(57)【要約】  説明する成形部品を製造する方法では、半製品を加熱装置内で加熱してから賦形機械に供給する。加熱装置は、ドアまたは別個に閉鎖可能な開口を備えた閉鎖式のケーシングを有している。場合により加熱装置は、分割可能なケーシングを有しており、該ケーシングでは、各ケーシング構成部材が、開口を形成するためには互いに離反して、かつ閉じられたケーシングを形成するためには互いに接近するように可動である。ケーシングの内部には、１つまたは複数のヒータ、特に赤外線ヒータが設けられている。半製品をケーシングの内部に入れ、複数のヒータにより生ぜしめられた熱放射を供給しかつ加熱した後に、ケーシングから取り出す。ケーシングの内部には、ケーシング内で主として下から上に向かう熱対流が生じている。本発明では、ケーシングの内部に、熱対流に抗して作用する空気流、特に前記ケーシングの内部において主として上から下に向かう空気流を生ぜしめる。
2019533588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の半製品を加熱装置内で加熱してから賦形機械に供給して、成形部品を製造する方法において、前記加熱装置は、少なくとも１つのドア、または／および少なくとも１つの開口を備えた閉鎖式のケーシングを有しており、前記開口は、前記ケーシングから独立した手段により閉鎖可能であり、または／かつ前記加熱装置は、分割可能なケーシングを有しており、該ケーシングでは、各ケーシング構成部材が、開口を形成するために互いに離反移動可能であり、かつ閉じられたケーシングを形成するために互いに接近移動可能であり、前記ケーシングの内部には、１つまたは複数のヒータ、特に赤外線ヒータが設けられており、前記半製品を、前記ケーシングの内部に入れ、前記１つまたは複数のヒータにより生ぜしめられた熱放射を供給して加熱し、続いて、前記ケーシングから取り出し、前記加熱中に、前記ケーシングの内部には、該ケーシング内で主として下から上に向かう熱対流が生じており、前記ケーシングの内部に、前記熱対流に抗して作用する空気流、特に前記ケーシングの内部において主として上から下に向かう空気流を生ぜしめる、方法。
【請求項２】
前記ケーシングの上部領域の温度Ｔｏおよび前記ケーシングの下部領域の温度Ｔｕ、特にケーシング蓋およびケーシング底部の各内面における各温度（Ｔｏ，Ｔｕ）を測定し、前記熱対流に抗して作用する空気流を、測定した、前記ケーシングの上部領域の前記温度Ｔｏと前記ケーシングの下部領域の前記温度Ｔｕとの間の温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）に応じて制御し、このとき前記空気流の制御を、好適には前記温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）が１５℃未満、特に１０℃未満および極めて特に好適には５℃未満になるように行う、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記空気流は、循環空気流として形成されており、空気を循環させるためには、それぞれ１つまたは複数のファンを備えた１つまたは複数の空気通路を使用し、空気は前記ケーシング底部の領域で、前記ケーシングの内部から吸い出され、吸い出された前記空気は前記１つまたは複数の空気通路を介して前記ケーシングの上側に案内され、前記空気は前記ケーシングの上部領域において、前記ケーシングの内部へ戻される、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記空気は、前記ケーシング底部に設けられた１つまたは複数の開口を介して前記ケーシングの内部から吸い出され、かつ／または前記空気は、前記ケーシング蓋に設けられた１つまたは複数の開口を介して前記ケーシングの内部へ戻される、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記空気流を生ぜしめるために、圧縮空気を前記ケーシング内に、特に前記ケーシングの下部領域に供給し、好適には、前記ケーシング内に流入する空気の圧力もしくは量を、前記ケーシングの上部領域の前記温度Ｔｏと前記ケーシングの下部領域の前記温度Ｔｕとの間の前記温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）に応じて制御する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記ケーシングの内部の予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂを上回った場合には、前記ケーシングの内部へ外気の供給が行われるように設定されており、このとき好適には、前記ケーシングの上部領域で、特に前記ケーシング蓋の内面において測定された前記温度Ｔｏを、予め設定した前記炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂと比較する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ケーシングの内部の予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂを上回った場合には、前記ケーシングに設けられた１つまたは複数のフラップおよび／または前記ケーシングに設けられた１つまたは複数のドアを開放し、このとき好適には、前記ケーシングの上部領域で、特に前記ケーシング蓋の内面において測定された前記温度Ｔｏを、予め設定した前記炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂと比較する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記ケーシング内には、互いに独立して運転可能な複数のヒータと複数の制御ゾーンＲｎが設けられており、各制御ゾーンＲｎには温度センサＴＳｎ、特にパイロメータが１つだけ対応配置されており、各制御ゾーンＲｎには１つまたは複数のヒータが対応配置されており、各制御ゾーンＲｎでは前記半製品の、前記制御ゾーンＲｎの前記１つまたは複数のヒータに面した表面の、目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）を測定し、その際、前記表面には温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）が予め設定されており、前記制御ゾーンＲｎにおける前記半製品の前記表面に関する前記温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）と、測定した目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）との間に差が形成され、これにより各制御ゾーンＲｎ毎に、目下の差分値Δｎ（ｔ）（＝目下の温度差）を求め、このとき、前記目下の差分値Δｎ（ｔ）が最大の制御ゾーンを求め、ひいては目下最大の差分値Δｎ（ｔ）（＝最大温度差）を有する制御ゾーンＲｎが得られ、その他の制御ゾーンの前記ヒータを、前記目下最大の差分値Δｎ（ｔ）に応じて運転し、好適には制御された運転が行われるようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
以下、周期継続時間と呼ぶ時間区分を、以下、パルス継続時間と呼ぶ予め設定可能なスイッチオン継続時間と共に設定し、このように形成された時間区分はそれぞれ、パルス幅調整のための周期継続時間を示しており、該周期継続時間は、好適には１秒未満、特に５００ミリ秒未満、極めて特に好適には２００ミリ秒以下であり、１つの制御ゾーンＲｎに対応配置された１つまたは複数または全てのヒータは、前記周期継続時間に関連して予め設定可能なパルス継続時間の間だけ運転され、残りの周期継続時間の間は遮断され続けていて、結果的に前記周期継続時間に関連して、前記制御ゾーンＲｎにおける前記１つまたは複数または全てのヒータの、１回の周期継続時間における目下のパルス継続時間ＥＤが発生する、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
半製品の数は、設けられた前記ヒータの数よりも少なく、かつ／または、１つまたは複数の前記半製品の総面積は、設けられた前記ヒータにより加熱可能な面積よりも小さいことで、必要とされないヒータが存在する場合に、前記必要とされないヒータに対応する前記制御ゾーンについては、残りのヒータの運転に際して前記目下最大の差分値Δｎ（ｔ）を求めるときに考慮しないこととする、請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
全ての活性の前記制御ゾーンＲｎを監視する、上位に配置された制御装置を使用し、時々、特に制御された運転では全ての周期継続時間において、前記目下最大の差分値Δｎ（ｔ）（＝最大温度差）を有する制御ゾーンＲｎ（ｍａｘ）を検出し、当該制御ゾーンＲｎ（ｍａｘ）を、その他の制御ゾーンのヒータを運転するためのマスター制御ゾーンとして使用し、その際に、前記その他の制御ゾーンＲｎのヒータのスイッチオン継続時間ＥＤを、以下のように算出する。すなわち：
ＥＤｎ（ｔ）＝ＥＤｎ（ｍａｘ）−ＥＤｎΔ（ｔ）：
ＥＤｎΔ（ｔ）＝ＥＤｎ（ｍａｘ）×Ｖｓｙｎｃｈ×［ΔＴ（ｍａｘ）−ΔＴｎ（ｔ）］であり、該数式の各要素は以下の意味を有している。すなわち：
ＥＤｎΔ（ｔ）＝前記制御ゾーンＲｎの前記１つまたは複数または全てのヒータについてのＥＤの目下の算出された差分値
Ｖｓｙｎｃｈ＝増幅係数（適当な制御区間の最大の勾配および制御ゾーンＲｎについての前記制御区間のむだ時間から算出される）
ΔＴ（ｍａｘ）＝請求項７記載の最大の差分値Δｎ（ｔ）
ΔＴｎ（ｔ）＝請求項７記載の目下の差分値Δｎ（ｔ）である、請求項８から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
複数のヒータセグメントから構成されたヒータを使用し、１つのヒータの各ヒータセグメントを互いに独立して制御しかつ運転する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記半製品を、互いに対向して位置するヒータの間に位置決めする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
当該製造方法の開始前または一度製造を中断した後の当該製造方法の再開前に前記加熱装置の予熱を行い、このとき前記ケーシングの内部を、予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ未満の予熱温度Ｔｖｏｒに加熱し、好適には前記加熱装置の全自動運転の温度および／または前記半製品に合わせられた温度が前記炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂに基づいている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
複数のヒータを運転しかつ複数の制御ゾーンを監視する場合には、１つの制御ゾーンＲｎに対応配置された前記温度センサＴＳｎに、半製品からの放射がもたらされるのか、または別の制御ゾーンＲｎ’のヒータからの放射がもたらされるのかを調べて、半製品が前記ケーシング内に存在しているか否かを検出し、１つまたは複数の前記温度センサＴＳｎもしくはパイロメータに対して半製品が存在していない場合には、半製品が存在している場合よりも高い温度最大値を予め設定する、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
