AT514454A1 - heater - Google Patents

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AT514454A1
AT514454A1 ATA572/2013A AT5722013A AT514454A1 AT 514454 A1 AT514454 A1 AT 514454A1 AT 5722013 A AT5722013 A AT 5722013A AT 514454 A1 AT514454 A1 AT 514454A1
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Peter Dipl Ing Egger
Georg Dipl Ing Dr Steinbichler
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Engel Austria Gmbh
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Abstract

Heizvorrichtung mit wenigstens einem Heizstrahler (2), wenigstens einem Aufnahmebereich (3), in welchem wenigstens ein Halbzeug (4) im Heizbereich (5) des wenigstens einen Heizstrahlers (2) anordenbar ist und wenigstens einem Temperatursensor (6), welcher so angeordnet ist, dass eine Temperatur wenigstens eines im wenigstens einen Aufnahmebereich (3) angeordneten Halbzeugs (4) messbar ist, wobei eine Regeleinrichtung (7) vorgesehen ist, welcher die Messsignale des wenigstens einen Temperatursensors (6) zuführbar sind, wobei die Strahlleistung des wenigstens einen Heizstrahlers (2) in Abhängigkeit der Messsignale des wenigstens einen Temperatursensors (6) regelbar ist.Heating device with at least one radiant heater (2), at least one receiving area (3), in which at least one semi-finished product (4) in the heating region (5) of the at least one radiant heater (2) can be arranged and at least one temperature sensor (6) which is arranged in that a temperature of at least one semifinished product (4) arranged in the at least one receiving region (3) can be measured, wherein a control device (7) is provided, to which the measuring signals of the at least one temperature sensor (6) can be supplied, wherein the blasting power of the at least one radiant heater (2) in dependence of the measuring signals of the at least one temperature sensor (6) is controllable.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, eine Formgebungsmaschine mit einer solchen Heizvorrichtung sowie ein Verfahren zum Aufheizen wenigstens eines Halbzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 25.The present invention relates to a heating device having the features of the preamble of claim 1, a shaping machine with such a heating device and a method for heating at least one semifinished product having the features of the preamble of claim 25.

Unter einer Formgebungsmaschine ist dabei eine Spritzgießmaschine, eine Presse, eine Spritzpresse oder dergleichen zu verstehen.Under a molding machine is an injection molding machine, a press, an extrusion press or the like to understand.

Der Einsatz von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung zur Erwärmung von thermoplastischen Halbzeugen und Folien zur Ermöglichung des Thermoformprozesses zur Abformung komplexer Geometrien ist Stand der Technik. Zur Strahlungsemission werden unterschiedlichste Systeme verwendet. Beispiele sind Metallbandstrahler, Carbonstrahler, Keramikstrahler und Quarzstrahler. Die Unterschiede der Strahlungsquellen liegen, wie die genannten Beispiele zeigen, in der Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe als Emitter. Durch unterschiedliche emittierende Materialien kann eine Bandbreite an Strahlungswellenlängen- und temperaturabhängigen Emissionsspektren generiert werden. Dies führt in Abhängigkeit des Absorptions- und Transmissionsspektrums des zu erwärmenden Halbzeuges zu unterschiedlichen Wärmeinbringungsansprechzeiten, Strahlungseindringtiefen und letztlich zu notwendigen Verweilzeiten des Halbzeuges im Strahlerfeld.The use of electromagnetic radiation, in particular infrared radiation for heating thermoplastic semi-finished products and films to enable the thermoforming process for the molding of complex geometries is state of the art. For radiation emission a wide variety of systems are used. Examples are metal strip emitters, carbon emitters, ceramic emitters and quartz emitters. The differences of the radiation sources are, as the examples mentioned, in the use of different materials as emitters. By emitting different materials, a range of radiation wavelength and temperature-dependent emission spectra can be generated. Depending on the absorption and transmission spectrum of the semifinished product to be heated, this leads to different heat input response times, radiation penetration depths and finally to necessary residence times of the semifinished product in the radiator field.

In der serienmäßigen Folienverarbeitung werden zur Gewährleistung der Wärmeeinbringung und Ermöglichung einer anschließenden Umformung Heizvorrichtungen verwendet, welche die Heizstrahler in ein- oder in Sonderfällen auch zweiseitiger Ausführung aufgebaut, tragen. Die Folie, fixiert durch eine Halterung, die wiederum an einer externen Manipulationseinheit (beispielsweise Roboter) befestigt ist, wird ins Strahlerfeld eingeführt. Während des Betriebes sind die Heizstrahler in Dauerleistung und die Steuerung der einzubringenden Wärmemenge in die Folie erfolgt durch die Verweilzeit der Manipulationseinheit im Heizbereich der Heizstrahler. Für die serienfähige Herstellung von Faserkunststoffverbunden basierend auf thermoplastischen Matrixsystemen ist Wärmeeinbringung in Halbzeuge bis zur Erreichung der Umformbarkeit eine Voraussetzung zur Bauteilherstellung. Dadurch wird die Heizstation zu einem wesentlichen Anlagenelement. Stand der Technik ist es, das oben beschriebene Verfahren für Folien auch bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen einzusetzen.In the standard film processing heaters are used to ensure the heat input and allow subsequent forming, which built the radiant heater in one or in special cases, two-sided design wear. The film, fixed by a holder, which in turn is attached to an external manipulation unit (for example robot), is introduced into the radiator field. During operation, the radiant heaters are in continuous power and the control of the amount of heat to be introduced into the film is effected by the residence time of the manipulation unit in the heating area of the radiant heaters. For the mass production of fiber-reinforced plastic composites based on thermoplastic matrix systems, heat input into semi-finished products is a prerequisite for component production until the formability is reached. As a result, the heating station becomes an essential element of the system. The prior art is to use the method described above for films also in the production of fiber composite components.

Die Dicken von thermoplastischen Halbzeugen liegen zwischen 0.1 und 10 mm und decken durch etwaige Füllstoffe unterschiedliche Farbspektren ab. Demnach ergeben sich beim Erwärmen von Halbzeugen viel höhere Heizzeiten als in der konventionellen Folienverarbeitung. Durch die geringe Wärmeleitfähigkeit der Polymere und durch die von Füllstoffgehalt, Farbe, Fasergehalt und Matrix abhängige Eindringtiefe der Strahlung, ist der dominierende Wärmetransporteffekt im Halbzeug die Wärmeleitung. Dadurch bedingt kommt es bei Heizmethoden, die dem Stand der Technik entsprechen, zur Überhitzung und Schädigung der Oberflächen-und Randzone des Matrixmaterials des Halbzeuges.The thicknesses of thermoplastic semi-finished products are between 0.1 and 10 mm and cover different color spectra with any fillers. Accordingly, the heating of semi-finished products results in much higher heating times than in conventional film processing. Due to the low thermal conductivity of the polymers and by the filler content, color, fiber content and matrix dependent penetration depth of the radiation, the dominant heat transport effect in the semi-finished product is the heat conduction. As a result, it comes with heating methods that correspond to the prior art, to overheat and damage the surface and edge zone of the matrix material of the semifinished product.

Anders ausgedrückt, muss durch den kontinuierlichen Betrieb der Heizstrahler und die Steuerung der Verweildauer in der Heizstation ein Kompromiss eingegangen werden: Ist die Verweildauer zu kurz, kann zwar die Oberflächentemperatur des Halbzeugs in Ordnung sein, das Halbzeug ist jedoch nicht homogen durchwärmt. Ist die Verweildauer zu lang, ist das Halbzeug zwar durchwärmt, aber die Oberfläche des Halbzeugs nimmt Schaden durch Überhitzung.In other words, the continuous operation of the radiant heaters and the control of the residence time in the heating station must be compromised: If the residence time is too short, the surface temperature of the semi-finished product may be in order, but the semi-finished product is not homogeneously heated. If the residence time is too long, the semi-finished product is indeed warmed, but the surface of the semifinished product is damaged by overheating.

Um die Temperaturhomogenität über die Fläche zu gewährleisten werden im Bereich der Folienfertigung die Heizstrahler in Zonen eingeteilt und diese einzeln gesteuert. Durch diese Methode der Temperatursteuerung folgt, dass bei jeder Veränderung des Prozesses zeit- und kostenintensive Kalibrierarbeiten durchgeführt werden müssen, um die Temperaturverteilung im Halbzeug anzupassen.In order to ensure the homogeneity of the temperature across the area, the radiant heaters are divided into zones in the area of film production and controlled individually. This method of temperature control means that time-consuming and costly calibration work has to be carried out with each change of the process in order to adapt the temperature distribution in the semifinished product.

