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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum automatischen Protokollieren
der Verbindungsvorgänge
bei der Erstellung von Rohrnetzen durch Verbinden von Rohrteilen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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In
der beispielsweise Gas- und Wasserversorgung sind Rohrnetze aus
Rohrteilen aufgebaut, die zum Beispiel durch Schweißvorgänge miteinander
verbunden werden. Neben den eigentlichen Rohren umfassen die Rohrteile
beispielsweise auch T-Stücke,
Abgänge
bzw. Sättel,
Verschlusskappen, Bögen,
Reduzierstücke, Übergangsstücke, Flansche
usw. Sind die Rohrteile aus einem thermoplastischen Kunststoff (z.
B. Polyethylen) gefertigt, sind die hierbei eingesetzten Verbindungstechniken
in aller Regel das Stumpfschweißen
oder das Heizwendelschweißen.
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Ersteres
wird in der Regel für
Hauptleitungen oder Ringverteiler eingesetzt, bei denen die Rohre
verhältnismäßig große Durchmesser
besitzen. Hierbei werden die Verbindungsflächen der miteinander zu verschweißenden Rohrteile
mittels einer Heizplatte erwärmt.
Nach einer bestimmten Heizdauer hat sich der thermoplastische Kunststoff
an den Verbindungsstellen bis über
den Schmelzpunkt erhitzt, so dass das Heizelement entfernt und die
Rohrteile zusammengefügt
werden können.
Ein Beispiel für
ein derart aufgebautes Rohrnetz ist in 1a schematisch gezeigt.
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Demgegenüber wird
das Heizwendelschweißen
für Hausanschlüsse, Nebennetze
sowie Hauptleitungen bis zu einem Durchmesser von ca. 600 mm eingesetzt.
Zur Verbindung zweier Rohrteile werden diese in ein geeignetes Heizwendel-Verbindungselement,
wie beispielsweise einer Heizwendelmuffe, einem Heizwendel-T-Stück eingeschoben
bzw. wird diesen ein Heizwendel-Sattel aufgesetzt usw. und die Heizwendel
mit einer externen Stromquelle verbunden. Hierdurch erhitzt sich
die Heizwendel und erwärmt
dabei den Kunststoff in ihrem näheren
Umgebungsbereich. Nach Erreichen der Kunststoff-Schmelztemperatur
fließt
der Kunststoff der untereinander zu verbindenden Rohrteile und des
Heizwendel-Verbindungselements ineinander und härtet nach Abschalten des Heizwendelstromes
zu einer gas- und/oder
flüssigkeitsdichten
Verbindung aus, wobei das Heizwendel-Verbindungselement an Ort und
Stelle zurückbleibt.
Ein Beispiel für
ein durch Heizwendel-Verbindungselemente
aufgebautes Rohrnetz ist in 2a schematisch
gezeigt.
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Es
kann nun vorkommen, dass nach der Erstellung des Rohrnetzes einzelne
Rohrteile ausgetauscht werden müssen.
Beispielsweise kann dies der Fall sein, wenn es sich herausstellt,
dass ein bestimmtes Rohrteillos einen Materialfehler aufweist oder
dass die Verbindung der Rohrteile mangelhaft ausgeführt wurde,
zum Beispiel wenn die Heizzeit im Falle von Kunststoff-Rohrteilen
bei einer Reihe von Schweißverbindungen
nicht ausreichend war, um eine flüssigkeits- oder gasdichte Verbindung
zu erzielen. Ist die genaue Lage der auszutauschenden Rohrteile
oder die mangelhaften Verbindungsstellen in dem Rohrnetz nicht bekannt,
bleiben dem Netzbetreiber nur zwei Möglichkeiten: er kann warten,
bis eine Undichtigkeit auftritt, was aber mit einem hohen Haftungsrisiko
verbunden ist; alternativ kann ein systematischer Austausch aller
Rohrteile oder eine systematische Nachbearbeitung aller Verbindungsstellen
erfolgen, was aber wiederum mit hohen Kosten verbunden ist.
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Es
ist daher für
die Netzhersteller und die Netzbetreiber prinzipiell notwendig,
Kenntnisse über
die für das
Rohrnetz verwendeten Rohrteile sowie insbesondere über deren
Lage in dem Netz zu haben. Hierzu werden Rohrnetzpläne sowie
Protokolllisten erstellt, die Auskunft über die Lage einzelner Rohrteile
und Verbindungsstellen in einem Netz geben.
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Um
einen derartigen Plan zu erstellen, werden in der Praxis zwei im
Wesentlichen unabhängige
Handlungen ausgeführt:
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Bei
der Durchführung
beispielsweise eines Schweißvorganges
innerhalb eines zu erstellenden Rohrnetzes wird für die Schweißverbindungsstelle
eine laufende Nummer vergeben. Diese laufende Nummer wird zusammen
mit spezifischen Daten der in diesem Schweißvorgang miteinander zu verbindenden
oder bereits miteinander verbundenen Rohrteile protokolliert. Bei
den spezifischen Rohrteildaten kann es sich um Informationen über den
Typ (Rohr, T-Stück
usw.) und den Durchmesser handeln. Je nach eingesetzter Schweißtechnik kommen
zu diesen Daten noch weitere rohrteilspezifische Daten hinzu.
