DE102015122120A1

DE102015122120A1 - Welding element for connecting to at least one pipe element

Info

Publication number: DE102015122120A1
Application number: DE102015122120.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Pylarski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schweißelement (10) zum Verbinden mit wenigstens einem Rohrleitungselement (1, 2), mit einer Heizeinrichtung (15) zum Erwärmen des wenigstens einen Rohrleitungselements (1, 2), wobei die Heizeinrichtung (15) ein aus Metall bestehendes Widerstandselement aufweist, das mit einer Spannungsquelle (7) verbindbar ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Widerstandselement wenigstens eine durch einen Druck- oder Beschichtungsprozeß erzeugte Widerstandsstruktur (17; 17a bis 17c) aufweist.The invention relates to a welding element (10) for connection to at least one pipeline element (1, 2), comprising a heating device (15) for heating the at least one pipeline element (1, 2), the heating device (15) comprising a resistance element consisting of metal , which is connectable to a voltage source (7). According to the invention, it is provided that the resistance element has at least one resistance structure (17, 17a to 17c) produced by a printing or coating process.

Description

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung betrifft ein Schweißelement zum Verbinden mit wenigstens einem Rohrleitungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a welding element for connecting to at least one pipe element according to the preamble of claim 1.

Ein Schweißelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der EP 0 222 287 B1 bekannt. Das bekannte Schweißelement ist im Wesentlichen hülsen- bzw. rohrartig ausgebildet und weist im Bereich seines Innenumfangs eine Heizeinrichtung mit einem Heizdraht auf. Der Heizdraht ist zumindest über einen Teilbereich der axialen Länge des Schweißelements angeordnet und im Bereich des Innenumfangs bzw. der Innenwand spiralförmig in eine entsprechende Nut des Schweißelements eingelegt. Das bekannte Schweißelement dient dem Verbinden zweier, aus Kunststoff bestehender Rohrleitungsenden, die von den beiden Stirnseiten des Schweißelements her in die Öffnung des Schweißelements eingeführt werden, bis sich deren Stirnflächen vorzugsweise berühren. Das Schweißelement umgibt die beiden Rohrleitungsenden an deren Außenumfang und bewirkt bei einer Aktivierung der Heizeinrichtung, dass sich der Kunststoff der beiden Rohrleitungsenden im Überdeckungsbereich mit der Heizeinrichtung sowie der Kunststoff des Schweißelements, ebenfalls im Bereich der Heizeinrichtung, derart erwärmt, dass ein Verschweißen des Schweißelements an seinem Innenumfang mit dem Außenumfang der jeweiligen Rohrleitungsenden erfolgt. Dadurch wird eine dichte Verbindung zwischen den beiden Rohrleitungsenden zum Schweißelement hin ausgebildet. Um eine definierte Erwärmung des Kunststoffs im Bereich der Heizeinrichtung zu gewährleisten, ist es erforderlich, den Heizdraht innerhalb der genannten nutförmigen Vertiefung im Bereich der Innenwand des Schweißelements anzuordnen. Außerdem muss sichergestellt sein, dass der Heizdraht auch tatsächlich in der nutförmigen Vertiefung geführt ist, um zu gewährleisten, dass beispielsweise eine gleichmäßige Erwärmung der an der Verbindung teilnehmenden Fügepartner stattfindet. Sowohl das Ausbilden derartiger nutartiger Vertiefungen, als auch das Anordnen des Heizdrahtes der Heizeinrichtung in der nutförmigen Vertiefung erfordert einen relativ hohen Fertigungsaufwand. A welding element according to the preamble of claim 1 is known from EP 0 222 287 B1 known. The known welding element is formed substantially sleeve or tube-like and has in the region of its inner periphery a heating device with a heating wire. The heating wire is arranged at least over a partial region of the axial length of the welding element and inserted spirally into a corresponding groove of the welding element in the region of the inner circumference or the inner wall. The known welding element is used to connect two, consisting of plastic pipe ends, which are introduced from the two end faces of the welding element ago in the opening of the welding element until the end faces preferably touching. The welding element surrounds the two pipe ends at the outer periphery and causes when activating the heater that the plastic of the two pipe ends in the covering area with the heater and the plastic of the welding element, also heated in the heating device, such that welding of the welding element its inner circumference is made with the outer circumference of the respective pipe ends. As a result, a tight connection between the two pipe ends is formed towards the welding element. In order to ensure a defined heating of the plastic in the region of the heating device, it is necessary to arrange the heating wire within said groove-shaped depression in the region of the inner wall of the welding element. In addition, it must be ensured that the heating wire is actually guided in the groove-shaped depression in order to ensure that, for example, a uniform heating of the joining partners participating in the connection takes place. Both the formation of such groove-like depressions, as well as the placement of the heating wire of the heater in the groove-shaped recess requires a relatively high production cost.

