DE69019114T2

DE69019114T2 - Verfahren und Verbindungsteil mit einem elektrischen Widerstand zum Verschweissen von Elementen aus thermoplastischem Material.

Info

Publication number: DE69019114T2
Application number: DE69019114T
Authority: DE
Inventors: Denis Dufour; Francois Fortin
Original assignee: Gaz de France SA
Current assignee: Engie SA
Priority date: 1989-11-29
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2010-11-21
Also published as: MC2160A1; CN1052630A; EP0430761B1; DE69019114D1; EP0430761A3; FR2654977B1; EP0430761A2; ATE121990T1; CA2031025A1; CN1028161C; PT96014A; FR2654977A1; PT96014B; US5182440A; JPH03213328A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Zusammenbau von Werkstücken, die mindestens teilweise aus thermoschmelzbarem Material bestehen.
Heute werden solche Zusammenbauten im wesentlichen durch Thermoschweißen durchgeführt, siehe z.B. DE-B-1076356. Diese Technik wird in großem Umfang insbesondere in der Gasindustrie zur Herstellung von Verbindungen zwischen Rohren in den Verteilemetzen benutzt, (insbesondere Rohren aus Polyethylen einer höheren Dichte als ungefähr 925 kg/m³).
Nach einem heute sehr verbreiteten Verfahren werden die zu verbindenden Stücke, im allgemeinen Rohre, mittels eines Verbindungsstückes zusammengebaut.
Wie auch immer die Beschaffenheit dieses Stückes ist (Muffe, Anschluß...), so weist dieses gewöhnlich, in seine Dicke eingelassen, einen elektrischen Heizwiderstand auf, der im allgemeinen aus einem elektrisch leitenden gewickelten Draht besteht, der in der Nähe der Oberfläche des Stückes angebracht ist, welche gegenüber dem (den) Rohr (Rohren) liegen soll.
Die Schweißtätigkeit wird durchgeführt, indem man den Teil der zu schweißenden Werkstücke gegenüber anordnet und den aufgewickelten elektrischen Draht mit einer elektrischen Quelle verbindet (z.B. einer Quelle mit gleichgerichtetem Wechselstrom), die durch den Joule-Effekt den Widerstand erwärmt und das Erweichen des die Werkstücke umgebenden Kunststoffmaterials bis zur Schmelze bewirkt, wobei so das Schweißen durchgeführt wird.
Damit das Schweißen von guter Qualität ist, d.h. um eine dichte Verbindung für gasförmige Fließmittel und einen ausreichenden mechanischen Widerstand zu erhalten, muß die Erwärmungszeit zwischen einer Minimaldauer, die erlaubt, nach dem Abkühlen ein korrektes Schweißen zwischen den Werkstücken zu erhalten, und einer Maximaldauer liegen, die niedriger ist als diese, die geeignet wäre, einen thermischen Verfall der Werkstücke hervorzurufen. Bei den derzeitigen Widerstanden vom elektrischen gewickelten Drahttyp hat man bemerkt, daß in einer bestimmten Anzahl von Fällen das Schmelzen und das darauf folgende unter Druck Bringen des Plastikmaterials der Werkstücke Kontakte zwischen den Windungen unter Bildung von Kurzschlüssen bewirkt, die geeignet sind, augenblicklich thermische Wertminderung des Materials zu bewirken.
Bei den gegenwärtigen Schweißsystemen können ebenso gewisse Fehler in der Verbindung aufgrund der relativen Ungenauigkeit der verwendeten Richtlinien für die Bestimmung der optimalen Heidauer auftreten, welche der "Schweißdauer" entspricht, d.h. der Zeitdauer, in welcher der elektrische Widerstand mit elektrischem Strom gespeist wird.
