DE2536306A1

DE2536306A1 - Anwaermofen mit infrarotheizung

Info

Publication number: DE2536306A1
Application number: DE19752536306
Authority: DE
Inventors: Karl Heinz Wawra
Original assignee: Thyssen Plastik Anger KG
Current assignee: Thyssen Plastik Anger KG
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1975-08-14
Publication date: 1977-02-24
Also published as: DE2536306B2

Description

Anwärmofen mit Infrarotheizung Die Erfindung bezieht sich auf einen Anwärmofen mit Infrarotheizung und einem am Gehäuseboden vorgesehenen Ventilator für die Luftzwangsumwälzung innerhalb des Gehäuses, vorzugsweise für die Anwärmung von Rohren aus thermoplastischen Kunststoffen.
Es ist an sich bekannt, für die notwendige Anwärmung von thermoplastischen Kunststoffrohren vor einer Umformung, wie beispielsweise dem Aufweiten eines Endes zu einer Muffe etc., Heißluft-Anwärmöfen zu verwenden. Mit dem DT-GBm 7 208 97 ist eine Infrarot-Anwärmeinrichtung bekannt geworden. Diese Arten der Anwärmung bringen jedoch gewisse Nachteile mit sich.
Bei dem Heißluft-Anwärmsystem wird die Luft durch eine elektrische Heizspirale- bzw. Heizregister angewärmt. Um den schlechten Wärmeübergang - Luft auf Kunststoffrohr - zu verbessern, werden hohe Luftgeschwindigkeiten erzeugt, um vertretbare Anwärmzeiten zu erhalten. Große Luftgeschwindigkeiten erhöhen jedoch die Strömungsverluste und stellen erhöhte Anforderungen an die Abdichtelemente und die Luftkanalführung, was von Nachteil ist. Der Wärmeübergang von Luft auf ein Kunststoffrohr ist nämlich auch trotz hoher Luftgeschwindigkeiten relativ ungünstig und führt dadurch zu unvertretbar langen Anwärmzeiten. Das anzuwärmende Kunststoffmaterial wird an der Oberfläche mit der höchsten Temperatur belastet, was ebenfalls von Nachteil ist.
In Hinsicht auf den Wärmeübergang ist das Infrarotanwärmverfahren dem Heißluftanwärmverfahren überlegen, da die Infrarotstrahlen nicht nur die Oberfläche des Kunststoffmaterials, sondernauch das Kunststoffmaterial innen anwärmen.
Das Infrarotanwärmverfahren hat jedoch bei Kunststoffrohren folgende Nachteile. Durch den schlechten Wärmeleitkoeffizienten von Kunststoffen entsteht an der Oberfläche ein Hitzçstau, der zu Verbrennungen und damit zur Schädigung des Kunststoffmaterials führt. Um dies zu verhindern, muß zyklische Bestrahlung angewendet werden. Dem unerwünschten Nebeneffekt, daß aufsteigende Warmluft infolge von Konvektion obere Rohrpartien starker erwärmt, begegnet man entweder durch Drehen des Rohres und der Vorrichtung, wie in der DT-GBm 7 208 597 beschrieben, was einen mechanisch hohen Aufwand bedeutet oder durch getrennt gesteuerte Heizkreise, so daß die Strahler in den oberen Rohrpartien weniger Energie und die Strahler in den tieferen Rohrpartien mehr Energie abgeben.
Dies bedeutet einen hohen elektrischen Aufwand und keine optimale Energieausnutzung, oder auch durch Luftduschen von außen, damit der Wärme luftstrom gering gehalten wird. Dies bedeutet wiederum einen Energieverlust und es sind zudem Temperåturunterschiede kaum zu vermeiden. Diese Anwärmmethode ist somit technisch sehr aufwendig, ungenau und schwierig in der Bedienung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anwärmofen zu besitzen, der die Nachteile der bekannten Vorrichtungen dieser Art mit Sicherheit vermeidet und darüberhinaus eine vollkommen gleichmäßige materialschonende und wirtschaftliche Anwärmung von Kunststoffrohren gewährleistet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das anzuwärmende Rohr innen und aussen von konzentrisch zum Rohr ausgebildeten, nach innen, zum Gehäuseboden zu, mittels eines konischen Bodens verbundenes Luftleitprofil 2 umfasst ist, das auf die dem Rohr zugewandten Flächen Infrarotstrahler 3 a, 3 b) trägt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den Infrarotstrahlern und dem anzuwarmenden Rohr ein infrarotdurchlässiger Schutzmantel aus thermoplastischer Masse, beispielsweise aus Quarzglas oder Normalglas, angeordnet.
