DE102016014334A1

DE102016014334A1 - Heißluftpistole

Info

Publication number: DE102016014334A1
Application number: DE102016014334.7A
Authority: DE
Inventors: Mats Holgersson; Arne Edvardsson
Original assignee: Isaberg Rapid AB
Current assignee: Isaberg Rapid AB
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-06-07
Also published as: EP3548811A1; CN109952475A; WO2018099622A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heißluftpistole (10) mit einem einen in einen Luftauslass (18) mündenden Luftkanal (20) aufweisenden Gehäuse (12), mit einer im Gehäuse (12) angeordneten Heißlufteinrichtung (22) zur Erzeugung eines Heißluftstroms und zur Zuleitung des Heißluftstroms durch den Luftkanal (20) über den Luftauslass (18) zu einem Werkstück und mit einer Temperaturmesseinrichtung (36) mit einem Temperatursensor (34) zum berührungslosen Messen einer Oberflächentemperatur des Werkstücks. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Luftkanal (20) ein Messrohr (28) angeordnet ist, dessen vorderes Ende (30) offen ist und dem Luftauslass (18) zugewandt ist und in dem an seinem hinteren Ende (32) der Temperatursensor (34) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißluftpistole gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Heißluftpistolen dienen der gezielten Erwärmung eines Werkstücks, beispielsweise um dieses zu verformen oder mit einem anderen Werkstück zu verschweißen, um eine Folie auf das Werkstück aufzubringen oder von ihm zu entfernen oder das Werkstück zu trocknen oder chemische Prozesse zu beschleunigen. Die Heißluftpistole weist ein Gehäuse auf, in dem eine Heißlufteinrichtung angeordnet ist, die über einen Lufteinlass im Gehäuse Umgebungsluft ansaugt, diese erwärmt und durch einen Luftkanal über einen Luftauslass auf das Werkstück leitet. Typische Heißlufttemperaturen liegen im Bereich einiger 100° C. Dabei ist die tatsächlich an der Oberfläche des Werkstücks erzielte Temperatur nicht nur von der Temperatur der Heißluft und der Luftdurchflußmenge abhängig, sondern auch in hohem Maße vom Abstand zwischen dem Luftauslass und der Oberfläche des Werkstücks. Ein Benutzer der Heißluftpistole muss daher in der Praxis ein gutes Gefühl dafür entwickeln, wie heiß und wie stark er den Heißluftstrom einstellt und in welcher Entfernung vom Werkstück er die Heißluftpistole hält, um einerseits den gewünschten Effekt zu erzielen und andererseits das Werkstück nicht mit einer zu hohen Temperatur zu beaufschlagen und dadurch zu beschädigen. Hier wurde bereits versucht, Abhilfe zu schaffen, indem außen auf das Gehäuse eine Temperaturmesseinrichtung aufgesetzt wird, wie beispielsweise ein InfrarotSensor bzw. Pyrometer. Die vom Werkstück abgestrahlte Infrarot-Strahlung ist ein gutes Maß für seine Temperatur. Bei solchen Heißluftpistolen, wie sie beispielsweise aus der DE 20 2012 102 739 U1 bekannt sind, besteht jedoch die Schwierigkeit, die Temperatur genau am Ort des Auftreffens des Luftstrahls zu messen.
Hierfür muss der Sensor genau auf die Stelle gerichtet werden, an der auch der Luftstrahl auftrifft, was wiederum eine aufwendige Handhabung nach sich zieht. Eine genaue Messung an der Auftreffstelle ist nur möglich, wenn die Heißluftpistole in einer bestimmten Entfernung zum Werkstück gehalten wird, da der Sensor bezüglich des Luftkanals fest justiert ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Heißluftpistole der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass das zu erhitzende Werkstück präziser mit der gewünschten Temperatur beaufschlagt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heißluftpistole mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, mit der Anordnung eines Messrohrs im Luftkanal, an dessen hinterem Ende der Temperatursensor angeordnet ist, letzteren mit hoher Genauigkeit auf die Auftrefffläche des Heißluftstrahls zu richten. Je länger das Messrohr und je kürzer die Entfernung zwischen dem Luftauslass und der Oberfläche des Werkstücks ist, desto genauer kann der Temperatursensor die tatsächliche Temperatur der Oberfläche anhand der von ihr abgestrahlten und empfangenen Strahlung messen, da er dann keine Strahlung oder nur Strahlung mit geringer Intensität von nicht erwärmten Oberflächenbereichen empfängt. Zu diesem Zweck ist das Messrohr vorteilhaft parallel zu einer Längsrichtung des Luftkanals ausgerichtet. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Messrohr im Abstand zu einer den Luftkanal begrenzenden Innenfläche des Gehäuses und idealerweise mittig im Luftkanal angeordnet ist.
Es wird bevorzugt, dass eine innere Mantelfläche des Messrohrs eine spiegelnde Fläche ist, beispielsweise eine polierte Metalloberfläche. Spiegelnde Metalloberflächen emittieren nur wenig Wärmestrahlung, so dass die Temperatur des Messrohrs wenig Einfluss auf das Messergebnis hat. Als Material für die polierte Metalloberfläche kommt insbesondere Chrom oder ein chromhaltiges Metall bzw. eine Chromlegierung in Betracht.
Typischerweise weist die Heißlufteinrichtung eine Heizeinheit zum Beheizen der Luft und eine Luftstromeinheit zum Erzeugen des Luftstroms auf, wobei die Luftstromeinheit meist als Ventilator ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Heizeinheit näher am Luftauslass angeordnet als der Temperatursensor, so dass an diesem lediglich unbeheizte Umgebungsluft vorbeigeleitet wird. Damit wird ein unnötiges Aufheizen des Temperatursensors vermieden.
Zweckmäßig weist die Temperaturmesseinrichtung eine Auswerteeinheit zur Ermittlung der Abweichung der vom Temperatursensor gemessenen Temperatur von einer vorgegebenen Solltemperatur auf und es sind Anzeigemittel zur visuellen Darstellung der ermittelten Abweichung vorgesehen. Dem Benutzer wird dann direkt angezeigt, ob die tatsächlich erreichte Temperatur der gewünschten vorgegebenen Solltemperatur entspricht oder ob die Heizleistung und/oder der Abstand des Luftauslasses vom Werkstück geändert werden muss. Zudem kann ein Auswahlelement zum Auswählen einer vom Temperatursensor gemessenen Temperatur als vorgegebene Solltemperatur vorgesehen sein. Der Benutzer kann dann die Heißluftpistole anwenden, bis er sieht, dass der gewünschte Effekt, beispielsweise das Ablösen einer Folie, eintritt. Sodann betätigt er das Auswahlelement, so dass die in diesem Moment vom Temperatursensor gemessene Temperatur als vorgegebene Solltemperatur ausgewählt wird. Die Anzeigemittel helfen dem Benutzer dann, diese Temperatur ungefähr konstant zu halten. Auch eine automatische Temperaturregelung mittels einer Regeleinrichtung ist möglich. Dabei werden Parameter wie Luftstrom und Heizleistung zur Regelung der Temperatur automatisch eingestellt. Die vorgegebene Solltemperatur kann mittels einer Eingabeeinheit eingegeben werden, beispielsweise als Wert in ° C.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

