DE102022125834A1 - Manufacturing arrangement for producing a plastic part - Google Patents
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- B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
Abstract
Fertigungsanordnung (100) zum Herstellen eines Kunststoffteils (11), insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, wie eines Abdeckungsbauteils, einer Medienleitung und/oder eines Medienverteilers, eine Batterieeinkapselung, eine Scheinwerferabdeckung oder ein Dichtungs- und/oder Entkopplungselement, aus einem Bausatz (10) umfassend mindestens ein erstes Kunststoffbauteil (13) und mindestens ein zweites Kunststoffbauteil (15), jeweils enthaltend oder gebildet aus thermoplastischen und/oder duroplastischen Polymeren, und eine, insbesondere hochviskose oder pastöse, mikrowellenaktive Verbindungsmasse (17), wobei die Fertigungsanordnung (100) mindestens ein Magnetron (121) zum Erzeugen von Mikrowellen, insbesondere mit einer Frequenz zwischen 0,3 und 300 GHz, und mindestens einen dem Magnetron (121) zugeordneten Mikrowellenleiter (130) zum Führen der Mikrowellen zu einer Fügezone (103) umfasst, wobei vorgesehen ist, dass mindestens eine Fördervorrichtung (110), wie ein Förderband, zum translatorischen Fördern des Bausatzes (10), insbesondere in einer Bauteilaufnahme (1), insbesondere in einer Transportrichtung (F) durch die Fügezone (103) aufweist.Manufacturing arrangement (100) for producing a plastic part (11), in particular a motor vehicle component, such as a cover component, a media line and/or a media distributor, a battery encapsulation, a headlight cover or a sealing and/or decoupling element, from a kit (10) comprising at least one first plastic component (13) and at least one second plastic component (15), each containing or formed from thermoplastic and/or thermosetting polymers, and a, in particular highly viscous or pasty, microwave-active connecting compound (17), wherein the manufacturing arrangement (100) comprises at least one magnetron (121) for generating microwaves, in particular with a frequency between 0.3 and 300 GHz, and at least one microwave conductor (130) assigned to the magnetron (121) for guiding the microwaves to a joining zone (103), wherein it is provided that at least one conveying device (110), such as a conveyor belt, for the translational conveying of the Kit (10), in particular in a component holder (1), in particular in a transport direction (F) through the joining zone (103).
Description
Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanordnung zum Herstellen eines Kunststoffteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, wie eines Abdeckungsbauteils, einer Medienleitung und/oder eines Medienverteilers, einer Batterieeinkapselung, einer Scheinwerferabdeckung oder eines Dichtungs- und/oder Entkopplungselements, umfassend mindestens ein erstes Kunststoffbauteil und mindestens ein zweites Kunststoffbauteil, jeweils enthaltend oder gebildet aus thermoplastischen und/oder duroplastischen Polymeren, und eine, insbesondere pastöse, mikrowellenaktive Verbindungsmasse.The invention relates to a manufacturing arrangement for producing a plastic part, in particular a motor vehicle component, such as a cover component, a media line and/or a media distributor, a battery encapsulation, a headlight cover or a sealing and/or decoupling element, comprising at least a first plastic component and at least a second plastic component, each containing or formed from thermoplastic and/or thermosetting polymers, and a, in particular pasty, microwave-active connecting compound.
Mit herkömmlichen Anlagen durchgeführtes Mikrowellenverschweißen von Kunststoffbauteilen ist sehr energieaufwendig, was sowohl aus ökologischer wie auch aus ökonomischer Sicht nachteilig ist. Die bekannten Anlagen zum Mikrowellenverschweißen sind zu kompliziert Hand zu haben und eignen sich bislang nur zur Einzelteil- oder Kleinserienproduktion. Vor dem Verschweißen werden die zu verbindenden Bauteile häufig mit erheblichem personellen und zeitlichen Aufwand ausgerichtet. Das Fügen der Kunststoffbauteile hat häufig unerwünschte Verschiebungen der Kunststoffbauteile relativ zueinander zur Folge, was eine unpräzise Fertigung und mitunter hohe Ausschussquoten oder ein Erfordernis zur Nachbearbeitung zur Folge haben kann. Bei Änderungen des zu fertigenden Kunststoffteils sind aufwändige Umrüstmaßnahmen erforderlich.Microwave welding of plastic components using conventional systems is very energy-intensive, which is disadvantageous from both an ecological and an economic point of view. The known microwave welding systems are too complicated to operate and are currently only suitable for single-part or small-batch production. Before welding, the components to be joined are often aligned, which requires a great deal of time and effort in terms of personnel. Joining the plastic components often results in undesirable displacement of the plastic components relative to one another, which can result in imprecise production and sometimes high scrap rates or the need for rework. If the plastic part to be manufactured is changed, complex conversion measures are required.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere eine Fertigungsanordnung zum Herstellen eines Kunststoffteils, vorzugsweise eines Kraftfahrzeugbauteils, bereitzustellen, welches ein möglichst einfaches, präzises, rasches und energieeffizientes Fügen von Kunststoffteilen mithilfe von Mikrowellen ermöglicht.It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the prior art, in particular to provide a production arrangement for producing a plastic part, preferably a motor vehicle component, which enables the simplest, most precise, rapid and energy-efficient joining of plastic parts using microwaves.
Diese Aufgabe löst der Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.This problem is solved by the subject matter of the independent claims.
Demnach ist eine erfindungsgemäße Fertigungsanordnung zum Herstellen eines Kunststoffteils, insbesondere eines Kraftfahrzeugbauteils, aus einem Bausatz vorgesehen. Das Kunststoffteil kann insbesondere ein Kraftfahrzeugbauteil, wie ein Abdeckungsbauteil, eine Medienleitung und/oder ein Medienverteilers, eine Batterieeinkapselung, eine Scheinwerferabdeckung oder ein Dichtungs- und/oder Entkopplungselement sein.Accordingly, a manufacturing arrangement according to the invention is provided for producing a plastic part, in particular a motor vehicle component, from a kit. The plastic part can in particular be a motor vehicle component, such as a cover component, a media line and/or a media distributor, a battery encapsulation, a headlight cover or a sealing and/or decoupling element.
Der Bausatz für das Kunststoffteil umfasst mindestens ein erstes Kunststoffbauteil und mindestens ein zweites Kunststoffbauteil, jeweils enthaltend oder gebildet aus thermoplastischen und/oder duroplastischen Polymeren. Der Bausatz kann drei oder mehr Kunststoffteile aufweisen. Beispielsweise kann ein erstes Kunststoffbauteil eine untere Schalenhälfte einer Medienleitung und ein zweites Kunststoffbauteil eine obere Schalenhälfte dieser Medienleitung sein. Alternativ kann der Bausatz eine Kapselung mehrerer Einzelteile realisieren.The kit for the plastic part comprises at least one first plastic component and at least one second plastic component, each containing or formed from thermoplastic and/or thermosetting polymers. The kit can have three or more plastic parts. For example, a first plastic component can be a lower shell half of a media line and a second plastic component can be an upper shell half of this media line. Alternatively, the kit can encapsulate several individual parts.
Für die thermoplastischen Polymere der zu verbindenden Kunststoffbauteile kann beispielsweise zurückgegriffen werden auf solche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen, Polyamiden, Polyimiden, Polyetherimiden, Polyethern, Polysulfonen, Polyetherpolyurethanen, Polyethersulfonen, Polyetherketonen, Polyketonen, Polyestern, Polyacrylaten, insbesondere Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidendifluorid, Polycarbonat, Acrylnitril/Butadien/Styrol-Copolymeren und deren beliebigen Mischungen. Das duroplastische Polymermaterial und/oder die duroplastischen Polymere der zu verbindenden Kunststoffbauteile kann insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Epoxyharzen, Methacrylatharzen, Phenolharzen, Polyesterharzen, z.B. ungesättigten Polyesterharzen, Polyurethanharzen, z.B. Vinylesterharzen, z.B. ungesättigten Vinylesterharzen, vernetzten Thermoplasten, insbesondere strahlenvernetzten Thermoplasten, z.B. strahlenvernetztem Polypropylen, und deren beliebigen Mischungen.For the thermoplastic polymers of the plastic components to be connected, use can be made, for example, of those selected from the group consisting of polyolefins, in particular polyethylene and/or polypropylene, polyamides, polyimides, polyetherimides, polyethers, polysulfones, polyether polyurethanes, polyether sulfones, polyether ketones, polyketones, polyesters, polyacrylates, in particular polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene difluoride, polycarbonate, acrylonitrile/butadiene/styrene copolymers and any mixtures thereof. The thermosetting polymer material and/or the thermosetting polymers of the plastic components to be connected can in particular be selected from the group consisting of epoxy resins, methacrylate resins, phenolic resins, polyester resins, e.g. unsaturated polyester resins, polyurethane resins, e.g. vinyl ester resins, e.g. unsaturated vinyl ester resins, cross-linked thermoplastics, in particular radiation-resistant cross-linked thermoplastics, e.g. radiation-cross-linked polypropylene, and any mixtures thereof.