１つの制御ゾーンＲｎの１つの温度センサＴＳｎにより、前記制御ゾーンＲｎに対応配置された半製品の加熱速度を監視しかつ予め設定された加熱速度と比較し、このとき該予め設定された加熱速度を目下の加熱速度から引く（加熱速度ａｋｔｕｅｌｌ−加熱速度ｓｏｌｌ）ことにより、差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚを形成し、差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが確認されると：
ａ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが負でありかつ絶対値が予め設定された第１の最大差分値Δ１Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、前記温度センサＴＳｎの故障を報知し、
ｂ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが負でありかつ絶対値が予め設定された第２の最大差分値Δ２Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、前記制御ゾーンＲｎに対応配置された前記１つまたは複数のヒータの故障を報知し、
ｃ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが正でありかつ絶対値が予め設定された第３の最大差分値Δ３Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、前記半製品および／または前記温度センサＴＳｎの誤った位置決めを報知する、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
サーモカメラと、１つまたは複数のパイロメータとを測定手段として使用し、パイロメータが前記半製品の表面を測定する全ての箇所に、熱画像上の測定箇所をも設定する、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記加熱速度を連続的に監視し、このとき、前記半製品の溶融温度の範囲において前記加熱速度の顕著な変化および一時的な低下を検出し、次いで前記溶融温度からの前記加熱速度の軽微な増大を検出した場合には、前記加熱速度の前記変化ｄΔ／ｄｔに基づき、この点において温度を検出し、データシートに記載された、前記半製品のプラスチックの溶融温度と比較し、好適には検出した前記温度と、前記データシートに記載された前記温度との間にずれがある場合には、パイロメータレンズの汚染を報知する、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
複数の半製品を前記ケーシングに順次入れ、予め設定された位置に配置して加熱し、その際前記半製品は、それぞれ１つまたは複数の制御ゾーンＲｎに対応配置されており、１つの制御ゾーンＲｎの１つの温度センサＴＳｎにより、１つの半製品のその時々の加熱速度を監視し、前記加熱速度の前記差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚの時間的な変化ｄΔ／ｄｔを監視する、請求項１から１８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
まず、予め設定可能な継続時間の間、空気流を自由対流の方向で供給し、前記半製品の溶融温度に到達する直前に前記空気流の向きを逆転させ、前記熱対流に抗して作用する空気流を生ぜしめる、請求項１から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
半製品および場合により該半製品に施与されたプラスチック材料から成る成形部品を製造する、特に請求項１から２０までのいずれか１項記載の方法を実施するための装置であって、半製品用の加熱装置、および前記半製品を変形加工すると共に、場合により、変形加工された前記半製品にプラスチック材料を施与するための賦形機械が設けられており、前記加熱装置は、少なくとも１つのドアまたは／および少なくとも１つの開口を備えた閉鎖式のケーシングを有しており、前記開口は、前記ケーシングから独立した手段により閉鎖可能である、または／および前記加熱装置は、分割可能なケーシングを有しており、該ケーシングでは各ケーシング構成部材が、開口を形成するために互いに離反移動可能であり、かつ閉じられたケーシングを形成するために互いに接近移動可能であり、前記ケーシングの内部には、１つまたは複数のヒータ、特に赤外線ヒータが設けられており、熱対流に抗して作用する空気流を前記ケーシングの内部に発生させることのできる手段が設けられている、装置。
【請求項２２】
それぞれ１つまたは複数のファンを備えた１つまたは複数の空気通路が設けられており、前記１つまたは複数の空気通路は、一方では前記ケーシング底部に設けられた１つまたは複数の開口に接続されており、かつ他方では前記ケーシング蓋に設けられた１つまたは複数の開口に接続されており、前記１つまたは複数のファンにより、前記ケーシング内に空気流を生ぜしめることができ、該空気流を生ぜしめる場合は前記ケーシング底部の領域において前記ケーシングの内部から空気が吸い出され、吸い出された前記空気は前記１つまたは複数の空気通路を介して前記ケーシングの上側に案内され、前記ケーシングの上部領域において前記ケーシングの内部に戻される、請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
１つまたは複数の空気通路に、前記ケーシング内部へ外気またはその他のガスを供給するための、１つまたは複数の開閉可能な空気通路フラップが設けられている、請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記ケーシング内、特に前記ケーシングの下部領域に、圧縮空気源に接続された１つまたは複数のノズルが設けられている、請求項２１から２３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２５】
前記ケーシングには、１つまたは複数のケーシングフラップおよび／または１つまたは複数の外気供給ドアが設けられている、請求項２１から２４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２６】
前記ケーシング内には、互いに独立して運転可能な複数のヒータと複数の制御ゾーンＲｎとが設けられており、各制御ゾーンＲｎには温度センサＴＳｎ、特にパイロメータが１つだけ対応配置されており、各制御ゾーンＲｎには１つまたは複数のヒータが対応配置されている、請求項２１から２５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２７】
複数のヒータ対が設けられており、前記各対はそれぞれ、互いに間隔をあけて向かい合って配置された２つのヒータにより形成されており、各ヒータ対は、その間に位置する半製品に熱放射を供給するように形成されている、請求項２１から２６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２８】
前記ケーシング内で隣り合うヒータ対の間に各１つの隔壁が取り付けられており、これにより、前記ケーシング内には複数の室が存在し、各室内には１対のヒータが存在している（マルチキャビティ）、請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
単一の半製品の加熱用に、複数のヒータ対が設けられている（複数の制御ゾーン）、請求項２７または２８記載の装置。
【請求項３０】
互いに独立して運転可能かつ制御可能な複数のヒータセグメントを有する複数のヒータが設けられている、請求項２１から２９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項３１】
前記ケーシングに設けられた開口の閉鎖用にプレートが設けられており、該プレートは、操作装置により前記開口に載置されかつ該開口から持ち上げられるようになっており、好適には、前記半製品を前記ケーシング内にもたらす操作装置が設けられている、請求項２１から３０までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形部品を製造する方法に関し、該方法では、１つまたは複数の半製品を加熱装置内で加熱してから、賦形機械に供給する。本発明はさらに、前記方法を実施するための装置に関する。本発明の好適な使用分野はプラスチック成形部品の製造であり、これらのプラスチック成形部品はそれぞれ、プラスチック材料を備えた半製品を有している。本発明の意味における半製品は、後続のステップにおいて変形加工され得る状態に、加熱装置によりもたらすことのできる、あらゆる任意の構成部材であってよい。特に半製品は、いわゆる「有機シート」であってよい。「有機シート」とは一般に、熱可塑性マトリックス材料（例えばポリプロピレンまたはポリアミド）が含浸させられた、１つまたは複数の層の織布（例えばガラス繊維、炭素繊維または天然繊維）から成る構成部材を意味する。
【０００２】
独国特許出願公開第１０２０１４０１０１７３号明細書（DE 10 2014 010 173 A1）から、半製品を加熱装置に供給し、その中で半製品を、後続のステップにおいて変形加工すると共に場合によってはプラスチック材料を周囲に射出することができる温度に加熱することが公知である。この加熱装置では、２つのヒータが互いに間隔をあけて対向するように配置されている。これにより、上下はヒータにより画定されかつ側方は開いた加熱範囲が形成されることになる。半製品は、張設フレームまたは線材支持手段により、直線的な搬送経路に沿って加熱範囲を通走させられる。加熱装置の一方の側において、半製品は加熱装置の外側に準備され、張設フレームまたは線材支持手段により、加熱装置の加熱範囲に進入させられる。そこで半製品は停止させられ、ヒータの放射により所望の温度に加熱される。次いで半製品は、張設フレームまたは線材支持手段により引き続き搬送され、反対側において加熱範囲ひいては加熱装置から進出させられる。次いでこのように予熱された半製品は、適当なグリッパ装置により、例えば射出成形機等の賦形機械へ搬送されてよい。この加熱装置は開いた側に基づき、エネルギ的な観点において不都合であり、この加熱装置を用いた成形部品の製造は、相応して比較的高いコストに結び付いている。
【０００３】
従来技術からはさらに、ドアを備えた閉鎖式のケーシングと、ケーシングの内部に設けられたヒータ、特に赤外線ヒータとを有する加熱装置を用いることが知られている。ドアを開けた状態でケーシングの内部に半製品を入れてから、ドアを閉じる。半製品に、ヒータにより生ぜしめられた熱放射を放射して加熱する。次いで、ケーシングのドアを開け、予熱した半製品をケーシングから取り出す。このとき、ドアの開放および半製品の取出しは、予め設定可能な加熱継続時間に応じて、または予め設定可能な、半製品の到達すべき温度に応じて行われてよい。加熱装置のこの形式は、エネルギ的な観点からは確かに、前記従来技術に基づく加熱装置よりも有利ではあるが、加熱装置の運転時にケーシングの内部が不都合に強力に加熱され、さらにはケーシングの内部に不均一な温度分布が生じ、この不均一な温度分布は半製品の加熱に不都合な影響を及ぼすことになる。
【０００４】
このことを起点として本発明の根底を成す課題は、１つまたは複数の半製品を加熱装置内でエネルギ効率的にかつ均一に加熱してから賦形機械に供給する、成形部品の製造方法を提供することにある。本発明の別の課題は、このために適した装置を提供することにある。
【０００５】
最初に述べた課題は、請求項１記載の特徴を有する方法により解決される。第２の課題は、請求項２１記載の特徴を有する装置により解決される。本発明の有利な構成および改良は、各従属請求項に記載されている。
【０００６】
ケーシングの内部に、熱対流に抗して作用する空気流、特にケーシングの内部において主として上から下に向かう空気流を生ぜしめることにより、ケーシングの内部が、上昇する空気により上部領域において、下部領域におけるよりも強力に加熱されることが防止される。これにより、ケーシングの内部の温度を一定のレベルに保つことが可能になる。その結果、半製品を均一に加熱することができる。特にこれにより、半製品はその表面全体に均一な温度分布を有することが可能になる。
