JPH08502571A - 電気溶接用熱可塑性継手部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 加熱部材（３）を有する電気溶接スリーブ（Ａ）は製造技術的及び溶接技術的データの識別のための情報担体（４）を具備する。この情報担体（４）は双方向に動作するからスリーブ（Ａ）の布設時に発生するデータ例えば実際の溶接パラメータや現場及び環境温度を溶接工程の後に情報担体（４）に記憶することができる。スリーブはこうしてあらゆる時点で混同なく識別することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 電気溶接用熱可塑性継手部材 本発明は内蔵した加熱部材と、継手部材及びその溶接技術的データの識別のた めの情報担体とを有する熱可塑性プラスチック管路部分の結合のための熱可塑性 材料からなる電気溶接可能な継手部材に関する。 熱可塑性プラスチックからなる管は例えば水道管、ガス管、下水管として、ま た電線及び熱輸送管の保護のために使用される。この管は電気溶接可能な継手部 材例えば電気溶接スリーブ、電気溶接取付物又ば電気溶接タッピンスリーブによ り互いに結合される。以下ではこれらの継手部材を常に電気溶接スリーブと称す る。所望の溶接継手を作製するために、継手部材は内蔵した加熱手段例えば抵抗 加熱線からなる電熱コイルを有する。この電熱コイルに電圧が印加されて電流が 流れると、生じた熱が管又は管路部分とスリーブの境界帯で材料の加熱をもたら す。こうしてこれらは互いに溶接される。 溶接エネルギー即ち溶接パラメータ（印加電圧、電熱コイルを通る電流及び溶 接工程の期間）の積は溶接装置によって供給される。この装置の構造に応じて個 々の溶接パラメータが調整される。 完全な溶接継手を作製するために、これらのパラメー タを最適に選択し調整しなければならない。ところが、パラメータは電気溶接ス リーブの種類及び性状と共に変動する。この場合、環境温度又は溶接スリーブの 温度も併せて考慮しなければならない。 溶接パラメータの選定に際して環境温度を併せて考慮する公知の溶接装置は、 溶接装置に組付けられた温度センサを有する。しかし、それによって環境温度だ けが測定され、より重要な電気溶接スリーブ自体の温度は測定されない。溶接装 置は、不使用時に、たいてい工具置き場に保管されるが、電気溶接可能な継手部 材は屋外にあるから、測定される温度と実際の電気溶接スリーブ温度との間に著 しい差が現れることがある。温度センサを有する溶接装置は太陽によって暖めら れるが、電気溶接スリーブは遥かに冷たい溝の中にある場合もそうである また、温度要因の問題とは別に、溶接温度の調整の誤りを回避するように努め ることが行なわれている。溶接装置によって自動的に識別することができるよう に、各電気溶接スリーブに特別の識別標識を付けることが既に試みられている。 特別のコード抵抗が付加された電気溶接スリーブが英国特許Ａ−２，１３７， ０２６号により知られている。溶接装置は抵抗値を測定して、溶接スリーブに属 する溶接パラメータを自動的に選定する。このコードは当該の溶接装置に記憶さ れた電気溶接スリーブの種類に応じて 溶接プログラムを照会する。記憶されたコードとして唯一つの値、抵抗値が存在 するだけであるから、その他の情報を溶接装置から送出することはできない。 欧州特許Ａ−０，１８９，９１８号にはバーコードの形の開口を有するコード 部材を備えた電気溶接スリーブが記載されている。光学識別ユニットがコードを 読取り、種類特有の情報を溶接装置に伝送する。このシステムは既に大きなデー タ記憶容量を保有する。しかし、このシステムでも情報交換は一方的に電気溶接 スリーブから溶接装置への方向に限られている。 欧州特許Ａ−０，３５３，９１２号では受動マイクロチップを具備する電気溶 接スリーブが開示されている。チップは高周波信号によって起動され、記憶され たデータ例えば溶接パラメータ、製造データ等が呼び出される。これらのデータ は溶接装置から伝送される。比較的大きな情報容量は、種類特有のデータと共に 、その他のデータ例えば製造データを記憶し、溶接装置によって読み出すことを 可能にする。ところが、この場合も、情報の流れは電気溶接スリーブから溶接装 置へと一方的に行われる。 このようにして、溶接工程の前に電気溶接スリーブを種類に応じて明確に識別 することは、今日の先行技術に相当する。溶接工程で主要な溶接データ例えば溶 接の日付けと時間、溶接パラメータ（電圧、電流、時間）、環 境温度、溶接部材の種類と直径、溶接者及び布設区間の一連番号が溶接装置によ り継手部材とは別個に記録される。記録はデータバンク（パソコン）又は磁気カ ードに記憶され、こうして溶接された電気溶接スリーブとは別個にファイルされ る。