DE102008044924B4 - Heizeinrichtung für eine Presse zum Laminieren von Bauteilen und Verfahren zum Betreiben der Heizeinrichtung - Google Patents

Heizeinrichtung für eine Presse zum Laminieren von Bauteilen und Verfahren zum Betreiben der Heizeinrichtung Download PDF

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Abstract

Heizeinrichtung (1) für eine Presse (2) zum Laminieren von Bauteilen zu miteinander verbundenen Bauteilstapeln (3), insbesondere Solarzellenmodulen oder Verbundglasscheiben, durch kombinierte Anwendung von Andrückkraft und Wärme innerhalb eines Herstellungsprozesses, wobei die Heizeinrichtung (1) mindestens aus einem Thermofluidheizkörper (4, 4') besteht, dessen ein wärmeübertragendes Thermofluid aufnehmendes Leitungssystem (5) einer Bauteilauflage (6) und/oder einem die Andrückkraft ausübenden Andrückkörper (7) zugeordnet ist, wobei dem Thermofluidheizkörper (4, 4') mindestens eine Wärmequelle (8) zur ablaufgesteuerten Erwärmung oder Abkühlung des Thermofluids zugeordnet ist, die über eine einstellbare Regeleinrichtung (9) verfügt, welche eine Steuerung der zugeführten Wärmeleistung zur ablaufgesteuerten Einhaltung einer Prozesstemperatur ermöglicht, und die Regeleinrichtung (9) zur Erfassung der Prozesstemperatur mit mindestens einem dem Leitungssystem (5) zugeordneten Temperaturmessfühler (10) und/oder mindestens einem der Bauteilauflage (6) oder dem Andrückkörper (7) zugeordneten Temperaturmessfühler (11) ausgestattet ist, und wobei die Heizeinrichtung (1) mit mindestens einem zusätzlich zu dem Thermofluidheizkörper (4, 4') angeordneten elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') kombinierbar ist, welcher...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung für eine Presse zum Laminieren von Bauteilen zu miteinander verbundenen Bauteilstapeln, insbesondere Solarzellenmodulen oder Verbundglasscheiben, durch kombinierte Anwendung von Andrückkraft und Wärme innerhalb eines Herstellungsprozesses, wobei die Heizeinrichtung mindestens aus einem Thermofluidheizkörper besteht, dessen ein wärmeübertragendes Thermofluid aufnehmendes Leitungssystem einer Bauteilauflage und/oder einem die Andrückkraft ausübenden Andrückkörper zugeordnet ist, wobei dem Thermofluidheizkörper mindestens eine Wärmequelle zur ablaufgesteuerten Erwärmung oder Abkühlung des Thermofluids zugeordnet ist, die über eine einstellbare Regeleinrichtung verfügt, welche eine Steuerung der zugeführten Wärmeleistung zur ablaufgesteuerten Einhaltung einer Prozesstemperatur ermöglicht, und die Regeleinrichtung zur Erfassung der Prozesstemperatur mit mindestens einem dem Leitungssystem zugeordneten Temperaturmessfühler und/oder mindestens einem der Bauteilauflage oder dem Andrückkörper zugeordneten Temperaturmessfühler ausgestattet ist, und wobei die Heizeinrichtung mit mindestens einem zusätzlich zu dem Thermofluidheizkörper angeordneten elektrischen Zusatzheizkörper kombinierbar ist, welcher auf der dem Bauteilstapel zugewandten Seite des Thermofluidheizkörpers parallel zu diesem angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Presse mit einer solchen Heizeinrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben der vorgenannten Heizeinrichtung.
  • Pressen mit Thermofluidheizkörpern als Heizeinrichtungen sind im Stand der Technik seit langem bekannt. Im Wesentlichen werden bei diesen bekannten Heizeinrichtungen Wärmeübertragungseinrichtungen verwendet, die mittels Thermofluiden wie Wasser, Thermoöl, Aerosolen, Dampf oder Luft die Heizeinrichtung erwärmen. Der Nachteil solcher Thermofluidheizeinrichtungen ist jedoch, dass diese relativ träge auf Veränderungen der Temperatur reagieren und deshalb innerhalb eines Prozessablaufes größere Wartezeiten und/oder größere Temperaturungenauigkeiten entstehen. Deshalb sind im Stand der Technik auch Heizeinrichtungen bekannt geworden, bei denen die Thermofluidheizkörper mit elektrischen Heizeinrichtungen kombiniert werden, um eine flexiblere Heizeinrichtung zu erhalten.
