DE2406955C3 - Vorrichtung zum Erwärmen von Werkstucken aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen von Werkstücken aus Kunststoff, bei der die Werkstücke zwischen wenigstens einem lnfrarotstrahlcr und einem die Strahlung in eine im Bereich der Werkstücke verlaufende Brennlinie reflektierenden, konkav gekrümmten Reflektor angeordnet und an dem Infrarotstrahler vorbeiführbar sind.

Es ist bekannt (DT-OS 18 16 489), rohrförmige Werkstücke aus Kunststoff zwischen annähernd bandförmig angeordneten Infrarotstrahlern und einem ebenen Reflektor vorbeizuführen. Die Erwärmung der Werkstücke erfolgt dabei durch direkte Strahlung, durch vagabundierende Strahlung sowie durch Konvektion. Die Konvektion ist bei der bekannten Erwärmung sehr hoch, da ein großer Anteil der Strahlung durch den ebenen, parallelen Reflektor an den Infrarotstrahler zurückgegeben wird; dadurch nimmt die Anordnung eine hohe Eigentemperatur an und ferner führt die Konvektion zu einer unerwünschten Erwärmung der Oberflächenschicht der Werkstücke.

Wegen der bekannt geringen Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffe findet der Temperaturausgleich während der kurzen Heizzeit bei Infrarotstrahlern innerhalb der Wandung des Werkstückes nur relativ langsam statt. Müssen Werkstücke mit größerer Wanddicke langer erwärmt werden, um die notwendige Energiemenge einzubringen, führt das häufig zu unerwünschten Veränderungen in der Oberflächenschicht, z. B. einer Materialveränderung durch Überhitzung oder Auftreten von Kristallinität beispielsweise bei Polyäthylenterephthalat.

Da der Absorptionsgrad von der Wellenlänge der Infrarotstrahlung abhängig ist, kann bei Verwendung von sogenannten Hellstrahlern gegenüber sogenannten Dunkelstrahlern das Temperaturgefälle innerhalb der Wandung der Werkstücke erheblich vermindert werden. Dadurch vermindert sich die Gefahr unerwünschter Veränderungen in der Oberflachenschicht des Werkstückes, und weiterhin verkürzt sich die Zeit, in der sich das Temperaturgefiille in der Wandung des Werkstückes auf einen Mittelwert einstellen soll.

Zur Erwärmung eines Kunststoffrohres mittels Infrarotstrahlung ist es auch bekannt (DT-PS 9 03 638), zur besseren Ausnutzung der Strahlung in dem Rohr einen die eindringende Strahlen reflektierenden Metallzylinder anzuordnen. Dabei gelangen die reflektierenden Strahlen jedoch wieder zur Heizquelle zurück und erwärmen diese zusätzlich, wodurch sich die Anordnung ebenfalls verhältnismäßig hoch erwärmen kann, was zu einer Verminderung der Lebensdauer des Infrarotstrahlers führt.

Zum Zwecke der Warmbearbeitung thermoplastischer Stoffe ist es auch bekannt, die Wärmestrahlung zu fokussieren (DT-PS 8 45 564). Dabei sind miteinander zu verschweißende Folien zwischen einem infrarotstrahler und einem konkav gekrümmten Reflektor angeordnet, der die durch die Folien hindurchtretenden Strahlen auf die Schweißstelle fokussiert. Von dieser Anordnung geht die Erfindung aus. Die bekannte Anordnung zielt jedoch darauf ab, die Strahlung zu fokussieren, um an der zu verschweißenden Stelle eine hohe Temperatur zu erzielen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, beim Vorbeiführen von rohrförmigen Werkstücken an annähernd bandförmig angeordneten Infrarotstrahlern die durch die an dem Reflektor zurückgeworfenen Wärmestrahlen sich einstellende hohe Wärmebelastung der Infrarotstrahler und deren zusätzliche Aufheizung zu vermindern und damit die Infrarotstrahler zur Erzielung einer größeren Lebensdauer zu entlasten.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem der rohrförmigen Werkstücke einer der Reflektoren zugeordnet ist, wobei das Vorbeiführen an den wenigstens annähernd bandförmig angeordneten Infrarotstrahlern zusammen mit je einem der Werkstükke erfolgt.