【０００７】
空気流には、本発明では大気を用いることができる。ただし基本的には、この場合に所望の空気流を生ぜしめるためには別の気体を用いることも可能である。つまり本発明では、好適には大気が使用されるとしても、「空気」という用語はあらゆるガス状の流体を意味するものである。
【０００８】
半製品は炉内で、鉛直または水平にした状態で加熱され得る。
【０００９】
半製品は、例えばプレス内で変形加工されるだけに過ぎない。しかしまた、半製品は変形加工されかつ別の材料、特にプラスチック材料を、例えば射出成形機において施されてもよい。つまり賦形機械とは、加熱された半製品を変形加工するだけか、または変形加工しかつ別の材料、特にプラスチック材料を施すことのできる、あらゆる機械を意味する。
【００１０】
好適には、熱対流に抗して作用する空気流は、ケーシングの上部領域の温度Ｔｏと、ケーシングの下部領域の温度Ｔｕとの間の温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）に応じて制御され得、この場合、空気流の制御は、好適には、前記温度差が可能な限り小さくなるように行われる。得られる温度差は、とりわけケーシングの大きさにも左右される。ほぼ０℃の温度差が最適であると考えられるが、実地ではどちらかといえば比較的小型のケーシングにおいて実現され得る。好適には温度差は、１５℃未満、好適には１０℃未満および極めて特に好適には５℃未満であることが望ましい。熱対流に抗して作用する空気流無しでは、ケーシング内に比較的大きな温度差が生じると考えられる。この温度差は、ケーシングに応じて５０℃以上になる場合がある。この場合は、ケーシングの上部領域の温度Ｔｏとケーシングの下部領域の温度Ｔｕ、特にケーシング蓋とケーシング底部それぞれの内面の温度（Ｔｏ，Ｔｕ）を測定することができるようになっている。
【００１１】
空気流は、特に循環空気流として形成され得、この場合、空気を循環させるためには、それぞれ１つまたは複数のファンを備えた１つまたは複数の空気通路が使用される。この場合、空気はケーシング底部の領域で、特にケーシング底部に設けられた１つまたは複数の開口を介してケーシングの内部から吸い出され、吸い出された空気は１つまたは複数の空気通路を介してケーシングの上側に案内されてよい。次いで空気はケーシングの上部領域において、特にケーシング蓋に設けられた１つまたは複数の開口を介してケーシングの内部へ戻されてよい。
【００１２】
１つまたは複数のファンは、好適にはコンバータを介して回転数制御されて運転可能である。温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）の変化の仕方に応じて、回転数は１つまたは複数のファンにより自動的に適合され得る。温度差が増大すると回転数は上げられ、温度差が減少すると回転数は再び下げられる。
【００１３】
熱対流とは逆向きの空気流を生ぜしめるためには、「圧縮空気」をケーシング中にもたらすことも想定され得る。このためにケーシング内、特にケーシングの下部領域には、適当な圧縮空気源に接続された１つまたは複数のノズルが設けられてよい。さらに圧力と、ケーシングに流入する圧縮空気の量とを制御することができるようにするためには、制御手段、例えば弁装置が設けられている。温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）の変化の仕方に応じて、１つまたは複数の圧縮空気ノズルにおける量もしくは圧力は、自動的に適合され得る。温度差が増大すると、圧力および／または量は増大され、温度差が減少すると、圧力および／または量は再び低下される。
【００１４】
前記循環空気運転および／または圧縮空気運転に対して択一的または追加的に、ケーシングの内部において予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂを上回った場合には、ケーシングの内部に外気を供給する、ということが想定され得る。炉運転温度は、好適にはケーシングの上部領域で、特にケーシング蓋の内面において測定される。換言すると、ケーシングの上部領域において、特にケーシング蓋の内面に、目下の温度Ｔｏ（ｔ）、もしくは予め設定された炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ（Ｓｏｌｌ）と比較される目下の炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ（Ｉｓｔ）を検出するための温度センサが設けられている。
【００１５】
さらに、ケーシングの内部の予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ（Ｓｏｌｌ）を上回ると、ケーシングに設けられた１つまたは複数のフラップおよび／またはケーシングに設けられた１つまたは複数のドアが開放されることが想定され得、この場合、好適にはケーシングの上部領域で、特にケーシング蓋の内面において測定された温度Ｔｏ（Ｉｓｔ）もしくは目下の炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ（Ｉｓｔ）が、予め設定された炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ（Ｓｏｌｌ）と比較される。フラップおよび／またはドアの開放は、外気供給および／または循環空気運転および／または圧縮空気運転に対して択一的または追加的に想定され得る。
【００１６】
つまり全体としては、「循環空気運転」、「圧縮空気運転」、「外気供給」、「フラップおよび／またはドアの開放」の各手段が、互いに任意に組み合わされてよい。
【００１７】
本発明の１つの好適な実施形態では、ケーシング内に、互いに独立して運転可能な複数のヒータと複数の制御ゾーンＲｎが設けられてよく、この場合、各制御ゾーンＲｎには温度センサＴＳｎ、特にパイロメータが１つだけ対応配置されている。１つの制御ゾーンには常に、温度センサが１つだけ設けられている。
【００１８】
択一的に、温度検出用にはサーモカメラが使用されてもよい。測定される熱画像上で、複数の測定箇所／測定範囲を規定することができる。どの測定箇所でも温度を測定することができる。サーモカメラを使用した場合には、各制御ゾーンに、熱画像上で規定した測定箇所を対応させる。これにより各制御ゾーンには、ただ１つの測定位置だけが対応していることになる。この１つの測定位置はいわば、制御ゾーンＲｎに対応配置された前記温度センサＴＳｎに相当する。
【００１９】
つまり制御ゾーンは、挿入部材から放射された熱放射を、パイロメータのレンズの前に位置する挿入部材の領域から検出するために、この制御ゾーンに対して常に単一の活性の温度センサもしくは単一の活性のパイロメータだけが設けられている、と規定され得る。よって、各制御ゾーンには活性の温度センサもしくは活性のパイロメータが１つだけ対応していると共に、各活性の温度センサもしくは各活性のパイロメータには制御ゾーンが１つだけ対応していることになる。「活性」とは次のことを意味する。すなわち：１つの制御ゾーンには複数のパイロメータが物理的に存在し得るが、単一のパイロメータだけが温度制御用の測定手段として利用されるので、単一のパイロメータだけが「活性」である。例えば、使用されるひいては「活性」の第１のパイロメータの他に、第１の活性のパイロメータが故障した場合に生産を継続可能にするために第２のパイロメータを代替として準備することが考えられ、第１の活性のパイロメータが故障した場合には第２のパイロメータが「活性」に切り替えられる。しかしまた、第２の「活性」のパイロメータは、第１の「活性」のパイロメータに関する基準測定手段として用いられることも考えられる。
【００２０】
１つの制御ゾーンに対応配置されるヒータの数は、可変である。多くの場合、１つの制御ゾーンには単一のヒータが対応配置されている。ただし、１つの制御ゾーンに複数のヒータが対応配置されていることもあり得る。つまり、各制御ゾーンＲｎには１つまたは複数のヒータが対応配置されていてよい。
【００２１】
各制御ゾーンＲｎでは半製品の、１つまたは複数のヒータに面した表面の温度の、目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）が測定され得る。前記表面には温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）が予め設定され得、制御ゾーンＲｎにおける半製品の前記表面に関する温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）と、測定された目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）との間に差が形成され、これにより各制御ゾーンＲｎ毎に、目下の差分値Δｎ（ｔ）（＝制御ゾーンＲｎにおける目下の温度差）を求めることができる。これを起点として、目下の差分値Δｎ（ｔ）が最大の制御ゾーンを求めることができ、ひいては目下最大の温度差Δｎ（ｔ）を有する制御ゾーンＲｎが得られる。その他の制御ゾーンのヒータは、その時々の目下最大の差分値Δｎ（ｔ）に応じて運転されてよい。好適には、制御された運転が想定され得る。実地においてコンピュータ技術から周知であるような「マスター・スレーブ制御」と言うこともできる。最大の差分値Δｎ（ｔ）を有する制御ゾーンがいわば「マスター」を形成し、残りの制御ゾーンはそれぞれ「スレーブ」を形成する。
【００２２】
前記手段により、加熱装置内に設けられた全ての半製品の均一な加熱が達成され得る。さらに温度分布の均一性は、各個別の半製品自体を見ても、全ての半製品にわたって見ても改善される。
【００２３】
特に以下の各ケースでは、前記「マスター・スレーブ制御」による各半製品の同時加熱が有利であってよい。すなわち：
ａ）半製品が、対向いて位置する２つのヒータの間の中心に正確に位置決めされていない場合には、半製品の片側もしくは半製品の一方の表面、つまりヒータまでの距離がより小さい方の側または表面が、より急速に加熱されることになる。半製品へのエネルギ入力は、距離が小さくなるにつれて急激に増大するので、中心での正確な位置決めからの僅かなずれでさえ、不都合な影響を及ぼす。数ミリメートルの範囲内のずれが、既に重要になる場合がある。
ｂ）単一の半製品を加熱するために、加熱装置のケーシング内に複数のヒータが互いに上下にかつ／または並んで配置されており、複数の制御ゾーンＲｎと温度センサＴＳｎとが設けられている場合には、各ヒータが別個に制御され、全ての制御ゾーンＲｎがそれぞれの目標温度に同時に到達することができる。これにより、半製品の均一な加熱が生ぜしめられる。
ｃ）同時に複数の半製品を加熱するために、加熱装置のケーシング内に複数のヒータが互いに上下にかつ／または並んで配置されており、複数の制御ゾーンＲｎと温度センサＴＳｎとが設けられている場合には、同時に加熱されるべき各半製品毎に異なる目標温度を設定し、これらの半製品それぞれに対応した制御ゾーンを互いに独立して制御し、これらの半製品をそれぞれ固有の目標温度に加熱することができる。このことは例えば、加熱装置内で複数の異なる半製品を加熱しようとする場合に当てはまることがある。例えば、同時に加熱されるべき複数の半製品は同じ材料から成ってはいるが、それぞれ厚さが異なっていることが考えられる。同様に、同時に加熱されるべき複数の半製品は同じ厚さを有してはいるが、それぞれ異なる材料から成っていることも考えられる。加熱装置内で同時に加熱されるべき複数の半製品の目標温度における差異は、それぞれ異なって変形加工された半製品を得るために、複数の同一の半製品自体を後続の変形加工過程においてそれぞれ異なるように変形加工しようとする場合にも、有利であってよい。異なる目標温度は異なる加熱時間につながるため、目標温度が低い半製品は比較的長い時間加熱され、ひいては比較的長時間、全体加熱されると考えられる。ただしこのことは望ましくない。それというのも、これにより半製品に熱による劣化が生じる恐れがあり、所望の機械的な特性が最早達成され得なくなるからである。よって、目標温度が異なるにもかかわらず、全ての半製品は同時にそれぞれの目標温度に加熱されることが望ましい。
