DE69910004T2

DE69910004T2 - Verfahren und vorrichtung zum vorheizen von luftdurchlässigem und wärmeumformbarem material

Info

Publication number: DE69910004T2
Application number: DE69910004T
Authority: DE
Inventors: K. Sunil GUPTE
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2019-05-18
Also published as: WO1999059792A1; EP1077798B1; AU4082499A; DE69910004D1; EP1077798A1; US6036896A

Description

Technisches Sachgebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorwärmen eines durchlässigen, thermoformbaren Materials unter Verwendung eines konvektiven Erwärmens.
Stand der Technik
Ein früheres Verfahren zum Vorwärmen eines thermoformbaren Materials, umfassend thermisch härtende und thermoplastische Materialien, setzt ein Kontakterwärmen ein. Das Verfahren eines Kontakterwärmens umfasst ein Platzieren des Materials in einen direkten Kontakt mit einer Wärmequelle, wie beispielsweise thermisch regulierten oberen und unteren Auflageplatten. Wärme wird dann grundsätzlich durch Leitung von der äußeren Oberfläche zu dem inneren Kern des Materials übertragen. Da solche Materialien typischerweise schlechte Wärmeleiter sind, erfordert allerdings dieses Verfahren eine beträchtliche Zeitdauer, um ausreichend die Materialien zu erwärmen.
Ein anderes Verfahren zum Vorwärmen eines thermoformbaren Materials setzt ein Strahlungserwärmen ein. Dieses Verfahren umfasst ein Platzieren des Materials nahe einer Strahlungswärmequelle, wie beispielsweise elektrische Spulen oder keramische Heizeinrichtungen. Die äußeren Bereiche des Materials tendieren allerdings dazu, selektiv die Strahlungsenergie zu absorbieren, und ein Erwärmen des Kerns wird wiederum primär durch Leitung durchgeführt. Demzufolge erfordert dieses Verfahren auch eine wesentliche Zeitdauer, um ausreichend das Material zu erwärmen.
Verschiedene andere Verfahren eines Vorwärmens von Materialien mit erwärmter Luft sind auch bekannt. Zum Beispiel offenbart die Europäische Referenz EP-A-0 148 762 einen Ofen zum Erwärmen einer durchlässigen Struktur, allerdings umfasst der Ofen ein relativ kurzes Plenum, das nicht ausreichend die Luft mischt. Zusätzliche Verfahren sind in der Deutschen Referenz DE-C195 41 524 und der Französischen Referenz FR-A-1 538 811 offenbart. Strömungslinien, dargestellt in den Figuren dieser Referenzen, zeigen aller dings, dass Luft weder homogenisiert wird, bevor sie ein bestimmtes Material berührt, noch wird die Luft in einem homogenen Zustand gehalten, wenn sie das Material verlässt.
Zusammenfassung der Erfindung
Den vorstehend angegebenen Nachteilen wird sich durch die vorliegende Erfindung zugewandt, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorwärmen eines durchlässigen, thermoformbaren Materials unter Verwendung eines konvektiven Erwärmens schafft. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in den Ansprüchen 1, 18 und 24 definiert. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in den Ansprüchen 31 und 40 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Vorrichtung zum Vorwärmen eines thermoformbaren Materials, das eine erste und eine zweite Seite besitzt, weist ein Gehäuse und ein erstes und ein zweites Halteelement, die so miteinander zusammenwirken, um ausreichend das Material innerhalb des Gehäuses zu halten, auf. Ein Fluidverteilungssystem ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und ist dazu geeignet, mit einer Quelle eines erwärmten Fluids verbunden zu werden. Das Fluidverteilungssystem ist so betreibbar, um erwärmtes Fluid auf die erste Seite des Materials zu führen. Zusätzlich ist das Gehäuse so angepasst, um mit einer Quelle eines negativen Drucks zum Entwickeln eines Saugens an der zweiten Seite des Materials zusammenzuwirken, um das erwärmte Fluid durch das Material hindurch zu ziehen, um dadurch konvektiv das Material zu erwärmen.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum effizienten Vorwärmen eines thermoformbaren Materials unter Verwendung einer konvektiven Wärmeübertragung zu schaffen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, Verfahren des Typs zu schaffen, der vorstehend beschrieben ist, der ein Saugen entwickelt, um erwärmte Luft durch das Material hindurch zu ziehen.
