用于制造具有半成品的成型件的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于制造成型件的方法，其中，将一个或多个半成品在加热装置中加热并且接着供应给成型机。本发明还涉及一种用于实施所述方法的装置。本发明优选的应用领域是制造塑料成型件，这些塑料成型件分别具有一个设有塑料材料的半成品。半成品在本发明的意义上可以是各种任意如下构件，所述构件利用加热装置可被置于能够在后续步骤中被成形的状态中。尤其是，半成品可以是所谓的“有机板材”。“有机板材”通常理解为由一层或多层织物(例如玻璃纤维、碳纤维或天然纤维)制成的构件，所述织物用热塑性的基体材料(例如聚丙烯或聚酰胺)浸渍。

背景技术：

由de102014010173a1已知将半成品供应给加热装置并且在其中加热至如下温度，在该温度时半成品能在后续步骤中被成形并且必要时能够用塑料材料注塑包封。在所述加热装置中，两个热辐射器彼此隔开间距相对置地设置。因此形成加热区域，该加热区域向上以及向下由热辐射器限界并且在其侧面上是开放的。半成品借助张紧框架或在线材支座上沿直线的运输路径被移动通过所述加热区域。在加热装置的一侧上，半成品在加热装置的外部被提供并且借助张紧框架或线材支座被移入到加热装置的加热区域中。半成品停止在那里并且借助所述热辐射器的辐射被加热至希望的温度。接着半成品借助张紧框架或线材支座进一步被运输并且在相对置的那侧上从加热区域以及因此从加热装置中被移出。随后这样预加热的半成品可以借助合适的抓取装置被运输至成型机(例如注塑成型机)。由于开方的那个侧面，加热装置在能量方面是不利的并且在使用所述加热装置的情况下成型件制造与相应较高的费用相关。

此外，由现有技术已知使用一种加热装置，该加热装置具有封闭的壳体，该壳体具有门和在壳体内部中的热辐射器、尤其是红外线热辐射器。半成品在门打开时被引入到壳体内部中，接着门被关闭。半成品利用由热辐射器产生的热辐射加载并且被加热。接着壳体的门被打开并且经预加热的半成品从壳体中被取出。在此，打开门并且取出半成品可以根据可预先给定的加热持续时间进行或根据要实现的可预先给定的半成品的温度进行。所述类型的加热装置更确切地说从能量方面看比前述现有技术中的加热装置更有利。然而不利的是，在加热装置运行时壳体内部不希望地强烈加热并且此外在壳体内部中出现不均匀的温度分布，该温度分布对加热半成品有不利影响。

技术实现要素：

由此出发，本发明的任务在于，给出一种用于制造成型件的方法，在该方法中将一个或多个半成品在加热装置中以能量方面高效并且均匀的方式加热并且接着供应给成型机。本发明的另一个任务在于，给出一种适用于该方法的装置。

首先提到的任务的解决方案通过一种具有权利要求1的特征的方法来解决。第二个任务的解决方案通过一种具有权利要求21的特征的装置来解决。本发明的有利实施方案和扩展方案在从属权利要求中给出。

由于在壳体内部中产生与热对流反作用的空气流动、尤其是在壳体内部中基本上从上向下指向的空气流动而防止：在壳体内部在上部区域中由于空气上升比在下部区域中更强烈地加热。由此可实现，将壳体内部中的温度保持为恒定水平。因此，半成品能够被均匀加热。因此，尤其可实现，半成品在其整个表面上具有均匀的温度分布。

对于空气流动来说，在当前情况中可使用大气的空气。但原则上也可使用另外的气体，以便产生在此希望的空气流动。因此，术语“空气”在当前情况中应该理解为任意气态的流体，即使优选应该使用大气的空气。

所述半成品可以在炉中以竖直的或水平的位置被加热。

所述半成品可以例如在压制机中仅被成形。但也可以例如在注塑成型机中成形并设有另外的材料、尤其是塑料材料。因此，成型机可以理解为如下任意机器，在该机器中经加热的半成品可以仅被成形或者被成形并设有另外的材料、尤其是设有塑料材料。

优选地，可根据在壳体上部区域中的温度to与在壳体下部区域中的温度tu之间的温差(to-tu)来调节与热对流反作用的空气流动，其中，对空气流动的调节优选以如下方式进行，即所述温差尽可能小。可得到的温差尤其也与壳体大小有关。接近0℃的温差是最优的，但在实际中更容易能够在相对小的壳体中实现。优选地，所述温差应小于15℃、优选小于10℃并且更特别优选地小于5℃。在没有与热对流反作用的空气流动的情况下，在壳体中产生相对高的温差。所述温差根据壳体可为50℃以及更大。在此，可测量在壳体上部区域中的温度to以及在壳体下部区域中的温度tu、尤其是在壳体盖与壳体底部的各自内侧上的温度(to、tu)。

所述空气流动尤其是可构成为循环空气流动，其中，为了空气的循环而使用各自具有一个或多个通风机的一个或多个空气通道。在此，在壳体底部区域中的空气可尤其是经由在壳体底部中的一个或多个开口从壳体内部中被吸出，并且已吸出的空气可经由所述一个或多个空气通道被引导到壳体的上侧。所述空气然后可在壳体上部区域中尤其是经由在壳体盖中的一个或多个开口被导回到壳体内部中。

所述一个或多个通风机优选地能转速可控地通过变流器来运行。根据所述温差(to-tu)如何变化，一个或多个通风机的转速可自动适配。当温差增大时，所述转速提高并且当温差减少时再次降低。