Das Halten der Halbzeuge erfolgt durch externe Manipulationseinheiten, welche diese entweder greifend unter Nutzung der auf das Halbzeug wirkenden Schwerkraft oder durch Fixierung des Halbzeuges an den Halbzeugecken (beispielsweise durch Nadeln) in den Heizbereich der Heizstrahler bewegen. Beim einseitigen Halten des Halbzeuges reicht die Schwerkraft jedoch nicht um temperaturinduzierte Eigenspannungen (Einrolleffekt des Halbzeuges) zu kompensieren, wodurch es zu Formveränderungen, Faserverzügen und Delaminationen des Halbzeuges kommt.The holding of the semifinished products is carried out by external manipulation units which move them either crosswise using the force acting on the semi-finished gravity or by fixing the semifinished product to the semi-finished products (for example, by needles) in the heating of the radiant heater. However, when one-sided holding of the semifinished product, the force of gravity is insufficient to compensate for temperature-induced residual stresses (single-roll effect of the semifinished product), which leads to changes in shape, fiber distortion and delaminations of the semifinished product.

Wird das Halbzeug an den Ecken durch Nadeln fixiert und gespannt erfolgt durch die sich daraus ergebende ungleichmäßige Einspannkraftverteilung eine nochmals erhöhte Delaminationsneigung.If the semifinished product is fixed at the corners by needling and tensioned, the resulting uneven clamping force distribution results in a further increased tendency to delaminate.

Weiters muss die externe Manipulationseinheit während des gesamten Aufwärmzyklus in dieser Position verbleiben, wodurch eine zusätzliche Manipulationseinheit verwendet werden muss um die Halbzeuge für die Aufwärmung vorzubereiten und die Endbauteile aus der Formgebungsmaschine zu entnehmen.Furthermore, the external manipulation unit must remain in this position during the entire warm-up cycle, whereby an additional manipulation unit must be used to prepare the semi-finished products for the warm-up and to remove the end components from the forming machine.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Heizvorrichtung, eine Formgebungsmaschine mit einer derartigen Heizvorrichtung sowie ein Verfahren zum Aufheizen von Halbzeugen bereitzustellen, wobei ein für die Oberfläche des Halbzeugs schonendes Durchwärmen desselben ermöglicht wird.The object of the invention is to provide a heating device, a shaping machine with such a heating device and a method for heating semi-finished products, wherein a gentle soaking of the surface of the semi-finished product is made possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Formgebungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 24 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 25 gelöst.This object is achieved by a heating device having the features of claim 1, a shaping machine having the features of claim 24 and a method having the features of claim 25.

Dies geschieht indem eine Temperatur des wenigstens einen Halbzeugs gemessen wird und eine Heizleistung des wenigstens einen Heizstrahlers in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur geregelt wird. Die Heizvorrichtung weist dabei wenigstens einen Heizstrahler, wenigstens einen Aufnahmebereich, in welchem wenigstens ein Halbzeug im Heizbereich des wenigstens einen Heizstrahlers anordenbar ist, und wenigstens einen Temperatursensor, welcher so angeordnet ist, dass eine Temperatur wenigstens eines im wenigstens einen Aufnahmebereich angeordneten Halbzeugs messbar ist, auf, wobei eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, welcher die Messsignale des wenigstens einen Temperatursensors zuführbar sind und welche die Strahlleistung des wenigstens einen Heizstrahlers in Abhängigkeit der Messsignale des wenigstens einen Temperatursensors regelt.This is done by measuring a temperature of the at least one semi-finished product and controlling a heating power of the at least one radiant heater as a function of the measured temperature. The heating device has at least one radiant heater, at least one receiving area, in which at least one semifinished product can be arranged in the heating area of the at least one radiant heater, and at least one temperature sensor, which is arranged such that a temperature of at least one semi-finished product arranged in the at least one receiving area can be measured. , wherein a control device is provided, to which the measuring signals of the at least one temperature sensor can be supplied and which regulates the beam power of the at least one radiant heater as a function of the measuring signals of the at least one temperature sensor.

Durch die Regelung wird die Oberflächentemperatur also auf einem akzeptablen Niveau gehalten. Die Aufheizzeit kann dann so gewählt werden, dass auch im Zentrum des Halbzeugs eine gewünschte Temperatur herrscht.The regulation thus keeps the surface temperature at an acceptable level. The heating time can then be selected so that there is a desired temperature in the center of the semifinished product.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.Further advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Bevorzugt ist wenigstens ein Rohr vorgesehen, wobei eine erste Öffnung des wenigstens einen Rohrs in Richtung des Aufnahmebereichs weist und an einer zweiten Öffnung des wenigstens einen Rohrs der wenigstens eine Temperatursensor angeordnet ist. Bei kontaktloser Messung der Temperatur des wenigstens einen Halbzeugs kann dadurch verhindert werden, dass das Messergebnis durch Streustrahlung, insbesondere von den Heizstrahlern verfälscht wird. Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das wenigstens eine Rohr in wenigstens einer Ausnehmung im wenigstens einen Heizstrahler angeordnet ist. Dadurch wird die Messung der Temperatur an einem generischen Punkt, insbesondere nicht am Rand des Halbzeugs, ermöglicht.Preferably, at least one tube is provided, wherein a first opening of the at least one tube points in the direction of the receiving region and at a second opening of the at least one tube, the at least one temperature sensor is arranged. In contactless measurement of the temperature of the at least one semifinished product can be prevented that the measurement result is distorted by scattered radiation, in particular from the radiant heaters. It is particularly preferably provided that the at least one tube is arranged in at least one recess in at least one radiant heater. This makes it possible to measure the temperature at a generic point, in particular not at the edge of the semifinished product.

Ein weiteres Problem kann dadurch entstehen, dass in der Heizvorrichtung in der Nähe des aufzuheizenden Halbzeugs befindliche Luft vom Halbzeug Wärme aufnimmt und in die Umgebung des Temperatursensors gelangt. Dies kann auch zu einer Verfälschung der Messergebnisse führen. Dem kann mit einer Blasvorrichtung entgegengewirkt werden, durch welche dem wenigstens einen Rohr durch eine Eintrittsöffnung Spülluft zuführbar ist. Es kann dabei außerdem vorgesehen sein, dass im wenigstens einen Rohr Austrittsöffnungen zum Austritt der Spülluft vorgesehen sind, wobei die Austrittsöffnungen vorzugsweise jeweils in eine Richtung quer zu einer Längsachse des wenigstens einen Rohrs weisen.A further problem may arise in that air in the heating device in the vicinity of the semifinished product to be heated absorbs heat from the semifinished product and reaches the surroundings of the temperature sensor. This can also lead to a falsification of the measurement results. This can be counteracted with a blowing device through which the at least one pipe can be supplied with purging air through an inlet opening. It can also be provided that in at least one tube outlet openings are provided for exiting the scavenging air, wherein the outlet openings preferably each have in a direction transverse to a longitudinal axis of the at least one tube.

Es kann vorteilhaft sein, eine Bewegungsvorrichtung vorzusehen, durch welche der wenigstens eine Temperatursensor derartig bewegbar ist, dass Temperaturen von verschiedenen Punkten wenigstens eines in dem Aufnahmebereich angeordneten Halbzeugs erfassbar sind. Da hochqualitative Temperatursensoren kosten intensiv sein können, kann dies zur Reduktion von Produktionskosten der Heizvorrichtung beitragen.It may be advantageous to provide a movement device, by means of which the at least one temperature sensor is movable in such a way that temperatures of different points of at least one semi-finished product arranged in the receiving region can be detected. Since high-quality temperature sensors can be expensive, this can contribute to the reduction of production costs of the heating device.

Dieser Effekt kann jedoch auch dadurch erreicht werden, dass ein Spiegelsystem vorgesehen ist, durch welches von verschiedenen Punkten wenigstens eines im Aufnahmebereich angeordneten Halbzeugs ausgesendete thermische Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, zum wenigstens einen Temperatursensor reflektierbar ist.However, this effect can also be achieved by providing a mirror system by means of which thermal radiation, in particular infrared radiation, emitted from different points of at least one semi-finished product arranged in the receiving region can be reflected to the at least one temperature sensor.

