(57)【要約】一体型ソケットを、二軸配向熱可塑性材料からなるパイプ（５０）に適用する方法であって、該パイプは、パイプボディを有するとともに、一方または両方の端部分に一体型ソケットが設けられ、該方法において、二軸配向熱可塑性材料から予め製造されたパイプ（５０）は、ソケット成形装置（５１、５３、５４）を用いたソケット成形操作を受け、該操作によって、予め製造されたパイプの、適切な高温に加熱された端部は、ソケットに成形され、その後、ソケットに成形された端部は、冷却され、取り付けられた、パイプの未加熱端部の両方の軸方向端部分を、１つ又はそれ以上のステップにおいて加熱するステップと、端部の内側における流体の圧力及び／または端部の外側における真空により、軸方向に取り付けられた端部を膨張させるステップと、を含み、前記膨張は、適切な場合には、早ければ端部の加熱中に開始可能であることを特徴とする、一体型ソケットを、二軸配向熱可塑性材料からなるパイプ（５０）に適用する方法。
2004504959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一体型ソケットを、二軸配向熱可塑性材料から製造されたパイプに適用する方法であって、前記パイプは、パイプボディを有するとともに一方または両方の端部分には一体型ソケットが設けられ、前記方法において、二軸配向熱可塑性材料から予め製造されたパイプは、ソケット成形装置を用いたソケット成形操作を受け、前記ソケット成形装置によって、予め製造されたパイプの、予め適切な高温に加熱された端部が、ソケットに成形され、その後、ソケットに変形された前記端部は、冷却され、
パイプの前記未加熱の端部の両方の軸方向端部分を取り付けるステップと、
１つまたはそれ以上のステップにおいて、前記取り付けられた端部を適切なソケット成形温度に加熱するステップと、
前記端部の内側における流体圧力及び／または前記端部の外側における真空によって前記軸方向に取り付けられた端部を膨張するステップと、
を特徴とし、前記膨張は、適切な場合には、早ければ前記端部を加熱中に開始可能である、一体型ソケットを、二軸配向熱可塑性材料から製造されたパイプに適用する方法。
【請求項２】
前記未加熱の端部内に嵌合される拡張型のソケット成形マンドレルを有したソケット成形装置を用いる請求項１に記載の方法であって、該方法はまた、
好適には前記ソケット成形マンドレルが前記端部に圧力をそれほど掛けずに、前記加熱された端部の膨張後または膨張中においても前記ソケット成形マンドレルを拡張するステップと、
前記端部が前記拡張したソケット成形マンドレル上に収縮し前記端部が所望の形状のソケットになるように、前記端部上において前記内側の流体圧力及び／または外側の真空を軽減するステップと、
前記端部の寸法が安定するまで前記端部を冷却するステップと、
前記ソケット成形マンドレルを後退させて、その後に前記ソケット成形マンドレルを前記端部から取り外すステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ソケット成形装置はまた、前記未加熱端部と前記チャンバー部材との間に空間が存在するように、前記未加熱端部の周りに嵌合するとともに、チャンバー壁により画定される内孔を有したチャンバー部材を備え、
前記ソケット成形装置は、前記端部とチャンバー壁との間の空間内に制御可能な流体圧力を生じるように設計される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ソケット成形装置は、前記ソケット成形マンドレルと前記端部との間の空間内と、前記端部と前記チャンバー壁との間の空間内とに、流体を循環させるように設計され、前記流体は、第１に前記空間内に制御可能な圧力を確立し、第２に前記端部を加熱しかつ／又は冷却するように機能する請求項２及び３に記載の方法。
【請求項５】
前記ソケット成形マンドレルの拡張後、前記端部と前記ソケット成形マンドレルとの間の接触は、前記端部とチャンバー壁との間の空間内に流体の圧力を生じることにより促進される請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
チャンバー壁を有したチャンバー部材を用い、前記チャンバー壁は、ほぼ成形されるソケットの形状であり、好適には成形されるソケットに対して若干大きく、前記端部は、前記端部が前記チャンバー壁と当接するまで膨張される請求項２から５のいずれか又は２以上の請求項に記載の方法。
【請求項７】
前記端部の軸方向両側面が前記ソケット成形マンドレル上に締め付けられるように前記端部の周りに嵌合するチャンバー部材を用いる請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記未加熱端部内に嵌合する支持ボディと、前記端部の周りに嵌合するとともに、前記ソケットの所望の形状に精確に対応する成形型内壁を有する成形型とを有したソケット成形装置を用いる請求項１に記載のパイプ製造方法であって、該方法は、
前記支持ブッシュ上に前記端部の両方の軸方向の端部分を取り付けるステップと、
前記成形型内において前記支持ブッシュにより内側を支持された前記パイプの端部を位置決めするステップと、
前記端部が結果として膨張して、該膨張する端部が前記成形型内壁に当接し所望の形状となるように、前記支持ブッシュの内部を経て、前記加熱した端部の内側に流体を供給するステップと、
内側の流体圧力を維持しながら前記端部を冷却するステップと、
前記内側の圧力を除去して次に前記成形型から前記パイプの端部を取り出すステップと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記未加熱端部内に嵌合する支持ボディと、前記端部の周りに嵌合しかつソケットの所望形状に対してかなり大きな成形型内壁を有した成形型とを有するとともに、さらに拡張型のソケット成形マンドレルを有したソケット成形装置を用いる請求項１に記載のパイプ製造方法であって、該方法は、
前記未加熱端部内に前記支持ボディを配置するステップと、
前記支持ボディに対して前記端部の軸方向の２つの端部分を取り付けるステップと、
前記軸方向に取り付けた端部を加熱するステップと、
前記端部が前記成形型内壁に当接するように前記端部を膨張させるステップと、
内側の流体圧力または外側の真空を維持しながら、前記端部の外側を冷却するステップと、
いかなる内側の圧力をも軽減するステップと、
前記端部から前記支持ボディを取り外すか、または、前記支持ボディをさらに前記パイプ内に押し込むステップと、
前記ソケット成形マンドレルを、寸法を大きくして形成した前記パイプの端部内に導入するステップと、
寸法を大きくして形成した前記端部を再加熱するステップと、
前記端部が径方向に収縮し前記ソケット成形マンドレルに当接するように、前記端部に流体の圧力を掛けるステップと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記端部の両方の軸方向端部分と係合してそれと共に前記端部を前記支持ブッシュまたはソケット成形マンドレルに固定状態に締め付ける締め付け面が設けられた、チャンバー部材または、第１の半部分及び第２の半部分を有した成形型を用いる請求項１から９のいずれか又は２以上の請求項に記載の方法。
【請求項１１】
次に前記パイプの自由端付近における前記端部の取付領域を取り外し、他方の取付領域を好適には加熱しないかまたは殆ど加熱しない請求項１から１０のいずれか又は２以上の請求項に記載の方法。
【請求項１２】
一体型ソケットを、二軸配向熱可塑性材料から製造されたパイプに適用する方法であって、前記パイプは、パイプボディを有するとともに一方または両方の端部分に一体型ソケットが設けられ、前記方法において、二軸配向熱可塑性材料から予め製造されたパイプは、ソケット成形装置を用いたソケット成形操作を受け、前記ソケット成形装置によって、予め製造されたパイプの、予め適切な高温に加熱された端部が、ソケットに成形され、その後、ソケットに変形された前記端部は、冷却され、
前記端部または該端部の関連の環状領域が軸方向に伸長するように、前記パイプの加熱された端部または、前記端部の環状領域は、軸方向端部の一方で実質的静止位置に保持され、かつ、前記パイプの他方の軸方向端部は、前記ソケット成形装置に関連付けられた移動手段により静止した軸方向端部に対して軸方向に移動されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
予め製造された前記パイプの前記端部の内部に導入されるソケット成形マンドレルを有し、該ソケット成形マンドレルは、前記端部がソケットに成形された後に前記端部から取り外される、ソケット成形装置を用いるとともに、前記端部の軸方向の伸長または関連の環状領域の軸方向の伸長は、前記ソケット成形マンドレルが前記パイプの端部内に導入された後にかつソケットに変形された前記端部が冷却される前に行われる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記未加熱端部内に嵌合するとともに、軸方向に見ると一方の後ろに他方が位置しかつ相互に軸方向に移動可能な第１の部分と第２の部分とを有したソケット成形マンドレルまたは支持ブッシュを用い、前記端部の軸方向の伸長を行う移動手段は、前記第１の部分と第２の部分との間の軸方向の間隔を変更するように設計される請求項１２から１３のいずれか又は２以上の請求項に記載の方法。
