Heisssiegelmaschine, insbesondere für die Durchführung einer selbsttätigen Heisssiegelung von Behältern aller Art aus thermoplastischem Material DieEnfmdungbeziehtsichaufemeHeisssiegea- schine, insbesondere für die Durchführung einer selbst tätigen Heisssiegelung von BehÏltern aller Art aus thermoplastischem Material.
Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine Maschine der genannten Art so auszubilden, dass sie jederzeit st¯rungsfrei zur Durchführung einer Heisssiegelung von thermoplastischem Blattmaterial oder mit einem Belag oder Überzug aus derartigem Material ver sehenem Blattmaterial geeignet ist, welches während des Siegelvorganges durch die Anwendung von Hitze ge schmolzen oder plastifiziert wird, worauf sich eine Abkühlung anschliesst, noch während das Material aneinanderliegend festgeklemmt ist, um auf diese Weise eine starke, feste und flüssigkeitsdichte Verbindung zwi- schen den auf diese Weise gesiegelten Teilen des Blattmateras zu erreichen.
Derartiges Blattmaterial oder dessen Belag oder tSberzug kann beispielsweise Poly Ïthylen, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid und dgl. sein.
Die normale Arbeitsweise der bekannten Maschinen zur Heisssiegelung von thermoplastischem Blattmaterial ist allgemein die, dass man die miteinander zu verbindenden Materiallagen zwischen geeignete Klemmbacken oder Klauen einführt,, die ein Heizelement enthalten, oder bilden, so dass die zu siegelnden Teile des Blattmaterials zunächst zwischen.
diesen Klauen festgeklemmt werden, worauf sie dann dadurch plastifiziert werden, dass mittels des Heizelements eine entsprechende Wärmemenge zugeführt wird, worauf die derart gesiegelten Materialteile zwischen den Klauen während einer bestimmten Abkühlperiode so festgeklemmt blei- ben, dass nach Ablauf derselben uad nach dem Lösen der Klauen voneinander die zwischen denselben festgeklemmt gewesenen Materialteile nunmehr fest miteinander in Verbindung bleiben.
Bei derartigen Maschinen werden, die Heizelemente, abwechselnd zunächst auf eine genügend hohe Temperatur gebracht, um die gewünschte Plastifizierung des Materials oder eines auf demselben aufgebrachten Belags oder tÇberzuges zu er reichen, und damn auf eine genügend niedrige Temperatur abgek hlt, bei welcher der plastifizierte Teil des zu verbindenden Materials wÏhrend des betreffenden Arbeitsganges der Maschine wieder fest werden kann.
WÏhrend der normalen ArbeitsgÏnge derartiger Maschinen, bei denen während jedes aufeinanderfolgenden Arbeitsganges der Maschine ein Heissiegelungsvorgang. am Blattmaterial erfolgt, ergeben sich kaum Schwierigkeiten bez glich einer Aufrechterhaltung der Temperatur der Heizelemente innerhalb der Grenzen, welche sich da durch engeben, dass eine Abkühlung auf eine Temperatur eintreten kam, die so niedrig ist, dass sich eine Verfestigung des plastifizierten Blattmaterials ergibt, worauf sich dann wieder eine Aufheizperiode anschliesst, die während des nächstfolgenden Arbeitsganges der Maschine erfolgt, um die Temperatur so weit zu erh¯hen, dass ein Plastifizieren des zu verbindenden Materials eintreten kann.
Wenn man nun jedoch derartige Maschinen mit den eurzed üblichen und wirtschaftlich erforderlichen Geschwindigkeiten laufen lÏsst, bei denen beispielsweise mehr als 30 oder 40 HeisssiegelungsvorgÏnge je Minute erfolgen können, dann ist dieser Temperaturbereich nor malerweise verhältnismässig begrenzt.
Ein tJberhitzen der Heizelemente hÏtte die Folge, dass sich, dasselbe vorzeitig abnutzt und unn¯tig schnell ersetzt werden muss, und dass ausserdem auch noch ein ¯berhitzen des zwischen den Klauen gehalbenen Materials eintritt, was wenigstens zu einer fehlerfreien Siegelverbindung führt, gegebenenfalls sogar zu einem Durchbrennen oder Schmelzen des behandelten Blattmaterials. Zu niedrige Heiztemperaturen der Heizelemente haben dagegen den Nachteil, dass das behandelte Blattmaterial oder dessen Belag oder ¯berzug nicht, genügend plastifiziert wird, um eine tatsächlich wirksame und feste Verbindung der aneinanderliegenden Blattmaterialteile zu erreichen.
F r eine tatsächlich ordnungsgemässe Arbeitsweise von Heissiegelungsmaschinen der vorgenannten Art ist es weitetrhm wesentlich, dass eine Abkühlung des plasti- fizierten Blattmaterials auf eine solch niedrige Tempe ratur eintreten kann, dass sich ein Verfestigen des Materials bzw. der Siegelnaht bereits dann ergibt, während die aneinanderliegenden Blattmaterialteile noch fest zu sammengepresst sind, um auf diese Weise eine feste Verbindung zu erhalten. Normalerweise wird daher so vorgegangen, dass das Abkühlen erfolgt, während sich die Blattmaterialteile zwischen den jeweiligen Klemmbacken oder Klauen zusammengehalten befinden.
Dabei ist es bei Maschinen der vorliegenden Art vielfach üblich, ein Kühlmittel, beispielsweise eine geeignete Kühlflüssigkeit durch die Klemmbacken oder Klauen an einer Stelle neben dem Heizelement hindurchzuschicken, um auf diese Weise das Abkühlen der Klemmbacken oder Klauen und des Heizelementes zu beschleunigen, nachdemeinegenügendeWärmeübertragungerfolgt ist.
