DE1604553B2 - Impulsschweissmaschine zum heissiegeln von aus thermoplastischem werkstoff bestehenden oder einen thermoplastischen belag aufweisenden folienmaterial - Google Patents

Description

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Grund hierfür liegt darin, daß die in Verbindung mit nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch, der Maschine zum Herstellen der betreffenden daß bei Leerlauftakten der einstellbare Umformer Packung vorgesehene Füllmaschine für die Abgabe selbsttätig durch ein Relais vom Strom getrennt und des Füllgutes in die Packung noch nicht bereit ist der Strom über einen einstellbaren Umformer mit und daß daher bei einer selbsttätigen Steuerung der 5 einem Relais geleitet wird.

koordinierten Arbeitsgänge die Heißsiegelklauen Weitere Erfindungsmerkmale betreffen vorteilhafte

keine Schließbewegung ausführen, um keinen leeren Einzelheiten des vorstehend angegebenen Haupt-Behälter herzustellen. merkmals der Erfindung,

Wenn mehrere derartige Leerlaufgänge bei Ma- Nachstehend wird die Erfindung für Ausführungs-

schinen der vorliegenden Art vorkommen, dann tritt ¹⁰ beispiele an Hand schematischer Zeichnungen erder Fall ein, daß eine überdurchschnittlich große läutert. Es zeigt

Abkühlung des Heizelements die Folge ist, bevor der F i g, 1 das Schema des Aufbaus einer erfindungsnächstfolgende Heizzyklus desselben durchgeführt gemäßen Maschine für ein erstes Ausführungswird. Daher erreicht während dieses folgenden Heiz- beispiel,

zyklus des Heizelements die Temperatur desselben 15 F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung nicht die nötige Höhe, um eine anstandslose Heiß- für ein weiteres Ausführungsbeispiel, siegelung des Materials zu erreichen, so daß eine Die in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete Ma=·

fehlerhafte Verbindung der aneinanderliegenden schine des ersten Ausführungsbeispiels enthält ein Materialteile die Folge ist. Derartige Schwierigkeiten Paar backenförmige Klauen 2 und 3, die in eine mit ■ treten bei den bekannten Heißsiegelungsmaschinen 20 gestrichelten Linien dargestellte Lage angehoben und häufig dann ein, wenn aufeinanderfolgende Leerlauf- in eine mit vollen Linien angegebene Lage abgesenkt gänge erfolgen, da die Heizelemente derartiger Ma- werden können. Hierfür ist eine geeignete Antriebsschinen für eine längere Zeitdauer auf eine derart vorrichtung 4 vorgesehen, welche durch einen niedrige Temperatur abgekühlt werden, daß das Nocken 5 betätigt wird, der auf einer Antriebswelle 6 Heizelement so lange keine genügend feste Siegel· ²5 der Maschine 1 gehalten ist. Während jedes Arbeitsverbindung bewirken kann, bis es nicht für drei oder zyklus der Maschine 1 läuft diese Welle 6 einmal vier aufeinanderfolgende Arbeitsgänge eingesetzt um, um bei einer vollständigen Umdrehung die worden ist. Die während dieser Zeitdauer hergestellt Klauen 2 und 3 zwischen den genannten beiden ten Packungen müssen daher ungenügend versiegelt Stellungen voll anzuheben bzw. abzusenken, ausfallen. · 30 Jn. der unteren Stellung ihres Hubes befinden sich

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die die Klauen 2 und 3 mit bestimmtem Abstand von-Beheizung der Heizelemente von Maschinen der vor- einander, welcher während ihrer Aufwärtsbewegung liegenden Art in neuartiger und wirtschaftlicher bis zur höchsten Stellung beibehalten bleibt, wo dann Weise so zu regeln, daß sie innerhalb der gewünsch- die Klauen 2 und 3 aufeinander zu in ihre gestrichelte ten Temperaturgrenzen stets auf der erforderlichen 35 Schließstellung bewegt werden. Hierfür ist eine zuTemperatur gehalten bleiben, d. h, also zu verhin- geordnete Betätigungsvorrichtung geeigneter Art dem, daß sich die Heizelemente zwischen den Heiß- vorgesehen, beispielsweise ein Druckluftzylinder 7, Siegelvorgängen übermäßig abkühlen können, auch der durch ein Solenoidventil SV-I gesteuert wird, dann, wenn längere Zeitperioden während der Arbeit Während ihrer Abwärtsbewegung behalten die derartiger Maschinen eintreten, bei denen mehrere 40 Klauen 2 und 3 ihre Schließstellung bis zum Ende aufeinanderfolgende Leerarbeitsgänge ausgeführt des Abwärtshubes bei, wo sie dann durch die Tätigwerden, keit des Zylinders 7 wieder in die vorgenannte offene

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die oder getrennte Stellung verbracht werden. Erfindung nach ihrem Hauptmerkmal dadurch, daß Bei dieser Anordnung und während der Bewegung

das Heizelement während, der Leerlauf takte auf eine 45 der Klauen 2 und 3 können dieselben so betätigt einstellbare Temperatur unterhalb der Siegelungs- werden, daß sie durch die Maschine nach abwärts temperatur erwärmbar ist. geführte thermoplastische Behälter od. dgl. versie-

