KR102401055B1 - 반가공된 제품에 의해 몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서 반가공된 제품은 가열 디바이스에서 가열되고, 후속하여 성형 기계로 이송된다. 가열 디바이스는 도어를 가지는 폐쇄된 하우징을 가지거나, 별도로 폐쇄가능한 개구를 갖는다. 가열 디바이스는 선택적으로, 분할가능한 하우징을 가지며, 그 경우에, 하우징 컴포넌트들은 개구를 형성하기 위해 서로 멀어지게 이동될 수 있고, 폐쇄된 하우징을 형성하기 위해 서로를 향하여 이동될 수 있다. 하나 이상의 복사 가열기들, 특히 적외선 복사 가열기들은 하우징의 내부에 제공된다. 반가공된 제품은 하우징의 내부 내로 도입되며, 그리고 복사 가열기들에 의해 발생되는 복사 열은 하우징의 내부에 적용되며, 상기 반가공된 제품이 가열되며, 그리고 상기 반가공된 제품은 후속하여 하우징으로부터 제거된다. 상기 하우징에서 실질적으로 상향으로 후속하여 지향되는 열 대류는 하우징의 내부에 발생된다. 본 발명에 따라, 열 대류를 상쇄시키는 기류, 특히 하우징의 내부에서 실질적으로 하향으로 지향되는 기류는 하우징의 내부에 발생된다.

Description

반가공된 제품에 의해 몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법 및 디바이스
본 발명은 몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 여기서 하나 또는 수개의 반가공된 제품들(semi-finished products)은 가열 디바이스에서 가열되고, 이후에 성형(shaping) 기계로 이송된다. 본 발명은, 추가적으로, 본 방법을 구현하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 적용은 플라스틱 몰딩된 부품들의 제조를 수반하며, 이 플라스틱 몰딩된 부품들은, 플라스틱 재료가 제공되는 반가공된 제품을 각각 갖는다. 본 발명의 의미 내에서, 반가공된 제품은, 임의의 컴포넌트가 후속 단계에서 성형될 수 있는 가열 디바이스를 갖는 상태로 만들어질 수 있는 임의의 컴포넌트일 수 있다. 특히, 반가공된 제품은 소위 “유기 시트”일 수 있다. “유기 시트”는 보통, 열가소성 매질 재료(thermoplastic matrix material)(예컨대, 폴리프로필렌 또는 폴리아마이드)가 함침되는, 하나 또는 수개의 층들(예컨대, 유리 섬유, 탄소 섬유 또는 자연 섬유)로 구성되는 컴포넌트로서 이해된다.
반가공된 제품을 가열 디바이스로 이송시키고 그리고 이 반가공된 제품을 그 내부에서 반가공된 제품이 후속 단계에서 성형되는 온도로 가열시키고, 그리고 가능하게는 플라스틱 재료로 오버몰딩될 수 있는 것이 DE 10 2014 010 173 A1로부터 공지되어 있다. 이러한 가열 디바이스에서, 2개의 복사 가열기들은 서로 마주보면서 이격된다. 이는, 복사 가열기들에 의해 위아래로부터 경계형성되고, 그의 측면들 상에서 개방되는 가열 구역을 형성한다. 반가공된 제품은 클램핑 프레임의 도움으로 또는 와이어 지지부 상으로 가열 구역을 통해 직선적인 전달 경로를 따라 이동한다. 반가공된 제품은 가열 디바이스의 일 측 상의 가열 디바이스의 외측에 제공되고, 클램핑 프레임 또는 와이어 지지에 의해 가열 디바이스의 가열 구역으로 보내진다. 반가공된 제품은 거기서 정지되고 복사 가열기로부터의 복사에 의해 요망되는 온도로 가열된다. 후속하여, 반가공된 제품은 클램핑 프레임 또는 와이어 지지부에 의해 추가적으로 전달되고, 그리고 반대편 측 상의 가열 구역 밖으로, 그리고 따라서 가열 디바이스 밖으로 내보내진다. 그 후, 이러한 방식으로 예열된 반가공된 제품은 적합한 파지 디바이스들에 의해 성형 기계, 예를 들어 사출 성형 기계로 전달될 수 있다. 개방 측은 가열 디바이스를 에너지 관점으로부터 불리하게 만들며, 그리고 이러한 가열 디바이스를 사용하여 몰딩된 부품들의 제조는 대응하게 더 높은 비용들과 연관된다.
도어 및 하우징의 내측에 있는 복사 가열기들, 특히 적외선 복사 가열기들을 갖는 폐쇄된 하우징을 가지는 가열 디바이스를 사용하는 것이 종래 기술로부터 추가적으로 공지되어 있다. 반가공된 제품은 개방된 도어를 갖는 하우징 내로 도입되며, 그리고 도어는 후속하여 폐쇄된다. 반가공된 제품은 복사 가열기들에 의해 생성되는 열 복사에 노출되고 그리고 가열된다. 그 후, 하우징의 도어는 개방되며, 그리고 예열된 반가공된 제품은 하우징으로부터 제거된다. 도어는 개방될 수 있으며, 그리고 반가공된 제품은 선택가능한 가열 기간에 따라, 또는 반가공된 제품을 위해 도달될 선택가능한 온도에 따라 제거될 수 있다. 이러한 유형의 가열 디바이스는 에너지 관점으로부터 이전에 언급된 종래 기술로부터의 하나보다 더 유리하다. 그러나, 단점은, 하우징의 내부가 가열 디바이스의 작동 동안 바람직하지 않게 강한 정도로 가열되며, 그리고 또한 불균일한 온도 분포가 하우징의 내부에서 발생한다는 점이며, 이는 반가공된 제품을 가열시키는 것에 부정적인 효과를 갖는다.
상기에서 계속하여, 본 발명의 목적은 몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법을 나타내는 것이며, 여기서 하나 또는 수개의 반가공된 제품들은 가열 디바이스에서 에너지-효율적이게 그리고 균일하게 가열되고, 그후에 성형(shaping) 기계로 이송된다. 본 발명의 다른 목적은 이러한 목적을 위한 적합한 디바이스를 표시하는 것에 있다.
우선적으로 언급된 목적은, 제1 항의 특징들을 갖는 방법에 의해 달성된다. 제2 목적은 제21 항의 특징들을 갖는 디바이스에 의해 달성된다. 본 발명들의 유리한 실시예들 및 추가의 개선예들이 종속항들에서 나타난다.
열 대류를 상쇄시키는 기류가 하우징 내측에 생성되며, 특히, 기류가 하우징의 내측에서 본질적으로 최상부로부터 아래로 지향되는 사실은, 하우징의 내부가 하부 구역에서보다 상부 구역에서 공기를 상승시킴으로써 더 강력하게 가열되는 것을 방지한다. 이는 하우징의 내측 온도를 일정한 레벨로 유지하는 것을 가능하게 한다. 그 결과, 반가공된 제품은 균일하게 가열될 수 있다. 특히, 이는 반가공된 제품의 전체 표면에 걸쳐 균일한 온도 분포를 가능하게 한다.
대기 공기는 이러한 경우에 기류를 위해 사용될 수 있다. 그러나, 여기서 요망되는 기류를 생성하기 위해 다른 가스를 사용하는 것이 기본적으로 또한 가능하다. 따라서, 용어 “공기”는 여기서, 대기 공기가 바람직하게는 사용될 수 있다하더라도, 임의의 기체 유체로서 이해될 수 있다.
반가공된 제품은 수직 또는 수평 포지션에서 노에서 가열될 수 있다.
반가공된 제품은 단지 예컨대, 프레스에서 성형될 수 있다. 그러나, 반가공된 제품은 또한, 예컨대, 사출 성형 기계에서 성형될 수 있고, 다른 재료, 특히 플라스틱 재료가 제공될 수 있다. 따라서, 성형 기계는, 가열된 반가공된 제품이 단지 성형될 수 있거나, 성형되고 다른 재료, 특히 플라스틱 재료가 제공될 수 있는 임의의 기계로서 이해될 수 있다.
열 대류를 상쇄시키는 기류는 바람직하게는 하우징의 상부 구역의 온도(To)와 하우징의 하부 구역의 온도(Tu) 사이의 온도 차이(To-Tu)에 따라 조절될 수 있으며, 여기서 기류는 바람직하게는 온도 차이가 가능한 한 낮은 방식으로 조절된다. 특히, 달성가능한 온도 차이는 또한 하우징의 크기에 따른다. 거의 0℃의 온도 차이가 최적일 것이지만, 실제로 상대적으로 작은 하우징을 고려하여 보다 용이하게 실현될 수 있다. 온도 차이는 바람직하게는 15℃ 미만, 바람직하게는 10℃ 미만, 그리고 매우 특히 바람직하게는 5℃ 미만이어야 한다. 열 대류를 상쇄시키는 기류가 없이, 상대적으로 높은 온도 차이가 하우징에서 발생할 것이다. 하우징에 따라, 온도 차이는 50℃ 이상으로 측정될 수 있다. 하우징의 상부 구역의 온도(To) 및 하우징의 하부 구역의 온도(Tu), 특히 하우징 커버 및 하우징 플로어의 각각의 내부 측 상의 온도들(To, Tu)이 여기서 측정될 수 있다.
특히, 기류는 순환 공기의 유동으로 설계될 수 있으며, 여기서 하나 또는 수개의 환기 장치들을 각각 갖는 하나 또는 수개의 공기 채널들이 공기를 순환하기 위해 사용된다. 하우징 플로어의 구역의 공기는 여기서, 특히 하우징의 플로어의 하나 또는 수개의 개구들을 통해 하우징의 내부 밖으로 빼내어질(siphoned) 수 있으며, 그리고 빼내진 공기 채널(들)을 통해 하우징의 상부 측에 걸쳐 안내될 수 있다. 그 후, 하우징의 상부 구역의 공기는, 특히 하우징 커버의 하나 또는 수개의 개구들을 통해 하우징의 내부로 복귀될 수 있다.
환기 장치(들)은 바람직하게는 인버터를 통해 속도-조절되고 그리고 작동될 수 있다. 온도 차이(To, Tu)가 어떻게 변하는지에 따라, 속도는 하나 또는 수개의 환기 장치들에 의해 자동으로 조절될 수 있다. 속도는, 온도 차이가 상승할 때, 증가되고, 그리고 온도 차이가 다시 아래로 떨어질 때 다시 낮아진다.
“압축된 공기”가 열 대류를 대향하는 기류를 생성하도록 하우징 내로 도입되는 것이 또한 제공될 수 있다. 이를 위해, 적합한 압축된 공기 소스에 연결되는 하나 또는 수개의 노즐들은 하우징에서, 특히 하우징의 하부 구역에서 제공될 수 있다. 하우징 내로 유동하는 압축된 공기의 압력 및 양을 조절할 수 있도록, 조절 수단, 예를 들어, 밸브 어레이(valve array)가 추가적으로 제공될 수 있다. 온도 차이(To, Tu)가 어떻게 변하는지에 따라, 양 또는 압력은 압축된 공기 노즐들 중 하나 또는 수개 상에서 자동으로 조절될 수 있다. 압력 및/또는 양은, 온도 차이가 상승할 때, 증가되고, 그리고 온도 차이가 다시 아래로 떨어질 때 다시 낮아진다.
