Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch schweiss¬ bares Verbindungselement aus thermoplastischem Material zur Verbindung von Rohrleitungsteilen aus thermoplastischem Kunst¬ stoff, mit eingebautem Erwärmungsbauteil, sowie einem Informa¬ tionsträger zur Erkennung des Verbindungselementes und dessen schweisstechnischen Daten.

Rohre aus thermoplastischem Kunststoff werden zum Beispiel als Wasser-, Gas- und Abwasserleitungen verwendet, sowie für den Schutz elektrischer Leitungen und Wärmetransportrohren. Sie werden durch elektrisch schweissbare Verbindungselemente, wie Elektro-Schweissmuffen, Elektroschweiss-Fittings oder Elektro- Anbohrschellen, miteinander verbunden. Nachfolgend werden diese Verbindungselemente stets Elektro-Schweissmuffen ge¬ nannt. Um die gewünschten Schweissverbindungen herzustellen, müssen die Verbindungselemente eingebaute Heizmittel, wie bei¬ spielsweise Heizwendel aus Widerstandsheizdrähten, aufweisen. Wird an diese Heizwendel eine Spannung angelegt, so dass er von Strom durchflössen wird, führt die erzeugte Wärme zur Er-

hitzung des Materials an den Grenzzonen von Rohr oder Rohr¬ leitungsteil und Muffe. Diese werden so miteinander ver- schweisst.

Die Schweissenergie, das heisst das Produkt der Schweiss- parameter (angelegte Spannung, Strom durch die Heizwendel und Zeitdauer des Schweissprozesses), wird über ein Schweissger t geliefert. Je nach Ausführung dieses Gerätes werden die ein¬ zelnen Schweissparameter geregelt.

Um eine einwandfreie Schweissverbindung herzustellen, müssen diese Parameter optimal gewählt und geregelt werden. Sie vari¬ ieren jedoch mit der Art und Beschaffenheit der Elektro- Schweissmuffe. Hierbei muss die Umgebungstemperatur, be¬ ziehungsweise die Temperatur der Schweissmuffe mitberück¬ sichtigt werden.

Bekannte Schweissgeräte, bei denen bei der Wahl der Schweiss¬ parameter die Umgebungstemperatur mitberücksichtigt werden, weisen einen im Schweissgerat integrierten Temperaturfühler auf. Dadurch wird aber nur die Umgebungstemperatur, nicht aber die wesentlichere Temperatur der Elektro-Schweissmuffe selber gemessen. Da die Schweissgeräte bei Nichtgebrauch meist in den Werkzeugschuppen gelagert werden, die elektrisch schweissbaren Verbindungselemente aber im Freien, können starke Unterschiede zwischen gemessener Temperatur und effektiver Elektro- Schweissmuffentemperatur auftreten. Dies ist auch der Fall, wenn das Schweissgerat mit dem Temperaturfühler von der Sonne

aufgewärmt wird, die Elektro-Schweissmuffe aber im wesentlich kühleren Graben liegt.

Auch unabhängig von der Problematik des Temperaturfaktors ist man bestrebt, Fehler in der Einstellung der Schweissparameter zu vermeiden. Es ist bereits versucht worden, jede Elektro- Schweissmuffe mit spezifischen Erkennungsmerkmalen zu ver¬ sehen, so dass sie automatisch vom Schweissgerat identifiziert werden kann.

Aus GB-A-2'137'026 ist eine Elektro-Schweissmuffe bekannt, in die ein spezifischer Codewiderstand integriert ist. Das Schweissgerat misst den Widerstandswert und wählt selbsttätig die zur Schweissmuffe gehörenden Schweissparameter. Dieser Code referiert an ein Elektro-Schweissmuffentyp-spezifisches Schweissprogramm, welches im entsprechenden Schweissgerat ge¬ speichert ist. Da nur ein einziger Wert, der Widerstandswert, als gespeicherter Code existiert, können keine weiteren In¬ formationen ans Schweissgerat geliefert werden.