Eine Impulsschweißmaschine der vorgenannten geln, indem diese Behälter am oberen Ende des Art mit einem elektrisch leitenden Heizelement, bei Klauenhubes von den Klauen 2 und 3 erfaßt und dem die Temperatur über eine Temperatursteuer- 50 zwischen dasselbe festgeklemmt werden, worauf sich einheit und ein Einstellorgan durch Phasenanschnitt dann eine gemeinsame Abwärtsbewegung der Klauen des eingespeisten Wechselstromes einstellbar ist und und der festgeklemmten Behälter in diesem Zustand die Energiemenge durch einen über ein Potentio- anschließt. Auf der Oberseite der Klaue 3 ist ein meter einstellbaren Zeitschalter begrenzt wird, Heizelement 8 so angeordnet, daß das zwischen den kennzeichnet sich nach einem weiteren Erfindungs- 55 Klauen 2 und 3 während des Abwärtshubes dermerkmal dadurch, daß die Temperatursteuereinheit selben erfaßte und festgeklemmte Behältermaterial unter Zwischenschaltung eines Relais mit einem mit diesem Element 8 in Eingriff tritt. Die Temperazusätzlichen Einstellorgan verbunden ist, das bei tür dieses Heizelements 8 wird in der nachstehend einem Leerlauftakt die Temperatur des Heizelements noch näher erläuternden Weise geregelt, steuert, während das Einstellorgan durch ein Relais ⁶° Die Maschine 1 dieses Ausführungsbeispiels ist so vom Strom getrennt ist. eingerichtet, daß sie eine selbsttätige Herstellung,

Eine Impulsschweißmaschine nach dem Haupt- Formgebung und Siegelung von Behältern od. dgl. merkmal der Erfindung mit einem elektrisch leiten- aus zwei Lagen eines thermoplastischen Blattden Heizelement, bei dem die Temperatur durch materials durchführen kann, welche aneinanderlie-Veränderung der angelegten Spannung über einen 65 gend durch die Maschine hindurchgeführt werden. Spannungsumformer gesteuert wird und die Energie- Diese beiden Blattlagen aus thermoplastischem menge durch einen über ein Potentiometer einstell- Material können dabei irgendeine beliebige Form baren Zeitschalter begrenzt ist, kennzeichnet sich aufweisen, bestehen vorzugsweise jedoch aus den

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einander gegenüberliegenden Seiten eines rohrförmi- ist mit ihrem einen Ende an die Steuereinheit 12

gen Materialstreifens, der längsweise nach abwärts angeschlossen, wobei z.B. ein Gleichrichter inner-

durch die Maschine 1 hindurchgeführt wird. halb der Steuereinheit zwischen den Leitungen 11

Während der Arbeit der Maschine 1 erfassen die und 13 und der Leitung 15 eingeschaltet ist, um den

Klauen 2 und 3 diesen sich nach abwärts bewegen- 5 von der Steuereinheit 12 zur Leitung 15 fließenden

den rohrförmigen Materialstreifen seitlich über des- Strom in Gleichstrom umzuwandeln. Das andere

sen gesamte Breite und machen dessen Abwärts- Ende der Leitung 15 ist an die eine Seite der nor-

bewegung mit. Während dieser Abwärtsbewegung malerweise offenen Kontakte R-IA eines Relais R-I

der Klauen 2 und 3 wird das Heizelement 8 auf eine angeschlossen, während die andere Seite der Kon-

solche Temperatur gebracht, daß das erfaßte thermo- ίο takte R-IA über eine Leitung 16 mit der einen Seite

plastische Material plastifiziert wird, worauf sich eines normalerweise offenen Schalters SW-I verbun-

dann eine Abkühlung des Heizelements 8 und der den ist, der an der Klaue 3 angebracht und durch

Klauen 2 und 3 anschließt, so daß sie die erfaßten einen Anschlagteil 17 an der Klaue 2 geschlossen

und zusammengedrückten Teile der beiden Material- werden kann, wenn sich die beiden Klauen 2 und 3

lagen fest miteinander verbinden können. Auf diese 15 in ihrer aneinanderliegenden geschlossenen Stellung

Weise wird der Bodenteil des Behälters od. dgl. her- befinden. Die andere Seite dieses Schalters SW-I ist

gestellt. über eine Leitung 18 mit einer Zeitmeßeinheit 19

Nunmehr erfolgt nach einer Öffnungsbewegung der verbunden, die in beliebig gewünschter handels-

Klauen 2 und 3 ihre Aufwärtsbewegung entlang dem üblicher Weise ausgebildet sein kann,

rohrförmigen Blattmaterial. Während dieser Auf- 20 Eine Temperatursteuereinheit 20 ist über eine

wärtsbewegung kann das in das Blattmaterial zu Leitung 21 an die Gleichstromleitung 15 angeschlos-

verpackende Gut durch das Rohr hindurch in den sen, welche die Zeitspanne regelt, in welcher der

Bodenteil desselben gefördert werden. Schalter 12 während jeder Halbwelle des Wechsel-

Bei der normalen Arbeitsweise der Maschine 1 stromes leitend ist, der während der Zeit hindurchschließen sich die Klauen 2 und 3 wieder am oberen 25 läuft, in der die Zeitmeßeinheit 19 ein Steuersignal Ende ihres Hubes auf dem rohrförmigen Material- an die genannte Temperatursteuereinheit 20 schickt, streifen oberhalb des in das Rohr eingefüllten Gutes, Diese Art der Wechselstromsteuerung ist unter dem um sich dann während eines weiteren Heißsiegel- Begriff »Phasensteuerung« bekannt. Das Steuersignal, Vorganges nach abwärts zu bewegen, so daß gleich- welches von der Steuereinheit 20 zum Schalter 12 zeitig sowohl ein gesiegelter Oberteil für den bereits 30 durch die Leitung 22 α geschickt wird, ist nur wähgefüllten Behälter od. dgl. wie auch ein gesiegelter rend derjenigen Zeit wirksam, in der das Steuersignal Bodenteil für den nächstfolgenden noch zu füllenden von der Zeitmeßeinheit 19 in die Steuereinheit 20 Behälter od. dgl. gebildet wird. durch die Leitung 22 hindurchläuft. Auf diese Weise