Aus der EP 1 190 839 B1 ist es darüber hinaus bekannt, bei einem Schweißelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 den Heizdraht der Heizeinrichtung, welcher ebenfalls spiralförmig im Bereich des Innenumfangs bzw. der Innenwand des Heizelements angeordnet ist, mit unterschiedlichen Wicklungsdichten in Bezug auf die axiale Erstreckung des Schweißelements anzuordnen. Dadurch lassen sich verschiedene Schweiß- bzw. Fügezonen aufgrund der unterschiedlichen Erwärmungen im Bereich des Schweißelements erzielen. Die Problematik hinsichtlich der relativ aufwendigen Fertigung ist jedoch auch bei diesem Schweißelement vorhanden. From the EP 1 190 839 B1 It is also known, in a welding element according to the preamble of claim 1, the heating wire of the heater, which is also arranged spirally in the region of the inner circumference and the inner wall of the heating element, to be arranged with different winding densities with respect to the axial extent of the welding element. As a result, different welding or joining zones can be achieved due to the different heating in the region of the welding element. However, the problem with regard to the relatively complex production is also present in this welding element.

Neben den oben erwähnten Schweißelementen zum Verbinden zweier Rohrleitungsenden sind auch Schweißelemente bekannt, die zum Beispiel in Form eines Schweißsattels ausgebildet sind, und die auf den Außenumfang eines Rohrleitungselements aufsetzbar und diesem verschweißbar sind. In addition to the above-mentioned welding elements for connecting two pipe ends and welding elements are known, which are for example in the form of a welded saddle, and which are placed on the outer circumference of a pipe element and this welded.

Weiterhin ist es beispielsweise aus der DE 10 2013 212 254 A1 bekannt, bei einem MID(Molded interconnect device)-Bauteil auf einer flexiblen, aus Kunststoff bestehenden Folie eine elektrische leitende Struktur anzuordnen, die der elektrischen Kontaktierung von elektronischen Bauelementen dient. Furthermore, it is for example from the DE 10 2013 212 254 A1 It is known to arrange an electrically conductive structure for a MID (Molded Interconnect Device) component on a flexible film made of plastic, which serves for the electrical contacting of electronic components.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schweißelement zum Verbinden mit wenigstens einem Rohrleitungselement nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 derart weiterzubilden, dass eine herstellungstechnisch alternative und vorteilhafte Fertigung des Schweißelements erzielbar ist. Gleichzeitig soll eine besonders einfache Möglichkeit der Steuerung der Erwärmung von unterschiedlichen Bereichen des Schweißelements bzw. des Rohrleitungselements ermöglicht werden. Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a welding element for connecting to at least one pipe element according to the preamble of claim 1 such that a manufacturing technology alternative and advantageous production of the welding element can be achieved. At the same time a particularly simple way of controlling the heating of different areas of the welding element or the pipe element is to be made possible.

Diese Aufgabe wird bei einem Schweißelement zum Verbinden mit wenigstens einem Rohrleitungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved in a welding element for connection to at least one pipe element with the features of claim 1.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, anstelle der beim Stand der Technik üblichen Heizdrähte als Bestandteil der Heizeinrichtung die Heizdrähte durch wenigstens eine, durch einen Druck- oder Beschichtungsprozess erzeugte Widerstandsstruktur zu ersetzen. Eine derartige Widerstandsstruktur hat insbesondere den Vorteil, dass sie hinsichtlich ihrer Geometrie und elektrischen Eigenschaften in beliebiger Art und Weise ausbildbar ist, um beispielsweise Bereiche mit relativ hohem elektrischen Widerstand oder Bereiche mit relativ geringem elektrischen Widerstand auszubilden, die dann zu unterschiedlichen Erwärmungen des Kunststoffs des Schweißelements sowie des wenigstens einen Rohrleitungselements führen. Darüber hinaus ermöglicht es ein derartiges Widerstandselement auch beispielsweise, auf die zum genauen Positionieren bzw. Führen des Heizdrahts erforderlichen nutartigen Vertiefungen aus dem Stand der Technik verzichten zu können. Vielmehr wird die genaue Anordnung und Geometrie alleine durch die Genauigkeit des Druck- oder Beschichtungsprozesses realisiert bzw. sichergestellt. Dabei sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus dem Bereich der Halbleiterfertigung, Druck- bzw. Beschichtungsverfahren bekannt, die es ermöglichen, mit relativ geringem vorrichtungstechnischen Investitionsaufwand derartige, aus Metall bestehende Widerstandsstrukturen hochgenau an beliebigen Konturen, also auch an einer beispielsweise gewölbten Innenwand eines Schweißelements anzuordnen bzw. auszubilden. The invention is based on the idea of replacing the heating wires by at least one resistance structure produced by a printing or coating process instead of the heating wires customary in the prior art as part of the heating device. Such a resistance structure has the particular advantage that it can be formed in any desired manner in terms of its geometry and electrical properties, for example to form regions with relatively high electrical resistance or regions with relatively low electrical resistance, which then leads to different heating of the plastic of the welding element and lead the at least one pipe element. Moreover, such a resistance element also makes it possible, for example, to be able to dispense with the groove-like recesses of the prior art required for the exact positioning or guiding of the heating wire. Rather, the exact arrangement and geometry is realized or ensured solely by the accuracy of the printing or coating process. In this case, from the prior art, For example, from the field of semiconductor manufacturing, printing or coating process known, which make it possible with relatively little technical equipment investment such metal, existing resistance structures with high precision at any contours, including on an example curved inner wall of a welding element or form.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schweißelements zum Verbinden mit wenigstens einem Rohrleitungselement sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Advantageous developments of the welding element according to the invention for connection to at least one pipe element are listed in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.

