DE2111024B2

DE2111024B2 - Arrangement for controlling the temperature of a welding device for welding plastic films

Info

Publication number: DE2111024B2
Application number: DE19712111024
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Helbig; Werner Teckemeyer
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 1971-03-08
Filing date: 1971-03-08
Publication date: 1974-01-31
Also published as: DE2111024A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung der Temperatur einer Schweißeinrichtung zum Schweißen von Kunststoffolien in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit der Kunststoffolien durch die Schweißeinrichtung.The invention relates to an arrangement for controlling the temperature of a welding device for Welding of plastic foils depending on the throughput speed of the plastic foils through the welding device.

Die Herstellung von Kunststoffbeuteln od. dgl. erfolgt beispielsweise dadurch,, daß aus einem Extruder eine Kunststoffflachbahn extrudiert wird, die auf einer dem Extruder nachgeschalteten Maschine durch Anlegen elektrisch beheizter Heizbänder einer Schweißeinrichtung zum Schlauch geschweißt wird. Die den Heizbändern aufgeprägte Heizleistung muß dabei in der Weise regelbar sein, daß auch bei unterschiedlicher Durchlaufgeschwindigkeit der einzelnen Schlauchstücke durch die Schweißeinrichtung eine ordnungsgemäße Schweißverbindung erzielt wird. Dies besagt, daß z. B. bei einer Steigerung der Durchlaufgeschwindigkeit, aus der eine kürzere Verweilzeit des Schweißgutes in der Schweißeinrichtung resultiert, eine der Geschwindigkeitserhöhung im wesentlichen linear proportionale Temperaturerhöhung der Heizbänder erzeugt werden muß. Dabei ist von Verlusten, die diesen Temperaturverlauf etwas verändern können, vorerst abgesehen, da diese die Linearität nicht wesentlich beeinflussen.The production of plastic bags or the like takes place, for example, by means of an extruder a plastic flat sheet is extruded, which is applied to a machine downstream of the extruder electrically heated heating bands of a welding device is welded to the hose. The the Heat output impressed on heating bands must be adjustable in such a way that even with different Speed of passage of the individual hose pieces through the welding device proper weld joint is achieved. This means that z. B. with an increase in the throughput speed, which results in a shorter dwell time of the weld metal in the welding device, a temperature increase of the heating tapes that is essentially linearly proportional to the increase in speed must be generated. Thereby losses that can change this temperature curve somewhat for the time being, as these do not significantly affect the linearity.

Wenn man der Schweißeinrichtung eine Speisespannung zuführen würde, die proportional zur Durchlaufgeschwindigkeit der Kunststoffolien ist, wie dies beispielsweise bei der Ankerspannung des dieIf the welding equipment were to be supplied with a supply voltage proportional to the The throughput speed of the plastic films is, for example, with the anchor voltage of the

Durchlaufgeschwindigkeit bestimmenden Antriebsmotors der Anlage der Fall ist, erhielte man eine Heizleistung und damit eine Schweißtemperatur, die quadratisch mit der Durchlaufgeschwindigkeit ansteigt und infolgedessen für eine ordnungsgemäße Schwei-If the drive motor of the system determines the throughput speed, a heating output would be obtained and thus a welding temperature that increases quadratically with the throughput speed and consequently for proper welding

ßung bei unterschiedlichen Durchlaufgeschwindigkciten unbrauchbar wäre. Die den Heizbändern aufgeprägte Speisespannung muß vielmehr einen Verlaui zeigen, der der Quadratwurzel aus der Durchlaufgeschwindigkeit proportional ist. Erfindungsgemaß lautmeasurement at different throughput speeds would be useless. Rather, the supply voltage impressed on the heating strips must be a reason show which is proportional to the square root of the throughput speed. According to the invention loud

sich dies nun auf sehr einfache Weise in einer Steueranordnung erreichen, bei der eine der Durchlaufgeschwindigkeit proportionale Steuerspannun.g an der Steuerwicklung eines Transduktors anliegt, dessen Ausgangsspannung über einen nachgeschaltetenthis can now be done in a very simple way in a control arrangement at which a control voltage proportional to the throughput speed is applied to the Control winding of a transductor is present, the output voltage of which is connected via a downstream

Transformator der Schweißeinrichtung zugeführtTransformer fed to the welding device

wird.will.