In EP-A-0'189'918 wird eine Elektro-Schweissmuffe mit einem Codebauteil beschrieben, das Oeffnungen in der Form eines Strichcodes aufweist. Eine optische Erkennungseinheit liest den Code und übermittelt dem Schweissgerat die typenspezi¬ fischen Informationen. Dieses System verfügt bereits über eine grossere Speicherkapazität an Daten. Aber auch bei diesem

System ist der Informationsaustausch einseitig auf die Rich¬ tung von Elektro-Schweissmuffe zu Schweissger t beschränkt.

In EP-A-0*353'912 wird eine Elektro-Schweissmuffe offenbart, die einen passiven Mikro-Chip enthält. Der Chip wird mit einem RF-Signal aktiviert und seine gespeicherten Daten, wie Schweissparameter, Herstellungsdaten usw., abgefragt. Diese Daten werden ans Schweissgerat übermittelt. Die grossere In¬ formationsaufnahme lässt zu, dass neben typenspezifischen Daten weitere Daten, wie Produktionsangaben, abgespeichert werden und über das Schweissgerat abgelesen werden können. Jedoch findet auch hier der Informationsfluss einseitig von Elektro-Schweissmuffe zu Schweissgerat statt.

Es entspricht also dem heutigen Stand der Technik, Elek¬ tro-Schweissmuffen vor dem Schweissprozess typenspezifisch eindeutig zu erkennen. Mittels einem Schweissgerat werden beim Schweissprozess die wichtigsten Schweissdaten wie Datum und Zeit der Schweissung, Schweissparameter (Spannung, Strom, Zeitdauer), Umgebungstemeperatur, Art und Durchmesser des Schweisselementes, Schweisser und laufende Nummer im Rohrver¬ legungsabschnitt getrennt vom Verbindungselement proto¬ kolliert. Die Protokolle werden entweder auf Datenbanken (PC) oder auf Magnetkarten gespeichert und somit getrennt von der verschweissten Elektro-Schweissmuffe archiviert. Ist zu einem späteren Zeitpunkt eine Identifikation der Daten mit der ent-

sprechenden Elektro-Schweissmuffe notwendig, so ist die Gefahr gross, dass die Daten der falschen Elektro-Schweissmuffe zuge¬ ordnet werden, da die Identifikation jeder einzelnen Elek¬ tro-Schweissmuffe nicht absolut gewährleistet ist. Die be¬ kannte Verwendung von beschrifteten oder mit Strichcode ver¬ sehenen Etiketten löst dieses Problem nicht, weil die Eti¬ ketten abfallen, verwittern oder durch sonstige Umweltein¬ flüsse unlesbar werden können.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine eindeutige Zuordnung eines schweissbaren Verbindungselementes zu seinen eigenen Produktions-, Verlege- und Schweissdaten vor und nach dem Schweissprozess zu gewährleisten, wobei diese zum Ver¬ bindungselement gehörenden Daten jederzeit abrufbar sein sollen.

Diese Aufgabe löst ein elektrisch schweissbares Verbindungs¬ element aus thermoplastischem Material zur Verbindung von Rohrleitungsteilen aus thermoplastischem Kunststoff, mit ein¬ gebautem Erwärmungsbauteil, sowie einem Informationsträger zur Erkennung des Verbindungselementes und dessen schweisstech¬ nischen Daten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der In¬ formationsträger ein aktives oder von aussen aktivierbares, elektronisch bidirektional arbeitendes, im Verbindungselement verbleibendes Modul ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, zu gewährleisten, dass die Schweissparameter anhand der effektiven Temperatur des Verbindungselementes gewählt werden.

