DE19854259C2 - Thermosealer - Google Patents

Thermosealer

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DE19854259C2
DE19854259C2 DE19854259A DE19854259A DE19854259C2 DE 19854259 C2 DE19854259 C2 DE 19854259C2 DE 19854259 A DE19854259 A DE 19854259A DE 19854259 A DE19854259 A DE 19854259A DE 19854259 C2 DE19854259 C2 DE 19854259C2
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DE
Germany
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heat sealing
hot air
temperature
nozzle
workpiece
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German (de)
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DE19854259A1 (en
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Bernd Ellenberger
Karl Herzer
Klaus Kutscher
Manfred Neurohr
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G M Pfaff AG I I
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Description

Die Erfindung betrifft eine Heißsiegelmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heat sealing machine according to the preamble of claim 1.

Durch die US 5 466 326 ist eine Heißsiegelmaschine bekannt, bei der die Heißlufttemperatur bei Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit des Schweißgutes derart nachgeführt wird, daß zur Erzielung gleichbleibender Schweißqualität bei Zunahme der Vorschubgeschwindigkeit die Heißluft­ temperatur entsprechend erhöht und bei Abnahme der Vorschubgeschwindig­ keit entsprechend verringert wird. Die Anpassung der Heißlufttemperatur wird hierbei entweder durch Eingriff in die Energiezufuhr zum Lufterhitzer oder bei gleichbleibender Energiezufuhr durch Verstellen einer Abweisplatte erzielt, die eine variable Mischung von Heiß- und Kaltluft ermöglicht. Diese Maschine wurde für die Durchführung eines ganz bestimmten Arbeitsprozesses konzipiert, bei dem offensichtlich stets gleich bleibende Materalien verarbeitet werden, denn es ist beispielsweise kein Hinweis auf eine veränderbare bzw. auf unterschiedliche Werte einstellbare Andruckvorrichtung enthalten.A heat sealing machine is known from US Pat. No. 5,466,326 which is the hot air temperature when the feed speed changes of the weld metal is tracked in such a way that to achieve the same Welding quality with increasing feed rate the hot air temperature increased accordingly and when the feed rate decreased speed is reduced accordingly. The adjustment of the hot air temperature will either by interfering with the energy supply to the air heater or with constant energy supply by adjusting a deflector plate achieved, which allows a variable mixture of hot and cold air. This The machine was designed to carry out a very specific work process designed in which obviously always the same materials are processed because, for example, there is no indication of a changeable or contain pressure device adjustable to different values.

Aus der EP 705 681 A1 ist eine Heißsiegelmaschine bekannt, bei der eine Heißluftdüse mit einer verschwenkbaren Luftabweisklappe versehen ist. Mit Hilfe eines das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Schweißgutes überwachenden Sensors läßt sich die Luftabweisklappe zwischen einer Wirk- und einer Außerwirkstellung verschwenken, so daß bei Nichtvorhandensein des Schweißgutes die Heißluft vom Schweißspalt zwischen den Druckrollen ferngehalten werden kann. Ferner soll die dem Schweißspalt zugeführte Heißluftmenge in Abhängigkeit vom Material des Schweißgutes einstellbar sein. Desweiteren ist auch die Drehzahl der Druckrollen einstellbar. Die Stellelemente für die Einstellung der Drehzahl und der Luftabweisklappe arbeiten hierbei nach dem Prinzip der Steuerung, d. h., des offenen Wirkungsablaufs.A heat sealing machine is known from EP 705 681 A1, in which one Hot air nozzle is provided with a pivotable air deflection flap. With the help of the presence or absence of the weld metal monitoring sensor, the air deflector flap can be and pivot an inoperative position so that when there is none the hot air from the welding gap between the pressure rollers can be kept away. Furthermore, the welding gap supplied The amount of hot air can be adjusted depending on the material of the weld metal. The speed of the pressure rollers can also be adjusted. The control elements rework for setting the speed and the air deflector flap the principle of control, d. that is, the open course of action.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heißsiegelmaschine zu schaffen, die hinsichtlich der wichtigsten Heißsiegelparameter auf einfache und präzise Weise an unterschiedliche Einsatzbedingungen anpaßbar ist. Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale des Anspruches 1 gelöst.The invention has for its object to a heat sealing machine create that in terms of key heat seal parameters on simple and can be precisely adapted to different operating conditions. The object is achieved by the features of claim 1 according to the invention solved.

Durch die Maßnahme, zum einen die Heißlufttemperatur und zum anderen die Heißluftmenge, die Drehzahl der Andruckrollen und/oder den Anpreß­ druck in Abhängigkeit von material- und/oder anwendungsspezifischen Kennwerten zu regeln, lassen sich die wichtigsten Parameter, welche die Siegelqualität beim Heißsiegeln beeinflussen, genau auf das jeweils zu verarbeitende Material einstellen, wobei z. B. in einem Datenspeicher einzeln oder in bestimmten Kombinationen abgelegte Parameter durch Tastenbedienung abrufbar sein können. Through the measure, on the one hand the hot air temperature and on the other the amount of hot air, the speed of the pressure rollers and / or the pressure pressure depending on material and / or application specific To regulate characteristic values, the most important parameters, which the Seal quality when heat sealing influence exactly on each adjust the processing material, z. B. in a data store parameters stored individually or in certain combinations Key operation can be called.  