Ferner umfasst der Bausatz eine mikrowellenaktive Verbindungsmasse, die insbesondere hochviskos oder pastös ist. Vorzugsweise verfügt die Verbindungsmasse über eine Viskosität, bestimmt gemäß DIN EN ISO 3219:1994-10 bei einer Temperatur von 20 °C, im Bereich von 103 mPas bis 8×10^6 mPas. Die Verbindungsmasse enthält wenigstens einen Mikrowellen-Absorber, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumfluorid, Graphit, Graphen, Ruß, Kohlen-stoffnanoröhren, Aktivkohle, Viskosefasern, Weinsäure, den Salzen der Weinsäure, NiZn-Ferrit, Metallsalze und/oder der Polymerbestandteile des ersten und/oder zweiten Kunststoffbauteils. Besonders geeignete Mikrowellen-Absorber für die Verbindungsmasse sind dabei ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Alkalisalzen, insbesondere Natriumchlorid, Kaliumfluorid und/oder Kaliumiodid, gegebenenfalls in Kombination mit Al2O3; anorganischen Erdalkalisalzen, insbesondere Calciumchlorid; Alkalisalzen von Carbonsäuren, insbesondere von Alkansäuren; Erdalkalisalzen von Carbonsäuren, insbesondere von Alkansäuren; Spinellen wie Magnetit und insbesondere CuNi0,5Mn1,5O4, V2O5 und/oder Al2O3; Metallpulver, insbesondere Ni, Fe und/oder Co; Ruß; Siliziumkarbid; Fullerene; Kohlenstoffnanoröhren; Graphit; Graphen; Aktivkohle; organischen Füllstoffen, insbesondere Viskosefasern, Weinsäure, den Salzen der Weinsäure und/oder Xylit; und deren beliebigen Mischungen, enthält. Als mikrowellenaktive Verbindungsmasse eignet sich insbesondere eine Verbindungsmasse gemäß der
Die erfindungsgemäße Fertigungsanordnung umfasst mindestens ein Magnetron zum Erzeugen von Mikrowellen. Insbesondere ist es Magnetron zum Erzeugen von Mikrowellen mit einer Frequenz zwischen 0,3 GHz und 300 GHz ausgelegt und eingerichtet. Die Fertigungsanordnung umfasst ferner mindestens einen dem Magnetron zugeordneten Mikrowellenleiter zum Führen der Mikrowellen zu einer Fügezone.The production arrangement according to the invention comprises at least one magnetron for generating microwaves. In particular, the magnetron is designed and configured for generating microwaves with a frequency between 0.3 GHz and 300 GHz. The production arrangement further comprises at least one microwave conductor assigned to the magnetron for guiding the microwaves to a joining zone.
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, der mit den anderen kombinierbar ist, umfasst die Fertigungsanordnung ferner mindestens eine Fördervorrichtung, wie ein Förderband, zum translatorischen Fördern des Bausatzes, insbesondere in einer Bauteilaufnahme, in einer Transportrichtung durch die Fügezone. Es kann bevorzugt sein, dass die Transportrichtung als unidirektionale Transportrichtung vorbestimmt ist. Optional kann die Fördervorrichtung dazu ausgelegt sein, den Bausatz translatorisch vorwärts und/oder rückwärts zu bewegen, insbesondere durch die Fügezone. Die Fördervorrichtung kann dazu ausgelegt und eingerichtet sein, die Fördergeschwindigkeit, mit welcher der Bausatz durch die Fügezone bewegt wird, konstant zu halten oder zu variieren, insbesondere abzubremsen, anzuhalten und/oder zu beschleunigen.According to the first aspect of the invention, which can be combined with the others, the production arrangement further comprises at least one conveyor device, such as a conveyor belt, for translatory conveying of the kit, in particular in a component holder, in a transport direction through the joining zone. It may be preferred that the transport direction is predetermined as a unidirectional transport direction. Optionally, the conveyor device can be designed to move the kit translatory forwards and/or backwards, in particular through the joining zone. The conveyor device can be designed and configured to keep the conveying speed at which the kit is moved through the joining zone constant or to vary it, in particular to brake, stop and/or accelerate it.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Fertigungsanordnung wenigstens eine Stelleinrichtung zum Positionieren des mindestens einen Magnetrons, des mindestens einen Mikrowellenleiters und/oder der Fördervorrichtung quer zur Transportrichtung der Fördervorrichtung, um die Fügezone in Relation zu dem Bausatz, insbesondere in Bezug auf einen, vorzugsweise mit der Verbindungsmasse belegten, Fügebereich des ersten Kunststoffbauteils und des zweiten Kunststoffbauteils, auszurichten. Beispielsweise kann die Fertigungsanordnung dazu ausgelegt und eingerichtet sein, im Bereich der Fügezone eine Stellung des mindestens einen Magnetrons, des mindestens einen Mikrowellenleiters und/oder der Fördervorrichtung in einer Vertikalrichtung einzustellen, insbesondere um eine gewünschte Abstandshöhe zum Bausatz, insbesondere dem Fügebereich, einzustellen. Die Stelleinrichtung kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, mindestens ein Magnetron in der Vertikalrichtung relativ zu einer, vorzugsweise in der Vertikalrichtung stationären, Fördervorrichtung auf und ab beweglich zu halten, insbesondere mit einer Höhenverstellbarkeit von 2 cm bis 20 cm, vorzugsweise 5 m bis 15 cm, besonders bevorzugt etwa 10 cm.In a preferred embodiment of the invention, the production arrangement comprises at least one adjusting device for positioning the at least one magnetron, the at least one microwave conductor and/or the conveyor device transversely to the transport direction of the conveyor device in order to align the joining zone in relation to the kit, in particular in relation to a joining area of the first plastic component and the second plastic component, preferably covered with the connecting compound. For example, the production arrangement can be designed and set up to adjust a position of the at least one magnetron, the at least one microwave conductor and/or the conveyor device in a vertical direction in the area of the joining zone, in particular to set a desired distance height from the kit, in particular the joining area. The adjusting device can, for example, be designed to keep at least one magnetron movable up and down in the vertical direction relative to a conveyor device, which is preferably stationary in the vertical direction, in particular with a height adjustability of 2 cm to 20 cm, preferably 5 m to 15 cm, particularly preferably about 10 cm.
Gemäß einer anderen Ausführung einer Fertigungsanordnung umfasst diese mehrere Magnetrons, die eine gemeinsame Fügezone definieren, welche in Bezug auf die Fördervorrichtung vorzugweise planparallel ausgerichtet ist, wobei jedem Magnetron ein Fügezonenbereich zugeordnet ist. Eine Fertigungsanordnung mit mehreren Fügezonenbereichen kann insbesondere für Bausätze mit einem großen Fügebereich oder mit mehreren separaten, voneinander beabstandeten Fügebereichen von Vorteil sein. Eine Fertigungsanordnung mit mehreren Fügezonenbereichen eignet sich gut zum Fügen relativ großer Kunststoffteile aus mehreren Kunststoffbauteilen.According to another embodiment of a production arrangement, this comprises several magnetrons that define a common joining zone, which is preferably aligned plane-parallel with respect to the conveyor device, with each magnetron being assigned a joining zone area. A production arrangement with several joining zone areas can be particularly advantageous for kits with a large joining area or with several separate joining areas spaced apart from one another. A production arrangement with several joining zone areas is well suited to joining relatively large plastic parts made of several plastic components.
Bei einer Weiterbildung der Fertigungsanordnung mit mehreren Fügezonenbereichen sind Mikrowellen von wenigstens einem ersten Magnetron und wenigstens einem zweiten Magnetron bezüglich der Förderrichtung in verschiedenen Richtungen ausgerichtet, insbesondere in bezüglich der Förderrichtung diametral gegenüberliegenden Richtungen. Die Fertigungsanordnung kann vorzugsweise ein Paar oder mehrere Paare einander diametral gegenüberliegende Magnetrons und/oder Mikrowellenleiter aufweisen. Die Feldstärkenverteilung der Magnetrons kann insbesondere eine rotationssymmetrisch parabolische Verteilung aufweisen, wobei ein Paar in Förderrichtung versetzte und diametral gegenüberliegende Magnetrons bzw. Mikrowellenleiter komplementäre Mikrowellenfelder generieren können. Insbesondere definieren die Mikrowellen des ersten und des zweiten Magnetrons, welche ein Magnetron-Paar bilden, insbesondere in Förder- und/oder Horizontalrichtung, nebeneinanderliegende Fügezonenbereiche. Mithilfe der Kombination erster und zweiter Magnetrons kann ein besonders homogenes Mikrowellenfeld im Bereich der Fügezone bereitgestellt werden, was, insbesondere in Kombination mit der Fördervorrichtung, die Gleichmäßigkeit der Bestrahlung des Fügebereichs erhöht. Die Verwendung gegenüberliegender erster und zweiter Magnetrons kann in manchen Anwendungsfällen von Vorteil sein, bei beispielsweise stark ausgeprägten dreidimensionalen Konturen mit großen Höhenunterschieden des Kontaktbereichs oder bei besonders großen Kunststoffteilen.In a further development of the production arrangement with several joining zone areas, microwaves from at least one first magnetron and at least one second magnetron are aligned in different directions with respect to the conveying direction, in particular in directions diametrically opposite with respect to the conveying direction. The production arrangement can preferably have a pair or several pairs of diametrically opposite magnetrons and/or microwave conductors on The field strength distribution of the magnetrons can in particular have a rotationally symmetrical parabolic distribution, wherein a pair of magnetrons or microwave conductors offset in the conveying direction and diametrically opposed can generate complementary microwave fields. In particular, the microwaves of the first and second magnetrons, which form a magnetron pair, define joining zone areas lying next to one another, in particular in the conveying and/or horizontal direction. With the help of the combination of the first and second magnetrons, a particularly homogeneous microwave field can be provided in the area of the joining zone, which, in particular in combination with the conveying device, increases the uniformity of the irradiation of the joining area. The use of opposing first and second magnetrons can be advantageous in some applications, for example with strongly pronounced three-dimensional contours with large height differences in the contact area or with particularly large plastic parts.