Wenn die Schweißzeit automatisch beendet ist, erhält man den Abschluß des Sohweißens oft mit Hilfe eines Meßfühlers, den man in Schächten anordnet, die in dem Verbindungsstück an Stellen gebildet sind, weiche von der Schweißzone und in einem nicht zu vemachlässigenden Abstand von dem elektrischen gewickelten Heizdraht örtlich festgelegt sind. Trägt man dem Abstand zwischen diesen Schädhten, ihrer Anordnung und der verhältnismäßig geringen Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Kunststoffmaterialien Rechnung, so können Kurzschlüsse, wenn diese auftreten, bestenfalls nur mit einer gewissen Verzögerung entdeckt werden.
Es ist auch zu bemerken, daß die Durchführung einer elektrisch schweißbaren Verbindung mlt einem integrierten gewickelten Draht eine lange und heikle Drahtwicklungsstrecke benötigt.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, insbesondere den oben erwähnten Nachteilen abzuhelfen, indem ein Heielement benutzt wird, das rund um eine dünne elektrisch leitende Schicht oder Blatt gebildet ist, die bzw. das geeignet ist, bei einer Optimaltemperatur zu zerreißen und die bzw. das auf einem polymeren Film aus vorzugsweise unterschiedlich beschaffenem polymerem Kunststoff niedergeschlagen werden kann, aus dem die zusammenzubauenden Werkstücke bestehen.
Nach der Erfindung emetzt man also den klassischen elektrischen gewickelten Draht durch ein leitungswiderstandsfähiges Blatt, das in die elektrisch schweißbare Verbindung "versenkt" ist und die Schmelzsicherungsfunktion für die Schweißtemperatur bildet.
Darüberhinaus ist auch ein Verfahren Gegenstand der Erfindung, das dazu bestimmt ist, ein Verbindungsstück und mindestens ein anderes Stück durch Schweißen zu verbinden, wobei jedes von ihnen einen Körper aus thermoschmelzbarem Kunststoffmaterial aufweist, wobei das Verfahren darin besteht,
- die Stücke gegenüber anzuordnen, welche benachbarte Oberflächen aufweisen, wobei sie eine Schweißzone biiden,
- im inneren des Verbindungsstückes einen Weg für das Zirkulieren eines elektrischen Stromes in der Schweißzone in der Nähe der benachbarten Oberflächen der Stücke vorzusehen,
- einen elektrischen Strom längs des Weges zirkulieren zu lassen, um die Stücke in der Nähe der Schweißzone bis auf eine Temperatur zu erhitzen, die zu ihrem Schweißen führt,
wobei das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß es ferner darin besteht, daß:
- man als Weg für die Zirkulation des elektrischen Stromes eine Schicht oder ein Blatt aus elektrisch leitendem Material vorsieht, weiches in dem Verbindungsstück eingefügt und geeignet ist, bei einer vorbestimmten Temperatur zu brechen, die im wesentlichen gleich der Schweißtemperatur ist,
- und man den Strom in diesem Blatt zirkulieren läßt, bis man einen fortlaufenden Spalt quer über dieses mit Unterbrechung des Blattmaterials hervorruft, wobei das Anhalten des Erwärmens durch Stromunterbrechung bewirkt wird.