【請求項１５】
好適には相互に離れる前記第１の部分及び第２の部分の端部の付近において、前記第１及び第２の部分に対して前記パイプをそれぞれ局所的に固着するように設計された、第１及び第２の作動固着手段を備えるソケット成形装置を用い、
前記ソケット成形マンドレルまたは支持ブッシュが前記パイプ内に導入された後に、前記第１及び第２の固着手段が、前記第１及び第２の部分に対して前記パイプを固着し、次に前記第１及び第２の部分は、軸方向に離れて、前記端部の中間領域が軸方向に伸長される請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記端部の周りに嵌合するとともに、軸方向に見て一方の後ろに他方が位置しかつ軸方向に相互に移動可能な第１の成形型部分と第２の成形型部分とを有した成形型を用い、
前記第１の成形型部分は前記マンドレルまたは支持ブッシュの第１の部分に対して前記端部を固着し、かつ、前記第２の成形型部分は前記マンドレルまたは支持ブッシュの第２の部分に対して前記端部を固着し、
前記加熱された端部は、膨張により前記成形型に接触する請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記端部の膨張は、内側の流体圧力の影響下で行われ、前記第１の成形型部分及び、前記マンドレルまたは支持ブッシュの第１の部分と、前記第２の成形型部分及び、前記マンドレルまたは支持ブッシュの第２の部分とは、前記端部の軸方向端部分が固着されたままで、相互に移動する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
実質的に径方向に移動可能または拡張可能な形成エレメント、例えば前記ソケットの内側に溝を形成する溝形成エレメントを有した拡張型のソケット成形マンドレルを用い、前記形成エレメントは、後退位置と拡張位置との間を移動または拡張可能である請求項１から１７のいずれか又は２以上の請求項に記載の方法。
【請求項１９】
前記端部または関連の環状領域の軸方向の伸長は、前記ソケット成形マンドレルの形成エレメントが後退位置から拡張位置に移動される前に、前記ソケット成形マンドレルを用いて行われる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記端部または関連の環状領域の軸方向の伸長は、前記ソケット成形マンドレルを用いて行われ、前記ソケット成形マンドレルの形成エレメントは、軸方向の伸長中に、後退位置から拡張位置に移動される請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つまたはそれ以上の形成エレメントは、前記第１及び第２のマンドレル部分の間のギャップ内を径方向に移動可能である請求項１６及び１８、または、請求項１６及び１９に記載の方法。
【請求項２２】
カバー用スリーブが、前記ソケット成形マンドレル上を軸方向前後に移動可能であって、前記カバー用スリーブを使用して、前記端部が軸方向に伸長される際に形成される、前記第１及び第２のマンドレル部分間のギャップを覆い、次に移動させて、前記１つまたはそれ以上の形成エレメントが前記ギャップを径方向外側に移動できるようにする、請求項１６及び２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記端部が軸方向に伸長される際に形成される、少なくとも前記第１及び第２のマンドレル部分の間のギャップの場所において、有効な流体圧力が、前記端部の内側に掛けられて、これにより、前記端部が前記ギャップ内に貫入することが妨げられる請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記形成エレメントの拡張中に、前記端部が、前記端部の膨張を促進する流体圧力を内側に受け、該内側の流体圧力は、前記形成エレメントが拡張位置に達すると除去され、その後、前記端部の関連の部分が、好適には前記端部の寸法が冷却によって安定するまで、外側の流体圧力を受ける請求項２８に記載の方法。
【請求項２５】
前記固着手段が係合される前記ソケットの自由端付近に位置する環状領域は、前記ソケットが成形された後、前記パイプから除去される請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記軸方向の伸長中に、前記端部または関連の環状領域の壁厚さを測定するための壁厚さ測定手段が、設けられ、前記軸方向の伸長は、所定の壁厚さに達するまで行われる請求項１２から２５のいずれか又は２以上の請求項に記載の方法。
【請求項２７】
前記軸方向の伸長の維持に必要な力を測定するために使用する加圧センサー手段が設けられる請求項１２から２６のいずれか又は２以上の請求項に記載の方法。
【請求項２８】
予め製造されたパイプは、前記パイプの残りの部分よりも壁が厚い端部を有し、前記ソケット成形操作前における前記端部の軸方向の伸長は、好適には、前記パイプの残りの部分の軸方向の伸長より大きいかそれと等しい請求項１から２７のいずれか又は２以上の請求項に記載の方法。
【請求項２９】
予め製造された前記パイプの端部は、端面から見て、相互に隣接する複数の環状領域を有するとともに、壁厚さが前記１つの環状領域から隣接する環状領域へ変化し、該壁厚さは、複数の環状領域の場合、前記パイプボディの壁より厚い請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
壁がより厚い環状領域は、前記ソケット成形操作中において、外側へ突出して、シールリングを受け入れる前記パイプ用内側溝を画定する溝壁に変形される請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
二軸配向熱可塑性材料から、パイプボディを有するとともに一方または両方の端部分に一体型ソケットが設けられたパイプを製造する方法であって、二軸配向熱可塑性材料から予め製造された前記パイプは、ソケット成形装置を用いたソケット成形操作を受け、前記ソケット成形装置は、予め製造された前記パイプの端部の内部内へ滑動するソケット成形マンドレルを備え、前記端部は、適切な高温で、ソケットに成形され、その後、前記端部は冷却され、前記ソケット成形マンドレルは、前記端部から取り外され、前記ソケット成形装置には、前記パイプを前記ソケット成形マンドレル上に押し付けるために力を生じる加圧手段が設けられ、
前記加圧手段は、前記端部の自由縁に隣接する前記パイプ端部の環状領域に係合するように、かつ、前記マンドレル上に前記環状領域を押し付けるように設計されて、前記端部が前記マンドレルに押し付けられると、引っ張り応力が前記端部に生じるパイプ製造方法。
【請求項３２】
前記パイプが前記ソケット成形装置内に配置される前に、前記パイプ端部の自由端付近において、アンカーリングが前記パイプの内部に配置され、前記アンカーリングは、固定状態に前記端部内に取り付けられ、次に、前記アンカーリングは、前記マンドレル上に前記パイプを押し付けるための加圧手段に連結される請求項３１に記載のパイプ製造方法。
【請求項３３】
前記マンドレルは、前記マンドレルが前記加熱済み端部内に押し込まれた後に、前記ソケットの所望の内側形状に膨張する請求項３２に記載のパイプ製造方法。
【請求項３４】
前記アンカーリングの外径は、予め製造された前記パイプの内径より大きく、前記パイプの端部は、前記アンカーリングが配置される前に、前記端部内に嵌合する支持ブッシュにより内側を支持されて、加熱される請求項３１、３２または３３のいずれかに記載のパイプ製造方法。
【請求項３５】
前記アンカーリングは、適切な場合には、前記支持ブッシュに解放可能に連結でき、かつ、
前記端部を適切に加熱した後に、前記支持ブッシュが前記パイプ内にさらに押し込まれ、前記アンカーリングが前記端部に達して、その結果、前記端部の直径は、前記アンカーリングの場所において伸びる請求項３４に記載のパイプ製造方法。
【請求項３６】
前記アンカーリングの内径は、前記アンカーリングが滑動する前記ソケット成形マンドレルの部分の外径より大きい請求項３１から３５のいずれかまたは２以上の請求項に記載のパイプ製造方法。
【請求項３７】
前記端部が冷却された後、前記最も外側の環状領域は、前記アンカーリングを内部に伴って、例えば、ソーイングまたはミリングによって前記パイプから除去される請求項３１から３６のいずれか又は２以上の請求項に記載のパイプ製造方法。
【請求項３８】
