JPH0852805A - プラスチック管の溶接方法およびこれに使用するソケット - Google Patents

プラスチック管の溶接方法およびこれに使用するソケット

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JPH0852805A
JPH0852805A JP16097495A JP16097495A JPH0852805A JP H0852805 A JPH0852805 A JP H0852805A JP 16097495 A JP16097495 A JP 16097495A JP 16097495 A JP16097495 A JP 16097495A JP H0852805 A JPH0852805 A JP H0852805A
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JP
Japan
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socket
heating
pipe
butt joint
area
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JP16097495A
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English (en)
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Albert Lueghamer
リュウクハーメル アルベルト
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GRUBER ALOIS AGRU GmbH
Alois Gruber GmbH
Original Assignee
GRUBER ALOIS AGRU GmbH
Alois Gruber GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】プラスチック管からなる管とソケットとの溶接
方法を提供する。 【構成】本発明の方法は、平坦な管部分を、突き合わせ
ジョイント面（１５）の領域に強い加熱出力をもつ電気
ソケット（３）でカバーすることからなり、少なくとも
溶接領域は、シリコーンゴムからなるベロース（１０）
によって内側から半径方向に支持される。軟化プラスチ
ック材料が冷却後に管から除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、比較的小さい直径の、
とくにはポリビニリデンジフルオライド（ＰＶＤＦ）か
らなる管の溶接方法およびそのこれに使用するソケット
に関するものである。
【０００２】本発明によれば、他のプラスチック、たと
えばポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、クリーンポリビ
ニルクロライド（ＣＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ），
ポリプロピレン（ＰＰ），エチレンクロロトリフルオロ
エチレン（ＥＣＴＦＥ），パーフルオロアルコキシアル
カン（ＰＦＡ），ポリエーテル エステル ケトン（Ｐ
ＥＥＫ），ポリフエニレン サルファイド（ＰＰＳ）ま
たはそのようなものも溶接することができる。
【０００３】
【従来の技術】高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）管の溶
接に、いわゆる電気ソケットが使用されることは公知で
ある。この場合、軸方向に並べられた溶接する管部に
は、これと同じ材料のリングを挿入できる隙間がつくら
れた。この管部周囲に電気ソケットを挿入し、ソケット
／管部界面のプラスチックを表面から軟化させ、ソケッ
トと管部の溶接が行われた。しかし隙間に沿う管部は溶
接されなかったため、隙間は実際に残り、あとで接合部
分の流れの邪魔になった。その上、電気加熱要素が管の
隙間に露出し腐食されることが多かった。
【０００４】今日まで比較的大きい直径のＨＰＤＥ管の
溶接技術は、比較的小さい直径のＰＶＤＦ管系の溶接に
は応用できなかった。ＰＶＤＦ管の場合には、小さい直
径と薄い肉厚のため、公知の電気ソケットで溶接すれ
ば、加熱状態でくずれるため、再現性のある溶接ができ
なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、初め
に述べた形式の方法、とくにＰＶＤＦ管および、このよ
うなプラスチックからなる管状アタッチメントの溶接が