也可以规定，“压缩空气”被引入到壳体中，以产生空气流动，所述空气流动与热对流相反指向。为此，在壳体中、尤其是在壳体下部区域中可以设置有一个或多个喷嘴，所述喷嘴连接到合适的压缩空气源上。此外，设置有调节机构(例如阀装置)，以便能够调节流入到壳体中的压缩空气的压力和量。根据所述温差(to-tu)如何变化，一个或多个喷嘴的量或压力可以自动适配。当温差增大时所述压力和/或量提高并且当温差减小时所述压力和/或量再次降低。

替代上面提到的循环空气运行和/或压缩空气运行或附加于此可以规定，当超过壳体内部中可预先给定的炉运行温度t运行时，规定将新鲜空气输送到壳体内部中。优选地在壳体上部区域中、尤其是在壳体盖的内侧上测量所述炉运行温度。换句话说，在壳体上部区域中、尤其是在壳体盖的内侧上设置有温度传感器，该温度传感器用于求取当前温度to(t)或者说当前炉运行温度t运行(ist)，所述炉运行温度与预先给定的炉运行温度t运行(soll)作比较。

此外，可以规定，当超过壳体内部中可预先给定的炉运行温度t运行(soll)时，打开一个或多个设置在壳体上的活门和/或一个或多个设置在壳体上的门，其中，优选将在壳体上部区域中、尤其是在壳体盖的内侧上测量的温度to(ist)或当前炉运行温度t运行(ist)与预先给定的炉运行温度t运行(soll)作比较。替代于或附加于新鲜空气输送和/或循环空气运行和/或压缩空气运行，可规定打开活门和/或门。

因此总体上，所述措施“循环空气运行”、“压缩空气运行”、“新鲜空气输送”、“打开活门和/或门”可以任意相互组合。

根据本发明的一种优选的实施形式，在壳体中可以设置有多个能彼此独立运行的热辐射器和多个调控区rn，其中，每个调控区rn配设有恰好一个温度传感器tsn、尤其是高温计。对于调控区总是设有恰好一个温度传感器。

替代地，可使用热学摄像机用于温度检测。多个测量位置/测量区域可按照所测量的热学图像限定。在每个测量位置上可以检测温度。在使用热学摄像机时，每个调控区配设有按照热学图像限定的测量位置。因此，每个调控区配设有恰好一个测量位置。所述一个测量位置可以说对应于上述一个配设给调控区rn的温度传感器tsn。

因此，调控区能以如下方式被限定，即对于所述调控区总是设有恰好一个唯一作用的温度传感器或者说一个唯一作用的高温计，以便检测嵌入件的位于所述高温计透镜前面的区域中由嵌入件发射的热辐射。因此，每个调控区配设有恰好一个作用的温度传感器或者说一个作用的高温计，反之亦然。“作用的(aktiv)”表示以下内容：在调控区中在物理上可以设有多个高温计，但仅唯一一个高温计被用作用于温度调节的测量器件并且因此是“作用的”。例如可设想，除被使用的并且因此“作用的”第一高温计以外提供第二高温计作为备件，以便在作用的第一高温计失效的情况下能够继续运行生产，其中，然后所述第二高温计被“作用”接通。但“非作用的”第二高温计也可被用作相对于“作用的”第一高温计的参考测量。

配设给调控区的热辐射器的数量是可变的。在许多情况中，一个调控区配设有唯一的热辐射器。然而因此也可以一个调控区配设有多个热辐射器。因此，每个调控区rn可以配设有一个或多个热辐射器。

在每个调控区rn中可以测量半成品的朝向配设给调控区rn的所述一个或多个热辐射器的表面的温度的当前温度实际值tn(t)。对于所述表面可预先给定温度额定值tn(soll)，并且所述温度额定值tn(soll)与在调控区rn中对于半成品的所述表面所测得的当前温度实际值tn(t)之间形成差值并且因此对于每个调控区rn求取当前差值δn(t)(＝调控区rn中的当前温度差量)。由此出发可求取当前温度差值δn(t)最大的调控区并且因此可存在具有当前最大差值δn(t)(＝温度差量最大值)的调控区rn。可根据相应的当前最大差值δn(t)来运行其它调控区的热辐射器。优选地可以设定受控的运行。也可以提到“主-从调节”，如所述“主-从调节”原则上由计算机技术已知。具有最大差值δn(t)的调控区可以说构成“主”并且其余的调控区各自构成一个“从”。

利用上面提到的措施可以实现均匀地加热所有存在于加热装置中的半成品。此外，温度分布的均匀性在各单个半成品中从本身来看以及就所有的半成品来看得以改进。

尤其是下文情况中根据上面提到的“主-从调节”对半成品同步加热可以是有利的：

a)如果半成品未精确地居中定位在两个相对置的热辐射器之间，则半成品的一侧或者说半成品的表面较快地被加热、即与热辐射器具有较小的距离那一侧或表面。输入到半成品中的能量随着距离减小按指数级增大，使得即使与精确居中的定位稍有偏差也会产生不利影响。即使几毫米范围内的偏差也可能是非常重要的。

b)当在加热装置的壳体中彼此相叠地和/或并排地设置有多个热辐射器并且设置有多个调控区rn和温度传感器tsn时，为了加热唯一的半成品，每个热辐射器可被分开调节并且所有的调控区rn同时达到其各自的额定温度。由此实现均匀地加热半成品。

c)当在加热装置的壳体中彼此相叠地和/或并排地设置有多个热辐射器并且设置有多个调控区rn和温度传感器tsn时，为了同时加热多个半成品，对于每个要同时加热的半成品可以设定不同的额定温度并且每个配设给所述半成品的调控区可彼此独立地被调节并且每个所述半成品可被加热至自身的额定温度。这例如可以当要在加热装置中加热不同的半成品时是所述情况。例如可设想，要同时加热的半成品由相同的材料制成，但是不一样厚。也可设想，要同时加热的半成品具有相同的厚度，但由不同的材料制成。在加热装置中要同时加热的半成品的额定温度的区别，在本身相同的半成品在随后的成形过程中要不同地成形时也可以是有利的，以便获得不同成形的半成品。由于不同的额定温度导致不同的加热速率，具有较低额定温度的半成品在较长的时间内被加热并且因此经历较长的均热时间。然而这是不希望的，因为由此在半成品上可能出现热降解并且不再能够实现所希望的机械性能。因此，值得期望的是，尽管存在不同的额定温度，所有半成品被同步加热至其各自的额定温度。

