JPS62118187A - 電気溶接継手もしくは電気溶接スリ−ブ - Google Patents

電気溶接継手もしくは電気溶接スリ−ブ

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JPS62118187A
JPS62118187A JP61269502A JP26950286A JPS62118187A JP S62118187 A JPS62118187 A JP S62118187A JP 61269502 A JP61269502 A JP 61269502A JP 26950286 A JP26950286 A JP 26950286A JP S62118187 A JPS62118187 A JP S62118187A
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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】 本発明は、熱可塑性であり、及び／または溶接可能であ
る材料、特にポリエチレンのようなポリオレフィンから
成るボディと、ボディの内表面に配置された、好ましく
は巻いてヒータコイルとされ、溶接のために電流を流さ
れ得る電熱線とを有する管用電気溶接継手もしくは電気
溶接スリーブに係わる。
熱可塑性プラスチックから成る電気溶接スリーブが西独
特許公告公報第２８２３４５５号から公知であり、この
スリーブはその内表面の領域にヒータコイルを具備して
いる。溶接を行なうためにはヒータコイルの電熱線の両
端を電源と接続して、必要な溶接？［ｆ流をヒータコイ
ルに流す。溶接の際、ヒータコイルの加熱によって周囲
の材料が可塑性となる。良好な溶接接合が保証されるた
めには、溶接の開方いに接合されるべき面において十分
な圧着力が維持されなければならない。このため従来は
、溶接スリーブもしくは溶接継手のプラスチックボディ
の壁を相当厚く形成しなければならなかった。その結果
、熱勾配に対応してボディの半径方向外側部分は僅かし
か加熱されず、該部分は甚だ固く、剛性のままであると
いう事態に達した。従って内側のヒータコイルの領域に
おいて加熱され、可塑性となる材料は完全には軟化し得
なかった。
溶接継手乃至溶接スリーブの壁を比穀的厚くするため、
比較的多量の材料が必要とされた。また、重量及び体積
も対応して多大となり、このことは取り扱い、運搬コス
ト、貯蔵等の点で不利であった。
本発明は、冒頭に述べたような溶接継手もしくは溶接ス
リーブを、より少ない材料での形成にもかかわらず溶接
の際に圧着力が実現され得るように改良することを目的
とする。
この目的は、ボディの外表面上に補強具が配置されてお
り、この補強具の熱膨張率はボディの熱ｍ張率より小さ
いことによって達成される。
外側に配置された補強具によって補強が容易に保証され
、その結果溶接スリーブ乃至溶接継手の壁を構成する材
料の厚みは公知の構造に比して著しく減少され得る。ボ
ディの壁の厚みが本発明により減少されることによって
、溶接の際外側部分が比較的強度に加熱され得るが、半
径方向外側への膨張は外側補強具によって阻止される。
特に、直径の大きい管用である大型のスリーブの場合、
スリーブボディの壁厚の減少はプラスチック材料が節約
できるのでとりわけ重要である。溶接の際にボディが加
熱されると実現する体積増大がスリーブ乃至継手のボデ
ィの内径を減少し、溶接域に所望の圧着力をもたらす。
内側領域の、溶接時にヒータコイルによって加熱されて
可塑性となる材料の体積は実際上半径方向において外側
へと変化し得す、なぜなら本発明による補強具の方が上
記材料より熱膨張率が小さいので、該補強具が同時に固
定ジャケットとしても機能するからである。
むしろ半径方向内側へ膨張する材料によって溶接スリー
ブもしくは溶接継手の内径が減少され、それによって、
溶接されるべき管への必要な圧着力が溶接接合域におい