Es kann auch eine Rastervorrichtung vorgesehen sein, durch welche Rasterzellen auf wenigstens einem im Aufnahmebereich angeordneten Halbzeug sequenziell vom wenigstens einen Heizstrahler bestrahlbar sind. Eine erste Ausgestaltung einer solchen Rastervorrichtung umfasst die Möglichkeit, den wenigstens einen Heizstrahler selbst zu bewegen und dessen Heizstrahlung auf die Rasterzellen auf dem Halbzeug zu fokussieren. Es ist jedoch auch möglich, in einer zweiten Ausgestaltung den wenigstens einen Heizstrahler nicht zu bewegen, sondern mit einer variablen Optik die Rasterzellen sequentiell mit Strahlung zu beaufschlagen. Die Rasterzellen werden im Regelfall gedachter Natur sein. Ihre Größe hängt vom Heizstrahler, insbesondere seiner Leistungsfähigkeit, ab.It is also possible to provide a raster device by means of which raster cells on at least one semi-finished product arranged in the receiving region can be irradiated sequentially by the at least one radiant heater. A first embodiment of such a raster device comprises the possibility to move the at least one radiant heater itself and to focus its heating radiation on the raster cells on the semifinished product. However, it is also possible, in a second embodiment, not to move the at least one radiant heater, but to act with a variable optics, the raster cells sequentially with radiation. The grid cells will usually be of an imaginary nature. Their size depends on the radiant heater, in particular its performance.

Besonders bevorzugt sind zur beidseitigen Beheizung wenigstens eines im Aufnahmebereich angeordneten Halbzeugs wenigstens zwei, voneinander beabstandete Heizstrahler vorgesehen, zwischen denen der Aufnahmebereich angeordnet ist.Particularly preferably, for the heating on both sides of at least one semi-finished product arranged in the receiving region, at least two radiant heaters spaced apart from one another are provided, between which the receiving region is arranged.

Systematisch auftretenden Abweichungen von einem gewollten Temperaturprofil kann abgeholfen werden, indem im Strahlengang zwischen dem wenigstens einen Heizstrahler und dem Aufnahmebereich ein Filter und/oder eine Abschirmung und/oder ein Strahlungswandler angeordnet ist.Systematically occurring deviations from a desired temperature profile can be remedied by a filter and / or a shield and / or a radiation converter is arranged in the beam path between the at least one radiant heater and the receiving area.

Da Halbzeuge, für deren Erhitzung die vorliegende Erfindung anzuwenden ist, meist flächig ausgebildet sind, kann dies auch bevorzugt für die Heizstrahler selbst vorgesehen sein. Eine homogene Temperaturverteilung im Halbzeug kann auf diese Weise am einfachsten erreicht werden.Since semi-finished products, for the heating of which the present invention is to be used, are generally flat, this may also preferably be provided for the radiant heaters themselves. A homogeneous temperature distribution in the semifinished product can be achieved in this way most easily.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform strahlt der wenigstens eine Heizstrahler elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen aus dem Infrarotspektrum ab. Infrarotstrahlung ist zur kontaktlosen Erwärmung von Objekten besonders gut geeignet, da diese vergleichweise gut in Wärme umgewandelt wird.In a particularly preferred embodiment, the at least one radiant heater radiates electromagnetic radiation essentially from the infrared spectrum. Infrared radiation is particularly well-suited for non-contact heating of objects, since it is comparatively well converted into heat.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Heizstrahler in Zonen eingeteilt ist, wobei die Strahlleistung jeder Zone separat regelbar ist.It can preferably be provided that the at least one radiant heater is divided into zones, wherein the radiant power of each zone can be regulated separately.

Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, die Zonen gemäß ihrer Lage bezüglich benachbarter Zonen in Kategorien einzuteilen und für jede Kategorie von Zonen genau einen Temperatursensor vorzusehen. Beispielsweise bei quadratischen Zonen können Kategorien nach der Anzahl der benachbarten Zonen geschaffen werden (Also beispielsweise eine Kategorie mit Zonen, die zwei nächste Nachbarn aufweisen, eine mit drei nächsten Nachbarn und eine mit vier nächsten Nachbarn). Da davon ausgegangen werden kann, dass die Temperaturentwicklung in Zonen gleicher Kategorien ähnlich verlaufen, kann durch die Verwendung nur eines Temperatursensors pro Zonenkategorie ein guter Kompromiss zwischen dem Bestreben nach möglichst vielen Temperaturmesspunkten und der Kosteneffizienz geschaffen werden.It is particularly preferred to divide the zones according to their location with respect to adjacent zones in categories and to provide for each category of zones exactly one temperature sensor. For example, for square zones, categories may be created by the number of adjacent zones (eg, a category with zones having two closest neighbors, one with three nearest neighbors and one with four nearest neighbors). Since temperature evolution in zones of similar categories can be expected to be similar, the use of only one temperature sensor per zone category can provide a good compromise between striving for as many temperature measurement points as possible and cost-effectiveness.

In einer bevorzugten Ausführungsform, kann zur Anordnung des wenigstens einen Halbzeugs im Aufnahmebereich eine Drahtauflage vorgesehen sein. Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass Drähte der Drahtauflage zur Kompensation von thermischen Verformungen federbeaufschlagt sind.In a preferred embodiment, a wire support can be provided for the arrangement of the at least one semifinished product in the receiving area. It is particularly preferably provided that wires of the wire support to compensate for thermal deformations are spring-loaded.

Die Drähte der Drahtauflage können einen elliptischen - insbesondere kreisförmigen - oder einen polygonalen Querschnitt aufweisen, wobei eine Querschnittshauptabmessung vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,5 mm und 1 mm, liegt.The wires of the wire support may have an elliptical - in particular circular - or a polygonal cross-section, wherein a cross-sectional main dimension is preferably between 0.05 mm and 5 mm, particularly preferably between 0.5 mm and 1 mm.

Außerdem kann zur Anordnung eines Halbzeugs im Aufnahmebereich ein Spannrahmen vorgesehen sein, welcher wenigstens eine - vorzugsweise federbeaufschlagte - Haltevorrichtung zum form- oder kraftschlüssigen Halten der Halbzeuge aufweist. Auch hier kann die Federbeaufschlagung der Haltevorrichtung zur Kompensation von thermischen Verformungen dienen.In addition, for the arrangement of a semifinished product in the receiving area a clamping frame may be provided which has at least one - preferably spring-loaded - holding device for the positive or non-positive holding of the semi-finished products. Again, the spring loading of the holding device can be used to compensate for thermal deformation.

Die Drahtauflage und/oder der Spannrahmen können linear verfahrbar gelagert sein. Dadurch ist es möglich, die Halbzeuge außerhalb des wenigstens einen Aufnahmebereichs zu befestigen und dann - fixiert am Spannrahmen und/oder platziert auf der Drahtauflage - in den wenigstens einen Aufnahmebereich einzubringen. Dies kann unter Anderem den Vorteil bieten, dass beispielsweise eine Handlingeinrichtung nicht durch die engen Platzverhältnisse in der Heizstation selbst behindert wird bzw. dass sie weniger aufwändig konstruiert werden muss, da mehr Platz zur Verfügung steht.The wire support and / or the clamping frame can be mounted linearly movable. This makes it possible to fasten the semi-finished products outside of the at least one receiving area and then - fixed on the clamping frame and / or placed on the wire support - to bring in the at least one receiving area. This may, inter alia, offer the advantage that, for example, a handling device is not hampered by the tight space conditions in the heating station itself or that it must be constructed less expensive, as more space is available.

