DE2408475C3 - Einrichtung zur Regelung der Heizbandtemperatur an Kunststoff-Impulsschweißmaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung der Heizbandtemperatur an Kunststoff-Impulsschweißmaschinen, bei welchen die Stromstärke die Dauer des Stromflusses bestimmt.

Eine derartige Einrichtung wird in der DT-AS 10 44 308 beschrieben. Dort wird zum Einhalten einer gewünschten Temperatur beim Impulsschweißen thermoplastischer Kunststoffe empfohlen, ein thermisches oder elektrisches Schaltmittel zu verwenden, dessen Verhalten dem thermischen Verhalten des Heizbandes entspricht. Das Schaltmittel soll unmittelbar oder mittelbar einen Schaltkontakt betätigen, durch welchen bei einer vorbestimmten Endtemperatur der Heizstrom abgeschaltet wird. Als hierzu geeignetes Schaltmittel wird ein Hitzdraht genannt, dessen temperaturabhängige Dehnung zur Betätigung des Schaltkontaktes verwendet wird. Außerdem wird als geeignetes Schaltmittel ein Bimetallstreifen angegeben. Der Auslegeschrift läßt sich noch entnehmen, daß das Schaltmittel in Serie mit dem Heizband geschaltet sein soll. Bei solcher Schaltung durchfließt der das Heizband durchfließende Strom auch das Schaltmittel und bewirkt durch die erzeugte Stromwärme infolge Dehnens des Hitzdrahtes bzw. Krümmens des Bimetallstreifens das Betätigen des Schaltkontaktes.

Bei der bekannten Vorrichtung wird das thermische Verhalten des Hitzdrahtes bzw. des Bimetallstreifens zum Betätigen des Schaltkontaktes herangezogen. Die Steuerung der Schweißbandtemperatur ist relativ träge und ungenau; sie kann den heutigen Anforderungen nicht genügen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturregeleinrichtung derart auszubilden, daß sie feinfühlig und rasch wirksam die Temperatur des Heizbandes regelt.

Demgemäß besteht die Erfindung an einer Regeleinrichtung der eingangs angegebenen Art darin, daß ein Komparator vorhanden ist, dem eine einstellbare Referenzspannung und der Spannungsabfall eines vom Nutzstrom durchflossenen Widerstandes zugeleitet werden, und daß die vom Komparator ermittelte Spannungsabweichung einer Schaltstufe zugeleitet wird, die bei fehlender positiver Spannungsabweichung das sofortige öffnen eines im Zündkreis eines vom Nutzstrom durchflossen Triacs liegenden Relais bewirkt und bei negativer Spannungsabweichung den Impuls so lange speichert, bis an einem eigens hierzu vorgesehenen Nullspannungsschalter der Nulldurchgang der Speisespannung signalisiert wird und in diesem Augenblick das Relais schließt.

Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird der dem Nutzstrom proportionale Spannungsabfall an einem vom Nutzstrom im Primärkreis durchflossenen Widerstand als Eingangsglied eines Reglers herangezogen, der den vorgegebenen Wert herstellt und aufrechterhält. Hierzu weist der Regler einen Komparator auf, dem eine von einem Potentiometer eingestellte (vorgegebene) Referenzspannung und die Fingangsspannung (Spannungsabfall am Widerstand) zugeleitet werden. Der Komparator vergleicht die Eingangsspannung mit der vorgegebenen Referenzspannung und veranlaßt, daß der Schweißbandstrom entweder weiterhin fließt oder abgeschaltet wird, je nachdem das Vergleichen eine negative Spannungsabweichung oder keine Spannungsabweichung ergibt.

Mit der feinfühligen und rasch wirkenden Temperaturregeleinrichtung wird erreicht, daß die Endtemperatur des Heizbandes immer die gleiche ist, unabhängig davon, ob noch Restwärme von der vorangegangenen Schweißung vorhanden ist. Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung ermöglicht es, die Schweißbandtemperatur auf einer eingestellten Höhe praktisch konstant zu halten, da nur noch äußerst geringe Temperaturschwankungen am Schweißband auftreten können. Deshalb können mit Schweißmaschinen, welche mit der erfindungsgerr.äßen Einrichtung ausgerüstet sind, auch äußerst temperaturempfindliehe Kunststoffe geschweißt werden, ohne Fehlschweißungen besorgen zu müssen.

