DE3604026A1 - Thermostat fuer ein kunststoff-folienschweissgeraet - Google Patents

Thermostat fuer ein kunststoff-folienschweissgeraet

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DE3604026A1 DE19863604026 DE3604026A DE3604026A1 DE 3604026 A1 DE3604026 A1 DE 3604026A1 DE 19863604026 DE19863604026 DE 19863604026 DE 3604026 A DE3604026 A DE 3604026A DE 3604026 A1 DE3604026 A1 DE 3604026A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Thermostat für ein Kunststoff- Folienschweißgerät mit zwei langgestreckten, gegeneinander von beiden Seiten auf eine Schweißnaht zu beweglichen Schweißbacken, von denen mindestens eine beheizbar ist, mit einem elektrischen Heizband, das sich über die Länge einer beheizbaren Schweißbacke in thermischem Kontakt mit dieser erstreckt, mit einem Heizstromgenerator, an den das Heiz­ band angeschlossen ist, mit einem Heizimpulsgenerator des Heizstromgenerators, der bei Betätigung der Schweißbacken einen Heizstromimpuls des Heizstromgenerators auslöst und mit einem mit einer Handhabe versehenen, verstellbaren Steuerwiderstand, der in einen Steuerkreis für die Steue­ rung der Impulsdauer des Heizstromgenerators geschaltet ist.
Bei solchen Geräten bestimmt die Länge der Impulsdauer und die Impulsfolgefrequenz die integrierte Beheizung ei­ ner Schweißbacke. Wird das Schweißgerät mit hoher Schweiß­ folge betrieben, dann ist auch die Impulsfolgefrequenz hoch und die Schweißbacken nehmen eine zu hohe Temperatur an, wenn nicht an der Handhabe entsprechend nachgestellt wird.
Man kann die Heiztemperatur selbsttätig überwachen durch einen Thermofühler, der die Temperatur eines Heizbandes fühlt und entsprechend die Heizimpulsdauer verstellt. Ein solcher Thermofühler erfordert zur zuverlässigen Funktion eine präzise räumliche Justierung gegenüber dem Heizband. Das hat zur Folge, daß der Benutzer in einem solchen Fall ein gebrochenes Heizband nicht mehr allein auswechseln kann, weil er nicht in der Lage ist, den Thermofühler auf das gebrochene Heizband einzujustieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Thermostat der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß damit selbsttätig die an der Handhabe vorgewählte Betriebstemperatur der beheiz­ ten Schweißbacke auch bei wechselnder Schweißfrequenz kon­ stant gehalten wird. Dabei sollen mechanisch bewegte Teile, die in solchen Geräten zu Störungen führen, vermieden wer­ den und das Auswechseln eines schadhaft gewordenen Heiz­ bandes durch den Benutzer-Laien nicht erschwert werden.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an dem Heizband ein elektrisch beheizbares Meßband parallel ge­ schaltet ist, daß neben dem Meßband ein Thermowiderstand mit temperaturabhängigem Widerstandswert in thermischem Kontakt angeordnet ist, und daß der Thermowiderstand in den Steuerkreis geschaltet ist, und zwar mit einer derar­ tigen Polung, daß bei Temperaturerhöhung des Meßbandes eine Verringerung der Heizimpulsdauer folgt.
Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, daß das Meß­ band aufgrund seiner Parallelschaltung eine ähnliche Tem­ peraturabhängigkeit von der Heizimpulsfolgefrequenz und der Heizimpulsdauer hat, wie die Schweißbacke, so daß die an dem Meßband gewonnenen Temperaturmeßwerte hinreichend auf die jeweilige Temperatur der beheizten Schweißbacke zu schließen gestatten. Die Erfindung macht sich weiterhin den Umstand zunutze, daß das Meßband durch entsprechend hoch gewählten inneren Widerstand oder durch einen Vorwi­ derstand oder durch entsprechend geschützte Anordnung leicht so ausgestaltet werden kann, daß auch unter extre­ men Betriebsbedingungen ein Bruch eines Heizbandes viel eher zu erwarten ist als der des Meßbandes.