Es ist eine noch andere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung des Typs zu schaffen, der vorstehend beschrieben ist, um konvektiv das Material zu erwärmen. Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind leicht aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung des besten Modes zum Ausführen der Erfindung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und stellt eine vertikal bewegbare Vakuumhaube, ein seitlich bewegbares Trageelement und ein Fluidverteilungssystem, das ein Paar von Heißluftverteilern besitzt, dar;
2 zeigt eine schematisch angeordnete Draufsicht der Heißluftverteiler; und
3 zeigt ein schematisches Diagramm der Vorrichtung der 1, mit der Vakuumhaube und mit dem Trageelement in deren jeweiligen geschlossenen Positionen zum Halten der Laminat-Anordnung dazwischen.
Beste Moden zum Ausführen der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. 1 stellt eine Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung zum Vorwärmen von durchlässigen, thermoformbaren Materialien, wie beispielsweise eine Laminat-Anordnung 12, dar, die eine formbare Schicht 14, eine Klebeschicht 16 und ein Abdeckelement 18 umfasst. Die Vorrichtung 10 weist vorzugsweise eine Quelle eines erwärmten Fluids, wie beispielsweise eine Heißluftquelle 20, ein isoliertes Gehäuse 22, ein Fluidverteilungssystem 24, ein erstes Halteelement oder Trageelement 26, eine Vakuumhaube 28 und eine Vakuumquelle 29 auf. Alternativ kann die Quelle des erwärmten Fluids eine Strömungsquelle oder irgendeine andere, geeignete Quelle eines erwärmten Fluids sein.
Das Fluidverteilungssystem 24 ist innerhalb des Gehäuses 22 angeordnet und weist vorzugsweise ein Paar von Heißluftverteilern 30 und 32 auf, wie sie in 1 und 2 dargestellt sind. Jeder der Verteiler 30 und 32 besitzt einen Einlass 36, verbunden mit der Heißluftquelle 20, einen Hauptkanal 37, eine Mehrzahl Schenkel 38, die sich von dem Kanal 37 aus erstrecken, und eine Mehrzahl von Dämpfern 39 zum Regulieren einer Luftströmung durch den Kanal und die Schenkel. Jeder der Schenkel 38 besitzt eine Mehrzahl von Öffnungen 40 zum Verteilen von heißer Luft von den Verteilern 30 und 32. Die Verteiler 30 und 32 sind vorzugsweise symmetrisch und sind so angeordnet, dass die Einlässe 36 an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 22 angeordnet sind. Lufttemperatur, Druck und Massendurchflussrate an beiden Einlässen 36 sind vorzugsweise im Wesentlichen identisch. Mit dieser Konfiguration sind die Öffnungen 40, angeordnet progressiv weiter weg von dem Einlass 36 eines der Verteiler 30 und 32 aus, nebeneinander angeordnet oder entsprechen ansonsten den Öffnungen 40, angeordnet progressiv näher zu dem Einlass 36 des anderen Verteilers. Demzufolge mischt sich relativ kühlere und sich langsamer bewegende Luft, die am weitesten weg von dem Einlass 36 von einem der Verteiler 30 und 32 austritt, mit relativ heißerer und sich schneller bewegender Luft, die am nächsten zu dem Einlass 36 des anderen Verteilers austritt, um dadurch die erwärmte Luftmischung zu homogenisieren.
Alternativ kann erwärmte Luft in einer unterschiedlichen Art und Weise von den Verteilern 30 und 32 einfach durch Einstellen der Dämpfer 39 verteilt werden, um eine unterschiedliche, effektive Konfiguration der Verteiler zu erzeugen. Zum Beispiel kann, durch Schließen der Dämpfer 39 in den am weitesten innen liegenden Schenkeln 38, während die Dämpfer in den äußersten Schenkeln offen sind, erwärmte Luft entlang gegenüberliegender Seitenwände des Gehäuses 22 verteilt werden. Die Hauptkanäle 37 können auch mit Öffnungen (nicht dargestellt) so versehen sein, dass Luft entlang aller vier Seitenwände des Gehäuses 22 verteilt werden kann. Weiterhin können die Verteiler 30 und 32 eliminiert werden, wenn die erwärmte Luft, zugeführt zu dem Gehäuse 22, ausreichend durch andere Einrichtungen homogenisiert ist, wie beispielsweise durch Verlängern des Gehäuses, um zu erreichen, dass eine zusätzliche Mischung der Luft auftritt.