Besonders vorteilhaft ist, es, wenn bei der erfindungsgemäßen Einrichtung als Relais zum Zünden des Triacs ein im Nulldurchgang der Speisespannung schließendes Reedrelais dient.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nach einem Startimpuls beim nächsten Nulldurchgangssignal ein Zünden des Triacs durch das Reedrelais bewirkt. Es fließt nun für die Dauer der positiven Abweichung des Komparators ein Nutzstrom.. -cW immer kleiner wird, je mehr das Heizband sich erwärmt. Schließlich sinkt der Nutzstrom bzw. der Spannungsabfall am Widerstand unter den eingestellten Referenzwert und der Komparator bewirkt — da nun keine Abweichung mehr vorhanden ist — über die Schaltstufe ein sofortiges öffnen des Reedkontaktes. Bauartbedingt wird der Triac nun noch bis zum nächsten Nulldurchgang Strom fließen lassen und dann selbst löschen.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Regeleinrichtung,

F i g. 2 ein verfeinertes Schaltschema der Regeleinrichtung nach Fig. 1.

Das Schweißband 1 erhält seinen Strom über den Schweißtrafo 2, der seinerseits vom Leistungssteügüed 3 gespeist wird, welches von dem Temperaturregelsystem 4 geregelt wird.

Wenn der Schalter 5 eingelegt wird, dann wird der

Schweißvorgang gestartet, der so lange andauert, bis die am Regler 4 eingestellte Temperatur des Heizbandes 1 erreicht ist. Wenn dies der Fall ist, wirkt der Regler 4 auf das Leistungsstellglied 3 ein und bewirkt das Abschalten. S

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, in dei Jas Heizband mit la und der Schweißtransformator mit 2a bezeichnet sind, ist in den Primärkreis des Schweißtransformators 2a ein Widerstand 6 gelegt, der von dem Nutzstiom I durchflossen wird. Außerdem liegt im Primärkreis des Trafos ein i'riac 7, welcher von dem Reedrelais 8 gezündet wird. Das Reedrelais 8 selbst wird von einer Schaltstufe 9 gesteuert, die der Regeleinrichtung angehört.

Die Regeleinrichtung umfaßt noch den Komparator 10, welchem der Spannungsabfall des vom Schweißstrom im Transformator-Primärkreis durchflossenen Widerstandes 6 nach Gleichrichtung im Gleichrichter 11 und außerdem eine an einem Potetaiometer 13 einstellbare Referenzspannung zugeleitet wird, in der vom Gleichrichter 11 zum Komparator 10 führenden Leitung ist noch ein Trimmpotentiometer 12 eingebaut.

Dem Komparator nachgeschaltet ist die vorerwähnte Schaltstufe 9, deren Ausgang zu dem Reedrelais 8 führt.

An die Schalterstufe 9 isi des, weiteren ein Nullspannungsschalter 14 angeschlossen, der mit dem Netzteil 15 verbunden ist.

Am Potentiometer 13 wird der dem Sollstrom entsprechende Spannungsabfall im Widerstand 6 eingestellt. Der dem Iststrom entsprechende Spannungsabfall am Widerstand 6 gelangt nach Gleichrichtung über das zur Grobeinstellung der Temperatur des Heizbandes 1 dienende Trimmpottntiometer 12 zum Komparator 10; zur Feineinstellung der Temperatur dient das Potentiometer 13. Die von dem Komparator 10 gebildete Abweichung gelangt an die Schaltstufe 9, welche bei fehlender positiver Spannungsabweichung das sofortige öffnen des Reedrelais 8 bewirkt. Dies wirkt sich dahingehend aus, daß beim nächsten Nulldurchgang der Triac 7 hier die Stromzuleitung zum Schweißtrafo 2a unterbricht. Wenn die Spannungsabweichung, welche vom Komparator zur Schaltstufe 9 gelangt, positiv ist, dann speichert die Schaltsiufe 9 den Impuls so lange, bis an dem Nullspannungsschalter 14 der Nulldurchgang der Speisespannung signalisiert wird. Sobald dies der Fall ist, wird das Reedrelais 8 eingeschaltet, wodurch der Triac 7 zündet und der Nutzstrom fließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der Heizband-Temperatur an Kunststoff-Impulsschweißmaschinen, bei s welchen die Stromstärke die Dauer des Stro ses bestimmt, dadurch gekennzeichm daß ein Komparator (10) vorhanden ist, dein eine einstellbare Referenzspannung und der Spannungsabfall eines vom Nutzstrom (I) durchflossenen Widerstandes (6 zugeleitet werden, und daß die vom Komparator (10) ermittelte Spannungsabweichung piner Schaltstufe (9) zugeleitet wird, die bei fehlender positiver Spannungsabweichung das sofortige öffnen eines im Zündkreis eines vom Nutzstrom (I) durchflossenen Triacs (7) liegenden Relais (8) bewirkt und bei negativer Spannui.gsabweichung den Impuls so lange speichert, bis an einem eigens hierzu vorgesehenen Nullspannungsschalter (15) der Nulldurchgang der Speisespannung signalisiert wird und in diesem Augenblick das Relais

(8) schließt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Relais zum Zünden des Triacs (7) ein im Nulldurchgang der Speisespannung schließendes Reedrelais (8) dient.