Von jetzt an bemerkt man, daß der Ausdruck "Schweißtemperatur" als die Temperatur ausgelegt werden muß, welche die zu verbindenden Stücke an ihrer Schweißzone erreichen müssen (d.h. in der Nähe ihrer Verbindungsgrenzfläche), damit diese Stücke während der Erwärmungszelt örtlich in Schmelze treten und daß nach dem Anhalten des Erwärmens und Abkühlens diese selben Stücke in im wesentlichen für Gase dichter Weise verbunden sind, und dies mit einem mechanischen Widerstand, der mit ihrer Benutzung vereinbar ist.
Andere Erklärungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich noch aus der Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen folgt, in weichen ist:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht durch die Mitte eines Verbindungssystemes nach der Erfindung, wobei eine Muffe für die End-zu-End-Verbindung der zwei Rohre benutzt wird,
Figur 2 eine schematische Ansicht in Perspektive einer möglichen Ausführung des in der Erfindung veranschaulichten Widerstandselementes,
Figur 3 eine Schnittdarstellung mitten durch eine Durchführungsvariante des in Figur 1 gezeigten Systemes, wobei im vorliegenden Fall ein Anschluß für eine Querverbindung auf einem Rohr benutzt wird, und
Figur 4 eine vergrößerte lokale Ansicht einer Ausführungsvariante des in Figur 2 gezeigten Widerstandselementes ist.
Wenn man sich zunächst auf Figur 1 bezieht, sieht man eine dargestellte elektroschweißbare Verbindung, die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet ist, welche eine Verbindungsmuffe 2 aufweist, die mit einem Körper aus thermoschmelzbarem Kunststoffmaterial vemehen ist, dessen zentrale Öffnung 4, welche ihn vollkommen durchquert, geeignet ist, zwei im wesentlichen koaxiale Rohre 6, 8 aufzunehmen, die einen äußeren Durchmesser haben, der leicht geringer (schächer) ist als der Durchmesser der Muffenöffnung 4, um diese zu verbinden.
Die zwei Rohre 6, 8 sind im Inneren der Muffenöffnung 4 mit einem ihrer Enden eingefügt. Diese Rohre erstrecken sich auf eine Länge l und längs der Oberflächen 6a, 8a gegenüber einer Muffenzone (Schweißzone genannt). Diese Zone wird durch die äußere angrenzende Oberfläche 2a begrenzt, und weist einen elektrischen Heizwiderstand 10 auf, der durch zwei Klemmen 12, 14 mit einer elektrischen Energiequelle (nlcht dargestellt) verbunden ist, wie z.B. einer Quelle mit gleichgerichtetem Wechselstrom.
Unter den für die Herstellung des Muffenkörpers und für die Verbindung der Rohre verwendbaren Kunststoffmaterialien kann man insbesondere Polyethylen, Polyamid, Polybutylen und Polypropylen nennen.
Nach der Erfindung und wie man beim Betrachten der Figuren bemerken kann, besteht der elektrische Heizwiderstand aus einer Schicht oder aus einem Blatt 11 aus elektrisch leitendem Material. Das Blatt 11 kann insbesondere durch Niederschlag mlt Zerstäuben unter Vakuum auf einem Stützfilm 13 aus schmelzbarem Kunststoffmaterial geblidet werden.
