DE3121809C2 - Heizvorrichtung zum Erwärmen eines geradlinig verlaufenden, eng begrenzten Bereichs einer thermoplastischen Kunststoffplatte zum Zwecke des nachfolgenden Abkantens - Google Patents

Heizvorrichtung zum Erwärmen eines geradlinig verlaufenden, eng begrenzten Bereichs einer thermoplastischen Kunststoffplatte zum Zwecke des nachfolgenden Abkantens

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Description

a) das Gehäuse aus einem Metallprcfilrohr (5) mit 4 Kammern (1,2,3 und 4) besteht,
b) der Heizdraht (9) in die geschlossene, nur einen Heizspalt (6) aufweisende Heizkammer (1) eingespannt ist,
c) die Kammern (2,3) an der Heizkammer (1) gegenüber dem Heizspalt (6) angeordnet und für den Zu- und Abfluß eines Kühlmittels vorgesehen sind und
d) die Anschlüsse (10, 11) für das Kühlmittel und der Stromanschluß (13) für den Heizdraht (9) alle an einem Ende der Heizvorrichtung liegen.
2. Elektrische Heizvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (9) an einem Ende an Massepotential (14) liegt.
3. Elektrische Heizvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand der Kammer 4 des Metallprofilrohres (5) an beiden Enden mit Befestigungsschlitzen (7) verschen ist.
4. Elektrische Heizvorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Beheizung mehrere Bereiche mehrere Heizvorrichtungen nebeneinander angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung zum Erwärmen eines geradlinig verlaufenden, eng begrenzten Bereichs thermoplastischer Kunststoffplatten zum Zwecke des nachfolgenden Abkantens, z. B. zur Herstellung von Werbeständern aus klaren Kunststoffplatten.
Der Zweck derartiger Heizvorrichtungen ist es, möglichst nur die Abkantlinie der Kunststoffplatten zu erwärmen, nicht gleichzeitig auch die angrenzenden Maschinenteile und die umgebende Luft. Im allgemeinen Fall wird ein möglichst exakt definierter aber in der Breite wählbarer Bereich auf der zu erwärmenden Kunststoffplatte angestrebt, der in möglichüt kurzer Zeit bis zum Erweichen aufgeheizt wird. In speziellen Fällen soll der bis zum Erweichen aufgeheizte Bereich — die Abkantiinie — in der Breite möglichsii eng begrenzt sein. Hierdurch wird es möglich, gleichzeitig mehrere, unter Umständen dicht aufeinander folgende Abkantlinien zu heizen. Darüber hinaus soll bei der Übertragung des für die Erweichung der Kunststoffplatte — auch Werkstück genannt — erforderlichen Wärmeenergiebetrages, zum Beispiel bei glasklaren Kunststoffplatten, die Oberflächenbcschaffenheit nicht durch Verflüssigung oder Verbrennung beschädigt werden. Eine Temperaturerhöhung der Heizvorrichtung zum Zwecke einer schnelleren Wärmeenergieübertragung ist hierdurch begrenzt
