Impulsschweißzangen - Impulsschweißgeräte

Impulsschweißgeräte und Impulsschweißzangen – Funktion, technischer Aufbau und Vorteile

1. Funktion von Impulsschweißgeräten und Impulsschweißzangen

Im Bereich des luft- und staubdichten Verschweißens von thermoplastischen Folien haben sich Impulsschweißgeräte bzw. Impulsschweißzangen als unverzichtbare Werkzeuge etabliert. Diese Geräte finden Einsatz in allen Bereichen, in denen Teile geschützt in Kunststoffbeuteln verpackt werden müssen, wie z.B. Elektronikteile, Kleinteile aus Metall oder Kunststoff, Schmuck o.ä.

a) Arbeitsprinzip der Impulsschweißtechnik
Im Gegensatz zum klassischen Schweißen, das auf eine kontinuierlichen Wärmezufuhr beruht, arbeitet die Impulsschweißtechnik mit kurzen, aber intensiven Wärmespitzen, die über die Heizdrähte der Zange auf die Kunsttofffolien übertragen werden. Diese Wärmespitzen entstehen durch schnelle Stromimpulse, die von einem Impulsnetzgerät erzeugt werden. Diese Impulse können vom Anwender so eingestellt werden, dass sich 2 Schichten des jeweiligen thermoplastischen Materials derart erhitzen, das sie optimal miteinander verschmelzen.

b) Funktionsweise von Impulsschweißgeräten
Impulsschweißzangen arbeiten nach dem Prinzip der Impulsstromtechnik. Dabei werden 2 Phasen unterschieden:

Heizphase: In dieser Phase werden die Elektroden (Heizdrähte) durch einen elektrischen Impuls erhitzt. Der Impuls ist dabei von kurzer Dauer, damit nur der direkte Bereich der Schweißnaht und nicht das  daneben liegende Kunststoffmaterial erhitzt wird.

Kühlphase: Nach der Erwärmung folgt eine schnelle Abkühlung. Sie bewirkt, dass die molekulare Verbindung im Bereich Schweißnaht fest wird und keine Verformungen, Löcher oder Risse in der Folie entstehen.

Durch die Steuerung der Heiz- und Kühlphase ermöglicht die Impulsschweißtechnik eine sehr präzise Kontrolle über den Schweißvorgang. Auch anspruchsvolle Kunststofffolien können damit sicher versiegelt werden. Die Steuerung der Stromimpulse erfolgt dabei über einen sog. Impulsgeber, mit dem die Stärke und Dauer des Impulses exakt an die Anforderungen des Materials anpasst werden kann.

2. Was sind Impulsschweißzangen?

Eine Impulsschweißzange ist eine spezielle Ausführung eines Impulsschweißgeräts. Sie wird für mobile Anwendungen eingesetzt, wenn es darum geht, 2 thermoplatische Folien miteinander zu versiegeln, die nicht in die Heizschienen eines feststehenden Geräts eingeführt werden können. Beispiele sind hier der Verschluss von größeren oder schwereren Gebinden, wie Kunststoffsäcke, große Beutel etc. Hier können durch "dachförmige", aneinandergereihte Siegelnähte auch größere Längen zuverlässig verschweißt werden. Die mobile Zange wird dabei verwendet, um die beiden zu verbindenden Folien zu fixieren, während ein Stromimpuls durch die Elektroden (Heizdrähte) im Inneren der Zange geleitet wird, um die Siegelnaht zu erzeugen.

3. Technischer Aufbau von Impulsschweißgeräten und Impulsschweißzangen

Der technische Aufbau von Impulsschweißgeräten ist entscheidend für ihre Leistungsfähigkeit und Präzision. Für eine dauerhafte und dichte Siegelnaht sind folgende Komponenten wichtig:

a) Impulsnetzteil
Das Impulsnetzteil besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

Stromquelle:
Die Stromquelle ist das Herz des Impulsnetzteils und verantwortlich für die Erzeugung der elektrischen Impulse. Sie liefert den nötigen Strom, der in kurze, intensive Impulse umgewandelt wird. Diese Impulse können nach Bedarf in Bezug auf Spannung und Dauer angepasst werden.