その後の時点で当該の電気溶接スリーブについてデータの識別が必要なとき 、夫々の個々の電気溶接スリーブの識別が完全に保証されている訳でないから、 データが誤った電気溶接スリーブに割り当てられる危険が大きい。銘文を記し、 又はバーコードを付したラベルの公知の使用は、ラベルが脱落し、風化し又は環 境のその他の影響により判読不能となることがあるので、この問題を解決しない 。 溶接可能な継手部材とその独自の製造、布設及び溶接データとの明確な相互関 係を溶接工程の前後に保証することが本発明の課題であり、その際、継手部材に 属するこれらのデータを随時呼び出すことができなければならない。 この課題は、内蔵した加熱部材と、継手部材及びその溶接技術的データの識別 のための情報担体とを有する熱可塑性プラスチック管路部分の結合のための熱可 塑性材料からなる電気溶接可能な継手部材において、情報担体が能動的な又は外 部から作動させることができる電子双方向動作式の、継手部材に残留するモジュ ールであることを特徴とする継手部材によって解決される。 継手部材の実際の温度に基づき溶接パラメータが選択されることを保証するの が本発明のもう１つの課題である。 熱可塑性材料からなる電気溶接可能な継手 部材において、継手部材が温度センサを有することを特徴とする継手部材がこの 課題を解決する。 図面に発明の実施例を示し、以下の記述において説明する。 図１は電気溶接スリーブの縦断面図、 図２は情報交換に関与する主要な要素を示すブロック構成図を示す。 以下では、常に電気溶接スリーブの概念を使用する。しかし、本発明がすべて の種類の電気溶接可能な継手部材例えば電気溶接スリーブ、電気溶接取付物又は 電気溶接穴あけスリーブに関連していることは明白である。 図１に電気溶接スリーブＡの縦断面図を示す。電気溶接スリーブＡは筒形のス リーブ本体１を有し、従ってその表面は内面１０と外周面１１に分けられる。ス リーブ本体１はその内面１０に、ストッパ１５として利用される環状***又は突 縁を有する。但しこのストッパ１５は必ずなければならない訳ではない。ここに 図示しない結合される管又ば管路部分は夫々一方の側からストッパ１５に達する まで又はスリーブ本体１の中央で互いに接触するまで、電気溶接スリーブの空洞 部２の中に差し込まれる。スリーブ本体１の内部には、内面１０の近く、 従って溶接される管又は管路部分の近傍に電気抵抗線からなる電熱コイルの形の 加熱部材３がある。このような加熱部材３として必ず電熱コイルを選ばなければ ならない訳でなく、例えばうず電流を金属コアに誘導する誘導コイルも考えられ る。また加熱部品として導電性のプラスチック又は塗料層も考えられる。 スリーブ本体１は両端の近傍の外周面１１に２個の接続ソケット１６を有する 。この接続ソケット１６に電気接点３１がある。電気接点３１は電熱コイルの抵 抗線の夫々一方の端部と結合されている。この接点３１に溶接装置が接続され、 溶接のために必要な電圧が印加される。 スリーブ本体１は接続ソケット１６の間に凹部１７を有し、その中に能動的な 又は外部から作動することができる双方向情報担体４がある。この凹部１７の中 にベース１３が設けられ、その上に情報担体４を取り付けることができる。また ベース１３にロッキング装置が設けれれているから、情報担体４はもはやベース １３から、従って電気溶接スリーブＡから取り外すことができない。 ベース１３の代わりにクランプ部材例えばスナップリングで情報担体４を凹部 の中に固定することができる。 情報担体４を熱及び環境の影響から保護するために、情報担体４を公知の方法 により電気溶接スリーブの残余の部分及び外部に対して熱絶縁し、機械的に保護 することができる。情報担体４は電気溶接スリーブの製造工程 の過程でスリーブ本体に取り付けられ、電気溶接スリーブのその後の全使用期間 中そこに残留する。 情報担体４は、電気又は磁気エネルギーによる双方向データ伝送の原理により 動作する公知の市販のデータ担体を内容とするモジュールからなる。このような 双方向モジュールは、とりわけ個人識別システムや安全性監視で使用される時間 検出システムにより知られている。このために例えばメモリーＩＣ、ＥＥＰＲＯ Ｍ（電気的消去及びプログラム可能読み出し専用記憶装置）を有するモジュール を使用することができる。また公知のＬＥＧＩＣ形無接触書込み読取り可能識別 モジュールを使用することもできる。他の公知の市販のモジュールも考えられる 。 メモリーＩＣによる解決策を使用する場合は、データ担体との電気的結合がな ければならない。しかし図１にはこの電気的結合を図示しない。この結合は電気 溶接スリーブの溶接電源と一致し又はこれから分離されている。２つの電源が互 いに結合されているならば、情報担体モジュールは更に慣用の電流及び／又は電 圧しきい値回路を有する。