  • So zeigt die DE 1 703 553 A1 eine elektrisch beheizbare Druckplatte für Pressen, bei welcher das Thermofluid der Heizplatte direkt innerhalb der Druckplatte mit elektrischen Heizleitern erwärmt wird. Daraus ergeben sich zwar geringfügige Verbesserungen des Ansprechverhaltens aufgrund des kürzeren Weges der Wärme und aufgrund der ebenfalls stattfindenden punktuellen Erwärmung der Druckplatte durch den direkten Kontakt mit der Elektroheizung. Das Temperaturbeharrungsvermögen des Thermofluidvolumens ist aber vom Grundsatz noch ähnlich und die durch die Anordnung der Heizleiter gegebene ungleichmäßige Erwärmung der Druckplatte muss erst über die Wärmekapazität des Wärmefluids und der Druckplatte ausgeglichen werden. Dementsprechend reagiert auch dieses System noch relativ träge auf Temperaturveränderung während eines Prozessdurchlaufes.
  • In der DE 43 37 483 C1 wird deshalb in Addition zu der vorhandenen Thermofluidheizung für bestimmte neuralgische Bereiche eine zusätzliche elektrische Heizung vorgeschlagen, bei welcher in der Kernzone der Thermofluidheizplatte elektrische Heizpatronen eingebaut sind, um diese Zone zusätzlich beheizen zu können. Der wesentliche Grund hierfür ist, dass während bestimmter Zeitabschnitte eines Prozessablaufes die Temperaturen innerhalb eines bestimmten Bereiches der Kernzone unabhängig vom eigentlichen Prozessablauf erhöht werden sollen, um Fertigungsproblemen entgegenzuwirken. Dies geschieht mittels einer elektrischen Zusatzheizung, die mit einer unabhängigen Steuerung an bestimmten Punkten zu der Grundheizung mit Thermofluid hinzugeschaltet wird. Das Ansprechverhalten des Gesamtsystems über den gesamten Prozessablauf bleibt dagegen immer noch relativ träge.
  • In der EP 1 616 692 A1 ist die grundsätzliche Möglichkeit beschrieben, mehrere elektrische Heizeinrichtungen mit voneinander unabhängigen Regeleinrichtungen zu einer Heizeinrichtung mit Hauptheizfeldern und Zusatzheizfeldern zu kombinieren. Das Ziel der dort vorgeschlagenen Lösung ist jedoch eine Optimierung der örtlichen Prozessgenauigkeit mit einer Anpassung der Heizleistung und der Regelungscharakteristik an die geometrischen Randbedingungen der Presse und der zu laminierenden Bauteilstapel. Zwar besitzt diese bekannte Lösung eine dynamische und genaue Regelungsmöglichkeit für den Prozessablauf, aber die gesamte Wärmeleistung muss dabei relativ kostenintensiv über elektrische Heizeinrichtungen erzeugt werden.
  • Als nachteilig bei den bekannten Lösungen ist besonders anzusehen, dass beim Auflegen eines Bauteilstapels zu Beginn eines neuen Prozesstaktes die noch kalten Bauteile der Bauteilauflage schnell Wärme entziehen, die durch die Heizeinrichtung nachgeheizt werden muss. Für eine kurze Nachheizzeit im Sinne einer kurzen Taktzeit benötigt die Heizeinrichtung dann eine große Wärmekapazität oder eine große Heizleistung. Eine große Wärmekapazität hat jedoch eine entsprechend große Trägheit der Temperaturregelung zur Folge, was die Taktzeiten durch entsprechend lange Reaktionszeiten insgesamt verlängert. Wird alternativ dazu die Heizleistung erhöht, so steigt gleichzeitig die Gefahr von zeitweisen Überschreitungen der Solltemperatur im Prozessablauf, sogenannten Temperaturüberschwingern, die sich auch negativ auf die Fertigungsqualität auswirken können. Diesen Überschwingern bei hoher Heizleistung kann nur mit entsprechenden Wartezeiten im Prozessablauf entgegnet werden oder mit Wärmespeichern in der Heizplatte, die einen Teil der hohen Heizleistung auffangen müssen. Beides führt jedoch dazu, dass die Taktzeiten nicht primär durch die technischen Notwendigkeiten des Bauteilstapels vorgebbar sind, sondern durch das träge Temperaturverhalten der Heizeinrichtung.
  • Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine Heizeinrichtung, eine Presse mit einer solchen Heizeinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Heizeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein bestimmbarer Anteil der erforderlichen Wärmeenergie aus preisgünstigeren Thermofluidquellen beziehbar sein soll, auch wenn diese schlechter regelbar sind, und bei der lediglich die dann fehlende Wärme für eine genauere Prozesssteuerung aus entsprechend besser regelbaren, aber kostenintensiveren elektrischen Heizquellen bezogen wird. Dabei soll die Regelung der Temperaturen im Prozessablauf gegenüber einer Thermofluidheizung dynamischer und mit größerer Genauigkeit möglich sein, und einfacher an die speziellen Erfordernisse verschiedener zu laminierender Bauteilstapel anpassbar sein, wodurch insgesamt gegenüber einer rein mit Thermofluid betriebenen Heizeinrichtung und dem Verfahren zu deren Betrieb gleichzeitig die Durchlaufzeit im Prozessablauf gesenkt und die Fertigungsqualität erhöht werden kann.
  • Die Lösung des die Heizeinrichtung für eine Presse betreffenden Teils dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Heizeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die dem Thermofluidheizkörper über die Wärmequelle zugeführte Wärmeleistung soweit reduzierbar ist, dass der Thermofluidheizkörper zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur allein nicht mehr ausreichend ist, und dass das entstehende Leistungsdefizit selbsttätig über den elektrischen Zusatzheizkörper ausgleichbar ist, wobei der elektrische Zusatzheizkörper eine eigene unabhängige Regeleinrichtung zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur über den gesamten Ablauf aufweist, und dass der Regeleinrichtung zur Erfassung einer Prozesstemperatur mindestens ein dem Bauteilstapel zugewandter Temperaturmessfühler zugeordnet ist, der in oder an dem elektrischen Zusatzheizkörper angeordnet ist.
  • Die Lösung des die Presse mit einer Heizeinrichtung zum Laminieren von Bauteilstapeln betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Presse nach dem Anspruch 9 und die Lösung des das Verfahren zum Betreiben einer Heizeinrichtung für eine Presse zum Laminieren von Bauteilen betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 10.
  • Der Kern der Erfindung ist, dass der elektrische Zusatzheizkörper, der zwischen dem Thermofluidheizkörper und der Bauteilauflage, also dem Bauteilstapel zugewandt, platziert wird, und der über eine unabhängige vollständige Regelungseinrichtung verfügt, für den Bauteilstapel wie eine direkte elektrische Heizung wirkt, mit allen Vorteilen der schnellen und genauen Temperaturanpassung an die Sollwerte der Regelung. Dabei muss jedoch nur ein mögliches Wärmedefizit der Thermofluidheizung an der dem Bauteilstapel zugewandten Seite durch die Elektroheizung ausgeglichen werden, denn beide Heizungen verfolgen über ihre jeweiligen unabhängigen Regelungen den gleichen Prozessablauf. Die Regelung der Elektroheizung erfasst dabei also lediglich die Wärmedefizite, die in bestimmten Situationen und/oder an bestimmten Stellen während des Prozessablaufes entstehen können, und heizt diese nach. Dadurch wird das Temperaturverhalten der gesamten Heizeinrichtung wesentlich dynamischer und punktgenauer bezogen auf den Sollverlauf der Prozessschritte. Die möglichen Temperaturüberschwinger sind dabei schon vom Grundsatz her geringer und gleichzeitig wirkt noch die Thermofluidheizung als Wärmespeicher, der die Temperaturüberschwinger von der Elektrozusatzheizung aufnehmen kann.