首尾よくできる電気ソケット溶接方法を提供することで
ある。さらに、この方法に用いられるソケットも本発明
の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】この課題は、本発明によって解決される。
すなわち、本発明は、溶接する管部を互いに突き合わ
せ、その突き合わせジョイントから測って、管の外径の
０．２〜１．０倍の長さの比較的広い範囲を、プラスチ
ックからなる電気加熱ソケットで加熱して、両管部を溶
接し、その際、突き合わせジョイントの領域の比較的狭
い範囲を、比較的広い範囲よりも強く加熱し、ソケット
の内面および管部の隣接面だけでなく、突き合わせジョ
イントに沿う管部をも加熱溶融することを特徴とする方
法である。
【０００７】したがって、本発明の方法によれば、両管
部の突き合わせジョイント部が、とくに強く加熱され、
相互が確実に結合して、互いに平坦になる。ソケット内
壁と管の外表面の間の円筒形溶接面とは別として、管壁
の厚さにわたる溶融溶接も行われる。その結果、コイル
や、ワイヤーメッシュなどのいずれの形の加熱要素も完
全にプラスチックで囲まれ、腐食に対し完全に保護され
る。したがって、後日管内に流れる媒体は、加熱コイル
の構成成分によって汚染されることはない。
【０００８】さらに本発明では、突き合わせ領域のプラ
スチック管内にベロースが配置され、これに約１〜３バ
ールの圧が加えられ、軟化したプラスチックが硬化した
後に圧が解かれ、ベロースが接合管から引き出される。
【０００９】本発明の方法で用いるベロースは、圧力の
増加により膨張して管内壁の少なくともソケットの軸方
向に密着するので、軟化したプラスチックが管内へ侵入
するのを防止し、邪魔なビーズが管内に生成するのを確
実に妨げる。それに加えて、ベロースが少なくともソケ
ットの軸方向に延びているため、接合する管を安定させ
る効果がある。また、溶接による薄肉管の変形を防止す
る。本発明の方法のパラメーターは、ＰＶＤＦ管の電気
ソケットによる溶接にも十分に適合できる。
【００１０】本発明によれば、ベロース自体よりも大き
い直径のプラスチックリングが、ベロースの両軸端に設
けられる。これらのプラスチックリングは、溶接する管
部より直径が小さい。適当な材料を選択すればベロース
は、溶接ジョイントへ容易に移動できる。プラスチック
リングの材料としてはテトラフルオロエチレンが適して
いる。テトラフルオロエチレンは、プラスチックリング
の材料として適当である。
【００１１】本発明はまた、本発明の方法を実施するた
めの、加熱要素が内壁内にある電気的加熱ができる、電
気ソケットにも向けられる。
【００１２】このソケットは、突き合わせ領域にその外
側の２つの領域よりも大きい加熱出力をもつのが特徴で
あり、本発明によれば増加する加熱出力が両方の管部分
の突き合わせ領域に導入される。
【００１３】その結果、管の端部が軟化または溶融さ
れ、２つの管部の連続溶接が行われる。この方法は、加
熱要素の腐食防止にも役立つ。
【００１４】本発明の好ましい実施例では、加熱要素が
加熱ワイヤーコイルであり、コイルの巻きが突き合わせ
ジョイントの方が、その外側領域よりも小さい点が目立
っている。
【００１５】本発明による加熱要素は、加熱グリッドま
たは加熱メッシュでもよいが、ワイヤーは突き合わせジ
ョイントの方がその外側領域よりも、半径方向に密に配
置されている。突き合わせジョイント領域の加熱出力の
増加は、加熱ワイヤーの直径が両方の外領域よりも小さ
いことでも起こる。最後に本発明が目標とする、加熱出
力増加の効果は、ソケットに同じピッチの加熱コイルを
設け、突き合わせジョイント領域に加熱ワイヤーコイル
を付加的に設けることによって達成される。
【００１６】本発明のさらに細部、特徴および有利性
は、以下の数個の実施例および添付の図面、請求項から
明らかになる。
【００１７】図２は、隙間８を保って他と結合する位置
にある２つのＨＤＰＥ管部１および２を溶接する、先行
技術を示している。電気ソケット３は、その内面領域に
加熱ワイヤコイル４がある。コイルに電流が流されると
抵抗加熱が起こり、加熱ワイヤコイル４に隣接するソケ
ット３および管１、２のＨＤＰＥ管部分が最初に溶け、
管部１と２がそれぞれソケット３に溶接され、その後冷
却される。しかし公知の方法では、隙間８が充填され
ず、加熱ワイヤコイル４は管内面に関して部分的に開か
れたままであるため、腐食を受ける。
【００１８】本発明によるソケット３は、とくに図１と
図３に示されている。本発明の方法によれば、２つの管
１と２を互いに突き合わせ、突き合わせジョイント１５
を形成する。
【００１９】加熱ワイヤコイル４は、ジョイント１５を