て発生する。取り付は乃至溶接の際の取り扱いは、取り
扱い者が補助的な手段を講じる必要が無いので容易であ
る８本発明による溶接スリーブもしくは溶接継手は、接
合されるべき管の外径にほぼ対応する内径を有する市販
の管、特に規格管からきわめて僅かの手間で製造され得
る。本発明によればスリーブもしくは継手のボディの壁
厚としては、接合されるべき管自体の壁厚か、あるいは
また上記管の直径より僅かに大きい直径を有する管の壁
厚で全く十分であり、特殊な仕組みや特別の形態などは
不要となる。
本発明の特別の構成の一つは、補強具がワイヤ、特にス
チールワイヤから成るコイルとして形成されていること
を特徴とする。好ましくは、ボディ外表面が螺旋形の溝
を具え、この溝の中に上記コイルが配置され、かつ固定
されている。コイル乃至補強具が螺旋形溝内に固定して
配置されることによって、溶接の際熱可塑性プラスチッ
クから成るボディの膨張に起因する該コイルの広がりが
確実に阻止される。補強コイルは螺旋形溝内に埋設して
固定され、その結果溶接時に外れることが本発明により
回避される。溝の中に配置され、それによって付着摩擦
が生じることにより、補強コイルが外れ、及び／または
広がることは防止される。
補強コイルの両端は原則として固定されたり、何等かの
方法で互いに結合されたりする必要は無く、なぜならコ
イルと溝の壁との間の上記摩擦によって確実な固定が保
証されるからである。更に、補強コイルは外表面上にい
わば無端に伸長しつつ巻き付けられるので外表面の厳密
な寸法維持を顧慮しなくともよく、大きい公差が認めら
れ得るという点も重要である。このことによって得られ
るコスト的な利点は明らかである。所与の呼称幅を有す
る押出管が長さに関してのみ必要な寸法に正確に切断さ
れ、それに面接続いて外表面にコイルが設置される。ワ
イヤ端部の特別な固定及び係止は必要ない。
本発明の別の特別な構成では、補強コイルを構成するワ
イヤの巻き同士が長手方向において、少なくとも上記ワ
イヤの直径に等しい距離だけ互いに阻隔して位置する。
その結果、一方では巻き同士の間に存在する材料が溶接
の際にコイルの確実な固定を保証することが、また他方
では巻き同士の間隔が余りに大きいなめコイルを圧迫す
る力がきわめて小さくなることが確実となる。
更に別の構成では、補強コイルの端部は溶接スリーブも
しくは溶接継手の孔、特に制御孔の中に達している。そ
れによって、運搬あるいは貯蔵の際にコイル端部が思い
がけず引きらぎられることか簡単に防止される。溶接の
際の広がりに対する安全性も容易に保証される。
重要な諸変形例においては、補強具はスリーブ上に固定
された管として、あるいはまた繰り返し再利用可能な複
数個の支持シェル部分として形成されている。いずれの
具体例においても、補強具の熱膨張率がボディの熱膨張
率より所与の値だけ小さいという点が肝要である。補強
具の熱膨張率は、ボディの熱膨張率より少なくとも５、
好ましくは少なくともｌＯ小さいものとすることが適当
である、補強具は、ワイヤコイルの形態であれ金属管の
形態であれ、特に金属から成る。補強具が繊維で強ｆヒ
されたプラスチックから成るような具体例も本発明の範
囲内であり、上記プラスチックはスリーブ乃至継手ボデ
ィ上に、予め製造された管として押し被せられるかある
いはラミネートとじて直接巻き付けられ、その後硬化す
る。補強具の長さは本発明の範囲内においては少なくと
も、ボディ内側に配置された電熱コイル乃至ヒータコイ
ルの溶接域の長さに等しい。他方、本発明による補強具
の長さはスリーブ乃至継手の長さを越えることはない。
本発明を、添１寸図面に示した具体例に基づき以下に詳
述する。
第１図は、ボディ２を有する溶接継手１の縦断面図を示
し、ボディ２の内表面にはヒータコイル４が公知のよう
に配置されている。ボディ２の壁厚６は比較的薄い、実
質的にシリンダ形であるボディ２の外表面８は、長手軸
線１２周囲に巻いた螺旋の形の講１０を具えている。こ
の溝１０の中にコイル１４が埋設されている。コイル１
