DE19956086A1 - Heizelement - Google Patents

Heizelement

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizelement, insbesondere für Folienschweißgeräte. Dies besteht aus einem geschlossenen Heizleiter, der mittels Strom durchfließbar ist. Erfindungsgemäß sind an dem geschlossenen Heizleiter mehr als zwei Stromanschlüsse vorgesehen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Spannungsversorgung von Heizleitern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizelement, insbesondere für Folienschweißgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektrische Heizelemente zur Erzeugung von Schweißnähten bei Kunststoffolien sind bekannt.
Häufig werden bei Folienschweißmaschinen Heizleiter in Form eines Schweiß­ drahtes vorgesehen, der elektrisch beheizt wird und im erhitzten Zustand gegen miteinander zu verschweißende Folienlagen gedrückt wird. Die mittels eines derar­ tigen Heizelementes gebildete Schweißnaht kann unregelmäßig ausgebildet oder fehlerhaft sein. Dies kann durch örtliche Unterschiede in der Aufheizung des Schweißdrahtes oder durch unregelmäßigen mechanischen Anpreßdruck des Schweißdrahtes erfolgen.
Daher ist es in der DE 43 18 415 A1 bereits vorgeschlagen worden, einen Heizleiter vollflächig fest mit einem Träger zu verbinden. Hierdurch sollte ein gleichmäßiger Anpreßdruck und damit eine gleichmäßige Verteilung der Wärme auf die zu ver­ schweißende Folie ermöglicht werden.
Aus der DE 43 33 852 A1 ist es bekannt, ein Heizelement für ein Folienschweißge­ rät auf einen Keramikgrundkörper aufzubringen, wobei in der Längsrichtung durch Variation in der Breite und/oder Dicke der Dickschichtleiterbahn die Heizleistung steuerbar ist.
Trotz der unterschiedlichen Verbesserungsvorschläge im Stand der Technik wird in der Praxis festgestellt, daß insbesondere der Übergang vom Stromanschluß auf den Heizleiter eine kritische Stelle während der Aufwärm- und Heizphase darstellt. Durch unterschiedliche Wärmeabfuhr während der Heizphase erwärmen sich die Stromeinleitungspunkte entweder zu stark oder führen zu niedrige Temperatur, was zur Beeinflussung des Wärmehaushaltes an der eigentlichen Schweißoberfläche des Heizleiters und somit zu örtlichen Überhitzungen der unverschweißten Stellen führt. Weiterhin wurde festgestellt, daß auch Geometriedifferenzen an den Strom­ einleitungspunkten sehr schnell zur einseitigen Erwärmung führen können, wobei bereits bei einer Schwankungsbreite der Betriebstemperatur um 5°C bei empfindli­ chen Folien Schweißfehler festzustellen sind.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere und vor allem gleichmäßigere Erwärmung und Wärmeführung bei geschlossenen, stromdurchflossenen Heizleitern sicherzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein gattungsgemäßes Heizelement gelöst, bei dem der geschlossene Heizleiter mehr als zwei Stromanschlüsse auf­ weist. Dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man insbesondere den Einfluß der Geometriedifferenzen an den Stromeinleitungspunk­ ten wesentlich abmildert, wenn man den Strom an mehreren Stellen des geschlos­ senen stromdurchflossenen Heizleiters einspeist.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen. Demnach können die Stromanschlüsse symmetrisch auf den Umfang des Heizleiters verteilt sein. Grund­ sätzlich können die Stromanschlüsse auch asymmetrisch auf den Umfang des Heizleiters verteilt sein.
Die Heizleiter können gleichmäßig oder ungleichmäßig aufheizbar sein. Dabei kön­ nen die Stromanschlüsse zyklisch von Strom durchfließbar sein. Besonders vorteil­ haft kann der Strom jeweils zeitlich versetzt durch zwei gegenüberliegende Strom­ anschlüsse leitbar sein.
Da jeder Stromanschluß nur noch den n-ten Anteil der Heizenergie bei n Stroman­ schlüssen übertragen muß, läßt dies auch eine Reduzierung des Stromanschluß- Querschnitts zu. Das wiederum führt dazu, daß der Einfluß von Wärmeableitungen am Heizleiteranschluß minimiert wird. Hierdurch wird die gewünschte Vergleichmä­ ßigung der Aufwärmung des Heizelementes erzielt.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren für die Spannungsversorgung von Heizele­ menten beansprucht, bei dem die Stromanschlüsse alternierend mit Spannung ver­ sorgt werden.
Weiterhin ist ein Folienschweißgerät unter Schutz gestellt, in dem ein Heizelement gemäß der vorgenannten erfindungsgemäßen Lösung eingesetzt wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Heizelement mit einer mechanischen Umschalteinheit für die Stromzuführung.
In der Fig. 1 ist ein Heizelement dargestellt, das aus einem geschlossenen Heiz­ leiter 10 aus Metall besteht. Die Form des Heizleiters 10 ist je nach der zu bilden­ den Schweißnaht frei wählbar. Am Heizleiter 10 sind acht Stromanschlüsse 12, 14, 16 und 18 angeordnet, wobei die Stromanschlüsse 12, 14, 16 und 18 jeweis paar­ weise gegenüberliegend angeordnet sind. Die Stromanschlüsse werden über eine mechanische Umschalteinheit 20 zyklisch mit Strom beaufschlagt. Die mechani­ sche Umschalteinheit weist eine Kontaktschiene 22 auf, die in Pfeilrichtung a dreh­ bar ist und dabei jeweils zwei Stromanschlüsse mit Spannung versorgt. Die Stro­ manschlüsse 12 werden über die Klemmen 1 versorgt, die Stromanschlüsse 14 über die Klemmen 2, die Stromanschlüsse 16 über die Klemmen 3 und die Strom­ anschlüsse 18 über die Klemmen 4.
Die hier dargestellte mechanische Umschalteinheit kann selbstvertändlich in be­ kannter Art und Weise durch eine elektronisch gesteuerte Variante, beispielsweise über Thyristorensteuerung ersetzt werden.
Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeder Stromanschluß nur noch den vierten Teil der Heizenergie gegenüber einer Einspeisung des Stromes an einer einzigen Stromanschlußstelle aufweist, wird an der entsprechenden Einleitstelle des Strom­ anschlusses der Heizleiter 10 nicht mehr überhitzt. Durch die entsprechende zykli­ sche Beaufschlagung der Stromanschlüsse derart, daß die sich diametral gegen­ überliegenden Stromanschlüsse jeweils gleichzeitig mit Strom versorgt werden, wird insbesondere beim Aufheizvorgang ein gleichmäßiges dynamisches Aufheizen ermöglicht. Somit wird ein Heizelement geschaffen, das während des Aufwärmens und des Heizens eine weitestgehend über die gesamte Heizfläche verteilte ver­ gleichmäßigte Temperatur aufweist.
Das erfindungsgemäße Heizelement kann bevorzugt zur Folienschweißung einge­ setzt werden. Es sind aber auch andere Einsatzbereiche für ein derartiges Heize­ lement möglich.