カバーする内側領域５では密に巻かれているので、加熱
するとこの領域は隣接する両側の比較的広い領域６より
強く加熱される。コイルの巻数によって加熱を制御また
は調整できるので、管部分１と２を完全に軟化させて管
部１と２の端部にジョイント１５を形成でき、両管部分
１および２は互いに突き合わせ、溶接後に冷却される。
本発明では、溶接の開始前に、ソケット３で実質的にカ
バーされる領域の管内孔にベロース１０を挿入する。こ
れに好ましくは１〜３バールの空気圧を加え、ついで管
の全体を支持する一方をソケット３で加熱すると、空気
圧によってベロースが管の内壁に密着するので、管の円
形断面が保持される。加えて、両管部分１、２の突き合
わせ表面１５の管内への軟化プラスチックの侵入が防止
される、ちなみに、この部分は加熱コイルの出力が大き
いため、プラスチックが完全に溶融する。このようにし
て、後の操作に邪魔になる内壁のビーズの生成が抑止で
きる。
【００２０】ソケット３の内壁および管部１と２の外
壁、そして管部１と２の突き合わせジョイント面に沿う
半径方向に延びる突き当たり面の間が冷却した後に、ソ
ケットの加熱スイッチを切り、ベロース１０を管穴から
取り出す。溶接によって管部１と２は１本の管となり、
その断面形状は正確に保全され、ビーズや隙間８が避け
られる。
【００２１】図４に示すように、ベロース１０はその軸
端が、好ましくはポリテトラフルオロエチレン、または
溶接しようとする管部分１と２の内部で滑りやすいプラ
スチックリングによって囲まれている。プラスチックリ
ング３０の外径は、ベロース１０が挿入される管部分１
と２のそれより幾らか小さい。ベロース１０は、プラス
チックリング３０の間が溶接部に対して実質的に対称に
なるように配置し、次に、これに空気圧を加え、溶融−
接合の操作中の溶融ビーズの生成を確実に防止する。
【００２２】図４は、溶接の方法を図で示すものであ
る。ソケット３には、すでに管部２がはめ込まれてい
る。管部１が管部２の反対側から、同様に、ソケット３
内中央で管部２と突き当たるまで押し込まれる。あらか
じめ、両管端は平坦にしてある。つぎに、ベロース１０
が、ソケット３の下の管孔内に挿入される。図に示す実
施例では、ベロース１０はソケットのほぼ２倍の長さに
わたって延びているので、ソケットの溶融−接合領域と
管１、２の隣接部分に確実に空気圧が作用する。この圧
は、端部１１に結合する管から供給される。プラスチッ
クリング３０については前述したとおりである。
【００２３】図５は、溶接の操作中、管部１と２を軸方
向に固定するクランプ装置１２を示す。ベロース１０
は、この実施例では示されていない。管部分２は、クラ
ンプ要素３２によって静かにソケット３の中へ挿入され
なければならない。
【００２４】クランプ装置１２は、基本的に３個のクラ
ンプ要素３２が変位および固定可能にとりつけられた支
柱３１からなる。１個のクランプ要素３２が、管部分
１、ソケット３および管部分２を引き受ける。溶接する
管の構成部材は、それぞれ互いに１列に配置されクラン
プ要素３２で固定される。
【００２５】図３には、図２に示すソケット３が示され
ている。図２に示すソケット３とは両側にソケットアッ
タチメント１４が設けられ、軸方向に延びる点が相違す
る。このため、クランプ要素１２は管部分が小直径の場
合は省略される。ソケットアッタチメント１４は、管部
１と２が溶接の前にソケット３に確実に固定されるのを
助け、接合面もこの場合相互に突き当たりジョイント１
５を形成する。
【００２６】図６では、本発明の実施のためのベロース
１０付の溶接発電機１６が示されている。ベロース１０
は、溶接装置１６を経由して圧縮空気源３８と連結さ
れ、バーコードによって読み込まれた制御圧が３９を経
由して供給される。ソケット３はライン１７、１８を介
して溶接装置１６に連結され、そこから電力が供給され
る。
【００２７】溶接発電機は、一般に１１０〜２２０ボル
トが供給され、５〜１０ボルトの電圧、４〜５アンペア
の電流を供給する。バーコードにメモリーされ、管また
はソケットに沿つて供給されるデーターによって、溶融
時間と溶融電流が自動的に予備セットされる。バーコー
ドには、メーカーの評価、ソケットや管の直径、壁の厚
さおよび溶接時間等がメモリーされる。
【００２８】本発明は、ＰＶＤＦやその他のプラスチッ
クからなる比較的薄い肉厚管を互に溶接させる方法を示
す。これら管の直径は、一般に２０〜１６０ｍｍで、肉
厚は約１．９〜１０ｍｍ、ソケットアタッチメントのそ
れは約１．５ｍｍである。ソケットアッタチメントの軸
長さは７〜８ｍｍが好ましい。管の直径が２０〜３５ｍ
ｍの場合は、本発明によるソケットの軸長は、ほぼ管の