Am unteren Ende des Klauenhubes kann das ge- erhält das Heizelement 8 Stromimpulse durch den siegelte Material zwischen dem Oberteil des ersten 35 Schalter 12, wobei die Dauer jedes Impulses ein geBehälters od. dgl. und dem Bodenteil des nächst- steuerter Bruchteil einer Halbwelle des Wechselfolgenden Behälters od. dgl. mittels irgendeiner ge- stromes ist, der durch die Einheit 20 gesteuert wird, eigneten Vorrichtung zertrennt werden, so daß der Die Gesamtheit, während der diese Impulse zum verschlossene erste Behälter od. dgl. vom übrigen Heizelement 8 geschickt werden, wird durch die Teil des rohrförmigen Materials abgetrennt wird, 40 Zeitmeßeinheit 19 geregelt.

wobei jedoch der B öden teil des rohrförmigen Ma- An den Zeitmesser 19 ist eine geeignete Steuer-

terials für den nächstfolgenden Behälter od. dgl. einheit, beispielsweise ein Potentiometer 23 derart

zusammengesiegelt bleibt. angeschlossen, daß die Arbeitsdauer desselben ein-

Es kann nun bei Maschinen der vorliegenden Art gestellt werden kann. Eine weitere geeignete Steuerder Fall eintreten, daß sich sogenannte »Leerlauf- 45 einheit, beispielsweise ein Potentiometer 24, steht gänge« ergeben, bei denen das Material nicht gesie- über normalerweise geschlossene Relais-Kontakte gelt wird, weil die Maschine noch nicht zum Abfül- R-2A mit der Temperatursteuereinheit 20 in Verlen des Gutes in den nächstfolgenden, an seinem bindung. Dieses Potentiometer 24 bewirkt eine Einoberen Ende zu siegelnden Behälter bereit steht. In stellung der Steuereinheit 20 während des normalen diesem Falle wird ein besonderer Heizzyklus für das ₅₀ Arbeitsablaufs der Maschine 1 dahingehend, daß die Heizelement 8 durchgeführt, um zu erreichen, daß Länge der Stromimpulse gesteuert wird, die durch die Temperatur des Heizelements 8 auf einem sol- das Heizelement 8 hindurchfließen. Eine weitere chen Betrag gehalten bleibt, daß während des ersten geeignete Steuereinheit, beispielsweise ein Potentioder nachfolgenden Arbeitsgänge der Maschine 1 eine meter 25, ist über einen normalerweise offenen vorschriftsmäßige Siegelung des Materials erfolgt. 55 Relais-Kontakt R-2 B an die Steuereinheit 20 ange-

Das Heizelements kann beispielsweise aus einem schlossen; der Zweck dieser Anordnung wird nach-Nickel-Chrom-Band bestehen, dessen Erhitzung stehend näher erläutert werden,
durch elektrischen Strom bewirkt wird. Das eine Die eine Seite eines normalerweise offenen Schal-Ende des Heizelements 8 wird über eine elektrische ters SW-2 ist über eine Leitung 26 an die eine Leitung 9 an die eine Seite der Sekundärspule eines 60 Klemme 27 der Stromquelle 14 angeschlossen, wäh-Transformators 10 angeschlossen, während das an- rend die andere Seite desselben über eine Leitung 28 dere Ende des Heizelements 8 über eine Leitung 11, an die eine Seite der Wicklung des Relais R-I angeeine Steuereinheit 12 und eine Leitung 13 an das schlossen ist, wobei die andere Seite dieser Wickandere Ende dieser Sekundärspule des Transforma- lung über eine Leitung 29 an die andere Klemme 30 tors 10 angeschlossen ist. Die Primärspule dieses 65 der Stromquelle 14 angeschlossen ist. Die Wicklung Transformators 10 kann an eine beliebig geeignete des Solenoidventils SV-I ist jeweils über Leitungen Stromquelle 14 angeschlossen sein. 31 und 32 an diese Leitungen 28, 29 angeschlossen

Eine weitere Leitung 15 eines Gleichstromnetzes und liegt parallel zum Relais Ä-l, so daß der Schalter

SW-2 die Erregung sowohl des Relais R-I wie auch Wechselstroms zum Heizelement 8, so daß hierdurch des Solenoidventils SV-I steuert. die Aufheizgeschwindigkeit dieses Elements geregelt Die Einlaßöffnung des Solenoidventils SV-I ist wird. Während eines solchen normalen Arbeitszyklus über eine Leitung 33 mit einer geeigneten Quelle der Maschine 1 sind die normalerweise geschlossenen eines Arbeitsmediums verbunden, beispielsweise mit 5 Relaiskontakte R-2 A geschlossen, so daß das Poeinem nicht dargestellten Luftkompressor, während tentiometer 24 mit der Steuereinheit 20 in Arbeitsverein Auslaß über eine Leitung 34 mit dem einen Ende bindung steht, um dieselbe einzustellen und derart des Luftzylinders 7 verbunden und ein weiterer Aus- die Impulsdauer jeder Halbwelle des Wechselstromes laß über eine Leitung 35 an das andere Ende dieses zu regeln, der durch die Steuereinheit 12 und die Luftzylinders 7. angeschlossen ist. io Leitungen 9,11 und 13 zum Heizelement 8 fließt.

