JPS61136094A - 熱可塑性合成樹脂管路部分接合用電気的に溶接可能なスリ−ブ - Google Patents

熱可塑性合成樹脂管路部分接合用電気的に溶接可能なスリ−ブ

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JPS61136094A
JPS61136094A JP60246457A JP24645785A JPS61136094A JP S61136094 A JPS61136094 A JP S61136094A JP 60246457 A JP60246457 A JP 60246457A JP 24645785 A JP24645785 A JP 24645785A JP S61136094 A JPS61136094 A JP S61136094A
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conduit
welding
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Von Roll AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 リーブ部材と、スリーブ部材の中に埋込まれた電気的加
熱要素と、加熱要素に電気エネルギーを供給するための
端子士を有しており、電気的加熱要素へ供給された電気
的エネルギーが、スリーブ部材を溶接するに当たり溶接
区域を形成し、溶接区域の中に置かれた管路部材の部分
に溶接区域を形成するための熱を生成するために使用さ
れるようになっている熱可塑合成樹脂管路部材を接合す
るための電気的に溶接可能なスリーブに関するものであ
る。
従来の技術 熱可塑性合成樹脂管路部材を、同一、又は、同様な熱可
塑性合成樹脂材料製の電気的に溶接可能なスリーブによ
り接合することは公知である。ここで、管路部材きいう
用語は、直管、曲管、成形管部材及び管路附属品を含む
ことを理解されたい。他の管路部材への接合の目的で、
この管路部材は、管状の連結片を有しており、その上に
、熱可塑合成樹脂の形式のスリーブが置かれ、それと一
諸に電気的に溶接され、水密及びガス密な継手を形成す
る。前述の形式の電気的に溶接可能なスリーブは、多く
の異なった構造が知られているが、例えば、米国特許第
９４３、３３４号や、第４．１１７，３１１号明細書を
参照されたい。
このような公知の電気的に溶接可能なスリーブが、管路
部材を接合するために使用される時には、確実で且つ緊
密な継手を得ることは、スリーブの種々の特性に依存す
る。溶接可能なスリーブの一つの特別に重要な特性は、
溶接可能なスリーブさ、溶接されるべき管路部材の連結
片との間におけるすきまを除去するために、溶接過程の
間に生ずるその加熱の間における潜在応力を釈放するこ
とによる収縮する能力である。
この目的のために、スリーブの製造の間に、熱可塑性合
成樹脂スリーブ部材に、予備収縮を与えることが公知と
なっている。この予備収縮は、スリーブさ、管路部材の
連結片との間に存在するすきまを解消させるために、溶
接過程の間に行われる加熱の間に釈放される。
予備収縮の釈放及びスリーブと管路部材の連結片との間
におけるすきまの除去さ同時に、溶接区域内における溶
接継手の冷却の間に、溶融された材料が固体状態に移行
する時に、容積収縮が生ずる。この容積収縮は、可成り
のものであることがあり、ポリオレフィン材料の場合に
は、例えば、約２０係である。若しも、スリーブ部材に
与えられる予備収縮が十分では無いならば、収縮の間に
生ずる形状変化を介して容積収縮を完全に補償するため
に、固化しつつある溶融区域内に、くぼみを形成する。
スリーブ部材の上に生ずる熱こう配の結果上して、冷却
が、溶融領域の縁から、その中心に向かって進行するの
で、スリーブ部材の中に突出する連結片の上において支
持されるスリーブ部材の割合の増加がある。スリーブ部
材の収縮に反対して生ずる連結片のこの支持作用は、ま
だ凝固されていない溶融領域の最終領域内において、生
じつつある容積収縮にスリーブ部材が完全に追従し、こ
の収縮を形状変化によって完全に補償するこ吉のできる
ことを意味するものである。このようにして、スリーブ
の強度を害するくほみが、溶融領域の中心において生ず
る。このくぼみは、特に、比較的に厚肉のスリーブ部材
の場合に生じ、また、このくぼみは、従来のように、加
圧の下に作業をされるべきである管路部材を接合しつつ
ある時に生ずる。
発明によって解決しようさする問題点 本発明の課題は、前述の形式の電気的に溶接可能なスリ
ーブを、凝固される溶融区域の近傍において連結片への
スリーブ部材の完全な溶接が、スリーブ部材の何らの弱
化も生ずるこ吉無しに、組立て及び作業に対して致命的