【００２４】
本発明の制御技術的に好適な１つの実施形態では、以下、周期継続時間と呼ぶ時間区分が、以下、パルス継続時間と呼ぶ予め設定可能なスイッチオン継続時間と共に設定されてよく、この場合、このように形成された時間区分はそれぞれ、パルス幅調整のための周期継続時間を成すものであり、この場合、周期継続時間は、好適には１秒未満、特に５００ミリ秒未満、極めて特に好適には２００ミリ秒以下であり、１つの制御ゾーンＲｎに対応配置された１つまたは複数または全てのヒータは、周期継続時間に関連して予め設定可能なパルス継続時間の間だけ運転され、残りの周期継続時間の間は遮断され続けるので、結果的に周期継続時間に関連して、制御ゾーンＲｎにおける１つまたは複数または全てのヒータの、１回の周期継続時間における目下のパルス継続時間ＥＤが判るようになっている。
【００２５】
パルス幅変調（調整）の場合は、１つの制御ゾーンＲｎの加熱過程に対し、ＰＷＭ周期継続時間内で、出力調整器（ＳＳＲ Solid State Relais）のスイッチオン継続時間および遮断継続時間（パルス継続時間）が予め設定、特に算出される。制御装置は、各制御ゾーンＲｎにおいて半製品の表面の温度の目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）と、予め設定された温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）とを比較し、これに基づき各制御ゾーンＲｎに対し、ヒータのパルス幅変調用の０〜１００％の調整信号を生ぜしめる。
【００２６】
この場合、制御装置は前記周期継続時間内で複数回、１回の周期継続時間の間の新規のパルス継続時間を算出することが望ましい。
【００２７】
用途に応じて、同時に加熱されるべき半製品の数は、設けられたヒータの数よりも少なくてよく、かつ／または、１つまたは複数の半製品の総面積は、設けられたヒータにより加熱可能な面積よりも小さくてよいので、必要とされないヒータが存在する。このような場合には、必要とされないヒータに対応する制御ゾーンは、残りのヒータの運転に際して目下最大の差分値Δｎ（ｔ）を求めるときに、考慮しないままであることが望ましい。
【００２８】
好適には、全ての活性の制御ゾーンＲｎを監視する、上位に配置された制御装置が使用され得る。この場合は時々、特に制御された運転では全ての周期継続時間において、目下最大の差分値Δｎ（ｔ）（＝最大温度差）を有する制御ゾーンＲｎ（ｍａｘ）を検出し、この制御ゾーンＲｎ（ｍａｘ）を、その他の制御ゾーンのヒータを運転するためのマスター制御ゾーンとして用いることができる。この場合、その他の制御ゾーンＲｎのヒータのスイッチオン継続時間ＥＤは、以下のように算出され得る。すなわち：
ＥＤｎ（ｔ）＝ＥＤｎ（ｍａｘ）−ＥＤｎΔ（ｔ）であり、この場合：
ＥＤｎΔ（ｔ）＝ＥＤｎ（ｍａｘ）×Ｖｓｙｎｃｈ×［ΔＴ（ｍａｘ）−ΔＴｎ（ｔ）］であり、この数式の各要素は以下の意味を有している。すなわち：
ＥＤｎΔ（ｔ）＝制御ゾーンＲｎの１つまたは複数または全てのヒータについてのＥＤの目下の算出された差分値
Ｖｓｙｎｃｈ＝増幅係数（適当な制御区間の最大の勾配および制御ゾーンＲｎについての前記制御区間のむだ時間から算出される）
ΔＴ（ｍａｘ）＝請求項７記載の最大の差分値Δｎ（ｔ）
ΔＴｎ（ｔ）＝請求項７記載の目下の差分値Δｎ（ｔ）である。
【００２９】
前記数式の使用により、より急速なゾーンが、加熱特性においてマスターゾーンに自動的に従うように、制御ゾーンＲｎの温度差ΔＴｎ（ｔ）に応じてその出力が低減されることになり、ひいては全ての活性の制御ゾーンＲｎが互いに同時に加熱される、すなわち全ての活性の制御ゾーンＲｎは、その目標値に同時に到達することになる。
【００３０】
複数のヒータセグメントから構成されたヒータを用いることができ、この場合、１つのヒータの各ヒータセグメントは互いに独立して制御されて運転され得る。これにより、加熱されるべき１つの半製品の表面が、１つのヒータにより個々に加熱され得る、すなわち、１つのヒータにより１つの半製品のそれぞれ異なる領域を別様に加熱することができる。例えば半製品を一部の領域において数度だけより強力に加熱すると、これによりこの領域に、後続の射出成形プロセスに際して材料のより良好な結合が得られる。同様に例えば一部の領域をより強力に加熱すると、これにより後続の変形加工過程においてより強力／複雑な変形加工が達成され得る。
【００３１】
好適には、半製品は互いに対向して位置するヒータの間に位置決めされてよく、この場合、特に半製品の両側に関して、半製品とヒータとの間には同一の距離が存在している。換言すると、半製品は、互いに対向して位置する各ヒータ間の中心に正確に位置決めされると考えられる。
【００３２】
さらに、当該製造方法の開始前または一度製造を中断した後の当該製造方法の再開前に加熱装置の予熱が行われると有利であると見なされ、この場合、ケーシングの内部は、予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ未満の予熱温度Ｔ１ｖｏｒに加熱される。この場合、炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂは、好適には加熱装置の全自動運転および／または半製品に合わせられた温度に基づいていてよい。予熱することで、自動モードにおいて予熱に引き続き、直ちに生産を開始することができる。これにより、予熱無しの場合に当てはまるであろう運転開始部品が回避されると共に、コストが節減される。賦形機械において一度生産が中断された場合に加熱装置が予め設定された予熱温度Ｔ１ｖｏｒを下回ると、自動的に予熱プログラムに移行する。このことは、加熱装置の過度の冷却を防ぐ。その結果、限定的なアクセス権を有する作業員、例えば夜間シフトの作業員が、賦形機械の比較的長い停止時間後（例えば４５分）に生産を問題無く再開させることができるようになっている。予熱無しでは、例えば夜間シフトの翌朝に熟練の賦形機械調整員が出勤して初めて生産が再開され得る、ということが考えられる。
【００３３】
複数のヒータが運転されかつ複数の制御ゾーンが監視される場合には、好適には、１つの制御ゾーンＲｎに対応配置された温度センサＴＳｎに、半製品から放射がもたらされるのか、または別の制御ゾーンＲｎ’のヒータから放射がもたらされるのかが調べられてよい。これにより、半製品がケーシング内に存在しているか否かを検出することができる。半製品がケーシング内に存在していない場合には、加熱装置の予熱を加速して、加熱装置を所望の炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂの可能な限り近くに、またはそれどころか所望の炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂにもたらすことができる。つまりこの場合、ヒータは半製品が存在している場合よりも長いスイッチオン継続時間でもって運転されてよい。ただし、ヒータがケーシング内に存在している場合には、１つまたは複数の制御ゾーンにおいて、１つの制御ゾーンＲｎに対応配置された温度センサＴＳｎに別の制御ゾーンＲｎ’のヒータから放射がもたらされることは最早なく、半製品の温度が測定される。このような場合には半製品の「過熱」を回避するために、全ての制御ゾーンＲｎに対して温度制限が設けられる。上述とは異なり、この場合にヒータは短縮されたスイッチオン継続時間のみでしか運転されなくてよい。これは換言すると次のことを意味する。複数のヒータが運転されかつ複数の制御ゾーンが監視される場合には、１つの制御ゾーンＲｎに対応配置された温度センサＴＳｎに、半製品から放射がもたらされるのか、または別の制御ゾーンＲｎ’のヒータから放射がもたらされるのかが調べられてよい。温度センサＴＳｎもしくはパイロメータに対して半製品が存在していない場合には、温度の最高値を、半製品が存在している場合よりも高く設定してよい。例えば半製品が存在していない場合には、１つまたは複数の温度センサもしくはパイロメータにおいて４５０℃の最高温度が予め設定され得るのに対し、半製品が存在している場合には、例えば１８０℃の最高温度が予め設定され得る。
【００３４】
さらに、半製品の加熱速度が監視されかつ予め設定可能な値と比較されると有利であってよい。これにより、追加的に別の態様が本発明に加えられる。このためには１つの制御ゾーンＲｎの１つの温度センサＴＳｎにより、この制御ゾーンＲｎに対応配置された半製品の加熱速度が監視されかつ予め設定された加熱速度と比較され、このとき予め設定された加熱速度を目下の加熱速度から引く（加熱速度ａｋｔｕｅｌｌ−加熱速度ｓｏｌｌ）ことにより、差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが形成される。差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚに応じて、以下のケースが生じ得る。
ａ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが負でありかつ絶対値が予め設定された第１の最大差分値Δ１Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、温度センサＴＳｎの故障を示す可能性がある。この場合、温度センサＴＳｎは、特にこの構成ではパイロメータとして、半製品の加熱時に生じる蒸気に晒されている、ということから出発する。この蒸気は、温度センサの汚染につながる恐れがあり、パイロメータの場合には大抵、そのレンズが汚される。予め設定された第１の最大差分値Δ１Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）に達すると、パイロメータのレンズの汚れを起点として、相応の故障を示す場合がある。この場合はパイロメータのレンズのクリーニングが必要とされると共に実施されてよい。特に、相応して新規のパイロメータを備えた新規の加熱装置を運転開始する場合には、レンズは最初はクリーンであり、相応する基準加熱速度を求めて制御装置に記憶させることができる。この基準加熱速度は、目下の加熱速度と比較される、上述した予め設定された加熱速度を形成する。後で生産運転中に、予め設定された加熱速度もしくは基準加熱速度からの目下の加熱速度の極度に大きなずれが確認された場合には、エラーメッセージが送信される。このことは換言すると、この場合は温度センサＴＳｎ、特にパイロメータが故障していることを示す可能性がある、ということを意味する。
ｂ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが負でありかつ絶対値が予め設定された第２の最大差分値Δ２Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、制御ゾーンＲｎに対応配置された１つまたは複数のヒータの故障を示す可能性がある。
ｃ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが正でありかつ絶対値が予め設定された第３の最大差分値Δ３Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、半製品および／または温度センサＴＳｎの誤った位置決めを示す可能性がある。つまり、加熱速度が基準加熱速度よりも大きくなっている。このことは様々な理由を有していてよい。例えば、ヒータと半製品との間の距離が、誤った位置決めにより減少されていたと考えられる。同様に、半製品がその長手方向に見て正しく位置決めされておらず、その結果、パイロメータが少なくとも、対向して位置するヒータまたはケーシングをも「見て」、その放射を検出することも考えられる。しかしまた、パイロメータが最早正しく位置決めされていないこともあり得る。これによりパイロメータは、半製品と、対向して位置するヒータまたは炉壁とを部分的にのみ「見る」ことになる。
