KR102142326B1 - 열 방사체, 적외선 용접을 위한 장치 및 플라스틱 부품을 가열하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공급된 전기적 에너지를 열방사로 변환시킬 수 있는 적어도 하나의 방사원을 갖는 열 방사체, 특히 적외선 방사체, 뿐만 아니라 제어장치를 개시한다. 이 제어장치는 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 교류가 제공될 수 있도록, 뿐만 아니라 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 교류가 제공될 수 있도록, 그리고 상기 제 1 교류 및 상기 제 2 교류에 의해 적어도 하나의 방사원이 동작될 수 있도록, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 출력을 갖는 적어도 하나의 주파수 변환기를 포함한다.
Description
본 발명은 열 방사체(heat radiator), 특히 적외선 방사체, 적어도 2 개의 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치 뿐만 아니라 적어도 하나의 플라스틱 부품을 가열 또는 용접하기 위한 방법에 관련된다.
최근 수년간, 적외선 방사에 의한 플라스틱의 용접이 유통되었다. 여기서, 용접될 플라스틱 부품은 적외선 방사에 의한 용접선(weld seam)의 영역이 가열된 후 접합된다. 예를 들면, 진동 또는 회전 용접과 같은 마찰 용접 방법에 비해 기술의 장점은 무엇보다도 건조 마찰 단계에서 분진 및 섬유 입자의 발생을 방지하는 것이다. 이러한 입자는 생성될 용접 접합부를 오염시키고 영향을 준다. 더욱이, 이러한 입자는 작업 환경을 오염시킨다.
플라스틱의 적외선 용접 외에도, 이와 같은 적외선 방사체는 또한 진동 용접과 조합하여 플라스틱 부품의 예열 또는 예비-가소화(pre-plasticizing)를 위해 사용된다. 적외선 용접의 프로시저의 과정은 플라스틱의 가열 공구 용접과 유사하다. 가열 공구 용접과 달리, 플라스틱 접합 상대방의 모두의 용접 구역은 열방사(heat radiation) 에너지의 흡수에 의해 무접촉 상태로 가열된다. 이러한 방식으로, 용융하는 또는 용융된 플라스틱 부품의 재료가 가열 요소에 부착함으로써 재료 잔류물의 발생이 방지된다. 상호 접합될 플라스틱 부품의 접합부 영역은 대부분의 경우 불균일하게 형성되고, 특정 허용범위의 근저에 있으므로 플라스틱 부품의 특정 부분으로부터 열 방사체까지의 거리는 불규칙하다. 그 결과, 용접 구역, 즉 가열될 플라스틱 부품의 부분은 불균질하게 가열된다.
플라스틱 부품 상의 용융하는 층의 원하는 두께를 달성한 후, 적외선 방사체의 가열 단계는 접합 단계로 전환된다. 그렇게 함으로써, 방사체 요소는 접합 평면으로부터 또는 플라스틱 부품의 부근으로부터 각각 멀어지는 방향으로 이동된다. 플라스틱 부품의 접합 단계는 접합 영역의 상호 접촉에 의해 개시된다. 접합 영역이 상호 가압되는 상태에서 냉각이 실행되고, 그 결과 플라스틱 부품의 경화(hardening/curing) 및 접속이 발생한다. 이러한 접속이 생성되는 즉시 적외선 용접이 완료된다.
적외선 용접에서, 용도에 따라 상이한 방사체 유형이 사용된다. 이러한 방사체 유형은, 예를 들면, 할로겐 방사체와 같은 1.6 μm의 파장을 갖는 단파 방사체이다. 더욱이, 예를 들면, 금속박(metal foil) 방사체와 같은 1.6 μm 내지 3.5 μm의 파장을 갖는 중파 방사체가 사용된다. 장파 방사체는 추가의 대안을 제공하고, 이것은, 예를 들면, 석영 방사체와 같은 3.5 μm를 초과하는 파장 범위를 포함한다. 이에 관련하여 열 방사체는 정확하게 1 개의 파장의 열방사를 방출하지 않고, 어떤 파장 범위로 방출한다는 것이 언급되어야 한다. 또한, 플라스틱의 흡수 특성 및 나아가 접합 구역의 가열은 매우 다를 수 있다. 적외선 용접의 주요 장점은 열원과 플라스틱 사이의 접촉이 없고, 그 결과 플라스틱 침착에 의한 열원의 오염이 방지된다는 것이다. 추가의 장점은 다른 플라스틱-처리 방법에서 예열원으로서 적외선 방사체 또는 일반적으로 열 방사체를 사용하는 것이다. 이러한 방식으로, 예를 들면, 진동 용접에서 플라스틱은 진동 용접의 속도를 향상시키기 위해 적외선 방사에 의해 용접 접합부 영역에서 예열된다. 복잡한, 즉 3차원의 긴 용접선 형상을 적외선 방사체에 의해 가열하거나 용접하기 위해, 각각 다수의 방사체가 종종 필요하다. 더욱이, 방사체의 길이를 제한하는 것이 기술적으로 유리하다. 열 방사체의 길이가 짧으면 짧을수록 손상된 열 방사체를 교체하기 위한 기술적 노력이 감소된다. 우선, 다수의 소형 방사체 요소가 플라스틱 부품의 더욱 균일한 가열을 촉진시키는 것이 유리하다. 이들 각각의 방사체 요소는 나머지 방사체 요소로부터 개별적으로 그리고 독립적으로 가열될 플라스틱 부품의 각각의 부분에 이상적으로 적합될 수 있다. 대형 플라스틱 부품에서는, 예를 들면, 20 개 이상의 열 방사체 요소가 필요하다.
금속박 방사체를 사용하는 경우, 금속박 방사체의 금속박은 자유롭게 접근할 수 있고, 따라서 전압을 가지는 요소로서 어떤 안전성 요건이 적용된다. 이것을 만족시키기 위해, 작업자가 금속박에 접촉할 수 없도록 복잡한 안전 조치가 필요하다. 유리하게, 금속박 방사체는 플라스틱 부품의 표면 외형에 쉽게 적합될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 공지된 구성 및 방법에 비해 경제적으로 실현할 수 있는 열 방사체, 적외선 용접을 위한 장치 뿐만 아니라 플라스틱 부품의 가열 또는 용접을 위한 방법을 제공하는 것이다.
위에서 언급된 목적은 독립 청구항 1에 따른 열 방사체, 독립 청구항 2에 따른 적어도 2 개의 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치, 뿐만 아니라 독립 청구항 8에 따른 적어도 하나의 플라스틱 부품의 가열 또는 용접을 위한 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 실시형태 및 발달은 종속 청구항 뿐만 아니라 각각의 도면과 조합되는 설명으로부터 얻어진다.
본 발명에 따른 열 방사체, 특히 적외선 방사체는, 공급된 전기적 에너지를 열방사로 변환시킬 수 있는 적어도 하나의 방사원, 및 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 교류가 제공될 수 있도록, 그리고 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 교류가 제공될 수 있도록, 그리고 상기 제 1 교류 및 상기 제 2 교류에 의해 적어도 하나의 방사원이 동작될 수 있도록, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 출력을 갖는 적어도 하나의 주파수 변환기를 포함하는 제어장치를 포함한다.