Vorzugsweise unterscheidet sich das grundliegende Kunststoffmaterial des Stützfilmes 13 von dem des Verbindungsstückes 2 und der Rohre. Genauer ist es in allgemeiner Weise vorteilhaft, für den Film 13 ein Kunststoffmaterial zu verwenden, das einen höheren Schmelzpunkt hat als das Kunststoffmaterial der Rohre und des Körpers des Verbindungsstückes. Femer bevorzugt man für die Wahl des Filmes ein Material, das, wenn sich der Film noch in festem Zustand befindet, einen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem der leitenden Schicht 11 (fester Zustand) und dem der Rohre und der Muffe (geschmolzener Zustand) hat.
In diesem Fall kann man durch Auswählen einer Schicht 11 aus elektrisch leitendem Material, die geeignet ist, im wesentlichen bei der Schweißtemperatur der Stücke zu schmelzen, eine gute Schmelzeigensteuerung sicherstellen. Solange die Stromzirkulation in der Schicht die Tempemtur des Filmes nicht auf seine Schmelztemperatur anhebt zirkuliert der Strom in der Tat normal und die Stücke werden erwärmt. Aber sobald die Erweichungs-, dann die Schmelztemperatur des Materiales, das den Stützfilm bildet, erreicht ist, dehnt sich dieser aus, wodurch zuerst Risse in der leitenden Schicht, dann das Auftreten eines fortlaufenden Spaltes quer und über die ganze Dicke dieser Schicht hervorgerufen wird, was das Anhalten des Heizens durch Stromunterbrechung zur Folge hat.
Wohlverstanden weist die Benutzung eines solchen Systems verschiedene Vorteile bezüglich eines klassischen, leitenden gewickelten Drahtes auf und insbesondere:
- das Ausschalten von Kurzschlußrisiken,
- ein gleichmäßigeres Erwärmen der Stücke in dem Maß, wie die Wärmeaustauschoberfläche zwischen dem Heizelement und den zusammenzubauenden Stücken deutlich angewachsen ist,
- eine Kostenverringerung für die Ausführung der Verbindungsstücke, diese benötigen nicht mehr die Benutzung von beigefügten Meßfühlern,
- eine bessere Lokalisierung des Heizflusses in der Nachbarschaft der Schweißgrenzfläche in dem Maß, wie die Dicke des elektrisch leitenden Blattes von der Größenordnung von einigen Hunderten Ångström sein kann, während der Durchmesser des elektrisch leitenden Drahtes in typischer Weise Millimetergrößenordnung hat,
- schließlich macht die Benutzung einer solchen Leitungswiderstandsschicht die Ausführung einer tatsächlich selbstgesteuerten Verbindung möglich, weil sie selbst die Zelt bestimmt, in weicher Stromzirkulation bestehen soll, und dies in unmittelbarer Nähe der Schweißzone und also unter den bestmöglichen Bedingungen für die Zuverlässigkeit und der Wirksamkeit.
Wie man versteht, benötigte die Durchführung eines Heizwiderstandes dieses Typs die Berücksichtigung verschiedener Parameter, nämlich insbesondere:
- die Beschaffenheit des leitenden Materials (im allgemeinen ein Metall), das die dünne Schicht 11 bildet,
- die Dicke dieser Schicht,
- wenn nötig, die Dicke und die Beschaffenheit des Filmes aus Kunststoffmaterial, der den Stützfilm 13 bildet,
- die Abmessungen und die Geometrie des Heizelementes in seiner Gesamtheit.
Nachdem diese verschiedenen Wahlen einmal durchgeführt wurden, mußten dann zuverlässige und industriell durchführbare elektrische Kontakte hergestellt werden, die es erlauben, das so hergestellte Heizelement geeignet mit elektrischem Strom zu versorgen.
Interessleren wir uns nun nacheinander für diese verschiedenen Kriterien.

