペース、９……電気加熱素子、 10……熱膨張性流体、11……ブラダー引出手段、 12……ケーブル、13……バイメタル支持体、 13a……加熱素子、14……磁化可能物質、 15……引出しケーブル、24……非磁性体コア、 25,28……圧縮ばね、31……調整スピンドル、 34……フレキシブルシャフト、42……案内素子。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性材料から成る管状部分の溶接装置
    であって、熱可塑性材料を所要の溶融温度まで加熱する
    ためのヒータを管状部分に突合わせ領域に配置し、拡張
    時に前記管状部分（1a、1b）の内周面に対し押圧しうる
    ブラダー（４）を溶接結合領域に配置したものにおい
    て、 前記ブラダー（４）は、円筒形の本体部分７とアール付
    き端部（５、６）とを有する長円または楕円形状に形成
    され、かつ前記ブラダー（４）の内部スペース内に電気
    加熱素子（９）と熱膨張性流体（10）とを配置し、前記
    加熱素子（９）はケーブル（12）を介して電源と結合す
    ることにより、前記ブラダー（４）を半径方向に拡張可
    能としたことを特徴とする溶接装置。
  2. 【請求項２】第１項記載の溶接装置において、前記ブラ
    ダー（４）は、耐熱性を有するエラストマ又はシリコン
    ゴムから成ることを特徴とする溶接装置。
  3. 【請求項３】第１項または第２項記載の溶接装置におい
    て、前記ブラダー（４）は、ブラダーの外部への引出手
    段（11）を一方の端部に具えることを特徴とする溶接装
    置。
  4. 【請求項４】第３項記載の溶接装置において、前記ブラ
    ダーに対して所定距離を隔てて配置される球状案内素子
    （42）を、前記引出手段（11）に設けたことを特徴とす
    る溶接装置。
  5. 【請求項５】熱可塑性材料から成る管状部分の溶接装置
    であって、熱可塑性材料を所要の溶融温度まで加熱する
    ためのヒータを管状部分に突合わせ領域に配置し、拡張
    時に前記管状部分（1a、1b）の内周面に対し押圧しうる
    ブラダー（４）を溶接結合領域に配置したものにおい
    て、 前記ブラダー（４）の内部スペース（８）内に、例えば
    電気加熱カートリッジのような加熱素子（13a）による
    加熱時に半径方向外側に向けて変形する少なくとも１つ
    のつる巻ばね状バイメタル支持体（13）を配置したこと
    を特徴とする溶接装置。
  6. 【請求項６】熱可塑性材料から成る管状部分の溶接装置
    であって、熱可塑性材料を所要の溶融温度まで加熱する
    ためのヒータを管状部分に突合わせ領域に配置し、拡張
    時に前記管状部分（1a、1b）の内周面に対し押圧しうる
    ブラダー（４）を溶接結合領域に配置したものにおい
    て、 前記ブラダー（４）の内部スペース内で非磁性体コア
    （24）の回りに磁化可能物質（14）を配置し、溶接すべ
    き管状部分（1a、1b）の外周に磁界を発生可能とし、該
    磁界により前記ブラダー（４）を半径方向に拡張可能と
    したことを特徴とする溶接装置。
  7. 【請求項７】熱可塑性材料から成る管状部分の溶接装置
    であって、熱可塑性材料を所要の溶融温度まで加熱する
    ためのヒータを管状部分に突合わせ領域に配置し、拡張
    時に前記管状部分（1a、1b）の内周面に対し押圧しうる
    ブラダー（４）を溶接結合領域に配置したものにおい
    て、 前記ブラダー（４）の内部スペース（８）内にブラダー
    （４）を長手方向に伸長させる第１の圧縮ばね（28）を
    配置すると共に、引出手段（11）の端部には第２の圧縮
    ばね（25）を設け、該第２の圧縮ばね（25）のばね力に
    より半径方向の拡張と同時に長手方向に収縮可能とした
    ことを特徴とする溶接装置。
JP63206495A 1987-08-28 1988-08-22 熱可塑性材料から成る管状部分の溶接装置 Expired - Fee Related JP2533919B2 (ja)

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