JPH08267590A - 熱可塑性樹脂管状部材の溶接装置 - Google Patents

熱可塑性樹脂管状部材の溶接装置

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JPH08267590A
JPH08267590A JP8058907A JP5890796A JPH08267590A JP H08267590 A JPH08267590 A JP H08267590A JP 8058907 A JP8058907 A JP 8058907A JP 5890796 A JP5890796 A JP 5890796A JP H08267590 A JPH08267590 A JP H08267590A
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welding
carriage
welding device
heating
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Herbert Kramer
クラメル ヘルベルト
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GEORG FISCHER ROORURAITSUNGUSUSHISUTEMU AG
Georg Fischer Rohrleitungssysteme AG
Original Assignee
GEORG FISCHER ROORURAITSUNGUSUSHISUTEMU AG
Georg Fischer Rohrleitungssysteme AG
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接結合領域の力の精密測定が最適品質の溶
接部を得るように行うことができる装置を提供する。 【解決手段】 本発明は熱可塑性樹脂の管状部材を溶接
する装置であり、必要な力（調節、加熱及び接合力）
は、調節可能の力で直接キャリジ２５に加えられ、スラ
イド部材２２によって力的に残りの部材から切り離さ
れ、そしてスライド部材２２に作用する調節可能の力は
伝達されて力測定セル２４によって測定される。駆動力
を切り離すことによって、溶接プロセス用に必要なプロ
セス力が精密にかつ制御可能の手法で溶接すべき部材に
加えられ、この切り離しと二重トッグルレバー装置とに
よって、溶接結合は使用者に好都合に行われかつ高品質
のものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性樹脂の管状
部材の溶接装置、特に加熱素子突き合わせ溶接機械であ
って、該機械上に受け入れクランプ装置が配置され、管
状部材が少なくとも１つのキャリジによって互いに当接
させられることができ、予定の調節力で加熱素子上で調
節されることができ、加熱素子上で予定の加熱力で加熱
されることができ、次いで予定の接合力で互いに溶接さ
れることができてなる溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】加熱素子突き合わせ溶接では、互いに締
着される部材が溶接部領域で溶接温度に加熱され、充填
材料を使用せずに、圧力を加えて溶接される。溶接機械
中で締着される部材はチップ除去かんなによって平らに
かつ平行にされる。２つの部材は次いで、互いに調節さ
れる。そのために、溶接されるべき該部材の対向する連
結面が全周にわたって当接してビードを形成するまで、
２つの部材は所定の調節力をもって加熱された加熱ミラ
ーに対して押し付けられる。次いで、加熱のために、前
記面は、溶接すべき両部材が所定温度に加熱されるま
で、僅かな力で加熱ミラーに対して押し付けられる。こ
の加熱時間が終了した後、前記部材は加熱ミラーから除
去され、そして加熱ミラーは、２つの溶接面に接触しな
いように除去されなければならない。次いで、前記部材
は直ちに接合させなければならない。前記部材を外方に
揺動させ接合させるための切替え時間は迅速でなければ
ならない。接合力は迅速にかつ精密な値で適用されなけ
ればならない。その接合力は冷却時間中維持されなけれ