Um Beschädigungen des Werkstückes durch eine zu hohe Temperatur derjenigen Heizvorrichtungsteile zu verhindern, welche die Kunststoffplatte während des Heizvorganges berühren, werden Kühlmittel führende Kanäle zur Temperaturbegrenzung angeordnet Um gleichzeitig mehrere dicht aufeinanderfolgende Abkantlinien auf einer Kunststoffplatte heizen zu können ist man bestrebt, nicht nur eine möglichst kleine Heizzonenbreite für jede einzelne Abkantlinie herzustellen, sondern zugleich auch eine möglichst kleine Baubreite jeder einzelnen Heizvorrichtung. Um die Aufheizzeit bis zum Erweichen einer Abkantlinie möglichst klein zu is halten, wird das Werkstück von beiden Seiten gleichzeitig, zum Beispiel von oben und unten, durch zwei Heizvorrichtungen geheizt
Es ist zum Beispiel durch die DE-AS 2441 181 bekannt thermoplastische Kunststoffplatten zum Zwecke des Abkantens durch elektrisch betriebene Heizvorrichtungen, ohne Berührung des Werkstückes durch den Heizdraht, die Abkantlinie bis zum Erweichen des Werkstückmaterials zu erwärmen, um das Werkstück dann auf einer Abkantvorrichtung auf den gewünschten Winkel umzubiegen. Bei der Heizvorrichtung dieser Bauart wird die erforderliche Wärmeei»ergie fast ausschließlich durch Wärmestrahlung von der sehr kleinen Oberfläche des Heizdrahtes auf das Werkstück übertragen. Die Wärmestrahlungsenergie empfangende Fläche des Werkstückes muß so groß sein, daß bis zum Erweichen des Werkstückmaterials der absorbierte Wärmeenergiebelrag stets größer ist als der Wärmeenergieabfluß aus der Abkantlinie des Werkstückes in die nicht geheizten Nachbarbereiche. Diese Eigenschaften der bekannten Heizvorrichtung macht so große Heizzonenbreiten auf dem Werkstück erforderlich, daß gleichzeitig zu heizende, sehr dicht aufeinanderfolgende Abkantlinien nicht möglich sind. Darüber hinaus ist die Baubreite dieser bekannten Heizvorrichtung durch die beiderseits neben dem Heizdraht angeordneten Kühlrohre so erheblich, daß auch aus diesem Grunde gleichzeitig zu heizende, sehr dicht aufeinanderfolgende Abkantlinien nicht möglich sind. Die nach oben offene Heizkammer dieser Heizvorrichtung läßt erhebliche Konvektions-Wärmeverluste und Wärmestrahlungsverluste entstehen, so daß zur Bereitstellung der erforderlichen Heizenergie für die Kunststoffplatte ein entsprechend großer Elektroenergiebetrag zugeführt werden muß. Die über der oben offenen Heizkammer angeordnete Halteso vorrichtung der gesamten Heizvorrichtung wird so erheblich aufgeheizt, daß ein Umrüsten der Heizvorrichtung in heißem Zustand mit bloßen Händen nicht ohne Verbrennungsgefahr durchgeführt werden kann. Der Heizdraht dieser Heizvorrichtung ist an beiden Enden elektrisch isoliert aufgehängt. Hierdurch sind zwei Elektrokabel für den Heizdrahtanschluß erforderlich. Die beiden Kühlmittelrohre beiderseits des Heizdrahtes sind an beiden Enden mit Kühlmittelschläuchen verbunden, so daß man für den Fall des Umrüstens der Heizvorrichtung für Kunststoffplatten durch insgesamt sechs Kabel und Schläuche je Heizvorrichtung behindert ist. Der Herstellungsaufwand solcher Heizvorrichtungen zum Erwärmen thermoplastischer Kunststoffplatten ist hoch.
