Brevet FR2118950A1 — publié le 19720804

r- '3 i.îivcîn'tA "TT? S0H ù impulsions» en particulier pou? souder des éléments d'emballage en matière thermoplastique. Pour souder des feuilles de matière synthétique ou pour sceller à chaud ■j les êl&nexits l'emballage recouverts de matière synthétique, il faut porter ces surfaces à la température nécessaire pour établir leur liaison,, Cela se fait, dans les procédés en continu, à l'aide de rouleaux chauffés par exemple ou, dans les procédés en discontinu, par des mâchoires métalliques chauffées, lesquelles sont généralement pour'/ues de revêtements de polytétrafluorêthylène lû pour éviter l'adhérence des éléments synthétiques. Pour effectuer l'apport de chaleur désiré ou pour chauffer les mâchoires ou les plaques on se sert, entre autres moyens différents, d'une bande chauffante à résistance qui estéchauffée temporairement par une impulsion de courant, puis à nouveau brusquement refroidie. Cette action intermittente peut aussi être doublée d'un refroidisse-15 ment particulier. Quand, dans un p roc* 34 discontinu, on a ?ê.ç-lé Ta durée de l'inp^lgion de courrai transmise jm dispositif 3e soudage d'une machine k emballer en fonction de l'épaisseur et du type du matériau de l'élément à souder, la qualité lu cordon de soudure reste assurés tant que les intervalles de soudage 20 restent é^aux «r.tre eux. Dans "e cas, la durée de l'impulsion de soudage est rdjlée sur un'- minuterie, 3e aorte qu'on prévoit des durées d'impulsion tu* peu pluj courtes lors d'une succession rapide des opérations de soudage en tenant compte de la chaleur résiduelle restant dans les mâchoires du dispositif de soudage, et qu'on prévoit des durées d'impulsion un peu plus grandes lors 25 d'une succession plus lente des opérations de soudage en tenant compte du refroidissement presque complet des mâchoires, ces prévisions étant, pour ainsi dire, faites ï l'estime ou par tâtonnement. Pour des intervalles de soudage irréguliïrs, une telle correction ultérieure de réglage n'est pas possible et il y a alors 'anger à ce que des cordons de soudure inutilisables se produisent, 30 que ce soit par insuffisance de liaison ou par détérioration des éléments, tels que feuilles par exemple, par fusion. L'invention a pour objet de pallier ces inconvénients et de réaliser une minuterie qui commande la durée des impulsions de soudage en fonction de l'intervalle des soudages successifs et qui, dans ce cas, compense aussi, en 35 mftne temps, les variations de tension du réseau qui pourraient contribuer à l'irrégularité de la qualité du cordon de soudure. I*or*£tr cbXs, co2isidéi?âtion ■* . t ? ? t >e.^... f v«- .-* • fjmj*-.n ^ . c ~ ' ^ --- i - xi~T *V?.V BAD ORIGINAL *" 71 45736 2 2118950 est chargé par l'intermédiaire d'une résistance5 parce que la tension de charge du condensateur varie aussi exponentiellement. Quand il est nécessaire d'échauffer un corps à une température déterminée, il faut interrompre l'apport d'énergie au corps après qu'il ait atteint 3 cette température. De façon analogue, pour un condensateur devant être chargé à une tension déterminée, il faut interrompre l'opération de charge après avoir atteint cette tension. De même, lors du refroidissement du corps, la variation de température est à peu près exponentielle. En fait, cette variation correspond en général à une autre constante de temps que la constante de temps 10 déterminant l'échauffement, cette dernière dépendant de la valeur de la puissance de chauffage fournie. De façon analogue, le condensateur se décharge lui-aussi avec une constante de temps correspondant à celle du refroidissement du corps, de sorte qu'à chaque instant la tension du condensateur constitue une mesure pour la température du corps. 