Verfahren zum Verschweif#en von thermoplastischen Schichten und Maschine zur Ausübung dieses Verfahrens.
Folien aus thermoplastischem Material werden zu Verpackungszwecken sowohl allein, wie auch in Kombination mit einer Papieroder Metallunterlage verwendet. Der Zweck einer solchen Unterlage besteht darin, die mechanische Widerstandsfähigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die Dieke der zur Verwendung gelangenden thermoplastischen Folie zu vermindern. Die zum Bilden und Verschliessen von Verpackungen aus thermo- plastischen Folien verwendeten bisher bekannten Maschinen umfassen regelmässig ein Paar Schienen oder Backen, von welehen wenigstens die eine aus Metall besteht und auf einer Temperatur gehalten wird, bei welcher ein Verschweissen des thermoplastischen Materials stattfindet. Die andere Backe oder Schiene kann aus Metall oder Gummi hergestellt sein, und sie ist im allgemeinen nicht beheizt.
Derartige Maschinen besitzen ver schiedene Nachteile. Es sind komplizierte thermoplastisehe Regelvorrichtungen für die Schweissschienen erforderlieh, und die Sehienen müssen mit einer recht erlieblichen Wärmekapazität versehen werden. Dabei ist es schwierig, genügende Schweisstemperaturen bei allen Geschwindigkeiten sicherzustellen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Schweissschienen beim Abheben der Backen von der Schweissstelle gerade so heiss sind wie während des eigentlichen Sehweiss- vorganges.
Infolgedessen loste sich die Schweissstelle oft unmittelbar nach Beendigung des Schweissvorganges, oder aber sie wurde geschwächt und unvollständig, so dass sie nicht im gewünschten Ausmass flüssig- keits-und gasdicht sowie widerstandsfähig gegen das Eindringen oder Austreten von Feuchtigkeit war. Es ist auch nötig, die Schweissschienen schon vorzuheizen, bevor mit dem Verschliessen von Säeken usw. be gonnen werden kann, woduch ein grosser Zeitverlust entsteht. Dies namentlieh da, wo nur verhältnismässig kleine Serien von Packungen auf einmal versehlossen werden müssen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Verschweissen von thermoplastischen Schich- ten ist dadurch gekennzeichnet, dass die auf einandergelegten zu verschweissenden Schichten zwischen zwei Körpern zusammenge- drückt werden, von welchen wenigstens der eine ein elektrischer Heizkörper ist, und dass ein Strom durch diesen geleitet wird, zum Zwecke, ihn auf die Schweisstemperatur zu erhitzen, und dass der Druck auf die Schweissstelle auch nach Absehalten des Stromes aufrechterhalten wird, bis sich die Schweissstelle abgekühlt und verfestigt hat.
Die erfindungsgemässe Machine zur Durch- führung des Verfahrens mit einem Paar von Druekorganen und Mitteln zur gegenseitigen Verschiebung derselben, zum Zwecke, auf die zwischen ihnen eingeführten thermoplasti schen Schichten einen Druck auszuüben, ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ober fläche eines der Druekorgane ein elektrisches Heizelement angebracht ist und dass Schalt- mittel vorgesehen sind, welche in der Press- stellung der Druckorgane so betätigt werden, da# sie das Heizelement kurzzeitig mit einer Stromquelle verbinden.
In der beiliegenden Zeiclinung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der erfin dungsgemassen Maschine schematiseh dargestellt. An Hand derselben wird im folgenden auch das Verfahren selbst beispielsweise er läutert. Es zeigt :
Fig. 1 die Druekorgane teilweise im Schnitt und das Sehaltungssehema einer ersten Ausführungsform.
Fig. 2 ist ein Schnitt nacl der Linie 2-2 der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Paares von zusammengesetzten Folien vor dem Versehweissen.
Fig. 4 ist eine ähnliehe Ansicht derselben Folien nach dem Sehweissvorgang.
Fig. 5 ist ein Aufriss einer weiteren Ansführungsform der machine, und
Fig. 6 ist ein Schnitt naeh der Linie 6-6 der Fig. 5.
