Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu einem qualitätssichernden Datenaustausch zwischen einem thermo¬ plastischen elektroschweissbaren Verbindungselement mit einem integrierten Datenträger und externen Datenverarbeitungs- geräten.

Thermoplastische elektroschweissbare Verbindungselemente werden zur Verbindung von Rohrleitungsteilen aus thermoplastischem Kunststoff eingesetzt. Derartige Verbindungselemente sind beispielsweise Elektro-Schweissmuffen, Elektro-Schweissfittings oder Anbohrschellen.

Ein Schweissgerät liefert die für die Schweissung notwendige Energie, die sich aus den Schweissparametern Spannung, Strom und Zeitdauer zusammensetzt. Damit eine einwandfreie Schweiss- verbindung hergestellt werden kann, müssen diese Schweiss- parameter optimal auf das betreffende Verbindungselement abge¬ stimmt sein. Um Fehler in der Einstellung der in der Schweisse-

- l -

nergie resultierenden Sch eissparameter zu vermeiden, wird das Verbindungselement mittlerweile vom Schweissgerät typen¬ spezifisch identifiziert. Das Verbindungselement weist deshalb einen typenspezifischen Datenträger auf. Bekannte Datenträger sind Codewiderstände, Strichcodes oder passive Mikro-Chips.

Eine langfristige Qualitätsicherung erfordert eine genaue Protokollierung des Montageprozesses. Deshalb werden meist mittels dem Schweissgerät die wichtigsten Schweissdaten, wie Datum und Zeit der Schweissung, Schweissparameter, Umgebungs¬ temperatur, Art und Durchmesser des Schweisselementes, Schweisser und laufende Nummer des Rohrverlegungsabschnittes protokolliert. Dies erfolgt jedoch getrennt vom Verbindungs¬ element. Die Protokolle werden auf Datenbanken oder Magnet¬ karten gespeichert und archiviert. Eine spätere eindeutige Identifikation mit dem entsprechenden Verbindungselement ist nicht mehr gewährleistet, da dieses nur typenspezifisch erkannt werden kann. Es besteht kein direkter Zusammenhang zwischen dem Verbindungselement und den erst nachträglich abgespeicherten Verlegungsdaten.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen qualitätssichernden Datenaustausch zwischen dem Datenträger eines Verbindungselementes und externen Datenverarbeitungs- geräten aufzuzeigen, mittels dem stets eine eindeutige Identi¬ fikation des Verbindungselementes mit seinen typenspezifischen und seinen verlegungsspezifischen Daten möglich ist.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patent¬ a ⁿ spruchs 1.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die Verwendung eines bidirektional arbeitenden Datenträgers ermöglicht, der im elektroschweissbaren Verbindungselement integriert ist. Derartige Datenträger sind beispielsweise ein Speicher IC, das heisst ein EEPROM, oder ein berührungslos les- und schreibbarer Datenträger. In diesen Datenträger werden alle für eine spätere Rückverfolgung der Geschichte des Verbindungselementes not¬ wendigen Daten, wie Herstellungsdaten, typenspezifischen Verle¬ gungsdaten, typenspezifischen Daten der zu verschweissenden Frtner, zum Beispiel der Rohre oder Formstücke, und alle effektive:. Verlegungsdaten, gespeichert. Bei einer nach¬ träglichen Qualitätsüberpxüfung oder bei Auftreten von Mängeln sind alle notwendigen Daten im dazugehörenden Verbindungs- element gespeichert. Eine Verwechslung ist ausgeschlossen.

Des weiteren ist die Qualitätssicherung gewährleistet, da der Datenträger des Verbindungselementes mit einem Daten¬ verarbeitungsgerät kommunik.ιert, das die mit dem Verbindungs¬ element gekoppelten Daten auswertet und zur Steuerung des Schweissprozesses verwendet. Erst durch die wechselseitige Kommunikation ist die Qualität der Schweissung und eine spätere korrekte Rückverfolgung der Herstellung und der Verschweissung möglich.