Während des Arbeitsganges derartiger Maschinen tritt häufig der Fall ein, dass ein solcher sogenannter ¸Leerlaufgang¯ durchgef hrt wird, bei welchem das zu versiegelnde Material keine Heissiegelung erfährt. Ein üblicher Grund hierfür liegt darin, dass die in Verbindung mit der Maschine zum Herstellen, der betreffenden Packung vorgesehene Füllmaschine für die Abgabe des Füllgutes in die Packung noch nicht bereit ist und dass daher bei einer selbsttätigen Steuerung der koordinierten Arbeitsgänge die Heisssiegelklauen keine Schliessbewe gung ausführen, um keinen leeren Behälter herzustellen.
Wenn mehrere derartige Leerlaufgänge bei Maschinen der vorliegenden Art vorkommen, dann tritt ein Fall ein, dass eine berdurchschnittlich grosse Abkühlung des Heizelementes die Folge ist, bevor der nÏchstfolgende Heizarbeitszyklus desselben durchgeführt wird.
Daher erreicht während dieses folgenden Heizzyklus des Heizelements die Temperatur desselben nicht die nötige H¯he, um eine anstandslose Heisssiegelung dies Materials zu erreichen, so dass eine fehlerhafte Verbindung der an einandsdieigenden Materiialteite die Folge ist.
Derartige Schwierigkeiten treten insbesondere bei den bekannten Heisssiegelungsmaschinen der vorliegenden Art hÏufig dann ein, wenn aufeinanderfolgende LeerlaufgÏnge erfolgen, da die Heizelemente derartiger Maschinen f r eine lÏngere Zeitdauer auf eine derart niedrige Tempera tur abgek hlt werden, dass das Heizelement so lange keine genügend feste Siegelverbinduag bewirken kann, bis es nicht für drei oder vier aufeinanderfolgende Ar- beitsgänge eingesetzt worden ist. Die während dieser Zeitdauer hergestellten Packungen müssen daher unge nügend versiegelt ausfallen. Die Erfindung beabsichtigt, derartige Nachteile in neuartiger Weise wirksam auszuschalten.
Hierbei hat sich die Erfindung die weitere Aufgabe gestellt, die Temperatur der Heizelemente von Maschinen der vorliegenden Art in ebenfalls neuartiger und fortschrittlicher Weise wirksam überwachen und regeln zu können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Möglichkeit zu geben, dass die Heizelemente von Maschinen der vorliegenden Art in neuartiger und wirtschaftlicher Weise innerhalb der gewünschten Tempe- raturgrenzen stets auf der erforderlichen Temperatur gehalten bleiben, und zu verhindern, dass sich dieselben zwischen den Heizsiegelvorgängen übermässig abkühlen können.
Weiterhin soll die Aufgabe gelöst werden, zu ver hindern, dass eine zu grosse Abkühlung der Heizelemente derartiger Maschinen zwischen Heizsiegelvorgän- gen auch während längerer Zeitperioden während dieser Arbeit derartiger Maschinen eintreten kann, bei der beispielsweise wÏhrend mehrerer aufeinanderfolgender Leerarbeitsgänge das betreffende Blattmaterial keine Heissiegelung erhält.
Darüber hinaus bezweckt die Erfindung die Ausbildung einer Maschine der vorliegenden Art dahingehend, dass dieselbe wirksam und wirtschaftlich produziert und mit geringsten Herstellungskosten erstellt werden kann.
Zu diesem Zweck geht die Erfindung aus von einer Maschine zum Heisssiegeln von aus thermoplastischem Werkstoff bestehendem oder einen Belag oder Uberzug aus diesem Werkstoff aufweisenden Blattmaterial und ist gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Aus übung von Druck auf dieses Blattmaterial mittels eines Paares von Backen oder Klauen, die während bestimm- ter Arbeitsgänge der Maschine zwischen einer Siege lungsstellung, in welcher das Blattmaterial zwischen den Backen oder Klauen festgehalten ist, und einer Frei gabestellung bewegbar sind, in welcher die Backen oder Klauen einem solchen Abstand voneinander einnebmen, dass das zwischen ihnen befindliche Blattmaterial nicht mehr festgehalten ist,
und die während anderer Ar beitsgänge. der Maschine in dieser Freigabestellung verbleiben, durch ein Heizelement, das auf einer der Bak- ken oder Klauen angeordnet ist, zum Zusammenwirken mit den sich zwischen den genannten, in ihrer Klemm- stallung befindlichen Backen oder Klauen liegenden Teil des Blattmaterials, ferner durch eine Vorrichtung zum Erwäcmejn dieses Heizelemenits auf eine vorbes ! timmte Temperatur während jedes der genannten bestimmten Arbeitsgänge,
und durch eine Vorrichtung zum ErwÏrmen dieses Heizelements wÏhrend jedes der genannten anderen ArbeitsgÏnge der Maschine auf eine niedrigere TetmparattMralsdieganamntevoEbestimmteTemparatur
Nachstehend wenden zwai Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen erlÏutert.
In den Zeichnungen ist :
Fig. 1 das Schema des Aufbaus einer erfmdungsge- mässen Maschine für ein erstes Ausführungsbeispiel, und
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung für ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Die in Fig. 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Maschine des ersten Ausführungsbeispiels enthält ein Paar Klauen 2 und 3,. das in eine mit ge strichelten Linie dagelstellten Lage angehoben und in eine mit vollen Linien angegebene Lage abgesenkt werden kann. Hierfür ist eine geeignete Antriebsvorrichtung 4 vorgesehen, welche durch einen Nocken 5 betätigt wird, der auf einer Antriebswelle 6 der Maschine 1 gehalten ist. Während jedes Arbeitszyklus der Maschine 1 läuft diese Welle 6 einmal um, um bei einer vollständigen Umdrehung die Klauen 2 und 3 zwischen den genannten beiden Stellungen voll anzuheben bzw. abzusenken.