二軸配向熱可塑性材料から、パイプボディと、一方または両方の端部分に一体型ソケットとを有したパイプを製造する方法であって、二軸配向熱可塑性材料から予め製造された前記パイプは、ソケット成形装置を用いたソケット成形操作を受け、前記ソケット成形装置は、予め製造された前記パイプの端部内部へ滑動するソケット成形マンドレルを備え、該端部は、適切な高温で、ソケットに成形され、その後、前記端部は冷却され、前記ソケット成形マンドレルは、前記端部から取り外され、
前記端部は、前記ソケット成形マンドレルの導入前に、第１の温度、例えばガラス転移温度を少し超える温度に加熱され、次に、前記端部の自由端に隣接した前記端部の最も外側の環状領域のみが、前記第１の温度より高い第２の温度に加熱され、その後に、前記ソケット成形マンドレルが、前記端部内に導入され、前記第２の温度の環状領域は、前記ソケット成形マンドレルに拡張型溝形成エレメントが設けられている場合には、好適には、前記溝形成エレメントの場所に配置されることを特徴とするパイプ製造方法。
【請求項３９】
前記ソケット成形マンドレルに前記端部を押し付けるために必要な力を測定する測定手段が、設けられ、前記ソケット成形マンドレルンの導入中において、必要な力が著しく増すことは、前記第１の温度の端部の部分が、前記ソケット成形マンドレル上に押し付けられていることを示す請求項３８に記載のパイプ製造方法。
【請求項４０】
請求項１から３９の複数を組み合わせることによるパイプ製造方法。
【請求項４１】
請求項１から４０のいずれか又は２以上の請求項に記載のソケット成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、二軸配向熱可塑性樹脂材料から製造されるパイプに関する。特に、本発明は、一体型ソケットをこのタイプのパイプに適用する方法に関し、その結果、パイプは、例えば水、ガスなどを運ぶためのパイプラインを形成するために、ソケット連結部を介して相互に連結することができる。
【０００２】
国際出願公開第ＷＯ９５／２５６２６号明細書が、二軸延伸パイプとしても知られる二軸配向プラスチックパイプを製造する方法を開示している。この方法において、延伸されたパイプは、パイプの軸方向及び接線（円周）方向から見て、断面が全長に渡り均一、すなわち、壁の厚さ及び直径が均一であり、また全長に渡り延伸倍率が均一である。
【０００３】
請求項１及び１２の前文が基礎とする国際出願公開第ＷＯ９７／３３７３９号明細書は、二軸配向熱可塑性材料からパイプを製造する方法を開示しており、該パイプは、パイプボディと、端部の一方または両方に一体型挿入ソケットとを有する。この既知の方法は、二軸配向熱可塑性材料から予め製造されたパイプを対象とし、該パイプは、例えば、国際出願公開第ＷＯ９５／２５６２６号明細書に記載の方法を使用して形成可能である。このパイプは、次に、ソケット成形装置によりソケット成形操作を受け、該ソケット成形装置は、ソケット成形マンドレルを備える。ソケット成形マンドレルは、予め製造されたパイプの一方の端部の内部に導入され、該端部は、適切な高温でソケットに成形されて、その後に、端部は冷却され、ソケット成形マンドレルは端部から取り外される。
【０００４】
請求項１の前文による方法はまた、国際出願公開第ＷＯ９７／１０９４２号明細書から知られている。この場合においても、出発点は、二軸配向プラスチック材料から予め製造されたパイプであり、該パイプには、一体型挿入ソケットが設けられる。
【０００５】
二軸配向熱可塑性材料からパイプを製造する分野におけるあらゆる開発にも拘わらず、また、特にこのタイプのパイプにおいてソケットを成形する分野において、このタイプのパイプのソケットには、荷重テストのもとで、パイプに不安定部分がなおあることが分かった。特に、パイプのパイプボディよりも、ソケットの方が早く撓んでしまい、よって、ソケットは、望ましくないことだが、パイプの耐荷重能力を制限してしまう。
【０００６】
本発明の種々の態様は、上述のタイプのパイプが、一方または両方の端部分に一体型ソケットを伴い製造され得る方法を提案することを目的とする。
【０００７】
第１の態様によれば、本発明は、請求項１の前文に係る方法を提供し、該方法は、
パイプの未加熱端部の軸方向の両方の端部分を取り付けるステップと、
１つまたはそれ以上のステップにおいて、前記取り付けられた端部を適切なソケット成形温度に加熱するステップと、
前記端部の内側における流体圧力及び／または前記端部の外側における真空によって前記軸方向に取り付けられる端部を膨張するステップと、
を含み、前記膨張は、適切な場合には、早ければ端部の加熱中に開始可能であることを特徴とする。
【０００８】
従って、この方法によって、端部を膨張させて、関連の端部の軸方向の両方の端部分で取り付けることができる。このように取り付けることによって、端部の加熱中に、軸方向における端部のいかなる収縮も制御できる。
【０００９】
好適な実施形態において、未加熱端部内に嵌合する拡張型のソケット成形マンドレルを有したソケット成形装置を用い、本方法はまた、
好適には前記ソケット成形マンドレルが前記端部に圧力をそれほど掛けずに、前記加熱された端部の膨張後または膨張中においても前記ソケット成形マンドレルを拡張するステップと、
前記端部が前記拡張したソケット成形マンドレル上に収縮し前記端部が所望の形状のソケットになるように、前記端部上において前記内側の流体圧力及び／または外側の真空を軽減するステップと、
前記端部の寸法が安定するまで前記端部を冷却するステップと、
前記ソケット成形マンドレルを後退させて、その後に前記ソケット成形マンドレルを前記端部から取り外すステップと、
を含む。
【００１０】
従って、この方法において、ソケットの成形、特に内側の成形は、拡張可能なマンドレルを用いて行われるが、端部の膨張に必要な力は、マンドレルにより伝達されないかまたは殆ど伝達されない。これによって、望ましくない、端部の延伸倍率の局所的な変化、望ましくない端部の局所的な超過荷重、及び（主としてマンドレルのエレメント間の種々の継ぎ目の場所における）端部への損傷のようなあらゆる種類の問題が回避される。
【００１１】
第２の態様によれば、本発明は、請求項１２の前文に係る方法を提供し、ソケット成形マンドレルをパイプの端部内に導入した後、かつ、ソケットに変形された端部を冷却する前に、パイプの端部または、前記端部の環状領域が、軸方向端部分の一方において実質的に静止位置に保持されるとともに、パイプの他方の軸方向端部分は、ソケット成形装置に関連付けられた移動手段により静止した軸方向端部分に対して軸方向に移動されて、前記端部またはそれの関連の環状領域が、軸方向に伸長されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様は、既知の方法において、例えば、国際出願公開第ＷＯ９７／３３７３９号及び第ＷＯ９７／１０９４２号明細書に説明された方法において、ソケットにおけるプラスチック材料の軸方向の延伸としても知られる軸方向の配向、及び／または、ソケットからパイプボディへの移行部分の制御はまた不十分であるという見識に基づく。既知の方法において、特に、端部を加熱することによって、プラスチック材料が少なくとも軸方向において非配向状態に戻り得ることから、軸方向の延伸のロスがある。さらに、既知の方法において、そのロスは、ソケット成形マンドレル上に押し付けられる際に加熱済みパイプに掛かる圧縮力により起こる。
【００１３】
既知の方法は、この延伸倍率のロスを制御するのに役立つ方法を提供せず、その結果、ソケット内におけるプラスチック材料の最終的な軸方向の延伸倍率は、変化し得る。これによって、最終的に製造される挿入ソケットを有したパイプの品質が低下してしまう。
【００１４】
本発明の第２の態様によって、より遅い段階においてソケット成形プロセスの開始時に望ましくない軸方向の延伸倍率のロスを補償可能である。これは、最終的に製造されるパイプのソケットにおける軸方向延伸倍率が、終始少なくとも所望の数値にされ、さらには、事前に設定された比較的狭い範囲に制限されることを意味する。ソケットのプラスチック材料が、好適なことが多いがパイプボディの軸方向の延伸倍率と同一の軸方向の延伸倍率を有するか、または、パイプボディの軸方向の延伸倍率より大きくすることさえできることを保証可能である。これによって、軸方向の延伸の程度を精確に制御できる。国際出願公開第ＷＯ９７／３３７３９号及び第ＷＯ９７／１０９４２号明細書に説明されるように、予め製造されたパイプを、断面が全長に渡り均一でかつ軸方向及び接線方向における伸長が全長に渡り均等であるタイプにできることを指摘すべきである。
【００１５】
しかしながら、本適用の文脈内において、ソケットに変形される端部の壁がパイプの残りの部分より厚い、二軸配向プラスチック材料から予め製造されたパイプを基礎として作用することはまた、着想可能であり有利でさえある。端部の壁厚さは、均一とすることができる。端部を、壁厚さの異なる複数の環状領域から構成することも着想可能である。
【００１６】