２つの電気的結合が分離されているときは、電気溶接 スリーブはここに図示しない電気回路のために別個の電気接点を有する。この場 合も電気的結合は電気溶接スリーブ電源と機械的に結合されているので、溶接者 は２つの接点を作製しなければならないことが不可避 的である。 無接触で結合された情報担体においても電気的に結合された情報担体において も、万一の誤作動を回避するために、情報担体を外部電磁界に対して電磁的に遮 蔽することが必要である。この誤作動は例えば誘導コイルの形の加熱部材３を使 用する場合に起こることがある。 図２には情報担体４がどのような要素とデータを交換するかを概略図で示す。 電気溶接部材例えば電気溶接スリーブＡの製造の際に情報担体４が電気溶接ス リーブＡに取り付けられる。この時点で製造監視システムと結合された装置Ｐに よって情報担体４に書き込まれる（２０）。伝送されるデータは電気溶接スリー ブの識別番号、試験値（例えば抵抗）、溶接で必要なすべての目標溶接パラメー タ、製造の日付け及び製造場所、使用した材料、製造及び試験の担当者である。 これらのデータは書込み保護を具備するからもはや消去することができない。デ ータは今や電気溶接スリーブＡに固定されているから、その後の時点で、例えば 電気溶接スリーブの布設の時に明確な識別を行うことができる。 電気溶接スリーブＡの使用の際に溶接者によって電気溶接スリーブＡと溶接装 置Ｓとの間の電気的結合が作られる。溶接装置を接続すると直ちに、但し溶接工 程が始まる前に、必然的に情報担体４も作動される。情報担体 は溶接装置Ｓのデータ送受信装置５に目標溶接値及び希望によって上述の製造デ ータを伝送する（２１）。この伝送は無線で又は電気的結合を介して行うことが できるから、この情報の流れを図２に破線で図示した。第２の場合は、前述のよ うに線路２１と電気的結合２２が一致する。データ送受信装置５は溶接装置Ｓの 制御装置６に目標溶接パラメータを伝送する（２３）。そこで、この目標溶接パ ラメータで溶接を始めることができる（２２）。装置Ｓの構造によっては、セッ トされた電圧及び電流値又は電気溶接スリーブＡの加熱が監視される。溶接の完 了の後データ送受信装置５が、制御装置６によって送出された（２４）実際溶接 パラメータ及び布設特有のデータを電気溶接スリーブＡの情報担体４へ伝送する （２１）。布設特有なデータは日付けと時刻、現場及び現場区間、溶接者、溶接 装置の機種及び番号、環境温度である。これらのパラメータは情報担体４に同じ く記憶される。もちろん情報担体４にあるすべてのデータを更にパソコンへ伝送 してファイルし又はプリンタＤでプリントアウトすることができ、その際データ はこの場合もデータ送受信装置５へ転送される（２５）。 布設した管系統の損傷がその後の時点で現れる場合は、すべての電気溶接スリ ーブ特有のデータを再び情報担体４から呼び出すことができる（２１）。情報担 体４が夫々の電気溶接スリーブＡに統合されているので、この場 合も混同はあり得ない。その後のデータ呼び出しは種々の方法で行うことができ る。データ送受信装置５を具備する上述の溶接装置Ｓを介してデータを呼び出す ことができる。またそのために設計された特殊なデータ検出装置を使用すること もできる。無接触式情報担体４の場合は、電気溶接スリーブＡへの直接アクセス をせずに無線伝送によりデータの呼び出しを行うことさえできる。 本発明思想によって、製造工程及び溶接行程で重要なすべての必要なデータを 夫々の電気溶接スリーブに混同なく具備せしめることが今や可能である。溶接が 最適に制御され、溶接パラメータの過った選択はあり得ない。溶接及び布設の過 程で最初に発生するデータは、それでも明確に電気溶接スリーブに配属される。 同様にデータの呼び出しがあらゆる所望の時点で可能である。しかも、データは 必要な場所即ち布設場所で電気溶接スリーブ自体にファイルされる。 本発明の拡張された実施形態においては双方向情報担体４に加えて温度センサ ７がスリーブ本体１に組込まれている。 図１に示す実施形態の一変形においては、温度センサ７が補助電気素子として 情報担体４のモジュールのプリント配線板上にある。情報担体は熱絶縁されてい るから、温度センサ７は熱絶縁してない部分７１を有する。部分７１は加熱部品 の区域にまで達する。この部分７１は例 えば市販の負温度係数抵抗からなり、それによって温度変化がアナログ電気信号 に変換される。この変形例は情報担体４と溶接装置との間のデータ伝送が電気的 結合によって行われる実施形態でだけ使用される。 この実施形態の別の変形では温度センサが接続ソケット１６の１つに弾支され ているから、電気溶接スリーブＡと溶接装置Ｓとを電気的に結合することにより 温度センサとの電気的接触も保証される。