열 방사체는 한편으로, 예를 들면, 진동 용접을 준비하기 위해 플라스틱 부품을 가열하기 위해 사용된다. 추가의 적용 분야는 플라스틱 부품의 적외선 용접이다. 여기서, 열 방사체는 후속적으로 상호 접합될 플라스틱 부품의 무접촉 가열을 위해 사용된다.
이와 같은 열 방사체 및 바람직한 실시형태에 따라 적외선 방사체 또는 금속박 방사체는 전기적 관점에서 옴의 법칙에 따른 부하를 나타낸다. 이와 같은 열 방사체가 전압에 접속되는 경우, 전류가 열 방사체를 통해 흐르고, 이 전류는 열 방사체 내에서 열방사로 변환된다. 특히 금속박 방사체는 단독으로 또는 수개의 금속박 방사체의 조합으로 부품 형상에 이상적으로 적합될 수 있으므로 플라스틱 부품의 가열 및 용접에 적합하다. 그러나, 금속박 방사체의 통전 상태의 금속박은 자유롭게 접근될 수 있으므로, 금속박의 전압은 열 방사체와의 접촉 시 작업자에 대한 건강상의 위험을 준다.
이러한 위험을 최소화하기 위해, 열 방사체는 본 발명에 따라 적어도 하나의 주파수 변환기에 의해 구동된다. 공지된 주파수 변환기는 로터리 전동기를 구동시키기 위해 사용되고, 여기서 이 주파수 변환기는 3상 교류 전압을 갖는 3상 회로망에 접속된다. 이러한 목적을 위해, 기껏해야 전압-리드 주파수 변환기가 사용되고, 이 전압-리드 주파수 변환기는 그것의 3 개의 출력(U, V, W)을 이용하여 로터리 전동기의 3 개의 입력에 급전한다. 이러한 공지된 주파수 변환기와 달리, 본 발명에 따라 사용되는 주파수 변환기는 적어도 하나의 또는 복수의 열 방사체를 동작 및 구동시키기 위해 사용되는 제 1 교류 및 제 2 교류를 공급한다. 제 1 교류는 주파수 변환기의 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 태핑(tapping) 또는 공급될 수 있고, 제 2 교류는 주파수 변환기의 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 태핑 또는 공급될 수 있다. 절대값에 관해서는 동일할 수도 있는 이들 상이한 제 1 교류 및 제 2 교류는 하나 또는 수개의 열 방사체, 특히 금속박 방사체를 구동하기 위해 사용할 수 있다. 제 1 교류 및 제 2 교류는 각각의 제 1 교류 전압 및 제 2 교류 전압과 조합하여 주파수 변환기에 의해 제공된다. 금속박 방사체의 작동에 긍정적인 방향으로 영향을 주기 위해, 주파수 변환기의 제 1 출력 및 제 3 출력 및/또는 주파수 변환기의 제 2 출력 및 제 3 출력은 주파수 변환기에 의해 각각 제공되는 교류 전압을 소정의 작동 범위로 변환시키기 위해 변압기에 각각 접속된다. 이러한 작동 범위는 주파수 변환기의 출력 전압보다 높거나 낮은 것이 바람직하다. 바람직하게, 변압기 중 적어도 하나는 주파수 변환기의 교류 전압을 콘택-프루프(contact-proof)인 것으로 생각되는 저전압 범위로 변환하기 위해 사용된다. 이것은 특히, 예를 들면, 작업자가 이와 같은 콘택-프루프 전압에 접속되는 금속박 방사체에 접촉할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 40 V 미만 또는 25 V 미만의 범위인 이러한 콘택-프루프 전압으로 인해 이것에 접촉하는 작업자의 건강 상의 피해가 초래되지는 않는다. 이것에 관련하여 3상 교류 전압으로 동작되는 주파수 변환기 외에 본 발명에 따라 단상 교류 전압으로 동작되는 주파수 변환기를 사용하는 것이 또한 바람직하다는 것이 강조되어야 한다. 단상 교류 전압으로 동작되는 주파수 변환기의 동작 중에, 주파수 변환기의 각각 프로그램된 제어 회로(이하 참조)는 각각의 교류 전압을 갖는 2 개의 전류 출력이 주파수 변환기의 출력에 제공되는 것을 보장한다. 이것으로부터 3상 교류 전압으로 동작되는 주파수 변환기에 비해 단상 교류 전압으로 동작되는 주파수 변환기의 전기 공급은 당연히 상이해지지만, 단상 교류 전압으로 동작되는 주파수 변환기의 출력에서 교류 및 교류 전압과 같은 3상 교류 전압으로 동작되는 주파수 변환기에서와 동일한 기술적 기구 및 요건이 나타난다.
열 방사체에 특히 적합되는 주파수 변환기에 의한 열 방사체의 전술한 구동에 기초하여, 본 발명은 또한 적어도 2 개의 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치를 포함한다. 적외선 용접을 위한 본 장치는 공급된 전기적 에너지를 열방사로 변화시킬 수 있는, 그리고 플라스틱 부품을 가열할 수 있는 적어도 하나 방사원, 특히 금속박 방사체, 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 교류가 생성될 수 있도록, 뿐만 아니라 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 교류가 제공될 수 있도록, 그리고 상기 제 1 교류 및 상기 제 2 교류에 의해 적어도 하나의 방사원에 급전할 수 있도록, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 출력을 갖는 적어도 하나의 주파수 변환기를 포함하는 제어장치, 및 상기 플라스틱 부품이 맞닿도록 이동되어 상호 용접될 수 있도록, 또는 상기 적어도 하나의 방사원에 의한 가열 후 추가의 처리 장소로 이동될 수 있도록, 상기 플라스틱 부품을 홀딩하여 이동시키기 위한 조립체를 포함한다.
본 발명에 따른 적어도 2 개의 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치는 위에서 설명한 열 방사체와 동일한 부품에 기초한다. 그러므로, 열 방사체 및 이것과 조합하여 사용되는 주파수 변환기의 상기 기술적 특징은 적외선 용접을 위해 여기서 설명하는 장치에 동일한 방식으로 적용된다.
이미 위에서 설명한 바와 같이, 부품 형상에 대한 방사체 형상의 이상적 적합은 복수의 열 방사체 또는 금속박 방사체를 이용하여 실현될 수 있다. 예를 들면, 세장형 방사체 세그먼트와 같은 많은 작은 열 방사체를 사용하면 더 낮은 전압으로 동작될 수 있는 추가의 장점을 갖는다. 따라서, 열 방사체를 세그먼트로 제작함으로써 또는, 예를 들면, 금속박 방사체와 같은 복수의 작은 열 방사체를 이용함으로써 요구되는 전기 공급 전압이 바람직한 25 V 이하의 교류 전압까지 낮아진다. 따라서, 더 낮은 안전성 요건으로 나아가 더 용이하게 기계 및 용접 공구를 구현할 수 있는 저전압의 범위가 실현된다. 따라서, 작업자가 개방된 금속박 방사체에 무의식적으로 접촉해도 건강에 해로운 전기 써지(surge)를 초래하지 않는다.