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Im
Falle des Heizwendelschweißens
für Kunststoffrohre
handelt es sich hierbei um Angaben über die Spannung, die Zeit,
die Zeitkorrektur in Abhängigkeit
der Umgebungstemperatur, die Abkühlzeit,
den Widerstand der Heizwendel und der Fertigungs- und Temperaturtoleranz
(Temperaturbeiwert) der Heizwendel usw. Bei der Stumpfschweißtechnik
handelt es sich um Angaben über
das Material, wie beispielsweise die Rohmaterialidentifizierung,
die Rohmaterialklassifizierung (MRS) oder die Fließeigenschaften
des Materials (MFI), den Durchmesser, die Wanddicke (SDR), den Hersteller,
die Chargennummer und den Produktionsort, den Typ usw.
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Diese
Daten werden zumindest teilweise den Schweißgeräten eingegeben, so dass diese
dann daraus die für
die Erstellung der Schweißverbindung
notwendigen Schweißdaten
ableiten bzw. berechnen können.
Aus diesen Daten erstellen die Schweißgeräte weiterhin nach Durchführung des
Schweißvorganges
die in den 1c, 2c gezeigten Protokolle,
aus denen neben den in den 1c, 2c weiter dargestellten Informationen
zumindest die laufende Nummer für
eine Schweißverbindungsstelle
und die rohrteilspezifischen Daten unter den Überschriften "Formteil 1" und "Formteil 2" hervorgehen. Die
Eingabe der Daten in ein Schweißgerät kann dabei
manuell (die Daten sind dabei codiert (z.B. Barcode) oder im Klartext
auf dem Rohrteil angebracht) oder automatisch im Wege einer Magnetkarte
erfolgen.
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Würde das
Rohrnetz keine Abzweigungen enthalten und streng in eine Richtung
aufgebaut werden, so würde
diese Protokollierung ausreichen, um nach Erstellung des Rohrnetzes
einen entsprechenden Rohrnetzplan anfertigen zu können. Häufig weisen
aber Rohrnetze eine Vielzahl von Abzweigungen und dgl. auf, an denen
die weitere Erstellung des Rohrnetzes in nur eine Richtung nicht
mehr möglich
ist. Darüber
hinaus wird bei der Erstellung eines Rohrnetzes häufig "gesprungen", d. h., dass bis
zu einer bestimmten Verbindungsstelle gearbeitet und dann an einer
anderen Stelle innerhalb des Rohrnetzes fortgefahren wird, um anschließend zu
der zuerst genannten Verbindungsstelle zurückzukehren.
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In
diesen Fällen
reicht die bloße
Protokollierung der einzelnen Vorgänge mit laufender Nummer und spezifischen
Rohrteildaten nicht mehr aus, da eine eindeutige Lagezuordnung der
Rohrteile zu der jeweiligen Verbindungsstelle nicht vorhanden ist.
Deshalb führt
die den Verbindungsvorgang ausführende
Person eine handschriftliche Skizze, in der für jede Verbindungsstelle die
zugehörige
fortlaufende Nummer, die vorher für den Verbindungsvorgang vergeben
worden ist, eingetragen wird. In den 1b, 2b sind Beispiele dieser
Skizzen für
die in den 1a, 2a gezeigten Rohrnetze wiedergegeben.
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Nach
Fertigstellung des Rohrnetzes kann dann manuell die Erstellung eines
Rohrnetzplanes in der Weise erfolgen, dass die handschriftliche
Skizze (1b, 2b) mit den dort eingetragenen
laufenden Nummern für
jede Verbindungsstelle mit der vorstehend erwähnten Protokollliste (1c, 2c), die ebenfalls die laufenden Nummern
der Verbindungsvorgänge
und die rohrteilspezifischen Daten enthält, zusammengeführt wird.
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Weiterhin
ist es in der Praxis bekannt, jedem Auftrag (Baustelle, Hausanschluss,
Ringleitung) eine bestimmte Verwaltungsnummer (Kommissionsnummer)
zuzuweisen. Hierdurch lassen sich die Baustellen voneinander unterscheiden.
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Darüber hinaus
ist es in der Praxis für
die Verbindungsart "Schweißen" bereits bekannt,
die für
jede Schweißstelle
notwendige fortlaufende Nummer automatisch durch das Schweißgerät erstellen
zu lassen und der jeweiligen Schweißstelle zuzuordnen.
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Es
ist ohne weiteres einsichtig, dass die bekannte Vorgehensweise überaus arbeitsintensiv
ist. Darüber
hinaus können
schnell Fehler und damit unzutreffende Rohrnetzpläne mit den
entsprechenden Folgen entstehen.
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Aus
der europäischen
Patentanmeldung 0 816 008 geht ein System zur Überwachung von Rohrverlegearbeiten
in einem Halbleiterwerk hervor. Das System enthält eine Maschine zum Ausführen der
Rohrverbindungsvorgänge,
beispielsweise durch Schweißen,
Kontrollmittel zum Überprüfen, ob
die Rohrverlegearbeit korrekt ausgeführt worden ist, basierend auf
vorbestimmten Werten der Rohrverlegebedingungen und der aktuellen
Rohrverlege-Arbeitsdaten, einen Host-Computer zum Sammeln der vorbestimmten
Werte der Rohrverlegebedingungen, der tatsächlichen Rohrverlege-Arbeitsdaten
und des Ergebnisses der Überprüfung sowie Kommunikationsmittel
zum Übertragen
der vorbestimmten Werte der Rohrverlege-Arbeitsbedingungen, der tatsächlichen
Rohrverlege-Arbeitsdaten und das Ergebnis der Überprüfung.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Gerät der eingangs genannten Art
zu schaffen, das auf einfache Weise eine automatische Protokollierung
der Verbindungsvorgänge
bei der Erstellung von Rohrnetzen ermöglicht.