本発明の文脈内において、例えば軸方向延伸倍率がパイプの残りの部分と異なりそれよりも大きいソケットに変形される、二軸配向プラスチック材料から予め製造されたパイプの端部を着想可能である。
【００１７】
上の段落において述べたように二軸配向プラスチック材料からパイプを製造する方法は、先行公開されていない、本出願人の出願第ＰＣＴ／ＮＬ００／００１３８号明細書に説明されている。
【００１８】
得られるソケットは、複雑な形状とすることができる。例として、パイプの内側で、異なる直径の円周領域を形成する、直径の異なった円周方向波形にすることができる。ソケットの壁厚さは、パイプの長手方向で見て、例えば他の場所より重荷重にさらされる適切な場所で変化させ厚くすることができる。
【００１９】
１つの可能な実施形態において、予め製造されたパイプの端部が、端面から見て、相互に隣接しかつ壁厚さが１つの環状領域から隣接の環状領域へ変化する複数の環状領域を備えるようにでき、この場合、複数の環状領域における壁は、パイプボディの壁よりも厚くなる。従って、端部の壁厚さは、パイプボディの壁厚さと異なる複数の値にすることができ、それは、これから実行されるソケット成形操作と、ソケットに課される要件とによって異なる。
【００２０】
好適な実施形態において、パイプボディより壁が厚い環状領域は、ソケット成形操作中に、外側に突出するとともにソケット内に、シールリング受け入れ用の内側溝を画定する溝壁に変形可能であり、溝壁の軸方向延伸倍率は、ソケットの残りの部分の軸方向延伸倍率と少なくとも等しい。
【００２１】
本発明の第３の態様はまた、二軸配向熱可塑性材料から予め製造されたパイプに形成されるソケットの延伸倍率を制御する方法に関連する。
【００２２】
上にすでに説明したように、国際出願公開第ＷＯ９７／１０９４２号及び第ＷＯ９７／３３７３９号明細書において説明された既知の方法では、パイプの加熱済み端部がソケット成形マンドレルに押し付けられている際にこの端部に圧縮力が掛かる結果として、パイプの端部において軸方向延伸のロスが生じる。国際出願公開第ＷＯ９７／１０９４２号明細書において、例えばソケット成形マンドレルに平滑面を設けることにより、かつ／または、マンドレルと、その上を滑動するパイプの端部との間に潤滑剤を用いることにより、この圧縮力を制限することが提案される。これらの方法は、実際に有効であるが、ソケットの最終的な延伸の制御は不十分にしかできない。さらに、たとえ圧縮力が低減しても、その結果、高温で自然に緩和が生じることから軸方向の延伸のロスが生じ、まだ残っている圧縮力によりそのロスが増加することになる。
【００２３】
本発明の第３の態様の意図は、制御可能性が増すようにソケット成形マンドレルを加熱済み端部内に導入する方法を提供することにある。特に、本発明の第３の態様は、この段階においてパイプの加熱済み端部の望ましくない圧縮を完全にまたは実質的に回避することを意図する。
【００２４】
この目的のために、本発明の第３の態様は、請求項２７に係る方法を提供する。
【００２５】
本発明の第４の態様はまた、ソケット成形マンドレルをパイプの加熱済み端部内に導入し、この段階中に端部に作用している圧縮力により生じる軸方向の望ましくない延伸のロスを妨げることに関する。
【００２６】
第４の態様によって、請求項３３に係る方法を行うことによって軸方向延伸の望ましくない低減を妨げるかまたは減少させることができる。
【００２７】
本発明の上述の態様は、別々に、しかしながら種々に組み合わせても利用可能であり、これらの適用は、本出願の範囲内であることが、明らかだろう。
【００２８】
図面を参照して以下に本発明を説明する。
【００２９】
前もって製作された二軸配向熱可塑性材料からなるパイプに一体型ソケットを適用する１つの方法を、図１ａ、図１ｂ及び図１ｃを参照して以下に説明する。
【００３０】
本方法において、出発点は、前もって製作され二軸配向熱可塑性材料からなる、寸法が安定したパイプ５０であり、該パイプ５０の断面及び壁厚さは、この例では全長に渡り均一である。
【００３１】
本方法において、ブッシュの形状の支持ボディ５１を、パイプ５０の開放端を有した端部内に配置する。このボディの外径は、パイプ５０の内径にほぼ対応するとともに、有効長さが、成形されるソケットよりも長い。支持ブッシュ５１を中空にする必要はないことに留意すべきである。
【００３２】
支持ブッシュ５１に加えて、この場合に使用するソケット成形装置は、支持ブッシュ５１により内側から支持されるパイプ５０の端部の周りに配置される成形型５２を備える。成形型５２は、成形されるソケットの所望の形状に正確に対応する形状の成形型内壁を有する。
【００３３】
この例において、成形型５２は、底部成形型半部分５３と頂部成形型半部分５４とからなる。成形型半部分５３、５４は、移動手段（図示せず）により、成形型半部分５３、５４がパイプ５０の端部から間隔をおいて位置する後退位置と、成形型半部分５３、５４がパイプの端部を軸方向端部分において支持ブッシュ５１内に固定状態に締め付ける締め付け位置との間を相互に対して移動させることができる。この締め付け位置において、相互に隣接した成形型半部分５３、５４は、成形されるソケット形状の内壁を画定する。
【００３４】
成形型半部分５３、５４は、パイプ５０の端部を端部の両方の軸方向端部分において支持ブッシュに固定状態に締め付け、その結果、これらの軸方向端部分が、取り付けられる。
【００３５】
好ましくは、支持ブッシュ５１は、取付に役立つようにレリーフまたは他の摩擦を大きくする構造を伴って、パイプ５０の端部が取り付けられる場所に設けられる。この例では、ゴム製Ｏリング６０、６１が、支持ブッシュ５１内の円周溝内において、これらの場所にそれぞれ配置される。
【００３６】
このように取り付けられた場合のみ、端部は、適切な場合にはいくつかのステップにおいて、適切なソケット成形温度に加熱される。
【００３７】
この例では、チャネル５５、５６が、設けられ、また、チャネル５５、５６中において液体を循環させるために成形型半部分５３、５４内に対応の接続部５７ａ、５７ｂ及び５８ａ、５８ｂが設けられる。
【００３８】
この例では、支持ブッシュ５１内にある液体を制御可能に循環させるために循環チャネル５９も設けられる。
【００３９】
高温の液体、例えば９５度の水をチャネル５５、５６及び５９中に循環させることによって、支持ブッシュ５１上に取り付けられたパイプ５０の端部を適切なソケット成形温度に加熱することができる。
【００４０】
図１ａ及び図１ｂにおいて図示したように、端部の加熱は、実質的にソケットに変形される部分に関連することに留意すべきである。図面ではＯリング６０で、パイプの自由端から離れた端部の軸方向端部分が取り付けられた場所は、意図的に加熱しない。この領域を加熱しないことによって、この場所におけるパイプ５０への損傷が妨げられる。
【００４１】
支持ブッシュ５１はまた、支持ブッシュ５１の外面において開口する、圧縮流体用の供給チャネル６２と、好ましくはまた、前記外面内に配置される、圧縮流体用の流出チャネル６３とを備える。
【００４２】
端部が十分に加熱されると、端部が膨張するように、圧縮流体、例えば圧縮液体が、チャネル６２を介して支持ブッシュ５１と端部との間に強制流入される。次に、支持ブッシュ５１と端部との間に形成された空間内において、前記液体が、チャネル６３を用いて循環する。液体は加熱することが好ましい。
【００４３】
端部の膨張は、端部が成形型５２の内壁に当接するまで続けられて、よってソケットが所望の形状になる。
【００４４】
次に、端部は、冷却され、端部内の内部圧力は、端部の寸法が安定するまで維持される。好適には、チャネル６２、６３を介して冷却用液体、例えば冷水を循環させることにより冷却を行い、適切な場合には、この液体の温度は、徐々に低減させる。冷却用液体はまた、チャネル５５、５６及び５９を介して循環させる。プロセスにおいて、冷却中に端部が成形型５２の内壁に圧接された状態を維持するように、内部圧力を維持することが好ましい。適切な場合には、端部がさらに低温になると圧力を増加し、このようにしてプラスチック材料強度が増加することに対する補償を行う。
【００４５】
ソケットに変形される端部の寸法が安定した後、内部圧力を軽減し、成形型５２を開くことができる。次に、パイプ５０を成形型５２から取り出し、支持ブッシュ５１をパイプ５０から取り外す。
【００４６】
最後に、自由端部に隣接した、パイプ５０の取付領域６５を（図１ｃにおいて点線６６に沿って）取り除き、一体型ソケットを有するパイプ５０が、完成する。
【００４７】
図１ａから図１ｃに関して説明した方法の変形において、端部を加熱するために端部と成形型５２との間の空間内における加熱した液体の循環が利用される。
【００４８】
別の変形において、端部の取付場所同士の間の領域内において、支持ブッシュの直径を端部の内径より若干小さくすることができ、その結果、支持ブッシュと端部との間に環状空間が存在する。この場合、端部を加熱するために、この空間内に高温の液体を循環させることが可能であり、圧縮液体が、端部の収縮を妨げる。
