DE102011116849B4 - Method for calibrating a heater of thermoforming machines - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Kalibrieren einer Heizeinrichtung von Thermoformmaschinen zur Erwärmung von thermoplastischem Halbzeug aus Platten- oder Rollenmaterial, wobei die Heizeinrichtung mindestens eine Heizfläche aus Heizelementen umfasst und mindestens ein Heizelement enthält, das mit einem Thermoelement versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfläche zunächst auf einen Temperaturwert Tmax aufgeheizt wird, wobei ein Reflektor (9) den Heizelementen (10) gegenüber angeordnet ist, danach der Reflektor (9) entfernt wird und ein Temperaturwert Tfrei ermittelt wird, der sich als Beharrungstemperatur einstellt, und ein Wert Qtemp aus der Division von Tmax durch Tfrei gebildet wird und Qtemp verglichen wird mit einem Wert QtempRef eines Referenzstrahlers durch die Bildung eines Wertes KOR aus der Division von QtempRef durch Qtemp und KOR als Multiplikator verwendet wird um eine kalibrierte Solltemperatur TsollKal zu bilden durch die Multiplikation einer Solltemperatur Tsoll mit KOR.Method for calibrating a heating device of thermoforming machines for heating thermoplastic semifinished product from plate or roller material, wherein the heating device comprises at least one heating surface of heating elements and at least one heating element, which is provided with a thermocouple, characterized in that the heating surface initially to a temperature value Tmax is heated, wherein a reflector (9) the heating elements (10) is arranged opposite, then the reflector (9) is removed and a temperature value Tfrei is determined, which sets as a steady temperature, and a value Qtemp from the division of Tmax by T free is formed and Qtemp is compared with a value QtempRef of a reference radiator by the formation of a value KOR from the division of QtempRef by Qtemp and KOR as multiplier is used to form a calibrated setpoint temperature TsollKal by multiplying a setpoint temperature Tsoll by KOR.
Description
Einleitungintroduction
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Heizeinrichtung von Thermoformmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for calibrating a heating device of thermoforming machines according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Thermoformmaschinen weisen Heizeinrichtungen zum Erwärmen von thermoplastischen Halbzeugen auf. Eine Ausprägung von Heizeinrichtungen umfasst Heizelemente, die in sogenannten Heizkästen zu Heizflächen zusammengestellt sind. Einige Heizelemente weisen ein Thermoelement auf. Die Thermoelemente ermöglichen die Regelung der Temperaturen der Heizelemente in der Weise, dass ein Heizelement mit einem Thermoelement die Temperatur für einen festgelegten Sektor des Heizkastens mit einer Anzahl von zugeordneten Heizelementen regelt.Thermoforming machines have heating devices for heating thermoplastic semi-finished products. One embodiment of heating devices comprises heating elements which are put together in so-called heating boxes for heating surfaces. Some heating elements have a thermocouple. The thermocouples allow the control of the temperatures of the heating elements in such a way that a heating element with a thermocouple controls the temperature for a fixed sector of the heating box with a number of associated heating elements.
Bekannte Heizelemente sind als keramische Elemente ausgebildet, bei denen ein elektrisch leitfähiger Heizdraht in keramische Masse eingebettet ist. Bei Heizelementen mit Thermoelement ist ein Thermoelement ebenfalls in keramische Masse eingebettet. Aufgrund von Fertigungsschwankungen ist der Abstand des Thermoelements zum elektrisch leitfähigen Heizdraht nicht konstant. Die Varianz des Abstandes zwischen dem Thermoelement und dem elektrisch leitfähigen Heizdraht bewirkt bei gleicher elektrischer Leistung der Heizelemente eine unterschiedliche Thermospannung im Thermoelement, die von einer Steuerung der Thermoformmaschine verarbeitet wird. Die Steuerung der Thermoformmaschine bekommt von Heizelementen mit Thermoelement, die nahezu identische Mengen an elektrisch leitfähigem Heizdraht und nahezu identische Mengen an Keramikmasse aufweisen, ungleiche Werte für die Thermospannung. Die ungleichen Werte für die Thermospannungen der Heizelemente mit Thermoelement veranlasst die Steuerung unterschiedliche Stellwerte an die Heizelemente mit Thermoelement auszugeben. Dadurch ergibt sich eine Heizfläche, die inhomogene Temperaturwerte aufweist.Known heating elements are designed as ceramic elements in which an electrically conductive heating wire is embedded in ceramic mass. For heating elements with a thermocouple, a thermocouple is also embedded in ceramic material. Due to manufacturing variations, the distance of the thermocouple from the electrically conductive heating wire is not constant. The variance of the distance between the thermocouple and the electrically conductive heating wire causes the same electrical power of the heating elements, a different thermoelectric voltage in the thermocouple, which is processed by a controller of the thermoforming machine. The control of the thermoforming machine gets unequal values for the thermoelectric voltage from heating elements with thermocouple, which have almost identical amounts of electrically conductive heating wire and almost identical amounts of ceramic material. The unequal values for the thermal voltages of the heating elements with thermocouple causes the control to output different control values to the heating elements with thermocouple. This results in a heating surface, which has inhomogeneous temperature values.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Homogenität der Temperaturen von Heizelementen eines Heizkastens zu verbessern.The invention has for its object to improve the homogeneity of the temperatures of heating elements of a heating box.
Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensmerkmale. Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils rückbezogenen Ansprüche.This object is achieved by the method features specified in
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und vorteilhafte Weiterbildungen sind anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 Eine Seitenansicht der Vorrichtung -
2 Eine Darstellung eines Heizkastens mit Sicht auf die Unterseite der Heizelemente
-
1 A side view of the device -
2 An illustration of a heating box with a view of the underside of the heating elements
Die Vorrichtung gemäß
Der Heizkasten gemäß
Das Verfahren nach dem Stand der Technik läuft so ab, dass bei Schichtbeginn der Bediener die Vorrichtung einschaltet und in die Steuerung Sollwerte für die Heizkästen eingibt. Dabei wählt er für die Heizkästen
Bei Vorrichtungen, bei denen als Halbzeug
Bei Vorrichtungen, bei denen das Halbzeug
Beim Verfahren nach dem Stand der Technik sind die Temperaturen der Heizelemente
Messungen von Heizelementen
Diese Temperaturdifferenzen werden dadurch noch verstärkt, dass sich durch die Nutzungsdauer der Heizelemente eine Abnutzung ergibt, die nicht reproduzierbar ist.These temperature differences are exacerbated by the fact that wear results from the useful life of the heating elements, which is not reproducible.
Das Verfahren schlägt deshalb eine Kalibrierung der Heizelemente
Das Verfahren bei Vorrichtungen, bei den als Halbzeug
Vorteilhafterweise wird der Temperaturwert Tmax so gewählt, dass sämtliche Heizelemente
Haben alle Heizelemente
Anschließend wird der Vorgang für den unteren Heizkasten
Der Wert QtempRef eines Referenzstrahlers, der aus Labormessungen gebildet wird, wird benutzt zur Bildung des Wertes KOR als Division von QtempRef durch Qtemp. Der Wert KOR wird weiterhin benutzt um eine kalibrierte Solltemperatur TsollKal zu bilden durch die Multiplikation einer Solltemperatur Tsoll mit KOR.The value QtempRef of a reference radiator, which is formed from laboratory measurements, is used to form the value KOR as a division of QtempRef by Qtemp. The value KOR is further used to form a calibrated setpoint temperature TsollKal by multiplying a setpoint temperature Tsoll by KOR.
Durch dieses Verfahren werden sämtliche Heizelemente
Vorteilhafterweise wird der Temperaturwert Tmax bei der Verwendung in Thermoformmaschinen, die mit Heizflächen versehen sind, die taktweise zwischen der Position über der Reflektorfläche und der Position über dem thermoplastischen Kunststoffhalbzeug verschoben werden, um ein Produkt aus einer Aufheizzeit tauf multipliziert mit einer Aufheizgeschwindigkeit Vauf reduziert. Die Aufheizzeit tauf stellt dabei die Ruhezeit der Heizflächen über dem Reflektor dar, wenn die Formteile abkühlen. Die Aufheizgeschwindigkeit Vauf wird für ein erforderliches Temperaturband experimentell ermittelt.Advantageously, the temperature value Tmax, when used in thermoforming machines provided with heating surfaces which are intermittently displaced between the position above the reflector surface and the position above the thermoplastic semi-finished product, is reduced by a product of a heating time t multiplied by a heating rate Vauf. The heating time bapty represents the rest period of the heating surfaces above the reflector when the moldings cool. The heating rate Vauf is determined experimentally for a required temperature band.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Steuerung der Thermoformmaschine eine Visualisierung umfasst, die es dem Bediener ermöglicht, manuelle Korrekturfaktoren zur Optimierung der Temperaturhomogenität einzugeben.It is further contemplated that the controller of the thermoforming machine includes a visualization that allows the operator to input manual correction factors to optimize the temperature homogeneity.
Ebenfalls ist es erfinderisch vorgesehen, dass die Steuerung nach einer vom Bediener wählbaren Anzahl von Arbeitstakten das Verfahren zum Kalibrieren durchführt. Ebenso ist es vorgesehen, dass die Kalibrierung durchgeführt wird, nachdem ein Heizelement
Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass der Temperaturwert Tmax automatisch um einen vom Bediener einstellbaren Temperaturwert Tred reduziert wird, wenn einer der Heizelemente
Ebenfalls vorteilhaft ist, dass die Steuerung die Thermoformmaschine stoppt, wenn sie für ein Heizelement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Maschinenrahmenmachine frame
- 22
- Werkzeugtischwork table
- 33
- Unterwerkzeuglower tool
- 44
- Spannrahmententer
- 55
- Thermoplastisches HalbzeugThermoplastic semi-finished product
- 66
- Unterer HeizkastenLower heating box
- 77
- Oberer HeizkastenUpper heating box
- 88th
- Oberwerkzeugupper tool
- 99
- Reflektorreflector
- 1010
- Heizelementheating element
- 1111
- Teilflächesubarea
- 1212
- Thermoelementthermocouple
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011116849.8A DE102011116849B4 (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Method for calibrating a heater of thermoforming machines |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102011116849.8A DE102011116849B4 (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Method for calibrating a heater of thermoforming machines |
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DE102011116849A1 DE102011116849A1 (en) | 2013-04-25 |
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DE102011116849.8A Active DE102011116849B4 (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Method for calibrating a heater of thermoforming machines |
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-
2011
- 2011-10-25 DE DE102011116849.8A patent/DE102011116849B4/en active Active
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