각각의 열 방사체 또는 각각의 열 방사체 세그먼트를 독립적으로 구동하기 위해, 각각의 세그먼트는 종래에는 그 자체의 전류 및 전압 공급에 의해 구동되었다. 이것은 다수의 전력 공급부로 인해 상당한 노력을 요한다. 더욱이, 각각의 전력 공급부는 그 자체의 제어장치를 필요로 하고, 이것은 경제적으로 허용하기 어려운 비용을 초래한다. 그러므로 본 발명에 따르면, 제 1 변압기 및/또는 제 2 변압기는 일차 권선 및 하나 또는 복수의 방사원에 급전할 수 있도록 하는 하나 또는 복수의 이차 권선을 포함한다. 이러한 목적을 위해, 이차 권선의 수는 급전될 열 방사체의 수에 적합된다. 더욱이, 일차 권선 대 이차 권선의 변압비는 구동될 열 방사체, 예를 들면, 금속박 방사체를 위한 이상적인 전기적 동작 범위가 달성될 수 있도록 형성된다. 따라서, 금속박 방사체를 콘택-프루프로 동작시킬 수 있는 바람직하게 이차 권선의 적절한 치수에 의해 초저전압이 생성될 수 있다. 동일한 방식으로, 이차 권선 또는 이차 권선들을 복수의 금속박 방사체의 전기 공급에 적합시키는 것이 바람직하다. 전류 회로 내에서 옴의 법칙에 따른 부하로서 작용하는 수개의 금속박 방사체의 전기적 상호접속에 따라 각각의 금속박 방사체의 원하는 전기적 동작 범위 또는 급전 범위를 보증하는 공지된 계산 명령(calculation instruction)이 적용될 수 있다.
이러한 본 발명의 개요에 대응하여, 주파수 변환기는 상호 독립된, 그리고 상이하거나 동등한 값을 가질 수 있는 2 개의 전류 강도를 공급할 수 있는 전력 공급부로서 작용한다. 위에서 언급된 변압기와 조합하여, 또한 적어도 하나의 방사원을 위한 콘택-프루프 전기적 동작 전압이 생성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 임의의 유형의 열 방사체가 위에서 설명한 회로와 조합하여 사용될 수 있다. 바람직하게, 금속박 방사체 또는 복수의 금속박 방사체는 본 발명에 따른 열 방사체로서 사용된다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시형태에 따르면, 열 방사체에 급전하기 위해 복수의 주파수 변환기가 사용된다. 이러한 복수의 주파수 변환기는 상호 접속되고, 버스(BUS)-시스템(이진 단위(Binary Unit) 시스템)을 통해 구동될 수 있다. 이와 같은 버스-시스템은 각각의 주파수 변환기가 개별적으로 효과적인 방식으로 구동될 수 있도록 보장해 준다. 더욱이, 주파수 변환기의 이와 같은 개별적 구동을 실현하기 위한 회로적 노력은 이러한 버스-시스템으로 인해 제한된다. 또한 버스-시스템을 통한 각각의 금속박 방사체의 개별적 구동에 기인되어, 플라스틱 부품과 열 방사체 사이의 상이한 거리는 증가된 개수의 열 방사체에 의해서 뿐만 아니라 상이한 부품 세그먼트 내의 각각의 열 방사체의 개별적인 상이한 구동에 의해서 보상될 수 있다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 플라스틱 부품을 가열 또는 용접하기 위한 방법을 개시한다. 이 방법은 적어도 하나의 방사원, 바람직하게 적어도 하나의 적외선 열 방사체 또는 금속박 방사체를 제공하는 단계(S1), 제 1 교류 및 제 2 교류를 생성하는 적어도 하나의 주파수 변환기에 의해 상기 적어도 하나의 방사원에 급전하는 단계(S2), 및 상기 적어도 하나의 방사원 내에 한정된 교류에 의해 상기 적어도 하나의 플라스틱 부품을 가열하는 단계(S4)를 포함한다.
위의 설명에 따르면, 금속박 방사체는 개별적으로 적합될 수 있는 전압 및 대응하는 교류를 공급받는다. 이러한 교류는 2 개의 상이한 또는 동등한 제공 가능한 전류를 갖는 전력 공급부로서 작용하는 적어도 하나의 주파수 변환기에 의해 제공된다. 바람직하게 주파수 변환기의 하류의 변압기(S3)에 의해, 적어도 하나의 방사원의 전기 공급을 위해 콘택-프루프 교류 전압이 생성된다.
특히 2 개의 플라스틱 부품을 가열한 다음 이들을 상호 용접하기 위해, 열 방사체는 버스-시스템을 통해 구동(S5)되는 것이 바람직하다. 플라스틱 부품의 용접 구역에서의 충분한 가소화 후, 적어도 2 개의 가열된 플라스틱 부품이 상호 용접(S6)되도록 상호 맞닿도록 이동된다.
본 발명은 첨부한 도면에 관련하여 상세히 설명된다.
도 1은 4 개의 열 방사체를 구동시키는 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태이고,
도 2는 2 개의 열 방사체를 구동시키는 본 발명의 바람직한 추가의 실시형태이고,
도 3은 복수의 열 방사체를 구동시키는 본 발명의 바람직한 추가의 실시형태이고,
도 4는 본 발명에 따른 적어도 하나의 플라스틱 부품의 가열 또는 용접을 위한 방법의 바람직한 실시형태의 흐름도이다.
도 2는 2 개의 열 방사체를 구동시키는 본 발명의 바람직한 추가의 실시형태이고,
도 3은 복수의 열 방사체를 구동시키는 본 발명의 바람직한 추가의 실시형태이고,
도 4는 본 발명에 따른 적어도 하나의 플라스틱 부품의 가열 또는 용접을 위한 방법의 바람직한 실시형태의 흐름도이다.
본 발명은 주파수 변환기에 의해 전기적으로 동작되는 적어도 하나의 열 방사체에 관련된다. 위에서 이미 설명한 바와 같이, 공급된 전기적 에너지를 열방사로 변환시키는 상이한 구성의 열 방사체가 공지되어 있다. 이러한 열방사에 의해, 플라스틱 및 기타 재료는 가열 또는 예열되고, 따라서 추가의 처리를 위해 준비된다. 또한, 플라스틱은 이와 같은 열 방사체, 특히 적외선 열 방사체에 의해 상호 용접된다. 이와 같은 방법은 플라스틱의 적외선 용접으로 공지되어 있다. 이하에서, 열 방사체의 사용, 구동, 동작은 금속박 방사체에 의해 설명된다. 그러므로, 모든 설명은 또한 다른 열 방사체에도 적용된다.
바람직한 금속박 방사체는 종래 기술로부터 공지되어 있다. 각각의 구조는 적어도 하나의 열 방사체의 구조 및 기능적 원리에 대해 언급하고 있는 DE 42 42 812 A1에 설명되어 있다. 이것은 전압, 바람직하게 교류 전압을 공급받는 금속박으로 이루어진다. 이와 같이 하여 얻어지는 전류는 금속박 내에서 흐르고, 이것은 전류 회로 내에서 옴 저항으로서 작용하고, 금속박에 의해 방사되는 열로 변환된다. 금속박 방사체는 거의 임의의 무작위 크기 및 형상으로 생성될 수 있고, 그 결과 거의 임의의 표면 외형이 복수의 금속박 방사체에 의해 바람직하게 균일하게 열을 방사할 수 있다. 이러한 열의 공급에 기초하여, 플라스틱은 예열될 수 있고 또는 적외선 용접될 수 있다. 플라스틱 용접관 관련하여 적외선 방사체에 의한 예열은 DE 197 52 648 C2에 설명되어 있다. DE 101 22 802 A1는 공지된 진동 용접 또는 마찰 용접과 조합하여 플라스틱 부품을 예열하기 위한 방사체 구조 및 방법을 설명한다. 적외선 방사체 뿐만 아니라 적외선 용접 또는 플라스틱 용접에서의 그 용도의 설명도 DE 601 10 536 T2에서 추출할 수 있다. 적외선 방사체의 구조 뿐만 아니라 설계, 예열 방법 및 플라스틱 용접 방법의 과정 및 그 조합에 관하여 위에서 언급된 문헌이 참조된다.