  • Dieses günstige Temperaturverhalten kann noch verbessert werden, indem die Regelung der Thermofluidheizung insgesamt bewusst träger eingestellt wird, als es für eine reine Thermofluidheizung vorteilhaft wäre. Da die elektrische Zusatzheizung über eine eigene unabhängige Regelung verfügt und mit eigenen, dem Bauteilstapel zugewandten Temperaturmessfühlern eine unabhängige Temperatursteuerung über den gesamten Prozessablauf durchführt, ist dieses ohne weiteres möglich. Die Regelung des elektrischen Zusatzheizkörpers reagiert dabei auf die Messwerte in unmittelbarer Nähe des Bauteilstapels, während die Regelung des Thermofluidheizkörpers jetzt auf die Messwerte des Thermofluids oder in unmittelbarer Nähe des Thermofluidheizkörpers reagiert, sodass hierzu ein trägeres Verhalten einstellbar ist, welches ja von der Regelung der elektrischen Zusatzheizung selbsttätig nach deren Charakteristik ausgeglichen wird.
  • Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Regelung der Thermofluidheizung so einzustellen, dass diese ein ständiges Wärmedefizit größer oder gleich Null gegenüber der vorgegebenen Solltemperatur produziert, etwa indem die Heizleistung ihrer Wärmequelle herabgesetzt wird oder der Durchfluss des Thermofluids soweit gedrosselt wird, dass die Thermofluidheizung allein die Einhaltung der Temperaturen im Prozessablauf nicht mehr gewährleisten kann. Das Wärmedefizit wird dann über den gesamten Prozessablauf von der elektrischen Zusatzheizung selbsttätig ausgeglichen, wobei über das Maß der Unterdeckung durch die Thermofluidheizung quasi das Verhältnis Wärmeleistungen der beiden Heizkörper variiert werden kann, ohne die Programmierung für den Prozessablauf umständlich anzupassen. Daher eignet sich die erfindungsgemäße Lösung auch besonders zur Nachrüstung an vorhandenen Pressen mit Thermofluidheizkörpern.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der elektrische Zusatzheizkörper lösbar mit dem Thermofluidheizkörper verbindbar ist und annähernd die gleiche wirksame Heizfläche aufweist wie der mit diesem verbundene Thermofluidheizkörper, weil dann keine Anpassungen an unterschiedliche Bereiche und Bauteile erforderlich sind, was besonders für Nachrüstungen einfache Lösungen ermöglicht. Ebenso ist es auch von Vorteil, wenn alle Verbindungsstellen und -elemente für eine Nachrüs- Nachrüstungsmöglichkeit zum Verbinden des elektrischen Zusatzheizkörpers mit dem Thermofluidheizkörper auf Seiten des Zusatzheizkörpers und/oder des Thermofluidheizkörpers bereits vorgesehen sind.
  • In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der elektrische Zusatzheizkörper aus mehreren eigenständig oder in Gruppen zusammengefasst regelbaren elektrischen Heizfeldern und/oder Heizzonen besteht, denen jeweils mindestens ein eigener Temperaturmessfühler zugeordnet ist. Damit wird erreicht, dass auch bei Bauteilstapeln mit komplexem Temperaturverhalten oder für den Prozess besonders neuralgischen Punkten eine verbesserte und genauere Einhaltung der Temperaturen während eines Laminiervorgangs möglich ist.
  • Zur Programmierung, Steuerung und zur Durchführung eines Soll-/Istwert-Vergleiches kann der Regeleinrichtung des elektrischen Zusatzheizkörpers eine eigene Recheneinheit zur Programmierung und Steuerung des Prozessablaufes zugeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass die Regeleinrichtung des elektrischen Zusatzheizkörpers zur Programmierung und Steuerung des Prozessablaufes mit einer gemeinsamen zentralen Recheneinheit der Heizeinrichtung oder der Presse verbindbar ist.