15 Partant de cette connaissance, et en vue d'atteindre l'objectif indiqué, à l'aide d'une minuterie contrôlant un appareil de soudage à impulsion, on simule, conformément à l'invention, la variation de température des mâchoires de soudure par la variation de tension d'un condensateur associé à des résistances de charge et de décharge inséré dans le circuit de commande de la 20 minuterie, ce circuit de commande permettant le passage du courant vers l'appareil de soudage ainsi que l'opération de charge du condensateur et étant maintenu au moyen d'un commutateur de commande jusqu'à ce qu'un déclencheur, répondant à une tension de charge déterminée du condensateur, ramène le commutateur de commande à son état d'arrêt, le commutateur commandant à 25 nouveau la conduction lorsque le circuit de commande est coupé du réseau. Si l'on applique une tension au circuit de commande en actionnant l'appareil de soudage, c'est-à-dire en mettant les mâchoires en regard l'une de l'autre, la charge du condensateur commence en même temps que le courant arrive au fil ou au ruban de chauffage, la charge du condensateur 3'effectuant 30 par l'intermédiaire d'une résistance de charge tenant compte de la constante de temps relative à l'échauffement des mâchoires de chauffage. Dès que la tension du condensateur atteint une valeur correspondant à la température des mâchoires de chauffage, le déclencheur répond et ramène le commutateur de commande à un état d'arrêt, de sorte que le maintien de l'alimentation du 35 courant au fil chauffant est interrompu et que l'opération de charge du condensateur s'arrête. A partir de cet instant, les mâchoires du dispositif de soudage se refroidissent à nouveau et, en même temps, le condensateur se i>du 1 *iiiU.i»tdiaire i'.uuv «atre résistance de décharge tenant compte de la constante, de temps du refroidissement au corps. Si, lors de l'opération 40 suivante de «uuJayc,.lé circuit - Je commande est à nouveau, alimenté en courant, BAD ORIGINAL 71 45736 3 2118950 le même processus de fonctionnement se répète, la charge du condensateur débutant à partir cl*une charge résiduelle plus petite ou plus grande suivant la durée de l'intervalle de soudage, la valeur du seuil du déclencheur étant par conséquent atteinte plus ou moins tôt. 5 Conformément à l'invention, on obtient une compensation des variations de tension du réseau, du fait que la valeur du seuil du déclencheur est maintenue constante et que le circuit de commande est alimenté à une tension proportionnelle à celle du réseau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 10 lecture de la description suivante faite en référence au dessin annexé d'un exemple de réalisation. Sur le dessin : La figure 1 représente un schéma des circuits électriques dans lequel différents éléments de commande principaux ou auxiliaires ont été figurés 15 par des symboles logiques pour plus de clarté, et la figure 2 un schéma de montage d'un mode de réalisation pratique de la minuterie suivant la figure 1. Conformément à la figure 1, la minuterie comprend selon l'invention un circuit électrique de commande 10, qui par l'intermédiaire d'un commutateur b 20 peut être raccordé à un poste d'alimentation de courant de tension UB. Le commutateur b peut être couplé à un commutateur, non représenté, servant à déclencher la cadence de travail des mâchoires de soudage, ou peut encore comprendre un contact qui est actionné lors de l'application respective des mâchoires de soudage. En position non actionnée du commutateur b, la mémoire 25 Sp est remise à zéro, car une porte logique N de type "NON" émet, par l'intermédiaire de sa sortie A, un signal sur l'entrée de remise à zéro R de la mémoire. Dans cet état, le condensateur C se décharge par 1*intermédiaire de la résistance réglable de décharge 82 et d'une diode d-j ainsi que par l'intermédiaire de la sortie A d'une porte "ET" référencée U. 30 Lors de l'actionnement du commutateur b, un signal apparait à la sortie A de la porte "ET" U de sorte que le condensateur C se charge par l'intermédiaire de la résistance de charge réglable et de la diode d-2 • La tension aux bornes du condensateur crott pour atteindre une valeur déterminée et est appliquée à l'entrée E d'un déclencheur à seuil Tr. A cette tension, le 35 déclencheur émet un signal apparaissant h sa sortie A et qui est appliqué à la mémoire Sp. Etant donné qu'il n'y a plus de signal à la sortie Q-' de la mémoire Sp, il n'y a alors plus de signal présent à la deuxième entrée E2 de la porte "ET" U. Aucun signal n'apparait donc à la sortie A de la porte "ET" U. Dans cet état du circuit de