直径に相当し、管の直径が約３５〜１６０ｍｍのとき
は、ほぼ管の直径の０．６〜０．４倍である。そこで本
発明ではソケットの軸長は比較的的短いことがわかる。
このため、ストレート管どうしだけでなく、エルボー管
と他の管およびストレート管の溶接もできる。
【００２９】図７には、本発明によるソケットの好まし
い実施例が拡大して示されている。図で見るように、管
部分１と２は、突き合わせジョイント１５に沿つて互い
に接している。ソケット３は、すでにジョイントに対称
的に配置されている。図７は、管部分１、２およびソケ
ット３の部分縦断面を示していることがわかる。この場
合、ソケットは、加熱コイル４が設けられたスリーブ３
３を含み、突き合わせジョイント１５の領域では、ソケ
ットの２つの外側の領域に比較して小さいので、カバー
される突き合わせジョイント１５の領域では、外側の領
域に比較して強いソケットの出力によって、突き合わせ
ジョイント１５に沿う管部分１、２端部が溶接される。
【００３０】スリーブ３３は、その軸端にアタチメント
３４があり、これに加熱コイル４の両方の端部が付けら
れる。電気コンタクト要素３５がアタチメント３４上に
適合される。これらはソケットの製造時に行われる。こ
れは管部分１、２にソケットを取りつける前に行わなけ
ればならない。コンタクト要素３５はライン１７、１８
に接続される。
【００３１】ソケット３の実際の製造では、加熱コイル
４とターミナル３５を図示のように配置したのち、次の
操作でプラスチックに封入して最終的にソケットとして
型から取り出す。連結ソケット３６はターミナル３５と
同時につくられる。
【００３２】
【発明の効果】本発明により、加熱コイル４に巻かれる
加熱ワイアが、ソケット３に封入される前、および、ス
リーブ３３がＰＶＤＦやこれよりいくらか高融点のＰＦ
Ａからなる場合にも、封入される加熱コイル４によるソ
ケットの汚染が防止できる。これは強調すべき効果であ
る。溶接のとき加熱ワイヤーのシースは、ソケットのＰ
ＶＤＦよりも軟化しにくいため、加熱ワイヤーの遊離粒
子はＰＦＡシース中に残る。したがって、このようなソ
ケットによりＰＶＤＦからなる管部分１と２は好都合に
溶接される。加熱ワイヤーのＰＦＡ被覆が約０．１ｍｍ
の厚さであれば十分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明により、溶接する２つの管部に電気ソ
ケットを設けたジョイント部の部分縦断面図である。
【図２】 従来の電気ソケットを設けた、溶接する２つ
の管のジョイント部分の部分縦断面図である。
【図３】 図１の変形を示すジョイント部の部分縦断面
図である。
【図４】 本発明方法の説明図である。
【図５】 本発明を実施するクランプ装置の平面図であ
る。
【図６】 本発明を実施する 溶接装置の説明図であ
る。
【図７】 図１に示す本発明の電気ソケットの部分拡大
断面図である。
【符号の説明】
１、２：管部 ３ ：ソケット ４ ：コイル，加熱要素 ５ ：比較的狭い領域 ６ ：比較的広い領域 ８ ：隙間 １０ ：ベロース １２ ：クランプ装置 １４ ：アタッチメント １５ ：突き合わせジョイント ３３ ：スリーブ ３４ ：アタッチメント ３６ ：ソケット

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 比較的小さい直径の、とくにポリビニリ
    デンジフルオライド（ＰＶＤＦ）からなるプラスチック
    管の溶接に当たり、溶接する管部（１、２）を互に突き
    合わせ、その突き合わせジョイント（１５）から測って
    管の外径の約０．２〜１．０倍の長さの比較的広い範囲
    （６）を，プラスチックからなる電気加熱ソケット
    （３）で加熱して、両管部を溶接し、その際、突き合わ
    せジョイント（１５）の領域の比較的狭い範囲（５）を
    比較的広い範囲（６）よりも強く加熱し、ソケット
    （３）内面および管部（１、２）の隣接面だけでなく、
    突き合わせジョイント（１５）に沿う管部（１、２）を
    も加熱溶融することを特徴とするプラスチック管の溶接
    方法。
  2. 【請求項２】 ベロース（１０）が、突き合わせジョイ
    ント（１５）領域のプラスチック管部（１、２）内に配
    置され、これに１ないし３バールの空気圧が加えられ、
    軟化プラスチックの硬化後に圧を除去し、溶接プラスチ
    ック管から引き出されることを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、クリ
    ーンポリビニルクロライド（ＣＰＶＣ）、ポリエチレン