Der bisher beschriebene Aufbau der Maschine 1 Das Potentiometer 23 ermöglicht eine Steuerung mit Ausnahme der Relaiskontakte R-2 A, R-2 B und für den Zeitmesser 19 dahingehend, daß die Zeit, in des Potentiometers 25 sind auf dem vorliegenden welcher der Zeitmesser 19 im Zustand »Ein« verFachgebiet bekannt und werden bei allgemeinen Bau- bleibt, auf eine gewünschte Dauer eingestellt werden arten von Maschinen des Typs der Maschine 1 ver- 15 kann, beispielsweise auf einen Umlaufbetrag der Anwendet. Erst durch die Verwendung dieser beiden triebswelle 6 von 40°, ausgehend von der vorgenann-] Relaiskontakte R-2 A und R-2 B sowie des Potentio- ten 140°-Stellung derselben bis zu ihrer 180°-Stelmeters 25 bei Maschinen des Typs der Maschine 1 lung. Für jeden Fachmann ist es ohne weiteres klar, ■ ist es nunmehr möglich, die Nachteile der bekannten daß eine solche Zeitdauer lediglich beispielsweise und Maschinen dieses Typs auszuschalten und in wirk- 20 zur Erläuterung des Vorganges angegeben ist und ί samer, wirtschaftlicher Weise deren Leistungsfähig- daher keinerlei Beschränkung der Erfindung auf die- ) keit zu erhöhen. sen Wert darstellt, weil das Potentiometer 23 ja in Der Teil der Maschine 1, wie er vorangehend be- der Lage ist, die Zeitdauer für die Tätigkeit des Zeitschrieben und erläutert wurde, betrifft den Aufbau, messers 19 innerhalb beliebig geeigneter Zeitspannen wie er für eine normale Arbeitsweise derselben ge- 25 einzustellen, beispielsweise innerhalb von 20 bis 90° eignet ist. Wenn man für diesen Fall annimmt, daß eines Umlaufs der Antriebswelle 6.
die Klauen 2 und 3 sich am unteren Ende ihres Wenn infolge der betreffenden Einstellung des Arbeitshubes und am Beginn eines normalen Arbeits- Potentiometers 23 der Zeitmesser 19 »ausläuft« oder ganges der Maschine 1 befinden, dann werden die abschaltet, dann wird die Steuereinheit 12 betätigt, Klauen 2 und 3 zu diesem Zeitpunkt mittels des 30 so daß der Stromfluß durch das Heizelement 8 hin-Luftzylinders 7 in ihrer offenen Stellung gehalten, durch unterbrochen wird. Während des noch verwobei der Schalter SW-2 offen und das Solenoid- bleibenden Teils einer einzigen Umdrehung der Anventil SV-I aberregt ist und wobei die Leitungen 33 triebswelle 6 jedoch verbleiben die Klauen 2 und 3 und 35 miteinander verbunden und die Leitungen 33 geschlossen, so daß sich auf das zwischen den Klauen und 34 gegeneinander abgeschlossen sind. Während 35 gehaltene Material ein Siegelungsdruck ergibt, wähder Arbeit der Maschine 1 erfolgt die Drehung der rend das Material bereits abkühlt.
Antriebswelle 6 in Fig. 1 in Richtung entgegen dem Am Ende eines vollständigen Umlaufs der AnUhrzeigersinn. Die Form des Nockens 5 ist so ge- triebswelle 6 mit dem Nocken 5 sind die Klauen 2 wählt, daß sich während der ersten 140° des Umlaufs und 3 wieder in ihre tiefste Stellung eingelaufen. Zu desselben die Klauen 2 und 3 nach aufwärts in ihre 40 diesem Zeitpunkt hat sich der Nocken 36 auf der voll angehobene Stellung bewegen. Während der rest- Antriebswelle 6 in eine Stellung bewegt, in welcher , liehen 220° des Umlaufs des Nockens 5 erfolgt dann der Schalter SW-2 wieder öffnet. Durch das Öffnen j) die Abwärtsbewegung der Klauen 2 und 3 in ihre dieses Schalters wird das Relais R-I und das Soleuntere voll abgesenkte Stellung. Auf der Antriebs- noidventil SV-I aberregt. Durch das Aberregen des welle 6 ist ein weiterer Nocken 36 angebracht, der 45 Relais R-I werden die normalerweise offenen Konmit letzterem gemeinsam gedreht wird und während takte R-IA geöffnet, so daß der Stromkreis durch jedes Arbeitszyklus der Maschine 1 am Ende der den Schalter SW-I zum Zeitmesser 19 hin unterbroersten 140° des Umlaufs der Antriebswelle 6 den chen wird. Die Aberregung des Solenoidventils SV-I Schalter SW-2 schließt und ihm während der übrigen trennt außerdem die Leitungen 33 und 34 und ver-220° des Umlaufs geschlossen hält. 50 bindet wiederum die Leitungen 33 und 35 miteinan-Durch das Schließen des Schalters SW-2 wird das der, so daß der Zylinder 7 in Tätigkeit tritt, um die Solenoidventil SV-I und das Relais R-I erregt. Durch Klauen 2 und 3 voneinander zu trennen. Hierdurch die Erregung des Solenvoidventils SV-I wird die Ver- wird der Schalter SW-I geöffnet, worauf die Mabindung der Leitungen 33 und 35 getrennt und die- schine 1 wieder den Zustand für den Beginn eines jenige der Leitungen 33 und 34 hergestellt, so daß 55 weiteren Arbeitszyklus einnimmt,
der Luftzylinder 7 für das Schließen der Klauen 2 Bei der Arbeit der Maschine 1 muß die Einstellung und 3 betätigt wird. Hierdurch wird auch der Schalter des Potentiometers 23 so koordiniert sein, daß wäh- SW-I geschlossen, wodurch der Zeitmesser 19 in rend derjenigen Zeit, in welcher Strom durch das Tätigkeit gesetzt wird. Durch das Schließen des Heizelement 8 in Abhängigkeit von der Einstellung Schalters SW-2 und das Erregen des Relais R-I wer- 60 des Potentiometers 23 fließt, die Impulsdauer jeder den die normalerweise offenen Relais-Kontakte R-IA Halbwelle des Wechselstromes, der in das Heizgeschlossen. Der Zeitmesser 19 betätigt die vorge- element 8 geleitet wird, und zwar bestimmt durch nannten, nicht dargestellten Schalter in der Steuer- die Einstellung des Potentiometers 24, derart ist, daß einheit 12, um derart elektrischen Strom von der das Heizelement 8 sich erwärmt und die für die Heiß-Sekundärwicklung des Transformators 10 durch das 65 siegelung des Plastikmaterials zwischen den Klauen 2 Heizelement 8 hindurchzuschicken. Die Steuereinheit und 3 erforderliche Temperatur erhält. Diese Tem-20 steuert infolge ihrer Arbeitsverbindung mit der peratur liegt in einem verhältnismäßig geringen BeSteuereinheit 12 die Impulsdauer jeder Halbwelle des reich von z. B. etwa 250° C, wobei dieser Tempe-