이전에 언급된 순환 공기 작동 및/또는 압축된 공기 작동에 대한 대안예로써, 또는 이외에도, 선택가능한 노 작동 온도(Toperating)가 하우징의 내측에서 초과될 때, 하우징의 내부 내로의 신선한 공기의 공급이 제공되는 것이 제공될 수 있다. 노 작동 온도는 바람직하게는 하우징의 상부 구역에서, 특히 하우징 커버의 내부 측 상에서 측정된다. 상이하게 표현한다면, 온도 센서는, 규정된 노 작동 온도(Toperating (요망됨))와 비교되는 현재 온도(To(t)) 또는 현재 노 작동 온도(Toperating(실제))를 결정하기 위해 하우징의 상부 구역에서, 특히 하우징 커버의 내부 측 상에서 제공된다.
하우징의 내측에서의 선택가능한 노 작동 온도(Toperating (요망됨))가 초과할 때, 하우징 상에서 제공되는 하나 또는 수개의 플랩들 및/또는 하우징 상에서 제공되는 하나 또는 수개의 도어들이 개방되는 것이 추가적으로 제공될 수 있으며, 여기서 하우징의 상부 구역에서, 특히 하우징 커버의 내부 측 상에서 측정되는 온도(To(실제)), 또는 현재 노 작동 온도((Toperating(실제))는 바람직하게는 규정된 노 작동 온도(Toperating (요망됨))와 비교된다. 플랩들 및/또는 도어들의 개방은 신선한 공기의 공급 및/또는 순환 공기 작동 및/또는 압축된 공기 작동에 대해 대안적으로 또는 부가적으로 제공될 수 있다.
전체적으로, 그 후, 조치들 “순환 공기 작동”, “압축된 공기 작동”, “신선한 공기의 공급”, 및 “플랩들 및/또는 도어들의 개방”은 바라는대로 서로 조합될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 서로 독립적으로 작동될 수 있는 수개의 복사 가열기들 및 수개의 조절 영역들(Rn)은 하우징에 제공될 수 있으며, 여기서 각각의 조절 영역(Rn)은 정확히 하나의 온도 센서(TSn), 특히 고온계에 할당된다. 정확히 하나의 온도 센서는 항상 조절 영역에 대해 존재한다.
대안예로서, 열 카메라는 온도 측정을 위해 사용될 수 있다. 수개의 측정 지점들/측정 범위들은 측정된 열적 영상(thermal image) 상에서 규정될 수 있다. 온도는 각각의 측정 지점에서 측정될 수 있다. 열 카메라를 사용할 때, 각각의 조절 영역은 열적 영상 상에서 규정된 측정 지점으로 할당된다. 그 결과, 각각의 조절 영역은 정확히 하나의 측정 지점에 할당된다. 이러한 하나의 측정 지점은, 즉 말하자면, 조절 영역(Rn)에 할당된, 전에 언급된 하나의 온도 센서(TSn)에 대응한다.
따라서, 조절 영역은, 정확히 하나의 단일 활성 온도 센서 또는 단일 활성 고온계가 항상 이러한 조절 영역을 위해 존재하는 방식으로 규정될 수 있어서, 이러한 고온계의 렌즈의 전방에 위치되는 인서트 컴포넌트의 구역으로부터 인서트 컴포넌트에 의해 방출되는 열 복사를 측정한다. 그 결과, 정확히 하나의 활성 온도 센서 또는 하나의 활성 고온계가 각각의 조절 영역에 할당되고 그리고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. “활성” 수단은 다음으로 의미된다: 수개의 고온계들은 조절 영역에 물리적으로 존재할 수 있을 뿐만 아니라, 단일 고온계는 온도 조절을 위한 측정 디바이스로서 사용되고, 따라서 “활성” 이다. 예를 들어, 제2 고온계는 사용되고 그리고 따라서 “활성”인 제1 고온계 이외에도 교체물로서 고려가능하게 제공될 수 있어서, 제조가 제1 활성 고온계의 고장을 고려하여 계속될 수 있으며, 여기서 제2 고온계는, 그 후, “활성”으로 전환된다. 그러나, 제2 “비활성” 고온계는 또한 제1 “활성” 고온계를 위한 기준 측정치로서의 역할을 할 수 있다.
조절 영역에 할당되는 복사 가열기들의 수는 변할 수 있다. 많은 예들에서, 단일 복사 가열기는 조절 영역에 할당된다. 그러나, 수개의 복사 가열기들은 조절 영역에 할당되는 것이 또한 가능할 수 있다. 그 결과, 하나 또는 수개의 복사 가열기들은 각각의 조절 영역(Rn)에 할당될 수 있다.
각각의 조절 영역(Rn)에서, 조절 영역(Rn)에 할당되는 복사 가열기(들)를 향하는 반가공된 제품의 표면 온도의 현재 실제 온도 값(Tn(t))이 측정될 수 있다. 요망되는 온도 값(Tn(요망됨))은 이러한 표면에 대해 규정될 수 있으며, 그리고 조절 영역(Rn)에서의 반가공된 제품의 이러한 표면에 대한 요망되는 온도 값(Tn(요망됨))과 측정된 현재 실제 온도 값(Tn(t)) 사이의 차이가 형성될 수 있으며, 그리고 따라서, 현재 차이 값(Δn(t))(=조절 영역(Rn)의 현재 온도 델타)은 각각의 조절 영역(Rn)을 위해 결정될 수 있다. 상기에 계속하여, 현재 차이 값(Δn(t))이 가장 큰 조절 영역이 결정될 수 있어서, 현재 최대 차이 값(Δn(t))(=온도 델타 최대)을 갖는 조절 영역(Rn)이 존재할 수 있다. 다른 조절 영역들의 복사 가열기들은 각각의 현재 최대 차이 값(Δn(t))에 따라 작동될 수 있다. 조절된 작동이 바람직하게는 제공될 수 있다. “마스터-슬레이브 조절”에 대한 참조가 또한, 컴퓨터 기술로부터 원칙적으로 공지되는 바와 같이, 이루어질 수 있다. 말하자면, 최대 차이 값(Δn(t))을 갖는 조절 영역은 “마스터”로 구성되며, 그리고 나머지 조절 영역들 각각은 “슬레이브”를 형성한다.
전에 언급된 조치들은 가열 디바이스에서 존재하는 모든 반가공된 제품들의 균일한 가열을 달성하는 것을 가능하게 한다. 또한, 온도 분포의 균일성(homogeneity)이 임의의 그리고 모든 반가공된 제품들뿐만 아니라 별도로 취해진 각각의 개별적인 반가공된 제품에 대해 보이는 바와 같이 개선된다.
특히 다음의 시나리오들에서, 전에 언급된 “마스터-슬레이브 조절”에 따라 반가공된 제품들을 동기식으로 가열시키는 것이 유리할 수 있다:
a) 반가공된 제품은 2개의 대향하는 복사 가열기들 사이의 중간에 정확히 포지셔닝되지 않는다면, 반가공된 제품의 일 측 또는 반가공된 제품의 하나의 표면, 특히 복사 가열기로부터 더 적은 거리에 있는 측 또는 표면은 더 빠르게 가열된다. 반가공된 제품 내로 투입되는 에너지는 감소하는 거리와 함께 기하급수적으로(exponentially) 상승해서, 정확히 중앙의 포지셔닝으로부터의 매우 약간의 편차들은 부정적인 영향을 갖는다. 수 밀리미터의 범위 내의 편차들이 이미 적절할 수 있다.
b) 수개의 복사 가열기들이 가열 디바이스의 하우징에서 상하로 그리고/또는 서로 옆에 배열되며 그리고 수개의 조절 영역들(Rn) 및 온도 센서들(TSn)이 단일의 반가공된 제품을 가열시키기 위해 제공된다면, 각각의 복사 가열기는 별도로 조절될 수 있으며, 그리고 모든 조절 영역들(Rn)은 동시에 이들의 각각의 요망되는 온도에 도달한다. 이는 반가공된 제품의 균일한 가열을 초래한다.
c) 수개의 가열기들이 가열 디바이스의 하우징에 상하로 그리고/또는 서로 옆에 배열되며 그리고 수개의 조절 영역들(Rn) 및 온도 센서들(TSn)이 수개의 반가공된 제품들을 동시에 가열시키기 위해 제공된다면, 상이한 요망된 온도들은 동시에 가열될 각각의 반가공된 제품들을 위해 설정될 수 있으며, 이러한 반가공된 제품들의 각각에 할당되는 조절 영역들은 서로 독립적으로 조절될 수 있으며, 그리고 각각의 이러한 반가공된 제품들은 그 자체의 요망된 온도로 가열될 수 있다. 예를 들어, 이는, 상이한 반가공된 제품들이 가열 디바이스에서 가열될 수 있을 때의 경우일 수 있다. 예를 들어, 동시에 가열될 반가공된 제품들이 동일한 재료로 구성되지만, 두께가 변하는 것이 고려가능하다. 동시에 가열될 반가공된 제품들이 동일한 두께를 가지지만, 상이한 재료들로 구성되는 것이 또한 고려가능하다. 가열 디바이스에서 동시에 가열될 반가공된 제품들의 요망된 온도에서의 차이들은 또한, 상이하게 성형되는 반가공된 제품들을 획득하도록, 본질적으로 동일한 반가공된 제품들이 후속하는 성형 공정에서 상이하게 성형될 수 있다면, 유리할 수 있다. 다양한 요망되는 온도들이 상이한 가열 시간들로 이어지기 때문에, 낮은 요망되는 온도를 갖는 반가공된 제품은 보다 긴 시간 동안 가열될 것이고, 따라서 보다 긴 소킹(soaking) 시간을 겪을 것이다. 그러나, 이는 요망되지 않는데, 왜냐하면 이는 반가공된 제품 상의 열적 열화(thermal degradation)를 유발시키며, 그리고 요망되는 기계적 특성들이 더 이상 달성되지 않기 때문이다. 이러한 이유를 위해, 다양한 요망되는 온도들에도 불구하고, 모든 반가공된 제품들이 이들의 각각 요망되는 온도로 동기식으로 가열되는 것이 요망가능하다.
조절 기술에 대해 바람직한 본 발명의 일 실시예에서, 선택가능한 활성화 시간 듀레이션(selectable activation time duration)─이후 펄스 듀레이션(pulse duration)으로서 지칭됨─을 갖는 시간 세그먼트들(time segments)─이후 기간 듀레이션들(period durations)로서 지칭됨─은 규정될 수 있으며, 결과적으로 형성된 시간 세그먼트들은 펄스 폭 변조에 대한 기간 듀레이션을 각각 나타내며, 기간 듀레이션은 바람직하게는 1초 미만이고, 특히 500 밀리초(millisecond) 이하이고, 그리고 매우 특히 바람직하게는 200 밀리초 이하여서, 조절 영역(Rn)에 할당되는 모든 복사 가열기들 중 하나 또는 수개는 기간 듀레이션에 대한 선택가능한 펄스 듀레이션 동안 작동되고, 그리고 기간 듀레이션의 나머지 부분 동안 비활성된 상태를 유지해서, 기간 듀레이션에 대해, 하나 또는 수개 또는 모든 복사 가열기(들)의 현재 펄스 듀레이션(ED)이 기간 듀레이션에서 조절 영역(Rn)에서 획득된다.