Weiterhin kann besonders bevorzugt eine Vorwärmstation zur Vorwärmung des wenigstens einen Halbzeugs vorgesehen sein, wobei vorzugsweise ein temperiertes Magazin für Halbzeuge vorgesehen ist. Die Vorwärmstation kann dabei eine Infrarotheizung und/oder eine Umluftheizung und/oder eine Kontaktheizung beinhalten. Beispielsweise bei Spritzgießprozessen läuft die Produktion des Faserverbundteils meist in zeitlich abgestimmten Zyklen ab, wobei aus Produktivitätsgründen die Zykluszeit minimiert werden soll, weshalb auch die Aufheizzeit der Halbzeuge kurz sein soll. Besonders in diesem Fall ist die Ausführung mit einer Vorwärmstation besonders vorteilhaft, denn so stehen vorgewärmte Halbzeuge in einem Temperaturbereich zwischen Raum- und Schmelztemperatur zur Verfügung und die Heizzeit des Halbzeuges in der Heizstation wird damit verkürzt.Furthermore, a preheating station may preferably be provided for preheating the at least one semifinished product, wherein a temperature-controlled magazine for semifinished products is preferably provided. The preheating station may include an infrared heater and / or a circulating air heater and / or a contact heater. For example, in injection molding processes, the production of fiber composite part usually runs in timed cycles, for productivity reasons, the cycle time is to be minimized, which is why the heating time of the semi-finished products should be short. Particularly in this case, the embodiment with a preheating station is particularly advantageous because preheated semifinished products are available in a temperature range between room temperature and melting temperature and the heating time of the semifinished product in the heating station is thereby shortened.

Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Halbzeug in der Vorwärmstation unter Atmosphärenausschluss - vorzugsweise mittels einer Kontaktheizung -erwärmbar ist. Dadurch kann eine Oxidation des Halbzeugs an der Umgebungsluft verhindert werden. Diese Oxidation ist nachteilig, da sie die Oberfläche des Halbzeugs „gealtert“ oder degradiert erscheinen lässt.It can be provided that the at least one semi-finished product in the preheating station with exclusion of atmosphere - preferably by means of a contact heater - is heatable. As a result, oxidation of the semifinished product to the ambient air can be prevented. This oxidation is disadvantageous because it makes the surface of the semifinished product "aged" or degraded.

Weiterhin kann eine Lüftungsvorrichtung zur Kühlung einer Oberfläche des wenigstens einen Halbzeugs vorgesehen sein, wobei die Lüftungsvorrichtung vorzugsweise als Konvektionskühlung ausgeführt ist. Eingangs wurde schon das Problem einer zu hohen Oberflächentemperatur gepaart mit einer zu niedrigen Temperatur im Zentrum des Halbzeugs beschrieben. Besonders bei dicken Halbzeugen kann eine solche Lüftungsvorrichtung zur schonenden Einbringung von Wärme dienen.Furthermore, a ventilation device for cooling a surface of the at least one semifinished product may be provided, wherein the ventilation device is preferably designed as convection cooling. Initially, the problem of too high a surface temperature paired with a too low temperature in the center of the semifinished product has already been described. Especially with thick semi-finished products, such a ventilation device can be used for the gentle introduction of heat.

Zum Transport des wenigstens einen Halbzeugs von und zum Aufnahmebereich kann eine Handlingeinrichtung vorgesehen sein. In einer besonders bevorzugtenFor transporting the at least one semifinished product from and to the receiving region, a handling device can be provided. In a particularly preferred

Ausführungsform weist die Handlingeinrichtung einen Greifmechanismus -vorzugsweise einen Saugnapf - für das wenigstens eine Halbzeug sowie eine Unterstützungseinrichtung zum Erzeugen eines Gegendrucks bei einem Kontaktieren des Greifmechanismus mit dem wenigstens einen Halbzeug auf. Dies kann die Effektivität von Greifmechanismen verbessern. Da die Halbzeuge im erwärmten Zustand leicht verformbar sind, kann durch die beschriebene Unterstützungseinrichtung ein Zurückweichen des erhitzten Halbzeugs vom Greifmechanismus vermieden werden. Insbesondere bei federbeaufschlagten Drahtauflagen oder federbeaufschlagten Haltevorrichtungen kann dies notwendig werden.Embodiment, the handling device on a gripping mechanism-preferably a suction cup-for the at least one semi-finished product and a support device for generating a counter-pressure in contacting the gripping mechanism with the at least one semi-finished product. This can improve the effectiveness of gripping mechanisms. Since the semi-finished products are easily deformable in the heated state, a retraction of the heated semifinished product from the gripping mechanism can be avoided by the described support device. In particular, in the case of spring-loaded wire supports or spring-loaded holding devices, this may be necessary.

Besonders bevorzugt wird die Heizleistung des wenigstens einen Heizstrahlers dadurch geregelt, dass der wenigstens eine Heizstrahler während des Aufheizens des wenigstens einen Halbzeugs zumindest zeitweise abgeschaltet wird. Mit anderen Worten wird eine mittlere Heizleistung durch zeitweises komplettes Abschalten der Leistung des Heizstrahlers geregelt. Aber auch eine kontinuierliche Regelung der Heizleistung des Heizstrahlers kann vorgesehen sein.Particularly preferably, the heating power of the at least one radiant heater is controlled by at least temporarily shutting off the at least one radiant heater during the heating of the at least one semi-finished product. In other words, an average heating power is regulated by temporarily completely switching off the power of the radiant heater. But also a continuous control of the heating power of the radiant heater can be provided.

Da bei der Produktion von Faserverbundbauteilen in Produktionszyklen thermische Veränderungen auftreten können, die sich über mehrere Zyklen erstrecken, kann bevorzugt vorgesehen sein, dass ein Startzeitpunkt der Temperaturregelung in Abhängigkeit einer Heizdauer bei einem vorhergehenden Aufheizen eines Halbzeugs gewählt wird. Dies kann nicht nur bei Produktionsbeginn notwendig sein. Auch schon kleinere - beispielsweise tageszeitliche - Temperaturänderungen, können gewisse Präzisionsprozesse entscheidend beeinflussen.Since in the production of fiber composite components in production cycles thermal changes may occur that extend over several cycles, it can be preferably provided that a start time of the temperature control is selected depending on a heating period in a previous heating of a semifinished product. This may not only be necessary at the start of production. Even smaller - for example, daytime - temperature changes, can decisively influence certain precision processes.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Regeleinrichtung in einer zentralen Maschinensteuerung der Formgebungsmaschine integriert. Dies kann auch für eine weitere Steuer- oder Regeleinrichtung für eine Handlingeinrichtung der Fall sein. Dadurch kann sich die Möglichkeit einer Optimierung des Gesamtprozesses ergeben.In a particularly preferred embodiment, the control device is integrated in a central machine control of the shaping machine. This can also be the case for a further control or regulating device for a handling device. This may result in the possibility of optimizing the overall process.

Beispielsweise aufgrund einer Änderung der Umgebungstemperatur können aufzuheizende Halbzeuge mit verschiedenen Anfangstemperaturen bei derFor example, due to a change in the ambient temperature to be heated semi-finished with different initial temperatures in the

Heizvorrichtung eintreffen, wodurch sich die Aufheizzeit verändert. Der Zeitpunkt des Einlegens des vorgewärmten Halbzeugs beispielsweise in eine Formhälfte ist innerhalb eines Herstellungszyklus meist vorbestimmt. Dies kann demnach zu einer zu langen Verweilzeit des Halbzeugs in der Heizvorrichtung führen. Dem kann abgeholfen werden, indem mit dem Aufheizen des Halbzeugs um ein Zeitintervall vor dem Einlegen des Halbzeugs in die Formhälfte begonnen wird, welches sich aus der Aufheizzeit des Halbzeugs aus einem vorherigen Zyklus ergibt.Arrive heater, which changes the heating time. The time of insertion of the preheated semi-finished product, for example in a mold half is usually predetermined within a production cycle. This can therefore lead to an excessively long residence time of the semifinished product in the heating device. This can be remedied by starting the heating of the semifinished product by a time interval before inserting the semi-finished product into the mold half, which results from the heating-up time of the semifinished product from a previous cycle.

Anders ausgedrückt kann ein Startzeitpunkt der Temperaturregelung in Abhängigkeit einer Heizdauer bei einem vorhergehenden Aufheizen eines Halbzeugs gewählt werden.In other words, a start time of the temperature control can be selected as a function of a heating time in a previous heating of a semifinished product.

Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Sollwert für die Regelung der Heizleistung des wenigstens einen Heizstrahlers von einer zentralen Maschinensteuerung einer Formgebungsmaschine vorgegeben wird.It can also be provided that a desired value for the regulation of the heating power of the at least one radiant heater is predetermined by a central machine control of a shaping machine.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind Bauteile, welche im Heizbereich des wenigstens einen Heizstrahlers anordenbar oder angeordnet sind, insbesondere eine Abschirmung und/oder eine Handlingeinrichtung und/oder ein Filter und/oder ein Strahlungswandler aus Materialien gefertigt, die eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 80° C, vorzugsweise mindestens 100° C, aufweisen.In a further preferred embodiment, components which can be arranged or arranged in the heating region of the at least one radiant heater, in particular a shield and / or a handling device and / or a filter and / or a radiation converter are made of materials having a temperature resistance of at least 80 ° C. , preferably at least 100 ° C.

Die Handlingeinrichtung kann aus mehreren Elementen bestehen. Beispielsweise kann ein Element vorgesehen sein, das vorgewärmte Halbzeuge in die Heizvorrichtung transportiert. Es kann auch ein Element vorgesehen sein, das die Halbzeuge aus der Heizvorrichtung in ein Formwerkzeug transportieren. Es ist aber auch möglich, diese verschiedenen Aufgaben von einem einzigen integrierten Handlinggerät erledigen zu lassen.The handling device can consist of several elements. For example, an element may be provided which transports preheated semi-finished products into the heating device. It can also be provided an element that transport the semi-finished products from the heater into a mold. But it is also possible to have these different tasks done by a single integrated handling device.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigen:Further advantages and details of the invention are apparent from the figures and the associated description of the figures. Showing:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung in einer perspektivischenFig. 1 shows a heating device according to the invention in a perspective

Ansicht,View,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung in einer Seitenansicht,2 shows a heating device according to the invention in a side view,

Fig. 3 schematisch die Anordnung verschiedener Zonen undFig. 3 shows schematically the arrangement of different zones and

Temperatursensoren in einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung,Temperature sensors in a heating device according to the invention,

Fig. 4 einen Spannrahmen,4 a tenter frame,

Fig. 5 eine Drahtauflage,5 shows a wire support,

Fig. 6 eine Unterstützungseinrichtung,6 shows a support device,

Fig. 7 die Anordnung eines Temperatursensors an einer Ausnehmung eines Heizstrahlers,7 shows the arrangement of a temperature sensor at a recess of a radiant heater,

Fig. 8 und 9 zwei Ansichten eines Spiegelsystems,8 and 9 show two views of a mirror system,

Fig. 10 schematisch eine Rastervorrichtung,10 shows schematically a raster device,

Fig. 11 eine Lüftungsvorrichtung sowieFig. 11 is a ventilation device as well

Fig. 12 eine Formgebungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung.12 shows a shaping machine with a heating device according to the invention.

Die in Figur 1 dargestellte Heizvorrichtung 1 weist zwei Heizstrahler 2 auf, die voneinander beabstandet angeordnet sind. Eine Drahtauflage 18 ist linear verfahrbar angeordnet, sodass darauf abgelegte Halbzeuge in den Aufnahmebereich 3, welcher im Heizbereich 5 zwischen den Heizstrahlern 2 angeordnet ist, einbringbar sind. Die Heizstrahler 2 sind mit der Regeleinrichtung 7 verbunden, was in der Figur nur schematisch angedeutet ist. Die Anordnung und Verbindung der Temperatursensoren 6 sind in dieser Darstellung noch nicht zu erkennen. Es sei diesbezüglich auf die Figuren 3 und 7 verwiesen.The heating device 1 shown in Figure 1 has two radiant heaters 2, which are arranged spaced from each other. A wire support 18 is arranged linearly movable, so that stored semi-finished products in the receiving area 3, which is arranged in the heating area 5 between the radiant heaters 2, can be introduced. The radiant heaters 2 are connected to the control device 7, which is indicated only schematically in the figure. The arrangement and connection of the temperature sensors 6 are not yet visible in this illustration. Reference should be made in this regard to FIGS. 3 and 7.

Des Weiteren ist eine Handlingeinrichtung 24 dargestellt. Damit können Halbzeuge beispielsweise aus einem temperierten Magazin auf der Drahtauflage 18 abgelegt werden. Hierzu verfügt die Handlingeinrichtung 24 über vier Greifmechanismen 25, die in diesem Fall als Saugnäpfe ausgebildet sind.Furthermore, a handling device 24 is shown. This semifinished products can be stored for example from a tempered magazine on the wire support 18. For this purpose, the handling device 24 has four gripping mechanisms 25, which are formed in this case as suction cups.

Nach dem Erhitzen des Halbzeugs 4 in der Heizvorrichtung 1 wird die Drahtauflage 18 wieder aus dem Aufnahmebereich 3 entfernt. Dies geschieht wieder durch die lineare Verfahrbarkeit der Drahtauflage 18. Das Halbzeug befindet sich dann auf der in der Figur rechten Seite der Heizvorrichtung 1 oberhalb der vier Unterstützungseinrichtungen 26. Diese sind in Figur 6 detaillierter dargestellt. Aus dieser Position kann das erhitzte Halbzeug 4 von einer weiteren, nicht weiter dargestellten, Handlingeinrichtung 24, beispielsweise zu einem Formwerkzeug transportiert werden.After heating of the semifinished product 4 in the heating device 1, the wire support 18 is removed again from the receiving region 3. This is again done by the linear movability of the wire support 18. The semifinished product is then located on the right side of the heater 1 in the figure above the four support means 26. These are shown in more detail in Figure 6. From this position, the heated semi-finished product 4 can be transported by another, not shown, handling device 24, for example, to a mold.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung 1 zusammen mit einem im Aufnahmebereich 3 befindlichen Halbzeug 4 in einer Seitenansicht. Die Heizstrahler 2 sind in verschiedene Zonen 17 eingeteilt, welche in Figur 3 näher dargestellt sind. Exemplarisch ist eine Abschirmung 16 zwischen dem oberen Heizstrahler 2 und dem Halbzeug 4 eingezeichnet. Infrarotstrahlung aus dem oberen Heizstrahler 2 kann diese nicht durchdringen und erzeugt so eine geringere Erhitzungswirkung im Schatten der Abschirmung 16. Durch diese und ähnliche Maßnahmen können gezielt Temperaturprofile des Halbzeugs 4 hergestellt werden.FIG. 2 shows a heating device 1 according to the invention together with a semi-finished product 4 located in the receiving region 3 in a side view. The radiant heaters 2 are divided into different zones 17, which are shown in more detail in FIG. By way of example, a shield 16 between the upper radiant heater 2 and the semifinished product 4 is shown. Infrared radiation from the upper radiant heater 2 can not penetrate these and thus produces a lower heating effect in the shade of the shield 16. By means of these and similar measures, temperature profiles of the semifinished product 4 can be produced in a targeted manner.

Einige exemplarische Strahlengänge sind per Pfeil dargestellt.Some exemplary beam paths are indicated by an arrow.

Der Abstand D der Heizstrahler liegt bevorzugt zwischen 10 mm und 600 mm. In dieser Ausführungsform beträgt er etwa 200 mm.The distance D of the radiant heaters is preferably between 10 mm and 600 mm. In this embodiment, it is about 200 mm.

Ein Mittenabstand d - definiert als der Abstand eines im Aufnahmebereich befindlichen Halbzeugs 4 zu einer Mitte zwischen den Heizstrahlern 2 - beträgt vorzugsweise maximal ein Viertel des Abstandes D. Dabei ist es natürlich unwesentlich in welcher Richtung die Abweichung (also nach oben oder nach unten in der Figur 2) von der Mitte zwischen den Heizstrahlern 2 besteht.A center distance d - defined as the distance of a semi-finished product 4 located in the receiving area to a center between the radiant heaters 2 - is preferably at most a quarter of the distance D. It is of course immaterial in which direction the deviation (ie up or down in the FIG. 2) from the middle between the radiant heaters 2.