４は溝１０内にいわば無端に伸長するように設置され、
その際ボディ２の寸法安定性、丸さ及び直径公差に関し
比較的大きな変動幅が許容される。両ワイヤ端部１６の
ための特別の固定手段は不要である。溶接スリーブはま
た、接触コイル１９を具備したブシュ２１を有し、上記
コイル１９を介してヒータコイル４に電流が供給される
。接触コイル１９は、ヒータコイル４を構成する電熱線
の端部によって構成されている。対応して、溶接スリー
ブ乃至溶接継手の他方の端部にも、やはり接触コイルを
具備した別のブシュが設置されている。
外側補強具として形成されたコイル１４は、本発明の範
囲内において少なくともし−タコイル４の軸線方向長さ
に等しい長さ２５を有する。コイル１４の両端は、スリ
ーブボディ２の端面２８に対して距＠２６を有する。こ
の距離２６によって、補強具製造に必要な材料が少量に
留められ得る。溶接域乃至ヒータコイル４が半径方向外
側において補強具により囲繞されており、材料の半径方
向変位が阻止されるということが重要である。スリーブ
ボディ２の内径は実質的に、溶接されるべき管１５の外
径に対応する。本発明により設置される補強具のために
、ボディ２の壁厚６は管１５の壁厚１７に実質的に等し
いか、あるいは壁Ｗ、１７より僅かなパーセンテージだ
け厚ければよい。ボディ２の壁厚６は本発明によれば、
接合されるべき管１５の壁Ｊ！；Ｊ１７より多くとも１
０パーセント、好ましくは多くとも５パーセンＩ−Ｌか
厚くない。図中左手に示した管１５端部に対応して、溶
接継手１内には他方の側、即ち図中右手からも、該溶接
継手１によって管１５と接続されるべき第二の管の端部
も仙人され得る。
第２図は溶接スリーブの一部を拡大して示し、この図か
らは制御孔１８内へと屈曲したワイヤ端部１６が良好に
知見され得る。この溶接スリーブは溶接継手の構成要素
であり得、その場合第１図に基づいて説明したようなス
リーブが２個以上用いられる。更に、本発明の範囲内に
おいて、上記溶接スリーブは管、分岐管、Ｔ″ｒ−ｍ手
、ジヨイント笠の端部にも配置され得る。ワイヤ端部１
６は制御孔１８内へ幾分押し込まれており、それによっ
て運搬の際の、あるいは取り付は現場における不慮の引
きちぎれが防止される。コイル１４の個々の巻きは長手
軸線方向において互いに対し距離２０を有し、この距離
２０は少なくともコイル１４のワイヤの直径２２に等し
い。コイル１４乃至そのワイヤは螺旋形溝１０内に、連
続的に伸長して嵌め込まれている。溝１０はカッタによ
ってボディ２外表面に刻まれ、その際講１０側方に材料
の隆起２４が生じる。これに直接続いてワイヤ乃至コイ
ル１４が嵌め込まれ、嵌め込まれたワイヤ上に材料の隆
起２４が加圧ローラ等によって圧しン皮せられる。こう
して、コイル１４が外表面８により良く固定されること
が保証される。
単なる単純化のために、第２図ではワイヤ端部１６の進
入した制御孔１８がヒータコイル４の端部から軸線方向
に離隔して配置されている。制御孔１８乃至コイル１４
のワイヤ端部１６は本発明の範囲内において、第１図に
基づき述べたようにコイル１４が少なくともヒータコイ
ル４と同じ軸線方向長さを有するように配置され得る。
次に説明する各図には、プラスチック製のスリーブボデ
ィ上に配置された補強具の好ましい諸具体例を概略的に
示す、第３図によれば、補強具は管３０として形成され
ており、この管３０はスリーブボディ２の外表面８上に
押し被せられている。管３０には継ぎ目無く引き抜かれ
た、あるいは長手方向に伸長する継ぎ目を設けて溶接さ
れた金属製の管が適用される。管３０は本発明によれば
、ボディ２の外表面８上にプレス嵌めによって配置され
ている。そのために取り付けの際ボディ２が冷却され、
それによってボディ２の直径が減少して管３０は問題な
くスライドして被せられ得る。あるいは他の場合には、
本発明の範囲内において管３０を取り付は前に加熱し、
後に冷却することによってプレス嵌めを実現することも
可能である。