Wie in 1 dargestellt ist, weist das Fluidverteilungssystem 24 vorzugsweise eine Mehrzahl von die Strömung regulierenden Vorrichtungen, wie beispielsweise Ablenkteile 42 und Netze bzw. Gitter 44, zum Regulieren einer Strömung der erwärmten Luftmischung auf. Jedes der Ablenkteile 42 besitzt eine Vielzahl von Perforationen 46, und die Perforationen von angrenzenden Ablenkteilen sind vorzugsweise in Bezug zueinander versetzt, um eine zusätzliche Mischung der erwärmten Luftmischung zu bewirken. Dieser zusätzliche Mischvorgang homogenisiert weiterhin die erwärmte Luftmischung durch Verringern der Temperatur- und von Geschwindigkeitsvariationen durch die Mischung hinweg. Ähnlich besitzt jedes der Netze 44 eine Vielzahl von feinen Öffnungen 48, und die feinen Öffnungen angrenzend der Netze sind vorzugsweise in Bezug zueinander versetzt, um noch weiter die erwärmte Luftmischung zu homogenisieren.
Alternativ kann das Fluidverteilungssystem 24 mit irgendwelchen Ablenkteilen 42 oder Netzen 44 versehen sein, wenn die erwärmte Luft ansonsten ausreichend homogenisiert ist, bevor sie die Laminat-Anordnung 12 berührt. Die Verteiler 30 und 32, die Ablenkteile 42 und die Netze 44 sind alle vorzugsweise entfernbar innerhalb des Gehäuses befestigt, wie beispielsweise auf Gleitfächern, so dass jede der Komponenten modifiziert, eliminiert oder gegen eine andere Komponente, in Abhängigkeit von der Anwendung, ersetzt werden kann.
Das erste Halteelement oder Trageelement 26 ist lateral in Bezug auf das Gehäuse 22 zwischen einer offenen Position zum Aufnehmen der Laminat-Anordnung 12, wie dies in 1 dargestellt ist, und einer geschlossenen Position zum Aufnehmen der Laminat-Anordnung innerhalb des Gehäuses, wie dies in 3 dargestellt ist, bewegbar. Das Trageelement 26 kann ein durchlässiges Sieb oder eine andere, geeignete Vorrichtung sein, die so konfiguriert ist, um ausreichend die Laminat-Anordnung 12 innerhalb des Gehäuses 22 zu halten. Alternativ kann das erste Halteelement eine Endlosfördereinrichtung sein, die so konfiguriert ist, um eine fortlaufende Laminat-Anordnung aus, zum Beispiel, einem aufgerollten Vorrat aufzunehmen und zu tragen. In jedem Fall ist das erste Halteelement vorzugsweise so konfiguriert, um eine Luftströmungspermeabilität und -stärke zu optimieren, während ein Widerstand in Bezug auf eine Luftströmung und zugeordnete Strömungsstörungen im Mikromaßstab minimiert werden.