Diese Aufgabe löst ein elektrisch schweissbares Verbindungs¬ element aus thermoplastischem Material, das dadurch gekenn¬ zeichnet ist, dass das Verbindungselement einen Temperatur¬ fühler aufweist.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Er¬ findungsgegenstandes dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Elektro-Schweissmuffe

Figur 2 ein sche atisches Blockdiagramm, das die wichtigsten, am Informationsaustausch beteiligten Elemente darstellt.

Im folgenden wird stets der Begriff Elektro-Schweissmuffe ver¬ wendet. Es ist jedoch offensichtlich, dass sich die Ausfüh¬ rungen auf alle Arten von elektrisch schweissbaren Ver¬ bindungselementen, wie Elektro-Schweissmuffen, Elektro- Schweissfittings oder Elektro-Anbohrschellen, beziehen lassen.

In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine Elektro- Schweissmuffe A dargestellt. Sie weist einen hulsenförmigen

Muffenkörper 1 auf, dessen Oberfläche sich demzufolge in eine Innenwandung 10 und einen äusseren Mantel 11 unterteilen lässt. An seiner Innenwandung 10 weist der Muffenkörper 1 in der Mitte einen Ringwulst oder Nocken auf, der als Anschlag 15 dient. Dieser Anschlag 15 muss jedoch nicht unbedingt vor¬ handen sein. Die zu verbindenden Rohre oder Rohrleitungsteile, hier nicht eingezeichnet, werden von je einer Seite in den Hohlraum 2 der Elektro-Schweissmuffe hineingeschoben, bis sie am Anschlag 15 anstehen oder bis sie sich in der Mitte des Muffenkörpers 1 berühren. Im Innern des Muffenkörpers 1, nahe bei seiner Innenwandung 10 und somit in der Nähe der zu verschweissenden Rohre oder Rohrleitungsteilen, befindet sich ein Erwärmungsbauteil 3 in der Form eines Heizwendeis aus elektrischem Widerstanddraht. Als solches Erwärmungsbauteil 3 muss nicht unbedingt ein Heizwendel gewählt werden, es kommt zum Beispiel auch eine Induktionsspule in Betracht, die einen Wirbelstrom in einem Metallkern induziert. Ferner sind auch elektrisch leitende Kunststoffe oder Lackschichten als Er¬ wärmungsbauteil denkbar.

Der Muffenkörper 1 weist an seinem äusseren Mantel 11, in der Nähe seiner Enden, zwei Anschlussbuchsen 16 auf. In diesen Anschlussbuchsen 16 befinden sich elektrische Kontakte 31. Die elektrischen Kontakte 31 sind mit je einem Ende des Wider¬ standdrahtes des Heizwendeis verbunden. An diesen Kontakten 31 wird das Schweissgerat angeschlossen und die für die Schweissung notwendige Spannung angelegt.

Der Muffenkörper 1 weist zwischen den Anschlussbuchsen 16 eine Aussparung 17 auf, in der sich ein aktiver, beziehungsweise von aussen aktivierbarer, bidirektionaler Informationsträger 4 befindet. In dieser Aussparung 17 ist ein Sockel 13 vorge¬ sehen, auf den der Informationsträger 4 angebracht werden kann. Ebenfalls sind am Sockel 13 Einrastvorrichtungen vorge¬ sehen, so dass der Informationsträger 4 nicht mehr vom Sockel 13 und somit von der Elektro-Schweissmuffe A entfernt werden kann.

Anstelle des Sockels 13 kann der Infromationstrager 4 auch mittels einem Klemmteil, beispielsweise einem Sprengring, in der Aussparung festgehalten werden.

Um den Informationsträger 4 vor Wärme- und Umwelteinflüssen zu schützen, kann er auf übliche Weise gegenüber den übrigen Teilen der Elektro-Schweissmuffe und gegen aussen thermisch isoliert und mechanisch geschützt werden. Der Informations¬ träger 4 wird im Verlauf des Herstellungsprozesses der Elek¬ tro-Schweissmuffe in diese eingebaut und verbleibt dort während der gesamten, späteren Einsatzzeit der Elektro- Schweissmuffe.