Wenn es also einmal zu einem Bruch kommt, dann handelt es sich um den eines Heizbandes und den kann der Benutzer- Laie leicht durch Austausch beheben, ohne daß dazu eine Justierung oder Nachjustierung des Thermostaten erforder­ lich ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der aus Meßband und Thermo­ widerstand bestehenden Einrichtung ist dadurch gekennzeich­ net, daß zwei stabile Halteplatten aus thermisch und elek­ trisch isolierendem Material vorgesehen sind, daß diese Halteplatten rechteckig und gleichgroß sind und mit Schraubenbolzen miteinander planparallel einander gegen­ überliegend verschraubt sind, daß das Meßband in dem Zwi­ schenraum zwischen den beiden Halteplatten entlang der einen Halteplatte verlegt ist, und daß der Thermowider­ stand zwischen dem Meßband und der zweiten Halteplatte eingespannt ist.
Bei dieser Einrichtung handelt es sich um ein leicht be­ triebssicher herzustellendes Element, das als solches leicht in dem Schweißgerät montiert werden kann und ledig­ lich durch elektrisches Anschließen des Meßbandes und des Thermowiderstandes in die elektrische Schaltung des Schweißgerätes integriert wird.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die elektrische Schaltung eines Kunststoff- Folienschweißgerätes,
Fig. 2 die Anordnung der Schweißbacken mit den zuge­ hörigen Heizbändern im Querschnitt,
Fig. 3 ein Thermofühleraggregat mit dem Meßband und dem Thermowiderstand von der Seite gesehen,
Fig. 4 die Ansicht gemäß dem Pfeil IV aus Fig. 3, und
Fig. 5 den Schnitt V aus Fig. 3.
Fig. 2 zeigt zwei langgestreckte Schweißbacken 1 und 2, zwischen denen zwei nur gestrichelt eingezeichnete Kunst­ stoff-Folien 3, 4 gehalten sind, die entlang der strich­ punktiert eingezeichneten Schweißnaht 5 miteinander ver­ schweißt werden sollen. Die beiden Schweißbacken erstrecken sich parallel zueinander entlang der Schweißnaht 5 und sind in Pfeilrichtung 6 aufeinander zu beweglich. Beide Schweiß­ backen sind mit je einem elektrischen Heizband 7, 8 ausge­ stattet, das mit einem elastischen Band 27, 28 hinterlegt und mit einer Schutzfolie 11, 12 aus Teflon abgedeckt ist.
Statt beide Schweißbacken 1, 2 mit einem Heizband auszu­ statten, genügt es auch, lediglich eine Schweißbacke, zum Beispiel die Schweißbacke 1, mit einem Heizband 8 auszu­ statten. Das Heizband 7 fehlt dann auch in Fig. 1.
In der Schaltung gemäß Fig. 1 sind Bänder als Widerstände geschaltet. Die elektrische Strom­ versorgung des Kunststoff-Folienschweißgerätes 14 ist über einen Hauptschalter 15 an die äußere Stromversorgung 13 angeschlossen. Mit 17 ist ein Heizstromgenerator be­ zeichnet und mit 18 ein Auslöseaggregat.
Der Heizstromgenerator 17 weist einen Heizimpulsgenerator 19 auf, der einen Heizimpuls erzeugt jedesmal, wenn durch das Auslöseaggregat 18 die Schweißbacken für einen Schweiß­ vorgang betätigt werden. Für eine Heizimpulsdauer ist über das vom Heizimpulsgenerator 19 angesteuerte Relais 20 der Schalter 21 geschlossen, über den dann die Stromversorgung für einen Ausgangstransformator 22 des Heizstromgenerators geschlossen wird. An der Sekundärseite des Ausgangstrans­ formators 22 sind parallel zueinander die beiden Heizbän­ der 7 und 8 angeschlossen.
Die Impulsdauer, das ist die Zeitspanne, über die der Schalter 21 für jeden Schweißvorgang geschlossen ist, ist an dem Steuerkreis 23 einstellbar. In dem Steuerkreis liegt ein verstellbarer Widerstand 24, dessen Handhabe 25 von außen zugänglich ist, und in Reihe dazu ein Thermowider­ stand 26 - ein sogenannter NTC-Widerstand - der mit zuneh­ mender Temperatur einen höheren Widerstandswert annimmt. Der Steuerkreis 23 ist so geschaltet, daß bei hohem Wider­ standswert eine kurze Impulsdauer und bei niedrigem Wider­ standswert der beiden Widerstände 24, 26 eine lange Impuls­ dauer angesteuert wird.