  • Es liegt ebenfalls im Sinne der Erfindung, dass eine Presse, die zunächst mit einer reinen Thermofluidheizung ausgeliefert wird, sich dadurch auszeichnet, dass alle Verbindungsstellen und -elemente für eine Nachrüstungsmöglichkeit zum Integrieren eines elektrischen Zusatzheizkörpers in die Presse auf Seiten der Pressenbauteile bereits vorgesehen sind, womit die im Vorhergehenden beschriebenen Vorteile der Erfindung bei einer Nachrüstung ohne bauliche Änderungen und mit geringem Anpassungsaufwand für die Gesamtvorrichtung verwirklichbar sind.
  • Insgesamt betrachtet lassen sich eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung und eine Presse mit einer solchen erfindungsgemäßen Heizeinrichtung dann mit einem erfindungsgemäßen Verfahren betreiben, welches sich dadurch auszeichnet, dass die dem Thermofluidheizkörper über dessen Wärmequelle zugeführte Wärmeleistung soweit reduziert wird, dass der Thermofluidheizkörper zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur allein nicht mehr ausreichend ist, und dass das entstehende Leistungsdefizit selbsttätig über den elektrischen Regeleinrichtung zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur über den gesamten Ablauf gesteuert wird, und der Regeleinrichtung die erfasste Prozesstemperatur durch mindestens einen dem Bauteilstapel zugewandten Temperaturmessfühler, der in oder an dem elektrischen Zusatzheizkörper angeordnet ist, zugeführt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine Presse mit zwei Heizeinrichtungen in Gesamtansicht
  • 2 eine Presse mit zwei Heizeinrichtungen in Seitenansicht.
  • 3 das Unterteil einer Presse mit abgehobener Bauteilauflage in isometrischer Ansicht
  • 4 eine Heizeinrichtung gemäß 3
  • 5 eine Heizeinrichtung gemäß 4 mit abgehobenem elektrischem Zusatzheizkörper
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer eingangs genannten Presse (2) mit zwei Heizeinrichtungen. Einzelheiten der Presse, die sich nicht auf die Erfindung beziehen, sind nicht dargestellt.
  • Die Heizeinrichtung (1) besteht jeweils aus einem Thermofluidheizkörper (4, 4'), dessen ein wärmeübertragendes Thermofluid aufnehmendes Leitungssystem (5) einer Bauteilauflage (6) und/oder einem die Andrückkraft ausübenden Andrückkörper (7) zugeordnet ist, wobei dem Thermofluidheizkörper (4, 4') mindestens eine Wärmequelle (8) zur ablaufgesteuerten Erwärmung oder Abkühlung des Thermofluids zugeordnet ist, die über eine einstellbare Regeleinrichtung (9) verfugt, welche eine Steuerung der zugeführten Wärmeleistung zur ablaufgesteuerten Einhaltung einer Prozesstemperatur ermöglicht, und die Regeleinrichtung (9) zur Erfassung der Prozesstemperatur mit mindestens einem dem Leitungssystem (5) zugeordneten Temperaturmessfühler (10) und/oder mindestens einem der Bauteilauflage (6) oder dem Andrückkörper (7) zugeordneten Temperaturmessfühler (11) ausgestattet ist, und wobei die Heizeinrichtung (1) mit mindestens einem zusätzlich zu dem Thermofluidheizkörper (4, 4') angeordneten elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') kombinierbar ist, welcher auf der dem Bauteilstapel (3) zugewandten Seite des Thermofluidheizkörpers (4, 4') parallel zu diesem angeordnet ist.
  • Jeder elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') weist eine eigene unabhängige Regeleinrichtung (13, 13') zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur über den gesamten Ablauf auf, wobei der Regeleinrichtung (13, 13') zur Erfassung einer Prozesstemperatur mindestens ein dem Bauteilstapel zugewandter Temperaturmessfühler (14, 14') zugeordnet ist, der in oder an dem elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') angeordnet ist. Der elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') weist dabei annähernd die gleiche wirksame Heizfläche auf wie der mit diesem verbundene Thermofluidheizkörper (4, 4'). Über die Verbindungselemente (15) ist der elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') lösbar mit dem Thermofluidheizkörper (4, 4') verbunden. Vorteilhafterweise sind alle Verbindungsstellen und -elemente (15) für eine Nachrüstungsmöglichkeit zum Verbinden des elektrischen Zusatzheizkörpers (12, 12') mit dem Thermofluidheizkörper (4, 4') auf Seiten des Zusatzheizkörpers (12, 12') und/oder des Thermofluidheizkörpers (4, 4') bereits vorgesehen, auch wenn die Presse (2) zunächst nur mit einer Thermofluidheizung (4, 4') ausgerüstet ist.