In der unteren Stellung ihres Hubes befinden sich die Klauen 2 und 3 mit bestimmtem Abstand vonein- ander, welcher während ihrer Aufwärtsbewegung bis zur höchsten Stellung beibehalten bleibt, wo dann die Klauen 2 und 3 auseinander zu in ihre gestrichelte Schliessstellung bewegt werden. Hierfür ist eine zuge ordnete Betätigungsvorrichtung geeigneter Art vorgesehen, beispielsweise ein Druckluftzylinder 7, der durch ein Solenoidventil SV-1 gesteuert wird. Während ihrer Abwärtsbewegung behalten die Klauen 2 und 3 ihre Schliessstellung bis zum Ende des Abwärtshubes bei, wo sie dann durch die Tätigkeit des Zylinders 7 wieder in die vorgenannte offene oder getrennte Stellung verbracht werden.
Bei dieser Anordnung und während der Bewegung der Klauen 2 und 3 k¯nnen dieselben so betÏtigt werden, dass sie durch die Maschine nach abwärts geführte thermoplastische BehÏlter oder dgl. versiegeln, indem diese Behälter am oberen Ende des Klauenhubes von den Klauen 2 und 3 erfasst und zwischen dasselbe festgeklemmt werden, worauf sich dann eine gemeinsame AbwÏrtsbewegung der Klauen und der festgeklemmten BehÏlter in diesem Zustand anschliesst. Auf der Oberseite der Klaue 3 ist ein Heizelement 8 so ana dass das zwischen den Klauen 2 und 3 während des Ab wärtshubss es der. selben erfasste und festgeklemmte Be hältermaterial mit diesem Element 8 in Eingriff tritt.
Die Temperatur dieses Heizelements 8 wird in der nachstehend noch näher zu erläuternden Weise geregelt.
Die Maschine 1 dieses Ausf hrungsbeispiels ist so eingerichtet, dass sie insbesondere eine selbsttÏtige Her- atellunjg, Formgebunig und Siegelung von n BehÏltern oder dgl. aus zwei Lagen eines thermoplastischen Blattmaterials durchführen kann, welche aneinanderliegend durch die Maschine hindurchgeführt werden. Diese beiden Blattlagen aus thermoplastischem Material können dabei irgendeine beliebige Form aufweisen, bestehen vorzugsweise jedoch aus den einander gegenüberliegenden Seitan eines rohrförmigen Materialstreifens, der längsweise nach abwärts durch die Maschine 1 hindurchgeführt wird.
Während der Arbeit der Maschine 1 erfassen die Klauen 2 und 3 diesen sich nach abwärts bewegenden rohrförmigen Matsrialstreifen seitlich über dessen ge- samte Breite und machen, dessen Abwärtsbewegung mit.
Während dieser Abwärtsbewegung der Klauen 2 und 3 wird das Heizelement 8 auf eine solche Temperatur gebracht, dass das erfasste thermoplastische Material plastifiziert wird, worauf sich dann eine Abkühlung des Heizelements 8 und der Klauen 2 und 3. anschliesst, so dass sie die erfassten und zusammengedrückten Teile der beiden Materiallagen fest miteinander verbinden können. Auf. diese Weise wird der Bodenteil des Behälters oder dgl. hergestellt.
Nunmehr erfolgt nach einer Offnungsbewegung der Klauen 2 und 3 ihre Aufwärtsbewegung entlang dem rohrförmigen Blattmaterial. Wahrend dieser Aufwärts- bewegung kann das in das Blattmaterial zu verpackende Gut durch das Rohr hindurch in den Bodenteil dessel- ben gefördert werden.
Bei der normalen Arbeitsweise der Maschine l schliessen sich die Klauen 2 und 3 wieder am oberen Ende ihres Hubes auf dem rohrförmigen Matsrialstrei- fen oberhalb des in das Rohr eingefüllten Gutes, um sich dann während eines weiberen Heisssiegelvorganges nach abwärts zu bewegen, so dass gleichzeitig sowohl ein gesiegelter Oberteil f r den bereits gef llten BehÏlter oder dgl. wie auch ein gesiegelter Bodenteil für den nÏchstfolgenden noch zu f llenden BehÏlter oder dgl. gebildet wird.
Am unteren Ende des Klauenhubes kann das ge siegelte Material zwischen dem Oberteil des ersten Be hälters oder dgl. und dem Bodenteil des nächstfolgenden Behälters oder dgl. mittels irgendeiner geeigneten Vor richtung zertrennt werden, beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Schnittdrahtes oder Messers, so dass der verschlossene erste Behälter oder dgl. vom übrigen Teil des rohrförmigen Materials abgetrennt wird, wobei jedoch der Bodenteil des rohrförmigen Materials für den nächstfolgenden Behälter oder dgl. zusammengesie- gelt bleibt. Dieser Vorgang kann während jeden normalen Arbeitsablaufs der Maschine 1 wiederholt durchgeführt werden.
Wie eingangs erwähnt, kann nun bei Maschinen der vorliegenden Art der Fall eintreten, dass sich soge- nannte Leerlaufarbeitsgänge ergeben, bei denen das Material nicht gesiegelt wird, weil die Maschine noch nicht zum Abfüllen des Gutes in den nächstfolgenden, an seinem oberen Ende zu siegelnden BehÏlter bereit steht. In diesem Falle wird nunmehr ein besonderer Heizzyklus f r das Heizelement 8 durchgeführt, um zu erreichen, dass die Temperatur des Heizelements 8 auf einem solchen Betrag gehalten bleibt, dass während des ersten der nachfolgenden Arbeitsgänge der Maschine 1 eine vorschriftsmässige Siegelung des Materials erfolgt.
Der hierfür vorgesehene Aufbau und Arbeitsgang der Maschine soll nachstehend im einzelnen erläutert werden.
Das Heizelement 8 kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein und baispieilsweise aus einem Nickel Chrom-Band bestehen, dessen Erhitzung Ldurch den Durchlauf von elektrischem Strom bewirkt wird. Das eine Ende des Heizelements 8 wird über eine elektrische Leitung 9 an die eine Seite der Sekundärspule eines Transformators 10 angeschlossen, während das. andere Ende des Heizelements 8 über eine Leitung 11, eine Steuereinheit 12 und eine Leitung 13 an das andere Ende dieser Sekunidärspule ; des Transformators 10 angeschlossen ist.