    （ＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ），エチレンクロロト
    リフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ），パーフルオロアル
    キルオキシアルカン（ＰＦＡ），ポリエーテルエステル
    ケトン（ＰＥＥＫ），ポリフエニレンサルファイド
    （ＰＰＳ）またはそのようなものが管部（１、２）およ
    び電気ソケット（３）の材料して使用されることを特徴
    とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 加熱要素（４）は、プラスチック管部
    （１、２）の突き合わせジョイント（１５）を含む領域
    において、２つの外側領域（６）よりも大きい加熱出力
    をもつことを特徴とする、その内壁に電気加熱要素を備
    えた比較的小さい直径のプラスチック、とくにポリビニ
    リデンジフルオライド（ＰＶＤＦ）管の溶接用ソケッ
    ト。
  5. 【請求項５】 加熱要素（４）が、加熱ワイヤーコイル
    （４）であり、それが突き合わせジョイント（１５）の
    領域（５）で２つの外側領域（６）よりも小さいコイル
    スペースをもつことを特徴とする請求項４に記載のソケ
    ット。
  6. 【請求項６】 加熱要素（４）は、加熱グリッドまたは
    加熱メッシュであり、管部分（１、２）に対して、半径
    方向に走るワイヤーが、接合する突き合わせジョイント
    （１５）の領域（５）では、その外側の領域よりも密に
    配置されていることを特徴とする請求項４に記載のソケ
    ット。
  7. 【請求項７】 加熱ワイヤーコイル（４）が同じピッチ
    で、加熱ワイヤーが突き合わせジョイント（１５）の領
    域（５）では２つの外側領域（６）よりも小さい直径で
    あることを特徴とする請求項３のソケット。
  8. 【請求項８】 加熱ワイヤーコイル（４）が同じピッチ
    で、突き合わせジョイント（１５）をカバーする領域に
    加熱コイルが付加されていることを特徴とする請求項４
    から６のいずれかの項に記載のソケット。
  9. 【請求項９】 内径に対する軸長の比がおよそ０．２：
    １〜１：１であることを特徴とする請求項２〜６のいず
    れかに記載のソケット。
  10. 【請求項１０】 直径が約２０〜３５ｍｍの管の内径に
    対する軸長の比が約１：１であり、内径が約３５〜１６
    ０ｍｍの場合、約０．４：１〜０．６：１であることを
    特徴とする請求項９に記載のソケット。
  11. 【請求項１１】 溶接される管部（１、２）の支持手段
    として薄厚のソケットアタッチメント（１４）が両側に
    一体的に設けられ、ソケット（３）とソケットアタッチ
    メント（１４）の内径が同じであることを特徴とする請
    求項４から１０のいずれかの項に記載のソケット。
  12. 【請求項１２】 加熱要素（４）がソケット（３）内の
    ソケット（３）内面領域に設けられていることを特徴と
    する請求項４から１１のいずれかの項に記載のソケッ
    ト。
  13. 【請求項１３】 ベロース（１０）が高純度シリコーン
    ゴムからなり、肉厚が１．５〜２．５ｍｍであることを
    特徴とする請求項１から３の方法を実施するためのベロ
    ース。
  14. 【請求項１４】 その軸端が、溶接されるプラスチック
    管部（１、２）の内径に相当し、中間領域よりも大きい
    直径であることを特徴とする請求項１３に記載のベロー
    ス。
  15. 【請求項１５】 ポリテトラフルオロエチレン製のリン
    グが、軸端に設けられていることを特徴とする請求項１
    ４に記載のベロース。
JP16097495A 1994-06-27 1995-06-27 プラスチック管の溶接方法およびこれに使用するソケット Pending JPH0852805A (ja)

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KR (1) KR100415748B1 (ja)
AT (1) ATE206084T1 (ja)
AU (1) AU692247B2 (ja)
CA (1) CA2151660A1 (ja)
DE (2) DE4422372A1 (ja)
ES (1) ES2164122T3 (ja)
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