가열 또는 적외선 용접을 위해 요구되는 복수의 금속박 방사체를 구동하기 위해, 본 발명에 따르면, 변압기와 조합되어 또는 상호 접속된 변압기 없이 직접적으로 적어도 하나의 주파수 변환기가 사용된다. 구동될 금속박 방사체의 개수에 따라, 공지된 3상 교류 전압 또는 단상 교류 전압이 각각 공급되는 수개의 주파수 변환기가 사용된다.
일반적으로 공지된 주파수 변환기는 3상 유도 전동기를 제어하기 위해 사용된다. 이 때, 3상 전동기의 회전수를 변화시키기 위해 3상 유도 전동기에 공급되는 교류 전압의 주파수가 변화된다. 이러한 원리는 또한 전압 안내(voltage led) 주파수 변환기라 부르고, 이것은 1990년대 이래 넓은 적용범위에서 사용되어 오고 있다.
이와 같은 주파수 변환기 및 또한 단상으로 동작되는 주파수 변환기는 교류 전압, 예를 들면, 공급되는 3상 교류 전압으로부터 직류 전압을 생성하는 정류기를 포함한다. 이러한 직류 전압은 하류의 중간 회로에서 안정화 및 평활화된다. 다음에, 전동기의 요구되는 회전수에 따라, 인버터에서 교류 전압의 형태로 요구되는 전압-주파수-비율이 생성된다. 3 개의 부품인 정류기, 중간 회로 및 인버터는 개별적으로 및/또는 상위의 제어 회로를 통해 공동으로 구동된다. 공지된 주파수 변환기에서, 제어 회로는 전동기의 회전수를 생성하기 위해, 나아가 주파수 변환기 내의 각각의 전압-주파수-비율을 생성하기 위해 필요한 정보를 특정한다.
바람직한 복수의 금속박 방사체를 구동하기 위해, 공지된 3상 및 단상 주파수 변환기(상기 참조)에 비해 수정된 기능성을 갖는 주파수 변환기가 사용된다. 금속박 방사체는 전기 회로 내에서 옴의 법칙에 따른 부하를 나타내므로, 이것은 개별적으로 적합된 주파수-전압-비율로 구동될 필요가 없다. 따라서 주파수 변환기는 주파수를 변화시키기 위한 목적 또는 가변 주파수를 제공하기 위한 목적을 갖지 않는다. 대신, 주파수 변환기는 이중 전류원 또는 전류 제어장치로서 동작하고, 그 출력에 2 개의 개별적으로 제어되는 전류가 제공된다. 그렇게 함으로써, 특히 주파수 변환기의 출력에서의 주파수를 조절할 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 방식으로, 하류에 접속된 변압기에 대한 최적의 동기화 또는 동조가 달성된다. 주파수 변환기는 3 개의 출력 U, V, W를 가지므로, 제 1 전류는 출력 U와 V 사이에 제공되고, 제 2 전류는 출력 W와 V 사이에 제공된다. 이러한 회로에서, 총 전류 또는 합계 전류는 V를 통해 유출된다.
금속박 방사체에 대한 전류 공급을 위해 주파수 변환기를 사용하기 위한 요건은 주파수 변환기의 제어 회로에서 사용되는 각각의 소프트웨어를 개발하는 것이다. 이러한 소프트웨어는 다른 2 개의 출력의 총 전류의 유출을 위해 주파수 변환기의 3 개의 출력 중 하나를 사용할 수 있도록 보장한다. 더욱이, 이러한 소프트웨어는 금속박 방사체가 옴의 법칙에 따른 부하로서 작용하므로 주파수 변환기의 적절한 전류 제어장치가 전류를 통해 제어되어야 하는 것을 보장한다. PI-제어기에 의해 전류 제어장치를 실현하는 것이 바람직하다. 확실히, 또한 예를 들면 PID-제어기와 같은 다른 제어기도 사용될 수 있다. 더욱이, 이러한 소프트웨어는 수개의 모니터링 기능을 포함한다. 이에 관련하여, 예를 들면, 주파수 변환기에서의 출력 전압을 모니터링하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 금속박 방사체에 공급된 전압, 바람직하게는 25 V의 콘택-프루프 저전압이 고장 시에도 확실히 초과되지 않게 된다. 이러한 방식으로, 과전압에 의한 작업자의 건강에 대한 위험이 방지된다.
주파수 변환기의 출력 전압은 독일에서의 입력 전압의 범위 내, 예를 들면, 400 V이다. 다른 나라에서의 3상 회로망은 다른 입력 전압을 공급하므로 다른 출력 전압도 각각 바람직하다. 유럽의 대부분의 국가에서 3상 회로망은 독일에서와 같이400 V를 공급한다. 멕시코와 브라질에서의 입력 전압은 또한 400 V이고, 인도에서의 입력 전압440 V이고, 미국에서는 480 V이다. 일본에서 3상 회로망의 입력 전압은 200 V이다.
이에 반해, 주파수 변환기의 출력 전류는 주파수 변환기의 전력에 의해 한정된다. 여기서, 주파수 변환기의 출력에 변압기를 사용하는 것의 장점을 알 수 있다. 동일한 정도로, 전형적으로 400 V의 전압이 더 낮은 전압으로 변환될 때 가용 전류는 증대된다. 그러나, 이러한 전류 강도는, 예를 들면, 25 V의 바람직한 콘택-프루프 저전압에서 금속박 방사체의 금속박에 접촉하는 작업자의 건강에 위험하지 않다.
기본적으로, 위에서 언급된 주파수 변환기 내의 전력 제어장치를 대신하는 전압 제어장치가 가능하다. 그러므로, 예를 들면, 방사체의 경계 저항, 선로 저항, 온도 의존 저항과 같은 금속박 방사체의 동작 전류 회로 내의 상이한 전기 저항은 기지의 것이거나 우선적으로 결정되어야 한다. 큰 노력에 의해서만 결정될 수 있는 이러한 값이 없는 경우, 정확한 전압의 제어는 보장될 수 없다. 이와 같은 노력은 바람직한 그리고 위에서 설명한 주파수 변환기에 의한 전류 제어장치에 의해 생략된다.
