JPS6315136B2 - - Google Patents

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JPS6315136B2
JPS6315136B2 JP1617484A JP1617484A JPS6315136B2 JP S6315136 B2 JPS6315136 B2 JP S6315136B2 JP 1617484 A JP1617484 A JP 1617484A JP 1617484 A JP1617484 A JP 1617484A JP S6315136 B2 JPS6315136 B2 JP S6315136B2
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JP
Japan
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heating element
stage
coupling member
sleeve
heat
Prior art date
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JP1617484A
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Arufuretsudo Taruman
Erunesuto Reeman
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GEORUKU FUITSUSHAA AG
Original Assignee
GEORUKU FUITSUSHAA AG
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Publication date
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Publication of JPS59196215A publication Critical patent/JPS59196215A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電気抵抗線を用いる熱可塑性パイプ
のヒートシール法およびその装置に関する。
発明の背景 スイス国特許第532996号や西ドイツ国特許第
2242369号において開示されているような熱可塑
性部品のヒートシールにおいては、ヒートシール
される各部品の大きな温度差は避けねばならな
い。大きな温度差があると重ねたり制御できない
ような素材応力の成長を阻止することができな
い。
パイプの両端部は、電気的に操作される熱シー
ル装置により、該パイプに取付けられたスリーブ
またはサドル部材を用いて連結される。スリーブ
またはサドル部材は連結されるべきパイプ表面と
緊密に接触しなければならず、少なくともその連
結部を好ましくはヒートシール成形する。ヨーロ
ツパ特許出願公開第0036963号に開示されている
技術は、スリーブを用いたパイプの緊密な接合を
スリーブの収縮によつて達成する。スリーブの収
縮は、射出成型方法または他の製造手段により、
各スリーブに固有な収縮応力を形成することで達
成される。その収縮応力は、スリーブを嵌合した
パイプ表面に対して緊密に収縮させる加熱をする
場合に解放される。サドル部材の場合、西ドイツ
国特許第2242369号に開示のように、該サドル部
材の外表面または連結するパイプに対して緊密に
圧縮するためにブラケツトの上から機械的な力を
加えることにより行う。
連結すべきパイプ間の接合は、電気エネルギー
が加熱素子に供給されるときの作業中におけるス
リーブの支承力に支配される。この支承力は好ま
しいヒートシールを得るために必要な溶解圧力を
生じさせる。
好ましくは、連結されるべき部品は接合部およ
び部品の全表面にわたりそれらの全厚さ方向に対
しできるだけ一様に加熱する。均一に加熱するこ
とは部分的に加熱することによつて起る好ましく
ない応力を最小限にする。ヨーロツパ特許公開第
0036963号のような、内部に加熱コイルを挿通し
たヒートシール用スリーブは好ましい一様な加熱
を得ることができる。かようなスリーブによれ
ば、接合すべきパイプ端の厚さ方向の全部および
シーリング域内におけるスリーブ長さ方向の全部
を加熱することができる。
加熱コイルを有する熱収縮可能なスリーブを連
結する部品を一様に圧縮し加熱するだけでなく、
引きつづくヒートシール成形において部品の応力
差を最小にする。
従来の熱可塑性パイプのヒートシール方式は特
に薄肉パイプの場合に欠点がある。パイプ端部に
不十分な溶解圧力が生じるような工程で、薄肉パ
イプの端部が欠壊により変形する。融解材料を各
パイプ端部間および内面に溝を成形したパイプ内
にまで流しこむことは高い圧力の抑制によつて可