Hinsichtlich der geometrischen Anordnung der Widerstandsstruktur sowie der geometrischen Ausbildung des Schweißelements ist es vorgesehen, dass das Schweißelement aus Kunststoff besteht, rohrförmig ausgebildet ist, und dass die wenigstens eine Widerstandsstruktur im Bereich des Innenumfangs des Schweißelements angeordnet ist. Hierbei umfasst der Bereich des Innenumfangs der Schweißeinrichtung sowohl die unmittelbare Oberfläche des Schweißelements an seinem Innenumfang, d.h., dass es möglich ist, das Widerstandselement bzw. die Widerstandsstruktur unmittelbar auf den Innenumfang des Schweißelements anzuordnen, als auch den Fall, dass eine derartige Widerstandsstruktur unterhalb der Oberfläche, jedoch nahe des Innenumfangs des Schweißelements angeordnet ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass je näher die Widerstandsstruktur am Innenumfang des Schweißelements angeordnet ist, desto besser die Wärmeübertragung von der Widerstandsstruktur auf das in Wirkverbindung mit der Widerstandsstruktur angeordnete wenigstens eine Rohrleitungselement ist. Auf der anderen Seite ist es beispielsweise aus Gründen des Vermeidens von mechanischen Beschädigungen der Widerstandsstruktur beim Einführen bei Rohrleitungsenden in den Bereich des Innenumfangs des Schweißelements sinnvoll, die Widerstandsstruktur nicht unmittelbar auf den Innenumfang selbst anzuordnen, da in diesem Fall eine direkte Berührung bzw. ein direkter Kontakt mit den entsprechenden Rohrleitungsenden mit der entsprechenden Beschädigungsgefahr entsteht. With regard to the geometric arrangement of the resistance structure and the geometric design of the welding element, it is provided that the welding element consists of plastic, is tubular, and that the at least one resistance structure is arranged in the region of the inner circumference of the welding element. Here, the area of the inner circumference of the welding device comprises both the immediate surface of the welding element on its inner circumference, ie, that it is possible to arrange the resistance element or the resistance structure directly on the inner circumference of the welding element, as well as the case that such a resistance structure below the Surface, however, is arranged near the inner periphery of the welding element. It should be noted that the closer the resistor structure is arranged on the inner circumference of the welding element, the better the heat transfer from the resistor structure to the at least one pipeline element arranged in operative connection with the resistor structure. On the other hand, for reasons of avoiding mechanical damage to the resistance structure during insertion at pipe ends into the region of the inner circumference of the welding element, it is expedient, for example, not to arrange the resistance structure directly on the inner circumference itself, since in this case a direct contact or a direct contact Contact with the corresponding pipe ends with the corresponding risk of damage arises.

Aus diesem Grund ist es bei der letztgenannten Ausführungsform von besonderem Vorteil, wenn die wenigstens eine Widerstrandsstruktur auf der dem Innenumfang zugewandten Seite zumindest bereichsweise von einem Schutzelement überdeckt ist. Unter einem derartigen Schutzelement wird entweder ein separates, mit dem Schweißelement verbindbares, insbesondere eine relativ geringe Dicke aufweisendes Rohrelement verstanden, das in das Schweißelement eingeführt und mit diesem verbunden werden kann. Alternativ kann ein derartiges Schutzelement auch durch Um- bzw. Anspritzen von Kunststoff im Bereich des Innenumfangs des Schutzelements ausgebildet werden. Es ist jedoch auch denkbar, beispielsweise lediglich den Bereich der Widerstandsstruktur mit einem beispielsweise plattenförmigen bzw. flächigen Schutzelement abzudecken, das zumindest einen mechanischen Schutz der Widerstandsstruktur ermöglicht. Darüber hinaus wird erwähnt, dass ein derartiges Schutzelement nicht nur, wie oben angeführt, dem mechanischen Schutz der Widerstandsstruktur bzw. der Heizeinrichtung dient, sondern darüber hinaus auch eine Korrosion der Widerstandsstruktur verhindern kann. Eine derartige Korrosion findet typischerweise dann statt, wenn beispielsweise bei flüssigkeitsführenden Rohrleitungen zwischen zwei Rohrleitungsenden Flüssigkeit über die gegenüberliegenden Stirnflächen der Rohrleitungsenden nach außen hin austritt und in den Bereich der Widerstandsstruktur vordringt. Durch ein derartiges Schutzelement wird daher ein unmittelbarer Zutritt von Korrosion hervorrufenden Medien zu der Widerstandsstruktur verhindert. For this reason, it is particularly advantageous in the case of the last-mentioned embodiment if the at least one resistive structure is at least partially covered by a protective element on the side facing the inner circumference. Under such a protective element is either a separate, connectable to the welding element, in particular a relatively small thickness exhibiting tubular element understood, which can be introduced into the welding element and connected thereto. Alternatively, such a protective element can also be formed by plastic injection or injection molding in the region of the inner circumference of the protective element. However, it is also conceivable, for example, to cover only the area of the resistance structure with a plate-shaped or flat protective element, for example, which makes possible at least a mechanical protection of the resistance structure. Moreover, it is mentioned that not only does such a protective element, as stated above, serve for the mechanical protection of the resistance structure or the heating device, but also it can prevent corrosion of the resistance structure. Such corrosion typically occurs when, for example, in liquid-carrying pipelines between two pipe ends, liquid exits outwardly beyond the opposite end faces of the pipe ends and penetrates into the region of the resistance structure. By virtue of such a protective element, therefore, direct access of corrosion-causing media to the resistance structure is prevented.