Bei der erfindungsgemäßen Regelung der Heißlufttemperatur ist es von besonderem Vorteil, diese Regelung an den jeweiligen Betriebszustand der Maschine anzupassen, indem im Standby-Betrieb bei in Ruhestellung befindlicher Düse die Heißluft mit Hilfe eines die Heißlufttemperatur vor dem Verlassen der Düse messenden Sensors auf einen konstanten Wert gehalten wird, während bei Durchführung eines Heißsiegelvorganges die Oberflächentemperatur wenigstens einer vor oder hinter der Heißsiegel­ stelle gelegenen Stelle des Bandes auf dem für eine einwandfreie Verbindung erforderlichen Wert eingeregelt wird, wobei dieser Temperaturwert entweder durch empirische Versuche ermittelt oder aus entsprechenden Datenblättern entnommen wird. Da hierbei die Auswirkung umgebungsbedingter Störgrößen, wie z. B. wechselnde Raumtemperatur indirekt mit erfaßt wird, werden solche Störgrößen ohne zusätzlichen Meßaufwand und signalmäßige Verarbeitung mit ausgeregelt.In the control of the hot air temperature according to the invention, it is of particular advantage, this regulation to the respective operating state to adapt to the machine by in standby mode with at rest the hot air using a hot air temperature before leaving the nozzle measuring sensor to a constant value is held while performing a heat sealing process At least one surface temperature in front of or behind the heat seal place the tape on the spot for a flawless Connection required value is set, this Temperature value either determined by empirical tests or from corresponding data sheets is taken. Because this is the impact environmental disturbances, such as B. changing room temperature Indirectly recorded, such disturbances are without additional Measurement effort and signal processing with corrected.

Ferner läßt sich durch die motorische Verstellbarkeit der Heißluftdüse deren Position zur Heißsiegelstelle in Abhängigkeit vom Einsatzzweck und/oder von der Dicke des Werkstückes einstellen. Eine solche Grund­ einstellung der Düse mit Berücksichtigung der Gesamtdicke des Werk­ stückes läßt sich vor Beginn des Heißsiegelvorganges durch Abruf von in einem Datenspeicher abgelegten Einstellwerten oder durch direkten Eingriff in die Steuerung der Stellmotoren durchführen.It can also be adjusted by the motor of the hot air nozzle their position to the heat sealing point depending on the application and / or adjust the thickness of the workpiece. Such a reason adjustment of the nozzle taking into account the total thickness of the work piece can be obtained by calling up the heat sealing process setting values stored in a data memory or by direct Intervene in the control of the servomotors.

Gemäß Anspruch 2 wird während eines Heißsiegelvorganges als zu ermittelnder Istwert für die Regelung der Heißlufttemperatur vorteil­ hafterweise die Temperatur des geschmolzenen Klebers gemessen, wodurch gewährleistet wird, daß auch bei sich verändernden Umgebungsbe­ dingungen die Temperatur des Klebers beim Einlauf des Bandes in den Rollenspalt innerhalb des für ein einwandfreies Heißsiegelverbinden mit dem ebenfalls dem Rollenspalt zulaufenden Werkstück erforderlichen Wertebereiches liegt.According to claim 2 is during a heat sealing process as determining actual value for the control of the hot air temperature advantage the temperature of the melted adhesive is measured, whereby it is ensured that even with changing surroundings conditions the temperature of the adhesive when the tape runs into the Roller gap within the for a perfect heat seal joining with the workpiece also tapering to the roller gap Value range.

Durch die im Anspruch 3 vorgeschlagene Maßnahme hinter dem Rollenspalt die Temperatur des nunmehr mit dem Werkstück verbundenen Bandes zu messen und diesen Meßwert mit einem empirisch ermittelten Sollwert zu vergleichen, der sich bei einem ordnungsgemäß ablaufenden Heißsiegel­ vorgang ergeben würde, und dabei den ermittelten Meßwert als Istwert einer Hilfsregelgröße in den Regelungsprozeß einzuführen, wird ein zusätzlicher Beitrag dazu geleistet, daß der Heißsiegelvorgang stets im erforderlichen Temperaturbereich abläuft.By the measure proposed in claim 3 behind the roller gap the temperature of the band now connected to the workpiece measure and this measured value with an empirically determined target value compare that with a properly running heat seal would result in the process, and the determined measured value as the actual value  introducing an auxiliary control variable into the control process becomes a made an additional contribution to the fact that the heat sealing process always runs in the required temperature range.

Durch die Maßnahme nach Anspruch 4 kann die Drehzahl der Druckrollen und damit die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes und des Bandes z. B. beim Arbeiten in engen Bögen oder Kurven zum Zwecke einer genaueren Führung des Werkstückes reduziert werden. Dies erfolgt beispielsweise durch ein mit einem Potentiometer gekoppeltes Pedal, wodurch der dem Drehzahlregler zugeführte Sollwert prozeßabhängig an die jeweiligen handhabungsmäßigen Bedürfnisse anpaßbar ist. Wenn beim Heißsiegeln von Kurven oder Bögen die Vorschubgeschwindigkeit reduziert wird, so wird der dadurch bedingten Tendenz der Erhöhung der Temperatur des Klebers durch die Regelung der Heißlufttemperatur entgegengewirkt, indem die Temperatur der Heißluft in entsprechendem Ausmaß reduziert wird, so daß die Energieeinbringung pro Zeiteinheit in den Kleber konstant gehalten wird.By the measure according to claim 4, the speed of the pressure rollers and thus the feed speed of the workpiece and the belt e.g. B. when working in tight bends or curves for the purpose of a precise guidance of the workpiece can be reduced. this happens for example by a pedal coupled to a potentiometer, whereby the setpoint supplied to the speed controller depends on the process the respective handling needs can be adapted. If at Heat sealing curves or bends the feed rate is reduced, the resulting tendency to increase the Temperature of the adhesive by regulating the hot air temperature counteracted by the temperature of the hot air in appropriate Extent is reduced so that the energy input per unit of time is kept constant in the adhesive.