【００４９】
さらなる変形において、上述の変形を組み合わせて、内側側面及び外側側面上に高温の液体を循環させることにより端部を加熱する。
【００５０】
端部の内側側面及び外側側面上の液体層によってもまた、膨張中において、端部の内側側面に沿った空間への液体供給を調節することにより端部の膨張を、かつ、端部と成形型との間の空間からの液体の排出を、正確に制御可能である。特に、このような調節は、前記液体の圧力を基礎として行うことができる。
【００５１】
二軸配向プラスチック材料により予め製作されたパイプにソケットを適用する好適な方法を、ここで図２ａから図２ｄを参照して説明する。
【００５２】
本方法では、パイプ１００の端部の周りに取り付けられる成形型１２０と組み合わせてソケット成形マンドレル１１０を使用する。
【００５３】
ソケット成形マンドレル１１０は、後退位置と拡張位置との間を移動させることができる成形エレメント１１１を有した膨張型である。この例では、成形エレメント１１１には、隆起部１１２を備え、該隆起部１１２の目的は、最後に形成されるソケット内においてシールリングを受け入れるための内側溝を形成することである。前方側面において、ソケット成形マンドレル１１０には、前の方で説明したように、内部にＯリング１１５がある安定支持部１１４を備える。後方側面に支持部１１６もある。
【００５４】
成形型１２０は、２つの成形型半部分１２１及び１２２からなり、これらは、成形型半部分５３、５４に関して説明したように相互に対して動き得る。
【００５５】
本方法において、ソケット成形マンドレル１１０は、後退状態において成形エレメント１１１を伴い未加熱端部内へ導入することができる。次に、成形型部１２１及び１２２を端部上に配置して、端部が、一方で成形型部１２１及び１２２と、他方でマンドレル１１０の支持部１１４及び１１６との間において軸方向両端部分において締め付けられるようにする。締め付けは、パイプ１００の端部の両端部分が取り付けられるように行われる。
【００５６】
ソケット成形マンドレル１１０には、供給チャネル１１７及び流出チャネル１１８が設けられ、これらを使用して、成形エレメント１１１と端部との間の空間内に流体を循環させることができる。
【００５７】
成形型部１２１、１２２には、成形型部１２１及び１２２中への液体循環用の内部チャネル１２３、１２４が設けられて、成形型部１２１、１２２の温度を制御することができる。さらに、成形型１２０には、供給チャネル１２５及び流出チャネル１２６が設けられ、これらを使用して、端部と成形型１２０の内壁１２７との間の空間内に流体を循環させることができる。
【００５８】
この例では、内壁１２７の形状は、形成されるソケットの所望の形状にほぼ対応し、内壁１２７内には溝１２８も見いだすことができる。
【００５９】
図示していない変形では、成形型壁が作成されるソケットと同様の形状である成形型は使用されず、それよりも、最後に作成されるソケットに対してかなり大きなチャンバー壁を有するチャンバー部材が使用される。
【００６０】
図２ａに示した状態において、端部の加熱が開始される。これは、好適には、ソケット成形マンドレル１１０と端部との間の空間内と、端部と成形型１２０との間の空間内とにおいて高温の液体を循環させることにより行われる。この液体は、好適には、ほぼ所望のソケット成形温度に徐々に加熱される。
【００６１】
加熱中に、または適切な場合にはその後に、端部は、上述の空間への液体の供給を適切に調節することにより膨張して、図２ｂに示した状態に達する。この状態において、端部は、成形型１２０の内壁に当接している。
【００６２】
次に、マンドレル１１０の成形エレメント１１１は、拡張位置に移動して、図２ｃに示した状態に達する。
【００６３】
ここで、端部とソケット成形マンドレル１１０との間の接触は、成形型１２０と端部との間に圧力を発生させることにより促進可能である。圧力が端部の内部において維持されることもまた有利であり、ここで、この圧力は、端部がマンドレルと当接はするがソケット成形エレメント１１１同士の間の間隙内に貫入しないように選択する必要があることに留意すべきである。
【００６４】
変形態様において、マンドレル１１０の拡張は、早ければ端部の膨張中に開始され、この場合において、マンドレル１１０のどの場所も、端部上へ強く押し付けられないことが好ましい。
【００６５】
端部の冷却は、前記端部の寸法を安定させ、この冷却は、既述の液体の循環を利用して行うことができる。次に、マンドレル１１０の成形エレメント１１１を後退させる。パイプの締め付けを緩めた後、図２ｄに示すように、ソケット成形マンドレル１１０を引き出すことができる。最後に、端部の最も外部側の締め付けた軸方向端部を、線１３０に沿って取り除く。適切な場合には、次に、シールリングをソケット内に配置できる。
【００６６】
二軸配向熱可塑性材料から予め製作されたパイプに一体型ソケットを適用する代替方法を、図３ａ、図３ｂ及び図３ｃを参照して以下に説明する。
【００６７】
これらの方法は、この例では全長に渡り軸方向及び円周方向に壁厚さと延伸とを均一にして、予め製作された二軸配向熱可塑性材料からなるパイプ７０に作用するが、これは、ここで説明する方法に必須ではない。
【００６８】
１つの典型的な方法において、直径がチューブ７０の内径にほぼ対応するとともに有効長さが、形成されるソケットより長い支持ブッシュ７１を、チューブ７０の開放端を有する端部内に配置する。支持ブッシュ７１は中空にする必要はないことに留意すべきである。
【００６９】
支持ブッシュ７１に加えて、ここで用いるソケット成形装置はまた、支持ブッシュ７１により内側を支持されるパイプ７０の端部の周りに配置される成形型７２を備える。成形型７２は、形成されるソケットの所望の形状に対応した形状の内壁７５を有する。
【００７０】
この例において、成形型７２は、底部成形型半部分７３と頂部成形型半部分７４とから組み立てられる。成形型半部分７３、７４は、成形型半部分７３、７４とパイプ７０の端部との間隔があく後退位置と、成形型半部分７３、７４がパイプ７０の端部を支持ブッシュ７１上に固定状態に締め付ける締め付け位置との間において、図式的に示した駆動手段８０ａ、８０ｂにより、相互に移動可能である。この締め付け位置において、相互に隣接する成形型半部分７３、７４は、形成されるソケットと同じ形状の連続した内壁７５を画定する。
【００７１】
支持ブッシュ７１及び成形型７２の重要な詳細は、２つの部材が軸方向に分離することである。従って、支持ブッシュ７１は、第１の部分７１ａと第２の部分７１ｂとを有し、それらは、軸方向に見て一方が他方の後ろに配置され、相互に軸方向に移動可能である。このために、部分７１ｂを軸方向に移動させることができる移動手段８１が設けられる。さらに、底部成形型部７３及び頂部成形型部７４はまた、第１の部分と第２の部分とを有し、これらは、軸方向に見て一方が他方の後ろに配置され、相互に軸方向に移動させることができる。これらの部分は、参照番号７３ａ、７３ｂと、７４ａ、７４ｂとで示す。さらに、成形型７３ａ、７４ａに対して軸方向に成形型部７３ｂ、７４ｂを移動させることができる移動手段７９がある。
【００７２】
軸方向の分割位置は、成形型壁７５内の溝７６とされ、該溝７６は、シールリング（図示せず）が内部に収容される溝７６ｂのための、パイプ７０のソケット内に形成される溝壁７６ａを画定する。
【００７３】
例として、簡略化のために図３ｂにおいて省略した移動手段は、液圧式または空気圧式シリンダーであるが、移動手段を他の方式とすることもできることは明らかである。
【００７４】
成形型半部分７３、７４の第１の部分７３ａ、７４ａは、パイプ７０の自由端から遠い方の、端部の軸方向端部分の場所において、パイプ５０の端部を第１の支持管状部分７１ａ上に締め付ける。第２の部分７３ｂ、７４ｂは、締め付け位置において、端部の他方の軸方向端部分を支持ブッシュ７１の第２の部分７１ｂ上に固定状態に締め付ける。
【００７５】
チューブ７０の端部は、支持ブッシュ７１ａの部分が相互に当接すると上述のように取り付けられ、また、この例における成形型半部分７３、７４の部分もまた、相互に当接する（図３ａを参照）。
【００７６】
端部は、このように取り付けられた場合のみ、適切な場合にはいくつかのステップにおいて、適切なソケット成形温度に加熱される。加熱は、例えば、図１ａから１ｂを参照して説明したのと同様に行うことができる。例として、高温の水を、循環ライン７８を介して成形型７２中に循環させる。
【００７７】
図３ｂの上半分において見られるように、端部が所望の温度に達すると、相互に軸方向に位置する支持ブッシュ７１及び成形型半部分７３、７４の両部分が、移動して離れる。プロセスにおいて、これは、本方法に重要であり、端部の軸方向端部分の取付が維持されて、結果として、前記端部が軸方向に伸長される。
【００７８】