Hinsichtlich des Aufbringens der Widerstandsstruktur auf den Bereich des Innenumfangs des Schweißelements bestehen ebenfalls verschiedene Möglichkeiten mit spezifischen Vor- bzw. Nachteilen. In einer ersten denkbaren Variante ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Widerstandsstruktur auf einem flexiblen Trägerelement angeordnet ist, und dass das Trägerelement mit dem Schweißelement verbunden ist. Hierbei spielt es keine Rolle, ob die Widerstandsstruktur, wie erfindungsgemäß vorgesehen, durch einen Druckprozess oder durch einen Beschichtungsprozess auf das flexible Trägerelement aufgebracht wird. Unter einem flexiblen Trägerelement wird ein Trägerelement verstanden, das sich insbesondere an den Innenumfang des Schweißelements anschmiegen lässt. Ein derartiges Vorgehen hat insbesondere den Vorteil, dass sich die wenigstens eine Widerstandsstruktur örtlich getrennt von dem Schweißelement erzeugen bzw. herstellen lässt, indem die Widerstandsstruktur auf das besagte Trägerelement aufgebracht wird. Anschließend wird die so ausgebildete Widerstandsstruktur mit dem Trägerelement auf den Innenumfang des Schweißelements angeordnet und beispielsweise elektrisch mit entsprechenden Anschlusselementen kontaktiert, welche der Spannungsversorgung der Heizeinrichtung dienen. Ein derartiges Vorgehen hat somit insbesondere den Vorteil, dass hinsichtlich der Dimensionierung bzw. des Einsatzes von Beschichtungs- bzw. Druckeinrichtungen nahezu keine Einschränkungen erforderlich sind, sondern dass vielmehr aus dem Stand der Technik an sich bekannte Beschichtungs- bzw. Druckeinrichtungen verwendet werden können. With regard to the application of the resistance structure to the region of the inner circumference of the welding element, there are also various possibilities with specific advantages or disadvantages. In a first conceivable variant, it is provided that the at least one resistance structure is arranged on a flexible carrier element, and that the carrier element is connected to the welding element. In this case, it does not matter whether the resistance structure, as provided according to the invention, is applied to the flexible carrier element by a printing process or by a coating process. A flexible carrier element is understood to mean a carrier element which can be clinging in particular to the inner circumference of the welding element. Such a procedure has the particular advantage that the at least one resistance structure can be produced or produced locally separately from the welding element by applying the resistance structure to the said carrier element. Subsequently, the resistance structure formed in this way is arranged with the carrier element on the inner circumference of the welding element and, for example, contacted electrically with corresponding connection elements which serve to supply the voltage to the heating device. Such an approach thus has the particular advantage that with regard to the dimensioning or the use of coating or printing devices, almost no restrictions are required, but rather that coating or printing devices known per se from the state of the art can be used.

In einer ersten Weiterbildung des zuletzt beschriebenen Schweißelements ist es vorgesehen, dass das Trägerelement auf der dem Innenumfang zugewandten Seite des Schweißelements angeordnet ist. In diesem Fall dient das Trägerelement somit beispielsweise als Verbindungsschicht zwischen der Widerstandsstruktur und dem Innenumfang des Schweißelements. Dabei lässt sich die Verbindung in besonders einfacher Art und Weise dadurch herstellen, indem beispielsweise das Trägerelement auf der der Widerstandsstruktur abgewandten Seite mit Klebstoff beschichtet ist bzw. diese Seite dazu benutzt wird, um das Trägerelement über eine Klebeverbindung mit dem Innenumfang des Schweißelements zu verbinden. In a first development of the welding element described last, it is provided that the carrier element is arranged on the inner circumference facing side of the welding element. In this case, the carrier element thus serves, for example, as a connecting layer between the resistance structure and the inner circumference of the welding element. In this case, the connection can be produced in a particularly simple manner by, for example, the carrier element is coated on the side facing away from the resistance structure with adhesive or this page is used to connect the carrier element via an adhesive bond with the inner circumference of the welding element.