である部分内において確実に確保されるように改良する
ことにある。
同時に、スリーブ部材が、溶接作業の完全性のための指
示手段としても使用されることができる前述の形式の電
気的に溶接可能なスリーブを得ることをも目的とするも
のである。
問題点を解決するための手段 本発明によると、これらの問題は、１個又はそれ以上の
材料のくぼみが、スリーブ部材の縁領域内において、ス
リーブの面から溶融区域の境界領域まで延びるようにし
、これにより、一方では、スリーブ部材吉管路部材との
間のすきまを補償するために、溶接過程の間におけるス
リーブ部材の適正な放射方向の運動の自由度を確実にし
、また、他方では、溶接区域の凝固の間における容積減
少を補償することを確実にするようにすることにより解
決される。
本発明は、また、本発明によるスリーブを、溶接過程の
機能的に正しい遂行を指示するために利用するための方
法をも含んでおり、溶接過程におけるスリーブ部材の材
料くぼみの位置の変化が確認されるようにする。
実施例 以下、本発明をその実施例を示す添附図面に基づいて詳
細に説明する。
第１図に示される電気的に溶接可能なスリーブは、スリ
ーブ部材１と、スリーブ部材１の内周辺の近傍に配置さ
れた２個の加熱要素２．乙に分割された加熱手段とを有
している。スリーブ部材１は、中心にウェブ４を設けら
れており、このウェブ４は、図示されていない管路部材
の上の２個の連結片５．乙に対する止めとして作用をす
るものである。
加熱要素２，３は、連結片５，６の近傍に置かれており
、縁領域９の外方部分及び内方領域１０が加熱されない
ままである距離まで延びている。ここでは、太い実線に
より現されている加熱要素２，３は、大抵は、抵抗加熱
線のコイルとして構成されており、この巻線は、間隔を
置かれて隣接するように構成されている。しかしながら
、加熱要素２．乙の構造は、本発明に対しては、本質的
なものではない。
若しも、加熱要素２，３が、スリーブ部材１の中に置か
れた図示されていない端子により電気的エネルギーを供
給されるならば、熱が加熱要素２，３の中ζこ生成され
、従って、小さな多数の点により示された溶接区域１１
が生成され、この区域１１内において、スリーブ部材１
は、連結片５，６に接合される。スリーブ部材１及び連
結片５，６の材料の十分な量が、良好な溶接過程のため
に液化される時は、エネルギー供給が遮断される。溶融
区域１１内における熱の発生は、スリーブ部材１の製造
の間にスリーブ部材１に与えられている予備収縮の釈放
を伴い、これにより、スリーブ部材１は、収縮し、連結
片５，６に係合するようにするが、連結片５，６は、今
や、スリーブ部材１のそれ以上の収縮に反抗する。第１
及び２図に、矢印１２．１３によって現わされているこ
の支持効果は、溶融区域１１がその最大範囲を有した時
における加熱過程の終りにおいては比較的に小さいが、
しかしながら、エネルギー供給の終りにおいて寸法は、
増加する（第２図の矢印１２．１３を参照）。なぜなら
ば、熱こう配の結果として、熱が溶融区域１１から外部
へ除去され、これにより、溶融区域１１の範囲の一定の
減少があるようになるからである。増加された支持作用
の゛結果として、スリーブ部材１のそれ以上の収縮は抑
制される。
この結果は、溶融区域１１の中心内において、凝固する
溶融物の容積収縮の結果として、くぼみを形成すること
があり、また、これらのくぼみは、溶接の品質を減少さ
せる。
本発明は、若しも、ある手段がスリーブ部材１の中に、
溶融区域の凝固の終りにおいて、スリーブ部材１が、そ
の放射方向の運動の自由度、従って、容積収縮が、溶融
体の完全に凝固するまで良好にされるこきができる程度
にまで保持するような手段が取られるならば、前記くぼ
みの形成が避けられることができるという技術的思想に
基づくものである。この手段は、第３〜１３図によるス
リーブ部材の構造を介して達成される。簡単にするため
に、これらの図面は、電気的に溶接可能なスリーブ及び
連結片の部分を示すだけである。
より大きな放射方向の運動の自由度に導くこの手段は、
実質的に、１個、又は、それ以上の材料くぼみを備える
ことから成立っており、これらのくぼみは、縁領域の硬
化効果を減少させるが、しかしながら、これらのくぼみ
は、組立て及び作動に対して決定的である部分に対して
強度の減少となることができないスリーブ部材のある点
に設けられるものである。
第３図においては、この硬化効果の減少が、スリーブ部
材１の外周辺の上のスロット１４によって達成され、ま
た、加熱要素２の近傍の縁部分９の中に置かれている。
第４図においては、ノツチ１５が、スロット１４の代わ
りに、同一点に設けられており、その一つの壁は、縁領
域９から、加熱要素２の部分の上へ傾斜するように延び
ている。