In den Fig. 1 und @ der Zeichnung be- zeichnet 10 die untere Schweissbacke, die einen ebenen Teil von gleichmässiger Dicke und zwei seitliche Verlängerungen 11 von verminderter Stärke aufweist. Diese Backe besteht zweckmässigerweise aus einem Isoliermaterial, das wärme-und druekbeständig ist, wie z. B. aus Asbest und einem Kunstharz. Es ist auch möglich, diese Backe aus Metall herzustellen, vorausgesetzt, dass ihre wirksame Oberfläehe mit einer dünnen Schicht aus Isoliermaterial bedeckt wird. Auf der obern Oberfläche der Backe 10 ist ein Heizelement 12 angebracht und an der Backe vermittels eines Paares von Schraubenbolzen 13 gesichert.
Das Heizelement stellt einen schmalen Streifen aus dünnem Material, vorzugsweise mit einem hohen spezifischen Widerstand dar, das nicht leicht oxydierbar ist. Zweekmässigerweise wird eine Chromniekellegierung verwendet.
Die Backe 10 wirkt mit einer Druckschiene 14 zusammen. Diese kann z. B. aus natürliehem oder synthetischem Gummi hergestellt sein. Die mechanische Widerstands fähigkeit der Druekschiene 14 kann durch eine Metallplatte 15 erhöht werden. Die Druckschiene 14 kann gegen das Heizelement 1 hin verstellt und gegen dieses gedrückt werden, und zwar vermittels einer Einrichtung, die in der Zeiehnmy nur schematisch durch den Träger 16 angedeutet ist. Dieser Träger ist mit der Platte 15 und der Drucksehiene 14 mittels Sehraubenholzen 17 verbunden.
Dans Heizelement 12 wird von einer Wechselstromquelle 18 über einen Stufentransfor mator 19 gespiesen. Dieser Transformator ist mit einer Hoehspannungs-Primärwicklung 20 mit mehreren Anzapfungen 21 versehen.
Diese sind über einen Wähler 2 mit der einen Seite der Stromquelle verbunden, während das andere Ende der Wicklung über Kontakte 23 eines Gleiehstromrelais mit dem andern Pol der Stromquelle verbunden ist.
Die Sekundärwicklung 25 umfasst nur wenige Windungen aus einem sehr dieken Kupfer- draht oder aus einer Kupferschiene, und ihre Enden sind mit den Enden des Heizelementes 12 über Bolzen 13 verbunden. Der Sekundär- strom ist so stark, dass die Temperatur des Heizelementes praktiseh sofort auf die Schweisstemperatur gebracht werden kann, welche je nach der Art des verwendeten thermoplastischen Materials zwisehen 100 bis 200 oder 300 C liegt.
Die Einrichtung zum kurzzeitigen Ein sehalten des Heizelementes 12 besitzt eine L- förmige Betätigungsstange 26. von welcher ein Ende in die Druckschiene 14 eingeführt ist, während ihr anderes Ende clureh den axialen Hohlraum einer Sperrspule 27 hindurchgeht, die auf der Verlängerung 11 der Sehweissbacke 10 sitzt. Der untere Teil dieser Stange besteht aus ferromagnetischem Metall.
Am Ende der Verschiebung der Druckschiene 14 betätigt die Betätigungsstange 26 den Schalter 28.
Der Sehalter 28 weist einen Ruhekontakt 33, einen Arbeitskontakt 34 und einen Won- taktarm 35 auf. Der Ruhekontakt 33 ist mit der positiven Klemme 30 des Gleichrichters 32 verbunden. Ein variabler Kondensator 36 ist zwischen den Sontaktarm 3 nnd die ne- gative Klemme 31 des Gleiehriehters geschaltet, und die Haltewicklung des Relais 24 ist zwischen den Arbeitskontakt 34 und die negative Klemme des Gleichrichters 32 geschaltet.
Ein einstellbarer Widerstand 37 ist parallel zu der Haltewieklung des Beiais ge- sehaltet. Die Sperreinriehtung, um die Schwei#backen während einer vorbestimmten Zeit während jedes Schweissvorganges in der Arbeitsstellung zu halten, wird durch eine Betätigungsstange 46 betätigt, die aus ähnli chem Material und von ähnlichem Aufbau und ähnlieler Funktion ist wie die Stange 26 und die auf der andern Masehinenseite angeordnet ist. Diese Betätigungsstange 46 erstreekt sieh dureh den axialen Hohlraum der zweiten Sperrspule 47, die auf der andern Verlängerung 11 der Backe 10 sitzt.