Durch das Messen der aktuellen Dicke des Werkstückes, die z. B. beim Überdecken von Quernähten mit umgeschlagenen Randbereichen sehr viel größer als die Dicke des flach ausgebreiteten einlagigen Werkstückes sein kann, läßt sich gemäß Anspruch 5 die Position der Düse während des Heißsiegelns an die jeweiligen werkstückgegebenen Bedingungen anpassen.By measuring the current thickness of the workpiece, the z. B. at Covering cross seams with folded edge areas very much greater than the thickness of the flat, single-layer workpiece can be, according to claim 5, the position of the nozzle during of heat sealing to the respective workpiece-specific conditions to adjust.

Bei den in Anspruch 6 genannten Störeinflüssen handelt es sich beispielsweise um die die Siegelqualität beeinflussenden besonderen Bedingungen zu Beginn eines Heißsiegelvorganges. Da hierbei das Werkstück und das zulaufende Band noch nicht vorgewärmt sind, wird während des ersten ca. 3 cm betragenden Heißsiegelabschnittes die Energieeinbringung etwas erhöht, beispielsweise durch Absenken der Düse.The interferences mentioned in claim 6 are for example the special ones that influence the seal quality Conditions at the beginning of a heat sealing process. Because this Workpiece and the incoming belt are not yet preheated during the first approximately 3 cm heat seal section Energy input slightly increased, for example by lowering the Jet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 7 bis 9 angegeben, wobei die Maßnahmen nach Anspruch 9 darauf abzielen, eine Überhitzung des Werkstückes zu vermeiden. Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn ein Werkstück eine dampfdurchlässige Membran ent­ hält, die in aller Regel sehr hitzeempfindlich ist.Further advantageous embodiments are in claims 7 to 9 specified, the measures according to claim 9 aiming a Avoid overheating the workpiece. This is especially so  required if a workpiece contains a vapor permeable membrane holds, which is usually very sensitive to heat.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:The invention is based on one shown in the drawing Embodiment explained. Show it:

Fig. 1 eine Ansicht einer vereinfacht dargestellten Heißsiegel­ maschine, Fig. 1 is a view of a heat sealing machine shown in simplified form,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Andruckrollen und der Düse und Fig. 2 is a side view of the pressure rollers and the nozzle and

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung der Heißsiegelmaschine. Fig. 3 is a block diagram of the control or regulating device of the heat sealing machine.

Das Gehäuse 1 der Maschine besteht aus einem Sockel 2, einer Säule 3, einem Ständer 4 und einem Arm 5, der in einen Kopf 6 übergeht. Im Kopf 6 ist ein axial bewegbarer Träger 7 angeordnet, an dessem unteren Ende eine Druckrolle 8 gelagert ist. Die Druckrolle 8 wirkt mit einer an der Säule 3 angeordneten Druckrolle 9 zusammen. Die Druckrollen 8, 9 werden durch einen in Fig. 3 schematisch dargestellten gemeinsamen Motor 10 und ein gestrichelt dargestelltes Getriebe 11 angetrieben. Zum Anheben und Absenken des Trägers 7 dient ein Druckluftzylinder 12, mit dessen Hilfe auch der Anpreßdruck der oberen gegen die untere Druckrolle 8, 9 erzeugbar ist.The housing 1 of the machine consists of a base 2 , a column 3 , a stand 4 and an arm 5 which merges into a head 6 . An axially movable carrier 7 is arranged in the head 6 and a pressure roller 8 is mounted on its lower end. The pressure roller 8 interacts with a pressure roller 9 arranged on the column 3 . The pressure rollers 8 , 9 are driven by a common motor 10 shown schematically in FIG. 3 and a gear 11 shown in broken lines. A compressed air cylinder 12 is used to raise and lower the carrier 7 , with the aid of which the contact pressure of the upper against the lower pressure roller 8 , 9 can also be generated.