b5 Rs ist durch die DE-AS 10 38 749 weiter bekannt, die Erwärmung einer thermoplastischen Kunststoffplatte zum Zwecke des Abkantens dadurch zu erreichen, daß ein Heizdraht mit der Kunststoffplatte in Berührung
gebracht wird, wodurch die Kunststoffplatte im geheizten Bereich nicht nur erwärmt wird, sondern zusätzlich durch den Heizdraht einen Einschnitt erhält, welcher nach dem Abkanten wieder verschweißt wird. Vorrichtungen dieser Bauart verursachen eine besonders s schmale erhitzte Zone, so daß Abkr.ntungen mit besonders kleinem Biegeradius sowie dicht aufeinanderfolgende Abkantungen möglich sind. Dieses Verfahren ist jedoch nur für solche thermoplastischen Kunststoffe geeignet, dif; schweißbar sind. Für die Akantung von glas- ι ο klaren Kunststoffplatten ist dieses Verfahren insbesonder auch deshalb nicht geeignet, weil die Schmelzspur des Heizdrahtes eins Beschädigung der Oberfläche der Kunststoffplatte im Abkantbereich verursacht
Es ist weiterhin durch das US-Patent 42 44 771 eine Streifenheizvorrichtung bekannt, welche eine unter einem Schutzgitter befindliche elektrisch betriebene Heizwendel enthält Die Heizspaltbreite wird durch Einlegen mehrerer Schichten von Isolierstreifen zum zu heizenden Werkstück hin Schicht für Schicht erweitert. Es wird ausdrücklich eine große Heizzonenbreite auf dem Werkstück angestrebt. Sowohl der große Abstand der zu heizenden Kunststoffplatte von der Wärmestrahlungsquelle, der Heizwendel, als auch das Wärmestrahlung behindernde Schutzgitter, als auch die angestrebte große Heizzonenbreite verursachen einen hohen Wärmeenergiebedarf. Da auch keine konstruktiven Maßnahmen zur Begünstigung der Wärmeübertragung durch Konvektion, als Ausgleich für die Wärmestrahlungsbehinderung, angegeben werden, entstehen iange Aufheizzeiten des zu erwärmenden Werkstückes. Auch hierdurch entsteht eine große Heizzonenbreite.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Heizvorrichtung der eingangs genannten Art den Energieaufwand zu vermindern, die Abmessung der Heizvorrichtung parallel zum Werkstück zu verringern und die Handhabung zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.
Die mit dem Gegenstand der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß trotz verminderten Energiebedarfes, hauptsächlich als Folge der zur Vermeidung von Wärmeencrgieverlusten geschlossenen Bauweise der Heizkammer t, bei gleichzeitig erheblich verkürzter Aufheizzeit, hauptsächlich als Folge der durch die erhöhten Oberflächentemperaturen der die Heizkammer 1 umgrenzenden Wände vergrößerten Wärmeenergie abstrahlenden Fläche, eine nur sehr schmale Zone der Kunststoffplatte bis zum Erweichen erwärmt wird, ohne da£l die Oberfläche der Kunststoffplatte beschädigt wird,
daß alle Versorgungsanschlüsse nur an einem Ende der Heizvorrichtung ein- und austreten, wodurch das Umrüsten einer Heizanlage für Kunststoffplauen sehr vereinfacht wird, daß, hauptsächlich als Folge der geschlossenen Bauweise der Heizkammer 1 und der darüber angeordneten Baugruppen wie Kühlkanäle und Befesiigungseinrichtungen, die äußeren Oberflächentemperaturen dieser Heizvorrichtung so niedrig bleiben, daß sie in betriebs- bo warmem Zustand mit ungeschützten Händen gehandhabt werder1 kann,
daß die Brtu^reite 24 der gesamten Heizvorrichtung außerordentlich klein ist, weil die Baugruppen Heizkammer, Kühlung und Befestigung nicht nebeneinander b5 sondern übereinander angeordnet sind,
daß der Herstellungsaufwand für die Heizvorrichtung gering ist, weil nur wenige, auf Drehautomaten herstellbare, rotationssymmetrische Bauteile in ein einfaches Strangpreßprofil eingebaut werden müssen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
A b b. 1 zeigt ein fertig bearbeitetes, aber noch nicht montiertes Metallprofilrohr 5, zum Beispiel aus Aluminium, in perspektivischer Darstellung, teilweise aufgeschnitten.
A b b. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die fertig montierte Heizvorrichtung.
A b b. 3 zeigt eine Heizanlage für Kunststoffplatten mit eingebauten Heizvorrichtungen.
A b b. 4 zeigt ein Produkt aus glasklarem Kunststoff, welches mit mehreren Heizvorrichtungen an allen drei Abkantlinien gleichzeitig aufgeheizt wurde.