Die Vakuumhaube 28 ist vorzugsweise mit einem Paar Zylindern 50 für ein automatisches Bewegen der Haube vertikal in Bezug auf das Gehäuse 22 zwischen einer offenen Position, wie dies in 1 dargestellt ist, und einer geschlossenen Position zum Halten der Laminat-Anordnung 12 zwischen der Haube und dem Trageelement 26, wie dies in 3 dargestellt ist, bewegbar. Eine flexible Dichtung 51 ist vorzugsweise zwischen der Haube 28 und dem Gehäuse 22 zum Minimieren eines Wärmeverlusts angeordnet, wenn die Haube geöffnet und geschlossen wird. Alternativ kann die Vakuumhaube 28 mit irgendeiner anderen, geeigneten Anordnung für ein automatisches oder manuelles Bewegen der Haube verbunden sein, oder die Haube kann freistehen. Eine Mehrzahl von Strömungsreguliervorrichtungen oder Netzen 52 ist innerhalb der Haube 28 angeordnet, und ist so konfiguriert, um die Homogenität der erwärmten Luft beizubehalten, wenn sie die Laminat-Anordnung 12 verlässt. Ein zweites Halteelement, wie beispielsweise ein festes Sieb 54, ist mit der Vakuumhaube 28 verbunden und ist so konfiguriert, um ausreichend die Laminat-Anordnung 12 zu halten und zu tragen, und zwar während des Vorwärmprozesses. Das feste Sieb 54 ist vorzugsweise so konfiguriert, um eine Luftströmungsdurchlässigkeit und -stärke zu optimieren, während ein Widerstand hinsichtlich einer Luftströmung und zugeordnete Strömungsstörungen im Mikromaßstab minimiert werden. Alternativ kann das feste Sieb bzw. Netz 54 so konfiguriert werden, um als eine Strömungsregu liervorrichtung zu arbeiten. Obwohl das zweite Halteelement vorzugsweise als Teil der Vakuumhaube 28 vorgesehen ist, kann es als separate Komponente vorgesehen sein. Die Vakuumquelle 29 ist mit der Vakuumhaube 28 verbunden und ist so angepasst, um den Druck innerhalb der Haube relativ zu dem Druck, der die Verteiler 30 und 32 umgibt, zu verringern. Die Vakuumquelle 29 erreicht vorzugsweise einen Messdruck innerhalb der Haube in dem Bereich von 0 bis –5 Pound pro Quadratinch (psi) oder 0 bis 3,446 × 10⁴ Pascal, während der Messdruck der erwärmten Luft, die die Verteiler 30 und 32 verlässt, vorzugsweise in dem Bereich von 0 bis 5 psi (0 bis 3,446 × 10⁴ Pascal) liegt. Als Folge wird ein Druckgradient von 0 bis 10 psi (0 bis 6,892 × 10⁴ Pascal) über die Laminat-Anordnung 12 zum Ziehen der erwärmten Luftmischung durch die Anordnung entwickelt.
Das Verfahren gemäß der Erfindung setzt ein Positionieren der Laminat-Anordnung 12 auf dem Trageelement 26 ein, wenn sich das Trageelement und die Vakuumhaube 28 in deren jeweiligen geöffneten Positionen befinden, wie dies in 1 dargestellt ist. Die formbare Schicht 14 der Laminat-Anordnung 12 kann irgendein durchlässiges Material sein, das thermoformbar ist, wenn es ausreichend erwärmt wird. Solche Materialien umfassen thermoformbares, festes Urethan (TRU) und Polyethylen Terephthalat (PET), mit fasrigem, nicht gewebtem PET als das bevorzugte Material, für Headliner-Anwendungen. Die Klebeschicht 16 kann irgendein durchlässiges, thermohärtendes oder thermoplastisches Adhäsiv aufweisen. Das Abdeckelement 18 weist vorzugsweise nicht gewebtes PET für Headliner-Anwendungen auf, allerdings kann es irgendein durchlässiges Abdeckmaterial, wie beispielsweise Stoff oder Teppich, aufweisen. Alternativ kann das Abdeckelement 18 und/oder die Klebeschicht 16 eliminiert werden, falls es nicht für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist. Weiterhin können mehrfache, formbare Schichten 14 und/oder Klebeschichten 16 in Abhängigkeit von der Anwendung verwendet werden.
Wie in 3 dargestellt ist, wird das Trageelement 26 dann zu seiner geschlossenen Position so bewegt, dass das Trageelement und die Laminat-Anordnung 12 innerhalb des Gehäuses 22 enthalten sind. Als nächstes wird die Vakuumhaube 28 automatisch oder in anderer Weise zu deren geschlossenen Position bewegt, um eine abgedichtete Beziehung zwischen der Haube und dem Gehäuse 22 zu bewirken, und um ausreichend die Laminat-Anordnung 12 zwischen dem festen Sieb 54 und dem Trageelement 26 zu halten.