Bei einer anderen Ausführung einer Fertigungsanordnung mit mehreren Magnetrons, die mit den vorigen kombinierbar ist, sind die Mikrowellen, insbesondere die Mikrowellenfelder, von wenigstens zwei Magnetrons bezüglich der Fördervorrichtung in der gleichen Richtung, vorzugsweise parallel, ausgerichtet. Die mehreren Magnetrons mit gleich, insbesondere Palette parallel, ausgerichteten Mikrowellen, insbesondere Mikrowellenfeldern, können beispielsweise quer, vorzugsweise senkrecht, in Bezug auf die Förderrichtung der Fördervorrichtung ausgerichtet sein. Beispielsweise können die mehreren Magnetrons mit gleich ausgerichteten Mikrowellen in der Vertikalrichtung von oben oder in Horizontalrichtung von der gleichen Seite in Richtung auf die Fördervorrichtung und einem damit zu transportierenden Bausatz ausgerichtet sein. Die wenigstens zwei in Bezug auf die Fördervorrichtung in der gleichen Richtung, vorzugsweise parallel, ausgerichteten Magnetrons, können wenigstens zwei ersten Magnetrons oder wenigstens zwei zweite Magnetrons sein. Insbesondere definieren die Mikrowellen der mindestens zwei ersten Magnetrons nebeneinanderliegende Fügezonenbereiche. Alternativ oder zusätzlich können insbesondere die Mikrowellen der mindestens zwei zweiten Magnetrons nebeneinanderliegende Fügezonenbereiche definieren. Es ist denkbar, dass die Fertigungsanordnung zwei oder mehr erste Magnetrons und keine zweiten Magnetrons aufweist. Indem mehrere nebeneinander liegende Fügezonenbereiche mithilfe von zwei oder mehr Magnetrons bereitgestellt werden, können breite und/oder lange Fügezonen bereitgestellt werden, um große Kunststoffteile zu fügen.In another embodiment of a manufacturing arrangement with multiple magnetrons, which can be combined with the previous ones, the microwaves, in particular the microwave fields, of at least two magnetrons are aligned in the same direction, preferably parallel, with respect to the conveyor device. The multiple magnetrons with equally aligned microwaves, in particular microwave fields, can be aligned, for example, transversely, preferably vertically, with respect to the conveyor direction of the conveyor device. For example, the multiple magnetrons with equally aligned microwaves can be aligned in the vertical direction from above or in the horizontal direction from the same side in the direction of the conveyor device and a kit to be transported with it. The at least two magnetrons aligned in the same direction, preferably parallel, with respect to the conveyor device can be at least two first magnetrons or at least two second magnetrons. In particular, the microwaves of the at least two first magnetrons define adjacent joining zone areas. Alternatively or additionally, in particular, the microwaves of the at least two second magnetrons can define adjacent joining zone areas. It is conceivable that the manufacturing arrangement has two or more first magnetrons and no second magnetrons. By providing several adjacent joining zone areas using two or more magnetrons, wide and/or long joining zones can be provided to join large plastic parts.
Es kann bevorzugt sein, dass die Fertigungsanlage ausschließlich an einer Seite bezüglich der Fördervorrichtung angeordnete Mikrowellenleiter, insbesondere mit Antennenauslässen, umfasst und eine Reflexionsebene, wie ein Metall-Blech, an der zu dem Mikrowellenleiter, insbesondere dem Antennenauslass, gegenüberliegenden Seite. Die Fördervorrichtung und/oder Bauteilaufnahme ist bei einer derartigen Fertigungsanlage zum Fügen der Kunststoffbauteile zwischen dem wenigstens einen Mikrowellenleiter, insbesondere dessen Antennenauslass, und der Reflexionsebene anzuordnen oder angeordnet.It may be preferred that the production system comprises microwave conductors, in particular with antenna outlets, arranged exclusively on one side with respect to the conveyor device and a reflection plane, such as a metal sheet, on the side opposite the microwave conductor, in particular the antenna outlet. In such a production system for joining the plastic components, the conveyor device and/or component holder is to be arranged or is arranged between the at least one microwave conductor, in particular its antenna outlet, and the reflection plane.
Gemäß einer anderen Ausführung einer Fertigungsanordnung, die mit den vorigen kombinierbar ist, umfasst diese wenigstens eine Anpressvorrichtung, die einen Andrückstempel aufweist. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Anpressvorrichtung eine vorzugsweise linear in der Transportrichtung konvergierende Zusammenführung. Der die Anpressvorrichtung, insbesondere der Andrückstempel und/oder die Zusammenführung, ist vorzugsweise in der Transportrichtung hinter der Fügezone angeordnet. Insbesondere ist die Zusammenführung seitlich an der Fördervorrichtung angeordnet. Optional kann die Zusammenführung beidseits (rechts und links in Bezug auf die Förderrichtung) benachbart zu der Fördervorrichtung vorgesehen sein, um gleichmäßige oder symmetrisch verteilte Anpresskräfte für den Bausatz bereitzustellen. Mithilfe der Anpressvorrichtung können besonders gute Fügeergebnisse erzielt werden, indem während dem und/oder im Anschluss an das Aktivieren der mikrowellenaktiven Verbindungsmasse die Kunststoffbauteile entlang ihres Fügebereichs gegeneinander gespannt werden, insbesondere um zu vermeiden, dass Gaseinschlüsse entlang der Kontaktbereiche verbleiben und/oder um einem Ablösen der Kunststoffbauteilen voneinander infolge thermischer Expansion oder dergleichen entgegenzuwirken. Insbesondere bei Kunststoffbauteilen und/oder mikrowellenaktiver Verbindungsmasse, die unter der Einwirkung von Mikrowellen oder Wärme zum Aufschäumen neigen, kann die Verwendung einer Anpressvorrichtung von Vorteil sein.According to another embodiment of a manufacturing arrangement that can be combined with the previous ones, it comprises at least one pressing device that has a pressing stamp. Alternatively or additionally, the pressing device comprises a joining device that preferably converges linearly in the transport direction. The pressing device, in particular the pressing stamp and/or the joining device, is preferably arranged behind the joining zone in the transport direction. In particular, the joining device is arranged laterally on the conveyor device. Optionally, the joining device can be provided on both sides (right and left in relation to the conveying direction) adjacent to the conveyor device in order to provide uniform or symmetrically distributed pressing forces for the kit. With the help of the pressing device, particularly good joining results can be achieved by clamping the plastic components against one another along their joining area during and/or after the activation of the microwave-active connecting compound, in particular to prevent gas inclusions from remaining along the contact areas and/or to counteract the plastic components from detaching from one another as a result of thermal expansion or the like. The use of a pressing device can be advantageous, particularly for plastic components and/or microwave-active bonding compounds that tend to foam under the influence of microwaves or heat.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der mit den anderen kombinierbar ist, umfasst die oben beschriebene Fertigungsanordnung gemäß dem Oberbegriff ferner mindestens einen optischen Prozesssensor, der auf die Fügezone gerichtet ist. Für den Betrieb in der Fertigungsanordnung, die mit mindestens einem Magnetron Mikrowellen erzeugt, eignen sich optische Prozesssensor besonders gut, weil diese nahezu keinen verfälschenden oder gefährlichen Wechselwirkungen mit den Mikrowellen unterliegen. Mithilfe des optischen Prozesssensors können Bausätze mit fehlerhafter Prozessführung identifiziert und gegebenenfalls aussortiert oder nachbearbeitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Prozessführung der Fertigungsanlage mithilfe der durch den Prozesssensor erfassten Informationen angepasst werden. Zusätzlich oder alternativ kann der optische Prozesssensor Fehler oder Gefahrenquellen beim Betrieb der Fertigungsanordnung erfassen und die Ausgabe einer entsprechenden Fehler- oder Warnmeldung veranlassen.According to a second aspect of the invention, which can be combined with the others, the above-described production arrangement according to the generic term further comprises at least one optical process sensor which is directed at the joining zone. Optical process sensors are particularly well suited for operation in the production arrangement which generates microwaves with at least one magnetron, because they are subject to almost no falsifying or dangerous interactions with the microwaves. With the help of the optical process sensor, kits with faulty process control can be identified and, if necessary, sorted out or reworked. Alternatively or additionally, the process control of the production plant can be controlled with using the information acquired by the process sensor. Additionally or alternatively, the optical process sensor can detect errors or sources of danger during operation of the production arrangement and trigger the output of a corresponding error or warning message.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung einer Fertigungsanordnung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst der mindestens eine optische Prozesssensor einen Wärmebildaufnehmer. Der Prozesssensor ist dazu ausgelegt und eingerichtet, eine Temperaturverteilung am Bausatz, insbesondere in der Fügezone, und/oder in einem Fügebereich zwischen dem mindestens einen ersten Kunststoffbauteil und dem mindestens einen zweiten Kunststoffbauteil zu erfassen. Mittels des Prozesssensors kann bestimmt werden, ob das Aktivieren der mikrowellenaktiven Verbindungsmasse eines Bausatzes in der Fertigungsanordnung innerhalb eines vorbestimmten Soll-Temperaturbereichs erfolgt ist. Mithilfe des Prozesssensors können insbesondere solche Bausätze identifiziert werden, bei denen die Temperaturverteilung am Bausatz, insbesondere innerhalb eines vorbestimmten Abschnittes, unterhalb eines vorbestimmten Mindesttemperatur-Schwellenwertes verblieben ist und/oder oberhalb eines vorbestimmten Höchsttemperatur-Schwellenwertes angestiegen ist. Vorzugsweise ist der Prozesssensor dazu ausgelegt und eingerichtet, Bausätze zu identifizieren, die, insbesondere deren Kontaktbereich, zumindest abschnittsweise, bei der Aktivierung der mikrowellenaktiven Verbindungsmasse Temperaturen außerhalb eines vorbestimmten Soll-Temperaturbereichs aufweisen.According to a preferred embodiment of a manufacturing arrangement according to the second aspect of the invention, the at least one optical process sensor comprises a thermal image sensor. The process sensor is designed and set up to detect a temperature distribution on the kit, in particular in the joining zone, and/or in a joining area between the at least one first plastic component and the at least one second plastic component. The process sensor can be used to determine whether the activation of the microwave-active bonding compound of a kit in the manufacturing arrangement has taken place within a predetermined target temperature range. The process sensor can be used to identify in particular those kits in which the temperature distribution on the kit, in particular within a predetermined section, has remained below a predetermined minimum temperature threshold value and/or has risen above a predetermined maximum temperature threshold value. The process sensor is preferably designed and set up to identify kits which, in particular their contact area, at least in sections, have temperatures outside a predetermined target temperature range when the microwave-active bonding compound is activated.