支持ブッシュ７１には、支持ブッシュ７１の外側面において開口する圧縮流体用供給チャネル８２と、好適には前記外側面で開口する圧縮流体用流出チャネルとが設けられることもまた、図３ｂにおいて分かる。
【００７９】
この典型的な方法において、さらに、端部が膨張するように、圧縮流体、例えば圧縮液体が、チャネル８２を介して支持ブッシュ７１と端部との間に流入される。次に、支持ブッシュ７１と端部との間において形成される空間内における前記液体の循環が、チャネル８３を利用して行われる。液体は加熱されることが好ましい。
【００８０】
端部がこのように膨張すると同時に、この例では、支持ブッシュ７１の両部分と成形型半部分７３、７４の両部分との間の軸方向の距離は、徐々に低減する。これによって、端部は、ここで再度相互に接触した成形型７２の両部分の内壁と当接して、ソケットの所望の形状が得られる。
【００８１】
次に、端部を冷却し、端部の寸法が安定するまで端部における内部圧力を維持する。次に、成形型を開き、支持ブッシュ７１をパイプ７０から取り外す。この場合においても、環状領域８６は、軸方向に硬化する前に、成形型部分７３ｂ、７４ｂと支持管状部分７１ｂとの間において締め付けられ、切断等が行われて、所望のソケットが完成する。
【００８２】
膨張のためにガスを用いる場合、成形型を余熱することが好ましい。さらに、変形した端部の冷却は、ある程度成形型を冷却することにより行うことが好ましい。
【００８３】
図３ａ、図３ｂに示した装置はまた、軸方向延伸倍率が実質的にパイプボディの軸方向延伸倍率と同じソケットを得る方法に用いることができる。
【００８４】
この場合において、パイプ７０の端部は、支持ブッシュ７１ａ、７１ｂの両部分が相互に軸方向に間隔をおいて配置されると上述したように取り付けられ、成形型半部分７３、７４の両部分もまた、相互に軸方向に間隔があく（図３ｂの上半分を参照）。
【００８５】
端部は、このように取り付けられた場合のみ、適切な場合にはいくつかのステップにおいて、適切なソケット成形温度に加熱される。加熱は、例えば図１ａ及び図１ｂを参照して説明したのと同様に行うことができる。
【００８６】
端部が所望の温度に達すると、図３ｂの下半分において見られるように、支持ブッシュ７１と、成形型半部分７３、７４の、軸方向に相互に後ろに位置する両部分とは、軸方向に相互に移動し得る。次に、成形型の壁７５は、再度連続した壁になる。
【００８７】
支持ブッシュ７１に、支持ブッシュ７１の外側面で開口する圧縮流体用の供給チャネル８２と、好適には、前記外側面で開口する圧縮流体用の流出チャネル８３とが設けられることが、図３ｂにおいても見られる。
【００８８】
さらに、本方法において、圧縮流体、例えば圧縮液体が、端部７０が膨張するように、チャネル８２を介して支持ブッシュ７１と端部との間に流入される。次に、前記液体は、チャネル８３を用いて支持ブッシュ７１と端部との間に形成された空間内を循環する。液体は加熱することが好ましい。
【００８９】
端部がこのように膨張すると同時に、この例では、支持ブッシュ７１と、成形型半部分７３、７４の両部分との間の軸方向の距離は、徐々に低減する。適切に寸法決めすることによって、この軸方向の距離は、ソケットの壁の軸方向の長さがまったく変化しないように、ソケット内のシールリング用溝７６ｂのための溝壁７６ａの形状を考慮して、低減させることができる。
【００９０】
最終結果として、端部が、ここで相互に接触した成形型７２の両部分の成形型壁７５に当接する。
【００９１】
次に、端部は、例えば熱水に代えて冷水を用いて内部圧力を発生させることにより冷却され、端部における内部圧力は、端部の寸法が安定するまで維持する。次に、成形型７２を開き、パイプ７０から支持ブッシュ７１を取り外す。この場合においても、軸方向の硬化前に成形型部分７３ｂ、７４ｂと支持管状部分７１ｂとの間において締め付けられた環状領域８６に切断等を行って、所望のソケットを完成する。
【００９２】
上述の方法、特に図１−ｃ及び図３−ｃを参照して説明した方法もまた、最後に作成されるソケットの中間形状を作成するために利用可能であり、該中間形状は、次に、次の１つのステップまたは複数のステップにおいて最終的に所望されるソケットの形状に変えられることは明らかである。例えば、当業者にとって、上述の方法が、図４に示したように、一方の端に一体型の中間ソケットを有するチューブ９０を作るために利用可能であることの理解は容易である。この中間ソケットの寸法が安定すると、端部９２を線９３に沿って取り除いて、最終的に所望されるソケット形状より大きいソケットが得られる。次に、ソケット成形マンドレルをこの大きいソケット内に嵌合させることができ、このマンドレルは、例えば拡張型であり、溝形成エレメント及び／または上に配置され最終ソケット内に収容されるシールリングを有する。ソケット成形マンドレルがこの大きなソケット内に位置すると、中間ソケットを再加熱することができる。その結果、中間ソケットは、ソケット成形マンドレル上へ収縮する。プロセスにおいて、外部流体圧力は、好適には、収縮するソケット上に掛けられて、ソケットがソケット成形マンドレルと全ての箇所において接触することが保証される。次に、ソケットが冷却された後に、適切な場合にはマンドレルの溝形成エレメントを後退させた後に、ソケット成形マンドレルをソケットから取り外すことができる。
【００９３】
この方法において、支持ブッシュはまた、ソケット成形マンドレルによりパイプ内により深く押し込み、最終ソケットが成形された後パイプから取り外すことができる。適切な場合には、支持ブッシュ及びソケット成形マンドレルは、上述したように、単一のユニットを形成することができる。
【００９４】
ここで説明する方法において使用されるソケットマンドレルの設計はまた、一方で、所望の場合にはシールリングを内部に隣接して配置可能な、シールリング用溝がソケット内に形成されるように、他方で、ソケットが、チューブの自由端から見て前記シールリングを超える領域においてシールリングの付近の直径を最小にしてほぼ円錐形の設計となるようにすることができる。その結果、ソケット内に嵌合される他のパイプのその端部は、より広い角度範囲に渡ってソケット内に嵌合させることができる。
【００９５】
二軸配向熱可塑性材料からパイプを製造する本発明に係る方法を、図５から図８を参照してここで説明し、このパイプは、パイプボディと、端部分の一方または両方に一体成形される挿入ソケットを有する。
【００９６】
この方法の出発点は、二軸配向熱可塑性材料から製作されたパイプ１であって、該パイプ１は、この例では、長さに渡って均一の断面と、軸方向及び円周方向に渡って均等な延伸倍率を有する。
【００９７】
パイプ１は、ソケット成形装置を用いたソケット成形操作を受け、本発明に関連するそれらの部分をさらに詳細に説明する。
【００９８】
図５から図８は、支持ブッシュ２を示し、該支持ブッシュ２は、外径が予め製作されたパイプ１の内径にほぼ対応する。支持ブッシュ２の長さは、ソケット成形プロセス中において加熱されるパイプ１の開放端部の長さと少なくとも等しい。さらなる詳細は示さないがパイプ１の一方の端部において延びパイプ１の端部を領域３において適切なソケット成形温度に加熱可能な加熱手段が、支持ブッシュ２に配置される。
【００９９】
支持ブッシュ２に沿って、ソケット成形マンドレル４が、それらの間に円錐形移行リング５を伴ってある。
【０１００】
ソケット成形マンドレル４は、移行リング５と隣接する第１のマンドレル部分６と、第２のマンドレル部分７とを有する。第２のマンドレル部分７は、第１のマンドレル部分６の軸方向後ろに配置される。
【０１０１】
この例では、第１のマンドレル部分６及び第２のマンドレル部分７は、滑らかな円筒形で同じ直径の外側円周を有し、この直径は、成形されるソケットの内径に対応する。
【０１０２】
支持ブッシュ２は、移行リング５及び第１のマンドレル部分６と、単一のユニットを形成し、中央シャフト８を介して支持プレート９に取り付けられる。
【０１０３】
第２のマンドレル部分７は、第２のマンドレル部分７が軸方向に第１のマンドレル部分６からある距離を遠ざかって移動できるように、シャフト８上を前後に移動可能である。
【０１０４】
この軸方向の移動を行うために、液圧式アクチュエータ１０が設けられ、この場合には、第２のマンドレル部分７と支持プレート９との間に配置される。軸方向の移動はまた、全く異なる設計の移動手段を用いて行うこともできる。
【０１０５】
さらに、この例では、マンドレル部分７の周りに配置される２つの半円形のパイプ締め付け部材１２と、各締め付け部材１２用である関連の液圧式アクチュエータ１３とを備えた作動可能な固着手段１１が、第２のマンドレル部分７上に配置される。アクチュエータ１３を作動させることによって、マンドレル上に押し付けられたパイプ１の最も外側の環状領域が、所定位置において締め付けられるので、局所的に固着され得る。
【０１０６】
適切な場合には、第１のマンドレル部分６の場所に配置される固着手段をさらに設けることができる。これらの固着手段はまた、移行リング５または、移行リング５に近接した支持ブッシュ２に配置することができる。