Unter Druck gesetzte, erwärmte Luft, die eine Temperatur in dem Bereich der Umgebungsluft von 300°C besitzt, wird dann in die Verteiler 30 und 32 über die Einlässe 36 eingeführt. Die Dämpfer 39 können so eingestellt werden, um eine Strömung der erwärmten Luft durch die Schenkel 38 zu regulieren. Luft, die angrenzende Schenkel 38 verlässt, wird zusammengemischt, um die homogene, erwärmte Luftmischung zu erzeugen. Die erwärmte Luftmischung wird dann weiter durch die Ablenkteile 42 und die Siebe 36 homogenisiert, um Geschwindigkeits- und Temperaturvariationen zu reduzieren. Nachdem eine ausreichende Homogenisierung aufgetreten ist, besitzt die erwärmte Luftmischung vorzugsweise eine im Wesentlichen gleichförmige Geschwindigkeit und eine im Wesentlichen gleichförmige Temperatur.
Die Vakuumquelle 29 wird gleichzeitig mit der Einführung von erwärmter Luft in die Verteiler 30 und 32 aktiviert, um den Druck innerhalb der Haube 28 zu verringern. Als Folge wird ein Druckgradient über die Laminat-Anordnung 12 entwickelt, um die erwärmte Luftmischung durch die Anordnung zu ziehen, wie dies zuvor erläutert ist. In der Praxis ist bestimmt worden, dass für eine Laminat-Anordnung, die drei formbare PET-Schichten 14, eine Klebeschicht 16 und ein PET-Abdeckelement 18 besitzt, ein Druckgradient von 0,5 Pound pro Quadratinch (3,446 × 10³ Pascal), ausreichend ist, um eine adäquate Strömungsrate einer ausreichend erwärmten Luftmischung durch die Laminat-Anordnung zu erreichen.
Wenn die erwärmte Luftmischung durch die Laminat-Anordnung 12 hindurchführt, führt die Luftmischung von einem Zustand einer relativ hohen Energie zu einem Zustand einer niedrigeren Energie hindurch, während thermische Energie zu der Laminat-Anordnung durch eine konvektive Wärmeübertragung übertragen wird. Der Energiezustand der Luftmischung an einem bestimmten Punkt wird durch kinetische, potentielle und interne Energien der Luftmischung, die zusammen genommen werden, bestimmt. Verschiedene Terme, die verwendet werden, um diese Energien zu beschreiben und einfach zu quantifizieren, umfassen, sind allerdings nicht darauf beschränkt, einen statischen Druck, ein Vakuumsaugen, eine Luft mit einer hohen/niedrigen Auftreffgeschwindigkeit und eine hohe/niedrige Lufttemperatur. Irgendeine geeignete Kombination dieser Energien und/oder Terme kann entsprechend der Erfindung ingenieurmäßig ausgelegt werden, um einen bestimmten eingangsseitigen zu ausgangsseitigen, negativen Energiegradienten zu erreichen, der dazu notwendig ist, eine ausreichende Luftströmung durch die Laminat- Anordnung 12 und Wärmeübertragung darauf zu erreichen. Demzufolge kann die Laminat-Anordnung 12 effektiv und effizient durch dieses Verfahren erwärmt werden. Weiterhin kann die erwärmte Luftmischung mit einem zerstäubten oder gesprühten, chemischen Katalysator, wie beispielsweise Wasser, gemischt werden, um eine Verarbeitung der Laminat-Anordnung 12 zu verbessern, beispielsweise durch Erhöhen der chemischen Reaktion und der Quervernetzung von Polymeren innerhalb der Laminat-Anordnung.
Siebe 52 behalten die Homogenität der Luftmischung bei, wenn sie die Laminat-Anordnung 12 verlässt, um eine optimale Luftströmung durch die gesamte Anordnung sicherzustellen. Weiterhin wird die Luft, die von der Haube 28 austritt, vorzugsweise zurück zu der Heißluftquelle 20 so zirkuliert, dass sie wieder verwendet werden kann. Die Laminat-Anordnung 12 kann, wenn sie einmal ausreichend erwärmt ist, in irgendeiner geeigneten Art und Weise thermogeformt werden, wie beispielsweise durch Positionieren der Anordnung zwischen Formhälften und Drücken der Formhälften zusammen, um ein Teil zu bilden, wie beispielsweise einen Headliner, ein Bodenteppichsystem oder eine Verpackungsschale.