第５図においては、スロット１４から離れる縁領域９の
壁厚が、スロット１４の深さの一部分によって減少され
ているが、第３図においては、肉厚がスロット１４の底
部まで減少されている。第３図においては、元来のスロ
ワ１−１４から、スリーブ部材１の周辺への移行は、直
角であるが、しかしながら、破線で示−されているよう
に、斜めに切られることもできる。
第７図は、異なった幅及び深さを有している３個のスロ
ワ＋−１６１、１／、Ｉ＋　、　１６１１１　から成る
多重スロット１６を有している。多重スロット１６は、
異なった個数のスロットを有するこ吉もできる。第７図
は、破線１７を示しているが、これらの破ｍ１７は、軸
方向の引張り応力の場合における、スリーブ部材１と、
連結片５との間における力束の径路を現わすものである
。スリーブの硬化を減少させるために使用されるスロッ
ト１６が、作業に不都合な影響を有する何らかの強度の
減少に導かないことが重要である。
このようにして、くぼみの深さ及び位置は、加熱要素２
及び（又は）溶接区域１１の位置に適合されるべきであ
る。スリーブ部材１の全厚さが、加熱要素２及び（又は
）溶融区域１１の内縁の前部に維持されることも確実に
されなければならない。
このことは、溶接されるべき連結片５，６の壁厚と、少
なくとも、同じ厚さに、はぼ作られる。
第８図による構造においては、スリ−ブ部材１の縁領域
９の中に内側壁くぼみ１８があり、加熱要素２の近傍ま
で延びている。縁領域９の中の個々のくぼみ１８の間に
は、案内ウェブ２０が設けられている。第８図によるく
ぼみ１８は、また、第９図によって、外壁くぼみ２１の
形状に構成されるこ七もできる。若しも、ウェブ２２が
設けられないならば、第９図による構造が得られる。最
後に、くぼみは、第１０図に示すように、スロット２３
の形状であっても良く、これらのスロット２３は、スリ
ーブ部材１の全体の壁厚を貫いて延びており、また、第
１０図におけるように、ウェブ部分２４によって相互に
分離されている。スロット２３は、比較的に狭くても良
く、一方、ウェブ部分２４は、周辺に対応して、より大
きな部分の上を延びている。
第１１図による構造においては、スロット２５が、スリ
ーブ部材１の縁領域９の近傍に設けられている。第３図
による構造と相違し、スロット２５は、スリーブ周辺の
全部の上−を延びておらず、その代わりに、部分スロッ
トを形成しており、これらの部分スロットは、スロット
の無い部分２６によって、相互に分離されている。
第１２及び１６図は、弾性点が、同時に、溶接過程の光
学的指示を与えるために使用されることもてきる構造を
示している。この目的のために、第１２図による構造に
おいては、スロット２７は、十分に深く作られ、溶接エ
ネルギーの供給の間に、溶融体２８が溶接領域１１から
、スロット２７の中に通ることができるようにしである
。溶融体２８の逃げは、過圧が、溶融区域１１の中に、
スリーブ部材１の収縮を介して存在し、このことは、完
全に満足な溶接に対する必要条件であることを示すもの
である。
第１３図による構造においては、多段スロワ１〜２９、
例えば、同じ幅の２個のスロワ１−２９’。
２９１１があり、その形状は、圧力が溶融領域１１の中
に生ずる時に変化するが、例えば、第１６図の上半分に
示されている。２個の元来同一のスロット２９’、２９
”は、相互に、例えば、スロット２９１＋がスロット２
９１よりも、より狭くなっており、相違している。
第３〜１６図による上述の構造においては、２個の群に
区別されることができる。第一の群は、第３．４，７，
１１．１２及び１３図による構造を含んでおり、これら
は、すべて、全部の固体縁領域９を有している。この固
体面は、例えば、組立ての間、スリーブの変位の間にお
ける力の加わる点として使用されることができる。第５
゜６．８．９及び１０図による構造の他の群は、スリー
ブ部材１の弾性の増加を、縁領域９の周方向断面が、全
部、又は、部分的に減少されるので達成し、第８〜１０
図による構造の場合には、くぼみ１８．２３の軸方向の
広がりが、はぼ加熱要素２の縁まで延びている。しかし
ながら、すべての構造において、力束は、溶接点を介し
て妨害されることの無い形式で確保される。
発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているので
、管路部材品連結片と完全な接合を可能とすると共に接
合の完全性を指示するこ吉が可能である電気的に溶接可
能なスリーブを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、２個の溶接区域を有している２個の連結片の
上に取付けられる、略図により示された電気的に溶接可
能なスリーブを、エネルギー供給が停止された時におけ
る縦断面図、第２図は、第１図による溶接スリーブを、