ばならない。接合力の再調節が必要となるかも知れな
い。
【０００３】かかる溶接プロセスの問題点は、良好な性
質の溶接部を得るように所望の力を精密に維持すること
である。それ故、かかる溶接装置で加える力を精密に決
定することができなければならない。
【０００４】DE 22 49 317号では、プラスチック管又は
成型物の突き合わせ溶接用装置が開示されている。その
１つがフレームに固定され、他方が可動のキャリジ上に
配置されている２つの管保持装置は基礎フレーム上にあ
る。キャリジはレバーによって変位可能である。同時
に、キャリジが変位したとき、キャリジ内にあるばねが
圧縮され、測定バーがばね力の関数としてキャリジから
押し出される。該駆動力は測定バーの変位運動に基づい
た目盛りによって読み取ることができる。確認された駆
動力は使用者がハンドレバーに加える力であり、またキ
ャリジに作用する力である。溶接場所に作用する力は案
内の摩擦力と管の牽引力によって減少する。この測定は
特にプロセス力が小さい場合には、不正確になる。とい
うのは、ばね公差、据え付け公差、測定目盛りの不正確
さ、及び使用者による読み取り精度が考慮されないから
である。誤差の発生源は使用の条件、例えば管の牽引力
に応じて変動するという事実もまた問題となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、溶接
結合領域の力の精密測定が最適品質の溶接部を得るよう
に行うことができる装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明により前記目的
は、必要な力（調節、加熱及び接合力）が調節可能の力
で直接キャリジ（２５）に加えられ、スライド部材（２
２）によって力的に残りの部材から切り離されることが
でき、そしてスライド部材（２２）に作用する調節可能
の力が伝達されそして力測定セル（２４）によって測定
される仕方によって達成される。
【０００７】本発明の利点は、極めて精密な、予備調節
された力が連結されるべき部材に加えられることにあ
る。
【０００８】もう１つの利点は、使用者は、同時に読み
取り装置を観察する必要なしに、単にハンドレバーを端
位置に又は止めに対して押圧するだけでよいこと、即ち
レバーの移動を目盛り値に達したときに正確に終了させ
る必要がないことにある。
【０００９】該力が調節されてしまうと、同じ溶接条件
の場合には何も変更する必要はない。
【００１０】また、力の測定については力測定セルによ
って行われることは有利であり、かくしてデータ、例え
ば文書化の爾後の処理のための電子出力信号が存在す
る。
【００１１】以下、本発明を図示の実施例につき詳述す
る。
【００１２】
【発明実施の形態】図１は２つの管状部材を連結する加
熱素子突き合わせ溶接機械１を示す断面図である。２つ
の平行案内棒３ａと２つの平行な案内棒３ｂが機械フレ
ーム２に固定されている。上部案内棒３ｂには上部キャ
リジ２５があり、これはこの棒上を変位可能である。こ
のキャリジ２５上には２つの管クランプ装置２６が固定
されている。管クランプ装置２７はフレーム２上に上部
キャリジ２５の反対側で配置される。下部案内棒３ａ上
にはこの上を変位可能の下部キャリジ４がある。このキ
ャリジ４はスリーブ６を介して工具ホルダー５に固定さ
れ、前記スリーブは下部案内棒３ａ上に押圧される。
【００１３】この工具ホルダー５上には図２から明らか
な如く、かんな（plane)７と加熱ミラー８の形をなす加
熱素子が継手ユニット９により回転可能に連結されてい
る。必要に応じてかんな７又は加熱ミラー８を溶接すべ
き管に対して垂直位置に置くために、継手９は垂直軸線
の回りに揺動することができる。かんな７と加熱ミラー
８を作業位置に、従って両管の間に揺動させて持ってい
くために、第２の継手１０が設けられ、その回転軸線１
１は案内棒３に平行に位置する。
【００１４】図３は、加熱ミラー８とかんな７を作業位
置に揺動させてもっていくための別の実施例を示す。こ
の実施例では、かんな７又は溶接ミラー８を溶接すべき
管と垂直をなす位置へもっていくために、継手９は水平