【００３５】
サーモカメラと、パイロメータとを測定手段として使用する場合には、パイロメータが半製品の表面を測定する全ての箇所において、熱画像上でも測定箇所が規定され得る。これにより、パイロメータの測定を、熱画像での測定と比較することができる。このことから、パイロメータの汚染が推量され得る。
【００３６】
本発明の１つの好適な実施形態では、レンズの汚染を検出するために、加熱速度が以下のように連続的に監視され得る。加熱速度において、溶融温度の範囲には加熱速度の顕著な変化が生じ、溶融温度に続いて大抵、加熱速度はやや増大する。この変化ｄΔ／ｄｔに基づき、この点において温度が検出され、データシートに記載された、挿入体のプラスチックの溶融温度と比較され得る。このときずれが確認された場合には、レンズの汚染が推量され得る。
【００３７】
好適には、加熱速度は連続的に監視され得る。これは、加熱速度の差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚの時間的な変化ｄΔ／ｄｔが監視され、そこから情報が得られる、ということを意味する。この場合、複数の半製品がケーシングに順次入れられ、予め設定された位置に配置されて加熱される。これらの半製品は、それぞれ１つまたは複数の制御ゾーンＲｎに対応配置されており、１つの制御ゾーンＲｎの１つの温度センサＴＳｎにより、１つの半製品のその時々の加熱速度が監視される。時間の経過における差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚの変化の仕方に応じて、そこから異なる情報が得られる。パイロメータレンズが汚染された場合には低速で変化するだけなのに対し、ヒータが故障した場合には最短時間で、ほぼ急激に変化する。
【００３８】
本発明による方法の１つの特に好適な実施形態では、まず、予め設定可能な継続時間の間、空気流を自由対流の方向で供給し、半製品の溶融温度に到達する直前に空気流の向きを逆転させ、熱対流に抗して作用する空気流を生ぜしめることが想定され得る。空気流は、最初は加熱装置内で自由対流もしくは熱対流と同じ向きであることから、半製品の傍らを通って流れる空気の、より高い速度が達成される。半製品の傍らを通って流れる高温の空気の速度が大きい程、より多くの熱が半製品に伝達され得る。予め設定可能な温度、特に半製品の溶融温度に到達する直前に、空気流の向きを逆転させて、熱対流に抗して作用する空気流を生ぜしめてよく、これにより、ケーシング内の熱対流を可能な限り小さく保ち、半製品における温度分布の均一化を達成することができる。これにより、半製品の加熱開始時には短い加熱時間が達成されると同時に、加熱過程の終了時には半製品における均一な温度分布が達成されることになる。溶融温度への到達は、加熱速度の変化に基づき検出もしくは算出され得る。このためには相応する、加熱速度の評価装置が設けられている。
【００３９】
前記第２の課題の解決に関して本発明による装置が優れているのは、半製品用の加熱装置、および半製品を変形加工すると共に、場合により、変形加工された半製品にプラスチック材料を施与するための賦形機械が設けられている、という点である。加熱装置は、少なくとも１つのドアを備えた閉鎖式のケーシングを有している。これに対して択一的にまたは場合により追加的に、ケーシングは少なくとも１つの開口を有しており、この開口は、ケーシングから独立した手段により閉鎖可能である。ケーシングに設けられたこのような開口の閉鎖用には、例えば操作装置により開口に載置されかつ開口から持ち上げられるプレートが設けられていてよい。この場合好適には、半製品をケーシング内にもたらす操作装置が設けられてよい。これに対して択一的にまたは追加的に、加熱装置は分割可能なケーシングを有しており、このケーシングでは各ケーシング構成部材が、開口を形成するためには互いに離反して、かつ閉じられたケーシングを形成するためには互いに接近するように可動である。ケーシングの内部には、１つまたは複数のヒータ、特に赤外線ヒータが設けられている。さらに、熱対流に抗して作用する空気流をケーシングの内部に発生させることのできる手段が設けられている。
【００４０】
本発明による装置は、半製品と、場合により半製品に施与されたプラスチック材料とから成る成形部品の製造に適しており、特に請求項１から１８までのいずれか１項記載の方法の実施に適している。
【００４１】
本発明の意味において、ドアとは、ケーシングに開口を生ぜしめかつ再びなくすことができる、機械的に操作可能なあらゆる形式の閉鎖部材を意味する。つまり、ドアもしくは閉鎖部材を開放方向に操作することで、ケーシング内に開口を形成または提供することができ、この開口を通じてケーシングの内部に半製品を入れ、そこで位置決めすることができる。ドアもしくは閉鎖部材を閉鎖方向に操作することで、開口を再び閉じることができ、ひいては閉じられたケーシングを形成することができる。このようなドアは、回転ドアまたはスライドドアとして形成されていてよい。
【００４２】
しかしまた、分割可能なケーシングを設けることも可能であり、この場合、各ケーシング構成部材は互いに離反しかつ接近するように可動である。このようにしてやはり、半製品をケーシングの内部にもたらすことのできる開口を形成して提供することもできる。最も簡単なケースでは、ケーシングは２つの構成部材、特に２つの半部から成っていてよく、２つの半部は接近状態において、閉じられた１つのケーシングを形成する。離れた状態では、本発明の意味での開口が提供される。
【００４３】
１つの特に簡単な実施形態では、ケーシングは、半製品をケーシング内にもたらすことのできる十分な大きさおよび適当な形状の開口を１つだけ有しているに過ぎない。この開口は、操作装置により当該開口に載置されかつそこから再び持ち上げられるプレートにより、閉じられてよい。この場合好適には、半製品をケーシング内にもたらす操作装置が設けられてよい。
【００４４】
１つの好適な実施形態では、それぞれ１つまたは複数のファンを備えた１つまたは複数の空気通路が設けられていてよく、この場合、１つまたは複数のファンの回転数は、好適には特に適当なコンバータにより制御可能である。１つまたは複数の空気通路は、一方ではケーシング底部に設けられた１つまたは複数の開口に接続されていてよく、かつ他方ではケーシング蓋に設けられた１つまたは複数の開口に接続されていてよい。つまり１つまたは複数のファンにより、ケーシング内に空気流を生ぜしめることができ、この空気流の場合はケーシング底部の領域においてケーシングの内部から空気が吸い出され、吸い出された空気は１つまたは複数の空気通路を介してケーシングの上側に案内され、ケーシングの上部領域においてケーシングの内部に戻される。ただしファンの調整に応じて、空気流は逆方向に生ぜしめられてもよい。このように構成された装置により、空気循環運転を生ぜしめることができ、この場合、空気流の方向は自由に調整可能である。よって、特に請求項１記載の方法を実施するための、熱対流に抗して作用する空気流を形成することができる。しかしまた必要に応じて、特に請求項２０記載の方法を実施するための、逆方向の空気流を形成することもできる。
【００４５】
加熱装置のフレキシビリティー向上のために、１つまたは複数の空気通路に、１つまたは複数の開閉可能な空気通路フラップが設けられていてよく、空気通路フラップを介して、必要に応じて外気またはその他のガスの、ケーシングの内部への供給手段が設けられてよい。
【００４６】
１つの別の実施形態では、ケーシング内、特にケーシングの下部領域に、適当な圧縮空気源に接続された１つまたは複数のノズルが設けられてよい。これにより、熱対流とは逆向きの空気流を生ぜしめるように、圧縮空気をケーシングの内部へもたらすことができる。ケーシング内へ流入する空気の圧力および量を制御することができるようにするために、好適には複数の制御手段、例えば適当な弁制御装置を備えた弁装置が設けられていてよい。これにより、温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）の変化の仕方に応じて、１つまたは複数の圧縮空気ノズルにおける量もしくは圧力が、自動的に適合され得る。
【００４７】
同様に、開放状態において外気をケーシングの内部へ流入させると共に、高温空気をケーシングの内部から流出させることのできる１つまたは複数のケーシングフラップおよび／または１つまたは複数のドアがケーシングに設けられていてもよい。外気供給用のドアとしては、いずれにせよ半製品を入れるために設けられた既存のドアが想定され得る。
【００４８】
好適には、ケーシングの上側においてケーシング蓋には、ケーシングの内部から高温空気を流出可能にするために優先的に用いられる、１つまたは複数のケーシングフラップが設けられている。好適には、ケーシングの下側においてケーシング底部および／またはケーシングの側壁の下部領域には、外気をケーシングの内部へ流入可能にするために優先的に用いられる、１つまたは複数のケーシングフラップが設けられている。それというのも、ドアは、ドアが開かれた状態で半製品をケーシング内へ入れかつケーシングから取り出すことができる、ということを優先するからである。ただし、ドアが開かれている限りは、外気がケーシング内へ流入しかつ高温空気がケーシングから流出することもあり得る。
【００４９】
ドアの配置ならびにドアまたはドア部材の設計上の構成、操作形式および操作方向は、ケーシング１のその時々の設計条件および加熱しようとする半製品の形状に合わせられている。このことは意味的には、ケーシングフラップおよび１つまたは複数の空気通路にも当てはまる。
【００５０】
加熱装置のケーシング内には、互いに独立して運転可能な複数のヒータと複数の制御ゾーンＲｎが設けられていてよい。この場合、各制御ゾーンＲｎには温度センサＴＳｎ、特にパイロメータが１つだけ、対応配置されている。１つの制御ゾーンに対応配置されるヒータの数は可変であり、特に熱放射が供給される半製品の大きさに合わせられている。つまり、各制御ゾーンＲｎには１つまたは複数のヒータが対応配置されていてよい。この場合は多様な構成が考えられ、そのうちのいくつかを実施例の説明において適当な図面を参照して、より詳しく説明する。
【００５１】
好適には、複数のヒータ対が形成され得るもしくは設けられていてよく、この場合、これらの対はそれぞれ、互いに間隔をあけて向かい合って配置された２つのヒータにより形成されている。つまり各ヒータ対は、その間に位置する半製品に熱放射を供給するように形成されている。
【００５２】
複数のヒータ対を備えた本発明による装置の第１の実施形態では、ケーシング内で隣り合うヒータ対の間に各１つの隔壁が取り付けられていることが想定されていてよく、これにより、ケーシング内には複数の室が存在し、各室内には１対のヒータが存在していることになる。１対のヒータは、ただ１つの半製品を加熱するために設けられている。隔壁は、多少厚く、際立った断熱性を有するように形成されていてもよい。この実施形態は特に、賦形機械内に複数の賦形キャビティが設けられており、複数の半製品が１回の作業過程において同時に変形加工され、場合によりプラスチック材料を施与され得る場合、特に、賦形機械がマルチキャビティ射出成形工具を備えた射出成形機として形成されている場合に有利である。よってこの第１の実施形態は、マルチキャビティ装置とも呼ばれる。
【００５３】