Diese Stange wirkt mit einem Schalter 48 zusammen, der ähnlieh verbunden ist wie der Sehalter 28. Die heiden Sperrspulen 27 und 47 können parallel oder in Serie geschaltet sein.
Wenn die Sehweissung an einem Paar von Folien vollzogen werden soll, die je aus einer nichtschmelzenden Unterlage 58 und einer schmelzenden thermoplastischen Lage 59 (Fig. 1 und 3) bestehen, so werden die Folien zwischen die Druckorgane 10 und 14 so eingeführt, dass ihre schmelzenden Lagen auf einanderliegen. Hierauf werden die beiden Druekorgane oder Backen vermittels der Be tätigungseinrichtung 16 gegeneinander be- wegt. Dies kann von Hand oder maschinell geschehen. Dadurch wird ein Druek auf die Folien ausgeübt.
Bei der Abwärtseverstellung der Drucksehiene 14 werden auch die Stangen 26 und 46 verstellt. Am Selialter 28 wird die Ver hindung des Kondensators 36 mit der Klemme 30 zwischen dem Ruhekontakt 33 und dem Kontaktarm 35 unterl) rochen, und unmittelbar lzierauf wird der aufgeladene Kondensator mit der Haltewicklung des Relais 24 über den Kontaktarm 35 verbunden, derdenArbeltskontakt34schliesst. Der Won- densator beginnt sich iiber das Relais zu entladen, und das erregte Relais schliesst seine Kontakte 23, wodurch der Primärstromkreis des Transformators 19 geschlossen wird.
Der Sekundärstrom erhitzt das Heizelement prak- tisch sofort auf die Sehweisstemperatur. Da sich das heisse Heizelement in enger Berührung mit den thermoplastischen Folien befindet, werden diese raseh auf die Schweisstemperatur gebracht. In Verbindung mit dem dabei zur Anwendung gelangenden Druck wird auf diese Weise eine absolut dichte Schweissnaht 60 (Fig. 4) erzeugt.
Die Ladung des Kondensators 36 wird in der Haltewicklung des Relais 24 rasch auf gezehrt. Nach einer vorbestimmten kurzen Zeit wird daher die Erregung des Relais automatiseh unterbroehen und dadureh der I'rimärstromkreis des Transformators ge- öffnet. Da die Wärmekapazität, des Heizelementes 12 sehr gering ist, full. t teine Temperatur rasch unter die Schweisstemperatur, wodurch sich die Schweissstelle abkühlen und verfestigen kann.
Die Menge der pro Zeiteinheit zugeführ- ten Energie kann geändert werden duch Wahl einer andern Anzapfung 21 des Transformators 19 mittels des Wählers 22, während die auf eine Schweissung entfallende Arbeitszeit durch Anpassung der Wapazität des Kondensators 36 bestimmt werden kann.
Diese Zeit kann kontinuierlieh oder stufenweise auch durch Verstellung des Widerstandes 37 geändert werden. Es können natiirlich auch andere Zeitverzogerungseinrichtungen verwendet werden.
Das Heizelement kann auch ein Streifen mit Längs- oder Querwellen sein, wobei diesen Wellen solche des Trägers aus Isoliermaterial und der Druckschiene entsprechen. Die wirk same Oberfläche des Heizelementes kann mit einem dünnen Überzug aus Isoliermaterial versehen sein, z. B. einen wärmebeständigen Laek oder eine durch anodische Behandlung aufgebrachte dünne Oxydsehicht. Die Anbrin- gung einer derartigen Isolationssehicht ist jedoch keineswegs absolut erforderlich, und die Erfahrung hat gezeigt, dass eine dünne Aluminiumfolie, die auf dem Heizelement aufliegt, nur eine sehr geringe Menge des sehr starken Stromes, der duch das Heizelement fliesst, ableitet.
In vielen Fällen und nalnentlieh weml sich die einzelnen Schweissvorgänge rasch aufeinander folgen, ist es zweckmässig, eine wirksame Kühlung des Heizelementes und der Druckglieder oder Backen herbeizuführen, um eine allmähliehe Erwärmung dieser Teile zu verhindern. Diese Kühlung kann z. B. dadurch herbeigeführt werden, dass ein kontinuierlicher Kühlluftstrom gegen die zu kühlenden Teile gerichtet wird. Eine wirksamere Kühlung wird dadurch erreicht, dass ein kontinuierlicher Strom eines Kühlmittels, z. B. Wasser, durch Leitungen in den Druckgliedern geführt wird.