能である。パイプ接合部への溶融材料の流れは、
該接合部の連結に対しては適当でない程度の熱エ
ネルギーを集中して加えるという加熱コイルの使
い方で、増大させ得る。このような欠点は高い融
点をもつ材料の場合により一層顕著に見られる。
例えば、スイス国特許出願第533368号に開示の
ような従来方式では、ヒートシール用スリーブの
中央部分に加熱コイルを設けていない。中央部分
における加熱コイルを省略することは、肝心なパ
イプ両端部の加熱を防ぐ。このことは、溶融材料
をパイプ端の間を通さないようにする薄肉パイプ
における接合時の欠壊や変形を防止する。
しかしながら、これらの方法はスリーブをヒー
トシールするのに該スリーブの中央部分が収縮結
合しないような不均一な加熱を招く。該スリーブ
の不均一な収縮はそのスリーブ内に大きな部応力
の差を引き起し、その応力差が成形された接合部
の寿命に悪い影響を及ぼす。
発明の目的 本発明の目的の１つは、熱可塑性パイプ（コン
ジツト）をヒートシールするための方法および装
置を提供することにあり、この方法および装置で
はパイプ両端を包囲するカツプリング要素が両パ
イプ接合部分を過熱することなしに長さ方向の全
体にわたつて加熱できる。
本発明の他の目的は、接合することが簡単かつ
安価で、確実であるパイプ（コンジツト）を連結
するための方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、製造することが簡単かつ
安価であり、ラフな構造である熱可塑性パイプを
ヒートシールするための装置を提供することにあ
る。
本発明のさらに他の目的は、相対的に薄肉およ
び／または高融点をもち、同時に確実な作動を保
証する熱可塑性パイプをヒートシールするための
方法および装置を提供することにある。
前述の目的は、接合される熱可塑性パイプに接
して配置した導電性加熱素子に電気エネルギーを
供給することからなる、熱可塑性パイプをヒート
シールするための方法により達成される。この方
法は第１段階と第２段階からなり、加熱素子は第
１段階と第２段階とでは異なる熱を発生する。第
１段階を経て発生した溶解圧力は第１段階から第
２段階への過程で自動的に変わる。
また、前述の目的は、スリーブ状のカツプリン
グ部材で構成される熱可塑性パイプをヒートシー
ルするための装置によつて達成される。このスリ
ーブ状カツプリング部材はその内部に導電性加熱
素子およびブリツジ導体を有する。そのブリツジ
導体は加熱素子に接して配置される。カツプリン
グ部材はパイプのまわりを圧縮することができ
る。
本発明方式においては、加熱素子に２段階の熱
を発生させる。この第１段階から第２段階への切
換えは、第１段階中に発生した溶融圧力により自
動的に誘起される。第２段階において、加熱素子
によりパイプ端の部分に発生した熱は、パイプ端
の欠壊、変形を防止するために低下させる。パイ
プ端部に発生した熱を、加熱の低下を必要とする
部分に当る加熱素子の一部を電気的に短絡するこ
とによつて低下させる。加熱素子の一部を短絡す
ればその部分を通過する電気エネルギーが抑制さ
れる。できれば、加熱素子の一部の自動的な短絡
を加熱素子に接して配置したブリツジ導体によつ
て達成するが、そのブリツジ導体と加熱素子とは
絶縁する。
この方式にもとづき優れた低応力ヒートシール
接合が果される。しかもこの方式の場合、操作が
簡単で、装置に供給する電力を監視するための余
分の電気制御を省くことができ、かつパイプ端部
の変形が回避される。
以下本発明の他の目的、利益ならびに顕著な特
色を、好適実施例を開示する添付図面、構成の詳
細説明により明白にする。
まず第１図、第２図を参照して説明すると、ヒ
ートシール装置は、熱可塑性パイプ２，２′のよ
うな熱可塑性部品を接合するための熱可塑性材料
にかかる円筒状（スリーブ）カツプリング部材３
よりなる。そのスリーブ状カツプリング部材は、
ら旋状に巻き付けた熱可塑性コイルカバーで被覆
した導電性加熱素子または抵抗線で構成されるコ
イル４を有する。そのコイルは単線か巻線をなく
べく外側部にヒートシールすることによつて形造
られる。
加熱素子５は一本のら旋ワイヤを巻き付けるの
がよい。各ワイヤ端即ちリード端７を電源に接続
するためにカツプリング部材３端部から外方に向
けて引き出す。
コイルはカツプリング部材が加熱される間ずつ
とその部材中に押し込まれている。この方式によ
る装置を構成すれば、カツプリング部材を膨満拡
開させるべく該カツプリング部材自身に固有の応
力を発生する。
カツプリング部材３内へのコイル４の挿入に先
立ち、ブリツジ導体８を該カツプリング部材内に
挿入する。そのブリツジ導体はカツプリング部材
内周面に接触させてしつかりと固定したワイヤ
（例えば銅線）形式であり、パイプ２，２′を受入
れる部分に位置する。
ブリツジ導体８はカツプリング部材３の軸方向
と平行に延伸し、コイル４の上部に選定した複数
のワイヤ（コイル）に掛け渡すように設ける。こ