In der einzigen Zeichnung ist ein Flussdiagramm des erfindungs- gemässen Verfahrens dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

Bei der Herstellung 1 des elektroschweissbaren Verbindungs¬ elementes wird ein bidirektionaler Datenträger 2 irreversibel in das Verbindungselement eingebaut. Diesem Datenträger 2 werden herstellungsspezifische Daten und für die spätere Schweissung relevanten Daten 12 übermittelt, die auf ihm abgespeichert werden. Unter die herstellungsspezifischen Daten fallen sämtliche Angaben, die für eine spätere eindeutige Rück- verfolgbarkeit der Geschichte des elektroschweissbaren Verbin¬ dungselementes bis zu seiner Entstehung und der Art seiner Entstehung notwendig sind. Die Daten 12 werden teilweise automatisch, teilweise als Stammdaten eingegeben. Für die Eingabe der Daten ist ein Computer des Herstellers vorgesehen, wobei unter Computer sämtliche handelsüblichen datenver¬ arbeitende Geräte oder Geräteteile verstanden werden. Die herstellungsspezifischen, variablen Daten werden vom Computer des Herstellers erfasst, einerseits bei ihm gespeichert und andererseits automatisch auf den Datenträger 2 des Verbin¬ dungselementes kopiert.

In diesem Beispiel werden folgende Daten 12 automatisch geschrieben: Schweisselement-Hersteller, Herstellungsort, datum und -uhrzeit, Laufnummer des Schweisselementes, Wider-

stands-Kontrollwert und Durchmesser-Kontrollwert. Ueber einen Stammdatenspeicher eingegebene Daten 12 sind: nomineller Durch¬ messer, Elementart, Artikelnummer, Rohrserie, Produktionslos, Rohmaterial-Code und sämtliche Sollschweissparameter. Die Soll- Schweissparameter sind die Parameter, mit denen das Verbin¬ dungselement verschweisst werden sollte. Diese Parameter bestehen aus Soll-Schweissspannung und/oder Soll-Schweissstrom, Soll-Schweisszeit, Soll-Abkühlzeit und Widerstandstoleranzwert, wobei alle Daten temperaturabhängig sind. Diese Abhängigkeit wird mittels Temperaturfaktoren erfasst.

Alle vom Computer des Herstellers zum Datenträger 2 über¬ mittelten Daten werden zu Kontrollzwecken vom Datenträger an den Computer des Herstellers übermittelt.

Jedes elektroschweissbare Verbindungselement, das seinen Ferti¬ gungsort verlässt, ist demnach mit Produktionsdaten und dessen physikalischen, für die Schweissung relevanten Daten versehen. Diese Daten 12 geben erschöpfende Auskunft über dessen Herstellung und verhindern beim späteren Verlegen des Verbin¬ dungselementes allfällige Fehler in der Steuerung der Schweiss¬ parameter.

An der Verlegungsstelle werden diese elektroschweissbaren Verbindungselemente mit einem Schweissgerät verarbeitet. Des weiteren ist ein Datenverarbeitungsgerät vorhanden, das mit dem Schweissgerät und dem Datenträger des Verbindungselementes

kommuniziert. In einer bevorzugten Variante ist das Daten¬ verarbeitungsgerät ein integriertes Teil des Schweissgerates, externe Geräte sind jedoch auch möglich.

Das Schweissgerät beziehungsweise das Datenverarbeitungsgerät weist mindestens einen Datenträger 4 auf, auf dem gerate- spezifische und verlegungsspezifische Daten 34 gespeichert sind. Der Datenträger wird mittels einem Eingabegerät 3, beispielsweise einem spezifischen Eingabegerät oder einem Personal Computer, beschrieben. Der Datenträger 4 kann fest im Gerät integriert sein oder steckbar mit dem Schweissgerät koppelbar sein. In der hier dargestellten Variante wird ein Schweissgerät verwendet, das einen mobilen Steckspeicher und einen geräteintegrierten Festspeicher aufweist. Auf beiden Speichern werden je ein Teil der Daten 34 geschrieben, wobei Doppelspeicherungen nicht ausgeschlossen sind. Bevorzugterweise werden auf dem festen, ersten Speicher die schweissgerät- spezifischen Daten unlöschbar gesichert und auf dem zweiten, mobilen Steckspeicher die variablen Schweissdaten archiviert.

Die zu speichernden gerätespezifischen Daten beziehen sich auf das jeweilige Schweissgerät. Beispiele sind Herstellerfirma des Gerätes, Gerätetyp und -nummer, Datum der Inbetriebnahme und Anzahl der bereits durchgeführten Schweissungen. Die verle¬ gungsspezifischen, variablen Daten beziehen sich auf die konkrete Verlegung des elektroschweissbaren Verbindungs- elementes. Beispiele für diese Daten sind Verlegungsfirma, Name oder Code des Schweissers, Verschweissdatum und -uhrzeit, Bau-

stelle, Baustellenabschnitt, Satellitenortungskoordinaten, Schweisspartner, Umgebungstemperatur, Ist-Schweissparameter und Fehlermeldungen. Ein Teil dieser Daten wird über ein spezifisches Eingabegerät vor Ort eingegeben. Andere Daten, wie die Ist-Schweissparameter, Fehlermeldungen und Umgebungs¬ temperatur werden erst im Verlaufe des Schweissprozesses erhal¬ ten und direkt schweissgerätintern an den Datenträger weiter¬ geleitet. Diese Daten werden ebenfalls an den Datenträger des Verbindungselementes übermittelt. Bei Verwendung eines externen Datenverarbeitungsgerätes erfolgt die Uebermittlung der Daten bevorzugterweise über denselben.