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Die
vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen dieses Verfahrens finden sich in den Unteransprüchen 2 bis
14.
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Durch
die Generierung einer einem Rohrteil eines Netzes eindeutig zugehörigen Identifikationskennung,
die mit der einen Verbindungsvorgang wiederum eindeutig identifizierenden
Kennung (= z. B. laufende Nummer, Schweißnahtnummer) verknüpft wird,
mittels der Einrichtung zum automatischen Generieren einer solchen
Identifikationskennung besteht auf einfache Weise die Möglichkeit,
die Erstellung von Rohrnetzplänen ohne
Nachbearbeitung auszuführen.
Es bedarf insbesondere nicht der arbeitsintensiven und fehlerträchtigen Erstellung
der handschriftlichen Skizze sowie deren Verknüpfung mit den die rohrteilspezifischen
Daten enthaltenden Verbindungsprotokollen, da letztere bereits mit
der dem jeweiligen Rohrteil des Rohrnetzes eindeutig zugehörigen Identifikationskennung
verknüpft
und bei der Durchführung
des Verbindungsvorganges, im Vorfeld oder im Nachgang in dem Speicher
des erfindungsgemäßen Gerätes eingegeben
bzw. abgespeichert werden. Diese Eingaben können dann mit den fortlaufenden
Nummern für
die Kennzeichnung eines Verbindungsvorganges verknüpft werden.
Hierdurch ist nun eine eindeutige Lageinformation der Rohrteile
und der Verbindungsstellen vorhanden.
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Prinzipiell
besteht die Möglichkeit,
dass allen Rohrteilen vor der Durchführung der Verbindungsvorgänge im Voraus
jeweils eine zu dem jeweiligen Rohrteil des Rohrnetzes eindeutig
gehörende
Identifikationskennung zugewiesen wird. Dies setzt aber voraus,
dass sämtliche
Rohrteile bereits bekannt sind. Wo dies noch nicht zutrifft, kann
ebenfalls vor der Durchführung
eines einzelnen Verbindungsvorganges den für diesen Verbindungsvorgang
verwendeten Rohrteilen jeweils eine zu dem jeweiligen Rohrteil des
Rohrnetzes eindeutig gehörende
Identifikationskennung zugewiesen werden.
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Sind
bereits Rohrteile in dem Rohrnetz verbaut worden, so kann bei einem
Verbinden eines bereits in das Rohrnetz integrierten Rohrteils dessen
bereits zugewiesene Identifikationskennung aus dem Speicher aufgerufen
werden, ggf. mit der dem neu hinzuzufügenden Rohrteil zugewiesen
Identifikationskennung sowie der den Verbindungsvorgang identifizierenden
Kennzeichnung verknüpft
und in dem Speicher abgelegt werden. Hierbei kann auch vorgesehen
sein, dass dem Benutzer mehrere Identifikationskennungen verschiedener, eine
Weitererstellung des Rohrnetzes ermöglichender Rohrteile zur Auswahl
oder aber eine zeichnerische Darstellung des Rohrnetzplanes, oder
Teilen davon, angeboten wird. Hierbei kann auch mittels eines entsprechenden
Stiftes die Identifikationskennung auf dem Rohrteil notiert werden.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass
bei einem Verbinden eines bereits in das Rohrnetz integrierten Rohrteils
dessen bereits zugewiesene Identifikationskennung gelesen, mit der
dem neu hinzuzufügenden,
Rohrteil zugewiesenen Identifikationskennung sowie der den Verbindungsvorgang
identifizierenden Kennzeichnung verknüpft und in dem Speicher abgelegt
werden.
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Neben
der Identifikationskennung für
die Rohrteile und der den Verbindungsvorgang identifizierenden Kennzeichnung
können
noch eine der folgenden Dateninformationen in dem Speicher abgelegt
werden:
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- – die
Kommissionsnummer des Auftrags,
- – Datum,
Uhrzeit, Umgebungstemperatur, Wetter,
- – Daten
des Verbindungsgerätes,
insbesondere Schweißgerätes
- – Daten
der Bedienungsperson
- – Prozessdaten
oder
- – Formteildaten
(z.B. Typ, Hersteller, Chargennummer usw.).
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Die
Gerätedaten
werden vom Gerät
automatisch in die Protokolle eingefügt.
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Die
Daten, welche sich auf den Arbeiter bzw. Bediener beziehen, werden
in der Regel über
einen Barcode oder eine Magnetkarte in das Gerät eingegeben. Neben den Sonderlösungen einiger
Hersteller von Schweißvorrichtungen
wird von der ISO 12176-3 (Arbeitsdokument N242) ein Codeaufbau standardisiert,
der die wesentlichen Daten eines berechtigten Bedieners enthalten
soll:
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- – Personalidentifikation
- – Prüfungsdatum
- – Land
- – Ausgabeorganisation
- – Freigabe
für verschiedene
Verbindungsverfahren, insbesondere Schweißverfahren
- – Sprache
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Bei
der Erstellung eines Rohrnetzes kann es vorkommen, dass ein Übergang
zu einem bereits existierenden oder einem sich gerade ebenfalls
in der Erstellung befindlichen Rohrnetz vorgesehen werden muss. In
diesem Fall kann das hierfür vorgesehene
Rohrteil eine den Übergang
kennzeichnende Identifikationskennung erhalten.