【０１０７】
ソケット成形マンドレル４は、実質的に径方向に移動させてソケットの内側に溝を形成することができる複数の溝形成エレメント１５を有した拡張型である。この例では、溝形成エレメント１５が配置される周囲にコーン１６が設けられる。コーン１６は、関連付けられた液圧式アクチュエータ１７によってシャフト８に沿って軸方向前後に滑動させることができ、その結果、溝形成エレメント１５が後退位置と拡張位置との間を移動可能となる。この種の解決は、拡張型のソケット成形マンドレルについて一般に知られていることに留意すべきである。
【０１０８】
次に、図５から図８を参照してソケット成形装置を用いてソケットをパイプ１上に成形する方法をさらに詳細に説明する。
【０１０９】
第１の例において、周囲温度であるパイプ１の端部が、支持ブッシュ２上に押し付けられて、端部が内側から支持される。次に、加熱手段（図示せず）を作動させて、領域３における端部が、一体型ソケット（図５を参照）を成形するために適切な温度まで加熱される。加熱の結果、パイプ端部の軸方向の収縮が生じ得、その結果、これによって、この段階で端部の壁厚さが増す。端部が所望の温度になると、端部は、ソケット成形マンドレル４上に押し付けられる。これは、例えば、パイプ１を支持プレート９に押し付けることによって、行うことができる。代わりに、支持プレート９を、それに取り付けられた全ての部品を伴って、パイプ１に押し付けることができる。
【０１１０】
端部の直径は、移行リング５上方を通過した結果、プロセスにおいて広がる。
【０１１１】
端部は、図２に２０で示した、端部の最も外側の環状領域がパイプ締め付け部材１２と第２のマンドレル部分７との間に位置するように、ソケット成形マンドレル４（図６を参照）上をある程度まで押し付けられる。次に液圧式アクチュエータ１３が作動された結果、マンドレル上に押し付けられたパイプ１の環状領域２０は、所定位置において締め付けられ、このようにして局所的に固着される。
【０１１２】
環状領域２０が所定位置において締め付けられた後、第２のマンドレル部分７は、アクチュエータ１０（図７を参照）によって、第１のマンドレル部分６に対して軸方向に移動する。パイプ１が実際移行リング５の場所において静止位置に保持されるので、マンドレル部分７をこのように移動させることによって、パイプ１の端部が軸方向に伸長される。上述したように、静止マンドレル部分６或いは、移行リング５または支持ブッシュ２に対してパイプ１を取り付けるために、追加の取付手段を設けることができる。例として、パイプ１は、真空を利用して支持ブッシュ２または移行リング５に対して取り付けられる。
【０１１３】
第２のマンドレル部分７が軸方向に移動するために、ギャップ２１が、前記第２のマンドレル部分７と第１のマンドレル部分６との間に形成される。
【０１１４】
一般に知られるように、ソケットの成形に適切な温度において、二軸配向熱可塑性材料は、最も収縮しやすく、その結果、プラスチック材料がギャップ２１内に貫入するという問題が生じ得る。これは、成形されるソケットの内側に望ましくない損傷を与えることになりかねない。ギャップ２１内へのこの貫入を妨げるために有効なガス圧力（適切な場合には液圧）をギャップ２１の場所において端部の内側にかけることができるので、ギャップ２１内への端部の貫入が妨げられる。その代わりとして、またはこの方法と組み合わせて、（薄い壁で囲む）カバー用スリーブが、ソケット成形マンドレル４上を軸方向前後に滑動するようにでき、このカバー用スリーブは、パイプ１の端部が軸方向に伸長される際に形成される、第１のマンドレル部分と第２のマンドレル部分との間のギャップ２１を覆うために使用される。
【０１１５】
溝形成エレメント１５が、コーン１６及びアクチュエータ１７によりギャップ２１から外側に押し出されることが図８から分かり得る。結果として、最終的に形成されるソケット内においてシールリングを受け入れるために使用可能な内側円周溝が、プラスチック材料に形成される。ここに示したソケット内の溝が、一例に過ぎず、複雑な形状を含めた多数の異なる形状にできることが明らかとなるだろう。変形例において、ソケット成形中にシールリングを直接取り付け可能であり、その場合、このリングは、ソケット成形マンドレルから外側に押し出される。
【０１１６】
それ自体は既知であるが、このシールリングはまた、パイプ１の端部を押し付ける時に、前もってソケット成形マンドレルの外面上に配置しておくことができる。
【０１１７】
端部がソケットに変形されるとすぐに、端部は、ソケット成形マンドレル及び溝形成エレメント１５により内部が支持されたまま冷却することができる。次に、溝形成エレメント１５は、後退位置に移動し、パイプ１は、パイプ締め付け部材１２がパイプの締め付けを緩和した後に、ソケット成形装置から取り出すことができる。
【０１１８】
パイプ締め付け部材１２とパイプ１との係合によって、例えば望ましくないくぼみを有することによって、ソケットの一部分を形成するパイプの前記最も外側の環状領域が、不適切なものになりかねない。このような場合、例えばミリングまたはソーイング操作により、パイプの関連性のある環状領域を取り除くことができる。この場合、この操作はまた、ソケットの端部分において縁を面取りすることに利用できる。
【０１１９】
加熱した端部に所定の軸方向の伸長を行う方法によって、最終的に得られるソケット内におけるプラスチック材料の軸方向の延伸を精確に制御できることが、明らかとなるだろう。これは、ソケットの品質、特にソケットの耐荷重能力に対して非常に重要であり、従って、パイプ１全体の品質を左右する重要性を有する。パイプ１の端部が軸方向に伸長されるということは、端部の軸方向の延伸倍率が、必ずしも、ソケット成形前の軸方向の延伸倍率を超える必要はないことを意味する。例が示すように、端部が、最初に加熱され、次に移行リング５上において押し付けられる。両態様によって、軸方向の延伸が低減することになり、これは、次の軸方向の伸長によって完全にまたは部分的に補償され得る。しかしながら、その伸長ではまた、最終的な軸方向延伸倍率がもとの軸方向延伸倍率よりも実際に大きくなるようにすることができることは明らかである。本出願人が行った荷重テストから、多くの場合において後者の状況が有利であることが明らかだと分かった。
【０１２０】
取り付ける場所を適切に選択することによって、上述の軸方向の伸長が行われる領域を画定することができる。従って、伸長は、例えば、変形されてソケットを形成する端部の一部分に制限することができる。
【０１２１】
軸方向の伸長の程度は、適切な場合には、一部を形成する壁厚さ測定手段である制御ユニットにより制御可能であり、該測定手段は、軸方向の伸長中に端部または関連の環状領域の壁厚さを測定するために設けられる。特に、所望の壁厚さに達するまで軸方向の伸長を行うことが可能である。軸方向の伸長に必要な力を測定するための加圧センサー手段も存在し得る。
【０１２２】
１つの例では、ソケットが成形される前において、パイプ１の端部の、断面と、軸方向及び接線方向の伸長の程度とは、パイプの残りの部分と同じである。しかしながら、説明する方法ではまた、すでに製造されているとともにパイプの残りの部分より壁が厚い端部を有するパイプから加工可能であることが有利である。この場合、ソケット成形操作前における端部の軸方向の延伸は、好ましくは、パイプの残りの部分の軸方向延伸より大きいか等しい。
【０１２３】
変形例では、予め製造されたパイプの端部が、端面から見て相互に隣接した複数の環状領域を有し得、該複数の環状領域の壁厚さは、１つの環状領域から次の環状領域へ変化するとともに、パイプボディの壁厚さより厚い。
【０１２４】
有利には、壁厚さがより厚い端部の環状領域は、ソケット成形操作中に変形されて、外側に突出するとともに、シールリングを受け入れためのパイプの内側溝を画定する、溝壁を形成する。
【０１２５】
図９から図１１は、二軸配向熱可塑性材料から予め製造されたパイプ３０上にソケットを成形するための、異なるソケット成形装置を示す。
【０１２６】
該装置は、支持ブッシュ３１を備え、それと一直線に、支持ブッシュ３１に取り付けられる移行リング３２と、ソケット成形マンドレル３３とがある。支持ブッシュ３１は、中央シャフト３４を介して支持プレート３５に取り付けられる。
【０１２７】
支持ブッシュ３１の外径は、予め製造されたパイプ３０の内径にほぼ対応する。この例では、ソケット成形マンドレル３３は、パイプ３０の外径に対応し滑らかで円筒形の外壁を有した簡易な設計であって、その結果、ソケットを簡単に挿入できる。ソケット成形マンドレル３３はまた、完全に異なる設計にしてもよいことは明らかである。
【０１２８】
図９に示したように、加熱手段が、ソケット成形に適切な温度にパイプ３１の端部を加熱するために、支持ブッシュ３１に設けられる。次に、ソケット成形マンドレル３３は、パイプ３０の加熱した端部内に導入される。
【０１２９】