도 1 및 도 2는 상이한 크기 및/또는 유형의 금속박 방사체(40; 42; 44; 46; 48; 50)가 구동되는 본 발명의 상이한 예시적인 바람직한 실시형태를 도시한다. 이들 금속박 방사체(40; 42; 44; 46; 48; 50)는 상이한 구성의 변압기(30; 32; 34)와 조합하여 또는 변압기 없이 직접적으로 주파수 변환기(10)를 통해 급전된다. 다음에 주파수 변환기(10)은 접속된 바람직한 3상 회로망, 특히 참조부호 70으로 표시되는 3상 전력 접속부에 의해 급전된다. 동일한 방식으로, 3상 전력 접속부(70)는 또한 단상 전력 접속부(도시되지 않음)일 수 있고, 본 발명에 따르면 이것도 또한 바람직하다. 여기서 주파수 변환기(10)는, 예를 들면, 별도의 제어선 또는 제어 회로를 통해 개별적으로 구동될 수 있으나, 주파수 변환기에 버스-시스템(60), 예를 들면, CAN-버스 또는 PROFI-버스를 통해 제어 정보 및 동작 정보를 공급하는 것도 바람직하다. 버스-시스템(60)에 추가하여 또는 버스-시스템(60)과 조합하여, 개별적 주파수 변환기(10)는 상호 직접적으로 통신한다. 이에 관련하여, 하나의 주파수 변환기(10)를 마스터 변환기로 하고, 이것에 접속된 주파수 변환기(10)를 슬레이브 변환기로 하여 동작시키는 것이 바람직하다(도 3 참조). 이 경우, 슬레이브로서 정의되는 주파수 변환기(10)는 버스-시스템(60) 또는 다른 접속부를 통해 마스터 주파수 변환기(10)가 수신하는 제어 커맨드를 추종한다.
도 1에서, 4 개의 금속박 방사체(40a, 40b, 40c, 40d)는 주파수 변환기(10) 및 2 개의 변압기(30a, 30b)를 통해 동작된다. 이중 전류원으로서, 주파수 변환기(10)는 출력 U와 V 사이 뿐만 아니라 W와 V 사이에 2 개의 개별적 전류 강도를 제공한다. 출력 U와 W 사이 뿐만 아니라 V와 W 사이에 전류를 태핑하는 것이 또한 바람직하다. 출력 U 및 V 뿐만 아니라 W 및 V에 제공되는 바람직하게 약 400 V의 교류 전압은 2 대의 동일한 변압기(30a, 30b)에 의해 접속된 금속박 방사체(40a-40d)의 원하는 전압-작동 범위로 변환된다. 따라서, 변압기(30)의 일반적인 목적은 주파수 변환기(10)의 출력 전압을 더 낮은 전압으로 체감시킴과 동시에 가능한 출력 전류를 증가시키는 것이다. 더 낮은 전압을 사용함으로써 안정성 지침은 자동적으로 만족된다. 동시에, 더 강력한 주파수 변환기(10)를 사용해야 얻을 수 있었던 더 높은 전류를 얻을 수 있다. 콘택-프루프 저전압에 대한 공인 임계값을 변화시켜야 하는 경우, 이것에 대응하여 변압기(30)는 접속된 금속박 방사체 또는 방사체들과 조합하여 적합될 수 있다.
실제의 적용에서, 적어도 2 개의 동등한 이차 권선을 갖는 변압기(30)를 사용하는 것, 따라서 각각의 금속박 방사체(40)마다 하나의 이차 권선을 가지는 것이 유리하다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 변압기(30)는 이차 권선을 통해 급전될 금속박 방사체(40; 42; 44; 46; 48; 50)에 대해 가변적으로 적합될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 주파수 변환기(10)과 같이 규격화된 부품을 사용할 수도 있다. 일반적으로, 변압기는 참조 부호(30, 30a, 30b, 30c, 32)로 표시된다. 변압기의 입력에서, 주파수 변환기(10; 12)는 변압기(30, 30a, 30b, 30c, 32)의 일차 권선(도시되지 않음)에 급전한다. 이차 권선의 크기 뿐만 아니라 이차 권선의 수는 변압기의 출력에 표시된 전압값인 "25 V"에 의해 상징적으로 주어진다.
도 1은 2 개의 동등한 이차 권선을 구비하는 변압기(30a, 30b)의 사용을 도시한다. 따라서, 총 4 개의 금속박 방사체(40)가 구동될 수 있다. 금속박 방사체(40a-40d)의 전기 공급 및 상호접속을 단순화시키기 위해, 동일한 변압기(30a, 30b)에 의해 급전되는 2 개의 금속박 방사체(40a, 40b, 40c, 40d)는 동일한 전류 소비 및 전압 소비를 가지는 것이 바람직하다. 이에 관련하여, 금속박 방사체(40a; 40b; 40c; 40d)의 전기 저항은 결정적 인자이다. 2 개의 적외선 방사체(40a; 40b, 40c, 40d)의 이러한 전기 저항은 거의 동등해야 한다. 이것은 일반적으로 양자 모두의 금속박 방사체(40a, 40b, 40c, 40d)가 예를 들면 동일한 폭 및 길이를 갖도록 동등하게 구성되는 경우에 얻어진다.
또한 금속박 방사체(40c, 40d)가 제 1 변압기(30a)의 금속박 방사체(40a, 40b)보다 더 크거나 또는 더 작은 것, 따라서 더 길거나 더 짧은 것, 또는 더 좁거나 더 넓은 것이 바람직하다. 예를 들면, 더 큰 금속박 방사체(40c; 40d)의 경우와 같이, 그 옴 저항은 금속박 방사체(40a, 40b)에서와 같이 또한 더 높으므로 제 2 변압기(30b)에 의해 제공되는 전류도 더 커야 한다. 이러한 상이한 전류 강도는 접속된 금속박 방사체(40a, 40b, 40c, 40d)에 따라 주파수 변환기(10)에 의해 2 개의 변압기(30a, 30b)에 공급된다. 이러한 방식으로, 각각의 금속박 방사체(40a, 40b, 40c, 40d)는 25 V의 바람직한 콘택-프루프 저전압에도 불구하고 적절한 전력을 공급받을 수 있다. 전력은 금속박 방사체에 제공되는 전압과 흐르는 전류의 곱에 의해 계산되기 때문이다. 따라서, 그리고 일정한 저전압에서, 전류는 주파수 변환기(10)에 의해 증가되어 금속박 방사체(40a; 40b; 40c; 40d)에 더 높은 전력 또는 성능을 공급한다.
또한 금속박 방사체(40a-40d)에 콘택-프루프 전압보다 높은 전압을 공급하는 것이 확실히 바람직하다.
도 2에 관련하여, 금속박 방사체(402)의 바람직하게 사용되는 구동이 도시되어 있다. 주파수 변환기(10)는 2 개의 변압기(30)를 통해 2 개의 독립적으로 동작되는 금속박 방사체(42)만을 구동한다. 변압기(30)는 도 1의 변압기(30a, 30b)와 동일하게 저전압을 생성하기 위해 각각 2 개의 이차 권선과 조합되는 하나의 일차 권선을 포함한다. 변압기(30)와 금속박 방사체(42) 사이의 접속에 기초하여 알 수 있는 바와 같이, 변압기(30)의 2 개의 이차 권선의 출력은 접속된 금속박 방사체(42)에 더 높은 전압을 제공하기 위해 직렬로 접속된다. 바람직하게 이와 같은 전기 회로는 더 긴 금속박 방사체(42)에서 사용된다. 이러한 더 긴 금속박 방사체(42)는 더 짧은 금속박 방사체에 비해 더 높은 공급 전압을 필요로 한다.