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Während sich
die Prozesssteuerung im Falle des Stumpfschweißens von Kunststoff-Rohrteilen aus den
Rohrteildaten sowie einem vordefinierten Schweißablauf ergibt, müssen für die Heizwendelschweißung zusätzliche
Daten wie Schweißspannung
usw. bereitgestellt werden. Diese können z.B. manuell, über Barcode oder
Magnetkarte in das Gerät
eingegeben werden. Der mittlerweile standardisierte Barcode enthält folgende Daten
des Heizwendel-Rohrteils:
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- – Typ
- – Durchmesser
- – Spannung
- – Zeit
- – Zeitkorrektur
in Abhängigkeit
der Umgebungstemperatur
- – Abkühlzeit
- – Widerstand
der Heizwendel
- – Fertigungs-
und Temperaturtoleranz (Temperaturbeiwert) der Heizwendel
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In
der Definition des Barcodes werden auch weitere Steuerverfahren
(z.B. hinsichtlich des Stromverlaufs, z.B. Konstant- oder Stufenstrom)
aufgeführt.
Die gängige
Methode ist aber die Prozesssteuerung über eine konstante Spannung.
Die Daten über
Typ und Durchmesser des Heizwendel-Rohrteils werden lediglich im
Protokoll abgelegt, aber nicht für
die Steuerung verwendet. Zu den Prozessdaten kann man auch Informationen über den
eigentlichen Schweißvorgang
zählen,
so z. B. Fehler, Verlaufsprotokolle usw.
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Für die Verarbeitung
von Kunststoff-Rohrteilen mit Hilfe des Stumpfschweißverfahrens
sind Geräte
bekannt, die auf Grund der Eingabe der Rohrteildaten (Material,
Durchmesser, Wanddicke (SDR) usw.) den Schweißvorgang automatisch oder halbautomatisch
steuern. Diese Daten und auch eventuelle Zusatzdaten (Hersteller,
Chargennummer, Typ) werden entsprechend protokolliert. Die Daten
sind auf den Rohrteilen angegeben (eingeprägt, manchmal auch auf Begleitpapieren).
Beim Elektroschweißen
sind die Rohrteildaten zum Teil im Barcode vorhanden, aber auch auf
dem Heizwendel-Rohrteil angebracht, so dass sie von bestimmten Geräten ebenfalls
manuell erfasst werden können.
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Im
Zuge der ISO Standardisierung (ISO 12176-4 Arbeitsdokument N250)
werden in Zukunft auch die Rohrteildaten als codierte Information
(Barcode, Magnetkarte oder Klartext) auf den Rohrteilen angebracht werden.
Entsprechend werden folgende Daten sowohl für Rohre, wie auch für sonstige
Teile und Heizwendel-Rohrteile (Fittings) mindestens zur Verfügung stehen:
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- – Hersteller
- – Typ
- - Durchmesser (Größe)
- – SDR
(Wanddickeninformation)
- – Rohmaterialidentifizierung
- – Rohmaterialklassifizierung
- - Fließeigenschaft
des Materials (MFI)
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Sofern
Daten hinsichtlich der Rohrteile, wie beispielsweise der Durchmesser,
das Material usw. abgespeichert werden, kann vor Durchführung des
Verbindungsvorganges, insbesondere eines Schweißvorganges die Zulässigkeit
der Verbindung zwischen den Rohrteilen geprüft werden. Sofern sich hier
ein negatives Ergebnis zeigen sollte, wird der Verbindungsvorgang
nicht durchgeführt.
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Um
die Integrität
der Datensätze
weiter steigern zu können,
kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Identifikationskennung
eines Rohrteils die den Verbindungsvorgang identifizierende Kennzeichnung
ebenfalls enthält.
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Eine
weitere Möglichkeit
besteht im Einsatz von GPS zur Lageerfassung der Verbindungsstelle.
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Nach
Erstellung des Rohrnetzes, oder Teilen davon, können die abgespeicherten Daten
ausgelesen und in einem Protokoll ausgedruckt werden. Ebenso besteht
die Möglichkeit,
mittels der abgespeicherten Daten einen Rohrnetzplan z.B. unter
Verwendung einer computerunterstützten
Software, zu erstellen und diesen auszudrucken.
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Die
Eingabe der rohrteilspezifischen Daten kann sowohl von Hand als
auch automatisch erfolgen. Im Falle eines automatischen Vorganges
kann dies beispielsweise dadurch geschehen, dass eine Einrichtung zum
Lesen von maschinenlesbaren Codes vorgesehen ist.
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Bereits
vorstehend ist darauf hingewiesen worden, dass die Verbindung zweier
Rohrteile durch Schweißen
erfolgen kann. Hierauf ist die Erfindung aber nicht beschränkt, da
auch andere Verbindungsarten verwendet werden können, beispielsweise eine Verbindung
durch Verschrauben von Flanschen an den Rohrenden. Weiterhin ist
noch zu bemerken, dass ein Rohrteil auch mit ein, zwei oder mehreren
verschiedenen Verbindungsarten eingesetzt werden kann, beispielsweise
ein T-Stück, welches
an seinen beiden, in einer Linie liegenden Enden verschweißt und an
seinem dritten Ende mittels einer Schraubverbindung an weitere Rohrteile
usw. angeschlossen wird.
