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JPH02290617A - プラスチック被覆チューブ成形装置 - Google Patents

プラスチック被覆チューブ成形装置

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JPH02290617A
JPH02290617A JP1158142A JP15814289A JPH02290617A JP H02290617 A JPH02290617 A JP H02290617A JP 1158142 A JP1158142 A JP 1158142A JP 15814289 A JP15814289 A JP 15814289A JP H02290617 A JPH02290617 A JP H02290617A
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JP
Japan
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tube
mandrel
welding
wheel
forming
Prior art date
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JP1158142A
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Itzhak Barnoach
イツアツク　バーノーチ
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Kitechnology BV
Original Assignee
Kitechnology BV
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Publication date
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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、プラスチックを被覆した金泥もし《は金属合
金チューブの成形装置に関するものである。
（従来技術及び発明が解決しようとする課題）かかるチ
ューブは、薄いアルミニューム・ストリップ（細片）を
チューブ状とし、次に、内面および外面の両方をポリエ
チレンのようなプラスチック材で被覆することによって
得られるものであり、多くの長所を有している。すなわ
ち、このものは、軽量で、折り曲げが容易であり、耐腐
食性に優れ、流体の流動性が高《、且つ、接続、連結が
容易である。
このタイプのプラスチック被覆チューブおよびその製法
は、アメリカ特許明細書第４３７０１８６号で詳述され
ている。かかる明細書では、アルミニュームのストリッ
プをチューブ状に折り重ねて継ぎ合わせ、さらに、心棒
の上を通過させるところの製法を説明している。プラス
チック材を、次に、同心棒からこのアルミニューム・チ
ューブの内面上に押し出す。このチューブはさらに、一
層のプラスチックが同チューブの外面上に押し出される
ところの細孔を通過する。
ヨーロッパ特許第００２４２２０号および英国特許出願
第８６２５４３２号は、連続した金属ストリソプをＵ字
状に成形する手段、同ストリソプを重複したチューブに
折り重ねる成形ブシュ（円筒部品）、このブシュを介し
て伸びる心棒、チューブがこの心棒を通過する際にチュ
ーブを位置決めするところの位置決めスリーブ、および
チューブがこの位置決めスリーブを介して通過する際に
同位置決めスリーブを溶接するところの溶接手段、から
構成される、先記のプラスチック被覆金属チューブを成
形する装置を説明したものである。
位置決めスリーブは、片側に溶接スロ７｝を有し、一般
に、超音波溶接ホイールで溶接されるときに、重複チュ
ーブの形状を保持するために円形のものである。この溶
接ホイールは、心棒から離れて取りつけられており、こ
れによって、位置決めスリーブ上への移動が可能となり
、さらに、重複部に沿って同チューブを溶接するために
溶接ホイールを下降できる。溶接操作を行っているとき
に、心棒は、金敷の役割を果たし、溶接操作の間、チュ
ーブは、このホイールと心棒に挟まれている． この溶接操作は、好ましくは、既知のタイプの超音波溶