軸線の回りに揺動できる。これは構造をコンパクトにな
すことができる。
【００１５】ターンテーブル１２（図２参照）は下部キ
ャリジ４の中心に回転可能に配置される。ハンドレバー
１３はターンテーブル１２を通して挿入される。このレ
バーは掛合装置１４に保持される。レバー１３は単にそ
れを引き出すことによってターンテーブル１２から除去
でき、そしてそれは次いで反対側に挿入することができ
る。２つの支柱１７と１８はターンテーブル１２にピン
１５と１６によって回動可能に取付けられる。一方の支
柱１７は機械フレーム２と回動可能に連結され、他方の
支柱１８は駆動部材１９と回動可能に連結される。この
構造は二重トッグルレバー装置に相当する。
【００１６】以下該機械の上部構造を図１を参照して説
明する。駆動部材上にはこれにスリーブ２０が固定され
ている。このスリーブ２０内には、圧縮ばね２１があ
る。このばねの前端は加圧ラム２３をもつスライド部材
２２に当接する。前記ラムは駆動部材１９によって変位
可能である。その反対側では、圧縮ばね２１が調節部材
２４に当接する。調節部材２４の位置はハンドル車２５
を回すことによって変えることができる。こうして、圧
縮ばねは所定距離だけ圧縮され、かくして所定の力に調
節されることができる。
【００１７】ハンドレバー１３が揺動したとき、加圧ラ
ム２３は力測定セル２４に当接する。この力測定セル２
４は力を例えば、機械的に、液圧的に又は歪み計によっ
て測定することができる。この力測定セル２４は上部キ
ャリジ２５にしっかり取付けられ、このキャリジは案内
レール３ｂ上に変位可能に配置される。力測定によって
得られた測定結果は指示装置に指示される。測定によっ
て得られた信号は例えば、更に文書化用に処理すること
ができる。
【００１８】もし上部キャリジ２５が二重トッグルレバ
ー装置を介してハンドレバー１３によって変位させられ
ると、加圧ラム２３は力測定セル２４を加圧する。上部
キャリジ２５は管を加圧し、この管は管クランプ装置
２″内にクランプされている管に当接してクランプ装置
２６内でクランプされている。加圧力が圧縮ばね２１の
力より小さい限り、加圧ラム２３はその位置に留まる。
加圧力が圧縮ばねの力と等しいときにのみ、加圧ラム２
３は駆動部材１９内を摺動し、圧縮ばね２１を最小限度
加圧する。このとき、圧縮ばね２１はまだ力測定セル２
４を押圧している。このセルは上部キャリジにしっかり
取付けられている。ハンドレバー１３に加わっている力
はかくして切り離される。このハンドレバーの力は所望
に応じて増すことができるが、互いに溶接すべき部材の
加圧力（即ち、それらを押し合わせる力）は一定に留ま
る。接合するときの加圧力の再調節はない。というの
は、接合中に圧力が減少する場合には、同じ圧縮力が常
に作用するからである。
【００１９】圧縮ばねの力を調節するため、溶接結合に
必要な加圧力が先ず確認される。それは管の寸法とその
材料に依存する。その後、ハンドレバー１３は二重トッ
グルレバー装置の端位置又はその死点位置に押しやら
れ、そして溶接すべき２つの部材は互いに押し付けられ
る。そこで、任意の駆動力がキャリジに作用する。この
力は指示装置から読み取られ、そして読み取られた値が
前記値に一致するまで、ばね力はハンドル車２５によっ
て増大又は減少させられる。その値は予定の接合力、キ
ャリジの均等移動のときに生じる摩擦力及び管の牽引力
の合計に一致する。この方法は校正と同一視することが
できる。同じ条件がありかつ同じ寸法がの管が溶接され
るべきであるときは何時でも、この調節プロセスは最初
の溶接時にのみ行う必要がある。
【００２０】圧縮ばね２１は好適には第１のばね特性を
もつ。もし圧縮ばね２１が或る一定量だけ圧縮される
と、力はほんの僅かだけ変化する。加熱素子溶接機械１
のこの実施例では、圧縮ばねは上記切り離しプロセス時
に最小限度にのみ押圧されるので、それによって生じる
力の変化は無視し得る。
【００２１】上述の如く、ハンドレバー１３に加わって
いる力は圧縮ばねの力によって切り離される。しかし、
駆動部材１９中の加圧ラム２３が大きい運動行程を動か
ないようにするため、接合部材は特定距離だけ離されな
ければならない。それ故、止め２８が工具ホルダー５に