Figur 3 zeigt schematisch eine Ansicht eines Heizstrahlers 2 in einer Ansicht vom Aufnahmebereich 3. Der Heizstrahler 2 ist in verschiedene Zonen 17 eingeteilt (nicht alle Zonen 17 wurden mit Bezugszeichen versehen). In diesem Fall sind die rechteckigen Zonen 17 in drei Kategorien eingeteilt: Eine Kategorie von Zonen mit jeweils zwei nächsten Nachbarn, eine mit drei nächsten Nachbarn sowie eine mit vier nächsten Nachbarn. Pro Kategorie von Zonen 17 ist ein Temperatursensor 6 vorgesehen, welcher in Ausnehmungen 12 im Heizstrahler 2 angeordnet ist.Figure 3 shows schematically a view of a radiant heater 2 in a view of the receiving area 3. The radiant heater 2 is divided into different zones 17 (not all zones 17 were provided with reference numerals). In this case, the rectangular zones 17 are divided into three categories: a category of zones each having two closest neighbors, one having three nearest neighbors, and one having four nearest neighbors. For each category of zones 17, a temperature sensor 6 is provided, which is arranged in recesses 12 in the radiant heater 2.

Es ist schematisch angedeutet, wie die Temperatursensoren 6 mit der Regeleinrichtung 7 verbunden sind. Die Anordnung der Temperatursensoren 6 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7. Dabei ist bei einemIt is schematically indicated how the temperature sensors 6 are connected to the control device 7. The arrangement of the temperature sensors 6 takes place in this embodiment according to FIG 7. It is at a

Temperatursensor der kreisförmige Einzugsbereich, von dem Strahlung zum Temperatursensor gelangen kann, angedeutet.Temperature sensor, the circular catchment area, from which radiation can reach the temperature sensor, indicated.

In Figur 4 ist ein Spannrahmen 20 mit mehreren Haltevorrichtungen 21 dargestellt. Diese sind federbeaufschlagt, um thermische Verformungen des Halbzeugs 4 auszugleichen. In diesem Fall sind die Haltevorrichtungen 21 als Klemmen ausgeführt. Der Spannrahmen 20 kann alternativ zur Drahtauflage 18 aus Figur 1 verwendet werden.FIG. 4 shows a clamping frame 20 with a plurality of holding devices 21. These are spring loaded to compensate for thermal deformation of the semifinished product 4. In this case, the holding devices 21 are designed as terminals. The clamping frame 20 can be used as an alternative to the wire support 18 of Figure 1.

In Figur 5 ist die Drahtauflage 18 aus Figur 1 näher dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Drähte 19 der Drahtauflage 18 federbeaufschlagt sind. Ein auf der Drahtauflage 18 ruhendes Halbzeug 4 ist angedeutet.FIG. 5 shows the wire support 18 from FIG. 1 in greater detail. It can be seen that the wires 19 of the wire support 18 are spring-loaded. A resting on the wire support 18 semi-finished product 4 is indicated.

Ein Drahtabstand s zwischen den Drähten liegt bevorzugt zwischen 1 mm und 300 mm. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Drahtabstand s etwa 150 mm.A wire spacing s between the wires is preferably between 1 mm and 300 mm. In this embodiment, the wire spacing s is about 150 mm.

Figur 6 dient zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Unterstützungseinrichtung 26. Da sowohl das erhitzte Halbzeug 4 als auch die Drahtauflage 18, insbesondere dann wenn sie über federbeaufschlagte Drähte 19 bzw. Haltevorrichtungen 21 verfügt, relativ elastisch sind, würde sich das Halbzeug 4 beim Aufsetzen eines Greifmechanismus 25 (Saugnapf) wegbewegen. Der Saugnapf könnte deshalb keinen Unterdrück erzeugen, da er mit zu wenig relativer Kraft auf dem Halbzeug 4 aufsitzt.Figure 6 serves to illustrate the operation of the support means 26. Since both the heated semifinished product 4 and the wire support 18, in particular when it has spring-loaded wires 19 and holding devices 21, are relatively elastic, the semi-finished product 4 would be when placing a gripping mechanism 25 (suction cup) move away. The suction cup could therefore produce no negative pressure, since he sits with too little relative force on the semifinished product 4.

Deshalb ist die Unterstützungseinrichtung 26 vorgesehen, welche durch eine bewegbare Mechanik eine Unterstützung direkt unter dem Saugnapf 25 schafft. Der so erzeugte Gegendruck erlaubt es dem Saugnapf 25 den erforderlichen Unterdrück zu erzeugen und so das erhitzte Halbzeug 4 aufzunehmen.Therefore, the support means 26 is provided, which provides a support directly under the suction cup 25 by a movable mechanism. The back pressure thus generated allows the suction cup 25 to generate the required negative pressure and thus to receive the heated semifinished product 4.

In Figur 7 ist die Anordnung des Temperatursensors 6 näher dargestellt. In einer Ausnehmung 12 im Heizstrahler 2 sitzt ein Rohr 9. Dessen erste Öffnung 10 weist in Richtung des Halbzeugs 4, an der zweiten Öffnung 11 ist der Temperatursensor 6 angeordnet. Der Strahlengang zum Temperatursensor 6 ist strichliert angedeutet.In Figure 7, the arrangement of the temperature sensor 6 is shown in more detail. In a recess 12 in the radiant heater 2 sits a tube 9. Its first opening 10 faces in the direction of the semifinished product 4, at the second opening 11 of the temperature sensor 6 is arranged. The beam path to the temperature sensor 6 is indicated by dashed lines.

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Der Temperatursensor 6 ist außerdem mit der Regeleinrichtung 7 verbunden.The temperature sensor 6 is also connected to the control device 7.

Um zu verhindern, dass erhitzte Luft vom Halbzeug 4 durch das Rohr 9 zum Detektionsbereich steigt, wird mittels einer nicht näher dargestellten Blasvorrichtung durch eine Eintrittsöffnung 13 Spülluft zugeführt. Durch Austrittsöffnungen 14 im Rohr 9 kann diese Spülluft wieder aus dem Rohr 9 entweichen. Diese sind möglichst so ausgebildet, dass die Spülluft nicht durch die erste Öffnung 10 in die Nähe des Halbzeugs 4 gelangt. Denn dies würde zu einer Inhomogenisierung des Aufheizprozesses des Halbzeugs 4 führen und die Messergebnisse des Temperatursensors 6 verfälschen.In order to prevent heated air from the semifinished product 4 rising through the tube 9 to the detection area, 13 purge air is supplied through an inlet opening 13 by means of a blowing device, not shown. Through outlet openings 14 in the pipe 9, this purge air can escape from the pipe 9 again. These are preferably designed so that the scavenging air does not pass through the first opening 10 in the vicinity of the semifinished product 4. Because this would lead to an inhomogenization of the heating process of the semifinished product 4 and falsify the measurement results of the temperature sensor 6.

In den Figuren 8 und 9 ist schematisch ein Spiegelsystem 8 dargestellt, wie es in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Verwendung findet. Es umfasst einen Spiegel, der um zwei Achsen frei rotierbar ist. Dadurch ist es möglich, von verschiedenen Punkten des Halbzeugs 4 Wärmestrahlung zum Temperatursensor 6 zu reflektieren. Dadurch wird nur ein Temperatursensor 6 notwendig, was Kosten sparen kann.FIGS. 8 and 9 schematically show a mirror system 8, as used in a further embodiment of the invention. It includes a mirror that is freely rotatable about two axes. This makes it possible to reflect heat radiation from different points of the semifinished product 4 to the temperature sensor 6. As a result, only one temperature sensor 6 is necessary, which can save costs.

In einer solchen Ausführungsform ist es auch nicht notwendig, thermische Strahlung vom Halbzeug 4 durch eine Ausnehmung 12 im Heizstrahler 2 zum Temperatursensor 6 zu führen, das heißt, der Temperatursensor 6 kann auf einfachere Weise angeordnet werden.In such an embodiment, it is also not necessary to guide thermal radiation from the semifinished product 4 through a recess 12 in the radiant heater 2 to the temperature sensor 6, that is, the temperature sensor 6 can be arranged in a simpler manner.

Beim Messergebnis des Temperatursensors muss auf diese Art die Eigentemperatur des Spiegelsystems 8 rechnerisch kompensiert werden. Dieses Verfahren ist Stand der Technik.In the measurement result of the temperature sensor, the inherent temperature of the mirror system 8 must be computationally compensated in this way. This method is state of the art.