Die Primärspule dieses Transformators 10 kann an eine beliebig geeignete Stromquelle 14 angeschlossen sein, beispielsweise an ein Stromnetz mit 230 Volt Wechselspannung unter Verwendung üblicher Steckdosen, wie sie in Fabrikanlagen sowieso zur Ver fügung stehen.
Eine weitere Leitung 15 eines Gleichstromnetzes ist mit ihrem einen Ende an die Steuereinheit 12 angeschlossen, wobei geeignete nicht dargestellte Mittel z. B. ein Gleichrichter innerhalb der Steuereinheit zwischen den Leitungen 11 und 13 und der Leitung 15 eingeschaltet sind, um den von der Steuereinheit 12 zur Leitung 15 fliessenden Strom in Gleichstrom umzuwandeln.
Das andere Ende der Leitung 15 ist an die eine Seite der normalerweise offenen Kontakte R-1A eines Relais R-1 angeschlossen, während die andere Seite der Kontakte R-1A über eine Leitung 16 mit der einen Seite eines normalerweise offenen Schalters SW-1 verbunden ist, der an der Klaue 3 angebracht und durch einen Anschlagteil 17 an der Klaue 2 geschlossen werden kann, wenn sich die beiden Klauen 2 und 3 in ihrer aneinanderliegenden geschlossenen Stellung befinden. Die andere Seite dieses Schalters SW-1 ist über eine Leitung 18 mit einer Zeitmesseinheit 19 verbunden, die in beliebig gewünschter handelsüblicher Weise ausgebildet sein kann.
Eine Temperatursteuereinheit 20 ist über eine Leitung 21 an die Gleichstromleitung 15 angeschlossen, welche die Zeitspanne r. egelt, in welcher der Schalter 12 während jeder Halbwelle des Wechselstromes leitend ist, der während der Zeit hindurchläuft, in der die Zeit messeinheit 19 ein Sbeuersignal an die genannte Temperatursteuereinheit 20 schickt. Diese Art der Wechselstromsteuerung ist unter dem Begriff "Phasensteuerung" bekannt. Das Steuersignal, welches von der Steuereinheit 20 zum Schalter 12 durch die Leitung 22a geschickt wird, ist nur während derjenigen Zeit wirksam, in der das Steuersignal von der Zeitmesseinheit 19 in die Steuereinheit 20 durch die Leitung 22 hindurchläuft.
Auf diese Weise erhÏlt das Heizelement 8 Stromimpulse durch den Schalter 12, wobei die Dauer jedes Impulses ein gesteuerter Bruchteil einer Halbwelle des Wechselstroms ist, der durch ; die Einheit 20 gesteuert wird. Die Gesamtzeit, während der diese Impulse zum Heizelement 8 geschickt werden, wird durch die Zeitmessereinheit 19 geregelt.
An den Zeitmesser 19 ist eine geeignete Steuereinheit, beispielsweiseeinPotentiometer 23 derart angeschlossen, dass die Arbeitsdauer desselben eingestellt werden kann. Eine weitere geeignete Steuereinheit, beispielsweise ein Potentiometer 24, steht über normalerweise geschlosseme Relais-Kontakte R-2A mit der Tem peratursteuereinheit 20 in Verbindung.
Dieses Poten tiometer 24 bewirkt eine Einstellung der Steuereinheit 20 während des normalen Arbeitsablaufs der Maschine 1 dahingehend, dass die Länge der Stromimpulse gesteuert wird, die durch das Heizelement 8 hindurch- fliessen. Eine weitere geeignete Steuereinheit, beispiels- weise ein Potentiometer 25, ist über einen normalerweise offenen Relais-Kontakt R-2B an die Steuereinheit 20 angeschlossen ; der Zweck dieser Anordnung wird nachstehend näher erläutert werden.
Die eine Seite eines normalerweise offenen Schalters SW-2 ist über. eine Leitung 26 an die eine Klemme 27 der Stromquelle 14 angeschlossen, während die andere Seite desselben über eine Leitung 28 an die eine Seite der Wicklung des Relais R 1 angeschlossen ist, wobei die andere Seite dieser Wicklung über eine Leitung 29 an die andere Klemme 30 der Stromquelle 14 angeschlossen ist. Die Wicklung des Solenoid-Ventils SV-1 ist jeweils über Leitungen 31 und 32 an diese Leitungen 28, 29 angeschlosssen und liegt parallel zum Relais R-1, so dass der Schalter SW-2 die Erregung sowohl des Relais R-1 wie auch des Solanoidventils SV-1 steuert.
Die Einlassöffnung des Solenoidventils SV-1 ist über eine Leitung 33 mit einer geeigneten Quelle eines Ar beitsmediums verbunden, beispielsweise mit einem nicht dargestellten Luftkompressor, während ein Auslass über eine Leitung 34 mit dem einen Ende des Luftzylinders 7 verbunden und ein weiterer Auslass über eine Leitung 35 an das andere Ende dieses Luftzylinders 7 angeschlossen ist.
Der bisher beschriebene Aufbau der Maschine 1 mit Ausnahme der Relaiskontakte R-2A, R-2B und des Potentiometers 25 sind auf dem vorliegen. den Fachge- biet bekannt und werden bei allgemeinen Bauarten von Maschinen des Typs der Maschine 1 verwendet. Erst eine erfindungsgemässe bisher noch nicht vorgesehene Verwendung der genannten beiden Relaiskontakte R-2A und R-2B sowie des Potentiometers 25 bei Maschinen des Typs der Maschine 1 ermoglicht es nunmehr, die Nachteile der bekannten Maschinen dieses Typs auszuschalten und in wirksamer, wirtschaftlicher Weise deren Leistungsfähigkeit zu erhöhen.
Der Teil der Maschine 1, wie er vorangehend be- schrieben und erläutert wurde, betrifft den Aufbau, wie er für eine normale Arbeitsweise derselben geeignet ist.