Am Kopf 6 ist eine Halterung 13 für einen Lufterhitzer 14 angeordnet, der über ein Rohr 15 mit einer Heißluftdüse 16 verbunden ist. Die Halterung 13 weist eine um eine horizontale Achse schwenkbare L- förmige Trägerplatte 17 auf, deren Winkelstellung durch einen Schrittmotor 18 einstellbar ist. Die Trägerplatte 17 ist in nicht dargestellten horizontal parallel zur Vorschubrichtung verlaufenden Führungen aufgenommen und durch einen Schrittmotor 19 horizontal verschiebbar. Ein den Lufterhitzer 14 tragender U-förmiger Rahmen 20 ist in nicht dargestellten vertikal verlaufenden Führungen der Trägerplatte 17 aufgenommen und mit Hilfe eines Schrittmotors 21 vertikal verschiebbar. A holder 13 for an air heater 14 is arranged on the head 6 and is connected to a hot air nozzle 16 via a pipe 15 . The holder 13 has an L-shaped support plate 17 which can be pivoted about a horizontal axis, the angular position of which can be adjusted by a stepping motor 18 . The carrier plate 17 is accommodated in guides, not shown, which run horizontally parallel to the feed direction and can be displaced horizontally by a stepping motor 19 . A U-shaped frame 20 supporting the air heater 14 is accommodated in vertically extending guides (not shown) of the carrier plate 17 and can be displaced vertically with the aid of a stepping motor 21 .

Durch den Schrittmotor 18 läßt sich somit der Anströmwinkel α der Düse 16, durch den Schrittmotor 19 der horizontale Abstand A der Düse 16 zur oberen Druckrolle 8 und durch den Schrittmotor 21 die Höhe H der Düse 16 einstellen.By the step motor 18. Thus, the angle of attack of the nozzle 16 can be α of the nozzle 16, by the stepping motor 19, the horizontal distance A of the nozzle 16 to the upper pressure roller 8 and by the stepping motor 21 to adjust the height H.

Die in Fig. 3 dargestellte Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtung enthält einen Computer 22, der über ein Netzteil 23 betrieben wird. Der Motor 10 für den Antrieb der Druckrollen 8, 9 wird vom Computer 22 aus über einen Regler 24 und ein Leistungsteil 25 betrieben. Zur Ermittlung des Istwertes der Motordrehzahl dient ein durch den Motor 10 angetriebener Tachogenerator 26, der mit dem Computer 22 und dem Regler 24 verbunden ist. Der Sollwert der Motordrehzahl wird durch ein Pedal 27 und ein durch dieses verstellbares Potentiometer 28 erzeugt.The control device shown in FIG. 3 contains a computer 22 which is operated via a power supply unit 23 . The motor 10 for driving the pressure rollers 8 , 9 is operated by the computer 22 via a controller 24 and a power unit 25 . A tachometer generator 26 , which is driven by the motor 10 and is connected to the computer 22 and the controller 24 , is used to determine the actual value of the engine speed. The setpoint value of the engine speed is generated by a pedal 27 and a potentiometer 28 adjustable by this.

Der Druckluftzylinder 12 wird über einen Regler 29 betrieben, dem als Stellglied ein Servoventil 30 zugeordnet ist. Das Servoventil 30 beeinflußt den Druck der von einer Druckluftquelle 31 über eine Leitung 32 gelieferten Druckluft. Zur Erfassung des Druckistwertes dient ein Drucksensor 33, dessen Signal dem Computer 22 und dem Regler 29 zugeleitet wird. Über einen die Stellung des Zylinderkolbens 34 abtastenden Sensor 35 wird während des Schweißens der aktuelle Abstand der oberen Druckrolle 8 von der unteren Druckrolle 9 ermittelt und dem Computer 22 zugeleitet. Über die Abstandsmessung der Druckrollen 8, 9 wird indirekt die jeweilige Gesamtdicke des zwischen den Druckrollen 8, 9 befindlichen Materials ermittelt, das z. B. aus einem durch Nähen angefertigten Werkstück W und einem auf die Fadennähte aufzuklebenden Abdeckband B besteht.The compressed air cylinder 12 is operated via a controller 29 , to which a servo valve 30 is assigned as an actuator. The servo valve 30 influences the pressure of the compressed air supplied by a compressed air source 31 via a line 32 . A pressure sensor 33 is used to detect the actual pressure value, the signal of which is fed to the computer 22 and the controller 29 . The current distance between the upper pressure roller 8 and the lower pressure roller 9 is determined during welding by a sensor 35 which senses the position of the cylinder piston 34 and is fed to the computer 22 . The respective total thickness of the material located between the pressure rollers 8 , 9 is determined indirectly via the distance measurement of the pressure rollers 8 , 9 . B. consists of a workpiece made by sewing W and a cover tape B to be glued to the thread seams.

Der Lufterhitzer 14 ist über die Leitung 32 und eine Abzweigleitung 36 mit der Druckluftquelle 31 verbunden. Zur Regelung der Luftmenge dient ein Regler 37, dem als Stellglied ein Servoventil 38 zugeordnet ist. Zur Erfassung des Istwertes der dem Lufterhitzer 14 zugeführten Luftmenge dient ein Sensor 39, dessen Signal dem Computer 22 und dem Regler 37 zugeleitet wird. The air heater 14 is connected to the compressed air source 31 via the line 32 and a branch line 36 . A regulator 37 , to which a servo valve 38 is assigned as an actuator, serves to regulate the air quantity. A sensor 39 serves to detect the actual value of the air quantity supplied to the air heater 14 , the signal of which is fed to the computer 22 and the controller 37 .