Figur 10 zeigt schematisch eine Rastervorrichtung 15, wie sie in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Verwendung findet. Durch eine Bewegung des Heizstrahlers 2 in zwei Achsen, welche in einer Ebene parallel zum Halbzeug 4 liegen, können die Rasterzellen 29 des Halbzeugs 4 sequentiell bestrahlt werden (nicht alle Rasterzellen 29 sind mit Bezugszeichen versehen). Die Bewegungsbahn des Heizstrahlers 2 zum Abfahren aller Rasterzellen 29 wurde strichliert angedeutet.Figure 10 shows schematically a raster device 15, as it finds use in a further embodiment of the invention. By a movement of the radiant heater 2 in two axes, which lie in a plane parallel to the semifinished product 4, the grid cells 29 of the semifinished product 4 can be irradiated sequentially (not all raster cells 29 are provided with reference numerals). The trajectory of the radiant heater 2 to shut down all grid cells 29 was indicated by dashed lines.

Es ist dabei nicht notwendig, dass der Heizstrahler 2 über den Rasterzellen 29 verweilt.It is not necessary that the radiant heater 2 dwells on the grid cells 29.

Figur 11 ist eine Seitendarstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 1. Sie weist zusätzlich eine Lüftungsvorrichtung 23 auf, welche nach dem Umluftprinzip arbeitet. Ein Luftstrom, der um das Halbzeug 4 verläuft, dient der Kühlung der Oberfläche des Halbzeugs 4. Es ist zu bemerken, wie die flächige Ausbildung der Heizstrahler 2 automatisch Begrenzungen für den durch Pfeile angedeuteten Luftstrom bilden.Figure 11 is a side view of a heating device according to the invention 1. It additionally has a ventilation device 23, which operates on the recirculation principle. An air flow that runs around the semifinished product 4 serves to cool the surface of the semifinished product 4. It should be noted how the planar design of the radiant heaters 2 automatically form boundaries for the air flow indicated by arrows.

In Figur 12 ist eine Formgebungsmaschine 26 (in diesem Fall eine Spritzgussmashine) zusammen mit einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung 1 dargestellt. Die Regeleinrichtung 7 ist dabei in eine zentrale Maschinensteuerung der Formgebungsmaschine 26 integriert. Sollwerte für Temperaturen der Halbzeuge 4 können so vom Bediener an der Formgebungsmaschine 26 eingegeben werden.FIG. 12 shows a shaping machine 26 (in this case an injection molding machine) together with a heating device 1 according to the invention. The control device 7 is integrated into a central machine control of the shaping machine 26. Set values for temperatures of the semifinished products 4 can thus be entered by the operator on the shaping machine 26.

Die folgenden Bezugszeichen wurden in den Figuren verwendet, wobei gleiche Bezugszeichen für analoge Objekte in den Figuren verwendet wurden. 1 Heizvorrichtung 2 Heizstrahler 3 Aufnahmebereich 4 Halbzeug 5 Heizbereich 6 Temperatursensor 7 Regeleinrichtung 8 Spiegelsystem 9 Rohr 10 erste Öffnung (des Rohrs) 11 zweite Öffnung (des Rohrs) 12 Ausnehmung 13 Eintrittsöffnung 14 Austrittsöffnung 15 Rastervorrichtung 16 Abschirmung 17 Zonen 18 Drahtauflage 19 Drähte 20 Spannrahmen 21 Haltevorrichtung 22 Vorwärmstation 23 Lüftungsvorrichtung 24 Handlingeinrichtung 25 Greifmechanismus 26 Unterstützungseinrichtung 27 Maschinensteuerung 28 Formgebungsmaschine 29 Rasterzellen D Abstand der Heizstrahler d Mittenabstand (des Halbzeugs) s DrahtabstandThe following reference numerals have been used in the figures, wherein like reference numerals have been used for analogous objects in the figures. 1 heating device 2 radiant heater 3 receiving area 4 semifinished product 5 heating area 6 temperature sensor 7 regulating device 8 mirror system 9 tube 10 first opening (of the tube) 11 second opening (of the tube) 12 recess 13 inlet opening 14 outlet opening 15 grid device 16 shielding 17 zones 18 wire support 19 wires 20 clamping frame 21 holding device 22 preheating station 23 ventilation device 24 handling device 25 gripping mechanism 26 supporting device 27 machine control 28 shaping machine 29 grid cells D distance of the radiant heaters d center distance (of the semifinished product) s wire spacing

Innsbruck, am 9. Juli 2013Innsbruck, July 9, 2013

Claims (29)