1 eine Heißluftpistole in perspektivischer Ansicht und
2 die Heißluftpistole gemäß 1 im Längsschnitt.

Die in der Zeichnung dargestellte Heißluftpistole 10 weist ein Gehäuse 12 mit einem Handgriff 14 auf. Das Gehäuse 12 weist zudem in seinem hinteren Bereich einen Lufteinlass 16 auf, der sich teilweise auf der in 1 sichtbaren rechten Seite, teilweise symmetrisch hierzu auf der linken Seite befindet, sowie einen Luftauslass 18 an seinem vorderen Ende. Zwischen dem Lufteinlass 16 und dem Luftauslass 18 erstreckt sich ein Luftkanal 20, in dem eine Heißlufteinrichtung 22 angeordnet ist, die dazu dient, Umgebungsluft über den Lufteinlass 16 anzusaugen, sie zu erhitzen und die heiße Luft dann durch den Luftauslass 18 auf ein zu erhitzendes Werkstück zu blasen. Die Heizlufteinrichtung 22 weist demgemäß einen Ventilator 24 und eine Heizeinheit 26 auf. Der Ventilator 24 dient der Erzeugung des Luftstroms im Luftkanal 20, während die Heizeinheit 26 der Erwärmung der an ihr vorbeiströmenden Luft dient.
Im Luftkanal 20 ist ein Messrohr 28 angeordnet, dessen vorderes Ende 30 zum Luftauslass 18 offen ist und im Abstand zum Luftauslass 18 angeordnet ist, so dass es sich im Luftkanal 20 befindet. Im Messrohr 28 ist am hinteren Ende ein Infrarot-Temperatursensor bzw. Pyrometer 34 angeordnet, der Teil einer auf einer Leiterplatte 32 angeordneten Temperaturmesseinrichtung 36 ist. Die innere Mantelfläche 38 des Messrohrs 28 besteht aus einer polierten Schicht aus Chrom oder chromhaltigem Metall und ist dadurch verspiegelt. Das Messrohr 28 ist mittig im Luftkanal 20 angeordnet, so dass seine Mittellängsachse mit der Mittellängsachse des Luftkanals 20 zusammenfällt. Es ist somit rings über seinen gesamten Umfang im selben Abstand von einer den Luftkanal 20 begrenzenden Innenfläche 40 des Gehäuses 12 angeordnet. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass der mittig am hinteren Ende 32 des Messrohrs 28 angeordnete Temperatursensor 34 nur oder überwiegend Strahlung von einer durch die Heißluft beaufschlagten Oberfläche eines zu erhitzenden Werkstücks empfangen kann, wie durch den beispielhaft in der Zeichnung dargestellten Erfassungsbereich 42 veranschaulicht.
Die Temperaturmesseinrichtung 36 weist zudem eine Auswerteeinheit auf, die die Differenz zwischen der vom Temperatursensor 34 gemessenen Temperatur und einer vorgegebenen Solltemperatur ermittelt. Die Solltemperatur wird vom Benutzer vorgegeben, indem dieser beispielsweise dann, wenn er sieht, dass sich am Werkstück der gewünschte Effekt einstellt, ein Auswahlelement in Form eines Druckknopfs 44 drückt. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf jeder Seite des Gehäuses 12 ein Druckknopf 44 angeordnet. Zudem weist die Heißluftpistole 10 Anzeigemittel für die Anzeige der gemessenen Temperatur auf. Diese weisen eine auf der Leiterplatte 32 angeordnete Beleuchtungseinheit 46 auf, die für den Benutzer die Abweichung zwischen der vom Temperatursensor 34 gemessenen Temperatur und der Solltemperatur veranschaulicht: Liegt die gemessene Temperatur in einem Toleranzbereich um die vorgegebene Temperatur, so richtet die Beleuchtungseinheit 46 einen grünen Lichtstrahl auf das Werkstück, während sie einen roten Lichtstrahl aussendet, wenn die gemessene Temperatur zu hoch ist bzw. einen blauen Lichtstrahl, wenn die gemessene Temperatur zu niedrig ist. Des weiteren weisen die Anzeigemittel ein Display 48 auf, das die Temperatur beispielsweise in ° C anzeigt. Zudem kann eine automatische Regelung der Temperatur mittels einer Regeleinrichtung erfolgen, an die die gemessene Temperatur übermittelt wird. Diese misst die Temperatur im Luftstrom und regelt die Wärmezufuhr und die Geschwindigkeit des Luftstroms in Abhängigkeit von der Lufttemperatur, der am Werkstück gemessenen Temperatur und der Solltemperatur. Zudem kann die Temperatur des Messrohrs 28 gemessen werden, und es kann der Anteil der vom Messrohr 28 emittierten Infrarot-Strahlung von der vom Temperatursensor 34 ermittelten Strahlung abgezogen werden.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft eine Heißluftpistole 10 mit einem einen in einen Luftauslass 18 mündenden Luftkanal 20 aufweisenden Gehäuse 12, mit einer im Gehäuse 12 angeordneten Heißlufteinrichtung 22 zur Erzeugung eines Heißluftstroms und zur Zuleitung des Heißluftstroms durch den Luftkanal 20 über den Luftauslass 18 zu einem Werkstück und mit einer Temperaturmesseinrichtung 36 mit einem Temperatursensor 34 zum berührungslosen Messen einer Oberflächentemperatur des Werkstücks. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Luftkanal 20 ein Messrohr 28 angeordnet ist, dessen vorderes Ende 30 offen ist und dem Luftauslass 18 zugewandt ist und in dem an seinem hinteren Ende 32 der Temperatursensor 34 angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202012102739 U1 [0002]