配置される。
【００２２】止め２８の作用方法は図４につき詳述す
る。溶接に必要な工具７と８は異なった構造寸法をも
つ。止め２８は作業に依存して、その端位置又は作業位
置でフレーム２上の異なった場所に当接する。場所Ｄで
は、例えば接合するとき、止めは作用外に置かれる。止
め２８は止めより大きい開口２９内に入れられる。位置
Ｅでは、加熱ミラー８は作業位置内に揺動させられ、止
め２８はフレーム面２ａに衝突する。位置Ｆでは、かん
な８は作業位置内に揺動させられ、止め２８は突出部又
は止めねじ３０に衝突する。このねじはフレーム面２ａ
上に配置される。
【００２３】かくして、異なった作業位置で、駆動部材
１９中の加圧ラム２３は大きな距離にわたって移動せ
ず、それにもかかわらず、手動の力は切り離されること
が保証される。更に、使用者はハンドレバーを止めに対
して移動させるだけでよく、正確な調節は必要ない。
【００２４】ハンドレバー１３によって案内される駆動
部材１９は、接合のとき、手動力の切り離しの直後に、
端位置に入る。これは支柱１７、１８をもつターンテー
ブル１２の二重トッグル継手装置によって行われる。二
重トッグルレバー装置の死点位置によって駆動部材１９
は十分に限定された場所に到達する。更に、レバー比の
結果として、要求される力を適用するために、使用者に
とって最適の力のコースがある。更に、二重トッグルレ
バー装置によって、下部キャリジ４が上部キャリジ２５
の変位運動の半分を実行するという結果が得られる。か
んな７と加熱ミラー８は下部キャリジ４上に配置される
ので、これらの工具はもう１つのレバーによってそれら
の長手方向に変位させられる必要はない。それらは常
に、長手方向で作業位置にある。
【００２５】調節後、加熱ミラー８は溶接面に触れるこ
となく、除去されなければならない。切替え時にハンド
レバー１３を引き戻したとき、加熱ミラー８は自動的に
引き離されるので、切替え時間はかなり短縮される。そ
れによって、加熱された溶接面への周囲空気の作用時間
が短くなり、また、溶接部の品質が改善されるという結
果が得られる。何気なくですら、溶接すべき部材上への
加熱ミラー８の接触又は引っ掻きは起こらない。という
のは、加熱ミラー８はハンドレバーの引き戻し時に二重
トッグルレバー装置とキャリジ装置によって確実に案内
され、かくして、常に、加熱された管端から管の長手方
向に引き離されるからである。
【００２６】キャリジ４と２５は簡単な構造の機械的レ
バーシステムによって上記の如く変位させられる。こう
すれば、再差し込み可能のレバー１３を提供するのは容
易に可能である。というのは、工具ホルダー５上に配置
されるかんな７と加熱反射板８は反対側に変えることが
できるので、溶接はこの装置で狭いスぺース内で行うこ
とができる。その目的で、かんな７と加熱ミラー８並び
にハンドレバー１３が適切な位置に配置される。更に、
溶接場所は工具ホルダーの領域に、従って加熱素子溶接
機械１の外側領域にあるので、溶接は壁に接近して行う
ことができる。キャリジの反対側にある溶接機械の外側
領域の１つの管保持素子２７は十分でないような用途で
は、もう１つの管保持装置が溶接機械上にアダプタシス
テムを介して配置することができる。
【００２７】上記の加熱素子溶接機械の構造はスリーブ
溶接機械に変換することもできる。加熱ミラー８はその
場合平面上に加熱スリーブをそして他側上に加熱ブシュ
をもつ。その場合、かんな７は必要とされない。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱素子突き合わせ溶接機械の断面側面図であ
る。
【図２】図１の線Ａ−Ａ上の該機械の上面図である。
【図３】変更した工具ホルダーを備えた突き合わせ溶接
機械の側面図である。
【図４】図１のＸで示した範囲の拡大図である。
【符号の説明】
１ 溶接機械 ２ 機械フレーム ３ 案内棒 ４ キャリジ ５ 工具ホルダー ６ スリーブ ７ かんな ８ 加熱ミラー １２ ターンテーブル １３ ハンドレバー １７、１８ 支柱 １９ 駆動部材 ２０ スリーブ ２１ 圧縮ばね ２２ スライド部材 ２３ 加圧ラム ２４ 力測定セル ２５ 上部キャリジ ２６ クランプ装置 ２７ 管クランプ装置 ２８ 止め