接ホイールを用いて実施するものとする．しかしながら
、このような既知の溶接ホイールは、ホイールの回転が
、同ホイールの周囲に対しての金属チューブの重複部の
動きによってのみ生じるところのフリー・ホイーリング
・タイプである． 本発明によれば、ヨーロッパ特許第００２４２２０号お
よび英国特許出願第８６２５４３２号に詳述された汎用
タイプの、プラスチック被覆金属あるいは金泥合金チュ
ーブの成形装置が提供される。ただし、ここで云う溶接
手段は、超音波溶接ホイールから構成されるものであり
、使用時においては、この溶接ホイールは、心棒の上の
金属チューブの速度と同一の周辺速度で駆動される。こ
の溶接ホイールを金属チューブとは別に駆動させること
によって、溶接部の品質ならびに信頼性が改善され、ま
た、溶接ステーションおよび被覆ステーションの下流に
配列された引き抜き装置によって、このプラスチック被
覆チューブにかかる張力が少なくて済むのである。
（課題を解決するための手段） したがって、本発明によれば、金属の連続したストリッ
プをＵ字状に成形する手段、同ストリップを重複したチ
ューブに折り重ねる成形ブシュ（円筒部品）、このブシ
ュを介して伸びる心棒、チューブがこの心棒を通過する
際にチューブを位置決めするところの位置決めスリーブ
、チューブがこの位置決めスリーブを介して通過する際
に同位置決めスリーブを溶接するところの溶接手段、お
よびプラスチック材を心棒から、チューブが心棒の上を
通過するときに、同チューブの内面上に押し出す装置か
ら構成される、プラスチック被覆チューブの成形装置で
あって、 溶接手段が超音波溶接ホイールならびにこの溶接ホイー
ルの駆動手段から構成され、かつ、この駆動手段は、同
溶接ホイールを、重複チューブを同ホイールを越えて引
っ張るところの速度と同一の周辺速度でもって駆動でき
るものであることを特徴とするプラスチック被覆チュー
ブの成形装置である． 英国特許出願第８６２５４３２号に詳述された装置によ
れば、好ましくは、先記の成形ブシェおよび位置決めス
リーブは、共に浮動するように、心棒に取りつけるもの
とする。
（実施例） 本発明の好ましい実施例について、以下に添付の図面を
参照することにより説明する。
図において、第１図は、本発明のプラスチック被覆チュ
ーブを成形するところの方法および装置のブロック線図
であり、このものは、約０２ｍｍゲージの平らなアルミ
ニューム・ストリップを供給ロール１０から、この平ら
なストリップをＵ字状断面ストリップに成形するところ
の予備成形ステーション１１まで通過させることから構
成されている。この予備成形ステーション１１から、こ
のＵ字状断面ストリップが成形ステーションまで進み、
ここで、重複チューブに成形され、次に、この重複チュ
ーブが溶接ステーション１３まで進み、さらに、以上か
ら内面被覆ステーション１４に到達する。先記溶接ステ
ーション１３において、重複アルミニューム・チューブ
は溶接され、溶接後、直ぐに、プラスチック材の内面コ
ートが同チューブの内面上に押し出される。この部分的
に被覆されたチューブは、次に、外面被覆ステーション
１５まで進み、ここで、プラスチック材の外面コートが
同チューブの外面上に押し出される。この被覆チューブ
は、次に、冷却ステーション１６まで進み、ここから、
取り込みステーション１７まで進み、ここで、同被覆チ
ューブは、取り込みロール上に巻き取られる。
以下に、本発明の装置をさらに詳細に説明する。アルミ
ニューム・ストリップ２０は、供給ロール１０から引き
出されて、次に、一連の成形ブロック２ｌに進み、ここ
で、Ｕ字状断面ストリップ２２に成形される。アルミニ
ュームの厚さは、完成品のパイプが耐え得るよう計算さ
れた圧力に依存しており、通常は非常に薄いものである
。したがって、この成形工程は、同金属にかかる応力お
よび歪みを最少にするために、徐々に稼動させる。先記
Ｕ字状断面ストリップ２２は、次に、心棒２３の一端を
通過してから、心棒２３上に取りつけられた成形ブシュ
２４に到達する。この成形ブシュ２４は、第５図に、さ
らに詳し《示されている。この成形ブシュは、硬質のポ
リイミド樹脂製であり、ほぼ円形のアウトレフト（出口
）２６に通じるところの漏斗状の先細りチャンネル２５
を有している。第６図に示したように、アウトレフト２
６は、アルミニューム・ストリップが成形ブシュ２４を