  • Der elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') besteht aus mehreren eigenständig oder in Gruppen zusammengefasst regelbaren elektrischen Heizfeldern und/oder Heizzonen (16, 16'), denen jeweils ein eigener Temperaturmessfühler (14') zugeordnet ist. Der Regeleinrichtung (13, 13') des elektrischen Zusatzheizkörpers (12, 12') ist eine eigene Recheneinheit (17, 17') zur Programmierung und Steuerung des Prozessablaufes zugeordnet. Denkbar ist jedoch auch, dass die Regeleinrichtung (13, 13') des elektrischen Zusatzheizkörpers (12, 12') zur Programmierung und Steuerung des Prozessablaufes mit einer gemeinsamen zentralen Recheneinheit der Heizeinrichtung (1) oder der Presse (2) verbindbar ist.
  • Die Wärmequelle (8) zur ablaufgesteuerten Erwärmung oder Abkühlung des Thermofluids ist bei der gezeigten Ausführung räumlich getrennt von dem Fluidheizkörper (4, 4') angeordret, kann jedoch in bekannter Weise auch in dem Fluidheizkörper selbst angeordnet werden.
  • 2 zeigt die in 1 schematisch dargestellte Presse in einer Seitenansicht. Hier wird die Anordnung der Heizeinrichtungen in Bezug auf den Bauteilstapel (3) verdeutlicht, wobei hier sowohl die Heizeinrichtung, die der Bauteilauflage (6) zugeordnet ist als auch die Heizeinrichtung, die dem Andrückkörper (7) zugeordnet ist, aus einer Kombination von Thermofluidheizkörper (4, 4') und einem elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') besteht. Dabei ist natürlich auch jede mögliche Kombinationsvariante im Sinne der Erfindung. Auch die Darstellung von zwei eigenen unabhängigen Regeleinrichtungen (13, 13') jeweils für die Zusatzheizkörper (12, 12') ist nicht zwingend. Es ist durchaus denkbar, beide Zusatzheizkörper (12, 12') über eine gemeinsame Regeleinrichtung zu steuern.
  • 3 zeigt in einer räumlichen Darstellung den unteren Teil einer Presse mit einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung. Hier wird insbesondere ersichtlich, dass der elektrische Zusatzheizkörper (12) aus mehreren eigenständig oder in Gruppen zusammengefasst regelbaren elektrischen Heizfeldern und/oder Heizzonen (16) besteht, denen jeweils mindestens ein eigener Temperaturmessfühler (14, 14') zugeordnet ist. Der elektrische Zusatzheizkörper (12) ist dabei über Verbindungselemente (15) lösbar mit dem Thermofluidheizkörper (4) verbunden.
  • Die 4 zeigt eine Heizeinrichtung (1) in einer zusammengefügten Kombination aus Thermofluidheizkörper (4) und elektrischem Zusatzheizkörper (12). Dargestellt wird ebenfalls der für die Regeleinrichtung (9) der Thermofluidheizung (4) vorgesehene Temperaturmessfühler (10) im Rohrleitungssystem (5) für das Thermofluid und der für die Regeleinrichtung (9) der Thermofluidheizung (4) vorgesehene Temperaturmessfühler (11) in oder an dem Thermofluidheizkörper (4).
  • Die gleiche Darstellung zeigt 5, allerdings für eine angenommene Position unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Kombination über die bereits vorhandenen Verbindungsstellen (15).