溶接区域が、エネルギー供給により作られた溶融体の凝
固の最終位相において示す略縦断面図、第３図は、第１
及び２図による溶接スリーブを部分的に示すが、しかし
ながら、スリーブ部材の縁領域の近傍における材料くぼ
みを有しており、溶融区域部分が縁領域の方に向けられ
、一方、スロットとして材料くぼみを形成している縦断
面図、第４図は、ノツチとして形成している縦断面図、
第５図は、縁領域の減少された壁厚さを有しているスロ
ットを示す縦断面図、第３図は、減少された壁厚さを有
している縁領域を示すが、この減少は、次の溶融区域の
中に延びている縦断面図、第７図は、多重スロットを示
す縦断面図、第８図は、内壁くぼみを示す縦断面図、第
９図は、外壁くぼみを示す縦断面図、第１０図は、貫通
くぼみを示す縦断面図、第１１図は、中断された周辺ス
ロットを示す縦断面図、第１２図は、押出された溶融体
を溶接指示器として溶接過程の光学的指示に対するスロ
ットを示す縦断面図、第１３図は、溶接過程の前には、
同一のスロットを有し、溶接過程の後には、同一で無い
スロット幅を有している多重スロットを示す縦断面図で
ある。 １・・スリーブ部材；　２，３・・加熱要素；５．６　
・・連結片：　１１・・溶接区域；　１４・・スロット
；　１５・・ノツチ；　　１６，１６’、１６”。 １６１１１・・スロット：　１８・・くぼみ；　２０・
・案内ウェブ；　２１・・外壁くぼみ；　２３・・スロ
ット；　２４・−ウェブ部分；　２５轡・スロツ１　；
　　２７，２９．２９’　、２９”・・スロット。 特許出願人代理人　　曽　我　道　照″　］・　　　　
、′ ”−−、Ｊ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性合成樹脂製の管状スリーブ部材と、管状ス
    リーブ部材の内壁の中に埋込まれた電気的加熱要素と、
    加熱要素に電気的エネルギーを供給するための端子とを
    有しており、スリーブ部材を溶融区域内に置かれた管路
    部材の部分に溶接する時に、電気的加熱要素へ供給され
    る電気的エネルギーが、溶接区域を形成する目的のため
    に熱を生成するために使用されるようになつている熱可
    塑性合成樹脂管路部材を接合するための電気的に溶接可
    能なスリーブにおいて、１個又は多数の材料くぼみが、
    スリーブ部材の縁領域内において、スリーブ部材の表面
    から溶接区域の境界領域中に延びるように設けられてお
    り、これにより、一方では、スリーブ部材と管路部材と
    の間におけるすきまを補償するために、他方では、溶接
    区域の凝固の間における容積減少を補償するために、溶
    接過程の間にスリーブ部材の適当な放射方向の運動の自
    由度を確保するようにしたことを特徴とする電気的に溶
    接可能なスリーブ。 ２、縁領域内の材料のくぼみが、スリーブ部材の内周辺
    、又は、外周辺の上に全部、又は、部分的に延びている
    特許請求の範囲第１項記載のスリーブ。 ３、それぞれの場合における材料くぼみが、溶融区域の
    境界領域内におけるスロット、又は、ノッチから成され
    ている特許請求の範囲第１又は２項記載のスリーブ。 ４、数個のスロットの場合に、スロットが同じスロット
    深さ、又は、異なつたスロット深さを有して構成されて
    いる特許請求の範囲第３項記載のスリーブ。 ５、縁領域内に、スリーブ部材の壁厚さを貫通して延び
    ている軸方向の溝に対する軸方向のくぼみがあり、ウェ
    ブが、くぼみと、溝との間に置かれている特許請求の範
    囲第１又は２項記載のスリーブ。 ６、縁領域内に設けられたくぼみ及び溝が、スリーブ部
    材の面まで延びている特許請求の範囲第５項記載のスリ
    ーブ。 ７、溶接過程の機能的に正しい遂行の光学的な指示のた
    めに、形状変化が、スリーブ部材と、管路部材との間に
    おける材料のくぼみの位置において検出されるようにす
    ることを特徴とするスリーブを作動させるための方法。 ８　形状変化が、材料くぼみの箇所における寸法の変化
    、例えば、スロットの深さ及び（又は）幅の変化によつ
    て見られるようにする特許請求の範囲第７項記載の方法
    。 ９　寸法変化が、材料くぼみの箇所における溶融体の逃
    げによつて見えるようにされる特許請求の範囲第７項記
    載の方法。
JP60246457A 1984-11-30 1985-11-05 熱可塑性合成樹脂管路部分接合用電気的に溶接可能なスリ−ブ Pending JPS61136094A (ja)

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