확실히, 이러한 전기 회로는 하나의 이차 권선만을 갖는 변압기(도시되지 않음)에 의해 실현될 수도 있다. 그러면 이러한 단일의 이차 권선은 접속된 금속박 방사체(42)를 위해 요구되는 더 높은 공급 전압에 자체의 권선수를 적합시킨다. 또한 더 높은 전력 및 나아가 더 높은 전류 소모를 갖는 도 2의 변압기(30)에 의해 금속박 방사체(46)에 급전하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 25 V의 콘택-프루프 전압에 따라 변압기(30)를 통해 금속박 방사체(46)(도 3 참조)의 이러한 더 높은 전력을 보장하기 위해, 금속박 방사체(46)는 도 2의 금속박 방사체(42)에 비해 더 높은 전류를 공급받아야 한다. 이러한 목적을 위해, 도 2의 변압기(30)의 이차 권선과 동등한 변압기(30c)의 이차 권선은 상호 병렬로 접속된다. 변압기(30c)의 이차 권선의 출력의 이러한 접속에 의해 변압기(30c)의 이차 권선의 출력에 추가의 전류 강도가 제공된다. 그러나, 동시에 전압은 일정하게 유지된다. 따라서, 도 3에 따른 변압기(30c)와 금속박 방사체(46) 사이의 접속에 의해 더 강력한 금속박 방사체(46)가 제공될 수 있고, 동시에 콘택-프루프 저전압를 유지할 수 있다.
도 3은 수개의 금속박 방사체의 구동의 추가의 바람직한 실시형태를 도시한다. 이 어셈블리에서는 상이한 구동 개념이 상호 조합된다. 더욱이, 상이한 주파수 변환기(10, 12)가 위에서 언급한 버스-시스템(60)을 통해 상호 조합될 수 있다는 것이 예시적으로 도시되어 있다. 대안에 따르면, 각각의 주파수 변환기(10, 12)는 버스-시스템(60)에 접속되고, 그것으로부터 자체의 개별적 제어 정보 및 제어 커맨드를 수신한다.
추가의 대안에 따르면, 하나의 주파수 변환기는 마스터 주파수 변환기로서 작용한다. 이 마스터 주파수 변환기(10)는 버스-시스템(60)에 접속된다. 도 3의 추가의 주파수 변환기(12)는 슬레이브 주파수 변환기로서 구성된다. 이러한 슬레이브 주파수 변환기(12)는 마스터 주파수 변환기(10)의 제어 정보에 추종한다. 이 경우, 슬레이브 주파수 변환기(12)는 버스-시스템(60)에 접속되지 않는다. 대신, 접속선(65)으로 표시된 바와 같이 마스터 주파수 변환기(10)로부터 자체의 직접 제어 정보를 수신한다.
도 3의 조립체에서는 상이한 금속박 방사체(40, 42, 44, 46, 48, 50)를 위한 상이한 제어 개념이 상호 조합된다. 따라서, 플라스틱 부품의 부품 표면이 금속박 방사체의 사정권 내에 이상적으로 포함되도록, 상이한 유형의 금속박 방사체(40, 42, 44, 46, 48, 50)를 상호 조합함으로써 플라스틱 부품의 임의의 부품 구성 또는 부품 표면이 열 방사를 받을 수 있다는 것이 강조된다. 따라서, 그리고 예를 들면, 도 3의 주파수 변환기(10)는 2 개의 변압기(30)에 접속되고, 금속박 방사체(40, 42)에 대한 그것의 급전은 도 1 및 도 2와 관련하여 이미 설명하였다. 따라서, 바람직하게 제 1 변압기(30)는 2 개의 전기적으로 동등한 금속박 방사체(40)를 동작시키고, 제 2 변압기(30)는 단지 하나의 금속박 방사체(42)만을 동작시킨다. 그러나, 이러한 금속박 방사체(42)는 제 2 변압기(30)의 이차 권선의 양자 모두의 출력을 직렬 연결함으로써 이중 전압을 공급받는다.
도 3의 중앙에 배치된 주파수 변환기(12)는 바람직하게 전기적으로 동등하게 구성된 금속박 방사체(44)에 급전하는 변압기(32)에 접속된다. 이러한 목적을 위해 변압기(32)는 각각 접속된 금속박 방사체(44)를 위한 하나의 이차 권선을 포함한다. 따라서, 일차 권선을 구비하는 변압기(32) 내에서 임의의 수(N)의 이차 권선을 조합하는 것이 원리적으로 또한 바람직하다. 그러나, 주파수 변환기에 의해 변압기(32)에 제공되는 전류는 금속박 방사체(46)의 급전을 위한 개별적 이차 권선에 분배되는 것이 고려되어야 한다. 그 결과 출력 U-V에서 주파수 변환기(12)에 의해 제공되는 전력이 N개의 이차 권선 사이에서 분할된다. 이러한 분할된 전력은 접속된 금속박 방사체(44)를 적절히 동작시키기 위한 충분한 크기를 가져야 한다.
변압기(30c)에서, 양 이차 권선은 병렬로 접속된다. 이러한 방식으로, 접속된 금속박 방사체(46)가 실제로 바람직한 저전압을, 그러나 동시에 증가된 전류 강도를 공급받을 수 있도록 이차 권선에 의해 제공되는 전류 강도는 부가된다.
금속박 방사체(48, 50)의 추가의 바람직한 구동 실현성은 도 3의 우측의 주파수 변환기(10)에 의해 설명된다. 여기서 묘사된 변압기(34)는 접속된 금속박 방사체(48)에 대해 적합된 나머지 변압기(30a, 30b, 30, 32, 30c)에 비해 하나의 이차 권선만을 포함한다. 변압기(34)에서의 수개의 금속박 방사체를 위한 접속의 편리성은 상실되지만 금속박 방사체(48)의 전기 공급은 이상적으로 실현될 수 있다. 주파수 변환기(12)에 의해 제공되는 전류 뿐만 아니라 변압기(34)에 의해 실현되는 전압은 그 이상적인 전력을 실현하기 위한 접속된 금속박 방사체(48)에 정확하게 대응하기 때문이다.
금속박 방사체(50)는 변압기의 상호접속 없이 주파수 변환기(12)의 출력 W와 출력 V 사이에서 제 2 전류 출력에 직접 접속된다. 이러한 전기 회로에 의해, 주파수 변환기에 의해 공급되는 최대 출력 전압이 금속박 방사체(50)에 의해 사용될 수 있다. 동시에, 주파수 변환기에 의해 공급되는 전류는 주파수 변환기(12)와 금속박 방사체(50) 사이에 상호 접속되는 변압기에 비해 낮다. 특히, 긴 금속박 방사체, 따라서 높은 옴 저항을 갖는 금속박 방사체에서는 금속박 방사체(50)에서 사용되는 것과 같은 구동이 유용하다. 더욱이, 이러한 금속박 방사체에 작업자가 접근할 수 없는 경우 이와 같은 구동을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 금속박 방사체(50)는 콘택-프루프 전압으로 동작되는 것이 불필요하다.
여기서 주파수 변환기 및 변압기와 조합된 또는 변압기 없는 금속박 방사체를 위한 설명되거나 제안되는 구동 개념의 각각은 임의의 다른 구동 개념과 무작위로 조합될 수 있다. 따라서, 그리고 예를 들면, 도시되지 않은 구동 개념은 5 개의 전기적으로 동등한 금속박 방사체를 구동시키기 위한 5 개의 이차 권선을 갖는 변압기를 사용하는 것으로 이루어진다. 이것에 병렬로, 금속박 방사체는 상호 접속되는 변압기 없이 주파수 변환기에 직접 접속될 수 있다. 또한 상호 접속된 변압기에 의해 전기적 동작 전압을 상승하도록 변환시키는 것이 바람직하다. 그러면 이것은 비-콘택-프루프(non-contact-proof ) 저전압으로 동작될 수 있는 각각의 열 방사체를 필요로 한다.