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raturbereich von den unterschiedlichen Plastikmate- Heißsiegelung durchführt. Diesem Zweck dienen die rialien abhängt, je nach dem bestimmten Material erfindungsgemäßen, nachstehend im einzelnen beschwankt und daher von Fall zu Fall besonders zu schriebenen Hilfs-Temperatursteuervorrichtungen der berücksichtigen ist. Falls nämlich die Temperatur, Maschine.

mit welcher das Heizelement 8 aufgeheizt wird, zu 5 Derartige HilfsSteuervorrichtungen umfassen nicht

niedrig ist, dann tritt eine ungenügende oder über- nur die bereits bekannten Relaiskontakte R-2 A und

haupt keine Plastifizierung des Blattmaterials für die R-2 B und das Potentiometer 25, sondern auch noch

gewünschte Heißsiegelverbindung ein. Ist dagegen die einen normalerweise offenen Schalter SW-3, der

Temperatur des Heizelements 8 zu groß, dann tritt einerseits über eine Leitung 37 an die eine Klemme

eine zu weitgehende Plastifizierung des Materials ein, io 30 der Stromquelle 14 und andererseits über eine

so daß wiederum eine Heißsiegelverbindung unzu- Leitung 38 an das eine Ende der Wicklung eines

reichend ausfällt. Relais R-2 angeschlossen ist, deren anderes Ende

Wenn für das Arbeiten der Maschine 1 das Heiz- über eine Leitung 39 mit der anderen Klemme 27 der element 8 auf seine zutreffende Ausgangstemperatur Stromquelle 14 verbunden ist.
aufgeheizt wurde und die Potentiometer 23 und 24 15 Das Öffnen und Schließen dieses Schalters SW-3 auf den richtigen Wert eingestellt worden sind, dann bewirkt ein auf der Antriebswelle 6 angebrachter erfolgt das abwechselnde Abkühlen und Aufheizen Nocken 40. Dieser Nocken hat eine solche Form, des Heizelements 8 während aufeinanderfolgender daß der Schalter SW-3 für den Teil eines Arbeitsnormaler Arbeitsgänge der Maschine derart, daß die zyklus der Maschine 1 offen bleibt, währenddessen Maschine 1 in der gewünschten Weise aufeinander- 20 die Nockenwelle 6 von ihrer Anfangsstellung bis zu folgende ordnungsgemäße und feste Heißversiege- ihrer Maximalstellung läuft, bei welcher der Zeitlungen durchführt. Nun sind jedoch Maschinen der messer 19 bei einem normalen Arbeitsgang der Mavorliegenden Art, wie sie an Hand der in den Zeich- schine normalerweise abschalten würde. Wenn beinungen schematisch dargestellten Maschine 1 voran- spielsweise bei der vorliegenden Maschine 1 die gehend beschrieben wurden, normalerweise mit einer 25 Maximalstellung des Nockens 5, bei welcher der Zeitnicht dargestellten Steuervorrichtung versehen, die messer 19 abschaltet, bei einem Drehwinkel von entweder selbsttätig arbeitet oder von Hand betätigt 230° vorliegt, dann hat der Nocken 40 eine solche wird, welche dazu dient, eine Erregung des Solenoid- Form, daß er das Schließen des Schalters SW-3 erst ventils SV-I und demzufolge eine Schließbewegung dann durchführen kann, nachdem die Antriebswelle 6 der Klauen 2 und 3 zu verhindern, um hierdurch den 30 mehr als 230° einer einzigen Umlaufbewegung volleingangs erläuterten Leerlaufgang der Maschine her- endet hat. Dann erst, beispielsweise bei Erreichen von vorzurufen, so daß keine Heißsiegelung eines Be- 240° der Drehbewegung der Antriebswelle 6, wird hälters od. dgl. erfolgt, falls die Maschine noch nicht durch den Nocken 40 der normalerweise offene für die Abgabe von Füllgut in Bereitschaft steht. Schalter SW-3 geschlossen und in dieser Schließ-Während eines solchen Leerlaufganges bei den bis- 35 stellung für eine Zeitspanne entsprechend beispielsher bekannten Maschinen der vorliegenden Art wird, weise 110° Umlaufbewegung der Antriebswelle 6 geweil die Klauen 2 und 3 nicht geschlossen werden, halten.

auch der Schalter SW-I nicht geschlossen, so daß das Dieses Schließen des Schalters SW-3 bewirkt ein Heizelement 8 für sein Aufheizen keinen Strom er- Erregen des Relais R-2, um dadurch die normalerhält, sich demzufolge für eine längere Zeitperiode 40 weise geschlossenen Relaiskontakte R-2 A zu öffnen, abkühlt und seine Temperatur daher auf einen sehr und die normalerweise offenen Relaiskontakte R-2 B niedrigen Wert abfällt. Demnach wird auch während zu schließen. Der Zweck dieser Maßnahme soll nachdes nächstfolgenden Arbeitsganges, in welchem ein stehend näher beschrieben werden. Die Erregung des Siegelvorgang versucht wird, die Höchsttemperatur, Relais R-2 bewirkt außerdem das Schließen der norauf welche das Heizelement 8 aufgeheizt wird, nied- 45 malerweise offenen Kontakte R-2 C, die durch die riger sein als die gewünschte oder für die richtige Leitungen 41 und 42 jeweils mit den Leitungen 15 Siegelung erforderliche Temperatur. Diese starke Ab- und 18 parallel zu den Relaiskontakten R-IA und kühlung der Klauen 2 und 3 verstärkt sich dann, dem Schalter SW-I verbunden sind,
wenn die Maschine mehrere aufeinanderfolgende Wenn sich bei einem derartigen Aufbau der Ma-Leerlaufgänge der genannten Art durchführt. Wenn 50 schine die Klauen 2 und 3 während eines Arbeitsbislang daher solche Leerlaufgänge vorkamen, dann zyklus der Maschine nicht geschlossen haben, so daß ist es keineswegs ungewöhnlich gewesen, daß die be- auch der Schalter SW-I nicht geschlossen wurde, kannten Maschinen mit mehreren aufeinanderfolgen- wenn die normalerweise offenen Kontakte R-2 C den Aufheizvorgängen arbeiteten, die an sich durch- durch das Schließen des Schalters SW-3 und die entaus »normal« verliefen, nur daß eine unzureichende 55 sprechende Bewegung des Relais R-2 geschlossen Heißsiegelung eintrat, bevor die Temperatur des sind, dann beginnt ein Arbeitszyklus des Zeitmessers Heizelements bei den bekannten Maschinen wieder 19. Da nun der Schalter SW-3 durch den Nocken 40 normale Werte erreichte. für einen größeren Betrag an Umlaufbewegung der