In einer alternativen Weiterbildung des Schweißelements ist es vorgesehen, dass das Trägerelement auf der dem Innenumfang abgewandten Seite des Schweißelements angeordnet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Widerstandsstruktur zwischen dem Innenumfang des Schweißelements und dem Trägerelement angeordnet ist. Eine derartige konstruktive Ausbildung hat den besonderen Vorteil, dass das Trägerelement beispielsweise gleichzeitig als Schutzelement dienen kann, wenn dieses auf der der Widerstandsstruktur zugewandten Seite beispielsweise mit einer (möglichst vollflächigen) Klebeverbindung mit der Innenwand des Schweißelements verbunden wird, um dadurch den Zutritt von Medien zu dem Bereich der Widerstandsstruktur zu verhindern. In an alternative development of the welding element, it is provided that the carrier element is arranged on the side facing away from the inner circumference of the welding element. In other words, this means that the resistance structure is arranged between the inner circumference of the welding element and the carrier element. Such a constructive design has the particular advantage that the carrier element can simultaneously serve as a protective element, for example, when it is connected on the side facing the resistance structure, for example, with a (full-surface) adhesive bond with the inner wall of the welding element, thereby to the access of media to prevent the area of the resistance structure.

In grundsätzlich von den zuletzt genannten Varianten unterschiedlicher Ausgestaltung des Aufbringens der Widerstandsstruktur im Bereich des Schweißelements ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Widerstandsstruktur unmittelbar auf dem Schweißelement aufgebracht ist. Unter einer derartigen Variante wird verstanden, dass eine Einrichtung zum Aufdrucken bzw. Beschichten der Widerstandsstruktur beispielsweise innerhalb des Querschnitts des Schweißelements angeordnet wird und die Widerstandsstruktur unmittelbar auf die Innenwand bzw. den Innenumfang des Schweißelements aufbringt. Ein derartiges Schweißelement hat den Vorteil, dass auf ein separates Trägerelement wie bei der zuletzt besprochenen Variante verzichtet werden kann. In principle of the last-mentioned variants different embodiment of the application of the resistance structure in the region of the welding element, it is provided that the at least one resistance structure is applied directly to the welding element. Such a variant is understood to mean that a device for printing or coating the resistance structure is arranged, for example, within the cross section of the welding element and the resistance structure is applied directly to the inner wall or the inner circumference of the welding element. Such a welding element has the advantage that it can be dispensed with a separate carrier element as in the last-discussed variant.

Um es zu ermöglichen, dass gegebenenfalls unterschiedliche Bereiche des Schweißelements unterschiedlich stark erwärmt werden können, kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Widerstandsstruktur Bereiche mit unterschiedlicher Breite und/oder unterschiedlicher Dicke aufweist. Hierbei nimmt der elektrische Widerstand bei geringerer Dicke bzw. geringerer Breite tendenziell zu, so dass in diesen Bereichen eine stärke Erwärmung stattfindet im Vergleich zu den Bereichen der gleichen Widerstandsstruktur, in denen die Bereiche der Widerstandsstruktur eine größere Breite bzw. eine größere Dicke aufweist. In order to make it possible for different regions of the welding element to be heated to different extents, provision may be made for the at least one resistance structure to have regions with different widths and / or different thicknesses. Here, the electrical resistance tends to increase with smaller thickness or smaller width, so that in these areas a stronger heating takes place in comparison to the areas of the same resistance structure, in which the regions of the resistance structure has a greater width or a greater thickness.

Auch hinsichtlich der geometrischen Ausbildung der Widerstandsstruktur gibt es eine Vielzahl von möglichen Varianten bzw. vorteilhaften Ausgestaltungen. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Widerstandsstruktur über die axiale Länge des Schweißelements betrachtet spiralförmig in dem Schweißelement angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung imitiert den eingangs genannten Stand der Technik, bei dem ein Heizdraht im Bereich des Innenumfangs des Schweißelements spiralförmig angeordnet ist. Also with regard to the geometric design of the resistance structure, there are a multiplicity of possible variants or advantageous embodiments. Thus, it can be provided, for example, that the at least one resistance structure viewed over the axial length of the welding element is arranged spirally in the welding element. Such a configuration mimics the prior art mentioned in the introduction, in which a heating wire is arranged spirally in the region of the inner circumference of the welding element.

Es ist jedoch auch denkbar bzw. gegebenenfalls von Vorteil, wenn die wenigstens eine Widerstandsstruktur parallel und/oder in einem Winkel zur Längsachse des Schweißelements und/oder radial zur Längsachse des Schweißelements angeordnete Widerstandsstrukturabschnitte aufweist, und wenn die Widerstandsstrukturabschnitte vorzugsweise elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die letztgenannte Variante ermöglicht es, nahezu beliebige geometrische Formen der Widerstandsstruktur zu realisieren, die mit Blick auf den jeweiligen Anwendungsfall optimiert sind. However, it is also conceivable or optionally advantageous if the at least one resistance structure has parallel and / or at an angle to the longitudinal axis of the welding element and / or arranged radially to the longitudinal axis of the welding element resistor structure sections, and if the resistor structure sections are preferably electrically conductively connected to each other. The latter variant makes it possible to realize almost any geometric shapes of the resistor structure, which are optimized with a view to the particular application.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in: This shows in:

1 eine perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Schweißelement, bei der eine spiralförmige Widerstandsstruktur unmittelbar auf den Innenumfang des Schweißelements aufgebracht ist, 1 a perspective view of a welding element according to the invention, in which a spiral resistance structure is applied directly to the inner periphery of the welding element,

2 eine vereinfachte Darstellung einer Anordnung unter Verwendung des Schweißelements gemäß 1 zum Verbinden zweier Rohrleitungsenden 2 a simplified representation of an arrangement using the welding element according to 1 for connecting two pipe ends

3 bis 5 jeweils Abwicklungen von Trägerelementen auf denen unterschiedlich ausgebildete Widerstandsstrukturen aufgebracht sind. 3 to 5 each developments of support elements on which differently shaped resistance structures are applied.