第４図の具体例では、外表面８上に配置された管は３個
の閉じたリング状の部材３２から成り、リング状部材３
２はボディ２上にスライドして装着される。取り付けは
第３図の具体例同様、ボディ２の冷却乃至リング状部材
３２の加熱によって実現する。
第５図によれば補強具は、金属薄板を丸めて形成された
管３０から成り、この管３０は長手軸線１２に対して平
行に伸長する縁曲げ結合部３４を有する。
第６図によれば、ボディ２の外表面８上には金属薄板を
丸めて形成された管３０がスライドして被せられており
、管３０を構成する金属薄板の、管３０の長手方向に伸
長する縁部同士は重ね合わされ、複数個の溶接点３６に
よって互いに結合されている。
管３０は複合巻き付は−引っ張り装置により予め取り付
けられ、それによって点溶接の間、必要なプレストレス
が補強具の金属１板乃至管に確実に付り、される。
第７図の具体例では、管３０は丸められた金属薄板によ
って構成されており、前記薄板は管３０の長手方向に伸
長する、互いに隣接する二つの縁部に条溝３８を具えて
いる。内側へ屈曲した両端部によって上記条溝３８と係
合する締結部材４０により、金属薄板の上記２縁部の結
合が実現する。締結部材４０は、長手軸線１２に平行に
スライドして図示のように装着され得る。管３０は２個
のシェル部分４４．４６から成り、これらのシェル部分
４４．４６はこの図では見えない裏側においても対応し
て、別の締結部材により互いに結合されている。支持シ
ェル部分４４．４６は、溶接の前に継手ボディ２上に配
置される。溶接後、シェル部分４４．４６は取り外され
得、池の継手に再び適用され得る。本発明の範囲内にお
いて、半径方向に対向して位置する上述の２個の締結部
材の替わりに唯１個の締結部材のみが設置され得、その
場きは第５図及び第６図の具体例に対応して、丸められ
た金属薄板の管３０長手方向に伸長する２縁部が唯１個
の締結部材４０によって互いに結合される。
第８図に示した補強具は、本発明により、スリーブボデ
ィ２上に螺旋状に巻きけけられた金属薄板ストリップ４
８として形成されている。このストリップコイルの巻き
始め及び巻き終わりは、スリーブボディ２に機械的に固
定されているか、あるいは例えば点溶接のような溶接に
より隣接する巻さと接合されている。
第９図は重要な一具体例を示し、この例において補強具
は繊維で強化された管５０として形成されており、管５
０はボディ２上に押し被せられている。
本発明により予め製造された管５０は繊維で強１ヒされ
たプラスチック、しかも１！？にガラス繊維で強化され
たポリエステル樹脂から成り、その際繊維は±４５度の
コイル状に配置されている。
最後に第１０図は、繊維で強ｆヒされたプラスチックか
ら成るラミネート５２が直接継手ボディ２上に巻き付け
られた特別の具体例を示す。ラミネート５２の材料とし
ては特に、光の作用あるいは熱の作用によって硬化する
、ガラス繊維で強化されたプラスチック、しかも好まし
くはポリエステル樹脂が適当である。この具体例の場合
も、±４５度のコイル状の配置が好ましい。
【図面の簡単な説明】 第１図は溶接継手の縦断面図、第２図はコイルの、溶接
スリーブ端部領域の部分を拡大して示す説明図、第３図
〜第８図は金属材料から成る管形補強具の諸具体例の説
明図、第９図及び第１０図は繊維で強化されたプラスチ
ックから成る補強具の諸具体例の説明図である。 １・・・・・・溶接継手、２・・・・・・ボディ、４・
・・・・・ヒータコイル、１０・・・・・・ｊｆ４．１
４・・・・・・補強具、１５，３０．５０・・・・・・
管、１６・・・・・・ワイヤ端部、１８・・・・・・制
御孔、１９・・・・・・接触コイル、２１・・・・・・
ブシュ、２４・・・・・・隆起、３２・・・・・・リン
グ状部材、３４・・・・・・縁曲げ結合部、３６・・・
・・・溶接点、３８・・・・・・条溝、４０・・・・・
・締結部材、４４．４６・・・・・・シェル部分、４８
・・・・・・金属薄板ストリップ、５２・・・・・・ラ
ミネート。 代理人弁理士　中　　村　　　　至 ＦＩＧ、　１

