DD233731A3

DD233731A3 - Vorrichtung zum erwaermen thermoplastischer werkstoffe

Info

Publication number: DD233731A3
Application number: DD26950484A
Authority: DD
Inventors: Uwe Olbert; Werner Colditz; Juergen Von Der Ohe; Willi Schaaf; Heinz Schicha; Guenter Perlich
Original assignee: Zentralinstitut Schweiss
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1986-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwaermen thermoplastischer Werkstoffe unter Verwendung von Lichtstrahlen, vorzugsweise von Halogenlampen mittels fokussierenden Reflektoren. Ziel ist es, zu ermoeglichen, mehrere zu verformende Stellen auf engster Ebene gleichzeitig mit einem Minimum an Energie zu erwaermen. Nach der Aufgabe sollen mittels Lichtstrahlung ebene Thermoplastmaterialien auf Umformtemperatur gebracht werden. Erfindungsgemaess wird vorgeschlagen, dass um die Halogenlampe mit Reflektor ein Waermefuehrungsblech angeordnet ist und sich in Strahlrichtung des Reflektors mit dem Waermefuehrungsblech verbunden eine Schlitzmaske befindet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen Erwärmen thermoplastischer Werkstoffe unter Verwendung von Lichtstrahlen, vorzugsweise von Halogenlampen mittels fokussierender Reflektoren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, thermoplastische Werkstoffe mit Hilfe von Warmgas- oder Propangas, Wärmeschranken, Wärmeschienen und Lichtimpulsen als Wärmequelle so zu erwärmen, daß sie umformbar sind. Warmgas oder Propangas kann nur zum Vorwärmen kleinerer Halbzeuge verwendet werden. Umständliche Handhabung und lange Anwärmzeiten führendazu, daß dieses Verfahren nur für spezielle Fälle angewendet wird. Bei der Verwendung von Wärmeschränken zur Warmumformung erweist sich die völlige Erwärmung des Halbzeuges als nachteilig. Es sind spezielle Vorrichtungen zur Formgebung notwendig, um einen Verzug des Materials zu vermeiden. Das Verfahren ist für einfache Umformprozesse, wie das Abkanten, wegen langer Anwärmzeiten, ganzteiliger Erwärmung und der sich ergebenden notwendigen technischen Mittel für den Formgebungsprozeß unwirtschaftlich. Wärmeschienen zum Wärmeübertrag auf Thermoplastteile weisen ebenfalls Nachteile auf. Längere Aufheizzeiten bis zum Erreichen der Betriebstemperatur und hoher Energieverbrauch für das Betreiben des Heizschwertes sind erforderlich.

Das Anwärmen der thermoplastischen Halbzeuge bis zum Formgebungszustand ist mit längeren Anwärmzeiten verbunden, die entsprechend der Materialdicke zunehmen. Diese Nachteile beeinflussen negativ die Effektivität des Verfahrens.

In DE-OS 2221543 wird ein Bandlichtstrahler zum Erwärmen von Thermoplasten beschrieben. Mit diesem Strahler ist es möglich, mittels stark infrarothaltigem Licht schmale Bereiche von thermoplastischen Werkstoffen zu erwärmen und für die Formgebung vorzubereiten. Nachteil dieser Bandlichtstrahler ist, daß nur Halbzeuge geringerer Abmessungen erwärmt werden können und ein relativ komplizierter Aufbau des Reflexionskörpers besteht.

In DE-OS 2110804 wird eine Vorrichtung beschrieben, die es ermöglicht, mit Hilfe eines auf einem Fahrgestell angebrachten Punktlichtstrahlers thermoplastische Werkstoffe auf Schweißtemperatur zu erwärmen. Diese Vorrichtung eignet sich nicht zum Vorwärmen von Thermoplastmaterialien längerer Dimensionen, die abgekantet werden sollen. Der Wärmeeintrag dieses Punktlichtstrahlers ist nicht ausreichend und ist nur zum Vorwärmen kürzerer Strecken gedacht.

In DD-PS 126824 ist eine Einrichtung zum Schweißen und Abkanten ebener thermoplastischer Halbzeuge beschrieben. Diese Vorrichtung ermöglicht es, lange Werkstücke aus Thermoplast so zu erwärmen, daß sie in den Formgebungszustand überführt werden.

Durch die Strahlungsanordnung entstehen Brennflecklücken, so daß eine oszillierende Bewegung der Strahlergruppe notwendig ist, um diese Lücken zu überbrücken. Nachteil dieser Einrichtung ist es, daß entsprechend der Halbzeugdicke und des Absorbtionsvermögens der Thermoplastmaterialien unterschiedliche Oszillationsgeschwindigkeiten erforderlich sind. Die Regelung der Oszillationsgeschwindigkeit ist schalttechnisch sehr aufwendig.

Die Bestrahlung der zu erwärmenden Teile erfolgt von einer Seite aus, so daß beim Erwärmen dicker Thermoplastteile der Wärmeeintrag so hoch ist, daß an der Oberfläche bereits Verbrennungen entstehen, bevor dasTeil durchgewärmt ist. Damit das vermieden wird, muß das Teil gewendet werden. Das Wenden des Halbzeugs hat ein nochmaliges Ausrichten des Teils zur Folge, und eine Verschiebung der Erwärmungslinie wird verursacht. Es entstehen lange Anwärmzeiten, die die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens negativ beeinflussen. Als nachteilig erweist sich weiterhin der hohe Energieverbrauch, da über die zu erwärmende Länge des Thermoplastteils mehrere Bandlichtstrahler betätigt und gleichzeitig wirksam werden müssen.