Claims

Heißluftpistole mit einem einen in einen Luftauslass (18) mündenden Luftkanal (20) aufweisenden Gehäuse (12), mit einer im Gehäuse (12) angeordneten Heißlufteinrichtung (22) zur Erzeugung eines Heißluftstroms und zur Zuleitung des Heißluftstroms durch den Luftkanal (20) über den Luftauslass (18) zu einem Werkstück und mit einer Temperaturmesseinrichtung (36) mit einem Temperatursensor (34) zum berührungslosen Messen einer Oberflächentemperatur des Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftkanal (20) ein Messrohr (28) angeordnet ist, dessen vorderes Ende (30) offen ist und dem Luftauslass (18) zugewandt ist und in dem an seinem hinteren Ende (32) der Temperatursensor (34) angeordnet ist.
Heißluftpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (28) parallel zu einer Längsrichtung des Luftkanals (20) ausgerichtet ist.
Heißluftpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (28) im Abstand zu einer den Luftkanal (20) begrenzenden Innenfläche (40) des Gehäuses (12) angeordnet ist.
Heißluftpistole nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (28) mittig im Luftkanal (20) angeordnet ist.
Heißluftpistole nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine innere Mantelfläche (38) des Messrohrs (28) eine spiegelnde Fläche ist.
Heißluftpistole nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die spiegelnde Fläche eine polierte Metalloberfläche, insbesondere aus Chrom oder einem chromhaltigen Metall, aufweist.
Heißluftpistole nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißlufteinrichtung (22) eine Heizeinheit (26) zum Beheizen der Luft und eine Luftstromeinheit (24) zum Erzeugen des Luftstroms aufweist und dass die Heizeinheit (26) näher am Luftauslass (18) angeordnet ist als der Temperatursensor (34).
Heißluftpistole nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung (36) eine Auswerteeinheit zur Ermittlung der Abweichung der vom Temperatursensor (34) gemessenen Temperatur von einer vorgegebenen Solltemperatur aufweist und dass Anzeigemittel (46, 48) zur visuellen Darstellung der ermittelten Abweichung vorgesehen sind.
Heißluftpistole nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Auswahlelement (44) zum Auswählen einer vom Temperatursensor (34) gemessenen Temperatur als vorgegebene Solltemperatur.
Heißluftpistole nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung zum automatischen Einregeln der gemessenen Temperatur auf die vorgegebene Solltemperatur.