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einer Fertigungsanordnung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen sein, dass der mindestens eine optische Prozesssensor auf wenigstens einen mikrowellensensitiven Indikator am Bausatz und/oder an einer den Bausatz zumindest teilweise aufnehmenden Bauteilaufnahme abgestimmt ist. Alternativ kann wenigstens ein Indikator in dem Mikrowellenofen fest oder justierbar angeordnet sein. Vorzugsweise kann ein optischer Prozesssensor oder können mehrere optische Prozesssensoren abgestimmt sein auf zwei oder mehr mikrowellensensitive Indikatoren, die vorzugsweise an verschiedenen Positionen in der Fügezone und/oder nahe dem Fügebereich angeordnet oder anzuordnen sind. Der wenigstens eine mikrowellensensitive Indikator ist insbesondere ein Leuchtkörper mit einer Niederdruck-Edelgasfüllung. Die Niederdruck-Edelgasfüllung enthält vorzugsweise wenigstens ein Edelgas ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Helium, Argon, Krypton, Xenon, Neon, Radon und deren beliebigen Mischungen. Vorzugsweise ist der mikrowellensensitive Indikator elektrodenfrei ausgeführt. Ein Leuchtkörper mit einer Niederdruck-Edelgasfüllung kann durch die Mikrowellen des Magnetrons angeregt werden, im ultravioletten, sichtbaren und/oder infraroten Spektrum zu leuchten. Der optische Prozesssensor kann darauf abgestimmt sein, durch den mikrowellensensitiven Indikator, insbesondere Leuchtkörper, unter Einwirkung von Mikrowellen abgegebene Strahlung im ultravioletten, sichtbaren und/oder infraroten Spektrum zu erfassen. Vorzugsweise ist der mikrowellensensitive Indikator, insbesondere Leuchtkörper, dazu ausgelegt, eine Signalkraft, insbesondere Strahlkraft, abhängig von, insbesondere proportional zu, den vom Indikator empfangenen Mikrowellen zu emittieren. Der optische Prozesssensor ist vorzugsweise dazu ausgelegt, eine Amplitude der Signalkraft, insbesondere der Strahlkraft, des mikrowellensensitiven Indikators, insbesondere des Leuchtkörpers, zu erfassen, sowie optional dazu, anhand der erfassten Signalkraft-Amplitude die Ist-Stärke der vom wenigstens einen Magnetrons bereitgestellten Mikrowellen, insbesondere des Mikrowellenfeldes, zu bestimmen.Alternatively or additionally, in a manufacturing arrangement according to the second aspect of the invention, it can be provided that the at least one optical process sensor is matched to at least one microwave-sensitive indicator on the kit and/or on a component holder that at least partially accommodates the kit. Alternatively, at least one indicator can be arranged in a fixed or adjustable manner in the microwave oven. Preferably, one optical process sensor or several optical process sensors can be matched to two or more microwave-sensitive indicators, which are preferably arranged or to be arranged at different positions in the joining zone and/or near the joining area. The at least one microwave-sensitive indicator is in particular a luminous element with a low-pressure noble gas filling. The low-pressure noble gas filling preferably contains at least one noble gas selected from the group consisting of helium, argon, krypton, xenon, neon, radon and any mixtures thereof. The microwave-sensitive indicator is preferably designed to be electrode-free. A luminous element with a low-pressure noble gas filling can be excited by the microwaves of the magnetron to glow in the ultraviolet, visible and/or infrared spectrum. The optical process sensor can be adjusted to detect radiation in the ultraviolet, visible and/or infrared spectrum emitted by the microwave-sensitive indicator, in particular luminous element, under the influence of microwaves. The microwave-sensitive indicator, in particular luminous element, is preferably designed to emit a signal force, in particular radiant force, depending on, in particular proportional to, the microwaves received by the indicator. The optical process sensor is preferably designed to detect an amplitude of the signal force, in particular the radiant force, of the microwave-sensitive indicator, in particular the luminous element, and optionally to determine the actual strength of the microwaves, in particular the microwave field, provided by the at least one magnetron based on the detected signal force amplitude.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, der mit den anderen kombinierbar ist, umfasst die Fertigungsanordnung gemäß dem Oberbegriff ferner mindestens eine, vorzugsweise mikrowellendichte, Bestrahlungskammer. In die Bestrahlungskammer hinein und/oder aus der Bestrahlungskammer hinausführend kann wenigstens eine Fördervorrichtung vorgesehen sein. Insbesondere führt wenigstens eine Fördervorrichtung durch die Bestrahlungskammer in einer Transportrichtung hindurch. Es kann bevorzugt sein, dass die erfindungsgemäße Fertigungsanordnung den ersten und den dritten Aspekt der Erfindung kombiniert. Die Bestrahlungskammer umfasst mindestens ein Fenster mit einer mikrowellendichten Abschirmung, wie Cu-(Be-) Lamellen, und/oder sie umfasst mindestens eine Absaugvorrichtung für flüchtige Bestandteile, wie Lösungsmittelbestandteile, der mikrowellenaktiven Verbindungsmasse.According to a third aspect of the invention, which can be combined with the others, the production arrangement according to the preamble further comprises at least one, preferably microwave-tight, irradiation chamber. At least one conveyor device can be provided leading into and/or out of the irradiation chamber. In particular, at least one conveyor device leads through the irradiation chamber in a transport direction. It can be preferred that the production arrangement according to the invention combines the first and third aspects of the invention. The irradiation chamber comprises at least one window with a microwave-tight shield, such as Cu (Be) lamellae, and/or it comprises at least one suction device for volatile components, such as solvent components, of the microwave-active connecting mass.
Wenigstens ein Fügezonenbereich, insbesondere sämtliche Fügezonenbereiche, befindet sich vollständig im Inneren der Bestrahlungskammer. Vorzugsweise befindet sich die Fügezone vollständig im Inneren der Bestrahlungskammer. Die Bestrahlungskammer umschließt die Fügezone vollständig. Eine Bestrahlungskammer mit wenigstens einer Fördervorrichtung, die in die Bestrahlungskammer hinein oder aus der Bestrahlungskammer hinaus, kann einen Tunnel, ein Tor, eine Schleuse oder dergleichen aufweisen, welche einen Eingangsbereich für den wenigstens einen Bausatz in die Bestrahlungskammer hinein, oder einen Ausgangsbereich für den wenigstens einen Bausatz aus der Bestrahlungskammer hinaus zulässt und betriebsgemäß eine Barriere gegen den Austritt von Mikrowellen aus der Bestrahlungskammer bereitstellt. Die Fertigungsanlage umfasst vorzugsweise wenigstens einen Mikrowellenleiter, um Mikrowellen von wenigstens einem außerhalb der Bestrahlungskammer angeordneten Magnetron in die Bestrahlungskammer, insbesondere zu einem zu behandelnden Bausatz, zu führen.At least one joining zone area, in particular all joining zone areas, is located completely inside the irradiation chamber. Preferably, the joining zone is located completely inside the irradiation chamber. The irradiation chamber completely encloses the joining zone. An irradiation chamber with at least one conveyor device that leads into or out of the irradiation chamber can have a tunnel, a gate, a lock or the like, which allows an entry area for the at least one kit into the irradiation chamber, or an exit area for the at least one kit out of the irradiation chamber and, in operation, provides a barrier against the escape of microwaves from the irradiation chamber. The production plant preferably comprises at least a microwave guide for guiding microwaves from at least one magnetron arranged outside the irradiation chamber into the irradiation chamber, in particular to a kit to be treated.
Das Fenster hat einen geschlossenen Zustand, in dem dessen mikrowellendichte Abschirmung die Bestrahlungskammer begrenzt. Optional kann das Fenster einen geöffneten Zustand aufweisen, um einen Zugriff auf das Innere der Bestrahlungskammer zuzulassen, beispielsweise zu Wartungszwecken. Vorzugsweise umfasst die Fertigungsanordnung wenigstens eine Sicherung, um ein Aktivieren des Weges einen Magnetrons in einem geöffneten Zustand des Fensters zu verhindern. Das Fenster der Fertigungsanordnung ist vorzugsweise dazu ausgelegt und eingerichtet, verschließbar und/oder lösbar sein. Vorzugsweise ist die Fertigungsanordnung derart ausgelegt und eingerichtet, dass ein betriebsgemäß es Aktivieren des wenigstens einen Magnetrons nur einem geschlossenen Zustand des Fensters erfolgen kann. Vorzugsweise ist das Fenster in einem geschlossenen Zustand zumindest teilweise optisch transparent, insbesondere im sichtbaren Spektrum, sodass ein Benutzer während des Betriebs der Fertigungsanordnung in die Bestrahlungskammer hineinblicken kann. Das Fenster kann mit einem Lochblech und/oder einem Drahtgitter ausgestattet sein. Insbesondere ist es Fenster mit einem Lochblech und/oder einem Drahtgitter ausgestattet, dessen Lochdurchmesser bzw. Maschenweite eine vorzugweise vollständige Reflexion von Mikrowellen in der Bestrahlungskammer gewährleistet.The window has a closed state in which its microwave-tight shielding delimits the irradiation chamber. Optionally, the window can have an open state to allow access to the interior of the irradiation chamber, for example for maintenance purposes. Preferably, the production arrangement comprises at least one safety device to prevent activation of the path of a magnetron when the window is open. The window of the production arrangement is preferably designed and configured to be lockable and/or detachable. Preferably, the production arrangement is designed and configured such that the at least one magnetron can only be activated in accordance with operation when the window is closed. Preferably, the window is at least partially optically transparent in a closed state, in particular in the visible spectrum, so that a user can look into the irradiation chamber during operation of the production arrangement. The window can be equipped with a perforated sheet and/or a wire mesh. In particular, the window is equipped with a perforated sheet and/or a wire mesh, the hole diameter or mesh size of which ensures preferably complete reflection of microwaves in the irradiation chamber.