a) Beschaffenheit des verwendeten leitenden Materials, Dicke des metallischen Blattes und Geometrie des Heizelementes:

Diese unterschiedlichen Parameter müssen so gewählt werden, daß ein Widerstand erhalten wird, der es erlaubt, in der Schweißzone der Stücke die geeignete Schweißtemperatur zu errechen.
Für einen Zusammenbau zwischen einer Muffe aus Polyethylen und Rohren ebenfalls aus Polyethylen müssen in der Praxis in der Nähe der angrenzenden Verbindungsoberflächen der Stücke (in Figur 1 mit 2a; 6a bzw. 8a markiert) Temperaturen erreicht werden, die zwischen ungefähr 150 und 350 bis 400ºC betragen und das während eines Zeitintervalls der Größenordnung von einigen Minuten. Bei Kenntnis der Schweißspannung und des elektrischen Widerstandes des Heizelementes ist es die in den Zusammenbau abgeführte elektrische Leistung, welche die Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten bestimmt.
Die Heizzeit ist also kein vorbestimmter Parameter.
Da der Widerstand des Heizelementes von dem elektrischen Leitungswiderstand des verwendeten Metalls, von der Dicke der leitenden Schicht, von dem Durchgangsdurchmesser des Stromes in der Schicht und von dem Abstand abhängt, welcher die elektrischen Kontakte trennt, kann man leicht die Dicke der metallisierten Schicht berechnen und die Art des leitenden Metalles wählen, um den elektrischen Widerstandswert zu erhalten, der es erlaubt, die gewünschten Temperaturen zu erreichen, mit dem Wissen, daß man in der Gasindustrie insbesondere gewöhnlich eine Schweißspannung der Größenordnung von 39 Volt verwendet.
Allgemein wird die Dicke der leitenden Schicht zwischen ungefähr 10&supmin;&sup8; und 10&supmin;&sup7; m angenommen. Und das leitende Material, weiches diese Schicht bildet, wird in vorteilhafter Weise derart ausgewählt, daß seine Schmelztemperatur höher ist als die des Kunststoffmaterials des Stützfilmes.
Was die Geometrie des Heizelementes betrifft, so variiert sie wohl verstanden in Abhängigkeit von der gewünschten Verwendung.
im Falle von Figur 1, d.h. für eine Ende-an-Ende-Verbindung zweier Rohre durch Muffe, ausgehend von einem parallelepipedischen Blättohen 10 (wie in Figur 2 dargestellt ist), hat man eine Muffe hergestellt, in deren Dicke dieses Leitungswiderstandsblättchen versenkt wurde, welche hier die Form einer Zylinderachse aufweist, die im wesentlichen mit der 4a der zentralen Öffnung 4 der Muffe verschmilzt. Der Beschaffenheit dieses Leitungswiderstandselementes Rechnung tragend, konnte dieses in unmittelbarer Nähe der inneren Oberfläche 2a der Verbindung, also ganz nahe der äußeren Verbindungsoberflächen 6a, 8a gegenüber den zwei Rohren integriert werden.
Es könnten aber auch andere Ausführungsformen ins Auge gefaßt werden.
In dem Fall (in Figur 3 dargestellt) der Verbindung eines Rohres, wie z.B. 16, und eines Anschlusses, wie LB. 18, der örtlich das Rohr mittels eines Satteis 22 bedeckt, weist z.B. die mit 20 markierte, wie oben gebildete, Leitungswiderstandsschicht eine in der Fläche im wesentlichen parallelepipedische rechtwinklige Form auf, die wie ein Sattel gekrümmt ist. Nach dem Schweißen und Abkühlen der Stücke wird eine zentrale Öffnung 24 quer durch den Widerstand 20 ausgeführt (Kunststoffilm + leitende Schicht), welche der Öffnung 26 des Rohres entspricht, mit weichem sie mit dem inneren Durchgang 28 des Schaftes 30 des Anschlusses in Verbindung steht
Die Leitungswiderstandsschicht 20 ist wohlverstanden wie zuvor mit zwei Verbindungsklemmen, wie z.B. 32 und 34 für ihre Versorgung mit elektrischer Energie verbunden.
Wie die besagte Anwendung auch sei, bevorzugt man, um einen mechanischen Widerstand des Zusammenbaus einerseits und des Widerstandselementes andererseits sicherzustellen, die elektrisch leitende Schicht und den Stützfilm derart zu durchbohren, daß das Element Öffnungen oder Löcher 36 (Figur 2) aufweist, die es durch und durch durchqueren, wobei die Öffnungen, wenn das Verbindungsstück einmal ausgeführt wurde, durch das Plastikmaterial dieses Stückes gefüllt werden, womit so eine lokale Kontinuität des Materials erlaubt wird.
Wie in Figur 4 gezeigt ist, kann auch ins Auge gefaßt werden, daß die leitende Schicht 11 sich in der Form eines metallischen Gitters oder eines gelochten Körpers darstellt, der in der Art eines leitenden Maschengitters dargestellt ist, weiches in dünner Schicht auf dem Stützfilm niedergeschlagen ist, wobei die Maschen 38 oder Löcher des Rostes oder des Gitters dort noch mit dem Kunststoffmaterial des Verbindungsstückes gefüllt sind, ebenso wie die Öffnungen 39, die entsprechend quer durch den Stützfilm 13 angebracht wurden.