根据本发明的一种在调节技术上优选的实施形式，可以预先给定具有可预先给定的接通持续时间(接下来称作脉冲持续时间)的时间区段(接下来称作周期持续时间)，其中，这样构成的时间区段分别表示脉冲宽度调制的一个脉冲持续时间，并且周期持续时间优选小于1秒、尤其是小于500毫秒并且更特别优选地小于或等于200毫秒，使得配设给一个调控区rn的一个或多个或所有热辐射器参照周期持续时间运行一可预先给定的脉冲持续时间并且对于剩余周期持续时间来说保持关断，从而参照周期持续时间得出在周期持续时间中在该调控区rn中一个或多个或所有热辐射器的当前脉冲持续时间ed。

在脉冲宽度调制的情况下，在pwm周期持续时间内预先给定、尤其是计算用于调控区rn的加热过程的功率分配器(ssr固态继电器)的接通持续时间和关断持续时间(脉冲持续时间)。在每个调控区rn中，调节器将半成品表面温度的当前温度实际值tn(t)与预先给定的温度额定值tn(soll)作比较并且由此产生用于所述调控区rn的热辐射器的脉冲宽度调制0...100％的控制信号。

在此，所述调节器在所述周期持续时间之内要多次计算在一个周期持续时间期间新的脉冲持续时间。

根据使用情况，要同时加热的半成品的数量可以小于存在的热辐射器的数量和/或所述一个或多个半成品的总面积可以小于可由存在的热辐射器加载的面积，从而存在不需要的热辐射器。在这样的情况下，配设给所述不需要的热辐射器的调控区在其余热辐射器运行时在求取所述最大差值δn(t)时仍然不被考虑。

优选地，可以使用上级调节器，利用该上级调节器监控所有作用的调控区rn。在此，时常地、尤其是在受控地运行时在每个周期持续时间内具有当前最大差值δn(t)(＝温度差量最大值)的调控区rn可被求取并且所述调控区rn(max)被用作主调控区用于其它调控区的热辐射器运行。在此，其它调控区rn的热辐射器的接通持续时间ed可以如下被计算：

edn(t)＝edn(max)-ednδ(t)，其中，

ednδ(t)＝edn(max)×v同步×[δt(max)-δtn(t)]

其中，所述公式的各组成部分具有以下含义：

ednδ(t)＝用于调控区rn的一个或多个或所有热辐射器的ed的当前求取的差值

v同步＝增益系数(由合适的调控系统的最大斜率以及所述调控系统相对于调控区rn的停机时间计算出)

δt(max)＝根据权利要求7所述的最大差值δn(t)

δtn(t)＝根据权利要求7所述的当前差值δn(t)。

使用所述公式实现，较快的区域根据调控区rn的温度差量δtn(t)在其功率方面以这样的程度减小，使得这些区域自动在加热特性中跟随主区域，并且因此所有作用的调控区rn被彼此同步地加热，也就是说所有作用的调控区rn在相同的时间达到其额定值。

可以使用由多个热辐射器部段组装成的热辐射器，其中，一个辐射器的各热辐射器部段可彼此独立地被调节以及运行。因此，半成品的要由热辐射器加载的表面可单独被加热、也就是说半成品的不同区域可以利用热辐射器以不同的方式被加热。例如，半成品在一个子区域中较强地被加热几度，以便在该区域中在下游的注塑过程中获得材料较好连接。同样例如较强地加热一个子区域，以便在随后的成形过程中能够实现较明显的/较复杂的成形。

优选地，半成品可以被定位在彼此相对置的热辐射器之间，其中，尤其是到半成品的两侧在半成品与热辐射器之间存在有相同的距离。换句话说，半成品精确地居中定位在相对置的热辐射器之间。

此外，被看作有利的是，在开始所述制造方法之前或在生产中断之后重新开始所述制造方法之前对加热装置进行预加热，其中，将壳体内部加热至预热温度t1预，该预热温度低于可预先给定的炉运行温度t运行。在此优选地，对于加热装置的全自动运行的和/或与半成品相协调的温度可被作为炉运行温度t运行的依据。通过预加热，所述生产可以直接紧接着预加热以自动模式开始。由此，避免试铸件(；anfarhteile)并且节省费用，如这在没有预加热的情况下是所述情况。如果在成型机上出现生产中断，则在低于预先给定的预热温度t1预时加热装置可以自动地进入到预热程序中。这防止过度冷却加热装置。因此，具有受限访问权限的操作人员(例如夜班的操作人员)可以在成型机较长的停工时间(例如45分钟)之后没有问题地再次启动生产。在没有预加热的情况下，当成型机的有经验的装配工在场时，例如在次日早晨接着夜班时，所述生产首先才能被再次启动。