Alle dem Datenträger des Verbindungselementes übermittelten Daten werden zu Kontrollzwecken wieder an das Datenverarbei¬ tungsgerät zurückübermittelt.

Als weitere Sicherung zur Vermeidung von Fehlern beim Ver- schweissen der Verbindungselemente findet im Schweissgerät eine Abfrage der Benützungsberechtigung statt. Dabei werden beispielsweise am Verlegungsort eingegebene Identifikations¬ daten mit dem bereits gespeicherten Code des Schweissers verglichen. Die Eingabe der Identifikationsdaten erfolgt über einen elektronisch gesicherten Speicherschlüssel, der vor dem Schweissprozess mit dem Schweissgerät gekoppelt wird.

Wird an der Verlegungsstelle der Kontakt zwischen elektro- schweissbarem Verbindungselement und Schweissgerät hergestellt,

so werden die im Datenträger 2 des Verbindungselementes gespei¬ cherten Daten 12 an den Datenträger 4 des Schweissgerates über¬ mittelt. Diese Datenübermittlung wie auch die später beschrie¬ benen Datentransfers können über eine Datenleitung oder berüh¬ rungslos erfolgen.

Vor dem Schweissprozess wird die Umgebungstemperatur gemessen. In einer Variante des Verfahrens wird die Temperatur durch einen mit dem Schweissgerät gekoppelten Temperaturfühler erfasst, so dass der gemessene Temperaturwert vom Schweissgerät an die Datenträger 2,4 übermittelt wird. In einer anderen Variante erfolgt die Temperaturmessung über einen Temperatur¬ fühler, der im Verbindungselement integriert ist und seine Messdaten an den Datenträger 2 des Verbindungselementes weiter¬ leitet.

Für eine spätere qualitätssichernde Nachforschung oder zu statistischen Zwecken lassen sich über das Eingabegerät alle relevanten Daten der zu verschweissenden Partner in den Speicherelementen (2,4) ablegen. In diesem Beispiel sind das Hersteller, Rohmaterial-Code, Produktionslos, Elementart und Rohrserie. Die Kennzeichnung der zu verschweissenden Partner erfolgt zum Beispiel über ein auf den Partnern angebrachter Strichcode oder Zahlencode.

Ebenfalls vor dem Schweissprozess werden die für die Schweissung relevanten Daten, insbesondere die Soll-Schweiss-

Parameter, vom Datenträger 2 des Verbindungselementes dem Schweissgerät übermittelt. Dieses verarbeitet die gelieferten Daten und stellt entsprechend der gemessenen Temperatur die erforderliche Schweissenergie ein. Das heisst, das Datenverar¬ beitungsgerät wertet ausgesuchte Daten aus und verwendet diese zur Steuerung der Hardware des Schweissgerates. Die Schweissung beginnt. Treten im Verlauf des Schweissprozesses Fehlermeldun¬ gen auf, so werden diese an beide Datenträger 2,4, das heisst an denjenigen im Schweissgerät oder Datenverarbeitungsgerät und an denjenigen im Verbindungselement, übermittelt. Ebenso wird die effektiv gelieferte Schweissleistung, das heisst Spannung und Strom, als Funktion der Zeit registriert. Diese Daten 42 werden während und nach dem Schweissvorgang ebenfalls in den zwei Datenträgern 2,4 gespeichert.

Eine genaue Auflistung der übermittelten Daten in dieser Variante ist in folgender Tabelle ersichtlich. Bidirektionale Pfeile weisen auf einen bidirektionalen Datentransfer hin. Die Kreise kennzeichnen den Ort der Speicherung.