  • Dargestellt und beschrieben ist diese Ausführung für eine Heizeinrichtung für eine Presse zum Laminieren von Bauteilen zu miteinander verbundenen Bauteilstapeln, insbesondere Solarzellenmodulen oder Verbundglasscheiben, durch kombinierte Anwendung von Andrückkraft und Wärme innerhalb eines Herstellungsprozesses. Es ist für den Fachmann jedoch ersichtlich, dass die Erfindung auch für andere Pressen, bei denen Bauteile durch kombinierte Anwendung von Andrückkraft und Wärme zusammengefügt werden sollen, anwendbar ist.
  • 1
    Heizeinrichtung
    2
    Presse
    3
    Bauteilstapel
    4, 4'
    Thermofluidheizkörper
    5
    Leitungssystem
    6
    Bauteilauflage
    7
    Andruckkörper
    8
    Wärmequelle für Thermofluid
    9
    Regeleinrichtung für Thermofluidheizkörper
    10
    Temperaturmessfühler für Thermofluid
    11
    Temperaturmessfühler dem Bauteilstapel zugewandt
    12, 12'
    elektrischer Zusatzheizkörper
    13, 13'
    Regeleinrichtung für elektrischen Zusatzheizkörper
    14, 14'
    Temperaturmessfühler für elektrischen Zusatzheizkörper
    15
    Verbindungselement
    16, 16'
    Heizfelder, Heizzonen des elektrischen Zusatzheizkörpers
    17
    Recheneinheit

Claims (10)

  1. Heizeinrichtung (1) für eine Presse (2) zum Laminieren von Bauteilen zu miteinander verbundenen Bauteilstapeln (3), insbesondere Solarzellenmodulen oder Verbundglasscheiben, durch kombinierte Anwendung von Andrückkraft und Wärme innerhalb eines Herstellungsprozesses, wobei die Heizeinrichtung (1) mindestens aus einem Thermofluidheizkörper (4, 4') besteht, dessen ein wärmeübertragendes Thermofluid aufnehmendes Leitungssystem (5) einer Bauteilauflage (6) und/oder einem die Andrückkraft ausübenden Andrückkörper (7) zugeordnet ist, wobei dem Thermofluidheizkörper (4, 4') mindestens eine Wärmequelle (8) zur ablaufgesteuerten Erwärmung oder Abkühlung des Thermofluids zugeordnet ist, die über eine einstellbare Regeleinrichtung (9) verfügt, welche eine Steuerung der zugeführten Wärmeleistung zur ablaufgesteuerten Einhaltung einer Prozesstemperatur ermöglicht, und die Regeleinrichtung (9) zur Erfassung der Prozesstemperatur mit mindestens einem dem Leitungssystem (5) zugeordneten Temperaturmessfühler (10) und/oder mindestens einem der Bauteilauflage (6) oder dem Andrückkörper (7) zugeordneten Temperaturmessfühler (11) ausgestattet ist, und wobei die Heizeinrichtung (1) mit mindestens einem zusätzlich zu dem Thermofluidheizkörper (4, 4') angeordneten elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') kombinierbar ist, welcher auf der dem Bauteilstapel (3) zugewandten Seite des Thermofluidheizkörpers (4, 4') parallel zu diesem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Thermofluidheizkörper (4, 4') über die Wärmequelle (8) zugeführte Wärmeleistung soweit reduzierbar ist, dass der Thermofluidheizkörper (4, 4') zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur allein nicht mehr ausreichend ist, und dass das entstehende Leistungsdefizit selbsttätig über den elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') ausgleichbar ist, wobei der elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') eine eigene unabhängige Regeleinrichtung (13, 13') zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur über den gesamten Ablauf aufweist, und der Regeleinrichtung (13, 13') zur Erfassung der Prozesstemperatur mindestens ein dem Bauteilstapel zugewandter Temperaturmessfühler (14, 14') zugeordnet ist, der in oder an dem elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') angeordnet ist.
  2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') annähernd die gleiche wirksame Heizfläche aufweist wie der mit diesem verbundene Thermofluidheizkörper (4, 4').
  3. Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') lösbar mit dem Thermofluidheizkörper (4, 4') verbindbar ist.