Der Erfindungsgedanke basiert auf der Erkenntnis, daß die Kennlinie eines Transduktors einen derartigen Verlauf besitzt, daß sich durch bestimmte Wahl des Steuerspannungsbereiches eine Ausgangsspannung des Transduktors erzielen läßt, die der Quadratwurzel aus der Steuerspannung, d. h. im vorliegenden Fall der Quadratwurzel aus der Durchlaufgeschwindigkeit, proportional ist.The idea of the invention is based on the knowledge that the characteristic of a transductor is such Course has that an output voltage can be obtained through a certain selection of the control voltage range of the transducer can be achieved, which is the square root of the control voltage, d. H. in the present case the Square root of the throughput speed, is proportional.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die erfindungsgemäße Anordnung einfache Möglichkeiten dafür bietet, die durch Ventilation. Strahlungsverluste, Leitungsverluste an den Bandträgern od. dgl. sich einstellenden Störeinflüsse, die sich rechnerisch kaum erfassen und berücksichtigen lassen, einfach jeweils empirisch von Fall zu Fall zu erfassen. So ist beispielsweise in einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgesehen, daß das Verhältnis der Heizleistungen bei minimaler und bei maximaler Durchlaufge-It is also advantageous that the arrangement according to the invention offers simple possibilities for this through ventilation. Radiation losses, line losses on the tape carriers or the like that arise Disturbing influences that can hardly be recorded and taken into account mathematically, simply empirically from To be recorded on a case-by-case basis. For example, in an advantageous development of the inventive concept provided that the ratio of the heating capacities at minimum and maximum throughput

schwindigkeit durch die Größe eines im Transduktor fließenden Vorstromes festlegbar ist. Durch die Größe dieses Vorslromes wird somit der Punkt auf der Kennlinie des Transduktors festgelegt, an dem bei minimaler Durchlaufgeschwindigkeit der Kunststoffolien die Regelcharakteristik beginnt. Dadurch wird zugleich auch der Spannungsanstieg längs dieser Regelcharakteristik bis zum Spannungshöchstwert bei maximaler Durchlaufgeschwindigkeit der Kunststoffolien festgelegt. speed can be determined by the size of a bias current flowing in the transducer. Because of the size this forward current is thus the point on the characteristic curve of the transductor at which at minimum Throughput speed of the plastic films the control characteristic begins. This is at the same time also the voltage rise along this control characteristic up to the maximum voltage value at the maximum throughput speed of the plastic films.

Ebenso einfach läßt sich die absolute Heizleistung an das jeweils verwendete Kunststoffmaterial anpassen. So ist nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorgesehen, daß der nachgeschaltete Transformator veränderlich ist, so daß die absolute Größe der Heizleistung bei unverändertem Verhältnis der maximalen und minimalen Heizleistung einstellbar ist.The absolute heating output can be adapted just as easily to the plastic material used. So it is provided according to a development of the inventive concept that the downstream Transformer is variable, so that the absolute size of the heating power with an unchanged ratio the maximum and minimum heating power is adjustable.

Zweckmäßigerweise ist bei Durchlaufgeschwindigkeit Null der Kunststoffolien zur Erzielung einer Vorheizung der Schweißeinrichtung an dem Transformator oder an der Steuerwicklung des Transduktors eine Festspannung angelegt.The plastic film is expediently at zero speed in order to achieve preheating the welding device on the transformer or on the control winding of the transducer Fixed voltage applied.

Der Erfindungsgedanke wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Von diesen zeigt Fig. 1 schematisch das Grundprinzip einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung undThe concept of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Of these shows 1 schematically shows the basic principle of a circuit arrangement according to the invention and