A B C D E F G H

1. Schweisselement-Speichereinschreibung

1.1. Anlässlich Herstellung Schweisselement

1.1.1 Automatisch geschriebene Daten

PROGRAMM VERSION θ--<> o > >

SCHWEISSELEMENT-HERSTELLER θ--<> o > >

PRODUKTIONS-DATUM θ--<> o > >

PRODUKTIONS-UHRZEIT o--<> o > >

LAUFNUMMER 0--<> o > >

WIDERSTANDS-KONTROLL W. Ohm. o--<> o > >

5 DURCHMESSER-KONTROLL W. mm θ--<> o---> ---> co . 1.1.2 Ab Stamm geschriebene Daten

5 o DURCHMESSER-NOMINELL mm θ--<> o > > ' SCHWEISS-SPANNUNG SOLL V θ--<> o > > π SCHWEISS-STROM SOLL A θ--<> o > >

^→ ~ SCHWEISS-ZEIT SOLL s θ--<> o---> --->

•22 SCHWEISSENERGIE SOLL kJ θ--<> o > >

ENERGIE. -KOMP. > 20 °C - % ° C o--<> o > >

ENERGIE. -KOMP.< 20 °C + % ° C θ--<> o > >

WIDERST. -BEIWERT l/K θ--<> o > >

WIDERST. -TOLERANZ +-% θ--<> θ---> --->

ABKUEHL-ZEIT min. o--<> o > >

ELEMENT-ART (L Y T I) θ--<> o > --->

ARTIKEL-NUMMER θ--<> o > >

ROHRSERIE (SDR oder S) o--<> o > --->

PRODUKTIONS-LOS θ--<> o > >

ROHMATERIAL-CODE θ--<> o > >

1.2. Anlässlich Verarbeitung Schweisselement-

VERLEGEFIRMA oo<<-- -->> o-->

GERAETE-TYP/NUMMER oo<<-- -->> θ-->

SCHWEISSER-CODE oo<<-- -->> o<--

VERSCHWEISS-DATUM oθ<<-- -->> o

VERSCHWEISS-UHRZEIT oθ<<-- -->> o

UMGEBUNGS-TEMP. IST °C oθ<<-- -->> o > θ

SCHWEISS-ENERGIE IST kJ oθ<<-- -->> o > o

SCHWEISS-ZEIT IST s oo<<-- -->> o > o

RUECKM. -CODE/ANZ.SCHW. oθ<<-- -->> o > o

BAUSTELLE o0<<-- -->> o > o g BAUSTELLEN-ABSCHNITT o0<< -- -- >> o > o

= SCHWEISSPARTNER "A"

¹ - HERSTELLER oθ<<-- -->> o > o

3 o - ROHMATERIAL-CODE 0o<<--- ->> o > o

53 ^■ * - PRODUKTIONS-LOS θo<<--- ->> o > o

53 ' - ELEMENT-ART (L Y T I) 0o<<--- ->> o > θ

* ^"" - ROHRSERIE (SDR oder S) oo<<--- ->> o > o

2J SCHWEISSPARTNER "B"

- HERSTELLER θo<<--- ->> o > o

- ROHMATERIAL-CODE θo<<--- ->> o > o

- PRODUKTIONS-LOS 0o<<--- ->> O > o

- ELEMENT-ART (L Y T I) 0o<<--- ->> o > θ

- ROHRSERIE (SDR oder S) oo<<--- ->> o > o

ORDINATE 0o<<--- ->> o > o

ABSZISSE 0o<<--- ->> o > o

B E H

2. Geräte-Festspeicher-Einschreibung 2.1 Anlässlich Gebrauch Gerät

ANZAHL SCHWEISSUNGEN total ANZAHL FEHLERMELDUNGEN:

- MIT CODE 00

- WEITERE CODE 01-31 = tot.32 ANZAHL FEHLERMELD.TOTAL o--> ANZAHL SCHW. "MEMO" o-->

ANZAHL SCHW. "MANUEL" o--> ANZAHL SCHW. "LESESTIFT" o--> ANZAHL SCHW. "SCANNER" o--> DATUM ERSTE SCHWEISSUNG < o DATUM LETZTE SCHWEISSUNG < o DATUM LETZTE FEHLERM. m.code < o ro 3 2.2 Anlässlich Endprüfung/Revision durch Gerätehersteller

GERAETE-HERSTELLER o-->

GERAETE-TYP o-->

GERAETE-NUMMER (Hardware) o-->

AUSGANSCONTROLLER-CODE < o

DATUM AUSLIEREUNG < o

REVISIONSCONTROLLER-CODE < o

DATUM REVISION (8x)

- 1. DATUM < o

- WEITERE 7. DATEN < o

(z.B. 30.11.92/07 = Datum + Revisionsnummer)

2.3 Anlässlich Auslieferung durch Vertriebstirma-

VERTRIEBSFIRMA o--> AUSGANGSCONTROLLER-CODE < - DATUM AUSLIEFERUNG < o LIEFERSCHEIN-NUMMER o--> KUNDE o-->

3. Geräte - Steckspeicher - Einschreibung

3.1 Anlässlich Inbetriebnahme durch Verlegefirma-

VERLEGEFIRMA o o >

AUTORIS.SCHWEISSER-CODE o o >

- WEITERE 15 CODE AUTORIS.SCHW. -VERFAHREN o o- -> - WEITERE 4 VERF. rπ SCHWEISSELEMENT-HERSTELLER o o- > cn - WEITERE 15 HERSTELLER ro PRODUKTE-VERFALLDAUER J o o >