펄스 폭 변조(pulse width modulation)에서, 활성화 및 비활성화 듀레이션(펄스 듀레이션)이 조절 영역(Rn)의 가열 공정을 위해 파워 스플리터(power splitter)(SSR(solid state relay))를 위한 PWM 기간 듀레이션 내에서 규정되며, 특히 계산된다. 조절기는 각각의 조절 영역(Rn)에서 반가공된 제품의 표면 온도의 현재 실제 온도 값(Tn(t))을 규정된 요망되는 온도 값(Tn(요망됨))과 비교하고, 그리고 이로부터 이러한 조절 영역(Rn)에 대한 복사 가열기의 펄스 폭 변조에 대한 0 내지 100%의 교정 신호를 생성한다.
이러한 기간 듀레이션 내에서, 조절기는 여기서 기간 듀레이션 동안 새로운 펄스 듀레이션 시간들을 반복하여 계산해야 한다.
적용에 따라서, 동시에 가열될 반가공된 제품들의 수는 현재 복사 가열기의 수보다 더 작을 수 있으며, 그리고/또는 반가공된 제품(들)의 전체 표면은 현재 복사 가열기들에 노출될 수 있는 표면보다 더 작을 수 있어서, 요구되지 않는 복사 가열기들이 존재한다. 이러한 경우에, 요구되지 않는 복사 가열기들에 할당되는 조절 영역들은, 현재 최대 차이 값(Δn(t))을 결정하면서, 나머지 복사 가열기들의 작동 동안 고려되지 않아야 한다.
보다 높은-레벨의 조절기가 바람직하게는 사용될 수 있으며, 이 조절기에 의해 모든 활성 조절 영역들(Rn)이 감시될 수 있다. 때때로, 특히 조절된 작동을 고려하여 각각의 기간 듀레이션에서, 조절 영역(Rn(max))은 현재 최대 차이 값(Δn(t))(=온도-델타 최대)으로 결정될 수 있으며, 그리고 이러한 조절 영역(Rn(max))은 다른 조절 영역들의 복사 가열기들을 작동하기 위한 마스터 조절 영역으로서 사용될 수 있다. 다른 조절 영역(Rn)의 복사 가열기(들)의 활성화 듀레이션(ED)은 여기서 다음과 같이 계산될 수 있다:
EDn(t) = EDn(max) - EDnΔ(t), 여기서;
EDnΔ(t) = EDn(max) x Vsynch x [ΔT(max) - ΔTn(t)]─과 같이 계산되며,
그리고, 상기 이러한 공식의 컴포넌트들은 다음─ 과 같이 의미되며
EDnΔ(t) = 상기 조절 영역(Rn)의 하나 또는 수개 또는 모든 복사 가열기들에 대한 ED 상의 현재 결정된 차이 값
Vsynch = 증폭 인자(적합한 조절 시스템의 최대 구배(gradient) 및 상기 조절 영역(Rn)을 위한 이러한 조절 시스템의 부동 시간(dead time)으로부터 계산됨)
ΔT(max) = 제7 항에 따른 최대 차이 값(Δn(t))
ΔTn(t) = 제7 항에 따른 현재 차이 값(Δn(t)).
이러한 공식을 적용하는 결과로써, 더 빠른 영역들의 출력(output)은, 이 더 빠른 영역들이 가열 특성에서 마스터 영역을 자동으로 따르는 방식으로 조절 영역(Rn)의 온도 델타(ΔTn(t))에 따라 감소되어서, 모든 활성 조절 영역들(Rn)은 서로 동기식으로 가열되며, 이는 모든 활성 조절 영역들(Rn)이 동시에 이들의 요망되는 값에 도달한다는 것을 의미한다.
복수의 복사 가열기 세그먼트들로 구성되는 복사 가열기들이 사용될 수 있으며, 여기서 복사 가열기의 복사 가열기 세그먼트들은 조절될 수 있고 서로 독립적으로 작동될 수 있다. 그 결과, 복사 가열기에 노출될 반가공된 제품의 표면은 개별적으로 가열될 수 있으며, 즉, 하나의 복사 가열기는 상이한 방식으로 반가공된 제품의 다양한 구역들을 가열하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 반가공된 제품은 하나의 부분적인 구역에서 보다 높은 수개의 정도들로 가열되어서, 하류의 사출 성형 공정 동안 이러한 구역에서 재료의 보다 양호한 접합(binding)을 달성한다. 유사한 방식으로, 예를 들어, 부분적인 구역은 보다 집중적으로 가열되어서, 보다 강한/보다 복잡한 성형이 후속하는 성형 공정에서 달성될 수 있다.
바람직한 방식에서, 반가공된 제품은 대향하는 복사 가열기들 사이에 포지셔닝될 수 있으며, 여기서 반가공된 제품과 복사 가열기 사이의 동일한 거리가 반가공된 제품의 둘 모두의 측들 상에 존재한다. 다시 말해, 반가공된 제품은 대향하는 복사 가열기들 사이의 중간에 정확히 포지셔닝될 것이다.
가열 디바이스가, 제조 공정이 시작하기 전에 또는 제조 중단 후에 제조 공정이 재개되기 전에 예열된다면, 유리한 것으로 추가적으로 보이며, 여기서 하우징의 내부는 선택가능한 노 작동 온도(Toperating) 미만으로 놓이는 예열 온도(T1pre)로 가열된다. 가열 디바이스의 완전 자동 작동으로 그리고/또는 반가공된 제품으로 조정되는 온도는 여기서 바람직하게는 노 작동 온도(Toperating)를 위한 기초로서 취해질 수 있다. 예열하는 것은, 자동 모드에서의 예열 직후에 제조를 시작하는 것을 가능하게 한다. 이는 시작 부품들 및 비용들을 회피하며, 이는 예열이 없는 경우일 것이다. 제조는 성형 기계 상에서 중단되어야 하며, 가열 디바이스는 규정된 예열 온도(T1pre) 미만의 하강을 고려하여 예열 프로그램으로 자동으로 전환할 수 있다. 이는 가열 디바이스의 과도한 냉각을 방지한다. 그 결과, 제한된 접근 권리들을 갖는 작동자, 예를 들어, 야간근무(nightshift) 작동자는 어떠한 문제들 없이 성형 기계의 연장된 정지 시간(예컨대, 45분) 후에 제조를 시작할 수 있다. 예열 없이, 제조는, 성형 기계를 위한 경험된 피터(fitter)가, 예를 들어, 야간근무 후에 다음 아침에 존재하는 경우에만 단지 재개될 수 있다.
수개의 복사 가열기들이 작동되며 그리고 수개의 조절 영역들이 감시된다면, 조절 영역(Rn)에 할당되는 온도 센서(TSn)가 반가공된 제품으로부터의 복사 또는 다른 조절 영역(Rn’)의 복사 가열기로부터의 복사에 노출되는지의 여부를 확인하기 위한 점검이 바람직하게 수행될 수 있다. 그 결과, 반가공된 제품이 하우징에 존재하는지 아닌지의 여부가 결정될 수 있다. 반가공된 제품이 하우징에 존재하지 않는다면, 가열 디바이스의 예열은 가속될 수 있으며, 그리고 가열 디바이스는 가능한 한 가깝게 보내질 수 있거나 심지어 요망되는 노 작동 온도(Toperating)로 설정될 수 있다. 이는, 복사 가열기들이 이러한 경우에 반가공된 제품이 존재했던 경우보다 더 높은 활성화 듀레이션에서 작동될 수 있기 때문이다. 그러나, 반가공된 제품이 하나 또는 수개의 조절 영역들을 고려하여 하우징에 여전히 존재한다면, 하나의 조절 영역(Rn)에 할당되는 온도 센서(TSn)는 더 이상 다른 조절 영역(Rn’)의 복사 가열기로부터의 복사에 노출되어지지 않지만, 오히려 반가공된 제품의 온도를 측정할 수 있다.
이러한 경우에, 온도 제한은 반가공된 제품의 “과열(overheating)”을 방지하도록 모든 조절 영역들(Rn)을 위해 제공된다. 위와는 대조적으로, 복사 가열기들은 이러한 경우에 감소된 활성화 듀레이션만으로 작동될 수 있다. 달리 표현하자면, 이는 다음과 같은 것으로 의미된다. 수개의 복사 가열기들이 작동되며 그리고 수개의 조절 영역들이 감시된다면, 조절 영역(Rn)에 할당되는 온도 센서(TSn)가 반가공된 제품으로부터의 복사 또는 다른 조절 영역(Rn’)의 복사 가열기로부터의 복사에 노출되는지의 여부를 결정하기 위한 점검이 수행될 수 있다. 반가공된 제품의 존재시보다 온도에 대한 보다 높은 최대 값이 온도 센서(들)(TSn) 또는 고온계를 위해 반가공된 제품의 부재시에 규정될 수 있다. 예를 들어, 450℃의 최대 온도가 반가공된 제품의 부재시에 온도 센서(들) 또는 고온계(들) 상에 규정될 수 있는 반면, 예를 들어, 180℃의 최대 온도가 반가공된 제품의 존재시에 규정될 수 있다.
그 이상으로, 반가공된 제품의 가열 속도가 감시되고 선택가능한 값들과 비교되는 것이 유리할 수 있다. 그 결과, 다른 양태들은 또한 본 발명에 포함될 수 있다. 이를 위해, 조절 영역(Rn)의 온도 센서(TSn)는 이러한 조절 영역(Rn)에 할당되는 반가공된 제품의 가열 속도를 감시하는 데 사용되며, 가열 속도를 규정된 가열 속도와 비교하며, 차이 값(Δheating)은 상기 규정된 가열 속도로부터 상기 현재 가열 속도를 뺌(가열 속도current - 가열 속도desired)으로써 형성된다. 차이 값(Δheating)에 따라, 다음의 경우들이 이제 마주하게 될 수 있다.
a) 차이 값(Δheating)이 음(negative)이며 그리고 규정된 제1 최대 차이 값(Δ1heating(max))보다 양적으로 더 큰 경우에, 결함의 존재가 온도 센서(TSn) 상에 디스플레잉될(displayed) 수 있다. 온도 센서(TSn), 특히 고온계로서 구성되는 온도 센서가 반가공된 제품을 가열하면서 발생하는 증기들에 노출되는 것이 여기서 추정된다. 이러한 증기들은 오염되어지는 온도 센서로 이어질 수 있으며, 여기서 고온계에서, 이는 대부분 종종 오염되는 그의 렌즈이다. 일단 규정된 제1 최대 차이 값(Δ1heating(max))이 도달된다면, 고온계 렌즈가 오염되었으며, 그리고 대응하는 결함이 디스플레잉될 수 있는 것이 추정될 수 있다. 그 후, 렌즈의 세정은 필요해질 수 있으며 그리고 수행될 수 있다. 특히, 대응하는 새로운 고온계를 갖는 새로운 가열 디바이스를 시운전할(commissioning) 때, 깨끗한 렌즈가 처음에 존재하며, 그리고 대응하는 기준 가열 속도가 결정될 수 있고, 제어 디바이스에 저장될 수 있다. 대응하는 기준 가열 속도는 전에 언급된 규정된 가열 속도로 구성되며, 이 가열 속도와 현재 가열 속도가 비교된다. 규정된 가열 속도 또는 기준 가열 속도로부터의 현재 가열 속도의 너무 큰 편차가 이후에 제조 작동 동안 결정된다면, 오차 메시지(error message)가 출력될 수 있다. 다시 말해, 이는, 결함의 존재가 그 후에 온도 센서(TSn) 상에서, 특히 고온계 상에서 디스플레잉될 수 있는 것을 의미한다.