commande, le condensateur C se décharge par 40 1* intermédiaire de la résistance R2 et de la diode d-j. BAD ORIGINAL ^ 71 45736 4 2118950 Four compenser les variations de tension du réseau, on maintient constante la valeur de seuil du déclencheur Tr et l'on alimente le circuit logique à une tension Uq proportionnelle à la tension du réseau. Dans l'exemple de la figure 2, la minuterie est raccordée au réseau par 5 l'intermédiaire d'un redresseur à pont n-j et d'un transformateur W. Après actionnement du commutateur b une bascule se composant des transistors T2 et T3 est mise, à l'aide du condensateur C2, dans un état dans lequel T3 est conducteur. De ce fait, le relais A s'excite, entraînant par la fermeture de son contact a, le chauffage de la résistance de chauffage Rx de la mâchoire de 10 soudage. Par 1'intermédiaire de la diode n^ et de la résistance réglable P2» le condensateur C3 se charge, la constante de temps de charge de celui-ci étant réglable à l'aide de la résistance variable P2. Quand la tension du condensateur C3 a atteint une valeur qui est supérieure au montant de la tension de la diode «4 et de la tension base-émetteur du transistor T^, la 15 tension de l'émetteur du transistor T^ étant réglée par le potentiomètre P-j, le transistor T^ devient conducteur et remet la bascule en position initiale. Le condensateur se décharge alors par l'intermédiaire de P2, P3 et de la résistance R4 du relais A. La constante de temps de décharge est réglée à l'aide de la résistance variable P3. 20 La variation de tension au condensateur C3 est, avec une précision suffisante dans la pratique, analogue à la variation de température sur la mâchoire de soudage. Par conséquent, on peut régler la température de déclenchement au moyen du potentiomètre P^ quand auparavant et au moyen des résistances variables P2 25 et P3, on a simulé la variation de température sur le fil de soudage par la variation de tension dù condensateur C3. Pour compenser l'influence des variations de tension du réseau, on stabilise la tension de l'émetteur du transistor Tj, tandis que la tension de charge du condensateur C3 n'est pas stabilisée. De ce fait, bien entendu, le 30 temps de manoeuvre de la minuterie se modifie en cas de modifications de tension du réseau. Afin de faciliter la compréhension de l'analogie ainsi mise en évidence, on a établi ci-dessous un tableau de correspondance entre les grandeurs des éléments électriques utilisés et les grandeurs des éléments thermiques 35 contrôlés. BAD ORIGINAL 71 4573o 5 2118950 Tableau de correspondance Condensateur Corps échauffé Charge U- Ub (l-e"tl) U * tension instantanée au condensateur Ujj « tension de charge ^ * constante de temps de la charge Décharge Jco t Jco . e ™ =rT • tension en fin de charge constante de temps de la décharge Echauffement î ^ Vx = Î?E . (1 - e " "ÛT ) $X = température instantanée du corps ^E => température finale du corps ^ «= constante de temps de 1 • éch auffement Refroidissement 'Ko t U%q a température à l'interruption de l'apport d'énergie 6 2 « constante de temps du refroidissement 8ad original 71 ^5736 6 2118950 REVENDICATIONS 1#) Minuterie pour appareils de soudage à impulsions, destinés en particulier à souder des éléments d'emballage en matière thermoplastique, caractérisée en ce que la variation de température des mâchoires de soudage 5 est simulée, dans un circuit électrique de commande, par la variation de tension d'un condensateur associé à des résistances de charge et de décharge, l'alimentation en courant de l'appareil de soudage ainsi que l'opération de charge du condensateur étant maintenues au moyen d'un commutateur de commande jusqu'à ce qu'un déclencheur, répondant à une tension de charge déterminée du 10 condensateur, ramène le commutateur de commande à un état d'arrêt, le commutateur commandant à nouveau la conduction lorsque le circuit de commande est coupé du réseau. 2#) Minuterie selon la revendication 1, caractérisée en ce que la valeur de seuil du déclencheur est maintenue constante et le circuit de commande 15 alimenté à une tension proportionnelle à celle du réseau en vue de compenser les variations de tension du réseau. BAD ORIGINAL