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂の管状部材の溶接装置、特
    に加熱素子突き合わせ溶接機械であって、該機械上に受
    け入れクランプ装置が配置され、管状部材が少なくとも
    １つのキャリジによって互いに当接させられることがで
    き、予定の調節力で加熱素子上で調節されることがで
    き、加熱素子上で予定の加熱力で加熱されることがで
    き、次いで予定の接合力で互いに溶接されることができ
    てなる溶接装置において、調節可能の予備クランプ力が
    キャリジ（２５）に直接加えられることができ、上記予
    備クランプ力は量的に予定の力、特に調節、加熱及び接
    合力に相当し、そしてキャリジ（２５）を他方の構造部
    材から力的に分離するため、予備クランプ力がスライド
    部材（２２）を介して力測定セル（２４）に伝達されそ
    して測定されるよう適用されることを特徴とする溶接装
    置。
  2. 【請求項２】 調節可能の予備クランプ力は圧縮ばね
    （２１）によって発生させることができることを特徴と
    する請求項１に記載の溶接装置。
  3. 【請求項３】 圧縮ばね（２１）はフラットなばね特性
    をもつことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶接装
    置。
  4. 【請求項４】 圧縮ばねはその設置場所を変えることに
    よって予定の力に設定することができることを特徴とす
    る請求項１から３の何れか１項に記載の溶接装置。
  5. 【請求項５】 力測定セル（２４）は機械的に、液圧的
    に又は歪み計によって測定することを特徴とする請求項
    １から４の何れか１項に記載の溶接装置。
  6. 【請求項６】 電子出力信号が力測定時に力測定セルに
    存在することを特徴とする請求項１から５の何れか１項
    に記載の溶接装置。
  7. 【請求項７】 力測定セルによる力測定時に測定された
    値が指示装置に指示されることを特徴とする請求項１か
    ら６の何れか１項に記載の溶接装置。
  8. 【請求項８】 二重トッグルレバー装置がキャリジ（２
    ５）の変位のために設けられることを特徴とする請求項
    １から７の何れか１項に記載の溶接装置。
  9. 【請求項９】 スライド部材（２２）の変位後に二重ト
    ッグルレバー装置が駆動部材（１９）を特定の端位置に
    押しやることを特徴とする請求項８に記載の溶接装置。
  10. 【請求項１０】 駆動部材（１９）の特定の端位置はス
    ライド部材（２２）の変位後止め（２８）によって設定
    されることを特徴とする請求項８又は９に記載の溶接装
    置。
  11. 【請求項１１】 下部キャリジ（４）は二重トッグルレ
    バー装置によって１：２の比で上部キャリジ（２５）に
    対して変位可能であることを特徴とする請求項８から１
    ０の何れか１項に記載の溶接装置。
  12. 【請求項１２】 ハンドレバー（１３）と工具ホルダー
    （５）は所望の応じてフレーム（２）の両側に配置され
    ることを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記
    載の溶接装置。
  13. 【請求項１３】 別の管保持装置がアダプタシステムを
    介して該溶接装置に適用されることを特徴とする請求項
    １から１２の何れか１項に記載の溶接装置。
  14. 【請求項１４】 熱可塑性樹脂の管状部材の連結部を製
    作するために請求項１から１３の何れか１項に記載の溶
    接装置を使用する方法。
JP8058907A 1995-03-15 1996-03-15 熱可塑性樹脂管状部材の溶接装置 Pending JPH08267590A (ja)

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