Die Absaugvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgelegt und eingerichtet, in einem aktiven Betriebszustand der Fertigungsanordnung Gase und/oder Dämpfe aus der Bestrahlungskammer zu entfernen. In dem aktiven Betriebszustand der Fertigungsanordnung ist das wenigstens eine Magnetron aktiv, um Mikrowellen zum Aktivieren der mikrowellenaktiven Verbindungsmasse eines innerhalb der Bestrahlungskammer anzuordnenden oder angeordneten Bausatzes zu bereitzustellen. Vorzugsweise steht in dem aktiven Betriebszustand der Fertigungsanordnung in der Bestrahlungskammer ein Mikrowellenfeld bereit, das Mikrowellen-Energie mit einer Stärke bereitstellt, die zumindest hinreichend ist, um die mikrowellenaktive Verbindungsmasse zumindest teilweise zu aktivieren, insbesondere zu erwärmen. Insbesondere steht in dem aktiven Betriebszustand der Fertigungsanlage ein Mikrowellenfeld in der Bestahlungskammer bereit, das dazu ausgelegt und eingerichtet ist, um in einer Fügezone, vorzugsweise einem in der Fügezone angeordneten Fügebereich, Mikrowellen-Energie mit einer Stärke bereitzustellen, um eine dort angeordnete mikrowellenaktive Verbindungsmasse zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, zum Fügen der Kunststoffbauteile zu aktivieren. Die Kunststoffbauteile und/oder die Verbindungsmasse können flüchtige Bestandteile umfassen oder daraus bestehen, oder Bestandteile, welche bei zum Fügen hinreichender Mikrowellen-Energie zu flüchtig werden, beispielsweise dampf- oder gasförmig, und die optionale Absaugvorrichtung ist dazu ausgelegt und eingerichtet, derartige flüchtige Bestandteile aus der Bestrahlungskammer zu entfernen. Die Absaugvorrichtung kann mit wenigstens einem Filter ausgestattet sein, um eine Abgabe flüchtiger Bestandteile an die Umgebung zumindest teilweise, insbesondere vollständig, zu verhindern. Die Absaugvorrichtung kann ein Gebläse oder ähnliches aufweisen. Vorzugsweise ist die Absaugvorrichtung dazu ausgelegt und eingerichtet, in einem Saugbetrieb wenigstens 1 l/min, insbesondere wenigstens 10 l/min, und/oder nicht mehr als 1000 l/min, vorzugweise nicht mehr als 100 l/min, Luft aus der Bestrahlungskammer zu saugen. Vorzugsweise umfasst die Absaugvorrichtung eine oberhalb der Fügezone angeordnete Esse. Die Esse der Absaugvorrichtung ist vorzugsweise trichterförmig und/oder Pyramiden-Mantelflächen-förmig. Die Absaugvorrichtung kann eine Luftzuführung durch das Fenster, insbesondere dessen Lochblech und/oder Drahtgitter, umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Bestrahlungskammer wenigstens eine Durchlüftung, insbesondere eine am Boden der Bestrahlungskammer angeordnete Durchlüftung, aufweisen, wobei die Durchlüftung insbesondere mit einem Lochblech und/oder einem Drahtgitter ausgestattet sein kann. Der Aktor, wie ein Elektromotor, zum Betreiben der Absaugvorrichtung und/oder ein Ventilator oder anderes Gebläse ist vorzugsweise außerhalb und/oder fern der Bestrahlungskammer angeordnet, um Wechselwirkungen mit dem Mikrowellenfeldes innerhalb der Bestrahlungskammer zu vermeiden.The suction device is preferably designed and set up to remove gases and/or vapors from the irradiation chamber in an active operating state of the production arrangement. In the active operating state of the production arrangement, the at least one magnetron is active in order to provide microwaves for activating the microwave-active bonding compound of a kit to be arranged or arranged within the irradiation chamber. In the active operating state of the production arrangement, a microwave field is preferably available in the irradiation chamber, which provides microwave energy with a strength that is at least sufficient to at least partially activate, in particular to heat, the microwave-active bonding compound. In particular, in the active operating state of the production system, a microwave field is available in the irradiation chamber, which is designed and set up to provide microwave energy in a joining zone, preferably a joining area arranged in the joining zone, with a strength to at least partially, preferably completely, activate a microwave-active bonding compound arranged there for joining the plastic components. The plastic components and/or the connecting compound can comprise or consist of volatile components, or components which become too volatile when there is sufficient microwave energy for joining, for example in vapor or gaseous form, and the optional suction device is designed and set up to remove such volatile components from the irradiation chamber. The suction device can be equipped with at least one filter in order to at least partially, in particular completely, prevent volatile components from being released into the environment. The suction device can have a fan or the like. Preferably, the suction device is designed and set up to suck at least 1 l/min, in particular at least 10 l/min, and/or not more than 1000 l/min, preferably not more than 100 l/min, of air from the irradiation chamber in a suction mode. Preferably, the suction device comprises a chimney arranged above the joining zone. The chimney of the suction device is preferably funnel-shaped and/or pyramid-shaped. The suction device can comprise an air supply through the window, in particular its perforated sheet and/or wire mesh. Alternatively or additionally, the irradiation chamber can have at least one ventilation, in particular a ventilation arranged on the floor of the irradiation chamber, wherein the ventilation can in particular be equipped with a perforated sheet and/or a wire mesh. The actuator, such as an electric motor, for operating the suction device and/or a fan or other blower is preferably arranged outside and/or far from the irradiation chamber in order to avoid interactions with the microwave field within the irradiation chamber.
Gemäß einer Ausführung der Fertigungsanordnung gemäß dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung umfasst die Fertigungsanordnung mindestens eine Identifikationseinrichtung zum Erkennen wenigstens eines Kunststoffbauteils, insbesondere des wenigstens einen ersten Kunststoffbauteils und/oder des wenigstens einen zweiten Kunststoffbauteiles, eines Bausatzes und/oder einer Bauteilaufnahme, insbesondere anhand einer Kennung. Die Identifikationseinrichtung kann realisiert sein als ein QR-Code-Code Scanner und/oder als ein Zeilenscanner. Die Identifikationseinrichtung ist in der Transportrichtung vor der Fügezone, insbesondere in einem Eingangsbereich einer Bestrahlungskammer, angeordnet. Durch die Verwendung einer Identifikationseinrichtung in Kombination mit einem Prozesssensor, wie dem oben beschriebenen optischen Prozesssensor gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, kann eine Zuordnung bestimmter Bausätze oder bestimmter Kunststoffteile zu deren jeweiligen Fertigungsanordnung-Betriebsparametern erfolgen. Kunststoffteile mit ist-Prozessparametern außerhalb vorbestimmter Soll-Prozessparameter-Bereiche können anhand ihrer Identifikation zielgerichtet aussortiert werden.According to an embodiment of the production arrangement according to the first, second and/or third aspect of the invention, the production arrangement comprises at least one identification device for recognizing at least one plastic component, in particular the at least one first plastic component and/or the at least one second plastic component, a kit and/or a component holder, in particular based on an identifier. The identification device can be implemented as a QR code scanner and/or as a line scanner. The identification device is arranged in the transport direction in front of the joining zone, in particular in an entrance area of an irradiation chamber. By using an identification device in combination with a process sensor, such as the optical process sensor described above according to the second aspect of the invention, an assignment of certain kits or certain plastic parts to their respective production arrangement operating parameters. Plastic parts with actual process parameters outside predetermined target process parameter ranges can be sorted out in a targeted manner based on their identification.
Bei einer Weiterbildung einer Fertigungsanordnung mit Identifikationseinrichtung umfasst die Fertigungsanordnung eine Steuervorrichtung, die dazu ausgelegt und eingerichtet ist, die Fertigungsanordnung, insbesondere die Fördervorrichtung, das mindestens eine Magnetron und/oder die Stelleinrichtung in Abhängigkeit von einer durch die Identifikationseinrichtung umgesetzten Erkennung des Kunststoffbauteils, des Bausatzes und/oder der Bauteilaufnahme zu betätigen. Durch die Verwendung einer Identifikationseinrichtung kann sichergestellt werden, dass in der Fertigungsanordnung, insbesondere in einer Bestrahlungskammer der Fertigungsanordnung, die einem bestimmten Bausatz und/oder bestimmten Kunststoffbauteilen zugeordneten Betriebsparameter zum Einsatz kommen. Die Fertigungsanordnung kann mithilfe der Identifikationseinrichtung zur sukzessiven Verarbeitung unterschiedlicher Bausätze mit verschiedenen Prozessparametern verwendet werden, um eine optimale Auslastung der Anlage zu erreichen.In a further development of a production arrangement with an identification device, the production arrangement comprises a control device which is designed and set up to actuate the production arrangement, in particular the conveyor device, the at least one magnetron and/or the actuating device depending on a recognition of the plastic component, the kit and/or the component holder implemented by the identification device. By using an identification device, it can be ensured that the operating parameters assigned to a specific kit and/or specific plastic components are used in the production arrangement, in particular in an irradiation chamber of the production arrangement. The production arrangement can be used with the help of the identification device to successively process different kits with different process parameters in order to achieve optimal utilization of the system.
Alternativ oder zusätzlich ist bei einer anderen Ausführung einer Fertigungsanordnung gemäß dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung die Fertigungsanordnung mit mindestens einer Beschriftungsvorrichtung ausgestattet. Die Beschriftungsvorrichtung kann beispielsweise eine Etikettiervorrichtung und/oder ein Beschriftungslaser sein. Die Beschriftungsvorrichtung ist ausgelegt zum Anbringen einer vorbestimmten Kennung auf wenigstens ein Kunststoffteil und/oder auf die wenigstens eine Bauteilaufnahme. Vorzugsweise ist die Beschriftungseinrichtung in der Transportrichtung hinter der Fügezone angeordnet, insbesondere in einem Ausgangsbereich einer Bestrahlungskammer. Die Beschriftungsvorrichtung kann dazu ausgelegt und eingerichtet sein, dem wenigstens einen Kunststoffteil eine Kennung, wie eine Seriennummer, eine Chargennummer, ein Bearbeitungsdatum, und/oder eine Bearbeitungsuhrzeit oder dergleichen aufzuprägen. Mithilfe der Kennung kann eine eindeutige Zuordnung des Kunststoffteils und/oder der Bauteilaufnahme rekonstruierbar sein.Alternatively or additionally, in another embodiment of a production arrangement according to the first, second and/or third aspect of the invention, the production arrangement is equipped with at least one labeling device. The labeling device can be, for example, a labeling device and/or a labeling laser. The labeling device is designed to apply a predetermined identifier to at least one plastic part and/or to the at least one component holder. The labeling device is preferably arranged behind the joining zone in the transport direction, in particular in an exit area of an irradiation chamber. The labeling device can be designed and set up to imprint an identifier, such as a serial number, a batch number, a processing date, and/or a processing time or the like, on the at least one plastic part. With the help of the identifier, a unique assignment of the plastic part and/or the component holder can be reconstructed.
