CH398957A - Elektrisches Speisegerät für das Verbinden von Formstücken und Rohren aus schweissbarem Kunststoff - Google Patents

Description

  
 



  Elektrisches Speisegerät für das Verbinden von Formstücken und Rohren aus schweissbarem Kunststoff
Beim Verbinden von Teilen aus schweissbarem Kunststoff kann bekanntlich die zum Herbeiführen des bindungsfähigen Zustandes erforderliche Wärme durch elektrische Widerstandsheizung eines an der Verbindungsstelle angeordneten, strombeschickten Leiters erzeugt werden. Insbesondere werden Rohre aus thermoplastischem Kunststoff, wie Polyäthylen, auf diese Weise mit entsprechenden Fittings verbunden, wobei sog. Schweissfittings Verwendung finden, in denen ein Heizdraht eingelegt ist, welcher zum Durchführen der Schweissung vorzugsweise über eine Steckverbindung an eine elektrische Speisequelle angeschlossen wird.



   Es ist klar, dass die Herstellung einer einwandfreien Schweissverbindung die Zufuhr einer sich in bestimmten Grenzen haltenden Energiemenge voraussetzt, welche sich nach den Abmessungen der Verbindungsstelle und weiteren Faktoren, wie Materialbeschaffenheit, Gestalt der Formstücke usw. richtet. Aber auch die Heizleistung ist der jeweiligen Verbindung anzupassen, damit die zur Herbeiführung des bindungsfähigen Zustandes erforderliche Temperatur zwar mit Sicherheit erreicht, eine schädliche Materialüberhitzung jedoch vermieden wird. Es stehen deshalb Hilfsgeräte im Gebrauch, welche die Dosierung der Energiezufuhr über die Zeit und die Abstufung der Leistung gestatten und meist aus dem Wechselstromnetz, gegebenenfalls von einem Notstromaggregat, betrieben werden.

   Den bekannten Geräten dieser Zweckbestimmung ist gemeinsam, dass für eine bestimmte Verbindungsgrösse die Zeitdauer des Stromflusses so von der Heizleistung   abhängig    gemacht ist, dass die pro Schweissvorgang zugeführte Heizenergie stets ungefähr gleich ist. Dabei werden also z. B. von Spannungsschwankungen des Netzes herrührende Abweichungen und Schwankungen der   Leistung-die    beträchtliches Ausmass annehmen können - in Kauf genommen. Die Stufung der Heizleistung erfolgt ferner bei den Geräten bekannter Ausführung mit Hilfe eines Stufentransformators, welcher die Geräte unhandlich schwer macht.

   Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass auch schon versucht wurde, bei   gege'bener    Grösse der Schweissverbindung mit konstanter Heizzeit zu arbeiten, während welcher Spannungsschwankungen des Netzes durch Handverstellung eines Regeltransformators   ausgegä-    chen wurden.



   Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein handliches Gerät zu schaffen, welches von den Mängeln bisheriger Ausführungen frei ist und den Anforderungen der Praxis gerecht wird. Sie betrifft somit ein zum Anschluss an das Wechselstromnetz bestimmtes Speisegerät zur dosierten Energieabgabe unter wählbarer Leistung für das Verbinden von Formstücken und Rohren aus schweissbarem Kunststoff durch elektrische Widerstandsheizung. Das erfindungsgemässe Speisegerät ist gekennzeichnet durch einstellbare, die gegebene Netzspannung unterschiedlich ausnützende,   spannungs stabilisierte    Leistungsteuermittel zur Anpassung der Heizleistung an die Grösse der Schweissverbindung sowie durch einstellbare, von den die Heizleistung beeinflussenden elektrischen Grössen unabhängige Zeitschaltmittel zur Bemessung der Heizenergie.



   Indem nun die entsprechend der zu verschwei ssenden Verbindung eingestellte Heizleistung in an sich bekannter Weise selbsttätig   stabilisiert,    d. h. von Spannungsschwankungen des Netzes unabhängig gemacht wird, ist die Einhaltung der vorgeschriebenen Temperaturgrenzen gewährleistet, und es erübrigt sich ferner die Anpassung der Heizdauer an Netzschwankungen zwecks genauer Dosierung der Heiz  energie. Die Leistungsstufung durch unterschiedliches Ausnützen der Netzspannung erfolgt vorzugsweise ohne Leistungstransformator, insbesondere durch Anwendung einer Phasenanschnittsteuerung, z. B. mittels Thyratronröhren oder ähnlich arbeitender, steuerbarer Schaltelemente. Dadurch lassen sich erhebliche Gewichtseinsparungen erreichen.