Durch die Zuordnung von je einem konkav gekrümmten Reflektor zu jedem Werkstück und das Vorbeiführen von Reflektor und Werkstück an den Infrarotstrahlern ist es vermieden, daß durch vagabundierende und in die Infrarotstrahler zurück reflektierte Strahlung deren Eigentemperatur erhöht wird. Außer der erhöhten Lebensdauer der Infrarotstrahler ergeben sich kürzere Heizzeiten für die Werkstücke. Auch entfällt die durch Konvektion und Kaminwirkung erzeugte zusätzliche Erwärmung der Oberflächenschicht der Werkstücke und es wird die Ausgleichszeit, innerhalb der das Temperaturgefälle in der Wandung des erwärmten Werkstückes einen mittleren Wert einnimmt, verkürzt. Bei Verwendung von sogenannten Hellstrahlern als Infrarotstrahler wirkt sich die Verlängerung der Lebensdauer besonders vorteilhaft aus, da Hellstrahler gegen eine zusätzliche Aufheizung sehr empfindlich sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, in der eine Vorrichtung zum Erwärmen von Werkstücken aus thermoplastischem Kunststoff perspektivisch dargestellt ist.

In der Zeichnung wird die eine Seite eines Heizkanals von 'infrarotstrahlern 10 gebildet. Auf der gegenüberlie-

gcnden Seite des Heizkanals sind den durch den Heizkanal hindurchzuführenden rohrförmigen Werkstücken 12 aus thermoplastischem Kunststoff als Hohlspiegel ausgebildete Reflektoren 14 als Sckundürrefiektorcn zugeordnet, in deren Brennlinie 16 jeweils ein Werkstück 12 steht. Die Bewegungsrichtung der Werkstücke 12 und der Reflektoren 14 ist mit einem Pfeil X verdeutlicht. Jedes Werkstück 12 wird sowohl von der direkten, vom Infrarotstrahler 10 abgegebenen Strahlung 18, als auch von der vom Reflektor 14 reflektierten und gesammelten Strahlung 20 erwärmt.

Bei jedem Werkstück 12 ist somit die Strahlungsenergie nutzbar gemacht, die der Teilung der sich ain Infrarotstrahler vorbei bewegenden Werkstücke 12 entspricht. Die gesamte von den Infrarotstrahlern 10 abgestrahlte Energie wird von den Werkstücken 12 verbraucht und nicht zu den Infrarotstrahlern 10 reflektiert. Dadurch werden die Infrarotstrahler 10 nicht überlastet, die auftretende Konvektion ist gering und der thermische Wirkungsgrad ist hoch.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erwärmen von Werkstücken aus Kunststoff, bei der die Werkstücke zwischen wenigstens einem Infrarotstrahler und einem die Strahlung in eine im Bereich der Werkstücke verlaufende Brennlinie reflektierenden, konkav gekrümmten Reflektor angeordnet und an dem Infrarotstrahler vorbeiführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der rohrförmigen Werkstücke (12) einer der Reflektoren (14) zugeordnet ist, wobei das Vorbeiführen an den wenigstens annähernd bandförmig angeordneten Infrarotstrahlern (10) zusammen mit je einem der Werkstücke (12) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Querschnittsfläche der Brennlinie (16) des Reflektors (14) höchstens so groß ist wie die Querschnittsfläche des zu erwärmenden Werkstükkes(12).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Krümmung des Reflektors (14) parabolisch oder elliptisch ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung des Reflektors (14) annähernd halbkreisförmig ausgebildet ist.

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