Bei einer Weiterbildung einer Fertigungsanordnung kann die Beschriftungseinrichtung dazu ausgelegt und eingerichtet sein, dass wenigstens eine Kunststoffteil und/oder die wenigstens eine Bauteilaufnahme mit einer Kennung zu versehen, die eine Fertigungsqualität indiziert. Die Beschriftungsvorrichtung kann beispielsweise dem wenigstens einen Kunststoffteil und/oder der wenigstens einen Bauteilaufnahme eine Zustandskennung, wie „defekt“, aufzuprägen. Alternativ oder zusätzlich kann die Beschriftungsvorrichtung dem wenigstens einen Kunststoffteil Informationen betreffend wenigstens einen Prozessparameter, beispielsweise eine niedrigste und/oder höchste bei der Bearbeitung in dem Fügebereich erreichte Fügetemperatur, aufzuprägen.In a further development of a production arrangement, the labeling device can be designed and set up to provide at least one plastic part and/or the at least one component holder with an identifier that indicates a manufacturing quality. The labeling device can, for example, imprint a status identifier, such as "defective", on the at least one plastic part and/or the at least one component holder. Alternatively or additionally, the labeling device can imprint information on the at least one plastic part relating to at least one process parameter, for example a lowest and/or highest joining temperature reached during processing in the joining area.
Bei einer weiteren Ausführung einer erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung gemäß dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung umfasst die Fertigungsanordnung eine der Fügezone in der Transportrichtung nachgelagerte Sortiereinrichtung zum Unterteilen wenigstens eines Kunststoffteils und/oder wenigstens einer Bauteilaufnahme in Abhängigkeit von einer Kennung auf. Optional kann die Sortiereinrichtung im Falle der Ausführung der Fertigungsanordnung mit einer Beschriftungseinrichtung dazu ausgelegt sein, in der Transportrichtung nachgelagert bezüglich der Beschriftungseinrichtung angeordnet sein. Die Sortiereinrichtung kann dazu ausgelegt und eingerichtet sein, die Sortierung in Abhängigkeit von einer von der Beschriftungseinrichtung dem Kunststoffteils und/oder der Bauteilaufnahme aufgeprägten Kennung, insbesondere Fertigungsqualitäts-Kennung, durchzuführen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sortiereinrichtung Kunststoffteile abhängig von einer Kennung sortieren, mit der wenigstens einem der Kunststoffbauteile versehen ist, insbesondere bereits vor Eintritt in die Fertigungsanlage versehen war. Optional ist die Sortiereinrichtung mit der Identifikationseinrichtung signalübertragungsgemäß verbunden, wobei vorzugsweise die von der Identifikationseinrichtung durchgeführte Erkennung des Kunststoffbauteils, Bausatzes oder der Bauteilaufnahme zur Steuerung der Sortiereinrichtung verwendet wird.In a further embodiment of a manufacturing arrangement according to the invention in accordance with the first, second and/or third aspect of the invention, the manufacturing arrangement comprises a sorting device arranged downstream of the joining zone in the transport direction for dividing at least one plastic part and/or at least one component holder depending on an identifier. Optionally, in the case of the manufacturing arrangement being designed with a labeling device, the sorting device can be designed to be arranged downstream of the labeling device in the transport direction. The sorting device can be designed and set up to carry out the sorting depending on an identifier, in particular a manufacturing quality identifier, stamped on the plastic part and/or the component holder by the labeling device. Alternatively or additionally, the sorting device can sort plastic parts depending on an identifier with which at least one of the plastic components is provided, in particular was already provided before entering the production plant. Optionally, the sorting device is connected to the identification device in terms of signal transmission, wherein the recognition of the plastic component, kit or component holder carried out by the identification device is preferably used to control the sorting device.
Eine bevorzugte Ausführung einer Fertigungsanordnung umfasst mindestens eine Sicherungsvorrichtung, wie einen Lichtblitzsensor, einen Lichtbogendetektor und/oder wenigstens einen Mikrowellenleckagesensor. Die Sicherungsvorrichtung kann wenigstens einen Sensor innerhalb einer Bestrahlungskammer umfassen, wie einen Lichtblitzsensor oder einen Lichtbogendetektor. Die Sicherungsvorrichtung kann zusätzlich oder alternativ wenigstens einen Sensor außerhalb einer Bestrahlungskammer aufweisen, wie einen Mikrowellenleckagesensor. Vorzugsweise sind ein oder mehr Mikrowellenleckagesensoren an einem Eingangsbereich, einem Ausgangsbereich, einem Fenster und/oder einer Absaugvorrichtung der Fertigungsanordnung angeordnet. Die Sicherungsvorrichtung kann einen oder mehrere Sensoren für flüchtige Komponenten, insbesondere Dämpfe und/oder Gase, vorzugweise außerhalb der Bestrahlungskammer aufweisen. Dank der Sicherungsvorrichtung können Personenschäden sowie Schäden an der Fertigungsanlage und den Kunststoffteilen vermieden werden.A preferred embodiment of a production arrangement comprises at least one safety device, such as a light flash sensor, an arc detector and/or at least one microwave leakage sensor. The safety device can comprise at least one sensor inside an irradiation chamber, such as a light flash sensor or an arc detector. The safety device can additionally or alternatively have at least one sensor outside an irradiation chamber, such as a microwave leakage sensor. Preferably, one or more microwave leakage sensors are arranged at an entrance area, an exit area, a window and/or an extraction device of the production arrangement. The safety device can have one or more sensors for volatile components, in particular vapors and/or gases, preferably outside the irradiation chamber. Thanks to the safety device, personal injuries and damage on the production line and the plastic parts.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Fertigungsanordnung ist der mindestens eine Magnetron zum Erzeugen von Mikrowellen mit einer Frequenz zwischen 0,3 GHz und 300 GHz, insbesondere zwischen 1 GHz und 5 GHz, vorzugsweise zwischen 2 GHz und 3 GHz, besonders bevorzugt mit einer Frequenz von 2,45 GHz, ausgelegt und eingerichtet.In a preferred embodiment of the manufacturing arrangement, the at least one magnetron is designed and configured to generate microwaves with a frequency between 0.3 GHz and 300 GHz, in particular between 1 GHz and 5 GHz, preferably between 2 GHz and 3 GHz, particularly preferably with a frequency of 2.45 GHz.
Gemäß einer Ausführung einer Fertigungsanordnung, die mit den vorigen kombinierbar ist, ist der mindestens eine Mikrowellenleiter, insbesondere ein Antennenauslass, in einem Abstand von wenigstens 10 mm, insbesondere wenigstens 40 mm, und/oder nicht mehr als 250 mm, insbesondere nicht mehr als 120 mm, zur Fügezone und/oder einem Kontaktbereich zwischen dem mindestens einen ersten Kunststoffbauteil und dem mindestens einen zweiten Kunststoffbauteils anzuordnen oder angeordnet. Es kann bevorzugt sein, dass dieser Ausführung der Fertigungsanordnung kombiniert ist mit der oben beschriebenen Stelleinrichtung, die vorzugsweise dazu ausgelegt sein kann, den Abstand zwischen dem Mikrowellenleiter und der Fügezone und/oder dem Kontaktbereich einzustellen.According to one embodiment of a manufacturing arrangement that can be combined with the previous ones, the at least one microwave conductor, in particular an antenna outlet, is to be arranged or is arranged at a distance of at least 10 mm, in particular at least 40 mm, and/or not more than 250 mm, in particular not more than 120 mm, from the joining zone and/or a contact area between the at least one first plastic component and the at least one second plastic component. It may be preferred that this embodiment of the manufacturing arrangement is combined with the adjusting device described above, which can preferably be designed to adjust the distance between the microwave conductor and the joining zone and/or the contact area.
Bei einer Ausführung einer Fertigungsanordnung gemäß dem ersten, zweiten und/oder dritten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Magnetron einen Mikrowellenleiter mit einem Antennenauslass umfasst, der eine Querschnittsfläche zwischen 40 cm2 und 100 cm2, insbesondere zwischen 50 cm2 und 75 cm2, vorzugsweise etwa 60 cm2, aufweist. Alternativ oder zusätzlich weist der Antennenauslass eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsfläche mit einer ersten Kantenlänge im Bereich 4 cm bis 10 cm, insbesondere 5 cm bis 7,5 cm, vorzugsweise etwa 6 cm, und einer zweiten Kantenlänge im Bereich 5 cm bis 20 cm, insbesondere 8 cm bis 12 cm, vorzugsweise etwa 10 cm, auf.In an embodiment of a manufacturing arrangement according to the first, second and/or third aspect of the invention, it is provided that the at least one magnetron comprises a microwave conductor with an antenna outlet which has a cross-sectional area between 40 cm 2 and 100 cm 2 , in particular between 50 cm 2 and 75 cm 2 , preferably about 60 cm 2 . Alternatively or additionally, the antenna outlet has a substantially rectangular cross-sectional area with a first edge length in the range 4 cm to 10 cm, in particular 5 cm to 7.5 cm, preferably about 6 cm, and a second edge length in the
Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred embodiments are specified in the subclaims.
Im Folgenden werden weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung mittels Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden beispielhaften Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
-
1 eine perspektivische Detaildarstellung einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung; -
2 eine Explosionsansicht einer Bauteilaufnahme, die in der Fertigungsanordnung verwendbar ist; -
3 eine perspektivische Darstellung einer Bauteilaufnahme für einen Bausatz; -
4 eine schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführung einer erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung; -
5 eine schematische Vorderansicht einer dritten Ausführung einer erfindungsgemäßen Fertigungsanordnung; -
6 eine Detailansicht von Magnetrons mit Stelleinrichtung; -
7 eine perspektivische Detailansicht mehrerer Magnetrons gemäß6 ; -
8 eine schematische Seitenansicht einer Fertigungsanlage mit einem Andrückstempel; -
9 eine schematische Seitenansicht einer anderen Fertigungsanlage mit einer Zusammenführung; und -
10 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Fertigungsanlage mit einer Schikane.
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1 a perspective detailed view of a first embodiment of a manufacturing arrangement according to the invention; -
2 an exploded view of a component holder that can be used in the manufacturing arrangement; -
3 a perspective view of a component holder for a kit; -
4 a schematic side view of a second embodiment of a manufacturing arrangement according to the invention; -
5 a schematic front view of a third embodiment of a manufacturing arrangement according to the invention; -
6 a detailed view of magnetrons with adjustment device; -
7 a perspective detailed view of several magnetrons according to6 ; -
8th a schematic side view of a production line with a pressure stamp; -
9 a schematic side view of another production line with a merge; and -
10 a schematic side view of another production line with a chicane.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren werden zur Vereinfachung der Lesbarkeit für dieselben oder ähnliche Komponenten dieselben oder ähnlichen Bezugszeichen verwendet.In the following description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying figures, the same or similar reference numerals are used for the same or similar components to simplify readability.