端部内にソケット成形マンドレル３３を導入するために、アンカーリング３６が設けられ、該アンカーリング３６は、成形マンドレル３３の周りに取り付けられ、前記マンドレル３３に対して前後に滑動可能である。この例では、アンカーリング３６は、支持ブッシュ３１の方を向いた側に端部用の円錐形のランナップ面３７を、またその後ろに外側円周溝３８を有する。
【０１３０】
アンカーリング３６は、パイプ３０の端部の開放端の近傍において、パイプ３０の内部に導入して、前記端部内にアンカーリング３６が堅固に載るようにすることを意図したものである。
【０１３１】
この例では、パイプ３０の加熱した端部は、例えば支持プレート３５をパイプの方に押し動かすことにより、アンカーリング３６の方に押され、該パイプは、その時、他方の端を所定位置に保持されている。その結果、端部の最も外側の環状領域が、ランナップ面３７上を滑動し、二軸配向プラスチック材料が収縮する傾向があることによって、端部と溝３８とが係合する（図１０を参照）。
【０１３２】
アンカーリング３６は、側壁４０を有した管状部３９により軸方向に延びている。側壁４０とソケット成形マンドレル３３との間の空間に（管路４１を介して）圧縮されて作用する流体を供給した結果、アンカーリング３６は、強制的に移動される。その結果、アンカーリング３６は、ソケット成形マンドレル３３上においてパイプ３０の端部を引っ張って、図１１に示した状態に達する。
【０１３３】
ここに説明した方法の重要な側面は、ソケットに変形される端部が、ソケット成形マンドレル３３上において、先行技術において説明した方法における場合のように押し付けられるのではなく、その上を引っ張られるということである。ソケット成形マンドレル上において端部を引っ張ることによって、端部の軸方向の延伸倍率が、マンドレル上に押し付けた場合よりもさらに有利なものとなる。特に、軸方向の延伸のロスは、既知の方法による場合よりも少なくすることができ、適切な場合には、引っ張ることによって、軸方向の延伸倍率を大きくすることさえできる。
【０１３４】
この例では、端部は、ソケット成形マンドレル上を引っ張られた後に、冷却されて、ソケットの寸法が安定する。次に、アンカーリング３６上に締め付けられている環状領域が、ソケットの残りの部分から引き離されて、アンカーリング３６から除去される。その代わりとして、例えば、成形されたソケット内に永久に残るアンカーリングを設けることができる。アンカーリングは、端部がソケット成形マンドレル上にあるままで端部から引き出され、その後に、適宜、適切に（内側を）加熱することで、最も外側の環状領域がマンドレル上に収縮する。
【０１３５】
図５に図式的に示したように、端部の最も外側の領域４０を、端部の残りの部分４１より高い温度に加熱することができる。これは、一方で、前記最も外側の環状領域が高い可撓性を有するように行うことができ、その結果、アンカーリング３６上に端部を押し付ける力は殆ど必要ない。これによって、この段階中における端部の軸方向延伸のロスが低減する。他方で、変形されてソケットを形成する端部のその部分４１の温度を比較的低く維持することが有利であり、その結果、低温度であることによって、プラスチック材料の延伸のロスを殆どなくすことができると証明された。例として、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）パイプの場合、部分４１は、約８５から９０℃に加熱されるに過ぎず、また、好適には次に除去される最も外側の環状領域は、約１２０℃に加熱可能である。
【０１３６】
上述の方法の変形において、アンカーリングを、ソケット成形操作前にパイプの開放端部内に配置される別個のリングにすることができる。この場合において、加圧手段が、好適にはソケット成形マンドレルに配置され、該加圧手段は、アンカーリングに連結され、次に、ソケット成形マンドレル上においてアンカーリングを移動させて、その結果、端部がソケット成形マンドレル上を引っ張られる。
【０１３７】
アンカーリングは、広範囲の方法で設計可能であって、例えば、複数の部分から組み立て可能である。また、パイプ上における係合を改良する目的で、アンカーリング上に歯などを設けることができる。
【０１３８】
ソケット成形マンドレルを導入する前に端部が最初に第１の温度に加熱され、次に、端部の自由端と隣接する端部の最も外側の環状領域のみを、第１の温度よりも高い第２の温度に加熱し、その後に、ソケット成形マンドレルを端部内に導入することによる上述の方法はまた、アンカーリングが、ソケット成形マンドレル上に端部を押し付けることに使用されず、それ自体は既知であるが、圧縮力の影響下で導入が行われると有利である。高温で可撓性のある最も外側の環状領域は、次に、例えば、前記マンドレルの周りに配置され次にソケットを形成するシールリング上、または、マンドレルの溝形成エレメント上を含めて、大きな抵抗なしにソケット成形マンドレル上を滑動する。
【０１３９】
上述の方法の変形において、ソケット成形マンドレル上に端部を押し付けることに必要な力を測定するために測定手段を存在させることができる。この場合、ソケット成形マンドレルの導入中において必要なこの力がかなり増すことは、端部の第１の温度の部分がソケット成形マンドレル上を滑動していることを示す。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】
本発明の第１の態様が明示するように、二軸配向熱可塑性材料から予め形成されたパイプにソケットを形成する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図１ｂ】
本発明の第１の態様が明示するように、二軸配向熱可塑性材料から予め形成されたパイプにソケットを形成する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図１ｃ】
本発明の第１の態様が明示するように、二軸配向熱可塑性材料から予め形成されたパイプにソケットを形成する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図２ａ】
本発明の第１の態様に係る別の方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図２ｂ】
本発明の第１の態様に係る別の方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図２ｃ】
本発明の第１の態様に係る別の方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図２ｄ】
本発明の第１の態様に係る別の方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する）段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図３ａ】
本発明の第１及び第２の態様に係る代替方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図３ｂ】
本発明の第１及び第２の態様に係る代替方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図３ｃ】
本発明の第１及び第２の態様に係る代替方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図４】
通常より大きい一体型ソケットが設けられるとともに二軸配向熱可塑性材料から製作されたパイプと、支持ボディとの断面を図式的に示す図である。
【図５】
本発明の第２の態様に係る方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図６】
本発明の第２の態様に係る方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図７】
本発明の第２の態様に係る方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図８】
本発明の第２の態様に係る方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図９】
本発明の第３の態様に係る方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図１０】
本発明の第３の態様に係る方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【図１１】
本発明の第３の態様に係る方法で二軸配向熱可塑性材料から予め形成したパイプにソケットを成形する段階におけるソケット成形装置及びパイプの断面を図式的に示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004504959.tif 000057
2004504959.tif 000058
2004504959.tif 000059