Leistungsregler:
Der Leistungsregler steuert die Intensität und Häufigkeit der Stromimpulse. Über diesen Regler kann der Anwender die genaue Stromstärke und Impulsdauer für verschiedene Materialien und Anforderungen einstellen. In der Praxis wird der Leistungsregler durch die Regler der Heizzeit abgebildet.

Kühleinheit:
Die Kühleinheit sorgt dafür, dass das Netzgerät auch bei intensiver Nutzung nicht überhitzt. Sie schützt die empfindlichen Komponenten und sorgt für eine konstant hohe, gleichmäßige Leistung.

Steuergerät:
Das Steuergerät ermöglicht die präzise Einstellung und Kontrolle der Schweißparameter. Hier werden sowohl die Dauer als auch die Häufigkeit der Stromimpulse sowie weitere wichtige Parameter wie Stromaufnahme, Temperatur etc. überwacht.
 

b) Impulsschweißzange
Die Impulsschweißzange besteht aus folgenden Komponenten:

Griff mit Schließmechanismus:
Der Griff dient dazu, die Zange sicher zu halten und zu bedienen. Er ist so konstruiert, dass der Bediener auch bei längeren Anwendungen eine bequeme Handhabung behält. Der Schließmechanismus stellt sicher, dass die beiden Zangen die Folie während des Schweißens zuverlässig zusammenhalten. Dies geschieht in der Regel durch Federdruck.

Elektroden:
In der Regel sind Folienschweißzangen doppelt-beheizt, d.h. beide Zanghälften besitzen Elektroden. Dies sind teflonbeschichtete Heizdrähte, die den Schweißimpuls an die Folie abgeben und für die Versiegelung sorgen.

4. Vorteile von Impulsschweißgeräten und Impulsschweißzangen

Der Einsatz der Impulsschweißtechnik bringt eine Reihe von Vorteilen für viele Anwendungen, bei denen Teile in Kunststofffolien luft- und staubdicht eingeschweißt werden müssen:

a) Große Präzision
Ein Hauptvorteil von Folienschweißzangen ist die hohe Präzision, mit der sie Wärme durch kurze Stromimpulse auf die Folien übertragen. Umliegendes Material wird nie beschädigt. Dies ist vor allem bei dem Versiegeln von Beuteln mit besonders dünnen Folienstärken oder mit hitzeempfindlichem Inhalt entscheidend.

b) Geringe Wärmeeinwirkung
Ein weiterer Vorteil ist die geringe Wärmeeinwirkung auf die Kunststofffolie. Durch die kurzen Impulse wird die Folie nur so erwärmt, dass Beschädigungen oder Folienschrumpfungen durch Überhitzung ausgeschlossen werden.

c) Hohe Wiederholgenauigkeit
Die digitale Steuerung der Impulse ermöglicht eine hohe Wiederholgenauigkeit. Damit können identische Schweißergebnisse auch bei wiederholter Anwendung zuverlässig erzielt werden. Beim Versiegeln von Folien mit hoher Qualitätsanforderung ist dies besonders wichtig.

d) Energieeffizienz
Durch die kurze Dauer des Stromimpulses ist der Energieverbrauch minimal. Damit ist  Impulsschweißen sehr energieeffizient.

e) Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Durch den mobilen und flexiblen Einsatz von Folienschweißzangen sind völlig unterschiedliche Anwendungen denkbar. Durch eine Aneinanderreihung von Schweißnähten können z.B. auch lange Schweißnähte gebildet werden.

Impulsschweißgeräte und Impulsschweißzangen sind eine ergonomische und wirtschaftliche Lösung für Anwendungen, bei denen thermoplastische Kunststofffolien miteinander verschweißt werden müssen. Auch besonders dünne Folien oder empfindliche Produkte lassen sich damit zuverlässig luft- und staubdicht verpacken.