複数のヒータ対を備えた本発明による装置の第２の実施形態では、単一の半製品の加熱用に、１対または複数対のヒータが設けられていることが想定されていてよい。つまり半製品が、複数対のヒータの運転を必要とする大きさを有していることが問題となる。この場合は通常、複数の制御ゾーンも設けられており、この実施形態は複数の制御ゾーンを備えた装置とも呼ばれる。特にこの場合は、単一の半製品に対して複数の制御ゾーンが設けられている。
【００５４】
基本的には、複数のヒータセグメントから構成されたヒータも使用され得る。この場合は、個々のヒータセグメントが互いに独立して運転可能かつ制御可能であると、有利であってよい。
【００５５】
以下に、本発明を実施例に基づき図面を参照してより詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による加熱装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】本発明による加熱装置の第２の実施形態を示す図である。
【図３】本発明による加熱装置の第３の実施形態を示す図である。
【図４】図４ａ〜図４ｄは、制御ゾーンに対するヒータの対応配置のそれぞれ異なる態様を示す図である。
【図５】複数のヒータセグメントを有するヒータを示す図である。
【図６】周囲に対して射出成形が行われた有機シートを製造するための製造設備を示す図である。
【図７】同時に加熱されるべき２つの制御ゾーンに関する温度、ＥＤ調整信号およびＥＤパルス継続時間の推移を示す図である。
【図８】分割可能なケーシングを備えた加熱装置を示す図である。
【図９】加熱時の半製品の温度の時間的な推移を示す図である。
【００５７】
図１には本発明により構成された加熱装置２０が極めて概略的に示されており、加熱装置２０は、側壁１ａおよび１ｂ、ケーシング蓋１ｃおよびケーシング底部１ｄを備えたケーシング１を有している。ケーシング１の前面には破線で、ドア７の存在が示唆されている。ドア７が開かれると、加熱されるべき半製品２をケーシング１の内部に入れ、かつ再び取り出すことができる。この実施例では、半製品２の鉛直方向での配置が想定されている。ケーシング１の内部には１対のヒータが設けられており、この場合、この対は、互いに間隔をあけて配置されかつ互いに向かい合う２つのヒータ５ａおよび５ｂにより形成されている。各ヒータには、半製品のその時々の表面温度を測定することのできるパイロメータ６ａおよび６ｂが対応配置されている。各パイロメータ６ａおよび６ｂにある制御ゾーンについては、後続の図面に関連してより詳しく説明したい。ケーシング１内では、第１の炉温度センサ３ａがケーシング蓋１ｃの内面に設けられており、第２の炉温度センサ３ｂがケーシング底部１ｄの内面に設けられている。これらの炉温度センサは、例えば熱電素子であってよい。これらの温度センサにより、上部炉温度Ｔｏ（熱電素子３ａ）および下部炉温度Ｔｕ（熱電素子３ｂ）が測定され得る。ケーシング１にはさらに、必要に応じて開閉可能な上部ケーシングフラップ８ａと下部ケーシングフラップ８ｂとが設けられている。さらに、一方ではケーシング底部１ｄの開口に接続されかつ他方ではケーシング蓋１ｃの開口に接続された、空気通路９が設けられている。空気通路９内には、回転数が可変のファンが取り付けられている。図１においてファン１０は、ケーシング底部１ｄの領域において、ケーシングの内部から空気が吸い出され、吸い出された空気は空気通路９を介してケーシング１の上側に導かれると共に、ケーシングの上側の領域において空気はケーシング１の内部に戻されるように、作動する。この空気流は、空気通路９内に書き込まれた矢印により表されている。空気通路９には分岐導管９ａが接続されており、分岐導管９ａの端部には空気通路フラップ１１が取り付けられており、空気通路フラップ１１を介して、この空気通路フラップ１１の開放状態において外気を供給することができ、このことは、分岐導管９ａ内の矢印により、具体的に示されている。
【００５８】
次の図２および図３において、ケーシング１はドア７およびケーシングフラップ８ａ，８ｂ無しで図示されている。
【００５９】
図２に基づいて、いわゆるマルチキャビティ運転もしくはマルチキャビティ装置を、より詳しく説明する。図１とは異なり、ここでは加熱装置内での半製品の水平方向での配置が想定されている。しかしまた基本的には、ここでも鉛直方向での配置が想定されてもよい。ケーシング１の内部には隔壁１２が設けられており、隔壁１２は、ケーシングの内部を２つの室２１および２２に分割している。隔壁１２は、多少厚く、断熱性を有するように形成されていてよい。しかしまた基本的には、隔壁１２を省くことも可能である。熱的な分離は、炉内に複数の異なる温度領域が存在する場合に有意なことがある。さらに熱的な分離は、空気流を的確に案内するために有利であってよい。空気通路９は部分的にのみ、つまりケーシング蓋１ｃおよびケーシング底部１ｄに対する接続部分のみが図示されているに過ぎない。２つの室２１および２２に流れ込む空気流を可能な限り均等に分散させるためには、適当に形成されたガイド板２３がケーシング１の上部領域に配置されている。ガイド板２３は実質的に、鉛直方向のガイド板部分２３ａと水平方向のガイド板部分２３ｂとを有しており、ガイド板部分２３ａとガイド板部分２３ｂとはそれぞれ、空気流の分散に対する要求に対応して形成されている。各室内には１対のヒータが配置されており、これらのヒータの間の中央には各１つの、加熱されるべき半製品２が位置決めされている。よって室２１の装備は以下の通りである。すなわち：ヒータ５ａおよび５ｂ、パイロメータ６ａおよび６ｂ、炉温度センサ３ａ（上）および３ｂ（下）、制御ゾーン１３ａおよび１３ｂ。室２２の装備は以下の通りである。すなわち：ヒータ５ｃおよび５ｄ、パイロメータ６ｃおよび６ｄ、炉温度センサ３ｃ(上)および３ｄ（下）、制御ゾーン１３ｃおよび１３ｄ。既に上で本発明を図示して説明したように、次のことが言える。制御ゾーンは、パイロメータのレンズの前に位置するケーシング領域からの放射を検出するために、この制御ゾーンに対して常に単一のパイロメータのみが設けられている、ということにより規定されている。つまりこの実施例では、４つの制御ゾーンＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が存在している。さらにこの実施例では、これらの制御ゾーンにはそれぞれ、ただ１つのヒータのみが対応配置されている、ということが想定されている。さらに、室２１および２２内へ空気流を案内する別の方式も想定され得る。例えば、各室に専用の空気通路区間９ａが接続可能であり、これにより、隔壁１２の左右において２つの空気通路区間９がケーシング蓋１ｃに開口すると共に、２つの空気通路区間９がケーシング底部１ｄに開口することになる。室２１と２２とにそれぞれ別々に空気を供給することができるようにするためには、室２１および２２の領域においてケーシング蓋１ｃに接続された各空気通路区間内に、それぞれ別個に制御可能なファンを設けることができる。半製品２を室２１および２２内へ入れることのできるドアは図示されていない。好適には、ケーシング１には各室２１，２２用に専用のドアが設けられてよい。
【００６０】
図３には本発明による装置の第２の実施形態が示されており、この場合、簡単のために加熱装置のケーシング１のみが示されている。ここでは単一の半製品２を加熱するために２対のヒータ、つまりケーシング１の左側の領域の第１のヒータ対５ａおよび５ｂと、ケーシング１の右側の領域の第２のヒータ対５ｃおよび５ｄとが設けられている。半製品２は、２対のヒータの運転を必要とする大きさを有している。この場合、単一の半製品２に対して複数の制御ゾーンＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が存在している。よってこの実施形態は、複数の活性制御ゾーンを備えた装置と呼ぶこともできる。簡単のために、ここでは空気通路９（図１および図２参照）は完全に省かれている。空気流をケーシング１内に供給しかつケーシング１から導出する方法については、当業者が実行可能な多様な可能性が考えられる。さらに、ケーシング１にはドア（ここには図示せず）が設けられている。
【００６１】
次に、図４ａ、図４ｂ、図４ｃおよび図４ｄにつき、各制御ゾーンに対するヒータの様々な対応配置形式を説明する。４つのヒータの一群の平面図が示されている。
ａ）図４ａには、各１つの活性のパイロメータ６ａ，６ｂ，６ｃおよび６ｄを備えた４つの制御ゾーン１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよび１３ｄが示されている。各制御ゾーンには、１つの別個のヒータ５ａ，５ｂ，５ｃおよび５ｄが設けられている。
ｂ）図４ｂには、破線で包囲された３つの制御ゾーンと４つのヒータとを備えた実施形態が示されており、この場合、制御ゾーン１３ｃには２つのヒータ５ｃおよび５ｄが含まれており、制御ゾーン１３ａおよび１３ｂにはそれぞれ、単一のヒータ５ａもしくは５ｂのみが含まれている。制御ゾーン１３ｃには１つの活性のパイロメータ６ｃが設けられている。第２のパイロメータ６ｄは設けられていないか、または非活性に切り替えられている。「非活性」のパイロメータは、測定運転においてのみ使用されてもよい。例えば「非活性」のパイロメータは、「活性」のパイロメータにより測定される値に関する基準値の測定に用いることができる。
ｃ）図４ｃには、破線で包囲された２つの制御ゾーンと４つのヒータとを備えた実施形態が示されており、この場合、制御ゾーン１３ａおよび１３ｂには各２つのヒータが含まれている。制御ゾーン１３ａにはヒータ５ａおよび５ｂが対応配置されており、制御ゾーン１３ｂにはヒータ５ｃおよび５ｄが対応配置されている。制御ゾーン１３ａには１つの活性のパイロメータ６ａが設けられている。第２のパイロメータ６ｂは設けられていないか、または非活性に切り替えられている。制御ゾーン１３ｂにもやはり、１つの活性のパイロメータ６ｃが装備されており、別のパイロメータ６ｄは設けられていないか、または非活性に切り替えられている。
ｄ）図４ｄでは単一の制御ゾーン１３ａのみが設けられているに過ぎず、制御ゾーン１３ａには４つのヒータ５ａ，５ｂ，５ｃおよび５ｄが対応配置されている。単一のパイロメータ６ａだけが設けられているに過ぎないか、または‐さらに別のパイロメータ６ｂ，６ｃおよび６ｄが設けられている場合には‐単一のパイロメータ６ａだけが活性に切り替えられているに過ぎない。
【００６２】
図５には、複数のヒータセグメント５１，５２，５３等から構成されたヒータ５０の１つの実施形態が平面図で示されている。各ヒータセグメントは、特に図５に示すように、放射面に関して同じ大きさであってよい。ただし基本的に、全体として１つの一貫した放射面が形成され得る限りは、異なる大きさのヒータセグメントが設けられていてもよい。
【００６３】
図６には、本発明による加熱装置２０が賦形機械と協働する様子が概略的に示されている。図６には射出成形機４が例示されている。半製品２を加熱装置２０から射出成形工具に供給するために、加熱装置２０と射出成形機４との間には、操作装置１４が設けられている。射出成形機４は、機械ベッド２４を有している。機械ベッド２４には固定プラテン２５が取り付けられていると共に、可動プラテン２６がリニアに摺動可能に支持されている。可動プラテン２６は、そのリニアに摺動可能な支持のために、４つの水平支柱２７に沿って摺動可能に支持されている。可動プラテン２６は、例えば液圧式の駆動装置（詳しくは図示せず）により、４つの水平支柱２７の長手方向延在部に沿って動かされてよい。可動プラテン２６は、リニアガイド２８により水平方向に可動に、機械ベッド２４上で支持されている。固定プラテン２５には、第１の射出成形型半部２９が取り付けられている。可動プラテン２６には、第２の射出成形型半部３０が取り付けられている。両射出成形型半部２９および３０は、この実施例では半製品２を変形加工しかつ熱可塑性プラスチックを周囲に射出することができるように形成されている。半製品２は、例えば板状の半製品、特に有機シートであってよい。
【００６４】