如果多个热辐射器被运行并且多个调控区被监控，优选地可以检查：配设给一个调控区rn的温度传感器tsn是否被半成品的辐射或被另一个调控区rn’的热辐射器的辐射加载。由此可求取：在壳体中是否存在有半成品。在壳体中不存在半成品时，对加热装置的预加热可加速并且加热装置尽可能接近或者甚至被置于所希望的炉运行温度t运行。在所述情况下，更确切地说热辐射器能够以比存在有半成品的情况更大的接通持续时间被运行。然而，如果半成品存在于壳体中，在一个或多个调控区中不再出现配设给一个调控区rn的温度传感器tsn被另一个调控区rn’的热辐射器的辐射加载，而是测量半成品的温度。在这样的情况下，对于所有的调控区rn设有温度界限，以避免“过度加热”半成品。与上面不同地，在该情况下热辐射器能仅以减少的接通持续时间被运行。换句话说，意味着以下内容。当多个热辐射器被运行并且多个调控区被监控时，可以检查：配设给一个调控区rn的温度传感器tsn是否被由半成品的辐射或被另一个调控区rn’的热辐射器的辐射加载。在不存在半成品时，对于所述一个或多个温度传感器tsn或高温计，可预先给定相对于存在半成品的情况而言更大的温度最大值。例如，不存在半成品时，在所述一个或多个温度传感器或高温计上可预先给定450℃的最大温度，而在存在半成品时，可被预先给定例如180℃的最大温度。

可以有利的是，此外，半成品的加热速率被监控并且与可预先给定的值作比较。因此，附加地其它方面能够包括到本发明中。为此，借助调控区rn的温度传感器tsn监控配设给所述调控区rn的半成品的加热速率并且与预先给定的加热速率作比较，其中，形成差值δ加热，其方式为当前加热速率减预先给定的加热速率(加热速率当前-加热速率额定)。根据差值δ加热现在可能出现以下情况：

a)在所述差值δ加热为负并且按照数值大于预先给定的第一最大差值δ1加热(max)的情况下，可显示温度传感器tsn存在故障。在此，由此出发，温度传感器tsn、尤其是在作为高温计的实施形式中经受在加热半成品时产生的蒸发。所述蒸发可能导致污染温度传感器，其中，在高温计中通常其透镜受到污染。从达到预先给定的第一最大差值δ1加热(max)起，可以从高温计透镜受到污染出发并且显示相应的故障。然后，可能需要并且实施对高温计透镜的清洁。尤其是在起动新的具有相应新高温计的加热装置时，首先有干净的透镜并且可求取相应的参考加热速率并且存储在控制装置中。这构成上述预先给定的加热速率，利用所述加热速率与当前加热速率作比较。如果随后在生产运行期间确定当前加热速率与预先给定的加热速率或者说参考加热速率有太大的偏差，则可输出故障报告。换句话来说，这意味着，然后可显示在温度传感器tsn上、尤其是高温计上存在有故障。

b)在所述差值δ加热为负并且按照数值大于预先给定的第二最大差值δ2加热(max)的情况下，可显示配设给所述一个或多个调控区rn的热辐射器存在故障。

c)在所述差值δ加热为正并且按照数值大于预先给定的第三最大差值δ3加热(max)的情况下，可显示半成品和/或温度传感器tsn存在错误的定位。因此，存在比参考加热速率更大的加热速率。这可以有不同的原因。例如，热辐射器与半成品之间的距离可能由于错误的定位而减小。也可设想，半成品在其纵向方向上观察未正确地定位并且因此高温计至少也“看到”彼此相对置的热辐射器或壳体并且检测其辐射。但也可能的是，高温计不再正确地定位。由此，高温计仅还部分地“看到”半成品并且部分地“看到”彼此相对置的热辐射器或炉壁。

在使用热学摄像机和高温计作为测量器件时，在高温计测量半成品表面的每个位置上也可按照热学图像限定测量位置。因此，高温计的所述测量可与在热学图像中的测量作比较。由此，可以推断高温计的污染。

根据本发明的一种优选的实施形式，所述加热速率可连续地如下被监控，以便检测透镜的污染。以所述加热速率，在熔化温度范围内出现加热速率的显著变化并且从熔化温度起随后通常加热速率略微提高。根据所述变化dδ/dt可在所述点上检测温度并且与在数据页中给出的嵌入件塑料的熔化温度作比较。在此，如果确定有偏差，则可以推断出透镜受到污染。

优选地，所述加热速率可连续地被监控。这意味着，可监控加热速率的差值δ加热在时间上的变化dδ/dt并且能够由此获得识别。在此，半成品被连续地引入到壳体中、布置在可预先给定的位置上并且加热，其中，这些半成品分别配设给一个或多个调控区rn，其中，借助调控区rn的温度传感器tsn监控半成品的相应加热速率。根据在时间过程中差值δ加热如何变化，由此得出不同的识别。而在高温计透镜受到污染的情况下仅存在缓慢的变化，在热辐射器有故障的情况下所述变化在极短的时间内几乎是突变式的。

在按照本发明的方法一种特别优选的实施形式中可以规定，对于可预先给定的持续时间首先设定沿自由对流方向的空气流动，并且在快要达到半成品的熔化温度之前所述空气流动的方向反转并且产生与热对流反作用的空气流动。由于所述空气流动首先与在加热装置中的自由对流或者说热对流相同地指向，因此在半成品旁流过的空气达到较高速度。在半成品旁流过的热空气的速度越大，越多的热量可被传输到半成品上。在快要达到可预先给定的温度、尤其是半成品的熔化温度之前，空气流的方向可以反转并且产生与热对流反作用的空气流动，以便能够尽可能小地保持在壳体中的热对流并且实现在半成品中温度分布的均匀化。因此，在加热半成品开始时实现短的加热时间并且同时在加热过程结束时实现在半成品中均匀的温度分布。达到熔化温度可根据加热速率的变化被识别或求取。为此，设定对加热速率的相应分析评估。