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen. The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist ein Schweißelement 10 zum Verbinden zweier, lediglich in der 2 gezeigten, als Rohrleitungselemente ausgebildete Rohrleitungsenden 1, 2 dargestellt. Sowohl das Schweißelement 10 als auch die Rohrleitungsenden 1, 2 bzw. die Rohrleitungen bestehen aus Kunststoff, wie sie üblicherweise verwendet werden, um gas- oder flüssigkeitsführende Rohrleitungen auszubilden, in denen beispielsweise ein Innendruck von bis zu 20bar herrscht. In the 1 is a welding element 10 for connecting two, only in the 2 shown, formed as a pipe elements pipe ends 1 . 2 shown. Both the welding element 10 as well as the pipe ends 1 . 2 or the pipes are made of plastic, as they are Usually used to form gas or liquid-carrying pipelines in which, for example, an internal pressure of up to 20bar prevails.

Zum Verbinden der beiden Rohrleitungsenden 1, 2 mittels des Schweißelements 10 werden die beiden Rohrleitungsenden 1, 2 in den Innenumfang 11 bzw. die Öffnung des muffen- bzw. rohrförmigen Schweißelements 10 eingeführt, derart, dass die beiden einander zugewandten Stirnseiten 3, 4 der Rohrleitungsenden 1, 2 vorzugsweise in direktem Anlagekontakt zueinander stehen. Ferner ist der Innendurchmesser D des Schweißelements 10 derart auf die Außendurchmesser d der beiden Rohrleitungsenden 1, 2 abgestimmt, dass die beiden Rohrleitungsenden 1, 2 lediglich mit relativ geringem (Montage-)Spiel innerhalb des Innenumfangs 11 des Schweißelements 10 angeordnet sind. For connecting the two pipe ends 1 . 2 by means of the welding element 10 become the two pipe ends 1 . 2 in the inner circumference 11 or the opening of the socket or tubular welding element 10 introduced, such that the two facing end faces 3 . 4 the pipe ends 1 . 2 preferably in direct contact with each other. Further, the inner diameter D of the welding element 10 such on the outer diameter d of the two pipe ends 1 . 2 matched that the two pipe ends 1 . 2 only with relatively little (assembly) game within the inner circumference 11 of the welding element 10 are arranged.

Zum Ausbilden einer Schweißverbindung zwischen dem Außenumfang der Rohrleitungsenden 1, 2 und dem Innenumfang 11 des Schweißelements 10 weist das Schweißelement 10, wie an sich bekannt, beispielsweise an seinem Außenumfang 12 angeordnete Anschlusselemente 13, 14 auf, die über Anschlussleitungen 5, 6 mit unterschiedlichen Polen einer Gleichspannungsquelle 7 verbindbar sind. Nach dem Ausbilden der Schweißverbindung zwischen den Rohrleitungsenden 1, 2 und dem Schweißelement 10 können die Anschlussleitungen 5, 6 von den Anschlusselementen 13, 14 des Schweißelements 10 entfernt werden. For forming a welded joint between the outer circumference of the pipe ends 1 . 2 and the inner circumference 11 of the welding element 10 has the welding element 10 as known per se, for example on its outer circumference 12 arranged connection elements 13 . 14 on that over connecting lines 5 . 6 with different poles of a DC voltage source 7 are connectable. After forming the weld joint between the pipe ends 1 . 2 and the welding element 10 can the connecting cables 5 . 6 from the connection elements 13 . 14 of the welding element 10 be removed.

