JPH0698683B2 - 管の突合せ溶接装置 - Google Patents

管の突合せ溶接装置

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JPH0698683B2
JPH0698683B2 JP15034887A JP15034887A JPH0698683B2 JP H0698683 B2 JPH0698683 B2 JP H0698683B2 JP 15034887 A JP15034887 A JP 15034887A JP 15034887 A JP15034887 A JP 15034887A JP H0698683 B2 JPH0698683 B2 JP H0698683B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプラスチック管の突合せ溶接装置に関する。
［従来の技術及びその問題点］ 流体輸送の安全上の見地から、パイプラインのプラスチ
ック管は、密封接合状態で連続していなければならな
い。これは特にガスの輸送の為のパイプラインの場合で
ある。
分離形継ぎ手部材を用いる代わりに、隣り合うプラスチ
ック管の管端を突合せ溶接技術により溶接する方法が既
に知られており、手動及び自動の突合せ溶接機が現に存
在している。
手動及び自動機による溶接手順は実質的に同じで、先ず
プラスチック管が適当なクランプに取付けられ、その管
端が予め決められた程度クランプから突き出るように
し、次にクランプを互いに近付け、回転するトリマー板
の面に両管端を運ぶ。この板は管端の不良部分を取除
き、管端を直角にし互いに端面が平行になる如くにする
手段である。クランプを、従って管を引き離した後、ト
リマー板が取除かれ、管の切断面を肉眼検査した後、管
端が全周に亙り互いに正確に接触していることを確認す
る為に突合せ状態にして見る。次にクランプが引離さ
れ、加熱板が管端とクランプの間に置かれ、管端が加熱
板の側面に接触する如くに、再たび互いに押付けられ
る。この場合の圧力は、管端が変形しその全周に所要の
好ましい大きさのビードが出来る程度のものとする。次
に暫くの間、圧力をやや減じた状態とし、確実に管端が
適度に加熱される如くにする。次にクランプを再たび引
き離し、加熱板が取除かれ、再たびクランプを互いに近
付け、管端を突き合せ、圧力を掛け、管端が互いに所要
の溶け込みを起こす如くにし、そのまま暫く保持し、管
端の有効な溶接が保証される如くにする。
最初のトリマー板に、次に加熱板に、最後に管相互に、
対する３つの段階での管端の圧力は重要な因子である。
最後の溶接段階の圧力に就いては、プラスチック管メー
カーがそのプラスチック材料の性質、管の径、及びその
肉厚により索引出来るデーターを提供しており、管の溶
接が有効に行われる突き合せ圧力を確認することが出来
る。手動及び油圧を備えた自動機の場合、そのパイプラ
インに固有の抗力因子を考慮し、又装置の機械的及び油
圧的動作構成要素に於ける摩擦の影響を補正する必要が
ある。抗力因子を計算し、又摩擦の影響を考慮すること
は特に困難で、パイプ・メーカーが推賞する溶接圧力を
修正する程度に就いて個々の機械に関する色々なガイド
・ラインが提供されているが、手動機械が正確に用いら
れていること、及び自動機械の油圧回路の圧力リリーフ
弁が正確にセットされ、管端の溶接が有効に又良好に行
われる如くに正確にセットされているこを確認すること
など多くの部分が操作技術に依存している。
管端を加熱板に近付けるときも同様の注意が必要であ
る。管端が加熱板に押付けられる圧力は管端の周辺に形
成されるビードの大きさに影響する。このビードは次の
溶接の段階に於いて重要な部分を形成し、その大きさは
一般的にパイプラインの最終使用者の要求範囲に入って
いなければならない。即ち、パイプ・メーカーは所定の
大きさのビードを作る為に管端を加熱板に押付ける圧力
に関する注意を提供することが出来るが、この推薦圧力
は、手動か自動かにより、機械の抗力因子を考慮して修
正されなければならない。これが上述の如く本来的に困
難なのである。更に言えば、手動機械では多くの部分が
操作技術に頼っており、又自動機械の場合は、正確なビ
ードを形成する為の解決手段として、油圧回路の圧力リ
リーフ弁を、次の溶接段階で必要とする圧力にセット
し、次に時間制御により継続時間をセットして、管端が
上記圧力で加熱板に押付け保持され、このことにより所
要の大きさのビードを作ろうとしているのである。
本発明の目的は、上述の如き欠点の無い改良された突合
せ溶接手段を提供することである。
［問題を解決するための手段］ 本発明による突合せ溶接手段は、２個の向合ったクラン
プ手段を含む突合せ溶接手段で、上記クランプ手段が各
々プラスチック管の１端をそれぞれが予め決められた程
度上記クランプ手段の先に突き出る如く掴持し、上記ク
ランプ手段が適当な動力により互いに近付けたり遠ざけ
たりすることが出来、又上記クランプ手段の及び又は互
いに向合って上記クランプ手段に掴持された管の、移動
量を感知する線形動作感知手段があり、上記クランプと
管が近付き、所定の線形移動量に到達したならば、上記
感知手段が信号を出しクランプへの動力の提供を中止さ
せる如くにした、管の突合せ溶接装置である。
好ましくは、クランプを互いに近付けたり遠ざけたりす