離れるときに重複パイプに成形されるように、非対称形
をとっている。明らかな理由により、この先細りチャン
ネル２５の長さは、アウトレフト２６の直径の２〜３倍
の範囲にあるが、好ましくは、同直径の２倍半とする。
これによって、アルミニューム・ストリップが比較的、
短い距離においてＵ字状断面ストリップから重複チュー
ブ２７に成形できるからである。このチューブの内径は
、通常、１　０ｍｍ〜７　５ｍｍの範囲にある。
心棒２３は、マニホルド２９の一部を成すところのアー
ム２８に取りつけられ、かつ、ここより突き出している
。第４図から最も良く判るように、成形ブシュ２４を支
承するところのアーム２８は、成形ブシュ２４のチャン
ネル２５に伸びており、また、心棒２３は、さらに、ア
ウトレッド２６を介して伸びることによって、ストリッ
プが、成形ブシュ２４のアウトレソト２６から出てきた
際に心棒２３の周りで重複チューブ２７に成形されるの
である。
この成形ブシュ２４から、重複チューブ２７は、位誼決
めスリーブ３０を通過する。このものは、成形ブシュ２
４と同一の材質でできている。この位置決めスリーブ３
０は、一方に溶接スロット３１を有しており、ほぼ円形
になっている。これによって、超音波溶接ホイール３２
により溶接されるときに重複チヱーブ２７の形状が保た
れる。この溶接ホイール３２は、心棒２３およびマニホ
ルド２９から離れて取りつけられており、これによって
、位置決めスリーブ３０上の位置に移動でき、また、チ
ューブを重複部にそって溶接するために溶接スロッ十３
１まで下降する．溶接操作の進行中に、心棒２３は、金
敷の役割を果たし、チューブ２７は、溶接操作の間、ホ
イール３２および心棒に挟まれている。この溶接ホイー
ル３２は、たとえば、重複チューブ２７が同ホイール３
２の周囲および心棒２３の間を通過するときの速度に合
致した周辺速度において電動モーター（図示していない
）によって独立して駆動される。
成形ブシュ２４および位置決めスリーブ３０は両方とも
、心棒２３上に支えられたところのハウジング３３内に
ある。このハウジング３３は、ハウジング３３の温度、
さらに、これにより、心棒２３の周りの温度を一定に保
つところの通し孔（スルー・ボア）３４ならびに複数個
の加熱エレメント３５を有している． 第７図から最も良く判るように、心棒２３は、円筒状の
外壁３６およびケルネル（コア）３７、心棒２３の先端
または前縁４０の近くにある環状孔３９の中で終焉する
環状通路３８を限定するところの、ケルネル３７および
外壁３６の間にある間隙から構成されている。この環状
通路３８は、２つの独立した導管４１および４２に連結
し、かつ、（原材料の）供給をうけている。これら導管
は、支承アーム２８を介して、マニホルド２９と連絡し
ている。溶接済みチューブ２７の内面を被覆するための
プラスチック材は、マニホルド２９から導管４１に供給
され、また、プラスチック材４３をアルミニューム・チ
ューブの内面に固着するプラスチック接着物質は、マニ
ホルド２９から導管４２を介して供給される。
アーム２８には複数個の加熱エレメント４５が備わって
いる。これは、プラスチック材およびプラスチック接着
物質を高温の流動状態に保ち、これによって、これらの
物質が導管４１および４２を介して、また、心棒２３内
の環状通路３８に沿って容易に流動できるのである。こ
のプラスチック材４３は、便宜上、ポリエチレンでも良
く、また、このポリエチレンをアルミニューム・チュー
ブの内面に固着するところのプラスチック接着物質４４
は、グラフト重合ポリエチレンであっても良い。しかし
ながら、いずれの適当なプラスチック材およびプラスチ
ック接着物質でも、アルミニューム・チューブの内面に
しっかりと固着する目的で、用いても差し支えない。
溶接済みチューブ２７が心棒のチップ４０の近くの環状
細孔３９上を通過するときに、接着物質４４は、同チュ
ーブの内面上に押し出され、プラスチック材４３はプラ
スチック接着物質４４の上部に押し出される。第７図か
ら明らかなように、エア・ライン４７は、心棒のケルネ
ル３７を介して伸び、圧力下にある空気は、心棒の端か
らチューブに注入される。これによって、同チューブ内
で永久圧力が創出される。この永久圧力は、チューブの
内面上にプラスチック材を敷くための一助となり、同時
に、後述の方法で、アルミニューム・ストリップの溶接
時に発生している恐れのある、何らかの欠陥を検出する