-32 GERAETE-REVISIONSINTERVALL o o > VORGESEHENE BAUSTELLEN o o >

- WEITERE 15 BAUSTELLEN VORGES. BAUST. -ABSCHNITTE o o >

- WEITERE 31 ABSCHNITTE

B D E G H

4. Schlüssel-Speicher Einschreiben

4.1 Schweisser-Schlüssel durch Verlegefirma

(max. 16 Schweisser-Schlüssel pro Steckmodul

NAME o- o- -> VORNAME o- o- -> VERLEGEFIRMA o- o- > SCHWEISSER-CODE o- o- > AUSSTELL-DATUM ZERTIFIKAT o- o- > LETZER REFRESHER-KURS o- o- > REFRESHER-KURS INTERVALL J SCHLUESSEL-KLASSE o- o- > - WEITERE 7 SCHLUESSEL-KLASSEN o- o- >

Hersteller PC Geräte-Hardware Schweiss-Element Geräte-Fest-Speicher Feld PC Geräte-Steck-Speicher Büro PC Schlüssel

Nach Beendigung des Schweissprozesses und der Abkühlungsphase sind somit alle Daten 12,34,42 gespeichert, die für eine spätere, für die Qualitätssicherung wichtige Rückverfolgbarkeit notwendig sind. Die Daten sind mehrfach vorhanden; einerseits im Datenträger 2 des verlegten Verbindungselementes, was eine eindeutige Identifikation der Daten mit dem dazugehörenden Ver¬ bindungselement gewährleistet. Die im Datenträger 2 des Verbin¬ dungselementes gespeicherten Daten sind zudem jederzeit durch externe Datenverarbeitungsgeräte 5 oder Leseeinheiten 6 abruf- bar. Andererseits sind dieselben Daten auch im Datenträger 4 des Schweissgerates gespeichert, wobei Daten, die für eine eindeutige Identifikation und die Rückverfolgung nur eine sekundäre Rolle spielen, auch nur in einem der zwei Datenträger gespeichert werden können.

Abschliessend wird eine Uebertragung der Daten auf einen externen Datenträger 5 durchgeführt oder die Daten werden direkt über einen Drucker ausgeschrieben, um sie so zu archi¬ vieren und/oder auszuwerten.

Ist es zu einem späteren Zeitpunkt notwendig, die gespeicherten Daten einzusehen, so können diese sowohl vom Datenträger im verlegten Verbindungselement wie im Schweissgerät von einer Leseeinheit 6 gelesen werden. Die Art der Datenuebertragung ist je nach Ausführungsform verschieden. Bei der Datenübertragung vom Verbindungselement ist je nach verwendetem Datenträger eine drahtlose Uebertragung möglich.

13 -

Auch beim Schweissgerät sind verschiedene Möglichkeiten gegeben. Dieses kann, wie bereits erwähnt, sowohl einen Daten¬ träger in Form eines mobilen Steckspeichers wie auch einen Datenträger in Form eines Festspeichers aufweisen. Wird ein Steckspeicher eingesetzt, so ist es möglich, dass der Daten¬ träger 4 aus dem Schweissgerät entnommen wird und die Daten mittels einem zusätzlichen Lesegerät 6 abgerufen werden.

Das beim Verfahren verwendete Schweissgerät kann auch bei Verbindungselementen eingesetzt werden, die keinen bidirek¬ tional arbeitenden Datenträger aufweisen, sondern Datenträger in Form von Magnetkarten, Barcodestreifen oder gar keine Daten¬ träger besitzen. Die für die Qualitätssicherung wichtigen verlegungsspezifischen Daten und die Ist-Schweissparameter werden nicht mehr im Datenträger des Verbindungselementes gespeichert. Die für eine allfällige spätere Rückverfolgung wichtigen Informationen fliessen nur von dem zum Schweissgerät gehörenden Datenträger 4 zu externen Datenverarbeitungsgeräten. Dadurch ist aber ein Risikofaktor vorhanden, da diese Daten nicht mehr eindeutig dem Verbindungselement zugeordnet werden können. Hingegen ist die Verarbeitbarkeit, das heisst, die korrekte Schweissung des Verbindungselementes so auch mit dem¬ selben Schweissgerät gewährleistet.

14 -