Der Informationsträger 4 besteht aus einem Modul, das einen bekannten, handelsüblichen Datenträger beinhaltet, der nach dem Prinzip der bidirektionalen Uebertragung von Daten mit Hilfe von elektrischer oder magnetischer Energie arbeitet. Derartige bidirektionale Module sind vorallem aus Personener-

kennungssystemen und Zeiterfassungssystemen bekannt, die in der Sicherheitsüberwachung eingesetzt werden. Es kann hierzu zum Beispiel ein Modul mit einem Speicher-IC, einem EEPROM, verwendet werden. Ebenso kann ein berührungslos schreib- und lesbares Identifikationsmodul des bekannten Typs LEGIC ver¬ wendet werden. Es kommen auch andere bekannte, handelsübliche Module in Frage.

Wird die Lösung mit dem Speicher-IC verwendet, so muss eine elektrische Verbindung mit dem Datenempfänger vorhanden sein, die in Figur 1 jedoch nicht eingezeichnet ist. Diese Ver¬ bindung kann direkt mit der Schweissstrom-Zuführung der Elek¬ tro-Schweissmuffe zusammenfallen oder von dieser getrennt sein. Sind die zwei Stromzuführungen miteinander gekoppelt, so weist das Informationsträgermodul zusätzlich eine übliche Strom- und/oder Spannungsschwellenschaltung auf. Bei einer Trennung der zwei elektrischen Verbindungen weist die Elek¬ tro-Schweissmuffe separate elektrische Kontakte für den Strom¬ kreis auf, die hier nicht eingezeichnet sind. Auch in diesem Fall ist die elektrische Verbindung mechanisch mit der Elek¬ tro-Schweissmuffen-Stromführung verbunden, so dass es für den Schweisser zwingend ist, dass beide Kontakte hergestellt werden müssen.

Sowohl beim berührungslosen wie auch beim elektrisch ver¬ bundenen Informationsträger ist es notwendig, diesen gegenüber

Fremdfeldern elektromagnetisch abzuschirmen, um allfällige Fehlfunktionen zu vermeiden. Diese könnten zum Beispiel bei Verwendung eines Erwärmungsbauteils 3 in Form einer Induk¬ tionsspule auftreten.

In Figur 2 ist schematisch dargestellt, mit welchen Elementen der Informationsträger 4 Daten austauscht.

Bei der Produktion des Elektro-Schweisselementes, zum Beispiel der Elektro-Schweissmuffe A, wird der Informationsträger 4 in die Elektro-Schweissmuffe A eingebaut. Zu diesem Zeitpunkt wird der Informationsträger 4 mittels einem mit dem Produk- tionsüberwachungssystem gekoppelten Gerät P beschrieben (20). Die übertragenen Daten können sein: die Identifikationsnummer der Elektro-Schweissmuffe, die Prüfwerte (zum Beispiel Wider¬ stand), alle bei der Schweissung benötigten Soll-Schweiss- parameter, Herstellungsdatum und Herstellungsort, das ver¬ wendete Material, die für die Produktion und Prüfung verant¬ wortliche Person. Diese Daten werden mit einem Schreibschutz versehen, so dass sie nicht mehr gelöscht werden können. Die Daten sind nun fest mit der Elektro-Schweissmuffe A gekoppelt, so dass zu einem späteren Zeitpunkt, zum Beispiel bei der Verlegung der Elektro-Schweissmuffe, eine eindeutige Identi¬ fizierung stattfinden kann.