Nachfolgend ist eine Bauteilaufnahme im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Eine erfindungsgemäße Fertigungsanordnung trägt nachfolgend im Allgemeinen das Bezugszeichen 100.In the following, a component holder is generally identified by the
Die hier exemplarisch abgebildete Fertigungsanordnung 100 umfasst vier Magnetrons 121 zum Erzeugen von Mikrowellen beispielsweise mit einer Frequenz von 2,45 GHz. Die Magnetrons 121 sind außerhalb der Bestrahlungskammer 150 angeordnet. Jedem Magnetron 121 ist ein Mikrowellenleiter 130 zugeordnet, welche in die Bestrahlungskammer 150 hineinragt. Mithilfe der Mikrowellenleiter 130 werden Mikrowellen von den Magnetrons 121 zur Fügezone 103 der Fertigungsanordnung 100 geleitet. Die Mikrowellenleiter 130 haben an ihrer zum jeweiligen Magnetron 121 entfernten Ende einen Antennenauslass 131, der auf die Fügezone 103 gerichtet ist. Alternativ kann ein ungerichteter Antennenauslass die Fügezone und die Verbindungsmasse 17, beispielsweise „diffus“ oder durch Abstrahlung in der Kammer des Mikrowellenofens der Fertigungsanordnung 100, reagieren lassen und so zum Fügen bzw. allgemein Reagieren genutzt werden.The
Die in
Die Fertigungsanordnung 100 umfasst eine Absaugvorrichtung 155 zum Entfernen flüchtiger Bestandteile aus der Bestrahlungskammer 150 und/oder der Fügezone 103. Flüchtige Bestandteile können beispielsweise Lösemittelbestandteile der mikrowellenaktiven Verbindungsmasse 17 sein, die infolge einer Aktivierung der Verbindungsmasse 17 in der Fügezone 103 entweichen.The
Bei der in
Die Bauteilaufnahme 1 dient dazu, die Herstellung eines Kunststoffteils 11 aus einem Bausatz 10 mit mindestens einem ersten Kunststoffbauteil 13 und mindestens einem zweiten Kunststoffbauteil 15 mithilfe einer mikrowellenaktiven Verbindungsmasse 17 zu unterstützen. Zur Vereinfachung der Verständlichkeit und Verbesserung der Lesbarkeit wird nachfolgend auf „ein“ erstes und „ein“ zweites Kunststoffbauteil Bezug genommen, wobei der Fachmann versteht, dass eine höhere Anzahl erster und/oder zweiter Kunststoffbauteile aneinandergefügt werden könnten, um ein Kunststoffteil 11 zu bilden. Mehrere erste Kunststoffbauteile 13 können einem gemeinsamen oder mehreren Auflagern 3 zugeordnet sein und mehrere zweite Kunststoffbauteile 15 können einem gemeinsamen oder mehreren Gegenlagern 5 zugeordnet sein.The
Das Auflager 3 wie auch das Gegenlager 5 sind in der in den
Das erste oder untere Kunststoffbauteil 13 ist in dem Auflager 3 aufgenommen, das ihm zugeordnet ist. Das Auflager 3 weist eine konkave Aufnahme 31 auf, die komplementär zu einem Teil des ersten Kunststoffbauteils 13 geformt ist. In dieser Aufnahme 31 liegt das untere Kunststoffbauteil 13. Die konkave Aufnahme 31 des Auflagers 3 ist auf das erste Kunststoffbauteil 13 formabgestimmt, um eine eindeutige Positionierung des ersten Kunststoffbauteils 13 und dessen Kontaktfläche 14 in der Bauteilaufnahme 1 zu realisieren.The first or
Dem zweiten oder oberen Kunststoffbauteil 15 ist das Gegenlager 5 zugeordnet. Bei einer einfachen Ausführung kann das Gegenlager 5 mit einer flachen Gegenlagerfläche ausgeführt sein, an welcher das Kunststoffbauteil 15 sich abstützen kann (nicht näher dargestellt). Alternativ ist es denkbar, dass das Gegenlager 5 eine konkave Gegenaufnahme aufweist, die zumindest abschnittsweise komplementär zu dem zweiten Kunststoffteils 15 geformt ist. Die Verbindungsteile 7 legen die Position des Auflagers 3 in Bezug auf das Auflager 5 fest.The
Das Auflager 3 ist zudem mit einem Satz aus sechs optionalen Anschlägen 33 ausgestattet, welche die Ausrichtung des ersten Kunststoffbauteils 13 sowie gegebenenfalls des zweiten Kunststoffbauteils 15 und insbesondere der Fügefläche 14 präzise definieren. In dem zusammengesetzten Zustand der Bauteilaufnahme 1, die in
Zur Verwendung in einer Fertigungsanordnung 100 ist vorgesehen, dass die Bauteilaufnahme 1 zumindest teilweise mikrowellentransparent ist. Insbesondere sind das Auflager 3 und/oder das Gegenlager 5 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, mikrowellentransparent. Zusätzlich oder alternativ sind die Verbindungsteile 7 zumindest teilweise oder vollständig mikrowellentransparent. Das Auflager 3 und das Gegenlager 5 kann beispielsweise PEEK umfassen oder daraus bestehend gebildet sein. Das zumindest teilweise mikrowellentransparente Material des Auflagers 3, des Gegenlagers 5 und/oder Verbindungsteil 15 hat vorzugsweise eine Dielektrizitätskonstante im Bereich von 1,5 bis
Die Verbindungsteile können aus dem gleichen Material wie das Auflager 3 und/oder das Gegenlager 5 gebildet sein. Bei der hier abgebildeten Ausführung sind die Verbindungsteile 7 klammerförmig bzw. C-förmig. Die Verbindungsteile 7 in der abgebildeten exemplarischen Ausführung der Bauteilaufnahme 7 sind mehrteilig aus drei mikrowellentransparenten Bausteinen 71, 72, 73 und einer diese Bausteine zusammenhaltenden Verschraubung 74 versehen. Die Verschraubung 74 kann aus einem mikrowellentransparenten Material gebildet sein. Alternativ kann die Verschraubung 74 einen Kern aus einem Metallmaterial aufweisen, der vollständig von einem mikrowellentransparenten Material, beispielsweise PTFE, eingehüllt ist, sodass keine offenen Metalloberflächen verbleiben, von denen in einem Mikrowellenfeld Funkenbildung ausgehen könnte.The connecting parts can be made of the same material as the
In der Bauteilaufnahme 1 werden die Kunststoffbauteile 13, 15 unter Verwendung der Verbindungsmasse 17 zu dem Kunststoffteil 11 zusammengefügt. Zu diesem Zweck wird, wie oben beschrieben, durch ein Magnetron 121 oder mehrere Magnetrons 121 der Fertigungsanlage 100 ein Mikrowellenfeld bereitgestellt, mit dem der Bausatz 10 und genauer gesagt die an dessen Fügebereich 14 vorgesehene Verbindungsmasse 17 beaufschlagt wird. Die Verbindungsmasse 17 ist mikrowellenaktiv. Durch Einwirkung von Mikrowellen wird die Verbindungsmasse 17 aktiviert, wenn der Verbindungsmasse 17 zumindest eine Mindestmenge und/oder -stärke an Mikrowellen-Energie bereitgestellt wird.In the
Die Verbindungsmasse 17 kann beispielsweise thermisch aktiv werden, um eine lokale Erhitzung des Fügebereich 14 auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Kunststoffbauteil 13, 15 zu bewirken, um diese entlang des Fügebereich 14 miteinander zu Verbinden oder zu Verschmelzen und so zu dem Kunststoffteil 11 zu fügen. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindungsmasse 17 chemisch aktiv werden, indem wenigstens eine insbesondere flüchtige Lösungsmittelkomponente angeregt wird, um eine chemische Verbindungsreaktion zu starten, durch die das erste und das zweite Kunststoffbauteil 13 und 15 entlang ihres Fügebereichs 14 miteinander stoffschlüssig verbunden werden. Die Verbindungsmasse 17 kann als wenigstens eine mikrowellenaktive Komponente ein polares Lösungsmittel, Graphit, Graphen, Ferrite und/oder Salze enthalten. Als mikrowellenaktive Verbindungsmasse 17 eignet sich insbesondere eine Verbindungsmasse gemäß der
An der Bauteilaufnahme 1 sind mehrere mikrowellensensitive Indikatoren 91, 93, 95 bereitgestellt. Bei der in den
Die mikrowellensensitiven Indikatoren 91, 93 und/oder 95 der Bauteilaufnahme sind durch vorzugsweise gleichartige Leuchtkörper mit einer Niederdruck-Edelgasfüllung realisiert. Die Niederdruck-Edelgasfüllung enthält vorzugsweise wenigstens ein Edelgas ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Helium, Argon, Krypton, Xenon, Neon, Radon und deren beliebigen Mischungen. Durch das Anlegen von Mikrowellen an dem mikrowellensensitiven-Indikator kann eine darin enthaltene Niederdruck-Edelgasfüllung zu leuchten angeregt werden.The microwave-
Die Bestrahlungskammer 150 hat in der Förderrichtung oder Transportrichtung F einen der Fügezone 103 vorgelagerten Eingangsbereich 151 und einen der Fügezone nachgeordneten Ausgangsbereich 159. Eine Fördervorrichtung kann sich in der Förderrichtung F aus der Bestrahlungskammer 150 hinaus erstrecken. Alternativ können Fördervorrichtung mit Übergabestellen vorgesehen sein.The
In der Bestrahlungskammer 150 ist die Fördervorrichtung 110 angeordnet, um einen Bausatz 10 beziehungsweise das daraus zu fügende Kunststoffteil 11 in Förderrichtung F durch die Fügezone 103 zu transportieren. Die Fügezone 103 befindet sich in Vertikalrichtung V unterhalb der Auslassantennen 131. Bei einer nicht näher dargestellten Variante, können eine oder mehrere eine oder mehrere erste Auslassantennen 131 oberhalb und eine oder mehrere zweite Auslassantennen (nicht abgebildet) unterhalb der Fügezone 103 angeordnet sein. Mehrere Magnetrons 121 sin benachbart zueinander angeordnet, um eine Fügezone 103 aus mehreren je einer Auslassantenne 131 zugeordneten Fügezonenbereichen zu bilden.The