为了解决上述的第二个任务，按照本发明的装置的特征在于，设置有：用于半成品的加热装置；以及成型机，用于使半成品成形并且必要时将塑料材料施加到已成形的半成品上。所述加热装置具有闭合的壳体，所述闭合的壳体具有至少一个门。替代于此或必要时也附加地，所述壳体具有至少一个开口，所述开口能借助与壳体分离的器件被封闭。为了封闭在壳体中这样的开口例如可设置有板，所述板借助操作装置能被放置到所述开口上并且能从所述开口被取下。优选地，在此可设置有将半成品引入到壳体中的操作装置。替代于此或必要时也附加地，加热装置具有可分开的壳体，在该可分开的壳体中各壳体组成部分可移动离开彼此以便形成开口并且可朝向彼此移动以便形成闭合的壳体。在壳体内部中设置有一个或多个热辐射器、尤其是红外线热辐射器。此外，设置有如下器件，借助该器件在壳体内部中可产生与热对流反作用的空气流动。

按照本发明的装置适合用于制造由半成品以及必要时施加在其上的塑料材料制成的成型件。该装置尤其是适合于实施根据权利要求1至18之一所述的方法。

在本发明的意义上，门可以理解为任意类型的可机械操纵的封闭元件，利用该封闭元件在壳体中可以产生开口并且再次消除开口。因此，通过沿打开方向操纵门或者说封闭元件，在壳体中可产生或者说提供开口，半成品可通过该开口被引入到壳体内部中并且被定位在那里。通过沿关闭方向操纵门或者说封闭元件，所述开口可以再次被封闭并且因此形成闭合的壳体。这样的门可构造成旋转门或滑动门。

但也可能的是，设置有可分开的壳体，其中，各壳体组成部分可移动离开彼此并且可朝向彼此移动。以这种方式，也可以产生并且提供开口，半成品通过该开口可被引入到壳体内部中。在最简单的情况下，所述壳体可以由两个组成部分、尤其是由两个半部组成，它们在移动到一起的状态中构成闭合的壳体。在移动离开彼此的状态中提供在本发明的意义上的开口。

根据一种特别简单的实施形式，所述壳体仅具有一个足够大并且合适结构的开口，半成品可以通过该开口被引入到壳体中。所述开口可以用板封闭，该板借助操作装置可以被放置到所述开口上并且从所述开口再次被取下。优选地，在此可以设置有将半成品引入到壳体中的操作装置。

根据一种优选的实施形式，一个或多个空气通道可各自设置有一个或多个通风机，其中，一个或多个所述通风机的转速优选可被调节、尤其是借助合适的变流器来调节。所述一个或多个空气通道可在一侧连接到壳体底部中的一个或多个开口上并且在另一侧连接到壳体盖中的一个或多个开口上。因此，借助所述一个或多个通风机在壳体中可产生空气流动，在所述空气流动中在壳体底部区域中空气从壳体内部中被吸出，已吸出的空气经由所述一个或多个空气通道被引导到壳体的上侧并且在壳体上部区域中被导回到壳体内部中。但根据通风机的调节，空气流动也能以相反的方向产生。利用这样构造的装置可以产生循环空气运行，其中，空气流动的方向可被自由调节。因此，可产生空气流动，该空气流动与热对流反作用、尤其是用于实施根据权利要求1的方法。但在需要的情况下，空气流动也能以相反的方向产生、尤其是用于实施根据权利要求20的方法。

为了提高加热装置的灵活性，在一个或多个空气通道上可以设置有一个或多个可封闭的并且可打开的空气通道活门，通过所述空气通道活门在需要的情况下可设定将新鲜空气或其它气体输送到壳体内部中。

根据另一种实施形式，在壳体中、尤其是在壳体下部区域中可设置有一个或多个喷嘴，所述喷嘴连接到合适的压缩空气源上。因此，压缩空气可被引入到壳体内部中，以产生与热对流相反指向的空气流动。优选地，可以设置有调节机构(例如具有合适的阀控制装置的阀装置)，以便能够调节流入到壳体中的空气的压力和量。根据所述温差(to-tu)如何变化，因此一个或多个所述喷嘴的量或者说压力可自动适配。

同样，在所述壳体上可设置有一个或多个壳体活门和/或一个或多个门，通过它们在打开的状态中新鲜空气可以流入到壳体内部中并且热空气可以从壳体内部中流出。本来存在的并且设置用于引入半成品的门可以设置作为用于新鲜空气输入的门。

优选地，在壳体上侧在壳体盖中设置有一个或多个壳体活门，所述壳体活门优先用于使热空气可从壳体内部中流出。优选地，在壳体的下侧在壳体底部中和/或在壳体侧壁的下部区域中设置有一个或多个壳体活门，所述壳体活门优先用于使新鲜空气可流入到壳体内部中。所述门优先用于在打开门时半成品能够被引入到壳体中并且从所述壳体中被取出。只要门打开，新鲜空气也能够流入到壳体中并且热空气也能从壳体中流出。

门的布置结构以及结构上的实施方案、门或门元件的操纵方式以及操纵方向根据壳体1的相应结构上的给定条件以及要加热半成品的构型而定向。这符合意义地也适用于壳体活门和所述一个或多个空气通道。

在加热装置的壳体中可设置有多个能彼此独立地运行的热辐射器以及多个调控区rn。在此，每个调控区rn配设有恰好一个温度传感器tsn、尤其是高温计。配设给调控区的热辐射器的数量可变化并且尤其是根据以热辐射加载的半成品的尺寸而校准。因此，每个调控区rn可以配设有一个或多个热辐射器。在此，可设想多样的构型，其中一些构型在所述实施例的描述中并且参考合适的附图被详细阐述。

优选地，可以形成或设置有多对热辐射器，其中，所述多对热辐射器中的每对热辐射器由两个彼此隔开间距的并且朝向彼此的热辐射器构成。因此，每对热辐射器构造用于以热辐射加载位于其间的半成品。