Das Metallprofilrohr 5 ist in die Kammern 1, 2, 3, 4 unterteilt. Die Heizkammer 1 nimmt den Heizdraht 9 auf und ist durch den Heizspalt 6 geöffnet Eine gewünschte Heizzonenbreite auf der zu heizenden Kunststoffplatte kann durch die geeignete Wahl der Heizspaltbreite erreicht werden. In die äußere Wand der Kammer 4 sind Befestigungsschlitze 7 gefräst. Sie dienen der mechanischen Verbindung des Metallprofilrohres 5 mit dem Gestell 21 einer Heizanlage für Kunststoffplatten. Die Trennwand zwischen den Kammern 2 und 3 ist ?n einem Ende so gekürzt, daß das durch die Kammer 2 einfließende Kühlmittel durch die Öffnung 8 in die Kammer 3 eintreten kann, um durch diese wieder abzufließen. Die Kammern 2 und 3 werden an beiden Enden mit Abschlußplatten verschlossen. An einem Ende werden die Kammern 2 und 3 durch die Abschlußplatten hindurch mit den Kühlmittelanschlüssen, Kühlmitteleinlauf 10 und Kühlmittelrücklauf 11, versehen. Am gleichen Profilrohrende ist der elektrisch isolierende Klotz 12 in Kammer 1 montiert. Der ElekiroanschluD 13 ist durch den Isolierklotz 12 hindurch mit dem Heizdraht 9 elektrisch leitend verbunden. An der Stelle 14 liegt der Heizdraht 9 elektrisch an Masse. Der Federmechanismus 15 hält den Heizdraht 9 bei jeder Betriebslänge in gespanntem Zustand. Zur Vermeidung von Wärmeenergieverlusten ist die Heizkammer 1 auch an der Stelle 16 verschlossen. Die Länge 17 der gesamten Heizvorrichtung zum Erwärmen einer thermoplastischen Kunststoffplatte richtet sich nach der Länge der gewünschten Abkantlinie am Werkstück. Die Breite 24 der Heizvorrichtung legt den kleinstmöglichen Abstand zweier gleichzeitig zu heizender Abkantlinien fest.
In A b b. 3 ist zur Gewährleistung der Erkennbarkeit nur eine der sechs dargestellten Heizvorrichtungen 18 mit den Versorgungsleitungen verbunden. Über den Elektroanschluß 13 wird die Heizvorrichtung 18 aus dem regelbaren Stromversorgungsgerät 20 mit Elektroenergie versorgt. Durch den Kühlmittelanschluß 10 fließt Kühlmittel aus dem Kühlmittelversorgungsgerät 19 in die Heizvorrichtung 18, Aus dem Kühlmittelanschluß 11 fließt das erwärmte Kühlmittel zurück in das Kühlmittelversorgungsgerät 19. Der obere Teil des angedeuteten Gestells 21 einer Heizanlage für Kunststoffplatten ist abhebbar, so daß eine zu erwärmende thermoplastische Kunststoffplatte leicht zwischen die, oberhalb und unterhalb der Kunststoffplattenebene an den Be'esligungsschlitzen 17 mit dem Heizanlagengestell verbundenen, Heizvorrichtungen 18 gebracht werden kann. Die Position 23 zeigt das kleinstmögliche Abstandsmaß zwischen zwei Heizzonen. Es wird durch lükkenloscs Aneinanderstellen zweier Heizvorrichtungen 18 erreicht. Das kleinstmöeliche Maß 23 ist also
der Breite einer Heizvorrichtung 18. Abb.4 zeigt eine mit dieser Heizvorrichtung verformte thermoplastische Kunststoffplatte. Das Maß 23 beträgt hier zum Beispiel nur 15 mm.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
to
15
20
25
30
35
40
50
55
65

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Elektrische Heizvorrichtung zum Erwärmen eines geradlinig verlaufenden, eng begrenzten Bereiches einer thermoplastischen Kunststoffplatte zum Zwecke des nachfolgenden Abkantens, bestehend aus einem Gehäuse, einem Heizdraht und einer Kühleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß
DE19813121809 1981-06-02 1981-06-02 Heizvorrichtung zum Erwärmen eines geradlinig verlaufenden, eng begrenzten Bereichs einer thermoplastischen Kunststoffplatte zum Zwecke des nachfolgenden Abkantens Expired DE3121809C2 (de)

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