Eine gemäß der Erfindung ausgelegte und aufge- Antriebswelle 6 geschlossen gehalten wird, als es für

baute Maschine ergibt demgegenüber den wesent- 60 einen normalen Arbeitszyklus des Zeitmessers 19

liehen Vorteil, daß solche Schwierigkeiten nunmehr nötig wäre, ist der' Zeitmesser 19 für einen vollen

nicht mehr eintreten werden, so daß während der Arbeitszyklus eingeschaltet, bevor die Antriebswelle 6

Arbeit der Maschine 1 die Temperatur, auf welche ihren Rücklauf in ihre Ausgangsstellung abgeschlos-

das Heizelement 8 beim Beginn eines Arbeitszyklus sen hat.

abgekühlt wurde, stets die gewünschte Temperatur 65 Es ergibt sich daher, daß unter diesen Umständen

ist, unabhängig davon, ob die Maschine nun nur dann, wenn die Dauer einer Halbwelle des durch das

normale Arbeitszyklen mit zureichender Heißsiege- Heizelement 8 während eines solchen Arbeitszyklus

lung oder auch Leerlaufgänge mit unzureichender des Zeitmessers 19 hindurchfließenden Wechselstro-

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mes durch das Potentiometer 24 geregelt würde, wie noch geschlossen sind, so daß kein neuer Stromfluß es während eines normalen Arbeitsablaufs der Ma- zum Zeitmesser 19 eintreten kann. Die durch das schine 1 der Fall ist, das Heizelement 8 auf eine viel Schließen des Schalters SW-3 bewirkte Erregung des zu hohe Temperatur aufgeheizt würde, da der nor- Relais R-2 bewirkt ein Öffnen der Kontakte R-2 A male Wärmeabfluß vom Heizelemente, z.B. zur 5 und ein Schließen der Kontakte R-2 B, so daß hier-Backe 2 und zum zu versiegelnden Blattmaterial fehlt. durch das Potentiometer 24 von der Steuereinheit 20 Es wird nun jedoch während eines derartigen Leer- abgeschaltet bzw. das Potentiometer 25 an die Heizlaufzyklus des Maschinenganges die Dauer der Halb- Steuereinheit 20 angeschlossen wird. Dies ist jedoch welle des Wechselstroms, der durch das Heizelement 8 deshalb unwesentlich, weil die Steuereinheit 20 zu hindurchfließt, nicht durch das Potentiometer 24, io der Zeit untätig und der Zeitmesser 19 abgeschaltet sondern durch das Potentiometer 25 gesteuert. Dies ist.

tritt durch das Öffnen der normalerweise geschlos- Bei der in Fig. 2 schematisch angegebenen abge-

senen Relaiskontakte R-2 A zwischen dem Potentio- änderten Ausführungsform der Erfindung wird die

meter 24 und der Steuereinheit 20 und das Schließen Steuerung der Erwärmung des Heizelements 8 durch

der normalerweise offenen Kontakte R-2 B zwischen 15 eine Regelung der Spannung oder Amplitude des

dem Potentiometer25 und der Steuereinheit28 in- Stromes bewirkt, welcher durch dieses Elements

folge Erregung des Relais 2 ein. An dieser Stelle soll hindurchfließt und nicht, wie bei der Ausführungs-

daran erinnert werden, daß das Schließen des Schal- form gemäß Fig. 1, durch eine Phasensteuerung. In

ters SW-3 die Wirkung hat, das Relais R-2 zu er- F i g. 1 und 2 vorgesehene gleiche Teile weisen die

regen, die Kontakte R-2 A und R-2 B jeweils zu 20 gleichen Bezugsziffern auf, während solche Teile, die

öffnen und zu schließen. Teile der F i g. 1 ersetzen, zwar die gleiche Bezugs-

Während eines Leerlaufganges der Maschine 1 ist ziffer aufweisen, jedoch mit hochgesetztem Strich, somit das Potentiometer 24 von der Steuereinheit 20 Die beiden Ausführungsformen der F i g. 1 und 2 getrennt und das Potentiometer 25 mit dieser Einheit unterscheiden sich im wesentlichen hinsichtlich der 20 während der gesamten Zeit arbeitsmäßig verbun- 25 Steuereinheit 12'. Während die Steuervorgänge bei den, in welcher der Schalter SW-3 durch den Nocken der Einheit 12 der Fig. 1 vorzugsweise elektro-40 gehalten wird, beispielsweise während des Um- mechanisch erfolgen, wird die Steuerung bei der Einlaufs der Antriebswelle 6 von ihrer 240°-Stellung heit 12' der Fig. 2 mittels Schnellschaltern beliebig in ihre 350°-Stellung. Das Potentiometer 25 kann so geeigneter Art durchgeführt, beispielsweise unter eingestellt werden, daß es die Steuereinheit 20 derart 30 Verwendung von Schaltern nach Art einer Gasregelt, daß die Dauer der Halbwelle des durch das entladungsröhre. Die Steuereinheit 20 und die Poten-Heizelement 8 fließenden Wechselstromes während tiometer24 und 25 der Fig. 1 kommen in Fortfall, der Zeit, in der der Zeitmesser 19 während eines während zwei regelbare Umformer 24' und 25' VerLeerlauf ganges der Maschine läuft, so groß ist, daß wendung finden.