Der Lufterhitzer 14 weist ein elektrisch betriebenes Heizelement 40 auf, das über einen mit dem Computer 22 verbundenen Regler 41 und ein Leistungsteil 42 betrieben wird. Zur Ermittlung des Istwertes der Heißlufttemperatur dient ein im Rohr 15 angeordneter Sensor 43, der mit dem Computer 22 und dem Regler 41 verbunden ist. An einer nicht dargestellten Halterung ist ein Infrarotsensor 44 befestigt, der die Oberflächentemperatur der Klebstoffschicht des Abdeckbandes B an einer Stelle mißt, die zwischen der Auftreffstelle des Heißluftstromes und dem Einlaufspalt zwischen den Druckrollen 8, 9 liegt. Ein zweiter, hinter den Druckrollen 8, 9 an der besagten Halterung angeordneter Infrarotsensor 45 mißt die Oberflächentemperatur des bereits mit dem Werkstück W verklebten Bandes B. Beide Sensoren 44, 45 sind mit dem Computer 22 und dem Regler 41 verbunden.The air heater 14 has an electrically operated heating element 40 , which is operated via a controller 41 connected to the computer 22 and a power unit 42 . A sensor 43 , which is arranged in the pipe 15 and is connected to the computer 22 and the controller 41 , is used to determine the actual value of the hot air temperature. An infrared sensor 44 is attached to a holder, not shown, which measures the surface temperature of the adhesive layer of the masking tape B at a point which lies between the point of impact of the hot air stream and the inlet gap between the pressure rollers 8 , 9 . A second infrared sensor 45, which is arranged behind the pressure rollers 8 , 9 on the holder, measures the surface temperature of the strip B that has already been glued to the workpiece W. Both sensors 44 , 45 are connected to the computer 22 and the controller 41 .

An der erwähnten Halterung ist ein weiterer Infrarotsensor 46 befestigt, der die Oberflächentemperatur des Werkstückes W kurz vor Erreichen des Rollenspaltes mißt. Dieser Sensor 46 ist ebenfalls mit dem Computer 22 verbunden.A further infrared sensor 46 is attached to the holder mentioned and measures the surface temperature of the workpiece W shortly before the roller gap is reached. This sensor 46 is also connected to the computer 22 .

Die Infrarotsensoren 44, 45, 46 sind von bekannter und daher nicht näher erläuterter Bauart und weisen demgemäß einen Empfänger für die vom Band B bzw. vom Werkstück W ausgesandte Wärmestrahlung auf.The infrared sensors 44 , 45 , 46 are of a known type and are therefore not explained in detail and accordingly have a receiver for the thermal radiation emitted by the strip B or the workpiece W.

Die für die Verstellung des Anströmwinkels α, des Abstandes A und der Höhe H dienenden Schrittmotoren 18, 19, 21 werden vom Computer 22 aus über Leistungsteile 47, 48 und 49 gesteuert.The stepper motors 18 , 19 , 21 serving for the adjustment of the inflow angle α, the distance A and the height H are controlled by the computer 22 via power units 47 , 48 and 49 .

Der Computer 22 ist ferner mit einem Bedienfeld 50 verbunden, das außer Bedientasten auch eine Anzeige enthält. Der Computer 22 weist schließlich noch eine als Leitung dargestellte Datenschnittstelle 51 auf, durch die er mit einem Modem oder mit weiteren Heißsiegelma­ schinen verbunden werden kann.The computer 22 is also connected to a control panel 50 , which also contains a display in addition to control buttons. Finally, the computer 22 also has a data interface 51 , shown as a line, through which it can be connected to a modem or to other heat sealing machines.

Funktionsweisefunctionality

Vor Beginn eines Heißsiegelvorganges wird in Abhängigkeit vom zu verarbeitenden Material und dessen Gesamtdicke, d. h. von der Dicke des Werkstückes W und des aufzuklebenden Abdeckbandes B eine Grundeinstellung der Heißsiegelmaschine vorgenommen, indem aus einem Datenspeicher der Steuerungs- und Regelungseinrichtung die passenden Einstellwerte als Sollwerte für die Regler 41, 37, 24 und 29 abgerufen werden. Dementsprechend wird eine bestimmte Heißlufttemperatur, Heißluftmenge und ein bestimmter Anpreßdruck eingestellt. Ferner wird die mit Hilfe der Schrittmotoren 18, 19, 21 die Düse 16 in eine an den Arbeitsgang und die Gesamtdicke des Materials angepaßte Position gefahren. Schließlich wird auch eine Grundeinstellung für die Drehzahl der Druckrollen 8, 9 vorgenommen und zwar dergestalt, daß die bei maximalem Verschwenken des Pedals 27 erzielbare maximale Drehzahl an das zu verarbeitende Material angepaßt ist.Before the start of a heat sealing process, depending on the material to be processed and its total thickness, i.e. the thickness of the workpiece W and the masking tape B to be stuck on, a basic setting of the heat sealing machine is carried out by using the appropriate setting values as target values for the controllers from a data memory of the control and regulating device 41 , 37 , 24 and 29 . A specific hot air temperature, hot air quantity and a specific contact pressure are set accordingly. Furthermore, with the aid of the stepper motors 18 , 19 , 21, the nozzle 16 is moved into a position adapted to the work step and the overall thickness of the material. Finally, a basic setting for the speed of the pressure rollers 8 , 9 is made in such a way that the maximum speed achievable when the pedal 27 is pivoted to the maximum is adapted to the material to be processed.