Claims (7)

1. Heizelement, insbesondere für Folienschweißgeräte, bestehend aus einem geschlossenen Heizleiter, der mittels Strom durchfließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Heizleiter mehr als zwei Stromanschlüsse aufweist.
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stroman­ schlüsse auf Umfang des Heizleiters verteilt sind.
3. Heizleiter nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter gleichmäßig oder ungleichmäßig aufheizbar ist.
4. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromanschlüsse zyklisch von Strom durchfließbar sind.
5. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom jeweils zeitlich versetzt durch zwei gegenüberliegende Strom­ anschlüsse leitbar ist.
6. Verfahren zur Spannungsversorgung von Heizelementen nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stromanschlüsse vor­ zugsweise über eine elektronische Ansteuerung alternierend Spannung an­ gelegt wird.
7. Folienschweißgerät mit einem Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
DE1999156086 1999-11-22 1999-11-22 Heizelement Ceased DE19956086A1 (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3644297A1 (de) * 1985-12-26 1987-07-02 Nippon Sheet Glass Co Ltd Beheizbare glasscheibe
DE4302005A1 (de) * 1993-01-26 1994-08-04 Ver Glaswerke Gmbh Verfahren zum Beheizen einer mit einer Widerstandsschicht versehenen Glasscheibe
DE4318415A1 (de) * 1993-06-03 1994-12-08 Buehler Optima Maschf Schweißelement für die Folienschweißung

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