b) 차이 값(Δheating)이 음이며 그리고 규정된 제2 최대 차이 값(Δ2heating(max))보다 양적으로 더 큰 경우에, 결함의 존재가 조절 영역(Rn)에 할당되는 복사 가열기(들) 상에서 디스플레잉될 수 있다.
c) 차이 값(Δheating)이 양이며 그리고 규정된 제3 최대 차이 값(Δ3heating(max))보다 양적으로 더 큰 경우에, 반가공된 제품 및/또는 온도 센서(TSn)의 잘못된 포지셔닝(faulty positioning)의 존재가 디스플레잉될 수 있다. 따라서, 기준 가열 속도보다 더 큰 가열 속도가 존재한다. 이는 다양한 원인들을 가질 수 있다. 예를 들어, 복사 가열기와 반가공된 제품 사이의 거리는 잘못된 포지셔닝에 의해 약화되어 있을 수 있다. 반가공된 제품이 그의 길이 방향으로 볼 때 정확히 포지셔닝되지 않는 것이 마찬가지로 고려가능하며, 그 결과로서, 고온계는 또한, 적어도 대향하는 복사 가열기 또는 하우징을 “확인하고”, 그의 복사를 검출한다. 그러나, 고온계가 정확히 더 이상 포지셔닝되지 않는 것이 또한 가능할 수 있다. 그 결과, 고온계는 단지 반가공된 제품을 부분적으로 그리고 대향하는 복사 가열기 또는 노 벽을 부분적으로 “확인한다”.
열 카메라(thermal camera) 및 고온계들을 측정 설비로서 사용할 때, 열적 영상(thermal image) 상의 측정 지점은 또한, 고온계가 반가공된 제품의 표면을 측정하는 각각의 위치에서 규정될 수 있다. 그 결과, 고온계의 측정은 열적 영상에서의 측정과 비교될 수 있다. 고온계가 오염되었는지가 이로부터 결론내려질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 가열 속도는 렌즈의 오염을 검출하기 위해 다음과 같이 연속적으로 감시될 수 있다. 용융점의 범위에서의 가열 속도에서, 가열 속도의 상당한 변화가 발생하며, 이 때 후속하여, 가열 속도는 대부분 종종 용융점에서 약간 증가되게 시작한다. 변화(Δd/dt)에 기초하여, 온도는 이러한 지점에서 요구될 수 있고, 데이터 시트에서 특정된 플라스틱의 용융점을 갖는 증착기(depositor)에 의해 비교될 수 있다. 편차가 공정에서 발견된다면, 렌즈들이 오염되었는지가 결론내려질 수 있다.
가열 속도는 바람직하게는 연속적으로 감시될 수 있다. 이는, 가열 속도의 차이 값(Δheating)의 시간에 걸친 변화(Δd/dt)가 감시될 수 있으며, 그리고 정보가 이로부터 유도될 수 있는 것을 의미한다. 반가공된 제품들은 여기서 하우징 내로 끊임없이 도입되고, 선택가능한 포지션에 배열되고, 그리고 가열되며, 이러한 반가공된 제품들은 하나 또는 수개의 조절 영역들(Rn)에 각각 할당되며, 여기서 조절 영역(Rn)의 온도 센서(TSn)는 반가공된 제품의 각각의 가열 속도를 감시하는 데 사용된다. 차이 값(Δheating)이 시간에 걸쳐 어떻게 변화하는지에 따라, 이는 다양한 결과들을 산출한다. 단지 느린 변화가 고온계 렌즈의 오염을 고려하여 존재하지만, 변화가 가장 짧은 시간 내에서 발생하고, 결함이 있는 복사 가열기의 경우에 거의 급격하다.
본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 실시예는, 자유 대류의 방향으로의 기류는 시간의 선택가능한 기간을 위해 제공되며, 그리고 기류의 방향이 역전되며, 그리고 열 대류를 상쇄시키는 기류는, 반가공된 제품의 용융점에 도달하기 직전에 생성되는 것을 제공할 수 있다. 기류가 처음에 가열 디바이스에서 자유 또는 열 대류와 동일한 방향이기 때문에, 보다 높은 속도는 반가공된 제품에 의해 유동하는 공기에 대해 달성된다. 반가공된 제품에 의해 유동하는 가온 공기의 속도가 더 높아질수록, 더 많은 열이 반가공된 제품으로 전달될 수 있다. 선택가능한 온도, 특히 반가공된 제품의 용융점에 도달하기 직전에, 기류의 방향이 역전될 수 있으며, 그리고 열 대류를 상쇄시키는 기류가 생성될 수 있어서, 하우징에서 가능한 한 낮게 열 대류를 유지시키고, 그리고 반가공된 제품에서 온도 분포의 균일화를 달성한다. 그 결과, 반가공된 제품을 가열하는 공정이 시작될 때, 짧은 가열 시간이 달성되며, 그리고 반가공된 제품의 균일한 온도가 가열 공정의 종료에 의해 동시에 달성된다. 용융점이 도달될 때가 인식될 수 있거나, 가열 속도의 변화에 기초하여 결정될 수 있다. 이를 위해, 가열 속도가 대응하여 평가되는 것이 제공된다.
위에서 언급된 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 디바이스는, 가열 디바이스가 반가공된 제품을 위해 제공되며, 그리고 성형 기계가 반가공된 제품을 성형하고 그리고 가능하게는 플라스틱 재료를 성형되는 반가공된 제품에 적용시키기 위해 제공되는 것을 특징으로 한다. 가열 디바이스는 적어도 하나의 도어를 갖는 폐쇄된 하우징을 갖는다. 대안예로서 또는 가능하게는 심지어 이외에도, 하우징은, 하우징으로부터 분리되는 수단으로 폐쇄될 수 있는 적어도 하나의 개구를 갖는다. 예를 들어, 판이 이러한 개구를 폐쇄하기 위해 제공될 수 있으며, 이 판은 핸들링 디바이스에 의해 개구 상에 배치되고 그리고 개구로부터 떨어지게 상승될 수 있다. 바람직하게 여기에 제공될 수 있는 핸들링 디바이스는, 반가공된 제품이 하우징 내로 도입되는 핸들링 디바이스이다. 대안예로써 또는 가능하게는 또한 이외에도, 가열 디바이스는 분할가능한 하우징을 가지며, 여기서 하우징 컴포넌트들은 개구를 형성하기 위해 서로 멀리 그리고 폐쇄 하우징을 형성하기 위해 서로를 향하여 이동될 수 있다. 하나 또는 수개의 복사 가열기들, 특히 적외선 복사 가열기들은 하우징의 내측에서 제공된다. 열 대류를 상쇄시키는 기류가 하우징 내측에서 생성될 수 있는 수단들이 더 제공된다.
본 발명에 따른 디바이스는 또한 몰딩된 부품들을 반가공된 제품, 및 가능하게는 몰딩된 부품들에 적용되는 플라스틱 재료로 제조하기 위해 적합하다. 이는 제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위해 특히 적합하다.
본 발명의 의미 내에서, 도어는, 하우징에서 개구를 생성하고 그리고 다시 제거하는 데 사용될 수 있는 임의의 종류의 기계적으로 활성가능한 폐쇄 요소로서 이해될 수 있다. 따라서, 개구는 도어 또는 폐쇄 요소를 개방 방향으로 활성화시킴으로써 하우징에서 생성되거나 제공될 수 있으며, 이 개구를 통해 반가공된 제품이 도입될 수 있고, 그리고 이 개구에 포지셔닝될 수 있다. 개구는 도어 또는 폐쇄 요소를 폐쇄 방향으로 활성화시킴으로써 다시 폐쇄될 수 있으며, 이에 의해 폐쇄된 하우징을 형성한다. 이러한 도어는 회전 도어 또는 슬라이딩 도어(sliding door)로서 설계될 수 있다.
그러나, 분할가능한 하우징을 제공하는 것이 또한 가능하며, 여기서 하우징 컴포넌트는 서로 멀어지게 그리고 서로를 향하여 이동될 수 있다. 이러한 방식으로, 개구는 마찬가지로 생성될 수 있고 제공될 수 있으며, 이 개구를 통해 반가공된 제품이 하우징의 내부 내로 도입될 수 있다. 가장 간단한 경우에, 하우징은, 함께 결합될 때 폐쇄된 하우징을 형성하는 2개의 컴포넌트들, 특히 2개의 절반부들로 구성될 수 있다. 분리된 상태에서, 개구는 본 발명의 의미 내에서 제공된다.
특히 간단한 실시예에서, 하우징은 오직 하나의 충분히 크고 적합하게 성형되는 개구를 가지며, 이 개구를 통해 반가공된 제품은 하우징 내로 도입될 수 있다. 이러한 개구는, 이러한 개구 상에 배치될 수 있고 그리고 핸들링 디바이스에 의해 개구로부터 다시 제거될 수 있는 판으로 폐쇄될 수 있다. 반가공된 제품이 하우징 내로 도입되는 핸들링 디바이스는 바람직하게는 여기서 제공될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 하나 또는 수개의 환기 장치들을 각각 갖는 하나 또는 수개의 공기 채널들이 제공될 수 있으며, 여기서 하나 또는 수개의 환기 장치들의 속도는 바람직하게는 특히 적합한 인버터들(inverters)에 의해 조절될 수 있다. 공기 채널(들)은, 한편으로 하우징 플로어의 하나 또는 수개의 개구들에, 다른 한편으로 그리고 하우징 커버의 하나 또는 수개의 개구들에 연결될 수 있다. 따라서, 환기 장치(들)은 하우징에서 기류를 생성하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 하우징 플로어의 구역의 공기는 하우징의 내부 밖으로 빼내지며, 빼내지는 공기는 하우징의 상부 측 상의 공기 채널(들)을 통해 안내되고, 하우징의 상부 영역의 하우징의 내부 내로 복귀된다. 환기 장치들의 설정에 따라, 그러나, 역전된 방향으로의 기류가 또한 생성될 수 있다. 이러한 방식으로 구성되는 디바이스는 공기 재순환을 생성하는 데 사용될 수 있으며, 여기서 기류의 방향은 자유롭게 조정될 수 있다. 그 결과, 열 대류를 상쇄시키는 기류가, 특히 제1 항에 따른 방법을 구현하기 위해 생성될 수 있다. 필요하다면, 그러나, 반대 방향으로의 기류가 또한, 특히 제20 항에 따른 방법을 구현하기 위해 생성될 수 있다.