のブリツジ導体８の両端には、該導体にはカツプ
リング部材内に係止するために半径方向外方へ突
設した２個の係止アーム９を設ける。ヒートシー
ルを施すのに先立ち、ブリツジ導体８と加熱素子
５との間に予定した厚さＤの熱可塑性絶縁層１０
を形成する。この実施例の説明において、ブリツ
ジ導体８はコイルカバー６の厚みが絶縁層１０に
なるようにカツプリング部材内表面の位置に置か
れる。
加熱素子５は、コイルカバー６で被われたもの
の代りにカツプリング部材３内面に設けた溝に収
容した裸のワイヤを用いることができ、また射出
成型法によつてカツプリング部材の一部として形
成することもできる。かような理由で絶縁層１０
をカツプリング部材の一部として加熱素子とブリ
ツジ導体との間に設けなければならない。
記述した銅線を用いるブリツジ導体については
その形状および配置を変化させ得る。例えば、ブ
リツジ導体をコイル４の外周における幾つかの点
に設けた帯状金属板として形成することができ、
またコイル４外周面全体を帯状金属板で覆うこと
もできる。いずれの場合においても、予定された
厚みＤの絶縁層が帯状金属板と加熱素子５との間
に形成されねばならない。
本発明方法について、ヒートシール装置１で２
個のパイプをヒートシールする方法を説明する。
パイプ２，２′の各端部をカツプリング部材３お
よびコイル４の内部に挿し込むと同時に、コイル
の端部（リード端）７を電源に接続する。そして
電力を供給することによりヒートシールが開始さ
れる。
最初に、装置１の第１段階の操作は、カツプリ
ング部材およびパイプ各端部を、カツプリング部
材の熱可塑性材料およびコイル４によつて保持さ
れた両パイプが容易に変形可能になるまでコイル
長の全体にわたつて一様に加熱する。この時、ス
リーブ状カツプリング部材３にはそれ自身に固有
の収縮応力がパイプ２，２′のまわりを締付ける
ために発生する。カツプリング部材３の収縮が、
該カツプリング部材、コイル４のカバー６および
パイプ各端部２，２′近傍外側面を緊密に結合す
る半径方向内向きの圧力を生じさせる。
カツプリング部材および熱可塑性材料の加熱に
よつて発生した半径方向の圧力が、第２図に示し
たように、絶縁層１０を排除する。即ち、かかる
圧力によりブリツジ導体８と加熱素子５の予定さ
れた複数のコイルまたは巻線とは金属どうしで接
触する。この所定の複数のコイルとブリツジ導体
８との接触により第２段階の加熱工程が自動的に
開始しまた誘起される。
第２段階において、所定幅のコイルと接触（短
絡）したブリツジ導体により非常に低い熱または
熱の無い状態を発生する。ブリツジ導体はシール
装置の中央部に設置されているので、上記短絡予
定のコイルは２個のパイプ端間継ぎ目付近の中間
領域に位置する。従つて、２個のパイプ端間継ぎ
目の領域におけるヒートシール装置の熱可塑性材
料は、あまり大きな範囲にわたつて軟化もしくは
溶解することなく、かつ融体が継ぎ目を通つてパ
イプの内側に流入するようなことはない。しか
も、パイプの両端が変形することもない。上記の
選定された短絡コイル（ブリツジ導体幅に一致）
の軸方向の外側に延在している加熱素子５のコイ
ルの方は、第２段階の間中該短絡コイルの部分よ
りも大きい熱を発生する。さらに、上記コイルに
よつて発生した余分の熱は、両パイプとカツプリ
ング部材との間の優れたヒートシール接合を確実
に果すために熱可塑性材料を溶解する。
第３図は電流とヒートシール時間との関係の図
である。図示のように、第２段階の間の電流はよ
り高い加熱を果すためにコイル４の総抵抗を低下
させるべく上昇する。より高い加熱がヒートシー
ル時間の短縮を可能にする。電流Ｉはヒートシー
ル時間ｔによつて左右される。図において、斜線
の部分は２つの各段階の熱量を比較するものであ
る。図中鎖線は、本発明にかかる２段階操作の具
体化でない別のヒートシール法に従つて本発明と
同一の熱量を供給する場合に必要な加熱時間を示
す。
本発明のヒートシール法は、埋設コイルを有す
るスリーブ（パイプ）同士をヒートシールする場
合に限られるものではない。本発明法は、ヒート
シールされるべき部品が敷設される形式で使用さ
れる加熱マツトをヒートシールする場合にも用い
られる。この加熱マツトにはブラケツトまたはサ
ドル部材をかけ渡したり覆つたりする。このよう
なヒートシール装置は西ドイツ国特許2242369号
およびヨーロツパ特許公告第0035750号に開示さ
れている。
このような本発明の変形例の場合、絶縁層を具
えるブリツジ導体を加熱マツトの加熱素子と分離
してブラケツトまたはサドル部材に取付ければな
らない。溶解圧力はブラケツトまたはサドル部材
をそれぞれ機械的に係止することによつて発生す
る外圧で生ずる。加熱マツトは電力を投入したあ
と上述したような操作方法によつて接合される。
ブリツジ導体は、本発明の範囲内で２またはそ
れ以上の異なつた段階を提供するために、増加熱
を発生する増加形加熱素子または電気抵抗線で構