Bei der Verwendung der Elektro-Schweissmuffe A wird durch den Schweisser die elektrische Verbindung 22 zwischen Elektro-

Schweissmuffe A und Schweissgerat S hergestellt. Sobald das Schweissgerat eingeschaltet ist, jedoch bevor der Schweiss¬ prozess beginnt, wird zwingend auch der Informationsträger 4 aktiviert. Er übermittelt (21) dem Datenempfänger und -über¬ mittler 5 im Schweissgerat S die Sollschweisswerte und je nach Wunsch auch die oben erwähnten Produktionsdaten. Dieser In- formationsfluss ist in Figur 2 gestrichelt eingezeichnet, da diese Uebermittlung drahtlos oder über elektrische Verbindung erfolgen kann. Im zweiten Fall kann, wie oben erwähnt, die Leitung 21 mit der elektrischen Verbindung 22 zusammenfallen. Der Datenempfänger und -übermittler 5 übermittelt (23) die Soll-Schweissparameter der Steuereinheit 6 des Schweissgerätes S. Die Schweissung kann nun mit diesen Sollschweissparametern beginnen (22). Je nach Ausführung des Gerätes S werden die eingestellten Spannungs- und Stromwerte oder die Erwärmung der Elektro-Schweissmuffe A überwacht. Nach Abschluss der Schweissung übermittelt (21) der Datenempfänger und -über¬ mittler 5 die von der Steuereinheit 6 gelieferten (24) Ist- Schweissparamter mit verlegungsspezifischen Daten an den Informationsträger 4 in der Elektro-Schweissmuffe A. Ver¬ legungsspezifische Daten können sein: Datum und Uhrzeit, Baustelle und Baustellenabschnitt, Schweisser, Schweissge- rätetyp und -nummer, Umgebungstemperatur. Diese Parameter werden im Informationsträger 4 ebenfalls gespeichert. Selbst¬ verständlich können alle sich im Informationsträger 4 be¬ findlichen Daten zusätzlich auf einen PC übertragen und

archiviert werden oder auf einem Drucker D ausgedruckt werden, wobei sie auch hier über den Datenempfänger und -übermittler 5 weitergeleitet werden (25).

Im Falle eines zu einem späteren Zeitpunkt auftretenden Schadens am verlegten Rohrsystem können alle elektro-Schweiss- muffenspezifischen Daten wieder vom Informationsträger 4 ab¬ gerufen werden (21). Auch hier ist wegen der Integration des Informationsträgers 4 in die jeweilige Elektro-Schweissmuffe A eine Verwechslung ausgeschlossen. Die nachträgliche Abrufung der Daten kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Entweder erfolgt sie über ein oben beschriebenes Schweissgerat S, das einen Datenempfänger und -übermittler 5 enthält. Es kann auch ein dafür konzipiertes, spezielles Datenerfassungsgerät ver¬ wendet werden. Im Fall des berührungslosen Informationsträgers 4 ist die Datenabrufung sogar durch die drahtlose Ueber- mittlung ohne direkten Zugang zur Elektro-Schweissmuffe A durchführbar.

Dank dem Erfindungsgegenstand ist es nunmehr möglich, jede Elektro-Schweissmuffe unverwechselbar mit allen notwendigen Daten zu versehen, die beim Herstellungsprozess und beim Schweissprozess relevant sind. Die Schweissung lässt sich optimal steuern, eine falsche Wahl der Schweissparameter ist ausgeschlossen. Die erst beim Schweiss- und Verlegungsvorgang entstehenden Daten lassen sich dennoch eindeutig einer Elek-

tro-Schweissmuffe zuordnen. Ebenso ist eine Abrufung der Daten zu jedem gewünschten Zeitpunkt möglich. Zudem sind die Daten dort archiviert, wo sie gebraucht werden, nämlich an der Verlegungsstelle in der Elektro-Schweissmuffe selber.

In einer erweiterten Ausführungsform der Erfindung ist zu¬ sätzlich zum bidirektionalen Informationsträger 4 ein Tem¬ peraturfühler 7 im Muffenkörper 1 integriert.