b) Wahl des Stützfilmes:

Wie man verstanden hat, hat der Stützfilm 13 der elektrisch leitenden Schicht die Funktion, wenn es vorgesehen ist, die Erwärmung der Stücke durch Reißen der Schicht 11 zu unterbrechen, die man auf ihm niedergeschlagen hat.
In der Praxis wird dieses Brechen durch das Schmelzen mit unter Druck Bringen des Stützfilmes hervorgerufen.
Daher wähit man für den Film ein thermoschmelzbares Kunststoffmaterial, welches einen solchen Schmelzpunkt hat, daß die Ausdehnung des Filmes das Reißen der leitenden Schicht 11 erst in dem Moment herbeiführt, wo die Schweißtemperatur in der Nähe der Verbindungsgrenzfläche der Stücke erreicht ist.
Die den Zusammenbau durch Thermoschweißen von Rohren und von Verbindungsstücken aus Polyethylen betreffenden Studien, die bis jetzt durchgeführt werden konnten, erlaubten zu zeigen, daß die zu erreichenden Schweißtemperaturen in der Größenordnung von 150 bis 250ºC für Heizgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 20 bis 100ºC/mn liegen.
Man wird also in aligemeiner Weise als Stützfilm einen Film auswählen, der ausgehend von einem polymeren Material gebiidet ist, welches eine Schmelztemperatur von mindestens höher als ungefähr 200ºC hat.
Unter den ins Auge gefaßten Polymeren kann man z.B. Polyester, Polyamid 6, fluorierte Polymere (z.B. Polytetrafluoroethylen), kristallines Polycarbonat, Polyphenylenpolysulfid und Polyimide nennen.
In allgemeiner Weise und wenigstens in dem Fall, in dem die zu verbindenden Stücke aus Polyethylen hergestellt sind, begrenzt man also die Wahl auf thermoschmelzbare Kunststoffmateriallen, die eine Schmelztemperatur niedriger als ungefähr 400ºC haben, um jedes Beschädigungsrisiko der Stücke durch Übererhitzen zu vermeiden.
Außer der Art des Stützfilmes ist auch seine Dicke ein wesentliches Element der Wahl. In einer Vlelzahl von Anwendungen wird diese zwischen ungefähr 5 und 100 um (nämlich 5 bis 100 x 10&supmin;&sup6; m) und vorzugsweise gleich ungefähr 10 um angenommen.

c) Durchführung der elektrischen Kontakte:

Um den Anschluß des Leitungswiderstandselementes zu sichern, mußten Ohmsche Kontakte auf der feinen leitenden Haut 11 realisiert werden. Hierfür sah man vor, auf elektrisch leitende Klebstoffe, Bänder oder metallische Niederschläge zurückzugreifen, wobei man sie derart benutzt, daß elektrische seitliche Kontakte, wie z.B. bei 15, 17 in den Figuren gezeigt ist.
Wenn einmal die Kontakte realisiert sind, kann man die elektrischen Verbindungsdrähte 19, 21 mit den entsprechenden Klemmen schwelßen.

d) Bildung einer Kältezone:

Insbesondere im Falle der Ende-an-Ende-Verbindung zweier Rohre mittels einer Verbindungsmuffe (siehe Figur 1) erschien es ferner nützlich, eine "Kältezone" gegenüber den Enden der sich gegenüber befindlichen Rohre zu errichten, um zu vermeiden, daß im Laufe des Erhitzens oder des Schweißens sich in Schmelze befindliches Material in den freien Raum e, der die Rohre trennt, ergießen könnte, mit dem Risiko, diese teilweise zu verstopfen.
Hierfür wurde in dem Beispiel von Figur 1 vorgesehen, auf der Oberfläche der leitenden Schicht 11 einen feinen elektrisch leitenden Schutzsteg 37 anzuordnen, der sich gegenüber dem Raum e (siehe Figur 1) erstreckt.
Zum Sicherstellen seiner Funktion wird dieser Steg aus einem Material hergestellt, vorzugsweise metalllsch, weiches eine Schmelztemperatur hat, die höher ist als die Schmelztemperatur des umgebenden Kunststoffmaterials und der den Kunststoffilm 13 bildenden Materialien, ja sogar der leitenden Schicht 11.
Im allgemeinen wird die Dicke des Steges zwischen 3 und 5 um angenommen.
Auf der Basis des eben Gesagten haben verschiedene durch die Anmelderin durchgeführte Tätigkeiten erlaubt, das vollstandige (aber nicht begrenzte) folgende Beispiel zu umreißen, wobei erlaubt wird, ein Leitungswiderstandselement herzustellen, das geeignet ist, auf einem Verbindungsstück aus Polyethylen für die dichte Verbindung von Rohren ebenfalls aus Polyethylen verwendet zu werden.