Wenn man für diesen Fall annimmt, dass die Klauen 2 und 3 sich am unteren Ende ihres Arbeitshubes und am Beginn eines normalen Arbeitsganges der Maschine 1 befinden, dann werden die Klauen 2 und 3 zu diesem Zeitpunkt mittels des Luftzylinders 7 in ihrer offenen Stellung gehalten, wobei der Schalter SW-2 offen und das Solenoidventil SV-1 aberregt ist und wobei die Leitungen 33 und 35 miteinander verbunden und die Leitungen 33 und 34 gegeneinander abgeschlossen sind.
Während der Arbeit der Maschine 1 erfolgt die Drehung der Antriebswelle 6 in Fig. 1 in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Form. des Nockens 5 ist so gewählt, dass sich während der ersten 140 . des Umlaufs desselben die Klauen 2 und 3 nach aufwärts in ihre voll angehobene Stellung bewegen. Während der restlichen 220 des Umlaufs des Nockens 5 erfolgt. dann die Ab wärtsbewegung der Klauen 2 und 3 in ihre untere voll abgesenkte Stellung. Auf der Antriebswelle 6 ist ein weiterer Nocken 36 angebracht, der mit letzterem gemeinsam gedreht wird und während jedes Arbeitszyklus der Maschine 1 am Ende der ersten 140 des Umlaufs der Antriebswelle 6 den Schalter SW-2 schliesst und ihm während der brigen 220¯ des Umlaufs geschlossen hÏlt.
Durch das Schliessen des Schalters SW-2 wird das Solenoidventil SV-1 und das Relais R-1 erregt. Durch die Erregung des Solenoidventils SV-1 wird die Verbindung der Leitungen 33 und 35 getrennt und diejenige der Leitungen 33 und 34 hergestellt, so dass der Luftzylinder 7 für das Schliessen der Klauen 2 und 3 be tätigt wird. Hierdurch wird auch der Schalter SW-1 geschlossen, wodurch der Zeitmesser 19 in Tätigkeit gesetzt wird. Durch das Schliessen des Schalters SW-2 und das Erregen des Relais R-1 werden die normalerweise offenen Relais-Kontakte R-1A geschlossen.
Der Zeitmesser 19 betätigt die vorgenannten nicht dargestellten Schalter in der Steuereinheit 12, um derart elektrischen Strom von der Sekundärwicklung des Transformators 10 durch das Heizelement 8 hindurch- zuschicken. Die Steuereinheit 20 steuert infolge ihrer Arbeitsverbindung mit der Steuereinheit 12 di Impuls- dauer jeder Halbweüe des Wechselstroms zum Heizelement 8, so dass hierdurch die Aufheizgeschwindigkeit dieses Elements geregelt wird.
Während eines solchen normalen Arbeitszyklus der Maschine 1 sind die normalerweise geschlossenen Relaiskontakte R-2A geschlossen, so dass das Potentiometer 24 mit der Steuereinheit 20 in Arbeitsverbindung steht, um dieselbe ein- zustellen und'derart die Impulsdauer jeder Halbwelle des Wechselstromes zu regeln, der durch die Steuereinheit 12 und die Leitungen 9, 11 und 13 zum Heizelement 8 fliesst.
Das Potentiometer 23 ermöglicht eine Steuerung für den Zeitmesser 19 dahingehend, dass die Zeit, in welcher der Zeitmesser 19 im Zustand Ein verbleibt, auf eine gewünschte Dauer eingestellt werden kann, beispielsweise auf einen Umlaufbetrag der Antriebswelle 6 von 40 , ausgehend von der vorgenannten 140 -Stel- lung derselben bis zu ihrer 180 -Stellung. Für jeden Fachmann ist es ohne weiteres klar, dass eine solche Zeitdauer lediglich beispielsweise und zur Erläuterung des Vorganges angegeben ist und daher keinerlei Be schränkung der Erfindung auf diesen Wert darstellt, weil das Potentiometer 23 ja in der Lage ist, die Zeitdauer für die Tätigkeit des Zeitmessers 19 innerhalb beliebig geeigneter Zeitspanne einzustellen,
beispiels weise innediaitb von 20 -90 eines Umlaufs der An triebswelle 6.
Wenn infolge der betreffenden Einstellung des Po tentiomebers 23 der Zeitmesser 19 "auslÏuft" oder abschaltet, dann wird Steuereinheit 12 betätigt, so dass der Stromfluss durch das Heizelement 8 hindurch unterbrochen wird. Während des noch verbleibenden Teils einer einzigen Umdrehung der Antriebswelle 6 jedoch verbleiben die Klauen 2 und 3 geschlossen, so dass sich auf das zwischen den Klauen gehaltene Material ein Siegelungsdruck ergibt, während das Material bereits abkühlt.
Am Ende ednas vollständigem Umlaufs dar Antriebs- welle 6 mit dem Nocken 5 sind die Klauen 2 und 3 wieder in ihre tiefste Stellung eingelaufen. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der Nocken 36. auf der Antriebs- welle 6 in eine Stellung bewegt, in welcher der Schalter SW-2 wieder öffnet. Durch das Öffnen dieses Schalters wird das Relais R-l und das Solenoidvenjtil SV-1 aberregt. Durch das Aberregen des Relais R-1 werden die normalerweise offenen Kontakte R-1A ge¯ffnet, so dass der Stromkreis durch den Schalter SW-1 zum Zeitmesser 19 hin unterbrochen wird.
Die Aberregung des Solenoidventils SV-1 trennt ausserdem die Leitungen 33 und 34 und d verbindet wiederum die Leitungen 33 und 35 miteinander, so dass der Zylinder 7 in Tätigkeit tritt, um die Klauen 2 und 3 voneinander zu trennen. Hierdurch wird der Schalter SW-1 ge¯ffnet, worauf die Maschine 1 wieder. den Zustand für den Beginn eines weiteren Arbeitszyklus einnimmt.