In diesem Falle bestehen die Druckglieder zweekmässigerweise aus Metall, und sie sind dann auf ihren Arbeitsfläehen mit einer dünnen Schicht von Isolationsmaterial bedeckt.
Bei einer Abwärtsbewegung der Druck sehiene 40 zwecks Ausführung einer Sehwei- ssung drüekt aueh die Betätigungsstange 46 der Sperreinrichtung den Kontaktarm 55 nieder. Dadurch wird der Arbeitskontakt 54 geschlossen und der aufgeladene Kondensator mit der Wicklung des Relais 44 verbunden.
Der Kondensator entladet sich über die Re laiswicklung, so dass das Relais erregt wird und seine Kontakte 43 schliesst. Dies bewirkt seinerseits die Schliessung des Kreises der Sperrspulen 27 und 47, welche nach erfolgter Erregung die untern Teile 26a und 46 der Betätigungsstangen 26 und 46 anziehen. Dadurch wird die Trennung der Druekschiene von der Backe 10 und dem Heizelement 12 verhindert, wodurch der Druck auf die dazwisehen befindlichen thermoplastischen Folien aufrechterhalten wird. Nach einer vorbestimmten Zeit wird sich hierauf der Kondensator durch die Relaiswicklung entladen, und die Erregung der Sperrspulen wird unterbrochen. Dadureh wird die Druck sehiene durch Öffnen der Relaiskontakte 43 freigegeben.
Die Zeit, während welcher die Druckschiene verriegelt oder gesperrt ist, muss länger sein als der Zeitabschnitt, während welchem das Heizelement 12-Linter Strom steht, um den Druck auf die Fol. ien noch etwas nach dem Sehweissvorgang aufrechtzu- erhalten, wodurch den versehweissten Abschnitten Gelegenheit geboten wird, sich ge nügend abzukühlen.
Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellte geänderten Ansführungsform des Erfin dungsgegenstandes wird von beiden Seiten her ein Druck auf die thermoplastischen Blätter ausgeübt und denselben Wärme zugeführt. Die obere Schweissbacke 71 besteht aus Isoliermaterial und ist an einem hin und her bewegbaren Träger 72 vermittels Schrau- benbolzen 73 befestigt. Ein das Heizelement bildender Widerstand 74 ist an der Unterseite vermittels Sehraubenbolzen 75 befestigt.
Die untere SchweiBbacke 76 ist ähnlich ausgebildet wie die obere, und auch sie besitzt ein älmliehes Heizelement 77, das mittels Bolzen 78'befestigt ist. Die beiden Heizelemente 74 und 77 werden durch zwei getrennte Sekundärwieklungen 78 und 79 des gemeinsamen Transformators 80 gespiesen, und sie sind durch dicke Leiter 81 bzw. 82 mit demselben verbunden. Von diesen Lei tungen 81, 82 ist wenigstens der Leiter 81 biegsam, um eine Relativbewegung der Sehweissbacke 71 in bezug auf die andere Schweissbacke zu ermöglichen. Die beiden Sekundärwieklungen werden gleichzeitig durch eine gemeinsame Primärwicklung 83 erregt, die an eine Weehselstromquelle 84 angeschlos- sen ist.
In manehen Fällen ist es wünsehenswert, auf einem der beiden Heizelemente eine dünne isolierende und wärmebeständige Schicht 85 aufzubringen, um eine direkte elektrische Berührung des Heizelementes mit einem zwischen den Schweissbacken befind- lichen Leiter, z. B. einer mit thermoplasti sehem Ilaterial kasehierten Aluminiumfolie zu verhüten oder auch um eine direkte elektrische Berührung mit der andern Sehweissbacke bzw. deren Heizelement zu verhindern.
Diese isolierende Schicht kann durch eine Oxydschielit oder durch eine andere dünne, stark haftende Schicht von verminderter Leitfähigkeit gebildet werden. Die beiden Ileizeleiiieiite sind mit einem Zeitverzöge- rungs- und Sperrapparat, z. B. naeh Art der in den fig. I und 2 dargestellten Einriehtun- g @en, versehen.
Mittels der beschriebenen Sehweissmaschine und des Verfahrens ist es möglich, thermoplastische Folien zu verschwei#en, deren Ver schwei#ung mit den bisher bekannten Anlagen nient möglich war. Beispiele für solche bisher nicht miteinander versehweissbare Fo- lien sind Folien aus Polyäthylen und Viny- Hdenchiorid.