る動力は流体圧力（以下油圧と言う）で、更に好ましく
は、線形動作感知手段に加え、圧力のリリーフ弁が、ク
ランプに至る油圧ラインの中の圧力感知手段と共に、油
圧回路に設けられている。
即ち、操作を開始するとき、管がクランプに取付けら
れ、その管端がクランプの先に突き出され、回転可能の
トリマー板が間隔を持って向合った管の間に置かれる。
次に油圧が作動して、クランプが互いに近付けられ、管
端がトリマー板の対向する面と接触し、クランプの先に
突出た管端の長さが所定の長さになるまで管端がトリミ
ングされる。この場合、油圧回路からの圧力リリーフ弁
のレベルをセットし、管端がトリマー板に極端な圧力で
押付けられないようにするのが好ましい。トリミングの
次に、管とクランプを後退させ、トリムされた管端が目
視で検査出来る如くにする。トリミングがうまく出来て
いたならば、トリマー板が外され、クランプが再たび互
いに近付けられ、管端が当接する状態にし、管端がその
全周に於いて良好な接触をしているか否かが検査され
る。管端が最初の位置から移動し、互いに接触するに至
るまでの移動量が線形動作感知手段により感知され、次
の加熱段階の為のデータ・チェックが行われる。
クランプ、従って管、が次に後退させられ、加熱板が離
れた管の間に置かれる。次に圧力リリーフ弁が徐々に閉
ざされ、所定速度でクランプの動作が始まる。このと
き、圧力感知手段からの信号がマイクロプロセッサーに
送られる。このプロセッサーには前もって管メーカーに
より指示された特定の管に対する溶接圧力でプログラミ
ングされている。次にマイクロプロセッサーが圧力リリ
ーフ弁に信号を出し、それを２つの圧力の合計量にセッ
トし、又クランプが互いに近付けられ管端が加熱板と接
触する。管端と加熱板の接触に引続き、クランプ、従っ
て管の移動が、所定移動量になるまで続けられ、このこ
とにより管端の周囲に所定の大きさのビードが出来る。
一度、線形動作感知手段が上記の追加的動作の完了を感
知すると、油圧駆動手段の活動が停止され、管端を更に
動かすことが止められ、又管端が加熱板にしばらくの間
保持し続けられ、管端が適度に均熱される。
これに引き続きクランプ従って管が再たび引き離され、
加熱板が取除かれ、圧力リリーフ弁が最大にセットされ
た状態で、クランプ従って管が互いに近付けられ、この
動作が管端が突き合せ状態になるまで継続される。所定
動作の完了を線形動作感知手段が感知すると、クランプ
従って管は、管端間の適度の溶け込みが行われる所定量
になるまで更に移動し続ける。この場合、線形動作感知
手段からの信号により圧力感知手段が作動し、油圧回路
の圧力を読取り、リリーフ弁をその圧力にセットし、有
効な溶接が行われるのに必要とする期間、管端が正確な
溶接圧力で互いに突き合わされ続ける。
これに代わる方法として、特に溶接段階で、リリーフ弁
を最大圧力にセットしてクランプ及び管を互いに押付け
ることも可能である。管端を極めて接近させる移動量を
感知した後、圧力リリーフ弁が信号を受け、メーカー推
薦の溶接圧力と、所定の速度でのクランプの動作により
予め感知されデータ記憶手段に記憶された圧力との合計
レベルにセットされる。これにより、装置の機械的及び
油圧的動作構成要素の抗力因子の影響を効果的に補償し
た正しい溶接圧力が管端が当接される。圧力リリーフ弁
をセットすることにより決定される量にまで管端相互の
溶け込みが進んだ後、有効な溶接が行われるのに必要と
する十分な時間、管端が互いに当接した状態で保持され
る。この場合、溶け込みの程度を規定範囲に確実に納め
る為に線形制御を用いることが出来る。
溶接段階に於ける更に別の方法として、油圧回路に速度
制御弁を用いることが出来る。即ち、管端が接触するま
での移動量を線形動作感知手段が感知すると、作動信号
が速度制御弁に送られ、油圧の供給を減らし、又クラン
プ従って管が、予め決められた程度の溶け込みを行なう
為に前進した後、停止させられる。この時点で、線形動
作感知手段からの信号により油圧回路の中の圧力リリー
フ弁が作動し、抗力因子をシミュレートする圧力と及び
メーカー推薦の溶接圧力との合計圧力にセットされる。
又そのとき、管端は正しい溶接圧力で互いに当接され又
有効な溶接が完了するまで暫くの間保持される。
［実施例］ 以下本発明の１つの実施例につき図面を用いて説明す
る。
図面には、２個のクランプ１が示されており、その各々
に管２の端が置かれている。油圧シリンダー及びラム手
段３（２つ描かれている）があり、クランプを互いに近
付けたり遠ざけたりする。
線形変換器４がクランプの間に設けられており、これか
らの情報がマイクロプロセッサー５の記憶装置に送られ
る。又油圧ユニット６からシリンダー及びラム手段３の
環側に至る油圧ラインの中に圧力変換器７があり、ここ
からの信号も又マイクロプロセッサーに送られる。
ポンプ８からシリンダー及びラム手段３に至る油圧ライ
ンに、マイクロプロセッサーにより制御される方向変換
弁９があり、又ポンプと方向変換弁の間に、これもまた
マイクロプロセッサーにより制御される圧力リリーフ弁
10がある。
操作開始時点では、クランプ１と管端２とがクランプの
間に置かれたトリマー板11に押付けられる程度に圧力リ
リーフ弁10が閉ざされているが、その圧力は管端がトリ
マー板に必要以上に強い力で接触しない程度のものであ