Um das Material des Schweißelements 10 im Bereich seines Innenumfangs 11 sowie im Bereich des Außenumfangs der Rohrleitungsenden 1, 2 zu erwärmen bzw. aufzuschmelzen, weist das Schweißelement 10 eine Heizeinrichtung 15 auf. Die Heizeinrichtung 15 umfasst bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Widerstandsstruktur 17 in Form einer linienartigen Struktur in Art eines flachen Drahtes, die durch unmittelbares Aufbringen der Widerstandsstruktur 17 auf den Innenumfang 11 des Schweißelements 10 ausgebildet ist. Hierbei kommen insbesondere Druck- oder Beschichtungsverfahren zum Einsatz, bei denen der Grundwerkstoff der Widerstandsstruktur 17, insbesondere Metall in Form von gut wärmeleitendem Kupfer, in über einen Teilbereich der axialen Länge L des Schweißelements 10 angeordneten, spiralförmigen Struktur aufgebracht wird. Die beiden Endbereiche der Widerstandsstruktur 17 sind mit den Anschlusselementen 13, 14 auf nicht gezeigte, weil an sich bekannte Art und Weise elektrisch leitend verbunden, derart, dass beim Anlegen einer Spannung an die Anschlusselemente 13, 14 die Widerstandsstruktur 17 einen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit der Dicke bzw. Breite der Widerstandsstruktur 17 ausbildet. To the material of the welding element 10 in the area of its inner circumference 11 as well as in the area of the outer circumference of the pipe ends 1 . 2 to heat or melt, has the welding element 10 a heating device 15 on. The heater 15 includes in the in the 1 illustrated embodiment, a resistance structure 17 in the form of a line-like structure in the manner of a flat wire, by directly applying the resistance structure 17 on the inner circumference 11 of the welding element 10 is trained. In particular, printing or coating processes are used in which the base material of the resistance structure 17 , in particular metal in the form of good heat-conducting copper, in over a portion of the axial length L of the welding element 10 arranged, spiral-shaped structure is applied. The two end regions of the resistance structure 17 are with the connection elements 13 . 14 not shown, because in a known manner electrically connected, such that when applying a voltage to the connection elements 13 . 14 the resistance structure 17 an electrical resistance as a function of the thickness or width of the resistance structure 17 formed.

Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Widerstandsstruktur 17 durch ein separates, mit dem Innenumfang 11 des Schweißelements 10 verbundenes Schutzelements 20 zumindest im Bereich der Widerstandsstruktur 17 überdeckt ist, das in der 1 lediglich bereichsweise dargestellt ist. Bei dem Schutzelement 20 kann es sich beispielsweise, und nicht einschränkend, um ein aus nichtkorrosivem Material bestehendes Schutzelement 20 handeln, das mit dem Innenumfang 11 durch eine Klebeverbindung verbunden ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Schutzelement 20 hülsenförmig ausgebildet ist und mit dem Schutzelement 20 auf sonstige bekannte Art und Weise, beispielsweise mechanisch, verbunden ist. Auch kann es vorgesehen sein, dass das Schutzelement 20 durch einen Spritzgussvorgang erzeugt wird, nachdem ein mit der Widerstandsstruktur 17 ausgebildetes Schweißelement 10 in ein entsprechendes Spritzgusswerkzeug angeordnet wird. In addition, it may be provided that the resistance structure 17 through a separate, with the inner circumference 11 of the welding element 10 connected protective element 20 at least in the area of the resistance structure 17 is covered in the 1 only partially shown. In the protective element 20 For example, and not by way of limitation, it may be a protective element made of non-corrosive material 20 act with the inner circumference 11 is connected by an adhesive connection. However, it can also be provided that the protective element 20 sleeve-shaped and with the protective element 20 in any known manner, such as mechanical, is connected. It can also be provided that the protective element 20 is produced by an injection molding process, after one with the resistance structure 17 trained welding element 10 is arranged in a corresponding injection molding tool.

In den 3 bis 5 ist jeweils ein Trägerelement 25 in Form einer rechteckförmigen, insbesondere aus Kunststoff bestehenden Folie 26 in Abwicklung dargestellt. Auf dem Trägerelement 25 sind unterschiedliche Widerstandsstrukturen 17a, 17b bzw. 17c angeordnet, ebenfalls durch einen Druck- oder Beschichtungsprozess. Das Trägerelement 25 wird zusammen mit den Widerstandsstrukturen 17a bis 17c mit dem Innenumfang 11 des Schweißelements 10 in Wirkverbindung gebracht, beispielsweise durch Verkleben. In the 3 to 5 is in each case a carrier element 25 in the form of a rectangular, in particular made of plastic film 26 shown in settlement. On the carrier element 25 are different resistance structures 17a . 17b respectively. 17c arranged, also by a printing or coating process. The carrier element 25 gets along with the resistance structures 17a to 17c with the inner circumference 11 of the welding element 10 brought into operative connection, for example by gluing.

Bei dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Widerstandsstruktur 17a parallel zueinander angeordnete Widerstandsstrukturabschnitte 27 bis 29 auf, die an ihren Endbereichen über Verbindungselemente 31 elektrisch leitend verbunden sind. Hierbei bezeichnet die Achse 32 in den 3 bis 5 die Richtung, die mit der Längsachse 33 des Schweißelements 10 fluchtet. In the in the 3 illustrated embodiment, the resistance structure 17a arranged parallel to each other resistor structure sections 27 to 29 on, at their end areas via fasteners 31 are electrically connected. Here the axis designates 32 in the 3 to 5 the direction with the longitudinal axis 33 of the welding element 10 flees.

Die Widerstandsstruktur 17b gemäß der 4 weist fünf, parallel und in gleichem Abstand zueinander angeordnete Widerstandsstrukturelemente 34 auf, die ebenfalls über Verbindungselemente 35, 36 elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei die Widerstandsstrukturabschnitte 34 parallel zur Achse 32 verlaufen. The resistance structure 17b according to the 4 has five resistor elements arranged parallel and equidistant from each other 34 on, which also has fasteners 35 . 36 are electrically connected to each other, wherein the resistor structure sections 34 parallel to the axis 32 run.