Unmittelbar nach Einschalten der Maschine und im Standby-Betrieb zwischen den Heißsiegelvorgängen befindet sich die Düse 16 in ihrer Ruhestellung, in der der Heißluftstrom vom Band B und dem Werkstück W ferngehalten wird. In dieser Zeit wird die vom Sensor 43 gemessene Temperatur des Heißluftstromes als Istwert für die Regelung der Heißlufttemperatur verwendet und auf einen Sollwert von z. B. 400°C eingeregelt.Immediately after the machine is switched on and in standby mode between the heat sealing processes, the nozzle 16 is in its rest position, in which the hot air flow is kept away from the belt B and the workpiece W. During this time, the temperature of the hot air flow measured by the sensor 43 is used as the actual value for the control of the hot air temperature and is adjusted to a setpoint of e.g. B. 400 ° C adjusted.

Für die Durchführung eines Heißsiegelvorganges wird die Düse 16 in ihre Arbeitsstellung geschwenkt, worauf der jetzt unmittelbar auf die thermoplastische Klebstoffschicht des Bandes B gerichtete Heißluft­ strom den Kleber in einem Temperaturbereich von ca. 150-170°C zum Schmelzen bringt. Während des Heißsiegelns wird nunmehr die vom Sensor 44 gemessene Temperatur des geschmolzenen Klebers als Istwert für die Regelung der Heißlufttemperatur verwendet und innerhalb des vorgenannten Temperaturbereiches gehalten und zwar auch dann, wenn sich die Umgebungsbedingungen verändern sollten. Mit Hilfe des Sensors 45 wird die Oberflächentemperatur des zwischen den Druckrollen 8, 9 herauslaufenden auf dem Werkstück W aufgeklebten Bandes B gemessen und mit einem empirisch ermittelten Sollwertbereich verglichen, wie er sich bei einem ordnungsgemäß ablaufenden Heißsiegelvorgang ergeben würde und bei z. B. 80 bis 90°C liegt. Der Meßwert des Sensors 45 wird hierbei als Istwert einer Hilfsregelgröße in den Regelungsprozeß der Heißluftregelung eingeführt. Auf diese Weise lassen sich weitere Störeinflüsse ausregeln, die z. B. durch noch kühle oder durch bei längerem Betrieb heiß gewordene Druckrollen 8, 9 verursacht sein können.To carry out a heat sealing process, the nozzle 16 is pivoted into its working position, whereupon the hot air stream now directed directly onto the thermoplastic adhesive layer of the strip B melts the adhesive in a temperature range of approximately 150-170 ° C. During the heat sealing, the temperature of the molten adhesive measured by the sensor 44 is now used as the actual value for the regulation of the hot air temperature and is kept within the aforementioned temperature range, even if the ambient conditions should change. With the help of the sensor 45 , the surface temperature of the tape B which runs out between the pressure rollers 8 , 9 and is glued to the workpiece W is measured and compared with an empirically determined target value range, as would result from a properly running heat sealing process and at z. B. is 80 to 90 ° C. The measured value of the sensor 45 is introduced as the actual value of an auxiliary control variable in the control process of the hot air control. In this way, other interferences can be compensated for. B. may be caused by pressure rollers 8 , 9 which are still cool or which have become hot during prolonged operation.

Zu Beginn eines Heißsiegel- bzw. Verklebungsvorganges wird während der ersten drei Zentimeter bei etwas abgesenkter Düse 16 gearbeitet. Danach wird die Düse 16 durch den Motor 21 auf die vorgewählte Normalhöhe H angehoben.At the beginning of a heat sealing or bonding process, the nozzle 16 is slightly lowered for the first three centimeters. Thereafter, the nozzle 16 is raised to the preselected normal height H by the motor 21 .

Beim Verkleben des Bandes B in Kurven oder Bögen wird durch das Pedal 27 die Drehzahl der Druckrollen 8, 9 und damit die Vorschubgeschwin­ digkeit reduziert, so daß die Bedienungsperson das Werkstück W leichter handhaben kann. Durch ein Zeitglied oder eine Rampensteuerung wird der Sollwert des Drehzahlreglers (24) der Veränderung der Pedalstellung gleitend nachgeführt, wodurch abrupte Drehzahlver­ änderungen vermieden werden. Da sich auf diese Weise der durch die geringe Vorschubgeschwindigkeit bedingte Temperaturanstieg im Kleber entsprechend langsamer als bei einer abrupten Drehzahländerung auswirkt, kann der Regler 41 die Heißlufttemperatur gleichmäßiger an die veränderten Bedingungen anpassen.When gluing the tape B in curves or arches, the speed of the pressure rollers 8 , 9 and thus the feed speed is reduced by the pedal 27 , so that the operator can handle the workpiece W more easily. The setpoint of the speed controller ( 24 ) slidably follows the change in the pedal position by means of a timing element or a ramp control, as a result of which abrupt changes in speed are avoided. Since in this way the temperature rise in the adhesive caused by the low feed rate has a correspondingly slower effect than in the case of an abrupt change in speed, the controller 41 can adapt the hot air temperature more evenly to the changed conditions.