가열 디바이스의 가요성을 증가시키기 위해, 하나 또는 수개의 폐쇄가능한 그리고 개방가능한 공기 채널 플랩들은 공기 채널들 중 하나 또는 수개 상에 제공될 수 있으며, 이 공기 채널들은 필요에 따라 하우징의 내부 내로 신선한 공기 또는 일부 다른 가스를 공급하기 위해 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 적합한 압축된 공기 소스에 연결되는 하나 이상의 노즐들은 하우징에서, 특히 하우징의 하부 구역에서 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 압축된 공기는 하우징의 내부 내로 도입될 수 있어서, 열 대류에 대해 반대로 지향되는 기류를 생성한다. 조절 수단, 예를 들어, 적합한 밸브 제어 디바이스를 갖는 밸브 조립체는 바람직하게는 제공될 수 있어서, 하우징 내로 유동하는 공기의 압력 및 양을 조절할 수 있다. 따라서, 온도 차이(To, Tu)가 어떻게 변하는지에 따라, 양 또는 압력은 압축된 공기 노즐들 중 하나 또는 수개에서 자동으로 조정될 수 있다.
하나 또는 수개의 하우징 플랩들 및/또는 하나 또는 수개의 도어들은 마찬가지로 하우징 상에 제공될 수 있으며, 이 하우징 플랩 및/또는 도어를 통해 신선한 공기는 하우징의 내부로 유동할 수 있으며, 그리고 가온 공기는 개방 상태의 하우징의 내부 밖으로 유동할 수 있다. 반가공된 제품을 도입하기 위해 제공되는 이미 존재하는 도어들은 신선한 공기를 도입하기 위한 도어들로서 제공될 수 있다.
하나 또는 수개의 하우징 플랩들은 바람직하게는 하우징 커버의 하우징의 상부 측 상에서 제공되며, 이 하우징 플랩들은 가온 공기가 하우징의 내부 밖으로 유동하는 것을 허용하는 역할을 주로 한다. 하나 또는 수개의 하우징 플랩들은 바람직하게는 하우징 플로어의 하우징의 하부 측 상에서 그리고/또는 하우징의 측벽들의 하부 구역에서 제공되며, 이 하우징 플랩들은 공기가 하우징의 내부 내로 유동하는 역할을 주로 한다. 도어들은 주로, 반가공된 제품이 하우징 내로 도입될 수 있고 그리고 개방된 도어로 하우징으로부터 제거될 수 있도록, 그곳에 있다. 그러나, 신선한 공기는 또한, 하우징 내로 유동할 수 있으며, 그리고 가온 공기는, 도어가 개방되는 한 하우징 밖으로 유동할 수 있다.
도어들의 배열은 구조적 설계 및 활성화 유형을 따르며, 그리고 도어들 또는 도어 요소들을 위한 방향은 하우징(1)의 각각의 설계 매개변수들 및 가열될 반가공된 제품의 형상을 따른다. 이는 또한 하우징 플랩들 및 공기 채널(들)에 유사하게 적용된다.
서로 독립적으로 작동될 수 있는 수개의 복사 가열기들 및 수개의 조절 영역들(Rn)은 가열 디바이스의 하우징에 제공될 수 있다. 각각의 조절 영역(Rn)은 여기서 정확히 하나의 온도 센서(TSn), 특히 고온계에 할당된다. 조절 영역에 할당되는 복사 가열기들의 수가 변할 수 있고 그리고 특히 복사 열에 노출될 반가공된 제품의 크기에 따른다. 따라서, 각각의 조절 영역(Rn)은 하나 또는 수개의 복사 가열기들에 할당되어 있을 수 있다. 다양한 구성들은 여기서 고려가능하며, 수개의 구성들은 예시적인 실시예들의 설명 및 적합한 도면들에 대한 도면 부호(drawing reference)에서 더 상세히 윤곽이 표시될 것이다.
복사 가열기들의 수개의 쌍들은 바람직하게는 형성될 수 있거나 제공될 수 있으며, 여기서 이러한 쌍들 각각은 서로를 향하는 2개의 이격된 복사 가열기들로 구성된다. 따라서, 복사 가열기들의 각각의 쌍은, 복사 가열기들 사이에 위치되는 반가공된 제품을 열 대류에 노출시키도록 설계된다.
복사 가열기들의 쌍들을 갖는 본 발명에 따른 디바이스의 제1 실시예는, 수개의 챔버들이 하우징에 존재하도록 분할부가 복사 가열기들의 인접한 쌍들 사이의 하우징 내로 구축되며, 그리고 복사 가열기들의 한 쌍이 각각의 챔버에 존재하는 것을 제공할 수 있다. 한 쌍의 복사 가열기들은 반가공된 제품의 정확히 하나의 피스를 가열시키기 위해 제공된다. 분할부는 또한 다소 열 절연하도록 설계될 수 있다. 이러한 실시예는 특히, 수개의 성형 공동들이 성형 기계에 존재할 때 유리해서, 수개의 반가공된 제품들은 단일 작동시에 동시에 재성형될 수 있고, 그리고 특히, 성형 기계가 멀티-공동 사출 성형 공구를 갖는 사출 성형 기계로서 설계되는 경우에, 가능하게는 플라스틱 재료가 제공될 수 있다. 따라서, 이러한 제1 실시예는 또한 멀티-공동 디바이스로서 지칭될 수 있다.
복사 가열기들의 쌍을 갖는 본 발명에 따른 디바이스의 제2 실시예는, 복사 가열기들의 하나 또는 수개의 쌍들이 단일의 반가공된 제품 상에 작용하기 위해 제공되는 것을 제공할 수 있다. 따라서, 본 목적은, 반가공된 제품이 복사 가열기들의 수개의 쌍들을 작동하는 것을 요구하는 크기를 가지는 것이다. 일반적인 경우들에서, 그 후, 수개의 조절 영역들은 또한 존재해서, 이러한 실시예는 또한 수개의 조절 영역들을 갖는 디바이스로서 지칭될 수 있다. 특히, 수개의 조절 영역들은 단일의 반가공된 제품을 위해 여기서 존재한다.
수개의 복사 가열기 세그먼트들로 조립되는 복사 가열기들은 또한 기본적으로 사용될 수 있다. 개별적인 복사 가열기 세그먼트들이 서로 독립적으로 작동될 수 있고 조절될 수 있는 것이 여기서 유리할 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예들 및 도면들에 대한 도면 부호에 기초하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가열 디바이스의 제1 실시예이다.
도 2는 본 발명에 따른 가열 디바이스의 제2 실시예이다.
도 3은 본 발명에 따른 가열 디바이스의 제3 실시예이다.
도 4a 내지 도 4d는, 복사 가열기들이 어떻게 조절 영역들에 할당되는지에 대한 상이한 변경예들이다.
도 5는 복사 가열기 세그먼트들을 갖는 복사 가열기이다.
도 6은 오버몰딩된 유기 시트들을 제조하기 위한 제조 시스템이다.
도 7은 동기식으로 가열될 2개의 조절 영역들을 위한 온도, ED 교정 신호 및 ED 펄스 듀레이션의 진행이다.
도 8은 분할가능한 하우징을 갖는 가열 디바이스이다.
도 9는 가열하는 동안 반가공된 제품을 위한 시간에 대한 온도의 진행이다.
도 1은, 측벽들(1a 및 1b), 하우징 커버(1c) 및 하우징 플로어(1d)를 갖는 하우징(1)을 갖는 본 발명에 따라 구성되는 가열 디바이스(20)의 매우 개략적인 도면을 나타낸다. 하우징(1)의 전방 측 상의 도어(7)의 존재는 파선에 의해 표시된다. 도어(7)가 개방되는 경우, 가열될 반가공된 제품(2)은 하우징(1)의 내부 내로 도입되고 다시 밖으로 꺼내진다. 반가공된 제품(2)의 수직 배열이 본 예시적인 실시예에서 제공된다. 한 쌍의 복사 가열기들이 하우징(1)의 내측에 제공되며, 여기서 이 쌍은 서로를 향하는 2개의 이격된 복사 가열기들(5a 및 5b)로 구성된다. 각각의 복사 가열기는 고온계(6a 및 6b)로 할당되며, 이 고온계에 의해 반가공된 제품의 각각의 표면 온도가 측정될 수 있다. 고온계들(6a 및 6b) 각각은, 하기의 도면들과 연계하여 더 상세히 여전히 논의되어야 하는 바와 같은 조절 영역을 갖는다. 그 내부 측 상의 하우징 커버(1c) 상의 제1 노 온도 센서(3a), 및 그의 내부 측 상의 하우징 플로어(1d) 상의 제2 노 온도 센서(3b)가 하우징(1)에 제공된다. 예를 들어, 이러한 노 온도 센서들은 열전대들(thermocouples)일 수 있다. 이러한 온도 센서들은 상부 노 온도(To)(열전대(3a)) 및 하부 노 온도(Tu)(열전대(3b))를 측정하는 데 사용될 수 있다. 필요에 따라 개방되고 폐쇄될 수 있는 하우징 플랩들(8a(위) 및 8b(아래))이 하우징(1) 상에 추가적으로 제공된다. 한편으로 하우징 플로어(1d)의 개구에 그리고 다른 편 상에 하우징 커버(1c)의 개구에 연결되는 공기 채널(9)이 또한 제공된다. 가변-속도 환기 장치(variable-speed ventilator)가 공기 채널(9) 내로 구축된다. 도 1 상의 환기 장치(10)는, 공기가 하우징 플로어(1d)의 구역의 하우징의 내부 밖으로 사이퍼닝되는(siphoned) 방식으로 작동되며, 사이퍼닝된 공기는 하우징(1)의 상부 측 상에서 공기 채널(9)을 통해 안내되며, 그리고 하우징의 상부 구역의 공기는 하우징(1)의 내부 내로 복귀된다. 이러한 기류는 공기 채널(9)에서 기록되는 화살표들에 의해 표시된다. 분기 라인(9a)은 공기 채널(9)에 연결되며, 그리고 그의 단부는 공기 채널 플랩(11)에 고정되며, 이 공기 채널 플랩(11)을 통해 신선한 공기가, 분기 라인(9a)의 화살표에 의해 예시되는 것으로 의도되는 바와 같이, 개방된 공기 채널 플랩(11)에 의해 공급될 수 있다.
하기의 도 2 및 도 3 상에서 도어(7)가 없는 그리고 하우징 플랩들(8a, 8b)이 없는 하우징(1)은 도시된다.