成することができる。異厚絶縁層の場合の増加熱
の発生は局部的に異なつた時間となる。連続およ
び局部熱発生の量を、所定の効果を得るための増
加熱源の離断を行うことなしに、かつ安価なヒー
トシール装置に適用することができる。
加熱素子５およびブリツジ導体８との間の絶縁
層Ｄの厚さは一連の別々の工程制御でも可能であ
る。一方、当業者の認める範囲内において、また
特許請求の範囲で限定した発明の範囲から逸脱し
ない範囲内で、変更および修正して本発明を実施
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ヒートシールする以前の本発明に従
う装置の縦断面図、第２図は、ヒートシールを施
した後の第１図示装置の部分縦断面図、第３図
は、本発明ヒートシール法を示す電流と時間との
関係を示すグラフである。 １……ヒートシール装置、８……ブリツジ導
体、２，２′……パイプ、９……係止アーム、３
……スリーブ状カツプリング部材、４……コイ
ル、１０……絶縁層、５……加熱素子、６……コ
イルカバー、７……リード端。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性パイプの突合わせ接合に当り、接合
    すべき熱可塑性パイプに接して配置した導電性加
    熱素子に電気エネルギーを供給する工程； 加熱素子に第１段階の熱を発生させる工程； 加熱素子に第１段階とは異なる第２段階の熱を
    発生させる工程：および 第１段階を通じて発生した溶解圧力によつて、
    第１段階から第２段階へ自動的に切換わるように
    する工程； を経ることよりなり、上記第１段階から第２段階
    への切換えに当り、複数のコイルからなる加熱素
    子の一部を選択して電気的に短絡させることを特
    徴とする熱可塑性パイプのヒートシール法。 ２ 上記の選択されたコイルは第２段階時の限定
    された部分の短絡回路であつて、短絡してない残
    部のコイルよりも低い熱を発生することを特徴と
    する特許請求の範囲第１記載の方法。 ３ コイルが固有の収縮応力を有する熱可塑性ス
    リーブ状カツプリング部材内に設けられ、その収
    縮応力の解放によつて溶解圧力を第１段階の間に
    発生させることを特徴とする特許請求の範囲１ま
    たは２記載の方法。 ４ 上記溶解圧力が接合すべきパイプに対し半径
    方向内方を指向する力を発生させることを特徴と
    する特許請求の範囲１または２記載の方法。 ５ スリーブ状カツプリング部材、そのカツプリ
    ング部材内に設けられる導電性加熱素子、絶縁層
    により隔離された状態で加熱素子に接して設けた
    少なくとも１つのブリツジ導体、およびパイプの
    まわりをかかるカツプリング部材で圧縮するため
    の手段とから構成され、ブリツジ導体と加熱素子
    との間の絶縁層は、所定の時間内に軟化してブリ
    ツジ導体と加熱素子と短絡させるべく予め定めた
    厚みにしたことを特徴とする熱可塑性パイプのヒ
    ートシール装置。 ６ 上記ブリツジ導体を低オーム抵抗の短絡導体
    で構成することを特徴とする特許請求の範囲５記
    載の装置。 ７ 上記短絡導体を１本のワイヤで構成すること
    を特徴とする特許請求の範囲６記載の装置。 ８ 上記ワイヤとして銅線を用いることを特徴と
    する特許請求の範囲７記載の装置。 ９ 上記ブリツジ導体は、接合する両パイプ端を
    収容するための手段に隣接して設置したことを特
    徴とする特許請求の範囲５，６，７または８記載
    の装置。 １０ 上記ブリツジ導体が付加形加熱素子で構成
    されることを特徴とする特許請求の範囲５記載の
    装置。 １１ 加熱されて内面と長手方向の両端とに固有
    の収縮応力を発生させる熱可塑性のスリーブ状カ
    ツプリング部材、該スリーブ状カツプリング部材
    の内面に接して配置した導電性加熱素子、および
    該加熱素子の半径方向外方に位置しかつ熱可塑性
    材の比較的薄い層によつて隔離された導電性ブリ
    ツジ導体とからなるものであつて、上記加熱素子
    への第１段階の電気エネルギー投入により前記薄
    い層を軟化させ、上記スリーブ状カツプリング部
    材を収縮させ、そしてブリツジ導体と加熱素子と
    が電気的に短絡する第２段階を導くことにより、
    該ブリツジ導体に接触する部分がその他の加熱素
    子の部分よりも低温になるように構成したことを
    特徴とする熱可塑性パイプのヒートシール装置。 １２ 上記ブリツジ導体をスリーブ状カツプリン
    グ部材の長手方向の中央に配置したことを特徴と
    する特許請求の範囲１１記載の装置。
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