役割を果たすものである． 成形ブシュ２４および位置決めスリーブ３０は、ハウジ
ング３３によって移動し、このものは、ブシュ２４およ
びスリーブ３０と共に、心棒２３上に移動して、心棒と
共に浮動する。第３図から最も良く判るように、このハ
ウジング３３は、Ｌ字状であり、また、下部４８を有し
ており、この上に成形ブシュが乗り、さらに、上部４９
は、成形ブシュと一体と成って、ここに心棒２３が伸び
ている． ハウジング３３の端のすぐ近くにあるのが被覆ブシュ５
０であり、このものは、マニホルド２９に取り外しが出
来るように取りつけられており、また、ボア５１と一体
と成っており、これを介して、ハウジング３３から出て
くるときに、溶接済みチューブ２７が通過する。被覆ブ
シュ５０は、マニホルド２９において導管５４および５
５とそれぞれ連絡している環状通路５２および５３と一
体に成っている。環状通路５２および５３は、ボア５１
に向かって開口している環状細孔５６に併合している。
ポリエチレンのようなプラスチック材は、通路５４を介
して、マニホルド２９から供給され、また、グラフト重
合ポリエチレンのような接着物質は、通路５５を介して
、同マニホルドから供給される．第９図から判るように
、環状通路５３が環状通路５２の内側に放射状に位置し
ているので、接着物質は、アルミニューム・チューブが
ポア５ｌを介して細孔５６を通過するときに、同チュー
ブの外面上に敷かれ、また、プラスチック材は、したが
って、この接着物質の上に敷かれることになる。
アルミニューム・チューブが被覆ブシュ５０から出てく
るときに、このものは、同チューブの内面にグラフト重
合ポリエチレンが固着するところのポリエチレンの内側
被覆を得る。また、同チューブの外面にグラフト重合ポ
リエチレンが固着するところの、同様のポリエチレンの
外側被覆を得るのである。被覆ブシュ５０から、被覆済
みチューブは、冷却水バス６０を介して進み、同バスか
ら、図示していないが、取り込みロールに到達する。
チューブの内面をプラスチック材で被覆するときに解決
すべき問題の一つは、心棒に沿って（プラスチック材が
）容易に流動できるように同プラスチック材の温度を一
定に保つことである。心棒の内径は、同チューブの内径
よりも小さいはずであるから、プラスチック材のための
加熱エレメントを、導管ならびに心棒の中に備えること
は不可能である。我々は、この問題を解決している。す
なわち、先ず第一に、心棒を比較的、短《し、第二に、
成形スリーブ２４および位置決めスリーブ３０のハウジ
ング３３を加熱することによって、心棒の周りの周囲温
度を充分に高温に維持することが可能になるからである
。
さらに、心棒の長さを短くするために、アルミニューム
・ストリップをＵ字状断面から非常に短い距離で溶接が
即、出来るところの重複チューブに変形する。この重複
チューブは、次に、溶接し、さらに同時に、同チューブ
の内面上にプラスチック材を押し出す。これらの目的（
工程）は、成形ブシュに漏斗状ボアを備えることによっ
て達成できる。すなわち、このボアがアルミニューム・
ストリップをＵ字状から、完成品チューブの直径の約２
倍と云う、短い距離において、非対称形の重複チューブ
に成形するのである。この重複チューブは、次に、ただ
ちに溶接されて成形され、心棒から溶接ステーションの
すぐ下流において、内面をプラスチック材で被覆される
。
心棒の長さを絶対最短にすることによって、心棒の先端
における心棒の動きを、必ずしも皆無ではないが、減少
できる。チューブの内面上にプラスチック材を押し出す
ポイントにおける心棒の先端の動きは、このチューブの
内面上に押し出されたプラスチック材の厚さにバラッキ
をもたらすことも明らかになっているが、このようなバ
ラツキは、ハウジング３３、ブシュ２４およびスリーブ
３０を心棒上に取りつけ、これによって、これらが心棒
と共に浮動することにより、減少できることが判明して
いる。
成形ブシュ２４は、比較的硬い材質から出来ているが、
摩耗をうけ易い。しかしながら、このものは、被覆ブシ
ュ５０を外し、かつ、ハウジング３３を心棒から滑らせ
て外すことによって、比較的簡単に交換できる。次に、
ブシュ２４およびスリーブ３０を取り替えることができ
る。
様々な理由から、重複チューブの溶接に欠陥が伴うこと
があり得る。チューブの溶接における欠陥は、チューブ
の端が装置を介して通る際にチューブを最初につまみ、