각각 2 개의 이차 권선을 구비하는 2 개의 변압기(30)를 갖는 주파수 변환기(10)의 표준 구성을 가지는 것만으로, 열 방사체 또는 금속박 방사체를 위한 6 개의 상이한 바람직한 회로 및 접속 대안이 얻어진다.
- 4 개의 금속박 방사체로서, 이들 중 2 개는 동일한 공급 전류 및 동일한 공급 전압을 갖는, 금속박 방사체;
- 3 개의 금속박 방사체로서, 이들 중 2 개는 동일한 공급 전류 및 동일한 공급 전압을 갖고, 하나의 금속박 방사체는 최대 2 배의 공급 전압을 갖는, 금속박 방사체;
- 3 개의 금속박 방사체로서, 이들 중 2 개는 동일한 공급 전류 및 동일한 공급 전압을 갖고, 하나의 금속박 방사체는 최대 2 배의 공급 전류를 갖는, 금속박 방사체;
- 2 개의 금속박 방사체로서, 그 중 하나의 금속박 방사체는 이중 전기 공급 전압을 갖고, 하나의 금속박 방사체는 이중 전기 공급 전류를 갖는, 금속박 방사체,
- 이중 공급 전류를 갖는 2 개의 금속박 방사체, 및
- 이중 공급 전압을 갖는 2 개의 금속박 방사체.
N 개의 이차 권선(예를 들면, 도 3의 변압기(32))을 갖는 변압기에 최대 N 개의 금속박 방사체가 접속될 수 있다. 이러한 N 개의 금속박 방사체는 동일한 전류로 동작된다. N=1인 가장 쉬운 경우, 단지 하나의 금속박 방사체가 변압기(30)의 이차 회로 내에 배치된다. 원리적으로, 금속박 방사체의 개수(N)는 3 개, 4 개 또는 그 이상의 금속박 방사체가 변압기와 조합되는 주파수 변환기를 통해 급전될 수 있도록 임의로 증가될 수 있다.
변압기를 사용하는 것의 단점은 그 자기화 손실이다. 변압기의 입력에서 고주파를 갖는 시너스(sinus) 신호와 같은 전압을 제공함으로써 이 문제는 최소화된다. 입력 전압의 이러한 시너스 신호의 주파수가 증가하므로 자기화 손실은 감소된다. 이와 같은 방식으로, 더 작은 유형의 변압기를 사용할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명에 따르면, 300 Hz의 주파수를 사용하는 것이 바람직하고, 여기서 이것은 주파수 변환기의 제어 속도와 자기화 손실을 감소시키기 위해 가능한 높은 주파수 사이의 절충을 포함한다. 이와 관련하여, 그러나 다른 주파수를 사용하는 것도 바람직하다.
금속박 방사체에서 고전류 및 저전압을 사용하는 경우, 저전압 변압기를 사용하는 것이 유리하다. 바람직하게, 저전압 변압기는 주파수 변환기(10)의 출력 전압을 0 V 내지 50 V의 교류 전압 범위로, 그리고 추가의 바람직한 실시형태에서는 0 V 내지 25 V의 범위로 변환시킨다. 실제로, 변압기가 추가적으로 요구되지만 상당히 더 작고 더 저렴한 주파수 변환기를 사용하므로 전류 공급용으로 선택될 수 있다.
위에서 설명하는 회로 개념은 플라스틱 부품의 가열 및/또는 적외선 용접을 위해 이용된다. 이러한 목적을 위해, 인접하여 배치되는 플라스틱 부품에 열방사를 방출하도록 복수의 금속박 방사체가 위의 개념에 따라 구동된다. 플라스틱 부품에 열을 이상적으로 방사하기 위해, 이들 플라스틱 부품을 적절한 조립체 내에 유지하고 및/또는 이 조립체와 함께 플라스틱 부품을 열 방사체를 향하여 또는 열 방사체로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다. 따라서, 이와 같은 조립체는 열이 플라스틱 부품의 표면 영역에 작용하도록 금속박 방사체의 직접 인접부 내에 플라스틱 부품을 접근시킨다. 플라스틱 부품이 충분히 가열된 후, 조립체는 플라스틱 부품을 추가의 처리를 위해, 예를 들면, 플라스틱 부품을 제 2 플라스틱 부품에 용접시키기 위해, 제 2 플라스틱 부품으로 이동시킨다. 이러한 목적을 위해, 양자 플라스틱 부품은 접합부 구역의 냉각 후에 이들 2 개의 플라스틱 부품 사이에 연결부가 형성되도록 그 가열된 접합 구역에서 상호 가압된다. 이러한 처리는 적외선 용접으로서 일반적으로 공지되어 있다.
Claims (11)
- 열 방사체(heat radiator)로서,
a. 공급된 전기적 에너지를 열방사(heat radiation)로 변환시킬 수 있는 적어도 하나의 제1 방사원(radiation source)과 적어도 하나의 제2 방사원, 및
b. 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 교류가 제공될 수 있도록, 뿐만 아니라 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 교류가 제공될 수 있도록, 그리고 상기 제 1 교류 및 상기 제 2 교류에 의해 적어도 하나의 방사원이 동작될 수 있도록, 제 1, 제 2, 및 제 3 출력을 갖는 적어도 하나의 주파수 변환기를 포함하는 제어장치를 포함하고,
상기 주파수 변환기의 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 변압기가 접속되거나 또는 상기 주파수 변환기의 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 변압기가 접속되며, 상기 주파수 변환기에 의해 제공되는 교류 전압이 상기 제 1 또는 제 2 변압기에 의해 상기 적어도 하나의 제1 방사원의 전기적 동작 범위 내로 변압될 수 있고,
상기 제 1 변압기와 상기 제 2 변압기 중 적어도 하나는 하나의 일차 권선 및 하나 또는 복수의 제1 방사원에 급전하기 위한 하나 또는 복수의 이차 권선을 포함하고,
상기 이차 권선 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 제1 방사원을 위한 콘택-프루프(contact-proof) 전기적 동작 전압이 생성될 수 있도록 상기 일차 권선을 감안하여 구성되고,
상기 적어도 하나의 제2 방사원은 상호 접속된 변압기 없이 직접적으로 상기 주파수 변환기를 통해 급전되는, 열 방사체. - 제 1 항에 있어서,
방사원은 금속박(metal foil) 방사체 또는 복수의 금속박 방사체인, 열 방사체. - 제 1 항에 있어서,
상호 접속되며 버스(BUS)-시스템을 통해 구동될 수 있는 복수의 주파수 변환기를 포함하는, 열 방사체. - 제1항에 따른 열 방사체를 포함하는, 적어도 2개의 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치로서,
a. 공급된 전기적 에너지를 열방사로 변환시킬 수 있고, 플라스틱 부품을 가열할 수 있는 적어도 하나의 제1 방사원과 적어도 하나의 제2 방사원, 및
b. 적어도 하나의 방사원에 급전하기 위해, 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 교류가 생성될 수 있도록, 뿐만 아니라 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 교류가 제공될 수 있도록, 제 1, 제 2, 및 제 3 출력을 갖는 적어도 하나의 주파수 변환기를 포함하는 제어장치를 포함하고,
상기 주파수 변환기의 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 변압기가 접속되거나 또는 상기 주파수 변환기의 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 변압기가 접속되고, 상기 주파수 변환기에 의해 제공되는 교류 전압이 상기 제 1 또는 제 2 변압기에 의해 상기 적어도 하나의 제1 방사원의 전기적 동작 범위 내로 변압될 수 있고,