소위 멀티-공동 작동 또는 멀티-공동 디바이스는 도 2를 기초로 하여 더 상세히 설명될 수 있다. 도 1과는 대조적으로, 가열 디바이스에서의 반가공된 제품의 수평 배열은 여기서 제공된다. 그러나, 수직 배열은 기본적으로 또한 여기서 제공될 수 있다. 분할부(12)가 하우징(1)의 내측에 존재하며, 이 분할부는 하우징의 내부를 2개의 챔버들(21 및 22)로 분할한다. 분할부(12)는 다소 단열되도록 설계될 수 있다. 그러나, 분할부(12)를 생략하는 것이 기본적으로 또한 가능하다. 열 분리는, 상이한 온도 범위들이 노에서 우세하다면, 타당할 수 있다. 또한, 열 분리는 목표된 방식으로 기류를 안내하기 위해 유리할 수 있다. 공기 채널(8)은 단지 부분적으로 도시되며, 특히 섹션들은 하우징 커버(1c)에 그리고 하우징 플로어(1d)에 연결된다. 가능한 한 균일하게 챔버들(21 및 22) 둘 모두로 유입하는 기류를 분배하기 위해, 적합하게 설계된 안내 판(23)은 하우징(1)의 상부 구역에 배열된다. 안내 판(23)은, 기류 분배 상에 배치되는 요건들에 따라 각각 구성되는, 수직 안내 판 피스(23a) 및 수평 안내 판 피스(23b)를 본질적으로 갖는다. 한 쌍의 복사 가열기들은 각각의 챔버에 배열되며, 이 복사 가열기들 사이에서, 가열될 반가공된 제품(2)의 하나의 피스는 중간에 포지셔닝된다. 그 결과, 챔버(21)는 다음과 같이 갖추어진다: 복사 가열기들(5a 및 5b), 고온계들(6a 및 6b), 노 온도 센서들(3a(최상부) 및 3b(저부)), 조절 영역들(13a 및 13b). 챔버(22)는 다음과 같이 갖추어진다: 복사 가열기들(5c 및 5d), 고온계들(6c 및 6d), 노 온도 센서들(3c(최상부) 및 3d(저부)), 조절 영역들(13c 및 13d). 본 발명을 설명할 때 위에서 이미 언급된 바와 같이, 다음 내용이 적용된다. 조절 영역은, 항상 정확하게 하나의 고온계가 이러한 조절 영역을 위해 존재해서, 고온계 렌즈의 전방에 위치되는 하우징의 구역으로부터 복사를 검출하도록 규정된다. 본 예시적인 실시예에서, 따라서 4개의 조절 영역들(R1, R2, R3 및 R4)이 존재한다. 이러한 예시적인 실시예는, 이러한 조절 영역들 각각이 조절 영역에 할당되는 정확히 하나의 복사 가열기를 가지는 것을 더 제공한다. 기류를 챔버들(21 및 22) 내로 보내는 다른 방식이 또한 제공될 수 있다. 예를 들어, 공기 채널(9a)의 별도의 섹션은 각각의 챔버에 연결될 수 있어서, 분할부(12)의 좌측 및 우측에 대해, 2개의 공기 채널 섹션들(9)은 하우징 커버(1c)로 넣어지며(empty into), 그리고 2개의 공기 채널 섹션들(9)은 하우징 플로어(1d)로 넣어진다. 챔버들(21 및 22)에 공기로 가변적으로 공급할 수 있기 위해, 별도로 조절가능한 환기 장치들은 챔버들(21 및 22)의 구역에서 하우징 커버(1c)에 연결되는 공기 채널 섹션들에 제공될 수 있다. 도어들이 도시되지 않으며, 이 도어를 통해, 반가공된 제품들(2)이 챔버들(21 및 22) 내로 도입될 수 있다. 별도의 도어는 바람직하게는 각각의 챔버들(21, 22)을 위해 하우징(1) 상에 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 디바이스의 제2 실시예를 도시하며, 여기서 가열 디바이스의 단지 하우징(1)은 간소화를 위해 묘사된다. 반가공된 제품(2)의 단일 피스에 작용하기 위한 복사 가열기들의 2개의 쌍들이 여기서 제공되며, 특히 복사 가열기들(5a 및 5b)의 제1 쌍은 하우징(1)의 좌측 구역에 있으며, 그리고 복사 가열기들(5c 및 5d)의 제2 쌍은 하우징(1)의 우측 구역에 있다. 반가공된 제품(2)은 2개의 쌍의 복사 가열기들의 작동을 요구하는 크기를 갖는다. 수개의 조절 영역들(R1, R2, R3 및 R4)은 반가공된 제품(2)의 단일 피스를 위해 여기서 존재한다. 따라서, 이러한 실시예는 또한 수개의 활성 조절 영역들을 갖는 디바이스로서 지칭될 수 있다. 공기 채널(9)(도 1 및 도 2를 참조)은 여기서 간소화를 위해 완전히 생략되어 있다. 다양한 옵션들이 고려가능하고, 기류가 어떻게 하우징(1)으로 이송될 수 있고 이 하우징(1)으로부터 제거될 수 있는지에 관해 전문가에 의해 구현될 수 있다. 도어가 하우징(1)에 또한 존재하며, 이 하우징(1)은 여기서 기술되지 않는다.
복사 가열기들을 조절 영역들에 할당하기 위한 다양한 옵션들은 도 4a, 도 4b, 도 4c 및 도 4d를 기초로 하여 아래에서 설명될 것이다. 4개의 복사 가열기들의 그룹의 평면도가 도시된다.
a) 도 4a는, 활성 고온계(6a, 6b, 6c 및 6d)를 각각 갖는 4개의 조절 영역들(13a, 13b, 13c 및 13d)을 갖는 실시예를 도시한다. 별도의 복사 가열기(5a, 5b, 5c 및 5d)는 각각의 조절 영역을 위해 존재한다.
b) 도 4b는, 파선들로 윤곽이 표시되는 3개의 조절 영역들 및 4개의 복사 가열기들을 갖는 실시예를 도시하며, 여기서 조절 영역(13c)은 2개의 복사 가열기들(5c 및 5d)을 포함하며, 그리고 조절 영역들(13a 및 13b) 각각은 단지 단일 복사 가열기(5a 또는 5b)를 갖는다. 활성 고온계(6c)는 조절 영역(13c)에 존재한다. 제2 고온계(6d)는 존재하지 않거나 비활성화된다. “비활성” 고온계는 측정 작동 동안에만 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, “비활성” 고온계는 “활성” 고온계에 의해 측정되는 값들에 관한 기준값들을 측정하는 역할을 할 수 있다.
c) 도 4c는 파선들로 윤곽이 표시되는 2개의 조절 영역들 및 4개의 복사 가열기들을 갖는 실시예를 도시하며, 여기서 조절 영역들(13a 및 13b) 각각은 2개의 복사 가열기들을 포함한다. 복사 가열기들(5a 및 5b)은 조절 영역(13a)에 할당되는 반면, 복사 가열기들(5c 및 5d)은 조절 영역(13b)에 할당된다. 활성 고온계(6a)는 조절 영역(13a)에 존재한다. 제2 고온계(6b)는 존재하지 않거나 비활성화된다. 조절 영역(13b)에는 또한 활성 고온계(6c)가 설비되며, 그리고 다른 고온계(6d)는 존재하지 않거나 비활성화된다.
d) 단지 단일의 조절 영역이 도 4d에 존재하며, 이 조절 영역은 4개의 복사 가열기들(5a, 5b, 5c 및 5d)에 할당되어 있다. 단지 단일의 고온계(6a)가 존재하거나, 부가의 고온계들(6b, 6c 및 6d)이 또한 존재한다면, 단지 단일의 고온계(6a)가 활성화된다.
도 5는 수개의 복사 가열기 세그먼트들(51, 52, 53) 등으로 구성되는 복사 가열기(50)의 일 실시예의 평면도를 도시한다. 복사 가열기 세그먼트들은, 도 5 상에서 도시되는 바와 같이, 복사 표면에 관하여 동일한 크기일 수 있다. 그러나, 가변 크기의 복사 가열기 세그먼트들은 기본적으로 또한 존재할 수 있으며, 연속적이라면, 복사 표면은 전반적으로 형성될 수 있다.
도 6은, 본 발명에 따른 가열 디바이스(20)가 어떻게 성형 기계와 상호작용하는지를 개략적으로 묘사한다.
도 1은 예시적인 사출 성형 기계(4)를 도시한다. 핸들링 디바이스(14)가 가열 디바이스(20)와 사출 성형 기계(4) 사이에 제공되어서, 가열 다비이스(20)로부터 사출 성형 공구로 반가공된 제품(2)을 이송시킨다. 사출 성형 기계(4)는 기계 베드(24)를 갖는다. 고정식 몰드 클램핑 판(25)은 기계 베드(24)에 체결되며, 그리고 가동식 몰드 클램핑 판(26)은 선형적으로 이동가능하도록 장착된다. 선형적으로 변위가능한 방식으로 장착될 수 있기 위해, 가동식 몰드 클램핑 판(26)은, 가동식 몰드 클램핑 판이 4개의 수평 컬럼들을 따라 변위될 수 있도록 장착된다. 예를 들어, 가동식 몰드 클램핑 판(26)은 유압식 구동부들(더 상세히 도시되지 않음)에 의해 4개의 수평 컬럼들(27)의 길이 방향 연장부를 따라 이동될 수 있다. 가동식 몰드 클램핑 판(26)은, 가동식 몰드 클램핑 판이 선형 안내부들(28)을 사용하여 수평으로 이동할 수 있도록, 기계 베드(24) 상에 장착된다. 제1 사출 몰드 절반부(29)는 고정식 몰드 클램핑 판(25)에 체결된다. 제2 사출 몰드 절반부(30)는 가동식 몰드 클램핑 판(26)에 체결된다. 본 예시적인 실시예에서, 2개의 사출 몰드 절반부들(29 및 30)은 반가공된 제품(2)을 다시 성형할 수 있고 그리고 반가공된 제품을 열가소성 재료로 오버몰딩할 수 있도록 설계된다. 예를 들어, 반가공된 제품(2)은 판-형상 반가공된 제품, 특히 유기 시트일 수 있다.
도 6 상에서 개략적으로 묘사되는 바와 같이, 본 발명에 따른 가열 디바이스(20)가 제공되며, 이 가열 디바이스의 목적은 내부에 배치되는 반가공된 제품을 가열하는 것이다. 반가공된 제품이 그의 재성형(reshaping) 온도에 도달한 후에, 반가공된 제품(2)은 다음 단계에서 핸들링 디바이스(14)에 의해 가열 디바이스(20)로부터 제거된다. 이를 위해, 예를 들어, 핸들링 디바이스(14)는 반가공된 제품(2)을 유지하도록 설계되는 니들 그리퍼(needle gripper)(31)를 가질 수 있다. 핸들링 디바이스(14)는 또한, 반가공된 제품을 다시 성형하고 그리고 오버몰딩하기 위해 반가공된 제품(2)을 사출 성형 기계(4)의 몰딩 공구(32) 내로 전달하는 데 사용될 수 있다. 도시되는 예시적인 실시예에서, 몰딩 공구(32)는 2개의 사출 몰드 절반부들(29 및 30)에 의해 형성된다. 사출 성형 기계(4)의 사출 유닛은 간소화를 위해 도시되지 않는다.
디바이스의 기능은 아래에서 더 상세히 설명될 것이며, 그리고 본 발명의 방법은 디바이스의 사용과 함께 설명될 것이다.
본 발명 또는 조절/제어 디바이스에 따른 방법의 목적은, 제조 및 심지어 기계 고장 시간들을 고려하여 가능한 한 일정하게 노 작동 온도를 유지시키는 것이다. 또한, 균일한 온도 분포가 또한 가열 디바이스(2)의 하우징(1)의 내측에 생기는 것이다. 가열 디바이스(2)는 또한 간단히, 아래에서 노로 지칭될 것이다. 제조 공정이 시작되기 전에 또는 제조 공정이 제조 중단 후에 재개되기 전에, 노는 예열되며, 여기서 하우징(1)의 내부는, 선택가능한 노 작동 온도(Toperating) 초과에 있는 예열 온도(Tpre)로 가열된다. 노 작동 온도(Toperating)로서 선택되는 온도(To)는 상부 열전대(3a)에서 측정되는 온도이다. 노 작동 온도(Toperating)는 바람직하게는 가열 디바이스의 완전 자동 작동을 위해 조정되는 온도(To) 및/또는 반가공된 제품에 조정되는 온도에 기초된다.