In der Verpaekungsindustrie werden immer mehr die billigeren thermoplastischen Fihne verwendet, die nieht mit nichtsehmelzendem Material, wie z. B. Papier, kaschiert sind. Thermoplastische Folien, die nicht ka- schiert sind, konnten jedoch nur mit grossen Schwierigkeiten verschweisst werden, da sie an den iiblichen Schwei#backen klebenblieben.
Erstaunlicherweise zeigte sich beim Anwen- den des besehriebenen Verfahrens und der Maschine, dass dieses Anhaften an den Sehweissbacken volHg fehlt. Die Gründe hierfür sind nieht restlos bekannt, aber sie dürften wahrscheinlich im Zusammenhang mit den rasehen Temperatursehwankungen des Heizelementes während jedes Sehweissvorg stehen.
Anstatt die Zeitverzogerungen durch mechanische Relais zu regeln, können zum glei- chen oder zu ähnlichen Zwecken Entladungs- einrichtungen vorgesehen sein, die periodisch durch die Zeitkonstante des Kondensator Widemtandskreises bestimmt werden. Beispiele von solchen Entladungseinrichtungen sind Glimmentladungsrohren, Vakuumröhren, Thyratrons, Relaisröhren, Glühkathoden- röhren usw.
Process for welding thermoplastic layers and machine for carrying out this process.
Films made of thermoplastic material are used for packaging purposes both alone and in combination with a paper or metal base. The purpose of such a base is to increase the mechanical resistance and at the same time to reduce the die of the thermoplastic film used. The previously known machines used for forming and closing packages from thermoplastic films regularly comprise a pair of rails or jaws, at least one of which is made of metal and is kept at a temperature at which welding of the thermoplastic material takes place. The other jaw or rail can be made of metal or rubber and is generally not heated.
Such machines have various disadvantages. Complicated thermoplastic regulating devices are required for the welding bars, and the bars have to be provided with a quite acceptable heat capacity. It is difficult to ensure sufficient welding temperatures at all speeds. Another disadvantage is that the welding bars are just as hot when the jaws are lifted from the welding point as they are during the actual welding process.
As a result, the weld often loosened immediately after the end of the welding process, or it was weakened and incomplete, so that it was not liquid-tight and gas-tight to the desired extent and resistant to the penetration or escape of moisture. It is also necessary to preheat the welding bars before the closing of the sows etc. can be started, which results in a great loss of time. This is especially true where only relatively small series of packages have to be sealed at once.
The method according to the invention for welding thermoplastic layers is characterized in that the superimposed layers to be welded are pressed together between two bodies, at least one of which is an electrical heating element, and that a current is passed through this for the purpose to heat it to the welding temperature and that the pressure on the welding point is maintained even after the current has been switched off until the welding point has cooled down and solidified.
The machine according to the invention for carrying out the method with a pair of pressure elements and means for mutual displacement of the same, for the purpose of exerting pressure on the thermoplastic layers introduced between them, is characterized in that an electrical pressure element is provided on the surface of one of the pressure elements Heating element is attached and that switching means are provided, which are actuated in the pressing position of the pressure elements in such a way that they briefly connect the heating element to a power source.
In the accompanying drawing, two exemplary embodiments of the machine according to the invention are shown schematically. In the following, the method itself is also explained, for example, using the same. It shows :
Fig. 1 the pressure organs partially in section and the view scheme of a first embodiment.
FIG. 2 is a section on line 2-2 of FIG. 1.
Figure 3 is a perspective view of a pair of assembled foils prior to sealing.
Fig. 4 is a similar view of the same films after the welding process.
Fig. 5 is an elevation of another embodiment of the machine, Figs
FIG. 6 is a section taken on line 6-6 of FIG. 5.
In FIGS. 1 and 3 of the drawing, 10 denotes the lower welding jaw, which has a flat part of uniform thickness and two lateral extensions 11 of reduced thickness. This jaw is suitably made of an insulating material that is heat and pressure resistant, such as. B. from asbestos and a synthetic resin. It is also possible to make this jaw out of metal, provided that its effective surface is covered with a thin layer of insulating material. A heating element 12 is mounted on the top surface of the jaw 10 and is secured to the jaw by a pair of bolts 13.