Fig. 2 ein Kennlinienfeld eines Transduktors.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 besteht die erfin-2 shows a family of characteristics of a transductor.
According to the illustration in Fig. 1, the inven-

dungsgemäße Anordnung im wesentlichen aus einem Steuerkreis, in dem die Steuerwicklung 1 des Transduktors Tliegt und in dem auf Grund einer geschwindigkeiisproportionalen Gleichspannung u„ ein Sleuerstrom i_sl fließt, sowie aus einem Lastkreis, in dem die Lastwicklungen 2 des Transduktor T liegen, und an dem eine Netzwechselspannung U anliegt. Durch die Spannung U wird die Primärspule eines dem Transduktor T nachgeschalteten Transformators Tr beaufschlagt, wobei die Größe der an der Primärspule effektiv anliegenden Spannung durch den Scheinwiderstand der Lastwicklungen 2 des Transduktor T bestimmt ist. Dadurch wird auch der effektiv zu einer Schweißeinrichtung S, z. B. einem Heizband, fließende Laststrom /_s bestimmt.proper arrangement essentially consists of a control circuit in which the control winding 1 of the transducer T is located and in which a sleu current i _sl flows due to a direct voltage u " proportional to the speed, and a load circuit in which the load windings 2 of the transductor T are located and to which a mains alternating voltage U is present. The voltage U acts on the primary coil of a transformer Tr connected downstream of the transducer T , the magnitude of the voltage effectively applied to the primary coil being determined by the impedance of the load windings 2 of the transducer T. As a result, the effective to a welding device S, z. B. a heating tape, flowing load current / _s determined.

Wenn, wie vorstehend bereits erwähnt, eine Vorheizung der Schweißeinrichtung erzielt werden soll, dann kann auch an den Steuerkreis des Transduktors T eine Festspannung angelegt sein, der sich die geschwindigkeitsproportionale Gleichspannung überlagert.If, as already mentioned above, preheating of the welding device is to be achieved, then a fixed voltage can also be applied to the control circuit of the transducer T , on which the speed-proportional DC voltage is superimposed.

In eiern Sieuerkreis des Transduktor T ist weiterhin ein veränderbarer Widerstand R vorgesehen, durch den die Größe eines Vorslromes /,, für denIn eiern Sieuerkreis of the transducer T a variable resistor R is also provided, through which the size of a Vorslromes / ,, for the

Transduktor T bestimmt wird. Die Beeinflussung der Kennlinie des Transduktor Γ durch einen derartigen Vorstrom ist aus Fig. 2 ersichtlich. Aus dem dort gezeigten Schaubild isl die Lage der Transduktorkennlinie für drei unterschiedliche Vorströme /_vl, I_yl undTransductor T is determined. The influence of such a bias current on the characteristic of the transducer Γ can be seen from FIG. The diagram shown there shows the position of the transducer characteristic for three different bias currents / _vl , I _yl and

/_v., ersichtlich. Auf der Abszisse, längs der die geschwindigkeitsproportionale Steuerspannung u„ aufgetragen ist, ist der Spannungsbereich abgegrenzt, der dem zu regelnden Geschwindigkeitsbereich von minimaler bis maximaler Geschwindigkeit entspricht. Je/ _v ., can be seen. On the abscissa along which the speed-proportional control voltage u "is plotted, the voltage range is delimited which corresponds to the speed range to be regulated from the minimum to the maximum speed. Ever

nach der Höhe des Vorstromes /,, und dem entsprechend der Lage der Transduktorkennlinie folgt der Laststrom I_a einem unterschiedlichen Regelverlauf, da die Transduktorkennlinie in dem in Frage kommenden Spannungsbereich an verschieden gekrümm-According to the level of the bias current / ,, and the corresponding to the position of the transducer characteristic curve, the load current I _a follows a different control curve, since the transducer characteristic curve in the voltage range in question has different curvatures.

ten Teilstrecken ausgenutzt wird.th sections are used.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for controlling the temperature of a welding device for welding Plastic films as a function of the speed of the plastic films through the Welding device, characterized in that that a control voltage proportional to the throughput speed on the control winding of a transductor is present, the output voltage of which is via a downstream transformer is fed to the welding device.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the downstream transformer is changeable.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the heating powers at minimum and maximum throughput speed by the size of an im Transductor flowing bias current can be determined.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that on the downstream Transformer the absolute size of the heating power with an unchanged ratio of the maximum and the minimum heating power is adjustable.

5. Arrangement according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that at zero speed to achieve this a preheating of the welding device on the transformer or at-, the rTieuerwick des A fixed voltage is applied to the transducer.

6. Arrangement according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that as the control voltage proportional to the throughput speed at the control winding of the transducer one of the armature voltage of the drive motor which determines the throughput speed tapped DC voltage is present.