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Hinsichtlich
des erfindungsgemäßen Geräts ist noch
zu bemerken, dass dieses innerhalb einer Vorrichtung zur Erstellung
der Verbindung, beispielsweise einer Schweißvorrichtung, integriert sein
kann, aber auch ein Begleitgerät
sein kann, in das die Rohrteildaten eingegeben werden können und
das zur Generierung der Identifikationskennungen in der Lage ist.
Unabhängig
von der vorstehend erwähnten
Ausgestaltung sollte aber das Gerät insbesondere ein Display
bzw. eine der Anzeigeeinrichtung und eine Tastatur zur Eingabe,
ggf. in Verbindung mit einem Barcodeleser aufweisen. Hinsichtlich
des Displays ist noch zu bemerken, dass dieses in einer vorteilhaften
Ausgestaltung in der Lage sein kann, das bereits erstellte Rohrnetz
graphisch, insbesondere unter Verwendung von allgemein verständlichen
Symbolen darzustellen.
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Darüber hinaus
ist noch zu bemerken, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist,
mittels einer einzelnen Verbindungsvorrichtung bzw. mittels eines
einzelnen Geräts
zum automatischen Protokollieren der Verbindungsvorgänge ausgeführt zu werden.
Beispielsweise besteht die Möglichkeit,
dass mehrere Verbindungsvorrichtungen bzw. Geräte gleichzeitig innerhalb ein
und desselben Rohrnetzes eingesetzt werden können. In diesem Fall kann zur
Unterscheidbarkeit der von jedem Gerät erstellten laufenden Verbindungsnummern
bzw. generierten Identifikationskennungen entweder jedem Gerät eine besondere
Kennung zugewiesen werden, die hinter den vorstehend genannten Daten
angefügt
wird, oder aber jedem Gerät
ein bestimmter Nummernkreis zugewiesen werden, über den es dann die laufenden
Verbindungsnummern bzw. Identifikationskennungen ausgeben kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren erläutert. Hierbei
ist:
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1a ein schematisches Beispiel
für ein
Rohrnetz, bei dem die Rohrteile aus Kunststoff durch eine Stumpfschweißtechnik
miteinander verbunden sind;
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1b eine handschriftlich
erstellte Skizze mit den Einträgen
der laufenden Nummern der einzelnen Schweißverbindungsstellen des in 1a gezeigten Rohrnetzes;
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1c ein Schweißprotokoll
einer Stumpfschweißmaschine,
das von dieser bei der Erstellung des in 1a gezeigten Rohrnetzes angefertigt wird;
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2a ein schematisches Beispiel
für ein
Rohrnetz, bei dem die Rohrteile aus Kunststoff durch eine Heizwendel-Schweißtechnik
miteinander verbunden sind;
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2b eine handschriftlich
erstellte Skizze mit den Einträgen
der laufenden Nummern der einzelnen Schweißverbindungsstellen des in 2a gezeigten Rohrnetzes;
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2c ein Schweißprotokoll
einer Heizwendel-Schweißmaschine,
das von dieser bei der Erstellung des in 2a gezeigten Rohrnetzes angefertigt wird;
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3a ein Ablaufdiagramm zur
Durchführung
der erfindungsgemäßen Rohrplanaufnahme
beim Stumpfschweißen;
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3b ein Ablaufdiagramm zur
Aufnahme bzw. Auswahl der Rohrteildaten beim Stumpfschweißen;
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3c eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
erstellte Protokollliste;
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3d die in 3c gezeigte Protokollliste in nicht normalisierter
Form;
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3e eine schematische Darstellung
eines Rohrnetzplanes;
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3f, 3g ein Ablaufdiagramm zur Durchführung der
erfindungsgemäßen Rohrplanaufnahme
beim Heizwendelschweißen;
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3h eine mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
erstellte Protokollliste;
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3i ein schematischer Rohrnetzplan,
und
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4 ein Blockdiagramm eines
erfindungsgemäßen Gerätes.
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Das
im Folgenden beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren, das anhand eines
aus Kunststoff-Rohrteilen aufgebauten Rohrnetzes erläutert wird,
wobei die Rohrteile durch das Stumpfschweißen bzw. Heizwendelschweißen miteinander
verbunden werden, soll die Verbindung der einzelnen Rohrteile schon
während
der Erstellung des Rohrnetzes so erfassen und in einer Form protokollieren,
dass ohne Zuhilfenahme einer nebenbei noch zu führenden, handschriftlichen
Skizze die Anfertigung eines Rohrnetzplanes möglich ist.
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Die
folgende Vorgehensweise mit dem erfindungsgemäßen Gerät macht dies möglich:
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- (1) Von jedem Rohrteil im Netz werden die spezifischen
Daten, mindestens aber der Typ des Rohrteils von der zur Erstellung
der Schweißverbindung
eingesetzten Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Gerät angefordert bzw. in dieses
eingegeben. Die Eingabe kann manuell (z.B. Klartext am Rohrteil)
oder automatisch (z.B. Barcode) erfolgen. Das Gerät erstellt
für jedes
Rohrteil eine für
das jeweilige Netz eindeutige Identifikationskennung (= ID) und
legt diese in einem Rohrteil-Speicher des Gerätes für die rohrteilspezifischen
Daten beispielsweise in Form einer Rohrteilliste ab. Die Identifikationskennung
kann beispielsweise aus einem den Typ des Rohrteils identifizierenden
Buchstaben (z.B. Rohr = R, T-Stück
= T usw.) und einer Zahl bestehen, die von Rohrteil zu Rohrteil
eines Typs jeweils um "1" erhöht wird.