Patentansprüche: 1. Heizvorrichtung mit wenigstens einem Heizstrahler (2), wenigstens einem Aufnahmebereich (3), in welchem wenigstens ein Halbzeug (4) im Heizbereich (5) des wenigstens einen Heizstrahlers (2) anordenbar ist und wenigstens einem Temperatursensor (6), welcher so angeordnet ist, dass eine Temperatur wenigstens eines im wenigstens einen Aufnahmebereich (3) angeordneten Halbzeugs (4) messbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regeleinrichtung (7) vorgesehen ist, welcher die Messsignale des wenigstens einen Temperatursensors (6) zuführbar sind, wobei die Strahlleistung des wenigstens einen Heizstrahlers (2) in Abhängigkeit der Messsignale des wenigstens einen Temperatursensors (6) regelbar ist.1. Heater with at least one radiant heater (2), at least one receiving area (3), in which at least one semi-finished product (4) in the heating area (5) of the at least one radiant heater (2) can be arranged and at least one temperature sensor (6), which is arranged such that a temperature of at least one semifinished product (4) arranged in the at least one receiving region (3) can be measured, characterized in that a regulating device (7) is provided, to which the measuring signals of the at least one temperature sensor (6) can be fed, wherein the beam power of the at least one radiant heater (2) in dependence of the measuring signals of the at least one temperature sensor (6) is controllable. 2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (6) wenigstens ein Pyrometer und/oder wenigstens eine Wärmebildkamera und/oder wenigstens ein Thermoelement umfasst.2. Heating device according to claim 1, characterized in that the temperature sensor (6) comprises at least one pyrometer and / or at least one thermal imaging camera and / or at least one thermocouple. 3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rohr (9) vorgesehen ist, wobei eine erste Öffnung (10) des wenigstens einen Rohrs (9) in Richtung des Aufnahmebereichs weist und an einer zweiten Öffnung (11) des wenigstens einen Rohrs (9) der wenigstens eine Temperatursensor (6) angeordnet ist.3. A heating device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one tube (9) is provided, wherein a first opening (10) of the at least one tube (9) points in the direction of the receiving area and at a second opening (11) of the at least one tube (9), the at least one temperature sensor (6) is arranged. 4. Heizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rohr (9) in wenigstens einer Ausnehmung im wenigstens einen Heizstrahler (2) angeordnet ist.4. Heating device according to claim 3, characterized in that the at least one tube (9) is arranged in at least one recess in at least one radiant heater (2). 5. Heizvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blasvorrichtung vorgesehen ist, durch welche dem wenigstens einen Rohr (9) durch eine Eintrittsöffnung (13) Spülluft zuführbar ist, und dass im wenigstens einen Rohr (9) Austrittsöffnungen (14) zum Austritt der Spülluft vorgesehen sind, wobei die Austrittsöffnungen (14) vorzugsweise jeweils in eine Richtung quer zu einer Längsachse des wenigstens einen Rohrs (9) weisen.5. Heating device according to claim 3 or 4, characterized in that a blowing device is provided, through which the at least one tube (9) through an inlet opening (13) scavenging air can be fed, and that in at least one tube (9) outlet openings (14). are provided for the outlet of the scavenging air, wherein the outlet openings (14) preferably each have in a direction transverse to a longitudinal axis of the at least one tube (9). 6. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsvorrichtung vorgesehen ist, durch welche der wenigstens eine Temperatursensor (6) derartig bewegbar ist, dass Temperaturen von verschiedenen Punkten wenigstens eines in dem Aufnahmebereich (3) angeordneten Halbzeugs (4) erfassbar sind.6. Heating device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a movement device is provided, by which the at least one temperature sensor (6) is movable such that temperatures of different points of at least one in the receiving area (3) arranged semifinished product (4 ) are detectable. 7. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spiegelsystem (8) vorgesehen ist, durch welches von verschiedenen Punkten wenigstens eines im Aufnahmebereich angeordneten Halbzeugs (4) ausgesendete thermische Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, zum wenigstens einen Temperatursensor (6) reflektierbar ist.7. Heating device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a mirror system (8) is provided, by which from different points of at least one arranged in the receiving area semi-finished product (4) emitted thermal radiation, in particular infrared radiation to at least one temperature sensor (6 ) is reflectable. 8. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Heizstrahler (2) einen Metallbandstrahler und/oder einen Carbonstrahler und/oder einen Keramikstrahler und/oder einen Quarzstrahler und/oder einen Laser und/oder eine LED umfasst.8. Heating device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one radiant heater (2) comprises a metal strip radiator and / or a carbon radiator and / or a ceramic radiator and / or a quartz radiator and / or a laser and / or an LED , 9. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rastervorrichtung (15) vorgesehen ist, durch welche Rasterzellen (29) auf wenigstens einem im Aufnahmebereich (3) angeordneten Halbzeug (4) sequenziell vom wenigstens einen Heizstrahler (2) bestrahlbar sind.9. Heating device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a raster device (15) is provided, through which grid cells (29) on at least one in the receiving area (3) arranged semifinished product (4) sequentially from at least one radiant heater (2) are irradiated. 10. Heizvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur beidseitigen Beheizung wenigstens eines im Aufnahmebereich (3) angeordneten Halbzeugs (4) wenigstens zwei, voneinander beabstandete Heizstrahler (2) vorgesehen sind, zwischen denen der Aufnahmebereich (3) angeordnet ist.10. A heating device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that for the two-sided heating of at least one in the receiving area (3) arranged semifinished product (4) at least two, spaced-apart radiant heater (2) are provided, between which the receiving area (3) is arranged. 11. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Strahlengang zwischen dem wenigstens einen Heizstrahler (2) und dem Aufnahmebereich (3) ein Filter und/oder eine Abschirmung (16) und/oder ein Strahlungswandler angeordnet ist.11. Heating device according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the beam path between the at least one radiant heater (2) and the receiving area (3) a filter and / or a shield (16) and / or a radiation converter is arranged. 12. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Heizstrahler (2) flächig ausgebildet ist.12. Heating device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one radiant heater (2) is formed flat. 13. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Heizstrahler (2) in Zonen (17) eingeteilt ist, wobei die Strahlleistung jeder Zone (17) separat regelbar ist.13. Heating device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the at least one radiant heater (2) is divided into zones (17), wherein the beam power of each zone (17) is separately controllable. 14. Heizvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zonen (17) gemäß ihrer Lage bezüglich benachbarter Zonen (17) in Kategorien eingeteilt sind und für jede Kategorie von Zonen (17) genau ein Temperatursensor (6) vorgesehen ist.14. A heating device according to claim 13, characterized in that the zones (17) according to their position with respect to adjacent zones (17) are divided into categories and for each category of zones (17) exactly one temperature sensor (6) is provided. 15. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anordnung des wenigstens einen Halbzeugs (4) im Aufnahmebereich (3) eine Drahtauflage (18) vorgesehen ist.15. Heating device according to one of claims 1 to 14, characterized in that for the arrangement of the at least one semifinished product (4) in the receiving area (3) a wire support (18) is provided. 16. Heizvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Drähte (19) der Drahtauflage (18) zur Kompensation von thermischen Verformungen federbeaufschlagt sind.16. Heating device according to claim 15, characterized in that wires (19) of the wire support (18) are spring-loaded to compensate for thermal deformations. 17. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anordnung eines Halbzeugs (4) im Aufnahmebereich (3) ein Spannrahmen (20) vorgesehen ist, welcher wenigstens eine - vorzugsweise federbeaufschlagte - Haltevorrichtung (21) zum form- oder kraftschlüssigen Halten der Halbzeuge (4) aufweist.17. Heating device according to one of claims 1 to 16, characterized in that for arranging a semifinished product (4) in the receiving area (3) a clamping frame (20) is provided, which at least one - preferably spring-loaded - holding device (21) for form or having frictional holding the semi-finished products (4). 18. Heizvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Haltevorrichtung (21) als Klemme ausgeführt ist.18. Heating device according to claim 17, characterized in that the at least one holding device (21) is designed as a clamp. 19. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorwärmstation (22) zur Vorwärmung des wenigstens einen Halbzeugs (4) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise ein temperiertes Magazin für Halbzeuge (4) vorgesehen ist.19. Heating device according to one of claims 1 to 18, characterized in that a preheating station (22) for preheating the at least one semifinished product (4) is provided, wherein preferably a tempered magazine for semi-finished products (4) is provided. 20. Heizvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Halbzeug (4) in der Vorwärmstation (22) unter Atmosphärenausschluss - vorzugsweise mittels einer Kontaktheizung -erwärmbar ist.20. Heating device according to claim 19, characterized in that the at least one semifinished product (4) in the preheating station (22) with exclusion of atmosphere - preferably by means of a contact heater -erwärmbar. 21. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lüftungsvorrichtung (23) zur Kühlung einer Oberfläche des wenigstens einen Halbzeugs (4) vorgesehen ist, wobei die Lüftungsvorrichtung (23) vorzugsweise als Konvektionskühlung ausgeführt ist.21. Heating device according to one of claims 1 to 20, characterized in that a ventilation device (23) for cooling a surface of the at least one semifinished product (4) is provided, wherein the ventilation device (23) is preferably designed as convection cooling. 22. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Handlingeinrichtung (24) zum Transport des wenigstens einen Halbzeugs (4) von und zum Aufnahmebereich (3) vorgesehen ist.22. Heating device according to one of claims 1 to 21, characterized in that a handling device (24) for transporting the at least one semifinished product (4) from and to the receiving area (3) is provided. 23. Heizvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Handlingeinrichtung (24) einen Greifmechanismus (25) - vorzugsweise einen Saugnapf - für das wenigstens eine Halbzeug (4) sowie eine Unterstützungseinrichtung (26) zum Erzeugen eines Gegendrucks bei einem Kontaktieren des Greifmechanismus (25) mit dem wenigstens einen Halbzeug (4) aufweist.23. A heating device according to claim 22, characterized in that the handling device (24) has a gripping mechanism (25) - preferably a suction cup - for the at least one semi-finished product (4) and a support device (26) for generating a counter-pressure when contacting the gripping mechanism ( 25) with the at least one semi-finished product (4). 24. Formgebungsmaschine mit einer Heizvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23.24. Forming machine with a heating device (1) according to one of claims 1 to 23. 25. Verfahren zum Aufheizen wenigstens eines Halbzeugs mit wenigstens einem Heizstrahler (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur des wenigstens einen Halbzeugs (4) gemessen wird und eine Heizleistung des wenigstens einen Heizstrahlers ( 2) in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur geregelt wird.25. A method for heating at least one semifinished product with at least one radiant heater (2), characterized in that a temperature of the at least one semifinished product (4) is measured and a heating power of the at least one radiant heater (2) is controlled in dependence on the measured temperature. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung des wenigstens einen Heizstrahlers (2) dadurch geregelt wird, dass der wenigstens eine Heizstrahler (2) während des Aufheizens des wenigstens einen Halbzeugs (4) zumindest zeitweise abgeschaltet wird.26. The method according to claim 25, characterized in that the heating power of the at least one radiant heater (2) is controlled by the fact that the at least one radiant heater (2) is switched off at least temporarily during the heating of the at least one semifinished product (4). 27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Halbzeug (4) vor dem Aufheizen in der Heizvorrichtung (1) in einer Vorwärmstation (22) vorgewärmt wird.27. The method according to claim 25 or 26, characterized in that the at least one semifinished product (4) is preheated prior to heating in the heating device (1) in a preheating station (22). 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein Startzeitpunkt der Temperaturregelung in Abhängigkeit einer Heizdauer bei einem vorhergehenden Aufheizen eines Halbzeugs (4) gewählt wird.28. The method according to any one of claims 25 to 27, characterized in that a starting time of the temperature control as a function of a heating period in a previous heating of a semifinished product (4) is selected. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sollwert für die Regelung der Heizleistung des wenigstens einen Heizstrahlers (2) von einer zentralen Maschinensteuerung (27) einer Formgebungsmaschine (28) vorgegeben wird. Innsbruck, am 9. Juli 201329. The method according to any one of claims 25 to 28, characterized in that a desired value for the regulation of the heating power of the at least one radiant heater (2) from a central machine control (27) of a shaping machine (28) is predetermined. Innsbruck, July 9, 2013
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