In einer Variante der Ausführungsform, die in Figur 1 dar¬ gestellt ist, befindet sich der Temperaturfühler 7 als zu¬ sätzliches elektrisches Element auf einer Leiterplatte des Moduls des Informationsträgers 4. Da der Informationsträger wärmeisoliert ist, weist der Temperaturfühler 7 einen nicht wärmeisolierten Teil 71 auf, der bis in den Bereich des Er¬ wärmungsbauteils reicht. Dieser Teil 71 besteht beispielsweise aus einem handelsüblichen NTC-Widerstand, mit dessen Hilfe Temperaturveränderungen in analoge elektrische Signale umge¬ wandelt werden. Diese Variante wird nur in der Ausführungsform verwendet, bei der die Datenübertragung zwischen dem In¬ formationsträger 4 und dem Schweissgerat mittels einer elek¬ trischen Verbindung erfolgt.

In einer anderen Variante der Ausführungsform befindet sich der Temperaturfühler gefedert in einer der Anschlussbuchsen 16, so dass durch die Erstellung der elektrischen Verbindung 22 zwischen Elektro-Schweissmuffe A und Schweissgerat S auch

der elektrische Kontakt zum Temperaturfühler gewährleistet ist. Auch in dieser Variante reicht der Temperaturfühler in den Muffenkörper 1 hinein. Diese Variante ist sowohl bei drahtloser Datenübertragung von Datenträger 4 zum Schweiss¬ gerat S wie auch bei deren Informationsaustausch über elek¬ trische Verbindungen einsetzbar.

Die vom Temperaturfühler gelieferten Daten werden in beiden Varianten entweder direkt analog weiterverarbeitet oder durch einen AD-Wandler in entsprechende digitale Signale umge¬ wandelt.

Dank dem Temperaturfühler 7 lässt sich die effektive Tempera¬ tur der Elektro-Schweissmuffe A feststellen, wobei die Tem¬ peraturüberwachung vor, während und nach dem Schweissvorgang erfolgen kann.

Sobald der elektrische Kontakt mittels Steckverbindungen zwischen Elektro-Schweissmuffe A und Schweissgerat S herge¬ stellt ist, wird über dem Temperaturfühler die effektive Tem¬ peratur des Muffenkörpers 1 über eine bestimmte Zeitspanne gemessen. Vom Temperaturfühler 7 wird die Temperaturinforma¬ tion als analoges oder digitales Signal direkt zum Schweiss¬ gerat S übermittelt. Der übermittelte Temperaturwert bestimmt zusammen mit den vom Informationsträger 4 übermittelten Daten die Soll-Schweissparameter. Diese Art der Temperaturmmessung ermöglicht eine korrektere Bestimmung der Soll-Schweisspara-

meter, da die Temperatur in unmittelbarer Nähe des Erwärmungs- bauteils 3 ermittelt wird.

Während dem Schweissprozess kann die Temperatur weiterhin überwacht werden, um einen optimalen Verlauf zu gewährleisten. Uebersteigt die Temperatur ein Maximum oder erhöht sich die Temperatur nicht in dem zu erwartenden Zeitrahmen, so werden die Ist-Schweissparameter, insbesondere Strom und Spannung, angepasst. Sollte die gewünschte Schweisstemperatur nicht er¬ reicht werden, so gibt das Schweissgerat S eine Fehlermeldung. Nach dem Schweissprozess lässt sich die Abkühltemperatur über¬ wachen. Erst wenn die Temperatur unter einen bestimmten Soll¬ wert gesunken ist, gibt das Schweissgerat S das Signal zum Entfernen der Steckverbindungen zwischen Elektro-Schweissmuffe A und Schweissgerat S. Die Abkühltemperatur gibt an, wann sich die Elektro-Schweissmuffe wieder genügend verhärtet hat. Ist der Sollwert unterschritten, so ist die geschweisste Verbin¬ dungsstelle stabil genug, damit weitere Anschlussstücke ange¬ baut werden können. Diese letzte Sicherheitsmassnahme gewähr¬ leistet ebenfalls die Qualität der Schweissverbindung.