Aufbau:

- Stützfilm: Film aus Polyester einer Dicke von ungefähr 12 um,
- elektrisch leitende Schicht: Schicht aus Aluminium von ungefähr 200 Ångström (nämlich 200 x 10&supmin;¹&sup0; m),
- Geometrie des Heizelementes: Blättchen von 10 x 10 cm², das mit Öffnungen durchstoßen ist, die ihm das Aussehen eines Maschengitters geben,
- Verbindungen durch Klebebänder aus Kupfer von 30 um Dicke, auf welchen ein Silberlack niedergeschlagen wurde,
- Heizleistung des Blättchens: 0,015 W/mm².

Resultate:

Nach ungefähr 200 Sekunden beträgt die Maximaltemperatur der metallischen Schicht ungefähr 200ºC.
Das Erhitzen wird automatisch durch Reißen der metallischen Schicht nach Ablauf von ungefähr 250 Sekunden unterbrochen.
Es muß klar sein, daß wohlverstanden jedes geeignete Mittel (anders als ein Film aus Kunststoffmaterial), das geeignet ist, nach der Erflndung einen Spalt in dem dünnen leitenden Blättchen bei der gewählten Temperatur hervorzurufen, ganz und gar benutzt werden könnte, ohne den Rahmen der Erflndung zu verlassen. Insbesondere müßte es durch Anpassen der Dicke und der Art dieses leitenden Blattes möglich sein, auf die Benutzung des polymeren Stützfilmes 13 zu verzichten, wobei der Widerstand 11 dann so gestaltet sein muß, daß er durch Schmelzen bei einer Temperatur zwischen der Schmelztemperatur des Kunststoffmaterials der Verbindung und den zu verbindenden Elementen und einer maximalen Schadhaftigkeitstemperatur dieser selben Stücke bricht in der Praxis stellt man fest, daß die Schadhaftigkeits- oder Reißtemperatur der Molekülketten, welche ein Stück bilden, erreicht ist, wenn Spritzer des geschmolzenen Materials und/oder Rauchentwicklungen in Erscheinung treten. Die Anwesenheit von Hohlräumen im Inneren der Stücke ist auch das Zeichen für eine solche Schadhaftigkeit, ebenso wie die Feststellung einer zu tiefen Schmelzzone mit Leckagerisiken an den Schweißnähten.

Claims

1. Verfahren zum Verbinden eines Verbindungsstückes mit mindestens einem anderen Stück durch Schweißen, wobei jedes von ihnen einen Körper aus thermoschmelzbarem Kunststoffmaterial aufweist, wobei das Verfahren darin besteht, daß:

- man die Teile (1, 6, 8; 16, 18) gegenüber anordnet, die benachbarte Oberflächen (2a, 6a, 8a) aufweisen, wobei sie eine Schweißzone bliden,

- man in dem Verbindungsstück (1, 18) einen Weg (11) für das Zirkulieren eines elektrischen Stromes in der Schweißzone in der Nähe der benachbarten Oberflächen der Stücke vorsieht,

- man einen elektrischen Strom längs des Weges zirkulieren läßt, um die Stücke in der Nähe der Schweißzone bis auf eine Temperatur zu erhitzen, die zu ihrem Schweißen führt,

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es außerdem darin besteht, daß

- man als Weg für die Zirkulation des elektrischen Stromes ein Blatt (11) aus elektrisch leitendem Material vorsieht, weiches in dem Verbindungsstück eingefügt ist und geeignet ist, sich bei einer Temperatur zu spalten, die im wesentlichen gleich der Schweißtemperatur ist,

- und daß man den Strom in diesem Blatt zirkulieren läßt, bis man mindestens einen Spalt quer über das Blatt und über die ganze Dicke desselben mit Unterbrechung des Blattmateriales hervorruft, was geeignet ist, die Unterbrechung des Stromes zu bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Spalt in dem elektrisch leitenden Blatt (11) ausführt, indem man dieses Blatt formschlüssig mit einem polymeren, thermoschmelzbaren Stützfilm (13) versieht, der im wesentlichen bei der Schweißtemperatur der Stücke einen Wärmedehnungskoeffizienten hat, der Art, daß bei dieser Temperatur der Film einen mechanischen Riß des Blattes bewirkt