シールすることによって、チューブがエア・ライン４７
を介して空気内圧の下におくことで検出可能である。チ
ューブ内の何らかの欠陥は、チューブからの空気漏れの
原因となる。つまり、チューブが冷却水バス６０を介し
て通過すると、溶接部の欠陥を示すところの空気の泡が
一目瞭然となる。別に、溶接ステーションの下流のいず
れのポイントにおけるチューブ内の圧力の低下を感知す
る感知機構を備えることも可能である。チューブの内面
上および外面上のプラスチックは、同チューブが冷却水
バスに入ったときは、未だ比較的軟らかいので、チュー
ブ内の空気圧は、溶接部に欠陥のあるところのポイント
における軟らかいプラスチックを突き抜ける。別に、溶
接ステーションの下流のいずれのポイントにおけるチュ
ーブ内の圧力の低下を感知する感知機構を備えることも
可能である。
溶接操作は、超音波溶接ホイールによって実施される，
このものは、位置決めスリーブ３０のスロット３１を介
して伸び、チューブの重複端を心棒に対してプレスする
。このとき、心棒は、溶接操作中に溶接ホイールにとっ
て金敷の役割を果たすのである。溶接される材料の、溶
接ホイールの周囲を通過する動きに依存している、既知
のタイプの超音波溶接ホイールと違って、本発明による
ところの装置に使用される溶接ホイールは、操作上、別
の駆動手段、たとえば、心棒上のチューブの重複端の速
度に対応している周辺速度で溶接ホイールを回転すると
ころの電動モーターに、連結している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のチューブ成形法における製造段階の
ブロック図、第２図は、本発明の方法を実施するための
装置を図解した立面図、第３図は、第２図に示した同装
置の斜視図、第４図は、第２図及び第３図に示した同装
置の細部についての断面図、第５図は、第４図に示した
形成ブシュの斜視図、第６図は、第５図の同ブシュの端
面図、第７図は、第４図に示した同装置の心棒について
の断面図、第８図は、第７図の線ＶＩＴＩ−Ｖｌｌｌに
ついての断面図、第９図は、第２図及び第３図に示した
同装置の細部についての断面図、第１０図は、第９図の
線Ｘ−Ｘについての断面図である。 １０・・・供給ロール、１ｌ・・・予備成形ステーショ
ン、ｌ３・・・溶接ステーション、１４・・・内面被覆
ステーション、１５・・・外面被覆ステーション、１６
・・・冷却ステーション、１７・・・取り込みステーシ
ョン、２０・・・アルミニューム・ストリップ、２１・
・・成形プロック、２３・・・心棒、２４・・・成形ブ
シュ、２６川アウトレソト、２７・・・重複チューブ、
３０・・・位置決めスリーブ、３１・・・溶接スロット
、３２・・・溶接ホイール、３３・・・ハウジング、３
５・・・加熱エレメント、３６・・・外壁、３９・・・
環状孔、４１．４２・・・導管、４３・・・プラスチッ
ク材、４４・・・接着物質、５０・・・被覆ブシュ、５
２．５３・・・環状通路、６０・・・冷却バス。 −１１０一

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）金属の連続したストリップをＵ字状に成形する手
    段、同ストリップを重複したチューブに折り重ねる成形
    ブシュ（円筒部品）、このブシュを介して伸びる心棒、
    チューブがこの心棒を通過する際にチューブを位置決め
    するところの位置決めスリーブ、チューブがこの位置決
    めスリーブを介して通過する際に同位置決めスリーブを
    溶接するところの溶接手段、およびプラスチック材を心
    棒から、チューブが心棒の上を通過するときに、同チュ
    ーブの内面上に押し出す装置から構成されるプラスチッ
    ク被覆チューブの成形装置であって、溶接手段が超音波
    溶接ホィールならびにこ の溶接ホィールの駆動手段から構成され、かつ、この駆
    動手段は、同溶接ホィールを、重複チューブを同ホィー
    ルを越えて引っ張るところの速度と同一の周辺速度でも
    って駆動できるものであることを特徴とするプラスチッ
    ク被覆チューブの成形装置。
  2. （２）前記駆動手段が、電動モーターであることを特徴
    とする請求項１に記載のプラスチック被覆チューブの成
    形装置。
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