る。次にクランプが遠ざけられ、トリマー板が外され、
目視検査の後、管端が互いにその全周で正確に接触する
ように再たび近付けられる。最初の位置から管端が接触
する位置までのクランプの移動長さが検知され、又その
情報がマイクロプロセッサーに送られる、ここには後述
する如く予め決められた所要移動量が前もってプログラ
ムに組まれている。
クランプ及び管端が次に引離され、加熱板12がクランプ
の間に差入れられる。この時、リリーフ弁10は開かれて
おり、クランプの移動が所定の速度になるまで徐々に閉
ざされ、圧力感知手段からの信号がマイクロプロセッサ
ーに送られる。又このマイクロプロセッサーは該当する
管のメーカーの推薦する溶接圧力でプログラムが既に組
まれている。所定速度に於ける圧力が該当する管のメー
カーの推薦する溶接圧力に加えられ、リリーフ弁10がそ
の合計圧力でセットされ、管端が過剰の力で加熱板に押
付けられることを防ぐ。一旦、管端が加熱板に接触し、
又クランプが所定長さ移動を完了したことを変換機が知
らせると、管のクランプがマイクロプロセッサーに組込
まれた補足距離だけ更に移動することを許され、管端に
所要大きさのビード作られ、又この補足移動の完了した
状態で、クランプの動作が停止され、好ましい均熱期間
の間、管端が加熱板に押付け保持される。
次にクランプが遠ざけられ、加熱板が取除かれ、マイク
ロプロセッサーの制御の下でリリーフ弁がその最大値に
セットされた状態で、クランプが互いに接近する。管端
が接触する所までクランプが移動したことを変換器が合
図すると、クランプ従って管端が、マイクロプロセッサ
ーに組込まれた量まで更に移動を継続し、管端の溶け込
みが十分に行われる。この補足移動が完了すると、圧力
センサーがその時のラインの圧力を感知し、リリーフ弁
を感知した圧力にセットし、正確な突合せ溶接が行われ
るようにしばらくの間管端を保持する。
その他に考えられる別の方法として、リリーフ弁をその
最大値にセットして、管端を極めて強く当接させること
が出来る。この場合変換器がマイクロプロセッサーにク
ランプの移動が完了したことを合図し、マイクロプロセ
ッサーがリリーフ弁を作動させてメーカー推薦の溶接圧
力と、クランプが所定速度で移動することで油圧ライン
の中で感知した圧力との合計値にこれをセットする。管
端の溶け込みの程度はラインの圧力及び圧力リリーフ弁
のセッティングによって決定され、又正確な溶接を確実
に行うに十分な時間管端が互いに当接し保持される。こ
の場合変換機を、管の溶け込みの程度が所定の限界内に
あることを確認する手段として用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】 添附した図面は本発明による突合せ溶接装置の１つの実
施例の構成を示す概念図である。
フロントページの続き (72)発明者 エドウイン・アルバート・ウオルター・ダ ンキー イギリス国，エス18・５エツクスダブリ ユ，シエフイールド，ドロンフイールド・ ウツドハウス，ロングクロフト・ロード 121 (72)発明者 ロイ・カートライト イギリス国，エス18・６キユージー，シエ フイールド，ドロンフイールド，ホガー ス・ライズ35 (56)参考文献 特開 昭59−38024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−1213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−258729（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−181720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−55717（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−43139（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−35013（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−181721（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−75016（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２個の向合ったクランプ手段を含む突合せ
    溶接手段で、上記クランプ手段が各々プラスチック管の
    １端を、それぞれが予め決められた程度上記クランプ手
    段の先に突き出る如くに掴持し、上記クランプ手段が適
    当な動力により互いに近付けたり遠ざけたりすることが
    出来、又上記クランプ手段の、及び又は互いに向合って
    上記クランプ手段に掴持された管の、移動量を感知する
    線形動作感知手段があり、上記クランプと管が近付き所
    定の線形移動量に到達したならば、上記感知手段が信号
    を出しクランプへの動力の提供を中止させる如くにし
    た、管の突合せ溶接装置。
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