根据按照本发明的具有多对热辐射器的装置的第一实施形式可以规定，在壳体中在相邻的热辐射器对之间分别装入一个分隔壁，使得在壳体中存在有多个腔室并且在每个腔室中存在有一对热辐射器。一对热辐射器设置用于加热恰好一件半成品。所述分离壁可或多或少非常明显也热绝缘地构造。因此，所述实施形式尤其有利的是，在成型机中设有多个成型型腔，使得多个半成品在一个工作过程中同时成形并且必要时可设有塑料材料，尤其是在如下情况中：所述成型机构造成具有多型腔注塑工具的注塑成型机。因此，所述第一实施形式也可以被称作多型腔装置。

根据按照本发明的具有多对热辐射器的装置的第二种实施形式可以规定，一对或多对热辐射器设置用于加载唯一一件半成品。因此涉及半成品具有需要多对热辐射器运行的尺寸。因此，在正常情况下也存在多个调控区，使得所述实施形式也可被称作具有多个调控区的装置。在此，尤其是存在多个用于唯一一件半成品的调控区。

原则上，也可以使用由多个热辐射器部段组装成的热辐射器。在此，可以有利的是，各个热辐射器部段可彼此独立地被运行和调节。

附图说明

接下来要借助各实施例并且参照附图详细描述本发明。附图中：

图1示出按照本发明的加热装置的第一实施形式；

图2示出按照本发明的加热装置的第二实施形式；

图3示出按照本发明的加热装置的第三实施形式；

图4a-4d示出将热辐射器配设给调控区的不同变型方案；

图5示出具有多个热辐射器部段的热辐射器；

图6示出用于制造注塑包封的有机板材的生产设备；

图7示出用于两个同步要加热调控区的温度、ed调节信号以及ed脉冲持续时间的变化曲线；

图8示出具有可分开的壳体的加热装置；

图9示出在加热时半成品的温度的时间上的变化曲线。

具体实施方式

图1非常示意性地示出按照本发明设计的具有壳体1的加热装置20，所述壳体具有侧壁1a和1b、壳体盖1c和壳体底部1d。在壳体1的前侧上用虚线表示存在有门7。在门7打开时，要加热的半成品2可被引入到壳体1的内部中并且可再次被取出。在本实施例中，设置有半成品2的竖直布置结构。在壳体1的内部中设置有一对热辐射器，其中，这对热辐射器由两个彼此隔开间距的并且朝向彼此的热辐射器5a和5b构成。每个热辐射器配设有一个高温计6a和6b，利用所述高温计可以测量半成品的相应表面温度。每个所述高温计6a和6b有一个调控区，就所述调控区而言还会结合后续附图详细说明。在壳体1中，在壳体盖1c的内侧上设置有第一炉温度传感器3a并且在壳体底部1d的内侧上设置有第二炉温度传感器3b。所述炉温度传感器例如可以是热偶元件。利用所述温度传感器可以测量上部炉温度to(热偶元件3a)和下部炉温度tu(热偶元件3b)。此外，在壳体1上在上部设置有壳体活门8a并且在下部设置有壳体活门8b，所述壳体活门在需要的情况下能够被打开和关闭。此外，设置有空气通道9，该空气通道在一侧连接到壳体底部1d中的开口上并且在另一侧连接到壳体盖1c的开口上。在空气通道9中装入具有转速可变的通风机。在图1中，所述通风机10以如下方式运行，使得在壳体底部1d的区域中空气从壳体内部中被吸出，被吸出的空气经由空气通道9被引导到壳体1的上侧，并且空气在壳体上部区域中被导回到壳体1内部中。所述空气流动通过在空气通道9中标绘的箭头示出。在空气通道9上连接有分支管路9a，在该分支管路的端部上安装有空气通道活门11，在空气通道活门11打开时可通过所述空气通道活门进行新鲜空气输送，这要用分支管路9a中的箭头示出。

在接下来的图2和图3中示出没有门7以及没有壳体活门8a、8b的壳体1。

借助图2要详细描述所谓的多型腔运行或者说多型腔装置。与图1不同，在当前情况中在加热装置中设置半成品的水平布置结构。但原则上也可以在此设置竖直布置结构。在壳体1的内部中设有分隔壁12，该分隔壁将壳体的内部分成两个腔室21和22。所述分隔壁12可以构造成或多或少强烈热绝缘的。但原则上也可能的是省略分隔壁12。当在炉中不同的温度区域主导时，所述热分离可以是有意思的。此外，用于有针对性地引导空气流动的热分离可以是有利的。仅部分地示出空气通道9、即连接到壳体盖1c上和壳体底部1d上的区段。为了将到达的空气流尽可能均匀地分配到两个腔室21和22，以适合的方式构造的导流板23设置在壳体1的上部区域中。所述导流板23基本上具有竖直的导流板件23a和水平的导流板件23b，它们相应地根据对空气流分配的要求来设计。在每个腔室中设置有一对热辐射器，分别有一个要加热的半成品2居中定位在这对热辐射器之间。因此，腔室21如下地装备：热辐射器5a和5b、高温计6a和6b、炉温度传感器3a(上部)和3b(下部)、调控区13a和13b。因此，腔室22如下地装备：热辐射器5c和5d、高温计6c和6d、炉温度传感器3c(上部)和3d(下部)、调控区13c和13d。如上面已经在本发明的描述中详细解释的适合以下内容。调控区通过如下方式限定，即对于所述调控区总是存在有恰好唯一的高温计，以便检测壳体的位于高温计透镜前面的区域的辐射。因此，在本实施例中有四个调控区r1、r2、r3和r4。此外，根据所述实施例规定，每个所述调控区配设有恰好一个热辐射器。此外，也可以设定用于将空气流输送到腔室21和22中的另一种方式。例如，在每个腔室上可以连接有空气通道9a的一个单独的区段，使得在分隔壁12的左侧和右侧，两个空气通道区段9通入到壳体盖1c中并且两个空气通道区段9通入到壳体底部1d中。为了能够为腔室21和22不同地提供空气，在连接到腔室21和22的区域中壳体盖1c上的空气通道区段中可以设置有分开的可调节的通风机。未示出门，半成品2通过所述门可被引入到腔室21和22中。优选地，在壳体1上对于每个腔室21、22可以设置有一个单独的门。