하우징(1)에서, 온도는 온도 센서들, 예를 들어, 열전대들(아래(3b) 및 위(3a))을 통해 측정된다. 수개의 챔버들이 존재한다면(도 2 참조), 온도 센서들의 이러한 쌍은 각각의 챔버들에 제공된다. 상부 열전대(3a)의 온도가 전에 설명된 노 작동 온도 초과로 발생한다면, 플랩들(8a, 8b), 및 가열 멈춤들 동안, 또한 도어/도어들(7)이 계산된 기간에 대해 개방되어서, 노 작동 온도로의 조절된 냉각을 보장한다.
열 대류의 효과(노가 기류들/자유 또는 열 대류로 인해 아래보다 위가 더 따뜻함)는 조절된 카운터-기류를 사용하여 기술적인 측정 “카운터-기류”에 의해 상쇄된다. 열 대류를 상쇄시키는 기류는 하우징(1)의 내측에 생성된다(도 1 상의 화살표들을 참조). 이러한 기류는 하우징의 내측에서 본질적으로 최상부로부터 아래로 지향된다.
환기 장치(10)는 노의 하부 구역에서 더 차가운 공기를 빼내고(siphon) 그리고 더 차가운 공기를 공기 채널(9)을 통해 노의 상부 구역으로 복귀시키는데 사용된다. 이는 대류에 대한 기류를 생성한다. 환기 장치(10)는 인버터에 의해 여기서 속도-조절되고 그리고 작동된다. 온도 센서들(아래(3b) 및 위(3a)) 사이의 온도 델타(temperature delta)가 발생한다면, 환기 장치(10)의 속도는 자동으로 조정된다(증가된다/감소된다).
다음의 절차는 가능한 한 동기식으로 반가공된 제품들을 가열하기 위해 뒤따른다:
더 높은-레벨의 조절기는 하우징(1)에서 모든 “활성” 조절 영역(Rn) 모두를 관찰하고, 다음과 같은 각각의 조절 영역(Rn)을 위한 현재의 온도 델타를 컴퓨팅한다. 각각의 조절 영역(Rn)에서, 현재 실제 온도 값(Tn(t))은 조절 영역(Rn)에 할당되는 복사 가열기를 향하는 반가공된 제품의 표면 온도에 대해 측정된다. 요망되는 온도 값(Tn(요망됨))은 이러한 표면에 대해 규정되며, 그리고 조절 영역(Rn)에서의 반가공된 제품의 이러한 표면에 대한 요망되는 온도 값(Tn(요망됨))과 측정된 현재 실제 온도 값(Tn(t)) 사이의 차이가 형성된다. 그 결과, 현재 차이 값(Δn(t))(=조절 영역(Rn)에서의 현재 온도 델타)이 각각의 조절 영역(Rn)에 대해 결정된다. 이로부터 진행하여, 현재 차이 값(Δn(t))이 가장 큰 조절 영역이 결정되며, 이에 의해 현재 최대 차이 값(Δn(t))(=온도 델타 최대)을 갖는 조절 영역(Rn)을 산출한다. 다른 조절 영역들의 복사 가열기들은 각각의 현재 최대 차이 값(Δn(t))에 따라 작동될 수 있다. 조절된 작동이 바람직하게는 제공될 수 있다. “마스터-슬레이브 조절(master-slave regulation)”에 대한 참조가 또한 이루어질 수 있다. 말하자면, 최대 차이 값(Δn(t))을 갖는 조절 영역은 “마스터”로 구성되며, 그리고 나머지 조절 영역들 각각은 “슬레이브”를 포함한다. 예를 들어, 도 2 상의 조절 영역(R1)은 “마스터”로 구성될 수 있으며, 그리고 나머지 조절 영역들(R2, R3, 및 R4)는 “슬레이브”이다. 가열 속도에 따라, 다른 조절 영역은 시간에 걸쳐 “마스터”가 될 수 있다. 말하자면, “마스터”의 기능은 동적이며, 듀레이션 동안 고정되지 않는다.
2개의 조절 영역들 “a” 및 “b”에 대한 예로써, 도 7은 각각의 영역에 할당되는 복사 가열기의 작동에 대해 동반하는 전기 변수들(electrical variables)과 함께 각각의 반가공된 제품의 온도에 대한 시간에 걸친 진행을 도시한다. 도면 부호들에는 조절 영역 “a”에 대한 문자 “a”, 및 조절 영역 “b”에 대한 문자 “b”이 제공된다. 온도 진행이 48a 및 48b로 마킹된다. 더 높은-레벨 조절기(동기식 조절기)에 의해 계산되는 보정 신호는 47a 및 47b로 마킹된다. 복사 가열기들의 활성화 듀레이션(ED)이 49a 및 49b로 마킹된다. 동기식 가열이 어떻게 발생하는지가 도 7로부터 분명하다. 조절 영역 “b”는 조절 영역 “a”보다 더 빠르게(즉, 복사 가열기들의 더 짧은 활성화 듀레이션) 가열하기 때문에, 조절 영역 “b”을 위한 더 짧은 펄스 듀레이션들(49b)은 조절 영역 “b”에 대해 처음부터 제공된다. 조절 영역 “b”에 대한 이러한 펄스 듀레이션들(49b)은, 공정이 연속됨에 따라 조절 영역 “a”에 대한 펄스 듀레이션들(49a)보다 더 작게 유지된다. 그 결과, 반가공된 제품 상의 동일한 온도는, 가열 공정의 종료에서 조절 영역들 “a” 및 “b” 둘 모두에 대해 도달한다.
도 8에 따라, 가열 디바이스는 또한, 분할가능한 하우징을 가질 수 있다. 본 예시적인 실시예에서, 하우징(1)은, 분리될 수 있고 그리고 함께 결합될 수 있는 2개의 절반부들(1.1 및 1.2)을 갖는다. 2개의 하우징 절반부들은 안내부들(15) 상에 장착되고, 기계식으로 이동될 수 있다. 도 8은 도입된 반가공된 제품(2)을 갖는 분리된 상태의 상황을 나타낸다. 니들 그리퍼 또는 클램핑 그리퍼(31)가 하우징(1)으로부터 후퇴되자마자, 2개의 하우징 절반부들(1.1 및 1.2)은 폐쇄된 하우징(1)을 생성하도록 폐쇄될 수 있다.
도 9는 시간에 걸쳐 반가공된 제품의 온도를 도시한다. 선(42)은, 반가공된 제품이 가열될 수 있는 목표 온도이다. 온도는 처음에 거의 선형으로 상승한다(선(44)). 반가공된 제품에서의 플라스틱의 용융점 범위에서(선(43) 참조), 온도는 짧은 시간 동안 거의 변하지 않는 상태를 유지한다. 그 후, 온도는 다시 상승하고, 그리고 선(42)에서 목표 온도에 가까워진다. 가열 속도, 즉, 시간에 걸친 온도의 변화(Δd/dt)에 대해, 이는 다음과 같은 것을 의미한다. 가열 속도(dΔ/dt)는 선(44)의 구역에서 거의 일정한 값(W1)을 갖는다. 용융점 범위(선(43))에서, 상당한 변화가 제2 값(W2)으로의 가열 속도에서 발생하며, 이는 제3 값(W3)으로의 약간의 상승에 의해 용융점에서 시작하여 후속된다. 다음은 값들(W1 및 W3)이 W2보다 명백하게 더 큰 것에 대해 언급된다. 상이하게 표현한다면: 가열 속도(dΔ/dt)의 진행은 W2의 구역에서 명백한 굽힘부를 갖는다. 가열 속도(dΔ/dt)의 변화로 인해, 온도는 이러한 지점에서 요구될 수 있고 데이터 시트에서 표시되는 반가공된 제품의 플라스틱의 용융점과 비교될 수 있다. 편차가 공정에서 발견된다면, 렌즈들이 오염되었는지가 결론내려질 수 있다.
1 하우징
1.1 좌측 하우징 절반부
1.2 우측 하우징 절반부
1a 좌측벽
1b 우측벽
1c 하우징 커버
1d 하우징 플로어
2 반가공된 제품
3a 상부 노 온도 센서 또는 상부 열전대
3b 하부 노 온도 센서 또는 하부 열전대
4 사출 성형 기계
5a 내지 5d 복사 가열기
6, 6a 내지 6d 고온계
7 도어
8a 상부 하우징 플랩들
8b 하부 하우징 플랩들
9 공기 채널
9a 분기 라인
10 환기 장치
11 공기 채널 플랩
12 분할부
13a 내지 13d 조절 영역들
14 로봇
15 기계식 이동 유닛
20 가열 디바이스
21 제1 챔버
22 제2 챔버
23 안내 판
24 기계 베드
25 고정식 몰드 클램핑 판
26 가동식 몰드 클램핑 판
27 수평 컬럼
28 선형 가이드
29 제1 사출 몰드 절반부
30 제2 사출 몰드 절반부
31 니들 그리퍼/클램핑 그리퍼
32 몰딩 공구
42 목표 온도
43 용융점
44 선형 온도 상승을 갖는 구역
45 기간 듀레이션
46 펄스 듀레이션
47a ED 교정 신호, 조절 영역(a)
47b ED 교정 신호, 조절 영역(b)
48a 온도, 조절 영역(a)
48b 온도, 조절 영역(b)
49a 펄스 듀레이션, 복사 가열기, 조절 영역(a)
49b 펄스 듀레이션, 복사 가열기, 조절 영역(b)
50 세그먼트들을 갖는 복사 가열기
51, 52, 53 복사 가열기 세그먼트들

Claims (31)

  1. 몰딩된 부품들(molded parts)을 제조하기 위한 방법으로서,
    하나 또는 수개의 반가공된 제품들(semi-finished products)은 가열 디바이스(heating device)에서 가열되고 그리고 후속하여 성형 기계(shaping machine)로 이송되며, 상기 가열 디바이스는 폐쇄된 하우징을 가지며, 상기 하우징은 적어도 하나의 도어로 또는/그리고 상기 하우징으로부터 분리되는 수단에 의해 폐쇄될 수 있는 적어도 하나의 개구를 갖고, 또는/그리고 상기 가열 디바이스는 분할가능한 하우징(dividable housing)을 가지고, 상기 하우징에서, 하우징 컴포넌트들은 개구를 형성하기 위해 서로 멀어지게 그리고 폐쇄된 하우징을 형성하기 위해 서로를 향하여 이동될 수 있으며, 하나 이상의 복사 가열기들(radiant heaters)이 상기 하우징의 내측에 제공되고, 상기 반가공된 제품은 상기 하우징의 내부 내로 도입되고 상기 복사 가열기(들)에 의해 생성되는 열 복사에 노출되며, 가열되고 그리고 후속하여 상기 하우징으로부터 제거되며, 열 대류(thermal convection)가 상기 하우징 내측에서 발생하며, 상기 열 대류는 상기 하우징 내측에서 본질적으로 최상부로부터 아래로 지향되고,
    상기 하우징의 상부 구역의 온도(To) 및 상기 하우징의 하부 구역의 온도(Tu)가 측정되며, 그리고 상기 열 대류를 상쇄시키는 기류(airflow)는 상기 하우징의 상부 구역의 온도(To)와 상기 하우징의 하부 구역의 온도(Tu) 사이에서 측정된 온도 차이(To-Tu)에 따라 조절되고, 상기 기류는 상기 온도 차이(To-Tu)가 15℃ 미만이 되는 방식으로 조절되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기류는 순환 공기의 유동으로서 설계되며, 하나 또는 수개의 환기 장치들(ventilators)을 각각 갖는 하나 또는 수개의 공기 채널들은 상기 공기를 순환시키기 위해 사용되며, 하우징 플로어의 구역의 공기는 상기 하우징의 내부 밖으로 빼내지며(siphoned), 빼내진 상기 공기는 상기 공기 채널(들)을 통해 상기 하우징의 상부 측에 걸쳐 안내되며, 그리고 상기 하우징의 상부 구역의 공기는 상기 하우징의 내부로 복귀되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 공기는 상기 하우징 플로어의 하나 또는 수개의 개구들을 통해 상기 하우징의 내부 밖으로 빼내지며, 그리고/또는 상기 공기는 하우징 커버의 하나 또는 수개의 개구들을 통해 상기 하우징의 내부로 복귀되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축된 공기는 기류를 생성하도록 상기 하우징 내로 도입되며, 상기 하우징 내로 유동하는 공기의 압력 또는 양은 상기 하우징의 상부 구역의 온도(To)와 상기 하우징의 하부 구역의 온도(Tu) 사이의 온도 차이(To-Tu)에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    선택가능한 노 작동 온도(Toperating)가 상기 하우징 내측에서 초과했을 때, 상기 하우징의 내부 내로의 신선한 공기의 공급이 제공되며, 상기 하우징의 상부 구역에서 측정되는 온도(To)는 상기 선택가능한 노 작동 온도(Toperating)와 비교되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  6. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    선택가능한 노 작동 온도(Toperating)가 상기 하우징 내측에서 초과했을 때, 상기 하우징 상에 제공되는 하나 또는 수개의 플랩들(flaps) 및/또는 상기 하우징 상에 제공되는 하나 또는 수개의 도어들이 개방되며, 상기 하우징의 상부 구역에서 측정되는 온도(To)는 상기 선택가능한 노 작동 온도(Toperating)와 비교되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    서로 독립적으로 작동될 수 있는 수개의 복사 가열기들 및 수개의 조절 영역들(Rn)이 상기 하우징에 제공되며, 상기 각각의 조절 영역(Rn)은 할당된 고온계(pyrometer)인 정확히 하나의 온도 센서(TSn)를 갖고, 상기 각각의 조절 영역(Rn)은 할당된 하나 또는 수개의 복사 가열기들을 갖고, 상기 조절 영역(Rn)의 상기 복사 가열기(들)를 향하는 상기 반가공된 제품의 표면 온도의 현재 실제 온도 값(Tn(t))이 측정되고, 요망되는 온도 값(Tn(요망됨))은 이러한 표면에 대해 규정되며, 상기 조절 영역(Rn)의 상기 반가공된 제품의 이러한 표면에 대한 상기 요망되는 온도 값(Tn(요망됨))과 상기 측정된 현재 실제 온도 값(Tn(t)) 사이의 차이가 형성되고, 그리고 따라서, 현재 차이 값(Δn(t))(=현재 온도 델타(delta))은 각각의 조절 영역에 대해 결정되며, 상기 현재 차이 값(Δn(t))이 가장 큰 상기 조절 영역이 결정되어서, 현재 최대 차이 값(Δn(t))(=온도 델타 최대)을 갖는 조절 영역(Rn(max))이 존재하고, 그리고 다른 조절 영역들의 복사 가열기들은 상기 각각의 현재 최대 차이 값(Δn(t))에 따라 작동되며, 조절된 작동이 제공되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    선택가능한 활성화 시간 듀레이션(selectable activation time duration)─이후 펄스 듀레이션(pulse duration)으로서 지칭됨─을 갖는 시간 세그먼트들(time segments)─이후 기간 듀레이션들(period durations)로서 지칭됨─은 규정되며, 결과적으로 형성된 상기 시간 세그먼트들은 펄스 폭 변조에 대한 기간 듀레이션을 각각 나타내며, 기간 듀레이션은 1초 미만이어서, 조절 영역(Rn)에 할당되는 모든 복사 가열기들 중 하나 또는 수개는 기간 듀레이션에 대한 선택가능한 펄스 듀레이션 동안 작동되고, 그리고 상기 기간 듀레이션의 나머지 부분 동안 비활성된 상태를 유지해서, 상기 기간 듀레이션에 대해, 상기 하나 또는 수개 또는 모든 복사 가열기(들)의 현재 펄스 듀레이션(ED)이 기간 듀레이션에서 상기 조절 영역(Rn)에서 획득되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  9. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    상기 반가공된 제품들의 수는 현재 복사 가열기들의 수보다 더 작으며, 그리고/또는 상기 반가공된 제품(들)의 전체 표면은 상기 현재 복사 가열기들에 노출될 수 있는 표면보다 더 작아서, 요구되지 않는 복사 가열기들이 존재하며, 그리고 상기 요구되지 않은 복사 가열기들에 할당되는 조절 영역들은, 상기 현재 최대 차이 값(Δn(t))을 결정하면서, 나머지 복사 가열기들의 작동 동안 고려되지 않는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  10. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    조절기(regulator)가 사용되며, 상기 조절기에 의해 모든 활성 조절 영역들(Rn)이 감시되며, 각각의 기간 듀레이션에서, 조절된 작동을 고려하여 상기 조절 영역(Rn(max))은 상기 현재 최대 차이 값(Δn(t))(=온도-델타 최대)에 의해 결정되며, 그리고 이러한 조절 영역(Rn(max))은 다른 조절 영역들(Rn)의 복사 가열기들을 작동하기 위한 마스터 조절 영역(master regulating zone)으로서 사용되고, 그리고 상기 다른 조절 영역들(Rn)의 상기 복사 가열기(들)의 활성화 듀레이션(ED)은 다음─EDn(t) = EDn(max) - EDnΔ(t), 여기서; EDnΔ(t) = EDn(max) x Vsynch x [ΔT(max) - ΔTn(t)]─과 같이 계산되며,
    그리고, 상기 이러한 공식의 컴포넌트들은 다음─
    EDnΔ(t) = 상기 조절 영역(Rn)의 하나 또는 수개의 또는 모든 복사 가열기들에 대한 ED 상의 현재 결정된 차이 값
    Vsynch = 증폭 인자(적합한 조절 시스템의 최대 구배(gradient) 및 상기 조절 영역(Rn)을 위한 이러한 조절 시스템의 부동 시간(dead time)으로부터 계산됨)
    ΔT(max) = 제7 항에 따른 최대 차이 값(Δn(t))
    ΔTn(t) = 제7 항에 따른 현재 차이 값(Δn(t))─과 같이 의미되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  11. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 디바이스는, 제조 공정이 시작하기 전에 또는 제조 중단 후에 제조 공정이 재개되기 전에, 예열되고(preheated), 상기 하우징의 내부는 선택가능한 노 작동 온도(Toperating) 미만에 있는 예열 온도(Tpre)로 가열되고, 상기 가열 디바이스의 그리고/또는 상기 반가공된 제품으로 완전 자동식 작동으로 조정되는 온도는 상기 노 작동 온도(Toperating)를 기초로 취해지는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    수개의 복사 가열기들이 작동되며 그리고 수개의 조절 영역들이 감시되며, 조절 영역(Rn)에 할당되는 온도 센서(TSn)가 반가공된 제품으로부터의 복사 또는 다른 조절 영역(Rn’)의 복사 가열기로부터의 복사에 노출되는지의 여부를 확인하기 위해 점검이 수행되고,
    반가공된 제품이 상기 하우징에 존재하는지 아닌지의 여부가 결정되며, 그리고 반가공된 제품이 상기 하우징에 존재하지 않는다면, 반가공된 제품이 존재하는 경우보다 온도에 대한 더 높은 최대 값이 온도 센서(들)(TSn) 또는 고온계(들)를 위해 규정되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  13. 제7 항 또는 제8 항에 있어서,
    조절 영역(Rn)의 온도 센서(TSn)는 이러한 조절 영역(Rn)에 할당되는 반가공된 제품의 가열 속도를 감시하고, 상기 가열 속도를 규정된 가열 속도와 비교하며, 차이 값(Δheating)은 상기 규정된 가열 속도로부터 현재 가열 속도를 뺌(가열 속도current - 가열 속도desired)으로써 형성되고, 그리고 차이 값(Δheating)이 결정된다면,
    a) 상기 차이 값(Δheating)이 음(negative)이며 그리고 규정된 제1 최대 차이 값(Δ1heating(max))보다 양적으로 더 큰 경우에, 결함의 존재가 상기 온도 센서 상에 디스플레잉되며(displayed),
    b) 상기 차이 값(Δheating)이 음이며 그리고 규정된 제2 최대 차이 값(Δ2heating(max))보다 양적으로 더 큰 경우에, 결함의 존재가 상기 조절 영역(Rn)에 할당되는 상기 복사 가열기(들) 상에서 디스플레잉되고,
    c) 상기 차이 값(Δheating)이 양(positive)이며 그리고 규정된 제3 최대 차이 값(Δ3heating(max))보다 양적으로 더 큰 경우에, 상기 반가공된 제품 및/또는 온도 센서(TSn)의 잘못된 포지셔닝(faulty positioning)의 존재가 디스플레잉되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  14. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열 카메라(thermal camera) 및 하나 또는 수개의 고온계들은 측정 설비로서 사용되며, 열적 영상(thermal image) 상의 측정 지점은 또한, 고온계가 상기 반가공된 제품의 표면을 측정하는 각각의 위치에서 규정되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 반가공된 제품의 상기 가열 속도는 연속적으로 감시되며, 상기 가열 속도에서의 상당한 변화가 상기 반가공된 제품의 용융점의 범위에서 발생하며, 그 후에 상기 용융점에서 시작하는, 상기 가열 속도의 약간의 상승이 검출되며, 상기 온도는 변화(Δd/dt)에 기초하여 이러한 지점에서 얻어지고, 그리고 데이터 시트(data sheet)에서 특정된 상기 반가공된 제품의 플라스틱의 용융점과 비교되며, 상기 고온계의 오염은, 상기 반가공된 제품의 용융점의 결정된 온도와 상기 데이터 시트로부터의 온도 사이의 편차로 부여되어 디스플레잉되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  16. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반가공된 제품들은 상기 하우징 내로 연속적으로 도입되고, 선택가능한 포지션에 배열되고, 그리고 가열되며, 이러한 반가공된 제품들은 하나 또는 수개의 조절 영역들(Rn)에 각각 할당되며, 조절 영역(Rn)의 온도 센서(TSn)는 반가공된 제품의 각각의 가열 속도를 감시하는 데 사용되며, 상기 가열 속도의 차이 값(Δheating)의 시간에 따른 변화(Δd/dt)가 감시되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
  17. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    자유 대류의 방향으로의 기류는 시간의 선택가능한 기간을 위해 제공되며, 그리고 상기 기류의 방향이 역전되며, 그리고 상기 열 대류를 상쇄시키는 기류는, 상기 반가공된 제품의 용융점에 도달하기 직전에 생성되는 것을 특징으로 하는,
    몰딩된 부품들을 제조하기 위한 방법.
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