Bei der Arbeit der Maschine l muss die Einsteillung des Potentiometers 23 so koordiniert sein, dass während derjenigen Zeit, in welcher Strom durch das Heizelement 8 in Abhängigkeit von. der Einstellung des Po tentiometers 23 fliesst, die Impulsdauer jeder Halbwelle des Wechselstromes, der in das Heizelement 8 geleitet wird, und zwar bestimmt durch die Einstellung des Po tentiometers 24, derart ist, dass das Heizelement 8 sich erwärmt und die für die Heisssiegelung des Plastikmaterials zwischen den Klauen 2 und 3 erforderliche Tem peratur erhält. Diese Temperatur liegt in einem ver hältnismässig geringen Bereich von z.
B. etwa 250 C, wobei dieser Temperaturbereich von den unterschiedlichen Plastikmaterialien abhängt, je nach dem bestimm- ten Material schwankt und daher von Fall zu Fall besonders zu berücksichtigen ist. Falls nämlich die Temperatur, mit welcher das Heizelement 8 aufgeheizt wird, zu niedrig ist, dann tritt eineungenügendeoder überhaupt keine Plastifizierung des Blattmaterials für die gewünschte Heissiegelverbindung ein. Ist dagegen die Temperatur des Heizelements 8 zu. gross, dann tritt eine zu weitgehende Plastifizierung des Materials ein, so dass wiederum die Heisasiegelverbindung unzureichend ausfÏllt.
Wenn für das Arbeiten der Maschine 1 das Heizelement auf seine zutreffende Ausgangstemperatur aufgeheizt wurde und die Potentiometer 23 und 24 auf den richtigen Wert eingestellt worden sind, dann erfolgt das abwechselnde Abkühlen und Aufheizen des Heizelements 8 während aufeinanderfolgender normaler Ar beitsgänge der Maschine derart, dass die Maschine 1 in der gewünschten Weise aufeinanderfolgende ord nungsgemässe und feste Heissversiegelungen durchführt.
Nun sind jedoch Maschinen der vorliegenden Art, wie sie anhand der in den Zeichnungen schematisch darge stellte, n Maschine 1 vorangehend beschrieben wurden, normalerweise mit einer nicht dargestellten Steuervorrichtung versehen, die entweder selbsttätig arbeitet oder von Hand betätigt wird, welche dazu dient, eine Er regung des Solenoidventils SV-1 und demzufolge eine Schliessbewegung, der Klauen 2 und 3 zu verhindern, um hierdurch den eingangs erläuterten Leerlaufgang der Maschine hervorzurufen, so dass keine Heisssiegelung eines Behälters oder dgl. erfolgt, falls die Maschine noch nicht fUr die Abgabe von Füllgut in Bereitschaft steht.
Während eines solchen Leerlaufganges bei den bisher bekannten Maschinen der vorliegenden Art wird, weil die Klauen 2 und 3 nicht geschlossen werden, auch der Schalter SW-1 nicht geschlossen, so dass das Heizelement 8 für sein Aufheizen keinen Strom erhält, sich demzufolge für eine lÏngere Zeitperiode abkühlt und seine Temperatur. daher auf einen sehr niedrigen Wert abfällt. Demnach wird auch während des nächstfolgen- den Arbeitsganges, in welchem ein Siegelvorgang versucht wird, die Höchsttemperatur, auf welche das Heizelement 8 aufgeheizt wird, niedriger sein als die ge wünschte oder für die richtige Siegelung erforderliche Temperatur.
Diese starke Abkühlung der Klauen 2 und 3 verstärkt sich dann, wenn die Maschine mehrere auf einanderfolgende Leerlaufgänge der genannten Art durchführt. Wena bislang daher solche Leerlaufgänge vorkamen, dann ist es keineswegs ungewöhnlich gewesen, dass die bekannten Maschinen mit mehreren auf einanderfolgenden Aufheizvorgängen arbeiten, die an sich durchaus normal verliefen, nur dass eine unzu- reichende Heisssiegelung eintrat, bevor die Temperatur des Heizelementes bei den bekannten Maschinen wieder normale Werte erreichte.
Eine gemÏss dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgelegte und aufgebaute Maschine ergibt demgegen über den wesentlichen Vorteil, dass solche Schwierigkeiten nunmehr nicht mehr eintreten werden, so dass während der Arbeit der Maschine 1 die Temperatur, auf welche das Heizelement 8 beim Beginn eines Arbeitszyklus abgeikuhlt wurde, stets die gewünschte Temperatur ist, unabhängig davon, ob die Maschine nun nur normale Arbeitszyklen mit zureichender Heissiegelung oder auch Leerlaufgänge mit unzureichender Heisssie gelung durchfiihmt. Diesem Zweck dienen die nachstehend im einzelnen beschriebenen Hilfs-Temperatursteuervor- richtungen der Maschine.
Derartige Hilfssteuervorrichtungen umfassen nicht nur die bereits genannten Relaiskontakte R-2A und R-2B und das Potentiometer 25, sondern auch noch einen normalerweise offenen Schalter SW-3, der einerseits über eine Leitung 37 an, die eine Klemme 30 der Stromquelle 14 und anderseits üb. er eine Leitung 38 an das eine Ende der Wicklung eines Relais R-2 angeschlossen ist, deren anderes Ende über eine Leitung 39 mit, der anderen Klemme 27 der Stromquelle 14 verbunden ist.
Das Öffnen und Schliessen dieses Schalters SW-3 bewirkt ein auf der Antriebswelle 6 angebrachter Nocken 40. Dieser Nocken, hat eine solche Form, dass der Schalter SW-3 für den Teil eines Arbeitszyklus der Maschine 1 offen bleibt, währenddessen die Nockenwelle 6 von ihrer Anfangsstellung bis zu ihrer Maximalstellung läuft, bei welcher der Zeitmesser 19 bei einem normalen Arbeitsgang, der Maschine normalerweise abschalten würde. Wenn beispielsweise bei der vorliegenden Maschine 1 die Maximalstellung des Nockens 5, bei welcher der Zeitmesser 19 abschaltet, bei einem Drehwinkel von 230 vorliegt, dann hat der Nocken 40 eine solche Form, dass er das Schliessen des Schalters SW-3 erst dann durchführen kann, nachdem die Antriebswelle 6 mehr als 230 einer einzigen Umlaufbewegung vollendet hat.