Den beiden Heizbändern 7 und 8 parallel geschaltet ist ein Meßband 9, neben dem der Thermowiderstand 26 in thermischem Kontakt angeordnet ist. Je höher die Temperatur der Heiz­ bänder 7 und 8 ist, umso höher ist auch die Temperatur des Meßbandes 9, weil alle drei Bänder durch die Parallel­ schaltung gleich lange an den Heizstrom angeschlossen sind. Dem weiteren Ansteigen der Temperatur über einen gewünsch­ ten Betriebswert hinaus wirkt die durch den beheizten Thermowiderstand hervorgerufene Reduzierung der Heizimpuls­ länge entgegen.
Der Steuerbereich für die Betriebstemperatur läßt sich an der Handhabe 25 einstellen.
Das Auslöseaggregat 18 weist einen von außen zugänglichen Fußschalter 30 auf, der über einen Steuerimpulsgenerator 31 einen Relaisschalter 32 ansteuert, und zwar derart, daß bei jeder Betätigung des Fußschalters 30 der Relaisschal­ ter 32 für eine vorbestimmte Impulsdauer geschlossen bleibt. Die Impulsdauer ist an einer von außen zugänglichen Handha­ be 33 eines Widerstandes 34 einstellbar. Der Relaisschalter 32 liegt in Reihe mit dem Schalter 21. Außerdem liegt der Relaisschalter 32 in der Stromversorgung eines Schaltmagneten 29 der über ein Entstörfilter 35 angesteuert wird. Dieser Schaltmagnet 29 schaltet, wenn er erregt ist, über einen Schalter 36 den Heizstromgenerator 17 ein und führt die Schweißbacken 7 und 8 gemäß Pfeilrichtung 6 aus Fig. 2 aufeinander zu und hält sie, solange er erregt ist, gegen­ einandergepreßt, so daß dann, da gleichzeitig die Heizbän­ der beheizt sind, der Schweißvorgang stattfinden kann.
In Fig. 3 bis 5 sind zwei stabile, rechteckige Halteplat­ ten 40, 41 dargestellt, die zum Beispiel aus Asbest oder Keramik bestehen können, und mit Schraubenbolzen 43 bis 46 an den vier Ecken miteinander, planparallel einander gegen­ überstehend verschraubt sind. Das Meßband 9 ist im Zwischen­ raum 10 zwischen diesen beiden Platten flach entlang der einen Halteplatte 41 verlegt. Der Thermowiderstand 26 ist zwischen dem Meßband 9 und der zweiten Halteplatte 40 ein­ gespannt. Zwischen dem Thermowiderstand und der zweiten Halteplatte ist eine Elastizität 50 aus Silikongummi ange­ ordnet. Zwischen dem Thermowiderstand 26 und dem Meßband 9 ist eine Schutzfolie 51 aus Teflon angeordnet. Zwischen dem Thermowiderstand 26 und der Elastizität 50 ist eine zweite Schutzfolie 52 aus Teflon angeordnet.
Das Meßband 9 ist an seinen beiden Enden zwischen zwei Muttern 56 bis 59 je eines Schraubenbolzens 60, 61 mit elektrischem Kontakt verschraubt. Die Muttern 57 und 59 sind in der Halteplatte 41 versenkt, so daß das Meßband 9 flach auf der Halteplatte 41 aufliegen kann. Die beiden Schraubenbolzen 60, 61 ragen mit ihren freien Enden aus der Halteplatte 40 heraus. An diesen freien Enden ist je­ weils eine Stromanschlußfahne 62, 63 mit elektrischem Kontakt verschraubt. Durch diese Stromanschlußfahnen 62, 63 wird das Meßband 9 an die Schaltung angeschlossen.
Die beiden Stromzuführungsleitungen 65, 66 des Thermo­ widerstandes 26 erstrecken sich in einander entgegenge­ setzten Richtungen, und zwar gekreuzt zur Längserstreckung des Meßbandes 9 und ragen aus dem Zwischenraum 10 heraus, so daß dort die Anschlußleitungen der Schaltung angelötet werden können.