Diese Ausführungsvariante der Erfindung bringt folgende zusätzliche Vorteile: Die Strahler werden auf hohem Temperaturniveau gehalten und erreichen sehr schnell die günstigste Strahlertemperatur. Die Strahler sind isoliert von der Umluft. Daher übertragen sich keine Temperaturschwankungen der Umluft auf die Strahler, so daß eine Konstanthaltung der Strahlertemperatur erreicht wird. Die Umluft erhitzt sich nicht zusätzlich an den Strahlern. Dadurch ist ein besserer Temperaturausgleich der Umluft gewährleistet. Der Luftkanal wird durch diese Einsätze verkleinert, es entstehen höhere Strömungsgeschwindigkeiten, wodurch ein besserer Wärmeaustausch durch Konvektion herbeigeführt wird. Da die Luftkanäle glatt sind, erzielt man bei hohen Luftgeschwindigkeiten geringere Strömungsverluste Da der Schutzmantel ausgetauscht werden kann, können größere Durchmesserbereiche problemlos überbrückt werden.
Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Anwärmofen können Kunststoffrohre, vorzugsweise thermoplastische Kunststoffrohre in einem großen Nennweitenbereich durch Infrarotstrahlen von beiden Seiten gleichmäßig angewärmt werden. Dabei erfüllt die umgewälzte Luft zwei wesentliche Funktionen, nämlich zu Beginn des Anwärmprozesses erwärmt die im geschlossenen System befindliche Heißluft das noch kalte Rohr durch Konvektion und kühlt sich dabei ab und weiterhin werden die Strahler zugeschaltet und die Oberfläche des Kunststoffrohres erhitzt sich über das Temperaturniveau der Umluft. Die Umluft nimmt dadurch Energie auf und hält damit den Temperaturanstieg an der Oberfläche des Kunststoffrohres in Grenzen.
Durch das geschlossene System wird nur die Warmemenge verbraucht, die tatsächlich für die Rohrerwärmung erforderlich ist. Geregelt wird das System z. B. über ein Zeitrelais für die Umluft, das den Eingangs impuls über eine Fotozelle erhält. Über ein zweites Zeitrelais wird die Einschaltdauer der Strahler geregelt.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anwärmofens besteht darin, daß durch den Temperaturausgleich der Umluft im geschlossenen System kurze Anwärmzeiten auf materialschonende Weise erreicht werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargeste-llt und nachstehend näher beschrieben.
Der Anwärmofen besteht aus einem doppelwandig isolierten Gehäuse 1, dem eingebauten Luftleitprofil 2 für die innere und äußere Rohrseite, den Infrarotstrahlern 3 a außerhalb und 3 b innerhalb des zu erwärmenden Rohrendes 9, welche am Luftleitprofil 2 in der Weise angebracht sind, daß das Kunststoffrohr innen und außen direkt bestrahlt wird, dem Lüftermotor 4, mit seinem Flügelrad 5, das für das zwangsweise Umwälzen der Luft sorgt. Eine Dichtung 6 bewirkt, daß keine Fremdluft während des Anwärmprozesses in das Gehäuse 1 eintreten kann.
Die Blende 7 vermeidet Energieverluste durch abströmende Warmluft zwischen den Anwärmzyklen.
Der Einfahrkonus 8 zentriert das Rohrende 9 beim Einfahren in das Gehäuse 1. Mit der Justiereinrichtung 10 lassen sich verschiedene Anwärmlängen am Rohrende 9 einstellen, indem das Luftleitprofilkmit den Infrarotstrahlern 3 a und 3 b in Richtung auf den Gehäuseboden bzw. der entgegengesetzten Seite verschoben wird.
An der Rohreinfahrseite des Ofens ist eine Fotozelle 11 angebracht, die den Eingangsimpuls für den Beginn des Anwärmzyklusses Ilefert,sowie das Rohr in den Anwärmofen eingeschoben wird.
Zwischen den Infrarotstrahlern 3 a und 3 b und dem anzuwärmenden Rohrende 9 kann ein infrarotdurchlässiger Schutzmantel 12 a, 12 b angeordnet sein. Dieser Schutzmantel kann vorzugsweise auch austauschbar ausgeführt werden, um große Rohrdurchmesserbereiche wirtschaftlich anwärmen zu können.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Anwärmung von Kunststoffrohren beschränkt, sie kann mit Vorteil auch für die Anwärmung anderer ohl- und Vollprofile eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche

X Anwärmofen mit Infrarotheizung und einem am Gehäuseboden vorgesehenen Ventilator fur die Luftzwangsumwälzung innerhalb des Gehäuses, vorzugsweise für die Anwärmung von Rohren aus thermoplastischen Kunststoffen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, d a ß das anzuwärmende Rohr innen und aussen von konzentrisch zum Rohr ausgebildeten, nach innen, zum Gehäuseboden zu, mittels eines konischen Bodens verbundenen Luftleitprofilen (2) umfasst ist, das auf den dem Rohr zugewandten Flächen Infrarotstrahler (3 a, 3 b) trägt.
2. Anwärmofen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß zwischen den Infrarotstrahlern (3 a und 3 b) und dem anzuwärmenden Rohr (9) ein infrarotdurchlässiger Schutzmantel (12 a und 12 b) angeordnet ist.
3. Schutzmantel nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Schutzmantel (12 a) bzw. (12 b) aus thermoplastischer Masse besteht.

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