Sobald eine Verdickung im Werkstück W zwischen die Druckrollen 8, 9 einläuft und dadurch die Druckrolle 8 angehoben wird, wird die durch die Verdickung bedingte Abstandsänderung durch den Sensor 35 erfaßt und dem Computer 22 mitgeteilt. Dies hat zur Folge, daß bei unver­ änderter Stellung des Pedals 27 der Sollwert für den Regler 24 verringert und damit die Vorschubgeschwindigkeit reduziert, und die Düse 16 um einige Millimeter angehoben wird. Dies hat zur Folge, daß die Anpreßzeit der Druckrollen 8, 9 verlängert und dabei eine erhöhte Energieeinbringung in das Band B erzielt wird, so daß das Band B auch an Verdickungsstellen des Werkstückes W einwandfrei aufgeklebt wird und bei wetterfester Bekleidung eine zuverlässige Abdichtung an dieser Stelle gewährleistet.As soon as a thickening in the workpiece W runs between the pressure rollers 8 , 9 and the pressure roller 8 is thereby raised, the change in distance caused by the thickening is detected by the sensor 35 and communicated to the computer 22 . The result of this is that if the position of the pedal 27 remains unchanged, the setpoint for the controller 24 is reduced, thus reducing the feed speed, and the nozzle 16 is raised by a few millimeters. This has the consequence that the pressing time of the pressure rollers 8 , 9 is extended and an increased energy input into the tape B is achieved, so that the tape B is also adhered to thickening points of the workpiece W and, in the case of weatherproof clothing, a reliable seal at this point guaranteed.

Die erfindungsgemäße Heißsiegelmaschine eignet sich insbesondere zur Verarbeitung von Werkstücken W mit einer integrierten dampfdurch­ lässigen Membran. Da diese Membran hitzeempfindlich ist, muß darauf geachtet werden, daß das vom Heißluftstrom für eine ordnungsgemäße Heißsiegelung notwendigerweise mit erwärmte Werkstück W nicht zu heiß wird. Diese Überwachung übernimmt der Sensor 46. Übersteigt die Oberflächentemperatur des Werkstückes W einen Wert von maximal 80°, so wird ein Warnsignal erzeugt, so daß die Bedienperson die Stellung der Düse 16 dahingehend verändern kann, daß der Heißluftstrom in geringerem Umfang auf das Werkstück W einwirken kann.The heat sealing machine according to the invention is particularly suitable for processing workpieces W with an integrated vapor-permeable membrane. Since this membrane is sensitive to heat, care must be taken to ensure that the workpiece W which is necessarily heated by the hot air stream for proper heat sealing does not become too hot. This monitoring is performed by sensor 46 . If the surface temperature of the workpiece W exceeds a maximum value of 80 °, a warning signal is generated so that the operator can change the position of the nozzle 16 such that the hot air flow can act on the workpiece W to a lesser extent.

Anstelle des die Stellung des Zylinderkolbens 34 abtastenden Sensors 35 kann auch ein anderer mechanisch oder optisch funktionierender Sensor verwendet werden. Ein solcher Sensor könnte so angeordnet sein, daß seine Abtaststelle vor den Druckrollen 8, 9 liegt, so daß schon frühzeitig auf Werkstückverdickungen reagiert werden kann.Instead of the sensor 35 sensing the position of the cylinder piston 34, another mechanically or optically functioning sensor can also be used. Such a sensor could be arranged in such a way that its scanning point lies in front of the pressure rollers 8 , 9 , so that it is possible to react early to thickened workpieces.

Claims (9)