   Ein Ausführungsbeispiel des   Erfindungsgegen    standes wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Diese stellt ein Blockschaltbild des Speisegerätes dar.



   In der Figur ist mit 2 eine einstellbare Leistungssteuerschaltung bezeichnet, mit welcher die abgegebene Leistung (Heizleistung) durch unterschiedliches Ausnützen der gegebenen Netzspannung an die Kennwerte der Schweissverbindung bzw. des Schweissfittings angepasst wird. Der Heizstromkreis verläuft von der Arbeitsseite der Kontakte 26, 28 eines Schützes 22 und über die Kontaktstifte 30, an welche das Schweissfitting 20 angeschlossen wird. Die Leistungssteuerschaltung 2 steht unter dem   Einfluss    einer Stabilisierschaltung 4, welche bewirkt, dass die gewählte Heizleistung unabhängig von Netzspannungsschwankungen innerhalb enger Grenzen konstant bleibt. Ein Netzteil 6 sorgt für die interne Speisung der verschiedenen Stromkreise.



   Bei unerregtem Schütz 22, solange keine Schweissbereitschaft besteht, ist das Fitting 20 von den Heizstromkreis-Speiseleitungen 7 getrennt, jedoch vorzugsweise über die Ruheseite der Kontakte 26, 28 und die Leitungen 17 an eine Abgleichschaltung 14 angeschlossen. Diese wird im wesentlichen durch eine Widerstandsmessbrücke mit Verstärker für die Differenzspannung bzw. den Strom im Nullzweig gebildet, wobei die Schaltung bei hergestelltem Abgleich ein Signal auf eine Leitung 15 abgibt. Bei einer genormten Reihe verschiedener Fittinggrössen stellt der Widerstand des Heizdrahtes ein eindeutiges Mass für die Grösse des jeweils angeschlossenen Fit tings und damit für die zur   Schweissung    erforderliche Leistung dar.

   Es können deshalb mit Vorteil die Ab  gleichmittel    16 der   Widerstandsbrücke    mit den Ein  stelimitteln    der Leistungssteuerschaltung 2 gekuppelt werden, z. B. mechanisch durch zwei Stufenschalter mit gemeinsamer Achse (angedeutet durch die strichpunktierte Linie 5). Dadurch wird zwangläufig die zum jeweiligen Fitting passende Leistung festgelegt, noch bevor der Schweissvorgang   ein, geleitet    wird. Der Abgleich bzw. die Einstellung der Leistungssteuerschaltung kann bei Verwendung einer selbstabgleichenden Brücke auch selbsttätig erfolgen.

   Während des Abgleichs, also bei unerregtem Schütz 22, stehen die Buchsen 30 und das Fitting 20 lediglich unter Kleinspannung (weniger als 50 bzw. 40 Volt und durch elektromagnetische Verkettung von der Stromquelle getrennt), was eine Gefährdung des   Bedie    nungspersonals ausschliesst.



   Nach erfolgtem Abgleich, welcher z. B. durch eine Signallampe angezeigt wird, ist die Erregung des Schützes 22 über die Leitung 15 und die Ruheseite des Umschaltkontaktes 24 frei. Vorher wird an einem Zeitgeber 10 mit   Einstelimitteln    12 die erforderliche Schweisszeit festgelegt, was beispielsweise mit dem oben beschriebenen Abgleich gekoppelt erfolgen kann. Durch Betätigung der Starttaste 32 wird nun das (abfallverzögerte) Schütz 22 erregt, wodurch über die Arbeitsseite der Kontakte 26, 28 das Fitting an die Heizstromkreis-Speiseleitungen 7 angeschaltet, d. h. der Schweissvorgang eingeleitet wird.



  Das Schütz 22 hält sich über die Arbeitsseite des Kontaktes 24 in einem vom Zeitgeber 10 ausgehenden Haltestromkreis 13. Nach Ablauf der eingestellten Schweisszeit wird dieser Stromkreis im Zeitgeber unterbrochen und damit der Schweissvorgang selbsttätig beendet. Zur vorzeitigen, willkürlichen Unterbrechung der Schweissung ist eine Stoptaste 34 vorgesehen.