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）熱可塑性であり、及び／または溶接可能である材
    料、特にポリエチレンのようなポリオレフィンから成る
    ボディと、ボディの内表面に配置された、好ましくは巻
    いてヒータコイルとされ、溶接のために電流を流され得
    る電熱線とを有する電気溶接継手もしくは電気溶接スリ
    ーブであって、ボディの外表面上に補強具が配置されて
    おり、この補強具の熱膨張率はボディの熱膨張率より小
    さいことを特徴とする電気溶接継手。
  2. （２）補強具の軸線方向長さが少なくともヒータコイル
    の長さに等しく、及び／または補強具の端部がボディの
    端面に対して所与の距離を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項に記載の継手。
  3. （３）補強具の熱膨張率がボディの熱膨張率より少なく
    とも５、好ましくは１０小さいことを特徴とする特許請
    求の範囲第１項または第２項に記載の継手。
  4. （４）ボディの壁厚が接合されるべき管の壁厚に実質的
    に等しく、その際ボディの壁厚は前記管の壁厚より多く
    とも１０パーセント、好ましくは多くとも５パーセント
    しか厚くないことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
    ら第３項のいずれかに記載の継手。
  5. （５）補強具がコイルとして形成されており、このコイ
    ルは特にボディの外表面に設けられた螺旋形の溝内に配
    置され、かつ固定されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の継手。
  6. （６）補強コイルの少なくとも一端が孔の中に、特に制
    御孔内に達しており、及び／または補強コイルの両端が
    半径方向内側へ屈曲してボディに係止していることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに
    記載の継手。
  7. （７）補強コイルの互いに隣りあった巻き同士の軸線方
    向間隔が少なくとも補強コイルを構成するワイヤの直径
    に等しく、及び／または螺旋形溝形成の際にボディに生
    じる、ボディ構成材料の溝側方での隆起がコイルワイヤ
    上へと外方から圧し被せられていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載の継手
    。
  8. （８）補強具が管として形成されており、この管はボデ
    ィの外表面上に変位不能に固定して配置されているか、
    あるいは締結部材によって互いに結合された少なくとも
    ２個の支持シェル部分から成ることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の継手。
  9. （９）補強管が軸線方向において互いに隣接する複数個
    のリング状部材か、螺旋状に巻き付けられた金属薄板ス
    トリップか、あるいは丸められて、管の長手方向に伸長
    する両縁部を縁曲げ結合部を用いてかあるいは点溶接に
    よって接合された金属薄板から成ることを特徴とする特
    許請求の範囲第８項に記載の継手。
  10. （１０）補強管が繊維で強化されたプラスチック管とし
    て形成されており、その際繊維は好ましくは±４５度の
    コイルに形成してプラスチック中に埋設されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項から第８項のいずれ
    かに記載の継手。
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