상기 제 1 변압기와 상기 제 2 변압기 중 적어도 하나는 하나의 일차 권선 및 하나 또는 복수의 제1 방사원에 급전하기 위한 하나 또는 복수의 이차 권선을 포함하고,
상기 이차 권선 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 제1 방사원을 위한 콘택-프루프 전기적 동작 전압이 생성될 수 있도록 상기 일차 권선을 감안하여 구성되고,
상기 적어도 하나의 제2 방사원은 상호 접속된 변압기 없이 직접적으로 상기 주파수 변환기를 통해 급전되며,
상기 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치는:
c. 상기 플라스틱 부품이 맞닿도록 이동되어 상호 용접될 수 있도록, 또는 적어도 하나의 방사원에 의한 가열 후 추가의 처리 장소로 이동될 수 있도록, 상기 플라스틱 부품을 홀딩하여 이동시키기 위한 조립체를 더 포함하는, 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치. - 제 4 항에 있어서,
상호 접속되며 버스-시스템을 통해 구동될 수 있는 복수의 주파수 변환기를 포함하는, 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치. - 제1항에 따른 열 방사체에 의해 적어도 하나의 플라스틱 부품을 가열하거나 용접하기 위한 방법으로서,
a. 적어도 하나의 제1 방사원과 적어도 하나의 제2 방사원을 제공하는 단계(S1),
b. 제 1 교류 및 제 2 교류를 생성하는 적어도 하나의 주파수 변환기에 의해 상기 적어도 하나의 제1 방사원과 적어도 하나의 제2 방사원에 급전하는 단계(S2),
c. 상기 주파수 변환기와 상기 적어도 하나의 제1 방사원 사이에 변압기를 상호접속하고, 상기 적어도 하나의 제1 방사원의 급전을 위한 콘택-프루프 교류 전압을 생성하는 단계(S3), 및
d. 상기 적어도 하나의 제1 방사원과 적어도 하나의 제2 방사원 내에 한정된 교류에 의해 상기 적어도 하나의 플라스틱 부품을 가열하는 단계(S4)를 포함하는, 플라스틱 부품을 가열하거나 용접하기 위한 방법. - 제 6 항에 있어서,
버스-시스템을 통해 상호 접속되는 복수의 주파수 변환기를 통해 복수의 방사원을 구동하는 단계(S5)를 더 포함하는, 플라스틱 부품을 가열하거나 용접하기 위한 방법. - 제 7 항에 있어서,
플라스틱 부품이 상호 용접되도록 적어도 2 개의 가열된 플라스틱 부품을 상호 맞닿도록 이동시키는 단계(S6)를 더 포함하는, 플라스틱 부품을 가열하거나 용접하기 위한 방법. - 열 방사체로서,
a. 공급된 전기적 에너지를 열방사로 변환시킬 수 있는 적어도 하나의 방사원, 및
b. 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 교류가 제공될 수 있도록, 뿐만 아니라 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 교류가 제공될 수 있도록, 그리고 상기 제 1 교류 및 상기 제 2 교류에 의해 적어도 하나의 방사원이 동작될 수 있도록, 제 1, 제 2, 및 제 3 출력을 갖는 적어도 하나의 주파수 변환기를 포함하는 제어장치를 포함하고,
상기 적어도 하나의 주파수 변환기의 전기적 출력 전압과 출력 주파수는 입력 전압과 입력 주파수의 범위 내에 있고,
상기 주파수 변환기의 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 변압기가 접속되거나; 또는 상기 주파수 변환기의 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 변압기가 접속되거나; 또는 상기 주파수 변환기의 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 변압기가 접속되고 상기 주파수 변환기의 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 변압기가 접속되며, 상기 주파수 변환기에 의해 제공되는 교류 전압이 상기 제 1 변압기에 의해 또는 상기 제 2 변압기에 의해 또는 상기 제 1 및 제 2 변압기에 의해 상기 적어도 하나의 방사원의 전기적 동작 범위 내로 변압될 수 있는, 열 방사체. - 제9항에 따른 열 방사체를 포함하는, 적어도 2 개의 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치로서,
a. 공급된 전기적 에너지를 열방사로 변환시킬 수 있고, 플라스틱 부품을 가열할 수 있는 적어도 하나 방사원, 및
b. 적어도 하나의 방사원에 급전하기 위해, 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 교류가 생성될 수 있도록, 뿐만 아니라 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 교류가 제공될 수 있도록, 제 1, 제 2, 및 제 3 출력을 갖는 적어도 하나의 주파수 변환기를 포함하는 제어장치를 포함하고,
상기 적어도 하나의 주파수 변환기의 전기적 출력 전압과 출력 주파수는 입력 전압과 입력 주파수의 범위 내에 있으며,
상기 주파수 변환기의 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 변압기가 접속되거나; 또는 상기 주파수 변환기의 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 변압기가 접속되거나; 또는 상기 주파수 변환기의 제 1 출력과 제 3 출력 사이에 제 1 변압기가 접속되고 상기 주파수 변환기의 제 2 출력과 제 3 출력 사이에 제 2 변압기가 접속되며, 상기 주파수 변환기에 의해 제공되는 교류 전압이 상기 제 1 변압기에 의해 또는 상기 제 2 변압기에 의해 또는 상기 제 1 및 제 2 변압기에 의해 상기 적어도 하나의 방사원의 전기적 동작 범위 내로 변압될 수 있고,
상기 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치는:
c. 상기 플라스틱 부품이 맞닿도록 이동되어 상호 용접될 수 있도록, 또는 상기 적어도 하나의 방사원에 의한 가열 후 추가의 처리 장소로 이동될 수 있도록, 상기 플라스틱 부품을 홀딩하여 이동시키기 위한 조립체를 더 포함하는, 플라스틱 부품의 적외선 용접을 위한 장치. - 제9항에 따른 열 방사체에 의해 적어도 하나의 플라스틱 부품을 가열하거나 용접하기 위한 방법으로서,
a. 적어도 하나의 방사원을 제공하는 단계(S1),
b. 제 1 교류 및 제 2 교류를 생성하는 적어도 하나의 주파수 변환기에 의해 상기 적어도 하나의 방사원에 급전하는 단계(S2)로서, 상기 적어도 하나의 주파수 변환기의 전기적 출력 전압과 출력 주파수는 입력 전압과 입력 주파수의 범위 내에 있는, 상기 적어도 하나의 방사원에 급전하는 단계(S2),
c. 상기 주파수 변환기와 상기 적어도 하나의 방사원 사이에 변압기를 상호접속하는 단계(S3), 및
d. 상기 적어도 하나의 방사원 내에 한정된 교류에 의해 상기 적어도 하나의 플라스틱 부품을 가열하는 단계(S4)를 포함하는, 플라스틱 부품을 가열하거나 용접하기 위한 방법.
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