Im Inneren der Bestrahlungskammer 150 kann ein Lichtblitzsensor 125 oder sogar mehrere Lichtblitzsensoren angeordnet sein, um Brände zu verhindern. Am Eingangsbereich 151 und am Ausgangsbereich 159 ist je ein Mikrowellenleckagesensor 156 angeordnet. Mit einem Mikrowellenleckagesensor 156 kann erkannt werden, ob die Abschirmung 154 die Bestrahlungskammer 150 wirksam umhüllt.A
Die Bestrahlungskammer 150 ist mit einer Absaugvorrichtung 155 für flüchtige Bestandteile ausgestattet. Oberhalb der Fügezone 103 ist eine Esse 157 angeordnet, mit deren Hilfe Gase und/oder Dämpfe aus der Fertigungsanordnung 100 abgezogen und einer Luftaufbereitung zugeführt werden können. Die mikrowellendichte Abschirmung 154 der Bestrahlungskammer 150 kann mit luftdurchlässigen Abschnitten, beispielsweise Lamellen und/oder Gittern, ausgestattet sein.The
Vor der Fügezone 103, beispielsweise wie abgebildet am Eingangsbereich 151, ist eine Identifikationseinrichtung 161 angeordnet. Die Identifikationseinrichtung 161 kann dazu ausgelegt sein, einen Bausatz 10, dessen erstes Kunststoffbauteil 13 und/oder dessen zweites Kunststoffbauteil 15 zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann die Identifikationseinrichtung 161 dazu ausgelegt sein, eine Bauteilaufnahme 1, deren Auflager 3, Gegenlager 5 und/oder Verbindungsteil(e) zu identifizieren. Die Identifikationseinrichtung 161 kann beispielsweise einen QR-Code-Code-Scanner oder dergleichen umfassen, um die Identifikation eines/einer entsprechend gekennzeichneten Bausatzes 10, Bauteilaufnahme 1 oder Komponente davon durchzuführen.An
In der Fertigungsanordnung 100, beispielsweise wie abgebildet am Ausgangsbereich 159, ist eine Beschriftungsvorrichtung 163 angeordnet. Die Beschriftungsvorrichtung 136 ist dazu ausgelegt, dass aus einem Bausatz 10 gefügte Kunststoffteil 11 oder die Bauteilaufnahme 1 mit einer Kennzeichnung zu versehen. Auf diese Weise können beispielsweise fehlerhafte Teile eindeutig markiert werden.A
Die
Zum Ausrichten der Mikrowellen ist die Fertigungsanordnung 100 mit wenigstens einer Stelleinrichtung 140 ausgestattet. Bei der hier abgebildeten Ausführung ist die Stelleinrichtung 140 dazu ausgelegt, die Auslassantennen 131 in der Vertikalrichtung V zu bewegen, um eine gewünschten vorbestimmten Abstand s zum Fügebereich 14 des Bausatzes 10 einzustellen, damit die Fügezone 103 korrespondierend zum Fügebereich 14 ausgerichtet wird. Beispielsweise kann der vorbestimmte Abstand s zwischen dem Fügebereich 14, wo ein mikrowellenaktives Verbindungsmittel 17 angeordnet ist, und der Auslassantenne 131 eines Magnetrons 121 in der Vertikalrichtung V im Bereich zwischen 10 cm und 20 cm liegen. Alternativ oder zusätzlich kann die Stelleinrichtung 140 dazu ausgelegt sein, die Auslassantennen 131 in der Horizontalrichtung H quer zur Förderrichtung F zu bewegen. Die Höhenverstellbarkeit dank der Stelleinrichtung 140 in der Vertikalrichtung V liegt vorzugsweise im Bereich 3 cm bis 15 cm. Alternativ oder zusätzlich kann eine Stelleinrichtung die Fördervorrichtung 110 in der Vertikalrichtung V und/oder Horizontalrichtung H bewegen, um den Fügebereich 14 des von der Fördervorrichtung 110 getragenen Bausatzes 10 in Bezug auf vorzugsweise ortsfeste Auslassantennen 131 und/oder Mikrowellenleiter 130 auszurichten. Zusätzlich oder alternativ kann eine Stelleinrichtung dazu ausgelegt und eingerichtet sein, das wenigstens eine Magnetron 121 in Bezug auf den Bausatz 10 zu auszurichten.To align the microwaves, the
Die
Die Anpressvorrichtung ist dazu ausgelegt, während und/oder nach der Beaufschlagung des Bausatzes 10 mit Mikrowellen in der Fügezone 103 auf den gegebenenfalls in einer Bauteilaufnahme 1 enthaltenen Bausatz 10 einzuwirken, um unerwünschten Verformungen und/oder Blasenbildung im Bereich der mikrowellenaktiven Verbindungsmasse 17 entgegenzuwirken. Im Anschluss an die Mikrowellen-Bestrahlung des Bausatzes 10 sollte das Andrücken in der Anpressvorrichtung innerhalb von nicht mehr als 20 Sekunden, insbesondere nicht mehr als 10 Sekunden, vorzugsweise nicht mehr als 5 Sekunden, erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das Andrücken vor Beendigung einer Kristallisation des Fügebereichs 14 des Kunststoffteils 11. Durch das Andrücken wird die vorbestimmte Ausgangshöhe h2 der Bauteilaufnahme 1 eingestellt. Der Vortrieb der Fördervorrichtung 110 sowie gegebenenfalls der Zusammenführung 173 und/oder der Schikane 175 ist einzustellen. Der Fachmann versteht, dass die Anpressvorrichtung auch auf ein Kunststoffteil 11 sowie gegebenenfalls den ihm zu Grunde liegenden Bausatz 10 in einer anderen als der abgebildeten Bauteilaufnahme 1 oder ohne Bauteilaufnahme wirken kann.The pressing device is designed to act on the
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung der Erfindung in den verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the above description, the figures and the claims can be important both individually and in any combination for the realization of the invention in the various embodiments.
BezugszeichenReference symbols
- 11
- BauteilaufnahmeComponent recording
- 33
- AuflagerIn stock
- 55
- GegenlagerCounter bearing
- 77
- VerbindungsteilConnecting part
- 1010
- BausatzKit
- 1111
- KunststoffteilPlastic part
- 13, 1513, 15
- KunststoffbauteilPlastic component
- 1414
- FügebereichJoining area
- 1717
- mikrowellenaktive Verbindungsmassemicrowave active bonding compound
- 3030
- Blockblock
- 3131
- AufnahmeRecording
- 3333
- Anschlagattack
- 3535
- GriffHandle
- 3838
- AussparungRecess
- 5050
- Blockblock
- 5555
- GriffHandle
- 5858
- AussparungRecess
- 71, 72, 7371, 72, 73
- BausteinBuilding block
- 7474
- VerschraubungScrew connection
- 91, 93, 9591, 93, 95
- Indikatorindicator
- 100100
- FertigungsanordnungManufacturing arrangement
- 103103
- FügezoneJoining zone
- 110110
- FördervorrichtungConveyor device
- 121121
- MagnetronMagnetron
- 125125
- LichtblitzsensorFlash sensor
- 130130
- MikrowellenleiterMicrowave conductor
- 131131
- AuslassantenneOutlet antenna
- 140140
- StelleinrichtungAdjustment device
- 150150
- BestrahlungskammerIrradiation chamber
- 151151
- EingangsbereichEntrance area
- 153153
- FensterWindow
- 154154
- Abschirmungshielding
- 155155
- AbsaugvorrichtungExtraction device
- 156156
- MikrowellenleckagesensorMicrowave leakage sensor
- 157157
- EsseEat
- 159159
- AusgangsbereichExit area
- 161161
- IdentifikationseinrichtungIdentification device
- 163163
- BeschriftungseinrichtungLabeling device
- 171171
- AndrückstempelPressure stamp
- 173173
- ZusammenführungMerger
- 175175
- Schikanechicane
- 180, 190180, 190
- optischer Prozesssensoroptical process sensor
- 193193
- Indikatorindicator
- FF
- TransportrichtungTransport direction
- VV
- VertikalrichtungVertical direction
- HH
- HorizontalrichtungHorizontal direction
- h1h1
- EingangshöheEntrance height
- h2h2
- AusgangshöheStarting height
- ss
- AbstandDistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1897677 A2 [0002]EP1897677A2 [0002]
- DE 102019204186 A1 [0003]DE 102019204186 A1 [0003]
- DE 1020201266081 [0010, 0053]EN 1020201266081 [0010, 0053]
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022125834.3A DE102022125834A1 (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Manufacturing arrangement for producing a plastic part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022125834.3A DE102022125834A1 (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Manufacturing arrangement for producing a plastic part |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102022125834A1 true DE102022125834A1 (en) | 2024-04-11 |
Family
ID=90355172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102022125834.3A Pending DE102022125834A1 (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Manufacturing arrangement for producing a plastic part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102022125834A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1897677A2 (en) | 2006-09-11 | 2008-03-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung | Device for microwave guided fusing of thermoplastic moulds, method and application of the method |
| DE102019204186A1 (en) | 2019-03-26 | 2020-10-01 | Ako - Kunststoffe Alfred Kolb Gmbh | Method for microwave welding, component made of plastic and arrangement with a first component and a second component |
| DE102020126608A1 (en) | 2020-10-09 | 2022-04-14 | Woco Industrietechnik Gmbh | Connecting compound for the material connection of plastic components, kit for producing a plastic part and its use, method for producing a plastic part and method for connecting plastic components and motor vehicle component |
-
2022
- 2022-10-06 DE DE102022125834.3A patent/DE102022125834A1/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: SKM-IP SCHMID KRAUSS KUTTENKEULER MALESCHA SCH, DE |
|
| R016 | Response to examination communication |