diejenige zu große Kühlwirkung des Heizelements 8 35 Der Umformer 24' ist gemäß Fig. 2 an die beiden

verhindert wird, die sonst während eines solchen Klemmen 27 und 30 des Stromnetzes derart ange-

Leerlaufganges der Maschine eintreten würde, und schlossen, daß die der Primärspule des Transforma-

daß dem Heizelement 8 genügend Wärme zugeführt tors 10 zugeführte Spannung während des normalen

wird, bis die Temperatur desselben in der 360°- Arbeitsablaufs geregelt werden kann. Nachdem die

Stellung der Antriebswelle 6 die gleiche ist wie die- 40 Steuereinheit 20 bei der Ausführungsform gemäß

jenige bei einem normalen Arbeitsgang, bei welchem F i g. 2 in Fortfall gekommen ist, bewirkt der Zeit-

der Schalter SW-3 durch das Schließen der Klauen 2 messer 19 die Zuleitung eines kontinuierlichen

und 3 geschlossen wurde und ein Arbeitszyklus des Steuerimpulses zum Schalter 12' jederzeit während

Zeitmessers 19 in der 140°-Stellung der Antriebs- der Tätigkeit des Zeitmessers 19. Es wird daher ge-

welle 6 eingetreten wäre. 45 maß F i g. 2 bei jedem normalen Arbeitsablauf der

Bei der vorbeschriebenen Hilfs-Heizsteuerung ist Maschine das Heizelement 8 stets während der Tä-

während eines normalen Arbeitsablaufs der Ma- tigkeit des Zeitmessers 19 erwärmt, wobei die Am-

schine, bei welchem der Schalter SW-I durch das plirude des durch das Heizelement 8 fließenden

Schließen der Klauen 2 und 3 geschlossen wird, der Stromes und daher auch die Intensität der demselben

Zeitmesser 19 während seiner normalen Arbeitsdauer 50 zugeführten Wärme durch den regelbaren Umformer

tätig, wobei die Hilfs-Heizsteuerung auf den Arbeits- 24' gesteuert wird.

gang des Zeitmessers 19 oder bezüglich einer Erwär- Während eines solchen normalen Arbeitsganges mung des Heizelements 8 keine Wirkung hat. Dies einer Maschine gemäß F i g. 2 ist das Schließen des ist deshalb der Fall, weil während eines normalen Schalters SW-3 sowie das Schließen der normaler-Arbeitsganges der Maschine ein Arbeitszyklus des 55 weise off enen Relaiskontakte R-2 B wie auch der AnZeitmessers 19 bei der 140°-Stellung der Antriebs- schluß des regelbaren Umformers 25' ohne Wirkung welle 6 beginnt und die Relaiskontakte R-IA und der bezüglich einer erneuten Erregung des Zeitmessers Schalter SW-I zu diesem Zeitpunkt bereits geschlos- 19, wobei der Schalter SW-I und die Relaiskontakte sen worden sind. Danach bleiben die Kontakte R-IA R-IA geschlossen bleiben.

und der Schalter SW-I so lange geschlossen, bis die 60 Nun schließt sich jedoch der Schalter SW-I wäh-360°-Stellung der Drehung der Antriebswelle 6 er- rend eines Leerlaufganges der Maschine nicht, so reicht ist. Daher ist bei der 240°-Stellung der An- daß der Zeitmesser 19 auch nicht durch die Relaistriebswelle 6, wenn der Schalter SW-3 geschlossen kontakte R-IA und den Schalter SW-I erregt wird, ist, der Zeitmesser 19 bereits erregt und hat seine Wenn daher der Schalter SW-3 durch den Nocken 40 Tätigkeit abgeschlossen. Das Schließen der Relais- 65 geschlossen wird, um hierdurch die Relaiskontakte kontakte R-2 C zu dieser Zeit bewirkt jedoch nicht, R-2 B und R-2 C zu schließen, dann wird durch den daß dem Zeitmesser ein neuer Impuls zugeleitet wird, Stromfluß von der Steuereinheit 12' durch die Relaisweil der Relaiskontakt R-IA und der Schalter SW-I kontakte R-2 C zum Zeitmesser 19 letzterer für einen

vollen Arbeitszyklus erregt. Die Erregung des Relais R-2 bewirkt jedoch ein öffnen der Relaiskontakte R-IA, wodurch der regelbare Umformer 24' vom Umformer 10 abgeschaltet und gleichzeitig die Relaiskontakte R-2 B geschlossen werden, so daß der regelbare Umformer 25' mit dem Umformer 10 ver-

bunden wird. Der Umformer 25' ist gemäß F i g. 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Patentansprüche- einander die zwischen denselben festgeklemmt gewesenen Materialteile nunmehr fest miteinander in

1. Impulsschweißmaschine zum Heißsiegeln Verbindung bleiben. Dabei wird das Heizelement von aus thermoplastischem Werkstoff bestehen- abwechselnd zunächst auf eine genügend hohe Temden oder einen thermoplastischen Belag auf- 5 peratur gebracht, um die gewünschte Plastifizierung weisenden Folienmaterial, die ein Paar Backen, des Materials oder eines auf demselben aufgebrachten die zwischen einer Klemmstellung, in welcher Belags oder Überzuges zu erreichen, und dann auf das Folienmaterial zwischen den Backen fest- eine genügend niedrige Temperatur abgekühlt, bei geklemmt ist und verschweißt wird, und einer welcher der plastifizierte Teil des Materials während Freigabestellung bewegbar sind, und ein auf einer io des betreffenden Arbeitsganges der Maschine wieder Backe angeordnetes Heizelement aufweist, wel- fest werden kann. Während der normalen Arbeitsches in der Klemmstellung der Backen auf die gänge derartiger Maschinen, bei denen während zum Schweißen notwendige Arbeitstemperatur jedes aufeinanderfolgenden Arbeitsganges der Maerhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, schine ein Heißsiegelungsvorgang am Blattmaterial daß das Heizelement während der Leerlauftakte 15 erfolgt, ergeben sich kaum Schwierigkeiten bezüglich auf eine einstellbare Temperatur unterhalb der einer Aufrechterhaltung der Temperatur der Heiz-Siegelungstemperatur erwärmbar ist. elemente innerhalb der Grenzen, welche sich dadurch