Zuletzt zeigt die Widerstandsstruktur 17c gemäß der 5 in einem Winkel α zur Achse 32 angeordnete Widerstandsstrukturabschnitte 37, die ebenfalls über Verbindungselemente 38, 39 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die Widerstandsstrukturen 17a bis 17c sind darüber hinaus auf nicht gezeigte Art und Weise mit den Anschlusselementen 13, 14 elektrisch leitend verbunden. Last shows the resistance structure 17c according to the 5 at an angle α to the axis 32 arranged resistance structure sections 37 which also have fasteners 38 . 39 electrically conductively connected to each other. The resistance structures 17a to 17c are also in a manner not shown with the connection elements 13 . 14 electrically connected.

Das soweit beschriebene Schweißelement 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere soll das Schweißelement 10 nicht auf das Verbinden von zwei Rohrleitungsenden 1, 2 beschränkt sein. Vielmehr sollen auch Anwendungen ermöglicht werden, bei denen das Schweißelement 10 beispielsweise in abgewandelter geometrischer Form zum Verbinden mit wenigstens einem Rohrleitungselement ausgebildet ist. The welding element described so far 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. In particular, the welding element should 10 not on connecting two pipe ends 1 . 2 be limited. Rather, applications are also to be made possible, in which the welding element 10 is formed, for example, in modified geometric form for connection to at least one pipe element.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Rohrleitungsende Pipeline end
2 2: Rohrleitungsende Pipeline end
3 3: Stirnseite front
4 4: Stirnseite front
5 5: Anschlussleitung connecting cable
6 6: Anschlussleitung connecting cable
7 7: Gleichspannungsquelle DC voltage source
10 10: Schweißelement welding element
11 11: Innenumfang inner circumference
12 12: Außenumfang outer periphery
13 13: Anschlusselement connecting element
14 14: Anschlusselement connecting element
15 15: Heizeinrichtung heater
17 17: Widerstandsstruktur resistance structure
20 20: Schutzelement protection element
25 25: Trägerelement support element
26 26: Folie foil
27–2927-29: Widerstandsstrukturabschnitt Resistance structure section
31 31: Verbindungselement connecting element
32 32: Achse axis
33 33: Längsachse longitudinal axis
34 34: Widerstandsstrukturabschnitt Resistance structure section
35 35: Verbindungselement connecting element
36 36: Verbindungselement connecting element
37 37: Widerstandsstrukturabschnitt Resistance structure section
38 38: Verbindungselement connecting element
39 39: Verbindungselement connecting element
d d: Innendurchmesser Inner diameter
D D: Außendurchmesser outer diameter
L L: Länge length
α α: Winkel angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0222287 B1 [0002]
EP 1190839 B1 [0003]
DE 102013212254 A1 [0005]

Claims

Welding element ( 10 ) for connection to at least one pipeline element ( 1 . 2 ), with a heating device ( 15 ) for heating the at least one pipeline element ( 1 . 2 ), the heating device ( 15 ) comprises a resistance element made of metal, which is connected to a voltage source ( 7 ) is connectable, characterized in that the resistance element at least one generated by a printing or coating process resistance structure ( 17 ; 17a to 17c ) having.

Welding element according to claim 1, characterized in that the welding element ( 10 ) is made of plastic, is tubular, and that the at least one resistance structure ( 17 ; 17a to 17c ) in the region of an inner circumference ( 11 ) of the welding element ( 10 ) is arranged.

Welding element according to claim 2, characterized in that the at least one resistance structure ( 17 ; 17a to 17c ) on the inner circumference ( 11 ) side facing at least partially by a protective element ( 20 ) is covered.

Welding element according to claim 2 or 3, characterized in that the at least one resistance structure ( 17a to 17c ) on a flexible carrier element ( 25 ) is arranged, and that the carrier element ( 25 ) with the welding element ( 10 ) connected is.

Welding element according to claim 4, characterized in that the carrier element ( 25 ) on the inner circumference ( 11 ) facing side of the welding element ( 10 ) is arranged.

Welding element according to claim 4, characterized in that the carrier element ( 25 ) on the inner circumference ( 11 ) facing away from the welding element ( 10 ) is arranged.

Welding element according to claim 2 or 3, characterized in that the at least one resistance structure ( 17 ) directly on the welding element ( 10 ) is applied.

Welding element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one resistance structure ( 17 ; 17a to 17c ) Has areas with different width and / or different thickness.

Welding element according to one of claims 2 to 8, characterized in that the at least one resistance structure ( 17 ) over the axial length (L) of the welding element ( 10 ) spirally viewed in the welding element ( 10 ) is arranged.

Welding element according to one of claims 2 to 9, characterized in that the at least one resistance structure ( 17a to 17c ) parallel and / or at an angle (α) to the longitudinal axis ( 33 ) of the welding element ( 10 ) and / or radially to the longitudinal axis ( 33 ) arranged resistor structure sections ( 27 to 29 . 34 . 37 ), and that the resistor structure sections ( 27 to 29 . 34 . 37 ) are preferably connected to one another in an electrically conductive manner.