Dann erst, beispielsweise bei Erreichen von 240 der Drehbewegung der Antriebswelle 6, wird durch den Nocken 40 der normalerweise offene Schalter SW-3 geschlossen und in dieser Schliessstellung für eine Zeitspanne entsprechend beispielsweise 110 Umlaufbe- wegung der Antriebswelle 6, gehalten. Dieses Schliessen des Schalters SW-3 bowkkt ein Erregen des Relais R-2, um dadurch die normalerweise geschlossenen Relaiskontakte R-2A zu öffnen, und die normalerweise offenen Relaiskontakte R-2B zu schliessen. Der Zweck dieser Massnahme soll nachstehend näher beschrieben werden.
Die Erregung des Relais R-2 bewirkt ausserdem das Schliessen der normalerweise offenen Kontakte R-2C, die durch, die Leitung 41 und 42 jeweils mit den Leitungen 15 und 18 parallel zu den Relaiskontakten R-1A und dem Schalter SW-1 verbunden sind.
Wenn sich bei einem derartigen Aufbau der Maschine die Klauen 2 und 3 während eines Arbeitszyklus der Maschine nicht geschlossen haben, so dass auch der Schalter SW-1 nicht geschlossen wurde, wenn die normalerweise offenen Kontakte R-2C durch das Schliessen des Schalters SW-3 und die entsprechende Erregung des Relais R-2 geschlossen sind, dann beginnt ein Arbeitszyklus des Zeitmessers 19. Da nun der Schalter SW-3 durch den Nocken 4P für einen grösseren Betrag an Umlaufbewegung der Antriebswelle 6 geschlossen gehalten wird, als es für einen normalen Arbeitszyklus des Zeitmessers 19 nötig wäre, ist der Zeitmesser 19 für einen vollen Arbeitszyklus eingeschaltet, bevor die An triebswelle 6 ihren Rücklauf in ihre Ausgangsstellung abgeschlossen hat.
Es ergibt sich daher, dass unter diesen Umständen dann, wenn die Dauer einer Halbwelle des durch das Heizelement 8 während eines solchen Arbeitszyklus des Zeitmessers 19 hindurchfliessenden Wechselstromes durch das Potentiometer 24 geregelt würde, wie es während eines normalen Arbeitsablaufs der Maschine 1 der Fall ist, das Heizelement 8 auf eine viel zu hohe Temperatur aufgeheizt würde, da der normale Wärmeabfluss vom Heizelement 8, z. B. zur Backe 2 und zum zu versicgelnden Blattmaterial fehlt. Bei der erfindungsgemässen Ausführungsform wird nun jedoch wahrendeinesderartigenLeerlaufzyklusdes Maschinenganges die Dauer der Halbwelle des Wechselstromes, der, durch das Heizelement 8 hindurchfliesst, nicht durch das Potentiometer 24, sondern durch das Poteotiometer 25 gesteuert.
Dies tritt durch das Offnen der normaleweise geschlossenen Relaiskontakte R-2A zwischen dem Potentiometer 24 und der Steuereinheit 20 und das Schliessen der normalerweise offenen Kontakte R-2B zwischen dem Potentiometer 25 und der Steuereinheit 20 infolge Erregung des s Relais 2 ein. An dieser Stelle soll daran erinnert werden, dass das Schliessen des Schalters SW-3 die Wirkung hat,, das Relais R-2 zu er Tegen, die Kontakte R-2A und R-2B jeweils zu öffnen und zu schliessen.
Während eines Leerlaufganges der Maschine 1 ist. somit das Potentiometer 24 von der Steuereinheit 20 getrennt und das Potentiometer 25 mit dieser Einheit 20 während der gesamten Zeit arbeitsmässig verbunden, in welcher der Schalter SW-3 durch den Nocken 40 gehalten wird, beispielsweise wÏhrend des Umlaufs der Antriebswelle 6 von ihrer 240 -Stel- lung in ihre 350 -Stellung. Das Potentiometer 25 kann so eingestellt werden, dass es die Steuereinheit 20 derart regelt, dass die Dauer der Halbwelle des durch das Heizelement 8 fliessenden Wechselstromes während der Zeit, in der der Zeitmesser 19 während eines Leerlaufganges der Maschine läuft, so gross ist, dass diejenige zu grosse Kühlwirkung des Heizelements 8 verhindert wird,
die sonst während eines solchen Leerlaufganges der Maschine eintreten würde, und dass dem Heizelement 8 genügend Wärme zugeführt wird, bis die Temperatur desselben in der 360 -Stellung der Antriebswelle 6 die gleiche ist wie diejenige bei einem normalen Arbeitsgang, bei welchem der Schalter SW-3 durch das Schliessen der Klauen 2 und 3. geschlossen wurde und ein Arbeitszyklus des Zeitmessers 19 in der 140 -Stellung der Antriebswelle 6 eingetreten wäre.
Bei der vorgeschriebenen Hilfs-Heizsteuerung ist während eines normalen Arbeitsablaufs der Maschine, bei welchem der Schalter SW-1 durch. das Schliessen der Klauen 2 und 3 geschlossen wird, der Zeitmesser 19 während seiner normalen Arbeitsdauer tätig, wobei die Hilfs-Heizsteuerung auf den Arbeitsgang des Zeitmes- sers 19 oder bezüglich einer Erwärmung des Heizelementes 8 keine Wirkung hat. Dies ist deshalb der Fall, weil während eines normalen Arbeitsganges der Maschine ein Arbeitszyklus des Zeitmessers 19 bei der 140 -Stellung der Antriebswelle 6 beginnt und die Re laiskontakte R-1A und der Schalter SW-1 zu diesem Zeitpunkt bereits geschlossen worden sind.