2. Impulsschweißmaschine nach Anspruch 1 ergeben, daß eine Abkühlung auf eine Temperatur mit einem elektrisch leitenden Heizelement, bei eintreten kann, die so niedrig ist, daß sich eine Verdem die Temperatur über eine Temperatursteuer- 20 festigung des plastifizierten Blattmaterials ergibt, einheit und ein Einstellorgan durch Phasen- worauf sich dann wieder eine Aufheizperiode ananschnitt des eingespeisten Wechselstromes ein- schließt, die während des nächstfolgenden Arbeitsstellbar ist und die Energiemenge durch einen. ganges der Maschine erfolgt, um die Temperatur so über ein Potentiometer einstellbaren Zeitschalter weit zu erhöhen, daß ein Plastifizieren des zu verbegrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die 25 bindenden Materials eintreten kann.
Temperatursteuereinheit unter Zwischenschal- Wenn man nun jedoch derartige Maschinen mit tung eines Relais (R-2B) mit einem zusätzlichen den zur Zeit üblichen und wirtschaftlich erforder-Einstellorgan (25) verbunden ist, das bei einem liehen Geschwindigkeiten laufen läßt, bei denen Leerlauftakt die Temperatur des Heizelementes beispielsweise mehr als 30 oder 40 Heißsiegelungssteuert, während das Einstellorgan (24) durch ein 30 vorgänge je Minute erfolgen können, dann ist dieser Relais (R-2A) vom Strom getrennt ist. Temperaturbereich normalerweise verhältnismäßig

3. Impulsschweißmaschine nach Anspruch 1 begrenzt. Ein Überheizen des Heizelements hätte die mit einem elektrisch leitenden Heizelement, bei Folge, daß sich dasselbe vorzeitig abnutzt und dem die Temperatur durch Veränderung der unnötig schnell ersetzt werden muß, und daß außerangelegten Spannung über einen Spannungs- 35 dem auch noch ein Überhitzen des zwischen den umformer gesteuert wird und die Energiemenge Backen gehaltenen Materials eintritt, was wenigstens durch einen über ein Potentiometer einstellbaren zu einer fehlerhaften Siegelverbindung führt, geZeitschalter begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, gebenenfalls sogar zu einem Durchbrennen oder daß bei Leerlauftakten der einstellbare Umformer Schmelzen des behandelten Materials. Zu niedrige (24') selbsttätig durch ein Relais (R-2A) vom 40 Heiztemperaturen des Heizelements haben dagegen Strom getrennt und der Strom über einen ein- den Nachteil, daß das behandelte Material oder stellbaren Umformer (25') mit einem Relais dessen Belag oder Überzug nicht genügend plasti- (R-2B) geleitet wird. fiziert wird, um eine tatsächlich wirksame und feste

Verbindung der aneinanderliegenden Blattmaterial-

_. 45 teile zu erreichen.

Für eine tatsächlich ordnungsgemäße Arbeitsweise

von Heißsiegelungsmaschinen der vorgenannten Art

Die Erfindung betrifft eine Impulsschweiß- ist es weiterhin wesentlich, daß eine Abkühlung des maschine zum Heißsiegeln von aus thermoplasti- plastifizierten Blattmaterials auf eine solch niedrige schem Werkstoff bestehenden oder einen thermo- 50 Temperatur eintreten kann, daß sich ein Verfestigen plastischen Belag aufweisenden Folienmaterial. Bei des Materials bzw. der Siegelnaht bereits dann ergibt, derartigen Maschinen ist es bekannt (deutsche während die aneinanderliegenden Folienmaterialteile Patentschrift 1182 414), ein Paar Backen zu ver- noch fest zusammengepreßt sind, um auf diese Weise wenden, die zwischen einer Klemmstellung, in eine feste Verbindung zu erhalten. Normalerweise welcher das Folienmaterial zwischen den Backen 55 wird daher so vorgegangen, daß das Abkühlen erfestgeklemmt ist und verschweißt wird, und einer folgt, während sich die Materialteile zwischen den Freigabestellung bewegbar sind, wobei auf einer jeweiligen Klemmbacken zusammengehalten befin-Backe dieses Paares ein Heizelement angeordnet ist, den. Dabei ist es vielfach üblich, ein Kühlmittel, beiweiches in der Klemmstellung der Backen auf die spielsweise eine geeignete Kühlflüssigkeit durch die zum Schweißen notwendige Arbeitstemperatur er- 60 Klemmbacken an einer Stelle neben dem Heizelement hitzt wird. Das zwischen diesen Backen festge- hindurchzuschicken, um auf diese Weise das Abkühklemmte Material wird an den zu siegelnden Teilen len der Klemmbacken und des Heizelements zu dadurch plastifiziert, daß mittels des Heizelements beschleunigen, nachdem eine genügende Wärmeeine entsprechende Wärmemenge zugeführt wird, übertragung erfolgt ist.

worauf die derart gesiegelten Materialteile zwischen 65 Während des Arbeitsganges derartiger Maschinen den Backen während einer bestimmten Abkühl- tritt häufig der Fall ein, daß ein »Leerlaufgang« periode so festgeklemmt bleiben, daß nach Ablauf durchgeführt wird, bei welchem das zu siegelnde derselben und nach dem Lösen der Backen von- Material keine Heißsiegelung erfährt. Ein üblicher