The heating element is a narrow strip of thin material, preferably with a high specific resistance, which is not easily oxidized. A chrome nickel alloy is used for two purposes.
The jaw 10 cooperates with a pressure rail 14. This can e.g. B. made of natural or synthetic rubber. The mechanical resistance of the pressure rail 14 can be increased by a metal plate 15. The pressure rail 14 can be adjusted towards the heating element 1 and pressed against it, specifically by means of a device which is only indicated schematically in the drawing by the carrier 16. This carrier is connected to the plate 15 and the pressure rail 14 by means of wooden pegs 17.
Dans heating element 12 is fed from an alternating current source 18 via a step transformer 19. This transformer is provided with a high-voltage primary winding 20 with several taps 21.
These are connected to one side of the power source via a selector 2, while the other end of the winding is connected to the other pole of the power source via contacts 23 of a traction current relay.
The secondary winding 25 comprises only a few turns made of a very dieken copper wire or of a copper bar, and its ends are connected to the ends of the heating element 12 via bolts 13. The secondary current is so strong that the temperature of the heating element can practically immediately be brought to the welding temperature, which, depending on the type of thermoplastic material used, is between 100 and 200 or 300 ° C.
The device for briefly keeping the heating element 12 has an L-shaped actuating rod 26, one end of which is inserted into the pressure rail 14, while its other end passes through the axial cavity of a blocking coil 27 which sits on the extension 11 of the welding jaw 10 . The lower part of this rod is made of ferromagnetic metal.
At the end of the displacement of the pressure rail 14, the actuating rod 26 actuates the switch 28.
The Sehalter 28 has a normally closed contact 33, a normally open contact 34 and a contact arm 35. The normally closed contact 33 is connected to the positive terminal 30 of the rectifier 32. A variable capacitor 36 is connected between the contact arm 3 and the negative terminal 31 of the slide mechanism, and the holding winding of the relay 24 is connected between the normally open contact 34 and the negative terminal of the rectifier 32.
An adjustable resistor 37 is held parallel to the holding movement of the Beiais. The locking device to hold the welding jaws in the working position for a predetermined time during each welding process is actuated by an actuating rod 46 which is made of similar material and of a similar structure and function as the rod 26 and the other Masehinseite is arranged. This actuating rod 46 extends through the axial cavity of the second blocking coil 47, which sits on the other extension 11 of the jaw 10.
This rod cooperates with a switch 48, which is connected similarly to the Sehalter 28. The two blocking coils 27 and 47 can be connected in parallel or in series.
If the Sehweissung is to be done on a pair of foils, each consisting of a non-melting base 58 and a melting thermoplastic layer 59 (Fig. 1 and 3), the foils are inserted between the pressure elements 10 and 14 so that their melting Lay on top of each other. The two pressure elements or jaws are then moved against one another by means of the actuating device 16. This can be done by hand or by machine. This exerts pressure on the foils.
When the pressure rail 14 is moved downwards, the rods 26 and 46 are also adjusted. At the terminal 28, the connection of the capacitor 36 to the terminal 30 between the normally closed contact 33 and the contact arm 35 is interrupted, and immediately thereafter the charged capacitor is connected to the holding winding of the relay 24 via the contact arm 35, which closes the arm contact 34. The capacitor begins to discharge via the relay, and the energized relay closes its contacts 23, whereby the primary circuit of the transformer 19 is closed.
The secondary current heats the heating element almost immediately to the visual temperature. Since the hot heating element is in close contact with the thermoplastic films, they are quickly brought to the welding temperature. In connection with the applied pressure, an absolutely tight weld seam 60 (FIG. 4) is produced in this way.
The charge on the capacitor 36 is quickly consumed in the holding winding of the relay 24. After a predetermined short time, the excitation of the relay is therefore automatically interrupted and the primary circuit of the transformer is opened as a result. Since the heat capacity of the heating element 12 is very low, full. The temperature quickly falls below the welding temperature, which means that the weld can cool down and solidify.
The amount of energy supplied per unit of time can be changed by selecting a different tap 21 of the transformer 19 by means of the selector 22, while the working time allotted to a weld can be determined by adjusting the capacitance of the capacitor 36.
This time can also be changed continuously or in steps by adjusting the resistor 37. Other time delay devices can of course also be used.