Claims (10)

1. Thermostat für ein Kunststoff-Folienschweißgerät
mit zwei langgestreckten, gegeneinander von beiden Sei­ ten auf eine Schweißnaht zu beweglichen Schweißbacken, von denen mindestens eine beheizbar ist,
mit einem elektrischen Heizband, das sich über die Län­ ge einer beheizbaren Schweißbacke in thermischem Kontakt mit dieser erstreckt,
mit einem Heizstromgenerator, an den das Heizband ange­ schlossen ist,
mit einem Heizimpulsgenerator des Heizstromgenerators, der bei Betätigung der Schweißbacken einen Heizstromimpuls des Heizstromgenerators auslöst und
mit einem mit einer Handhabe versehenen, verstellbaren Steuerwiderstand, der in einen Steuerkreis für die Steue­ rung der Impulsdauer des Heizstromgenerators geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Heizband (7, 8) ein elektrisch beheizba­ res Meßband (9) parallel geschaltet ist,
daß neben dem Meßband ein Thermowiderstand (26) mit temperaturabhängigem Widerstandswert in thermischem Kon­ takt angeordnet ist, und
daß der Thermowiderstand in den Steuerkreis (23) ge­ schaltet ist, und zwar mit einer derartigen Polung, daß bei Temperaturerhöhung des Meßbandes eine Verringerung der Heiz­ impulsdauer folgt.
2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermowiderstand (26) bei höherer Tempera­ tur einen höheren Widerstandswert hat und
daß als Steuerelement dem Thermowiderstand im Steuer­ kreis (23) ein Widerstand (24) in Reihe geschaltet ist, dessen Widerstandswert mittels der Handhabe (25) verstellbar ist.
3. Thermostat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß beide Schweißbacken (1, 2) beheizbar sind und
daß die beiden Heizbänder (7, 8) der Schweißbacken und das Meßband (9) parallel zueinander an den Heiz­ stromgenerator (17) geschaltet sind.
4. Thermostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei stabile Halteplatten (40, 41) aus thermisch und elektrisch isolierendem Material vorgesehen sind,
daß diese Halteplatten rechteckig und gleich groß sind und mit Schraubenbolzen (43-46) miteinander plan­ parallel einander gegenüberliegend verschraubt sind,
daß das Meßband (9) in dem Zwischenraum (10) zwischen den beiden Halteplatten (40, 41) entlang der einen Halteplatte (41) verlegt ist, und
daß der Thermowiderstand (26) zwischen dem Meß­ band (9) und der zweiten Halteplatte (40) einge­ spannt ist.
5. Thermostat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Thermowiderstand (26) und der zweiten Halteplatte (40) eine Elastizität (50) angeordnet ist.
6. Thermostat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität (50) als Silikongummi besteht.
7. Thermostat nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Thermowiderstand (26) und dem Meßband (9) einerseits und/oder zwischen der Elastizität (50) und dem Thermowiderstand andererseits eine Schutzfolie (51, 52) aus Teflon angeordnet ist.
8. Thermostat nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßband (9) an seinen beiden Enden zwischen zwei Muttern (56-59) je eines Schraubenbolzens (60, 61) verschraubt ist, und
daß diese Schraubenbolzen etwa in der Mitte einander gegenüberliegender Rechteckseiten der Halteplatten (40, 41) angeordnet sind und durch die Halteplatten hindurchge­ steckt mit diesen verschraubt sind.
9. Thermostat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schraubenbolzen (60, 61) mit je einem freien Gewindeende aus den Halteplatten (40, 41) herausragen und
daß an diesen freien Enden eine Stromanschlußfahne (62, 63) für das Meßband (9) verschraubt ist.
10. Thermostat nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Stromzuführungsleitungen (65, 66) des Thermowiderstandes (26) in einander entgegenge­ setzten Richtungen und gekreuzt zur Längserstreckung des Meßbandes (9) aus dem Zwischenraum (10) zwi­ schen den Halteplatten (40, 41) herausgeführt sind.
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