Die Identifikationskennung zweier miteinander zu verschweißender Rohre
kann dann beispielsweise die folgende Form " R001" und "R002" aufweisen.
- (2) Vor Erstellung einer neuen Schweißverbindung fordert das Gerät die rohrteilspezifischen
Daten aller an der Verbindung beteiligten Rohrteile an.
(a)
Für Rohrteile,
die noch nicht in das Netz integriert sind, wird der vorstehend
in Ziffer (1) genannte Schritt ausgeführt.
(b) Ist das Rohrteil
bereits in das Netz integriert (z.B. ein Rohrteil, das in der vorausgegangenen
Schweißverbindung
verwendet worden ist), so können
die rohrteilspezifischen Daten anhand der Identifikationskennung
dieses Rohrteils aus dem Rohrteil-Speicher entnommen werden.
(c)
Handelt es sich bei einem Rohrteil um ein Teil, das in ein anderes
als das aktuelle Netz integriert ist, wird ebenfalls ein Eintrag
gemäß dem vorstehend
unter Ziffer (1) genannten Schritt erzeugt, dieser aber
in geeigneter Weise als Anschluss- oder Übergangsstelle gekennzeichnet.
Die Eingabe von Daten ist optional. Wahlweise kann auch die bereits
im Rahmen des anderen Rohrnetzes vergebene Identifikationskennung eingegeben
werden.
- (3) Die Anforderung der Daten und die Steuerung des Schweißvorganges
wird durch die Schweißart
(z.B. Stumpfschweißen,
Heizwendelschweißen)
bestimmt.
(a) Stumpfschweißen:
Hier
ist die Steuerung trivial, da jeweils zwei Rohrteile miteinander
verbunden werden. Allerdings kann über den Typ des Rohrteils die
Anzahl der möglichen
Verbindungen beschränkt
werden (Rohr: 2, T-Stück: 3, usw.).
(b)
Heizwendelschweißen:
Die
Anforderung der Daten und die Steuerung des Schweißvorganges
wird durch den Typ des Heizwendel-Rohrteils bestimmt. Es existieren
Heizwendel-Rohrteile, mit denen ein, zwei oder drei Rohrteile auf
einmal verbunden werden können.
- (4) Jede von dem Schweißgerät hergestellte
Schweißverbindung
wird mit den Identifikationskennungen der eingesetzten Rohrteile
unter Verwendung einer eindeutigen Kennung bzw. Kennzeichnung für die jeweilige Schweißverbindungsstelle
(z.B. laufende Nummer, Naht-Nummer usw.) in einem Protokollspeicher
des Gerätes
beispielsweise in Form einer Verbindungsliste abgelegt. Der Protokollspeicher
kann dabei mit dem vorstehend erwähnten Rohrteil-Speicher übereinstimmen.
- (5) Als weitere Ausgestaltung soll das Gerät anhand der eingelesenen Daten
prüfen,
ob eine Verbindung der eingegebenen Rohrteile überhaupt möglich (geometrische Abmessungen,
z.B. Durchmesser) oder zulässig
(Material, SDR) ist.
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Wird
das oben angegebenen Verfahren streng eingehalten, so ist die Eindeutigkeit
der Verknüpfung der
Daten gegeben. Dabei ist es irrelevant, ob die Eingabe der Daten
manuell oder über
einen Datenträger erfolgt.
Wünschenswert
ist aber die Eingabe über
einen Datenträger,
da hier der Mensch als Fehlerquelle in weiten Teilen der Verarbeitung
ausgeklammert wird.
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Verfahrensablauf beim
Stumpfschweißen
(Fig. 3a – 3e)
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Nach
der Vorbereitung der Rohrteile für
die Verbindung sowie Einschalten und Vorbereiten des Schweißgerätes kann
eine neue Verbindung hergestellt werden. Hierzu wird ein entsprechend
neuer Protokolleintrag in der Verbindungsliste erzeugt und mit einer
eindeutigen laufenden Nummer bzw. Nahtnummer versehen (Schritt (1)).
Hierbei werden eventuell auch allgemeine Daten wie Witterung, Kommissionsnummer, Schweißeridentifikation
usw. vom Schweißgerät angefordert
und unter der Protokollnummer abgespeichert. Anschließend fordert
das Gerät
die rohrteilspezifischen Daten des ersten Rohrteils an (Schritt
(2)), das in den 3a bis 3d auch als Formteil bezeichnet
wird. Dabei stehen, wie dies bereits vorstehend erwähnt worden ist,
verschiedene Arten der Eingabe zur Verfügung.
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In 3b ist ein Ablaufplan für die Eingabe
der Daten eines Rohrteils wiedergegeben. Zunächst wird im Schritt 10 entschieden,
ob es sich bei dem Rohrteil um ein neues Teil handelt. Falls dies
nicht zutrifft, das Rohrteil also bereits Bestandteil des Rohrnetzes
ist, wird die Identifikationskennung dieses Rohrteils aus dem Rohrteil-Speicher
zusammen mit den rohrteilspezifischen Daten ausgelesen (Schritt
(11)). Ebenso können mehrerer
Rohrteile dem Benutzer angeboten werden, so dass dieser das Benötigte auswählen kann.