3. Verbindungsstück für Elemente aus thermoschmelzbarem Kunststoffmaterial, welches mindestens teilweise aus thermoschmelzbarem Material besteht, das mit dem Kunststoffmaterial der Elemente verträglich ist und welches eine Oberfläche (2a) für seine Verbindung mit einer entsprechenden Oberfläche (6a, 8a) der Elemente (6, 8) aufweist, wobei das Stück (1, 18) in seiner Dicke einen elektrischen Widerstand (10) beinhaltet, der in der Nähe der Verbindungsoberfläche angeordnet ist, um das Schmelzen des Materiales hervorzurufen, welches es umgibt, und um das Schweißen zwischen dem Stück und den Elementen zu bewirken, dadurch gekennzeichnet daß der elektrische Widerstand (10) sich in der Form eines Blattes (11) aus elektrisch leitendem Material darstellt, welches gebildet ist, um bei einer Temperatur zu brechen, weiche zwischen der Schmelztemperatur des Kunststoffmateriales des Stückes und der Elemente und einer maximalen Schadhaftigkeitstemperatur dieser selben Stücke und Elemente angenommen ist

4. Verbindungsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (11) aus elektrisch leitendem Material auf einem Stützfilm (13) gebildet ist, der in der Dicke des Verbindungsstückes (1, 18) versenkt ist.

5. Verbindungsstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Blatt (11) und der Stützfilm (13) Öffnungen (36) aufweisen, die sie vollkommen durchqueren, wobei die Öffnungen durch das Kunststoffmaterial des Verbindungsstückes (1, 18) gefüllt sind, um so eine Kontinuität des Materials sicherzustellen.

6. Verbindungsstück nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrisch leitende Blatt (11) in der Form eines Maschengitters darstellt, und entsprechend den Maschen (38) Öffnungen (39) quer durch den Stützfilm (13) vorgesehen sind, wobei die Öffnungen und die Maschen durch das Kunststoffmaterial des Verbindungsstückes gefüllt sind, wodurch so eine Kontinuität des Materials sichergestellt wird.

7. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztemperatur des Stützfilmes (13) höher oder gleich der des Verbindungsstückes (1, 18) und der Elemente (6, 8, 16) und niedriger als die des elektrisch leitenden Blattes (11) ist

8. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Film (13), mit dem das leitende Blatt (10) formschlüssig verbunden ist, einen Wärmedehnungskoeffizienten aufweist, der Art, daß dieser Film bei einer Temperatur in der Größenordnung der Schmelztemperatur einen mechanischen Bruch des Blattes hervorruft.

9. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztemperatur des Stützfilmes (13) zwischen ungefähr 200ºC und 400ºC angenommen wird.

10. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Stützfilmes (13) zwischen ungefähr 5 und 100 x 10&supmin;&sup6; m beträgt und vorzugsweise gleich ungefähr 10 x 10&supmin;&sup6; m beträgt

11. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stützfiim (13) einen Film benutzt, der aus einem Polymerenmaterial aus der folgenden Aufzählung besteht: Polyester, Polyamid 6, fluorierte Polymere, kristallines Polycarbonat, Polyphenylenpolysulfid, Polyimid.

12. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des elektrisch leitenden Blattes (11) zwischen ungefähr 10&supmin;&sup8; und 10&supmin;&sup7; m beträgt.

13. Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (2) aus einer Muffe besteht und die zu verbindenden Elemente (6, 8) aus Rohren bestehen, die Ende an Ende angeordnet sind und im Inneren der Muffe (2) in Eingriff stehen, wobei die Muffe (2) Schutzstege (37) aufweist, die gegenüber den Verbindungsenden der Rohre angeordnet sind und deren Schmelztemperatur höher ist als die Schmelztemperatur des Plastikmaterials der benachbarten Manschette, um eine Schutzbarriere zu bilden, die verhindert, daß das geschmolzene Material in das Innere der Rohre fließt.