Danach bleiben die Kontakte R-1A und der Schalter SW-1 so lange geschlossen, bis die 360 -Stellung der Drehung der Antriebswelle 6 erreicht ist. Daher ist bei der 2407 Stellung der Antriebswelle 6, wenn der Schalter SW-3 geschlossen ist, der Zeitmesser 19 bereits erregt und hat seine Tätigkeit abgeschlossen. Das Schliessen der Relais kontakte R-2C zu dieser Zeit bewirkt jedoch nicht, dass , dem Zeitmesser ein neuer Impuls zugeleitet wird, weil , der Relaiskontakt R-1A und der Schalter SW-1 noch geschlossen sind, so dass kein neuer Stromzufluss zum Zeitmesser 19 eintreten kann.
Die durch das Schliessen des Schalters SW-3 bewirkte Erregung des Relais R-2 bewirkt ein Offnen der Kontakte R-2A und ein Schliessen der Kontakte R-2B, so dass hierdurch das Potentiometer 24 von der Steuereinheit 20 abgeschaltet bzw. das Potentiometer 25 an die Heizsteuereinheit 20 angeschlossen wird. Dies ist jedoch deshalb unwesentlich, weil, die Steuereinheit 20 zu der Zeit untätig und der Zeitmesser 19 abgeschaltet ist.
Bei der in Fig. 2 schematisch angegebenen abge- änderten Ausführungsform der Erfindung wird die Steuerung der Erwärmung des Heizelementes 8 durch eine Regelung der Spannung oder Amplitude des Stromes bewirkt, welcher durch dieses Element 8 hindurchfliesst und nicht, wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1, durch eine Phasenisteuerumg. In Fig. 1 und 2 vorgesehene gleiche Teile weisen die gleichen Bezugs- ziffern auf, wahrend solche Teile, die Teile der Fig. 1 ersetzen, zwar die gleiche Be. zugsziffer aufweisen, jedoch mit hochgesetztem Strich.
Die beiden Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 un, terscheiden sich im wesentlichen hinsichtlich der Steuereinheit 12'. Während die Steuervorgänge bei der Einheit 12 der Fig. 1 vorzugsweise elektromechanisch erfolgen, wird die Steuerung bei der Einheit 12'der Fig. 2 mittels Schnellschaltern beliebig geeigneter Art durchgeführt, beispielsweise unter Verwendung von Schaltern nach Art einer Gasentladungsröhre. Die Steu- ereinheit 20 und die Potentiometer 24 und 25 der Fig. 1 kommen in Fortfall, während zwei regelbare Umformer 24'und 25'Verwendung finden.
Der Umformer 24'ist gemäss Fig. 2 an die beiden Klemmen 27 und 30 des Stromnetzes derart angeschlossen, dass die der PrimÏrspule des Transformators 10 zugeführte Spannung während des normalen Arbeitsablaufs geregelt werden kann. Nachdem die Steuereinheit 20 bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 in Fortfall gekommen ist, bewirkt der Zeitmesser 19 die Zuleitung eines kontinuierlichen Steuerimpulses zum Schalter 12'jederzeit während der Tätigkeit des Zeitmessers 19.
Es wird daher gemäss Fi,. 2 bei jedem normalen Arbeitsablauf der Maschine das Heizelement 8 stets während der Tätigkeit des Zeitmessers 19 er wärmt, wobei-die Amplitude, des durch das Heizelement 8 fliessenden Stromes und daher auch die Inten- sität der demselben zugeführten Wärme durch den regelbaren Umformer 24'gesteuert wird.
Während eines solchen normalen Arbeitsganges einer Maschine gemäss Fig. 2 ist das Schliessen des Schalters SW-3 sowie das Schliessen der normalerweise offenen Relaiskontakte R-2B wie auch der Anschluss des regelbaren Umformers 25'ohne Wirkung bezüglich einer erneuten Erregung. des Zeitmessers 19, wobei der Schalter SW-1 und die Relaiskontakte R-1A geschlossen bleiben. Nun ist jedoch daran zu erinnern, dass sich der Schalter SW-1 während eines Leerlaufganges der Maschine nicht schliesst, so dass der Zeitmesser 19 auch nicht durch die Relaiskontakte R-lA und den Schalter SW-1 erregt wird.
Wenn daher der Schalter SW-3 durch den Nocken 40 geschlossen wird, um hierdurch die Reliaiskontakte R-2B und R-2C au schliessen, dann wird durch den Stromfluss von der Steuereinheit
12'durch die Relaiskontakte R-2C zum Zeitmesser 19 letzterer für einen vollen Arbeitszyklus erregt. Die Er regung des Relais R-2 bewirkt jedoch ein Öffnen der Relaiskontakte R-2A, wodurch der regelbare Umformer 24'vom Umformer 10 abgeschaltet und gleichzeitig die Relaiskontakte R-2B geschlossen werden, so dass der regelbare Umformer 25'mit dem Umformer 10 ver bunden wird.
Der Umformer 25'ist gemäss Fig. 2 so eingestellt, dass die durch denselben dem Transformator 10 zugeführte Energie während eines Leerlaufganges der Maschine gerade ausreicht, um die Erwärmung des Heizelements 8 auf der gewünschten Temperatur zu halten.
Aus der vorstehenden B, eschreibung ergibt sich somit, dass eine Heissiegelmaschine geschaffen wurde, bei der die erforderliche Temperatur des Heizelements derselben in neuartiger und vorteilhafter Weise stets innerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufrechterhalten bleibt, und zwar unabhängig davon, ob die Maschine Lserlaufarbeitsgänge oder normale Heissiegelarbeits- gänge ausführt. Dabei ergibt sich weiterhin die Möglich- keit, dass ebenfalls in völlig neuartiger vorteilhafter Weise ein normales und ein hilfsweises Erwärmen des Heizelements völlig unabhängig voneinander erfolgen kann.