1. Heißsiegelmaschine zum Verbinden eines mit einem thermoplas­ tischen Kleber beschichteten Bandes mit einem Werkstück mit einer Heißluftdüse, einem Paar angetriebener Druckrollen und einer Steuerungs- und Regelungseinrichtung für die Temperatur­ führung der Heißluft und den Betrieb der Düse sowie der Druck­ rollen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • 1. a, die Heißlufttemperatur ist über einen Regler (41) regelbar, wobei im Standby-Betrieb der Maschine bei in Ruhestellung befindlicher Düse (16) als Istwert die Heißlufttemperatur vor dem Düsenaustritt und während eines Heißsiegelprozesses als Istwert die Oberflächentemperatur wenigstens einer vor oder hinter der Heißsiegelstelle gelegenen Stelle des Bandes ermittelbar ist, wobei eine Grundeinstellung der beiden alternativ zuzuordnenden Sollwerte in Abhängigkeit von material- und/oder anwendungsspezifischen Kennwerten erfolgt,
  • 2. b, die Heißluftmenge, die Drehzahl der Druckrollen (8, 9) und/oder der Anpreßdruck der Druckrollen (8, 9) sind über Regler (37, 24, 29) regelbar, wobei eine Grundeinstellung der Sollwerte dieser Regelgrößen in Abhängigkeit von material- und/oder anwendungsspezifischen Kennwerten erfolgt,
  • 3. c, die Position der Düse (16) ist bezüglich Höhe (H), Abstand (A) und/oder Anströmwinkel (α) in Abhängigkeit vom Einsatz­ zweck und/oder von der Dicke des Werkstückes (W) durch Stell­ motoren (18, 19, 21) einstellbar.
1. Heat sealing machine for connecting a tape coated with a thermoplastic adhesive to a workpiece with a hot air nozzle, a pair of driven pressure rollers and a control device for the temperature control of the hot air and the operation of the nozzle and the pressure rollers, characterized by the following features :
  • 1. a, the hot air temperature can be regulated by means of a controller ( 41 ), the standby mode of the machine with the nozzle ( 16 ) at rest as the actual value, the hot air temperature before the nozzle exits and during a heat sealing process, the actual temperature of the surface temperature at least one upstream or downstream the point of the strip located at the heat-sealing point can be determined, a basic setting of the two alternative setpoints to be assigned depending on material and / or application-specific characteristic values,
  • 2. b, the amount of hot air, the speed of the pressure rollers ( 8 , 9 ) and / or the contact pressure of the pressure rollers ( 8 , 9 ) can be regulated via controllers ( 37 , 24 , 29 ), with a basic setting of the setpoints of these control variables depending on material and / or application-specific characteristic values,
  • 3. c, the position of the nozzle ( 16 ) with respect to height (H), distance (A) and / or flow angle (α) depending on the application and / or the thickness of the workpiece (W) by actuators ( 18 , 19 , 21 ) adjustable.
2. Heißsiegelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Heißsiegelprozesses als zu ermittelnder Istwert für die Regelung der Heißlufttemperatur durch einen Sensor (44) die Temperatur des Klebers zwischen der Auftreffstelle des Heißluftstromes und dem Spalt zwischen den Druckrollen (8, 9) meßbar ist. 2. Heat sealing machine according to claim 1, characterized in that during the heat sealing process as the actual value to be determined for the control of the hot air temperature by a sensor ( 44 ) the temperature of the adhesive between the point of impact of the hot air flow and the gap between the pressure rollers ( 8 , 9 ) measurable is. 3. Heißsiegelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich hinter der Heißsiegelstelle die Temperatur der Bandrückseite durch einen Sensor (45) meßbar und als Istwert einer Hilfsregelgröße dem Regler (41) für die Heißluft­ temperatur zuführbar ist.3. Heat sealing machine according to claim 2, characterized in that additionally the temperature of the back of the strip behind the heat sealing point can be measured by a sensor ( 45 ) and the controller ( 41 ) for the hot air temperature can be supplied as the actual value of an auxiliary control variable. 4. Heißsiegelmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert für den Drehzahl­ regler (24) während des Heißsiegelprozesses durch ein Einstell­ glied (27, 28) prozeßabhängig steuerbar ist, wobei das Einstellglied (27, 28) über ein Zeitglied oder eine Rampen­ steuerung mit dem Drehzahlregler (24) verbunden ist.4. Heat sealing machine according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the setpoint for the speed controller ( 24 ) during the heat sealing process by an adjusting element ( 27 , 28 ) can be controlled depending on the process, the adjusting element ( 27 , 28 ) is connected to the speed controller ( 24 ) via a timing element or a ramp control. 5. Heißsiegelmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des im Bereich der Druckrollen (8, 9) einlaufenden Werkstückes (W) durch einen Sensor (35) meßbar und in Abhängigkeit des aktuellen Meßwertes durch die Stellmotoren (18, 19, 21) eine entsprechende Anpassung der Position der Düse (16) durchführbar ist.5. Heat sealing machine according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the thickness of the workpiece (W) arriving in the region of the pressure rollers ( 8 , 9 ) can be measured by a sensor ( 35 ) and as a function of the current measured value by the servomotors ( 18 , 19 , 21 ) a corresponding adjustment of the position of the nozzle ( 16 ) can be carried out. 6. Heißsiegelmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation Zeit- oder wegabhängig auftretender Störeinflüsse bei der Energieein­ bringung in das Band (B) bzw. das Werkstück (W) die Düsen­ position Zeit- oder weggesteuert gegenüber ihrer Normalein­ stellung veränderbar ist.6. Heat sealing machine according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that for compensation time or path-dependent interferences in energy Bring the nozzles into the belt (B) or the workpiece (W) position controlled by time or distance from their normal position is changeable. 7. Heißsiegelmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Spalt zwischen den Druckrollen (8, 9) die Temperatur des Werkstückes (W) durch einen Sensor (46) meßbar und dieser Wert mit einem material­ spezifischen oberen Grenzwert vergleichbar ist, wobei beim Überschreiten dieses Grenzwertes ein Warn- und/oder Abschalt­ signal erzeugbar ist.7. Heat sealing machine according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that in front of the gap between the pressure rollers ( 8 , 9 ) the temperature of the workpiece (W) can be measured by a sensor ( 46 ) and this value with a material-specific upper Limit value is comparable, with a warning and / or shutdown signal being generated when this limit value is exceeded. 8. Heißsiegelmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Heißsiegelmaschinen desselben Typs die für die Größe der Siegelparameter Heißluft­ temperatur, Heißluftmenge, Rollenanpreßdruck, Rollendrehzahl und Düsenposition maßgeblichen Vorrichtungen auf ein jeweiliges Urmaß abgleichbar sind.8. Heat sealing machine according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that in all heat sealing machines  of the same type for the size of the sealing parameters hot air temperature, amount of hot air, roller contact pressure, roller speed and nozzle position relevant devices to a respective Original dimensions can be compared. 9. Heißsiegelmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungs- und Regelungseinrichtung einen Computer (22) aufweist und dieser über eine Datenschnittstelle (48) mit anderen Heißsiegelmaschinen oder mit einem Modem verbindbar ist.9. Heat sealing machine according to claim 8, characterized in that the control and regulating device has a computer ( 22 ) and this can be connected via a data interface ( 48 ) to other heat sealing machines or to a modem.
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