Die Auswahl erfolgt dann anhand der eindeutig dem Rohrteil zugewiesenen
Identifikationskennung. Vorzugsweise kann hierbei vorgesehen sein,
dass ein Rohrteil nicht mehr zur Auswahl unterbreitet wird, bei
dem bereits die maximale Anzahl an Verbindungen mit anderen Rohrteilen
erfolgte.
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Handelt
es sich um ein neues Rohrteil, wird im Schritt 12 entschieden,
ob es sich um ein Rohrteil handelt, das einen Übergang zu einem weiteren Netz
darstellt. Falls dies zutrifft, werden die spezifischen Daten des Übergangsrohrteiles
eingegeben und die zugehörige
Identifikationskennung generiert (Schritt (13)), die sich
vorzugsweise von den Identifikationskennungen der in dem betrachteten
Rohrnetz integrierten Rohrteile unterscheidet. Handelt es sich um
kein Übergangsrohrteil,
so werden die rohrteilspezifischen Daten (wenigstens der Typ des
Rohrteils) eingegeben und die zugehörige Identifikationskennung
erzeugt (Schritt (14)). Anschließend kehrt der Ablauf zu dem
Verfahren der 3a zurück.
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Nach
der Eingabe der Daten des ersten Rohrteils und der Generierung der
Identifikationskennung bzw. der Auswahl des zutreffenden Rohrteils
aus der Liste der bereits eingegebenen Rohrteile werden die Daten
des zweiten Rohrteils in gleicher Weise angefordert bzw. ausgewählt und
ggf. eine entsprechende Identifikationskennung generiert (Schritt
(4) und (5) in 3a).
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Sind
im Rahmen der rohrteilspezifischen Daten u. a. auch Durchmesser
und Material eingegeben worden, so besteht die Möglichkeit, dass das Gerät prüft, ob die
Verarbeitung der Rohrteile überhaupt
möglich und/oder
zulässig
ist. Dies geschieht im Schritt (6) in 3a. Ist die Erstellung einer Schweißverbindung
nicht möglich,
kann das Gerät
das Verfahren abbrechen und die vorgenommenen Einträge wieder
rückgängig machen.
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Ist
die Erstellung einer Schweißverbindung
möglich
und zulässig,
werden die Identifikationskennungen der Rohrteile im aktuellen Protokolleintrag
(Verbindungsliste) zusammen mit einer die Schweißverbindungsstelle eindeutig
identifizierenden Kennung, wie zum Beispiel einer fortlaufenden
Nummer usw. eingetragen (Schritt (7)). Zur Verbesserung
der Integrität
der Datensätze
kann entsprechend auch zusätzlich
die entsprechende Nahtnummer unter den Rohrteil-Identifikationskennungen
eingetragen werden. Nach der Verarbeitung der Rohrteile, d. h. der
Erstellung der Schweißverbindung
(Schritt (8)) können
dem Protokolleintrag (Verbindungsliste) die Prozessdaten sowie weitere
Daten angefügt
werden (Schritt (9)). Es ist noch zu bemerken, dass der
Schritt (7) auch erst nach dem Schritt (8) erfolgen
kann.
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In 3c findet sich ein Beispiel
für die
Art der Speicherung der Daten in einer Verbindungsliste und einer
Rohrteil- bzw. Komponentenliste. Es besteht auch die Möglichkeit,
diese Listen in eine nicht normalisierte Form zu überführen, die
in 3d gezeigt und in
ihrem Aufbau zu der aus 1c entnehmbaren
Liste ähnlich ist.
Der grundlegende Unterschied besteht aber darin, daß auch hier
jedem Rohrteil eine eindeutige Identifikationskennung zugewiesen
wird. Man kann sogar in 3d einige
doppelte Einträge
der Rohrteildaten (sh. 3c:
Formteil 1 B0002 Bodendaten) weglassen, wenn die Daten zugrundegelegt
werden, welche im zeitlichen Ablauf als erste unter einer bestimmten
Identifikationskennung abgelegt worden sind.
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Aus
den Datensätzen
der 3c oder 3d lässt sich ggf. unter Zuhilfenahme
eines Computers die Skizze für
einen Rohrnetzplan auf einfache Weise ohne die Gefahr von Fehlern
ableiten, wie sie in 3e wiedergegeben
ist.
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Zusätzlich zu
den oben genannten Daten ist es auch möglich, beim Benutzer die Länge des
Rohrteils anzufordern. Da sich diese aber ändern kann (Rohr wird abgeschnitten),
sollte die Komponentenliste jeweils die zeitlich letzte Eintragung
enthalten.
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Verfahrensablauf
beim Heizwendelschweißen
(3f – 3i)
Das Heizwendelschweißen
unterscheidet sich nur in einigen Punkten von der im Zusammenhang
mit den 3a, 3b erläuterten Vorgehensweise beim Stumpfschweißen. Es
wird daher nachstehend nur auf die Unterschiede eingegangen.