In der DD-PS 129756 ist eine Vorrichtung zum Schweißen dünner thermoplastischer Materialien erläutert. Mit dieser Vorrichtung ist es ebenfalls möglich, thermoplastische Halbzeuge für den Abkantprozeß vorzuwärmen. Die einzelnen Bandlichtstrahler sind so angeordnet, daß sich die Strahlungsbereiche überdecken. Die Neigungswinkel der Strahlermittelachsen betragen 60°.

Nachteilig dieser Vorrichtung ist, daß die Thermoplasthalbzeuge nur von einer Seite bestrahlt werden können, dadurch ein Wenden des Materials erforderlich ist und ein hoher Energieverbrauch aus dem gleichzeitigen Betreiben aller Bandlichtstrahler resultiert.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum Erwärmen thermoplastischer Werkstoffe unterschiedlicher Wanddicken und Einfärbungenzu schaffen, womit es möglich ist, mehrere zu verformende Stellen auf engster Ebene gleichzeitig zu erwärmen und die dabei verwendete Energie zu minimieren.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erwärmen thermoplastischer Werkstoffe zu entwickeln, womit an vorzugsweise ebenen Bauteilen mittels linienförmiger Lichtstrahlungsquellen eine oder mehrere Linien oder Flächen auf Umformtemperatur gebracht werden sollen und dadurch das Abkanten verschiedener Profile realisiert werden kann. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß um die Halogenlampe mit Reflektor ein Wärmeführungsblech angeordnet ist und sich in Strahlrichtung des Reflektors mit dem Wärmeführungsblech verbunden eine Schlitzmaske befindet. Gegenstand der Erfindung ist somit die Vorrichtung, bei der das fokussierte Licht von zwei sich gegenüberliegenden linienförmig angeordneten Halogenstablampengruppen, auf prismatische Schlitzmasken trifft, die so angeordnet sind, daß ein Teil des Lichtes durch die Schlitze der prismatischen Maske tritt, so daß Lichtlinien oder Lichtflächen auf bestimmte Stellen des Thermoplastteils erscheinen, damit diese erwärmen, während der andere Teil des Lichtes von den prismatischen Schlitzmasken auf Wärmeführungsbleche, die an den Reflektorwänden befestigt sind, reflektiert und dann absorbiert wird. Nach dem

Verlöschen der nur kurzzeitig aufleuchtenden Halogenstablampen wird die vom absorbierten Licht erzeugte Wärmeenergie von den Wärmeführungsblechen abgestrahlt, so daß eine Wärmekonvektion eintritt und die erwärmte Luft durch die prismatische Schlitzmaske strömt und eine zusätzliche Erwärmung der bereits vom Licht vorgewärmten Stelle auf dem Thermoplastteil hervorruft. Dieser Effekt ermöglicht es, daß immer nur zwei sich gegenüberliegende Halogenstablampen der Bandlichtstrahlergruppen gleichzeitig aufleuchten müssen, damit der Energieverbrauch wesentlich minimiert wird, und daß' eine mechanische Hin- und Herbewegung der beiden Halogenstablampengruppen zur Überbrückung der durch die Strahleranordnung entstehenden Dunkelzonen ausreichend ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist der Aufbau der Vorrichtung dargestellt. Das abzukantende Thermoplastteil 6 befindet sich auf dem Auflagetisch 5. Oberhalb und unterhalb des Thermoplastteils 6 befinden sich die Lichtstrahler. Die Lichtstrahlerwerden kurzzeitig in Betrieb genommen. Ein Teil des Lichtes wird zur direkten Erwärmung des Thermoplastteils 6 verwendet, der andere Teil erwärmt das Wärmeführungsblech 4; 4'. Nach dem Verlöschen der Lichtstrahler wird von den Wärmeführungsblechen 4; 4' die abstrahlende Wärme zum Halten der Temperatur des Thermoplastteils 6 genutzt.

Der Aufbau der Lichtstrahle ist derart, daß um die Halogenlampen 1; 1' mit Reflektoren 2; 2'das Wärmeführungsblech 4; 4' angeordnet ist. In Strahl richtung des Reflektors 2; 2' ist mit dem Wärmeführungsblech 4; 4' eine Schlitzmaske 3; 3' befestigt.

Claims

Erfindungsanspruch:

Vorrichtung zum Erwärmen thermoplastischer Werkstoffe unter Verwendung von Lichtstrahlen, vorzugsweise von Halogenlampen mittels fokussierenden Reflektoren, gekennzeichnet dadurch, daß um die Halogenlampe (1; 1') mit Reflektor (2; 2') ein Wärmeführungsblech (4; 4') angeordnet ist und sich in Strahlungsrichtung des Reflektors (2; 2') mit dem Wärmeführungsblech (4; 4') verbunden eine Schlitzmaske (3; 3') befindet.

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