   Der ordnungsgemässe Stromfluss während der Schweisszeit wird von einem   Überwachungsteil    8 auf Grund des Spannungsabfalls an einem in die Heizstromkreis-Speiseleitungen 7 geschalteten Widerstand 18 überwacht. Tritt eine unzulässige Stromabweichung, insbesondere ein Stromunterbruch auf, so unterbricht der   Überwachungsteil    den Schweissvorgang und zeigt die Störung vorzugsweise durch ein optisches Signal an.



   Das Speisegerät kann im wesentlichen aus an sich bekannten Teilstromkreisen aufgebaut sein. Insbesonders lässt sich die Leistungssteuerung durch unterschiedliche Ausnützung der verfügbaren Netzspannung mit Hilfe einer Phasenanschnittsteuerung (Ver änderung des Stromflusswinkels mittels Thyratrons oder dergleichen) realisieren. Die Stabilisierung der Heizspannung kann dabei verwirklicht werden, indem die Gitterspannung der Thyratrons in dem Sinne von der Netzspannung abhängig gemacht wird, dass ein Anstieg der Netzspannung mit einer entsprechenden Zunahme des Zündverzuges einhergeht. Auf diese Weise lässt sich die eingestellte Heizleistung bei Netzspannungsschwankungen bis zu t   15 %    auf etwa   +      2 %    konstant halten.

   Eine weitere Möglichkeit zur Leistungsstufung besteht natürlich in der Verwendung von umschaltbaren Vorschaltwiderständen.



  In diesem Falle empfiehlt es sich, diese so auf die Verbraucherwiderstände abzustimmen, dass sich für alle Fittinggrössen stets etwa die gleiche Widerstandssumme ergibt. Bei relativ kleinen Heizströmen kann der Einfluss von   Über- und    Unterspannungen am Ge  räteeingang    auf die Heizleistung auch durch einen vorgeschalteten   Eisenwasserstoff- Widerstand    oder dergleichen in bekannter Weise reduziert werden.



   Dank der erwähnten Stabilisierung der Leistungssteuermittel ist eine Korrektur der Heizzeit wegen Spannungsschwankungen der Stromquelle entbehrlich. Dadurch vermindert sich der Aufwand für die Zeitschaltmittel entsprechend. Es kann z. B. ein einfacher mechanischer Zeitschalter oder eine elektro  nische Timerschaltung (RC-Glied mit veränderbarer Zeitkonstante) verwendet werden.



   Das beschriebene Speisegerät lässt sich insbesondere infolge Wegfalles eines Regeltransformators leichter und handlicher als bisherige Geräte ausfüh   ren. Die Heizleistung g und die Heizzeit (Energie)    werden unabhängig voneinander eingehalten. Eine Schweissung unter falscher, dem angeschlossenen Fitting nicht angepasster Leistung ist nicht   möglich.      

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zum Anschluss an das Wechselstromnetz bestimmtes Speisegerät zur dosierten Energieabgabe unter wählbarer Leistung für das Verbinden von Formstücken und Rohren aus schweissbarem Kunststoff durch elektrische Widerstandsheizung, gekennzeichnet durch einstellbare, die gegebene Netzspannung unterschiedlich ausnützende, spannungsstabilisierte Leistungssteuermittel zur Anpassung der Heizleistung an die Grösse der Schweissverbindung, sowie durch einstellbare, von den die Heizleistung beeinflussenden elektrischen Grössen unabhängige Zeitschaltmittel zur Bemessung der Heizenergie.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Speisegerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungssteuermittel auf der Anwendung einer Phasenanschnittsteuerung beruhen.

   2. Speisegerät nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Umschaltmittel für den Heizstromkreis, welche diesen bei nicht schweissgerechter Einstellung des Gerätes von den Leistungssteuermftteln trennen.

   3. Speisegerät nach Unteranspruch 2, gekennzeichnet durch einen unter Kleinspannung stehenden Abgleichstromkreis, welcher über die Ruheseite der Umschaltmittel an den Heizstromkreis angeschlossen ist und dessen Abgieichmittel mit den Leistungssteuermitteln gekuppelt sind.

   4. Speisegerät nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleichstromkreis bei hergestelltem Abgleich ein Signal erzeugt, welches die Betätigung der Umschaltmittel zwecks Verbindung der Leistungssteuermittel mit dem Heizstromkreis freigibt.

   5. Speisegerät nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgleich bzw. die Einstellung der Leistungssteuermittel selbsttätig erfolgt.