  4. Heizeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Verbindungsstellen und -elemente (15) für eine Nachrüstungsmöglichkeit zum Verbinden des elektrischen Zusatzheizkörpers (12, 12') mit dem Thermofluidheizkörper (4, 4') auf Seiten des Zusatzheizkörpers (12, 12') und/oder des Thermofluidheizkörpers (4, 4') bereits vorgesehen sind.
  5. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') aus mehreren eigenständig oder in Gruppen zusammengefasst regelbaren elektrischen Heizfeldern und/oder Heizzonen (16, 16') besteht, denen jeweils mindestens ein eigener Temperaturmessfühler (14') zugeordnet ist.
  6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Regeleinrichtung (13, 13') des elektrischen Zusatzheizkörpers (12, 12') eine eigene Recheneinheit (17, 17') zur Programmierung und Steuerung des Prozessablaufes zugeordnet ist.
  7. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung (13, 13') des elektrischen Zusatzheizkörpers (12, 12') zur Programmierung und Steuerung des Prozessablaufes mit einer gemeinsamen zentralen Recheneinheit der Heizeinrichtung (1) oder der Presse (2) verbindbar ist.
  8. Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (8) zur ablaufgesteuerten Erwärmung oder Abkühlung des Thermofluids räumlich getrennt von dem Fluidheizkörper (4, 4') angeordnet ist.
  9. Presse (2) mit einer Heizeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Verbindungsstellen und -elemente (15) für eine Nachrüstungsmöglichkeit zum Integrieren des mindestens einen elektrischen Zusatzheizkörpers (12, 12') in die Presse (2) auf Seiten der Pressenbauteile bereits vorgesehen sind.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Heizeinrichtung für eine Presse zum Laminieren von Bauteilen zu miteinander verbundenen Bauteilstapeln (3), insbesondere Solarzellenmodulen oder Verbundglasscheiben, durch kombinierte Anwendung von Andrückkraft und Wärme innerhalb eines Herstellungsprozesses, wobei die Heizeinrichtung (1) mindestens aus einem Thermofluidheizkörper (4, 4') besteht, dessen ein wärmeübertragendes Thermofluid aufnehmendes Leitungssystem (5) einer Bauteilauflage (6) und/oder einem die Andrückkraft ausübenden Andrückkörper (7) zugeordnet ist, wobei dem Thermofluidheizkörper (4, 4') mindestens eine Wärmequelle (8) zur ablaufgesteuerten Erwärmung oder Abkühlung des Thermofluids zugeordnet ist, die über eine einstellbare Regeleinrichtung (9) verfügt, welche eine Steuerung der zugeführten Wärmeleistung zur ablaufgesteuerten Einhaltung einer Prozesstemperatur ermöglicht, und die Regeleinrichtung (9) zur Erfassung der Prozesstemperatur mit mindestens einem dem Leitungssystem (5) zugeordneten Temperaturmessfühler (10) und/oder mindestens einem der Bauteilauflage (6) oder dem Andrückkörper (7) zugeordneten Temperaturmessfühler (11) ausgestattet ist, und wobei die Heizeinrichtung (1) mit mindestens einem zusätzlich zu dem Thermofluidheizkörper (4, 4') angeordneten elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') kombinierbar ist, welcher auf der dem Bauteilstapel (3) zugewandten Seite des Thermofluidheizkörpers (4, 4') parallel zu diesem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Thermofluidheizkörper (4, 4') über die Wärmequelle (8) zugeführte Wärmeleistung soweit reduziert wird, dass der Thermofluidheizkörper (4, 4') zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur allein nicht mehr ausreichend ist, und dass das entstehende Leistungsdefizit selbsttätig über den elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') ausgeglichen wird, wobei der elektrische Zusatzheizkörper (12, 12') durch eine eigene unabhängige Regeleinrichtung (13, 13') zur ablaufgesteuerten Einhaltung der Prozesstemperatur über den gesamten Ablauf gesteuert wird und der Regeleinrichtung (13, 13') die erfasste Prozesstemperatur durch mindestens einen dem Bauteilstapel zugewandten Temperaturmessfühler (14, 14'), der in oder an dem elektrischen Zusatzheizkörper (12, 12') angeordnet ist, zugeführt wird.
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