The heating element can also be a strip with longitudinal or transverse waves, these waves corresponding to those of the carrier made of insulating material and the pressure rail. The effective same surface of the heating element can be provided with a thin coating of insulating material, for. B. a heat-resistant Laek or a thin oxide layer applied by anodic treatment. However, the application of such an insulation layer is by no means absolutely necessary, and experience has shown that a thin aluminum foil lying on the heating element only dissipates a very small amount of the very strong current flowing through the heating element.
In many cases, and if the individual welding processes follow one another quickly, it is advisable to bring about effective cooling of the heating element and the pressure members or jaws in order to prevent these parts from gradually heating up. This cooling can, for. B. be brought about that a continuous flow of cooling air is directed against the parts to be cooled. More effective cooling is achieved by having a continuous flow of coolant, e.g. B. water, is passed through lines in the pressure members.
In this case the pressure members consist of metal, and they are then covered with a thin layer of insulating material on their working surfaces.
With a downward movement of the pressure rail 40 for the purpose of executing a vision instruction, the actuating rod 46 of the locking device also presses the contact arm 55 down. As a result, the normally open contact 54 is closed and the charged capacitor is connected to the winding of the relay 44.
The capacitor discharges through the relay winding, so that the relay is energized and its contacts 43 close. This in turn closes the circle of the blocking coils 27 and 47 which, after they have been excited, attract the lower parts 26a and 46 of the actuating rods 26 and 46. This prevents the pressure rail from separating from the jaw 10 and the heating element 12, whereby the pressure on the thermoplastic films located therebetween is maintained. After a predetermined time, the capacitor is then discharged through the relay winding and the excitation of the blocking coils is interrupted. Dadureh the pressure sehiene is released by opening the relay contacts 43.
The time during which the pressure rail is locked or blocked must be longer than the period of time during which the heating element 12-Linter is current in order to maintain the pressure on the film a little after the welding process, which causes the most fused sections The opportunity is given to cool down sufficiently.
In the illustrated in FIGS. 5 and 6 modified Ansführungsform of the inven tion object, a pressure is exerted on the thermoplastic sheets from both sides and the same heat is applied. The upper welding jaw 71 consists of insulating material and is fastened to a carrier 72 which can be moved back and forth by means of screw bolts 73. A resistor 74 forming the heating element is attached to the underside by means of screw bolts 75.
The lower welding jaw 76 is designed similarly to the upper one, and it also has a similar heating element 77 which is fastened by means of bolts 78 ′. The two heating elements 74 and 77 are fed by two separate secondary circuits 78 and 79 of the common transformer 80, and they are connected to the same by thick conductors 81 and 82, respectively. Of these lines 81, 82, at least the conductor 81 is flexible in order to allow a relative movement of the welding jaw 71 with respect to the other welding jaw. The two secondary waves are excited simultaneously by a common primary winding 83 which is connected to a alternating current source 84.
In some cases it is worthwhile to apply a thin insulating and heat-resistant layer 85 to one of the two heating elements in order to ensure direct electrical contact between the heating element and a conductor between the welding jaws, e.g. B. to prevent an aluminum foil casehardened with thermoplastic material or to prevent direct electrical contact with the other Sehweissbacke or its heating element.
This insulating layer can be formed by an Oxydschielit or by another thin, strongly adhesive layer of reduced conductivity. The two security units are equipped with a time delay and locking device, e.g. B. close to the type shown in fig. I and 2 shown Einriehtun- g @en provided.
By means of the described welding machine and the method it is possible to weld thermoplastic foils, the welding of which was not possible with the previously known systems. Examples of such foils that have not yet been weldable to one another are foils made of polyethylene and vinyl chloride.
In the Verpaekungsindustrie more and more the cheaper thermoplastic Fihne are used, which is not made with non-sticking material, such as. B. paper, are laminated. Thermoplastic foils that are not laminated, however, could only be welded with great difficulty, since they stuck to the usual welding jaws.
Surprisingly, when using the process and the machine described, it was found that this adherence to the white jaws was completely absent. The reasons for this are not entirely known, but they are likely to be related to the rapid temperature fluctuations of the heating element during each process of welding.
Instead of regulating the time delays by mechanical relays, discharge devices can be provided for the same or similar purposes, which are periodically determined by the time constant of the capacitor resistance circuit. Examples of such discharge devices are glow discharge tubes, vacuum tubes, thyratrons, relay tubes, hot cathode tubes, etc.