図６に概略的に示すように、内部に入れられた半製品を加熱するために設けられた本発明による加熱装置２０が準備される。半製品がその変形温度に到達した後に、次のステップにおいて操作装置１４を用いて加熱装置２０から半製品２を取り出す。このために操作装置１４は、例えば半製品２を保持するように形成されたニードルグリッパ３１を有していてよい。さらに、操作装置１４により半製品２を射出成形機４の型工具３２内へ移して、半製品の変形加工および半製品の周囲に対する射出成形を行う。型工具３２は、図示の実施例では両射出成形型半部２９および３０により形成される。射出成形機４の射出ユニットは、簡単のために図示されていない。
【００６５】
次に、当該装置の機能形式をより詳しく説明するもしくは当該装置を用いた本発明による方法を説明する。
【００６６】
本発明による方法もしくは閉ループ制御／開ループ制御の目的は、製造中および機械停止時でも炉運転温度を可能な限り一定に保つことである。さらに追加的に、加熱装置２のケーシング１内に均一な温度分布が生じることが望ましい。加熱装置２は以下、簡単に炉と呼ぶこともある。当該製造方法を開始する前または製造中断後に当該製造方法を再開する前に炉を予熱し、このときケーシング１の内部は、予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ未満の予熱温度Ｔｖｏｒに加熱される。炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂとしては、上部熱電素子３ａにおいて測定される温度ＴＯを採用する。好適には、加熱装置の全自動運転のための温度および／または半製品に合わせられた温度ＴＯが、炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂの基礎となる。
【００６７】
ケーシング１内で、例えば下部熱電素子（３ｂ）および上部熱電素子（３ａ）等の複数の温度センサを介して、温度を測定する。複数の室が存在している場合（図２参照）には、このような温度センサ対が室毎に設けられる。上部熱電素子３ａにおいて温度が予め設定された炉運転温度を上回ると、炉運転温度への制御された冷却を保証するために、フラップ８ａ，８ｂと、加熱休止中には１つ／複数のドア７も、算出された継続時間の間、開放される。
【００６８】
熱対流の作用（複数の空気流／自由対流もしくは熱対流により、炉の上部が下部よりも高温になること）に抗して、制御された対向空気流を用いた技術的手段である「空気対向流」が働く。ケーシング１の内部に、熱対流に抗して働く空気流を生ぜしめる（図１の矢印参照）。この空気流は、ケーシングの内部で主として上から下に向かっている。
【００６９】
ファン１０により、炉の下部領域のより低温の空気が吸い込まれ、空気通路９を介して炉の上部領域へ戻される。これにより、対流に対向する空気流が生ぜしめられる。この場合、ファン１０はコンバータを介して回転数制御されて運転される。下部温度センサ（３ｂ）と上部温度センサ（３ａ）との間の温度差（デルタ）が増大すると、ファン１０の回転数が自動的に適合（増／減）させられる。
【００７０】
複数の半製品を可能な限り同時に加熱するためには、以下のように進める。すなわち：
上位に配置された制御装置がケーシング１内の全ての「活性」の制御ゾーンＲｎを監視して、各制御ゾーンＲｎ毎に目下の温度差を次のように算出する。各制御ゾーンＲｎにおいて、制御ゾーンＲｎに対応配置されたヒータに面した、半製品の表面の温度の目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）を測定する。この表面に対して温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）を予め設定し、制御ゾーンＲｎにおける半製品の前記表面に関して、温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）と、測定した目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）との間の差を算出する。これにより、各制御ゾーンＲｎ毎に目下の差分値Δｎ（ｔ）（＝制御ゾーンＲｎにおける目下の温度差）を求める。これを起点として、目下の差分値Δｎ（ｔ）が最大である制御ゾーンを求め、ひいては目下の最大差分値Δｎ（ｔ）（＝最大温度差）を有する制御ゾーンＲｎを明らかにする。その他の制御ゾーンのヒータは、その時々の目下の最大差分値Δｎ（ｔ）に応じて運転され得る。好適には、制御された運転が想定され得る。「マスター・スレーブ制御」と言うこともできる。最大差分値Δｎ（ｔ）を有する制御ゾーンは、いわば「マスター」を形成し、その他の制御ゾーンは、それぞれ「スレーブ」を形成する。例えば図２では、制御ゾーンＲ１が「マスター」を形成しており、その他の制御ゾーンＲ２，Ｒ３およびＲ４は「スレーブ」を形成している。加熱速度に応じて、時間が経過する中で、別の制御ゾーンが「マスター」に成ることがある。「マスター」の機能は、いわば動的なものであり、継続的に固定されているものではない。
【００７１】
図７には、２つの制御ゾーン”ａ”および”ｂ”に関する各半製品の温度の時間的な推移ならびに関連する、各ゾーンに対応配置されたヒータの運転に寄与する電気量が例示されている。制御ゾーン”ａ”については文字”ａ”の符号が補足されており、制御ゾーン”ｂ”については文字”ｂ”の符号が補足されている。温度推移は、４８ａおよび４８ｂにより表されている。上位に配置された制御装置（同期制御装置）により算出された調整信号は、４７ａおよび４７ｂにより表されている。ヒータのスイッチオン継続時間ＥＤは、４９ａおよび４９ｂにより表されている。図７からは、同期加熱の生ぜしめ方が認められる。制御ゾーン”ｂ”は、制御ゾーン”ａ”よりも急速に加熱されるため、制御ゾーン”ｂ”では最初から、制御ゾーン”ｂ”のより短いパルス継続時間４９ｂ（すなわち、ヒータのより短いスイッチオン継続時間）が設定されている。制御ゾーン”ｂ”の、このパルス継続時間４９ｂは引き続き、制御ゾーン”ａ”のパルス継続時間４９ａよりも短く保たれる。これにより、両方の制御ゾーン”ａ”および”ｂ”に対する加熱過程の終了時に、半製品が同じ温度に到達している、ということが達成される。
【００７２】
図８によれば、加熱装置は分割可能なケーシングを有している。この実施例では、ケーシング１は２つの半部１．１および１．２を有しており、２つの半部１．１および１．２は互いに離間移動可能でありかつ接近移動可能である。２つのケーシング半部はガイド１５に支持されており、機械的に移動され得る。図８には離間移動状態において半製品２が入れられた状態が示されている。ニードルグリッパまたは挟みグリッパ３１がケーシング１から出されると直ちに、２つのケーシング半部１．１および１．２は接近させられてよく、これにより、閉じられたケーシング１を形成することができる。
【００７３】
図９には、半製品の時間的な温度変化が示されている。線４２は、半製品が加熱されるべき目標温度である。まず、温度はほぼ直線的に上昇する（線４４）。半製品のプラスチック材料の溶融温度の範囲（線４３参照）では、温度は短時間の間、ほぼ不変に保たれる。次いで、温度は再び上昇し、線４２における目標温度に近づく。このことは、加熱速度、すなわち時間的な温度変化（ｄΔ／ｄｔ）に関して次のことを意味する。加熱速度ｄΔ／ｄｔは、線４４の範囲においてほぼ一定の値Ｗ１を有している。溶融温度の範囲（線４３）において、加熱速度は第２の値Ｗ２へ大幅に変化し、次いで再び、溶融温度以降では第３の値Ｗ３へやや増大する。各値に関しては次のことが規定されている。すなわち：Ｗ１およびＷ３は、Ｗ２よりも大幅に大きい。換言すると：加熱速度ｄΔ／ｄｔのグラフはＷ２の範囲に、著しい屈曲点を有している。加熱速度ｄΔ／ｄｔの変化に基づき、この点で温度が検出され、かつデータシートに記載された半製品のプラスチックの溶融温度と比較することができる。その際にずれが確認された場合には、レンズの汚れが推量され得る。
【符号の説明】
【００７４】
１  ケーシング
１．１  左側のケーシング半部
１．２  右側のケーシング半部
１ａ  左側の側壁
１ｂ  右側の側壁
１ｃ  ケーシング蓋
１ｄ  ケーシング底部
２  半製品
３ａ  上部炉温度センサもしくは上部熱電素子
３ｂ  下部炉温度センサもしくは下部熱電素子
４  射出成形機
５ａ〜５ｄ  ヒータ
６，６ａ〜６ｄ  パイロメータ
７  ドア
８ａ  上部ケーシングフラップ
８ｂ  下部ケーシングフラップ
９  空気通路
９ａ  分岐導管
１０  ファン
１１  空気通路フラップ
１２  隔壁
１３ａ〜１３ｄ  制御ゾーン
１４  ロボット
１５  機械的な移動ユニット
２０  加熱装置
２１  第１の室
２２  第２の室
２３  ガイド板
２４  機械ベッド
２５  固定プラテン
２６  可動プラテン
２７  水平支柱
２８  リニアガイド
２９  第１の射出成形型半部
３０  第２の射出成形型半部
３１  ニードルグリッパ／挟みグリッパ
３２  型工具
４２  目標温度
４３  溶融温度
４４  線状の温度上昇を伴う範囲
４５  周期継続時間
４６  パルス継続時間
４７ａ  ＥＤ  調整信号  制御ゾーンａ
４７ｂ  ＥＤ  調整信号  制御ゾーンｂ
４８ａ  温度  制御ゾーンａ
４８ｂ  温度  制御ゾーンｂ
４９ａ  パルス継続時間  ヒータ  制御ゾーンａ
４９ｂ  パルス継続時間  ヒータ  制御ゾーンｂ
５０  複数のセグメントを有するヒータ
５１，５２，５３  ヒータセグメント
【図１】
2019533588.tif 000003
【図２】
2019533588.tif 000004
【図３】
2019533588.tif 000005
【図４ａ】
2019533588.tif 000006
【図４ｂ】
2019533588.tif 000007
【図４ｃ】
2019533588.tif 000008
【図４ｄ】
2019533588.tif 000009
【図５】
2019533588.tif 000010
【図６】
2019533588.tif 000011
【図７】
2019533588.tif 000012
【図８】
2019533588.tif 000013
【図９】
2019533588.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月17日(2018.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の半製品を加熱装置内で加熱してから賦形機械に供給して、成形部品を製造する方法において、前記加熱装置は、少なくとも１つのドア、または／および少なくとも１つの開口を備えた閉鎖式のケーシングを有しており、前記開口は、前記ケーシングから独立した手段により閉鎖可能であり、または／かつ前記加熱装置は、分割可能なケーシングを有しており、該ケーシングでは、各ケーシング構成部材が、開口を形成するために互いに離反移動可能であり、かつ閉じられたケーシングを形成するために互いに接近移動可能であり、前記ケーシングの内部には、１つまたは複数のヒータ、特に赤外線ヒータが設けられており、前記半製品を、前記ケーシングの内部に入れ、前記１つまたは複数のヒータにより生ぜしめられた熱放射を供給して加熱し、続いて、前記ケーシングから取り出し、前記加熱中に、前記ケーシングの内部には、該ケーシング内で主として下から上に向かう熱対流が生じており、前記ケーシングの内部に、前記熱対流に抗して作用する空気流、特に前記ケーシングの内部において主として上から下に向かう空気流を生ぜしめる、方法において、