图3示出按照本发明的装置的第二实施形式，其中，为了简单起见，仅示出加热装置的壳体1。在当前情况中，设置有两对热辐射器用于加载唯一一件半成品2，即在壳体1的左边区域中设置第一对热辐射器5a和5b以及在壳体1的右边区域中设置第二对热辐射器5c和5d。所述半成品2具有需要两对热辐射器运行的尺寸。在此，存在用于唯一一件半成品2的多个调控区r1、r2、r3和r4。因此，所述实施形式也可被称作具有多个作用的调控区的装置。为了简单起见，在当前情况中空气通道9(参见图1和图2)完全被省略。可设想多种可能性并且对于本领域技术人员来说可实现：空气流怎样被供应到壳体1中并且从所述壳体中被导出。此外，在壳体1中存在这里未标示的门。

借助图4a、4b、4c和4d，接下来要描述将热辐射器配设给调控区的不同变型方案。示出一组四个热辐射器的俯视图。

a)图4a示出分别具有一个作用的高温计6a、6b、6c和6d的四个调控区13a、13b、13c和13d的实施形式。每个调控区设有一个单独的热辐射器5a、5b、5c和5d。

b)图4b示出具有三个虚线框出的调控区和四个热辐射器的实施形式，其中，调控区13c包括两个热辐射器5c和5d并且调控区13a和13b分别仅包括一个唯一的热辐射器5a或5b。在调控区13c中设有作用的高温计6c。第二高温计6d不存在或切换成非作用的。“非作用的”高温计也可以仅在测量运行中使用。例如，所述“非作用的”高温计可以用于测量关于由“作用的”高温计所测量的值的参考值。

c)图4c示出具有两个虚线框出的调控区和四个热辐射器的实施形式，其中，调控区13a和13b分别具有两个热辐射器。所述调控区13a配设有热辐射器5a和5b，并且调控区13b配设有热辐射器5c和5d。在调控区13a中设有作用的高温计6a。第二高温计6b不存在或切换成非作用的。调控区13b同样装备有作用的高温计6c并且另一个高温计6d不存在或切换成非作用的。

d)在图4d中仅还设有一个唯一的调控区13a，该调控区配设有四个热辐射器5a、5b、5c和5d。仅存在唯一的高温计6a，如果还存在有其它高温计6b、6c和6d的话，则仅唯一的高温计6a切换成作用的。

图5示出热辐射器50的一种实施形式的俯视图，该热辐射器包括多个热辐射器部段51、52、53并且立即组装成。所述热辐射器部段尤其是参照辐射面可以与在图5中示出的那样一样大。但原则上也可以设有不一样大的热辐射器部段，只要整体上可以形成一个连续辐射的面。

在图6中示意性地示出，按照本发明的加热装置20如何与成型机配合作用。在图1中示出一种示例性的注塑成型机4。在加热装置20与注塑成型机4之间设置有操作装置14，以便将半成品2从加热装置20中供应给注塑工具。所述注塑成型机4具有机床24。在所述机床24上固定有固定的模具夹紧板25并且可线性移动地支承有可移动的模具夹紧板26。为了其可线性移动的支承，可移动的模具夹紧板26以能沿四个水平柱27移动的方式支承。可移动的模具夹紧板26例如可以通过未详细示出的液压驱动装置沿四个水平柱27的纵向延伸部移动。可移动的模具夹紧板26通过线性导向装置28能水平移动地支承在机床24上。在固定的模具夹紧板25上固定有第一注塑模半部29。在可移动的模具夹紧板26上固定有第二注塑模半部30。所述两个注塑模半部29和30在本实施例中构造用于能够使半成品2成形并且利用热塑性塑料注塑包封。所述半成品2例如可以是板形半成品、尤其是有机板材。

如在图6中示意性地示出的提供一种按照本发明的加热装置20，该加热装置设置用于加热放入在其中的半成品。在半成品达到其成形温度之后，在下一个步骤中半成品2借助操作装置14从加热装置20中被取出。为此，所述操作装置14例如具有针式抓具31，该针式抓具构造用于保持半成品2。此外，借助操作装置14，半成品2可以被运送到用于半成品成形和注塑包封的注塑成型机4的模具32中。所述模具32在示出的实施例中由两个注塑模半部29和30构成。注塑成型机4的注射器单元为了简单起见未示出。

接下来要详细阐述所述装置的工作原理或者说在使用所述装置的情况下描述按照本发明的方法。

按照本发明的方法或调节/控制的目的是，在生产期间并且即使在机器静止状态时尽可能恒定地保持炉运行温度。此外，附加地在加热装置2的壳体1内应该出现均匀的温度分布。接下来，加热装置2也要被简称作炉。在开始所述制造方法之前或在生产中断之后重新开始所述制造方法之前进行预加热所述炉，其中，将壳体1的内部加热至预热温度t预，该预热温度低于可预先给定的炉运行温度t运行。在上部热偶元件3a上测量的温度to被拿来作为炉运行温度t运行。优选地，对于加热装置的全自动运行和/或与半成品相协调的温度to被作为炉运行温度t运行的依据。