この変形例でも温度センサはスリーブ 本体１の中に組込まれる。この変形例はデータ担体４から溶接装置Ｓへの無線デ ータ伝送の場合も、電気的結合による情報交換の場合も使用することができる。 いずれの変形例でも温度センサが送出するデータは直接にアナログ再処理され るか又はアナログデジタル変換器により適当なデジタル信号に変換される。 温度センサ７によって電気溶接スリーブＡの実際温度が検出され、溶接操作の 前、その間及び後に温度監視を行うことができる。 差込継手により電気溶接スリーブＡと溶接装置Ｓとの間が電気的に接触すると 、直ちに温度センサによってスリーブ本体１の実際温度が所定の期間にわたり測 定される。温度センサ７から温度情報がアナログ又はデジタル信号として溶接装 置Ｓへ直接伝送される。伝送された温度値は情報担体４から伝送されるデータと 共に目標溶接 温度を決定する。加熱部材の近傍の温度が検出されるので、この温度測定法は目 標溶接パラメータのより正確な決定を可能にする。 最適な経過を保証するために、溶接工程の間に温度を引き続き監視することが できる。温度が最大を超え又は温度が予想される期間内に上昇しないときは、実 際の溶接パラメータ特に電流と電圧が調節される。所望の溶接温度に到達しなけ れば、溶接装置Ｓがエラー報告を送る。溶接工程の後は冷却温度が監視される。 温度が所定の目標値以下に低下した時に初めて溶接装置Ｓは電気溶接スリーブＡ と溶接装置Ｓの間の差込継手の除去のための信号を送る。冷却温度は、電気溶接 スリーブがいつ再び十分に硬化したかを指示する。目標値を下回っていれば、溶 接した結合部は別の接続片を取り付けることができるように十分に安定である。 この後者の安全対策は溶接継手の品質も保証する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ (72)発明者 キューネッケ，バルター スイス国ビニンゲン、ボルベルクシュトラ ーセ、77

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 内蔵した加熱部材（３）と、継手部材及びその溶接技術的データの識別 のための情報担体（４）とを有する熱可塑性プラスチック管路部分の結合のため の熱可塑性材料からなる電気溶接可能な継手部材において、情報担体（４）が能 動的な又は外部から作動させることができる電子双方向動作式の、継手部材に残 留するモジュールであることを特徴とする継手部材。 ２． 電気的配線（２１）を介してモジュール（４）をデータ伝送結合するこ とができること、を特徴とする請求項１記載の継手部材。 ３． 電気的配線（２１）がデータ伝送のためにだけ使用されること、を特徴 とする請求項２記載の継手部材。 ４． 電気的配線（２１、２２）が加熱部材（３）と接続されていること、を 特徴とする請求項２記載の継手部材。 ５． モジュール（４）に電流及び／又は電圧しきい値回路が組込まれている こと、を特徴とする請求項４記載の継手部材。 ６． モジュール（４）が無接触の読み出し及び書き込みが可能なものである こと、を特徴とする請求項１記載の継手部材。 ７． 情報担体（４）が継手部材に個別に属する消去 不能なデータを含むこと、を特徴とする請求項１記載の継手部材。 ８． 情報担体（４）が継手部材に属する種類に応じて消去不能な目標溶接デ ータを含むこと、を特徴とする請求項１記載の継手部材。 ９． 情報担体（４）がＥＥＰＲＯＭからなること、を特徴とする請求項１記 載の継手部材。 １０． ＥＥＰＲＯＭが実際溶接値及び／又は布設特有なデータのための書き 込み及び読み出し可能な空いた領域を含むこと、を特徴とする請求項９記載の継 手部材。 １１． モジュール（４）が熱的に保護されて継手部材に一体に内設されてい ること、を特徴とする請求項１記載の継手部材。 １２． モジュールの支承のためのベース（１３）を有することを特徴と、す る請求項１記載の継手部材。 １３． モジュール（４）と継手部材の不可逆的結合のためのロッキング装置 がベース（１３）に取り付けられていること、を特徴とする請求項１２記載の継 手部材。 １４． モジュール（４）が、継手部材の凹部（１７）にクランプ部材によっ て保持されたプリント配線板の上に配設されていること、を特徴とする請求項１ 記載の継手部材。 １５． モジュール（４）が電磁的に遮蔽されていること、を特徴とする請求 項１記載の継手部材。 １６． 継手部材が温度センサ（７）を有すること、を特徴とする請求項１記 載の継手部材。 １７． 温度センサ（７）が情報担体に付設されたモジュール（４）の要素で あること、を特徴とする請求項１６記載の継手部材。 １８． 温度センサ（７）が加熱部材の区域にまで達していること、を特徴と する請求項１６記載の継手部材。