前記ケーシングの上部領域の温度Ｔｏおよび前記ケーシングの下部領域の温度Ｔｕ、特にケーシング蓋およびケーシング底部の各内面における各温度（Ｔｏ，Ｔｕ）を測定し、前記熱対流に抗して作用する空気流を、測定した、前記ケーシングの上部領域の前記温度Ｔｏと前記ケーシングの下部領域の前記温度Ｔｕとの間の温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）に応じて制御し、このとき前記空気流の制御を、好適には前記温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）が１５℃未満、特に１０℃未満および極めて特に好適には５℃未満になるように行うことを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記空気流は、循環空気流として形成されており、空気を循環させるためには、それぞれ１つまたは複数のファンを備えた１つまたは複数の空気通路を使用し、空気は前記ケーシング底部の領域で、前記ケーシングの内部から吸い出され、吸い出された前記空気は前記１つまたは複数の空気通路を介して前記ケーシングの上側に案内され、前記空気は前記ケーシングの上部領域において、前記ケーシングの内部へ戻される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記空気は、前記ケーシング底部に設けられた１つまたは複数の開口を介して前記ケーシングの内部から吸い出され、かつ／または前記空気は、前記ケーシング蓋に設けられた１つまたは複数の開口を介して前記ケーシングの内部へ戻される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記空気流を生ぜしめるために、圧縮空気を前記ケーシング内に、特に前記ケーシングの下部領域に供給し、好適には、前記ケーシング内に流入する空気の圧力もしくは量を、前記ケーシングの上部領域の前記温度Ｔｏと前記ケーシングの下部領域の前記温度Ｔｕとの間の前記温度差（Ｔｏ−Ｔｕ）に応じて制御する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ケーシングの内部の予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂを上回った場合には、前記ケーシングの内部へ外気の供給が行われるように設定されており、このとき好適には、前記ケーシングの上部領域で、特に前記ケーシング蓋の内面において測定された前記温度Ｔｏを、予め設定した前記炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂと比較する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記ケーシングの内部の予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂを上回った場合には、前記ケーシングに設けられた１つまたは複数のフラップおよび／または前記ケーシングに設けられた１つまたは複数のドアを開放し、このとき好適には、前記ケーシングの上部領域で、特に前記ケーシング蓋の内面において測定された前記温度Ｔｏを、予め設定した前記炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂと比較する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記ケーシング内には、互いに独立して運転可能な複数のヒータと複数の制御ゾーンＲｎが設けられており、各制御ゾーンＲｎには温度センサＴＳｎ、特にパイロメータが１つだけ対応配置されており、各制御ゾーンＲｎには１つまたは複数のヒータが対応配置されており、各制御ゾーンＲｎでは前記半製品の、前記制御ゾーンＲｎの前記１つまたは複数のヒータに面した表面の、目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）を測定し、その際、前記表面には温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）が予め設定されており、前記制御ゾーンＲｎにおける前記半製品の前記表面に関する前記温度目標値Ｔｎ（ｓｏｌｌ）と、測定した目下の温度実際値Ｔｎ（ｔ）との間に差が形成され、これにより各制御ゾーンＲｎ毎に、目下の差分値Δｎ（ｔ）（＝目下の温度差）を求め、このとき、前記目下の差分値Δｎ（ｔ）が最大の制御ゾーンを求め、ひいては目下最大の差分値Δｎ（ｔ）（＝最大温度差）を有する制御ゾーンＲｎが得られ、その他の制御ゾーンの前記ヒータを、前記目下最大の差分値Δｎ（ｔ）に応じて運転し、好適には制御された運転が行われるようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
以下、周期継続時間と呼ぶ時間区分を、以下、パルス継続時間と呼ぶ予め設定可能なスイッチオン継続時間と共に設定し、このように形成された時間区分はそれぞれ、パルス幅調整のための周期継続時間を示しており、該周期継続時間は、好適には１秒未満、特に５００ミリ秒未満、極めて特に好適には２００ミリ秒以下であり、１つの制御ゾーンＲｎに対応配置された１つまたは複数または全てのヒータは、前記周期継続時間に関連して予め設定可能なパルス継続時間の間だけ運転され、残りの周期継続時間の間は遮断され続けていて、結果的に前記周期継続時間に関連して、前記制御ゾーンＲｎにおける前記１つまたは複数または全てのヒータの、１回の周期継続時間における目下のパルス継続時間ＥＤが発生する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
半製品の数は、設けられた前記ヒータの数よりも少なく、かつ／または、１つまたは複数の前記半製品の総面積は、設けられた前記ヒータにより加熱可能な面積よりも小さいことで、必要とされないヒータが存在する場合に、前記必要とされないヒータに対応する前記制御ゾーンについては、残りのヒータの運転に際して前記目下最大の差分値Δｎ（ｔ）を求めるときに考慮しないこととする、請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
全ての活性の前記制御ゾーンＲｎを監視する、上位に配置された制御装置を使用し、時々、特に制御された運転では全ての周期継続時間において、前記目下最大の差分値Δｎ（ｔ）（＝最大温度差）を有する制御ゾーンＲｎ（ｍａｘ）を検出し、当該制御ゾーンＲｎ（ｍａｘ）を、その他の制御ゾーンのヒータを運転するためのマスター制御ゾーンとして使用し、その際に、前記その他の制御ゾーンＲｎのヒータのスイッチオン継続時間ＥＤを、以下のように算出する。すなわち：
ＥＤｎ（ｔ）＝ＥＤｎ（ｍａｘ）−ＥＤｎΔ（ｔ）：
ＥＤｎΔ（ｔ）＝ＥＤｎ（ｍａｘ）×Ｖｓｙｎｃｈ×［ΔＴ（ｍａｘ）−ΔＴｎ（ｔ）］であり、該数式の各要素は以下の意味を有している。すなわち：
ＥＤｎΔ（ｔ）＝前記制御ゾーンＲｎの前記１つまたは複数または全てのヒータについてのＥＤの目下の算出された差分値
Ｖｓｙｎｃｈ＝増幅係数（適当な制御区間の最大の勾配および制御ゾーンＲｎについての前記制御区間のむだ時間から算出される）
ΔＴ（ｍａｘ）＝請求項７記載の最大の差分値Δｎ（ｔ）
ΔＴｎ（ｔ）＝請求項７記載の目下の差分値Δｎ（ｔ）である、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
当該製造方法の開始前または一度製造を中断した後の当該製造方法の再開前に前記加熱装置の予熱を行い、このとき前記ケーシングの内部を、予め設定可能な炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂ未満の予熱温度Ｔｖｏｒに加熱し、好適には前記加熱装置の全自動運転の温度および／または前記半製品に合わせられた温度が前記炉運転温度ＴＢｅｔｒｉｅｂに基づいている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
複数のヒータを運転しかつ複数の制御ゾーンを監視する場合には、１つの制御ゾーンＲｎに対応配置された前記温度センサＴＳｎに、半製品からの放射がもたらされるのか、または別の制御ゾーンＲｎ’のヒータからの放射がもたらされるのかを調べて、半製品が前記ケーシング内に存在しているか否かを検出し、１つまたは複数の前記温度センサＴＳｎもしくはパイロメータに対して半製品が存在していない場合には、半製品が存在している場合よりも高い温度最大値を予め設定する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
１つの制御ゾーンＲｎの１つの温度センサＴＳｎにより、前記制御ゾーンＲｎに対応配置された半製品の加熱速度を監視しかつ予め設定された加熱速度と比較し、このとき該予め設定された加熱速度を目下の加熱速度から引く（加熱速度ａｋｔｕｅｌｌ−加熱速度ｓｏｌｌ）ことにより、差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚを形成し、差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが確認されると：
ａ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが負でありかつ絶対値が予め設定された第１の最大差分値Δ１Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、前記温度センサＴＳｎの故障を報知し、
ｂ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが負でありかつ絶対値が予め設定された第２の最大差分値Δ２Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、前記制御ゾーンＲｎに対応配置された前記１つまたは複数のヒータの故障を報知し、
ｃ）差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚが正でありかつ絶対値が予め設定された第３の最大差分値Δ３Ａｕｆｈｅｉｚ（ｍａｘ）よりも大きな場合には、前記半製品および／または前記温度センサＴＳｎの誤った位置決めを報知する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
サーモカメラと、１つまたは複数のパイロメータとを測定手段として使用し、パイロメータが前記半製品の表面を測定する全ての箇所に、熱画像上の測定箇所をも設定する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記加熱速度を連続的に監視し、このとき、前記半製品の溶融温度の範囲において前記加熱速度の顕著な変化および一時的な低下を検出し、次いで前記溶融温度からの前記加熱速度の軽微な増大を検出した場合には、前記加熱速度の前記変化ｄΔ／ｄｔに基づき、この点において温度を検出し、データシートに記載された、前記半製品のプラスチックの溶融温度と比較し、好適には検出した前記温度と、前記データシートに記載された前記温度との間にずれがある場合には、パイロメータレンズの汚染を報知する、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
複数の半製品を前記ケーシングに順次入れ、予め設定された位置に配置して加熱し、その際前記半製品は、それぞれ１つまたは複数の制御ゾーンＲｎに対応配置されており、１つの制御ゾーンＲｎの１つの温度センサＴＳｎにより、１つの半製品のその時々の加熱速度を監視し、前記加熱速度の前記差分値ΔＡｕｆｈｅｉｚの時間的な変化ｄΔ／ｄｔを監視する、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
まず、予め設定可能な継続時間の間、空気流を自由対流の方向で供給し、前記半製品の溶融温度に到達する直前に前記空気流の向きを逆転させ、前記熱対流に抗して作用する空気流を生ぜしめる、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
【国際調査報告】
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