[發(fā)明專利]加熱裝置、成型機和加熱半成品的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410328586.4
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104275782B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·斯托克;G·哈通;M·菲施施魏格爾;P·艾格;G·施泰因比希勒
• 申請（專利權(quán)）人: 恩格爾奧地利有限公司
• 主分類號: B29C45/72
• 分類號: B29C45/72;B29C45/78
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所11038
• 代理人: 張立國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種加熱裝置、一種具有這種加熱裝置的成型機以及一種用于加熱至少一個半成品的方法。

背景技術(shù)

成型機在此可理解為注射成型機、壓力機、注射壓力機或類似物。

電磁輻射、尤其是紅外輻射用于對熱塑性半成品和薄膜加熱以能實現(xiàn)用于形成復(fù)雜幾何形狀的熱成型過程是現(xiàn)有技術(shù)。為了輻射放射，使用不同的系統(tǒng)。例子是金屬帶輻射器、碳輻射器、陶瓷輻射器和石英輻射器。如所述例子所示，各輻射源的區(qū)別在于用不同的材料作為放射器。通過不同的放射物質(zhì)可以在取決于輻射波長和溫度的放射光譜上產(chǎn)生帶寬。根據(jù)要加熱的半成品的吸收和傳輸光譜，這導(dǎo)致不同的熱輸入響應(yīng)時間、輻射穿透深度并最終導(dǎo)致半成品在輻射器場中必要的停留時間。

在批量式薄膜加工中，為了保障熱輸入和能實現(xiàn)緊接的變形而使用加熱裝置，所述加熱裝置承載有構(gòu)造成單面實施方式的——或在個別情況下雙面實施方式的熱輻射器。通過保持裝置固定、又固定在外部的操縱單元(例如機器人)上的薄膜被輸入到輻射器場中。在運行期間，通過操縱單元在熱輻射器的加熱區(qū)域中的停留時間實現(xiàn)熱輻射器的持續(xù)功率和對要引入到薄膜中的熱量的控制。為了可批量地制造基于熱塑性基材系統(tǒng)的纖維塑料復(fù)合物，將熱引入到半成品中直至達到可變形性是構(gòu)件制造的前提。由此，加熱站成為一種重要的設(shè)備元件。現(xiàn)有技術(shù)是上述用于薄膜的方法也在制造纖維復(fù)合構(gòu)件時應(yīng)用。

熱塑性半成品的厚度在0.1和10毫米之間并且由可能的填充物覆蓋不同的色譜。因此在加熱半成品時產(chǎn)生比在傳統(tǒng)薄膜加工中長很多的加熱時間。由于聚合物的低的熱傳導(dǎo)性并且由于取決于填充物含量、顏色、纖維含量及基材的輻射穿透深度，半成品中主要的熱傳輸效應(yīng)是熱傳導(dǎo)。由此決定地導(dǎo)致在與現(xiàn)有技術(shù)相應(yīng)的加熱方法中發(fā)生半成品的基材物質(zhì)的表面區(qū)和邊緣區(qū)的過熱和損傷。

換句話說，由于熱輻射器的連續(xù)運行和對在加熱站中停留持續(xù)時間的控制，須進行折衷：若停留持續(xù)時間過短，則雖然半成品的表面溫度可以正常，但半成品不均勻地熱透。若停留持續(xù)時間過長，則雖然半成品被熱透，但半成品的表面由于過熱而受損。

為了保障在表面上的溫度均勻，在制造薄膜的區(qū)域中將熱輻射器分成多個區(qū)并單獨控制這些區(qū)。通過這種溫度控制的方法使得當每次改變工藝時，須進行耗費時間和成本的校準工作，以適配半成品中的溫度分布。

半成品的保持通過外部的操縱單元實現(xiàn)，所述操縱單元或利用作用在半成品上的重力抓著所述半成品或通過在半成品角部上(例如通過針)固定所述半成品向熱輻射器的加熱區(qū)域中運動。但在單側(cè)保持半成品時重力不足以補償由溫度誘致的固有應(yīng)力(半成品的卷曲效應(yīng))，由此發(fā)生半成品的變形、纖維翹曲和脫層。如果通過針在角部上固定并張緊半成品，則由于因此而產(chǎn)生的不均勻的固有應(yīng)力分布導(dǎo)致再次增加的脫層傾向。

此外，外部的操縱單元在整個加熱周期期間必須保持在該位置中，因此須使用附加的操縱單元以使半成品準備用于加熱及從成型機中取出完成構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種加熱裝置、一種具有這種加熱裝置的成型機以及一種用于加熱半成品的方法，其中，能夠?qū)崿F(xiàn)保護半成品表面地熱透所述半成品。

該任務(wù)通過一種具有如下所述特征的加熱裝置、一種具有如下所述特征的成型機以及一種具有如下所述特征的方法實現(xiàn)。

這通過測量所述至少一個半成品的溫度并根據(jù)測得的溫度調(diào)節(jié)所述至少一個熱輻射器的加熱功率而實現(xiàn)。在此，所述加熱裝置具有至少一個熱輻射器、至少一個容納區(qū)域和至少一個溫度傳感器，在所述容納區(qū)域中，在所述至少一個熱輻射器的加熱區(qū)域中可設(shè)置至少一個半成品，所述溫度傳感器設(shè)置成可測量在所述至少一個容納區(qū)域中設(shè)置的至少一個半成品的溫度，其中，設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，所述至少一個溫度傳感器的測量信號可輸送給所述調(diào)節(jié)裝置，并且所述調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所述至少一個溫度傳感器的測量信號調(diào)節(jié)所述至少一個熱輻射器的輻射功率，所述加熱裝置的特征在于，為了在容納區(qū)域中設(shè)置所述至少一個半成品而設(shè)有定位裝置，所述定位裝置的形式為金屬絲托架和/或張緊框，所述金屬絲托架的金屬絲為了補償熱變形是被彈簧加載的，所述張緊框具有至少一個被彈簧加載的保持裝置，用于形狀鎖合地或力鎖合地保持半成品，設(shè)有至少一個管件，其中，所述至少一個管件的第一開口指向容納區(qū)域并且所述至少一個溫度傳感器設(shè)置在所述至少一個管件的第二開口上。

通過所述調(diào)節(jié)便將表面溫度保持在一可接受的水平上。加熱時間可以這樣選擇，使得在半成品的中央中也存在所期望的溫度。