在壳体1中测量关于温度传感器例如下部热偶元件(3b)和下部热偶元件(3a)的温度。如果存在有多个腔室(参见图2)，在每个所述腔室中设置有一对这样的温度传感器。如果在上部热偶元件3a上的温度升高超过预先给定的炉运行温度，则活门8a、8b以及在加热间歇中一个或多个门7也被打开一计算得到的持续时间，以确保受控地冷却至炉运行温度。

热对流效应(炉由于空气流动/自由对流或热对流而上部比下部热)通过技术措施“空气逆流”借助受控的逆流空气流来反作用。在壳体1的内部中产生与热对流反作用的空气流动(参见图1中的箭头)。所述空气流动在壳体内部中基本从上部朝向下部指向。

借助通风机10，在炉的下部区域中较冷的空气被吸出并且经由空气通道9被导回到炉的上部区域中。由此，产生反向于对流的空气流。在此，通风机10转速可控地通过变流器来运行。当下部的温度传感器(3b)与上部的传感器(3a)之间的温度差量增大时，通风机10的转速自动适配(增大/减小)。

为了尽可能同步加热多个半成品，如下地进行：

上级调节器观察在壳体1中所有“作用的”调控区rn并且对于每个调控区rn如下计算当前温度差量。在每个调控区rn中测量半成品的朝向配设给调控区rn的热辐射器表面的温度的当前温度实际值tn(t)。对于所述表面而言预先给定温度额定值tn(soll)并且在所述温度额定值tn(soll)与在调控区rn中半成品的该表面的所测得的当前温度实际值tn(t)之间形成差。因此，对于每个调控区rn求取当前差值δn(t)(＝在调控区rn中的当前温度差量)。由此出发，求取当前温度差值δn(t)最大的那个调控区以及因此存在具有当前最大差值δn(t)(＝温度差量最大值)的调控区rn。其它调控区的热辐射器可以根据相应当前最大差值δn(t)来运行。优选地，可以设定受控的运行。也可以提到“主-从调节”。具有最大差值δn(t)的调控区可以说构成“主”并且其余的调控区各自构成一个“从”。例如，在图2中调控区r1可以构成“主”并且其余的调控区r2、r3和r4构成“从”。根据加热速率，在时间过程中另一个调控区可以变成“主”。“主”的功能可以说是动态的并且非长期是固定的。

图7示例性地示出对于两个调控区“a”和“b”参照配设给相应区的热辐射器的运行而言相应半成品温度的时间变化曲线以及所属电参量的时间变化曲线。对于调控区“a”，附图标记用字母“a”补充并且对于调控区“b”用字母“b”补充。所述温度变化曲线用48a和48b标记。由上级调节器(同步调节器)计算的调节信号用47a和47b标记。热辐射器的接通持续时间ed用49a和49b标记。由图7可看出，如何实现同步加热。由于调控区“b”比调控区“a”更快地加热，在调控区“b”中从一开始设定调控区“b”的较短的脉冲持续时间49b(即热辐射器的较短的接通持续时间)。调控区“b”的所述脉冲持续时间49b在进一步的过程中比调控区“a”的脉冲持续时间49a保持较短。由此实现在对于两个调控区“a”和“b”的加热过程结束时实现在半成品上相同的温度。

根据图8，所述加热装置也可以具有可分开的壳体。根据本实施例，壳体1具有两个半部1.1和1.2，它们能够离开彼此地移动以及能够移动到一起。所述两个壳体半部支承在引导件15上并且能够机械地被移动。图8示出在移动离开彼此的状态中并且引入半成品2的情况。一旦针式抓具或夹紧抓具31从壳体1中被移出，则所述两个半部1.1和1.2朝向彼此移动，以形成闭合的壳体1。

图9示出半成品的温度随时间的变化。线42是半成品要被加热到的目标温度。首先，所述温度近似线性地升高(线44)。在半成品中塑料材料的熔化温度的范围内(参见线43)，所述温度在一段短时间保持几乎不发生改变。随后，所述温度再次升高并且在线42时接近目标温度。参考加热速率、即温度变化随时间的变化(dδ/dt)，这表示以下内容。所述加热速率dδ/dt在线44的区域中具有接近恒定的值w1。在熔化温度的范围内(线43)，加热速率显著地变化至第二值w2并且从熔化温度起随后再次略微提高至第三值w3。关于这些述值可确定：w1和w3明显大于w2。换言之：加热速率dδ/dt的变化曲线在w2的范围内具有明显的拐点。根据加热速率dδ/dt的变化可以在所述点上检测温度并且与在数据页中给出的半成品塑料的熔化温度作比较。在此，如果确定有偏差，则可推断出透镜受到污染。

附图标记列表

1壳体

1.1壳体左半部

1.2壳体右半部

1a左侧壁

1b右侧壁

1c壳体盖

1d壳体底部

2半成品

3a上部炉温度传感器或上部热偶元件

3b下部炉温度传感器或下部热偶元件

4注塑成型机

5a-5d热辐射器

6、6a-6d高温计

7门

8a上部壳体活门

8b下部壳体活门

9空气通道

9a分支管路

10通风机

11空气通道活门

12分隔壁

13a-13d调控区

14机器人

15机械式移动单元

20加热装置

21第一腔室

22第二腔室

23导流板

24机床

25固定的模具夹紧板

26可动的模具夹紧板

27水平柱

28线性引导件

29第一注塑模半部

30第二注塑模半部

31针式抓具/夹紧抓具

32模具

42目标温度

43熔化温度

44具有线性温度上升的范围

45周期持续时间

46脉冲持续时间

47a调控区a的调节信号的ed

47b调控区b的调节信号的ed

48a调控区a的温度

48b调控区b的温度

49a调控区a的热辐射器的脉冲持续时间

49b调控区b的热辐射器的脉冲持续时间

50具有多部段的热辐射器

51、52、53热辐射器部段