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Nach
der Vorbereitung der Rohrteile für
die Schweißverbindung,
dem Einschalten und Vorbereiten des Schweißgerätes und dem Erstellen eines
neuen Protokolleintrages in der Verbindungsliste mit laufender Nummer
bzw. Nahtnummer (Schritt (15)) hängt das weitere Vorgehen im
Wesentlichen vom Typ des zu verschweißenden Heizwendel-Rohrteils
ab. Denn je nachdem wie dieses aufgebaut ist, kann eine unterschiedliche
Anzahl von Rohrteilen gleichzeitig verbunden bzw. das Heizwendel-Rohrteil mehrmals
verarbeitet werden.
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Daher
wird die Anforderung der Rohrteildaten vom Typ des Heizwendel-Rohrteiles
gesteuert. Darüber hinaus
wird das Heizwendel-Rohrteil selbst in der Komponentenliste zur
Auswahl geführt
und entsprechend zur Auswahl bereitgestellt.
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Die 3f, 3g zeigen den weiteren Ablauf der Datenaufnahme
und Verknüpfung
beim Heizwendelschweißen.
Der wesentliche Unterschied zum Verfahren beim Stumpfschweißen liegt
zum einen in der Anforderung der Daten des Heizwendel-Rohrteils (Schritte
(16)–(20)
und (23)–(26))
und zum anderen darin, dass die Anzahl der einzulesenden Rohrteile
vom Heizwendel-Rohrteil abhängt
(Schritt (27)), wie dies bereits vorstehend erläutert worden
ist. Zu dem kann auch ein Heizwendel-Rohrteil, welches mit einem Abgang ausgestattet
ist, als Rohrteil ausgewählt
werden.
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Als
Ergebnis werden wieder je eine Verbindungs- und Komponentenlisten
(3h) sowie die Skizze für einen
Rohrnetz gemäß 3i erstellt.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel
für ein
erfindungsgemäßes Gerät 40 zum
automatischen Protokollieren der Verbindungsvorgänge bei der Erstellung von
Rohrnetzwerken gezeigt. Das Gerät 40 kann
als integraler Bestandteil einer Verbindungsvorrichtung, insbesondere
einer Schweißvorrichtung
verwendet werden oder kann als unabhängiges, tragbares Gerät eingesetzt
werden.
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Das
Gerät 40 weist
eine CPU 42 u. a. zum Generieren einer ein Rohrteil eines
Netzes eindeutig bezeichnenden Identifikationskennung auf, die über eine
Datenleitung 44 mit einem Speicher 46 für die Verbindungsliste
verbunden ist, der auch als Protokollspeicher bezeichnet werden
kann. In dem Speicher 46 werden u. a. die laufenden Nummern
der Verbindungsstellen abgelegt. Weiterhin steht die CPU 42 über eine
Datenleitung 48 mit einem Speicher 50 für die Formteil-
bzw. Rohrteil-Datenliste in Verbindung, in dem insbesondere zumindest
die durch die CPU 42 generierten Identifikationskennungen
der Rohrteile abgelegt werden und der auch als Rohrteil-Speicher
bezeichnet werden kann. Prinzipiell können die beiden Speicher 46, 50 auch
durch einen Speicher oder durch mehr als einen Speicher gebildet
sein.
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Die
CPU 42 ist darüber
hinaus über
eine Datenleitung 52 mit einem Display 54 verbunden,
auf dem alphanumerische und/oder graphische Symbole wiedergebbar
sind. Mittels des Displays 54 können die von der Vorrichtung 40 generierten
Identifikationskennungen, die bereits für ein Rohrteil erzeugte Identifikationskennung,
der Inhalt der Verbindungsliste, der Inhalt der Rohrteil-Datenliste
und ggf. das bereits erstellte Rohrnetz alphanumerisch und/oder
graphisch dargestellt werden.
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Über eine
weitere Datenleitung 56 ist die CPU 42 noch mit
einem Tastaturfeld 58 zur manuellen Eingabe und/oder Auswahl
der Identifikationskennungen ausgestattet.
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Über eine
weitere Datenleitung 60 und über eine Einrichtung 62 zum
digitalen Umsetzen von Sattelitennavigationsdaten ist die CPU 42 mit
einem GPS-Empfänger 64 verbunden.
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Über eine
Datenleitung 64 ist die CPU 42 mit einem Barcodeleser 66 verbunden,
wobei in der Datenleitung 64 eine digitale Umsetzeinrichtung 68 für die vom
Barcodeleser 66 gelesenen Daten in digitale Daten vorgesehen
ist. Darüber
hinaus steht die CPU 42 über eine Datenleitung 70 mit
einem Temperatursensor 72 in Verbindung, wobei ebenfalls
in der Datenleitung 70 eine Einrichtung 74 zum
Umwandeln der von dem Temperatursensor 72 erfassten Daten
in digitale Daten eingeschaltet ist.
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Schließlich ist
die CPU 42 über
eine Datenleitung 76 mit einer Schnittstelle 78 verbunden, über die
das Gerät
bzw. die Vorrichtung 40 mit einer Regel- und Steuereinheit 80 für den Verbindungsvorgang,
insbesondere einer Schweißvorrichtung
verbindbar ist. Die Schnittstelle 78 kann sowohl hardwaremäßig als
auch softwaremäßig ausgeführt sein.
Weiterhin kann sie als Stecker ausgeführt sein, so dass die Vorrichtung 40 an
der Regel- und Steuereinheit 80 anschließbar ist.