Unter diesen Verfahren können Erwärmungszeiten wesentlich verglichen mit Erwärmungsverfahren nach dem Stand der Technik verringert werden. In einem beispielhaften Fall wurde die Erwärmungszeit für eine Laminat-Anordnung von 300 Sekunden mit einer herkömmlichen Strahlungserwärmung auf weniger als 30 Sekunden unter Verwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung reduziert. Dieses Verfahren ist auch besonders gut geeignet für gelockerte, fasrige Materialien, was dazu tendiert, schlechte Leiter für Wärme zu sein, allerdings einfach eine Luftströmung dort hindurch ermöglicht. Aufgrund des großen, kumulativen Oberflächenbereichs der Fasern, die der Luftströmung ausgesetzt sind, wird eine mikroskopische Konvektion maximiert. Zusätzlich wirken die Fasern als Einschlüsse, die eine zusätzliche Bewegung oder eine Turbulenz der Luft um die individuellen Fasern herum und/oder Cluster der Fasern verursachen. Eine Luftbewegung induziert weiterhin eine Mikro-Konvektion.
Weiterhin kann, da die Verteiler 30 und 32 vorzugsweise so arbeiten, um eine homogene Mischung aus erwärmter Luft zu erzeugen, die Vorrichtung 10 relativ kompakt aufgebaut werden. Dies ist möglich, da zusätzlicher Raum in dem Gehäuse 22 nicht erforderlich ist, um zu ermöglichen, dass eine zusätzliche Mischung von Luft auftritt.
Die Erfindung ist in einer erläuternden Art und Weise beschrieben worden; und es sollte verständlich werden, dass die Terminologie, die verwendet worden ist, dazu vorgesehen ist, in der Art von Worten einer Beschreibung zu sein, im Gegensatz dazu, einschränkend zu sein. Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der Erfindung im Hinblick auf die vorstehenden Lehren möglich. Zum Beispiel kann eine konvektive Erwärmung in Verbindung mit anderen Erwärmungsverfahren verwendet werden, wie beispielsweise Kontakterwärmung, Strahlungserwärmung und Erwärmung mittels Mikrowelle. Es sollte deshalb verständlich werden, dass innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche die Erfindung auch anders, als dies spezifisch beschrieben ist, praktiziert werden kann.

Claims

Verfahren zum Vorwärmen eines durchlässigen, thermoformbaren Materials (12), wobei das Verfahren umfasst: Zuführen von erwärmtem Fluid zu einem Fluidverteilungssystem (24); Homogenisieren des erwärmten Fluids, so dass das erwärmte Fluid eine im Wesentlichen gleichmäßige Geschwindigkeit und Temperatur hat; Einleiten des erwärmten Fluids an das Material (12) angrenzend; Saugen des erwärmten Fluids durch das Material (12), um das Material (12) konvektiv zu erwärmen; und Leiten des erwärmten Fluids durch eine Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54), nachdem das erwärmte Fluid durch das Material (12) gesaugt worden ist, um die Homogenität des erwärmten Fluids beim Austreten des erwärmten Fluids aus dem Material (12) aufrechtzuerhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine der Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54) ein Halteelement (54) ist, das so aufgebaut ist, dass es das Material (12) ausreichend hält.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Halteelement (54) eine Abschirmung umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Material (12) wenigstens eine Schicht (14) aus nicht gewebten Thermoplastfasern umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Material (12) des Weiteren ein Überzugselement (18) und eine Klebeschicht (16) umfasst, die zwischen dem Überzugselement (18) und der wenigstens einen Schicht (14) aus nicht gewebten Thermoplastfasern eingeschlossen ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fluid Luft umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erwärmte Fluid, das an das Material angrenzend eingeleitet wird, unter Druck gesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Homogenisieren des erwärmten Fluids das Leiten des erwärmten Fluids durch wenigstens eine Zwischenwand (42) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Homogenisieren des erwärmten Fluids das Leiten des Fluids durch wenigstens ein Sieb (44) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das Homogenisieren des erwärmten Fluids das Leiten des Fluids durch wenigstens eine Zwischenwand (42) und wenigstens ein Sieb (44) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Homogenisieren des erwärmten Fluids das Leiten des Fluids durch mehrere Zwischenwände (42) und mehrere Siebe (44) umfasst und jede der Zwischenwände (42) eine Vielzahl von Perforationen (46) aufweist, jedes der Siebe (44) eine Vielzahl von Öffnungen (48) aufweist und die Perforationen (46) benachbarter Zwischenwände (42) zueinander versetzt sind und die Öffnungen (48) benachbarter Siebe (44) zueinander versetzt sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Leiten des erwärmten Fluids durch eine Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54) das Leiten des erwärmten Fluids durch mehrere Siebe (52) einschließt und jedes der Siebe (52) eine Vielzahl von Öffnungen aufweist und die Öffnungen benachbarter Siebe (52) zueinander versetzt sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1–11, wobei das Leiten des erwärmten Fluids durch eine Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54) das Leiten des erwärmten Fluids durch wenigstens ein Sieb (52) einschließt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Saugen des erwärmten Fluids durch das Material (12) das Erzeugen eines Druckgefälles von weniger als 6,892 × 10⁴ Pascal über das Material (12) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das des Weiteren das Mischen des erwärmten Fluids mit einem zerstäubten Katalysator vor dem Saugen des erwärmten Fluids durch das Material (12) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Katalysator Wasser umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, das des Weiteren das Rezirkulieren wenigstens eines Teils der erwärmten Luft zu dem Fluidverteilungssystem (24) umfasst.
Verfahren zum Vorwärmen einer durchlässigen, thermoformbaren Laminatanordnung (12) für einen anschließenden Formvorgang, wobei die Laminatanordnung (12) eine erste und eine zweite Seite aufweist und ein Überzugselement (18), wenigstens eine formbare Schicht (14) und eine Klebeschicht (16) enthält, die zwischen dem Überzugselement (18) und der wenigstens einen formbaren Schicht (14) eingeschlossen ist, wobei das Verfahren umfasst: Positionieren der Laminatanordnung (12) zwischen einem ersten und einem zweiten durchlässigen Halteelement (26 und 54); Zuführen von unter Druck stehender erwärmter Luft zu einem ersten und einem zweiten Verteiler (30 und 32), wobei jeder der Verteiler (30 und 32) einen Einlass (36) zum Aufnehmen der erwärmten Luft und eine Vielzahl von Auslassdüsen (40) zum Leiten der erwärmten Luft aus den jeweiligen Verteilern (30 oder 32) aufweist und die Verteiler (30 und 32) so aufgebaut sind, dass die Auslassdüsen (40) jedes Verteilers (30 oder 32) jeweils zunehmend weit von dem Einlass (36) des jeweiligen Verteilers (30 oder 32) entfernt angeordnet sind, so dass eine jeweils weiter entfernte Düse (40) eines Verteilers (30 oder 32) jeweils einer weniger weit entfernten Düse (40) des anderen Verteilers (30 oder 32) gegenüber liegt, um die erwärmte Luft zu mischen, die aus den Verteilern (30 und 32) austritt; Leiten der erwärmten Luft durch eine erste Strömungsreguliervorrichtung (42 oder 44), um die erwärmte Luft zu homogenisieren, so dass die erwärmte Luft im Wesentlichen gleichmäßige Temperatur und Geschwindigkeit hat, wobei die erste Strömungsreguliervorrichtung (42 oder 44) von den Halteelementen (26 und 54) beabstandet ist; Einleiten der erwärmten Luft auf die erste Seite der Laminatanordnung (12); Erzeugen eines Sogs an der zweiten Seite der Laminatanordnung (12), der ausreicht, um die erwärmte Luft durch die Laminatanordnung (12) zu saugen, um so die Laminatanordnung konvektiv zu erwärmen; und Leiten der erwärmten Luft durch eine Vielzahl zweiter Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54), nachdem die erwärmte Luft durch die Laminatanordnung (12) gesaugt worden ist, um die Homogenität der erwärmten Luft aufrechtzuerhalten, wenn die erwärmte Luft aus der Laminatanordnung (12) austritt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Hindurchleiten der erwärmten Luft durch die erste Strömungsreguliervorrichtung (42 oder 44) das Hindurchleiten der erwärmten Luft durch mehrere Strömungsreguliervorrichtungen (42, 44) einschließt.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Vielzahl zweiter Strömungsreguliervorrichtung (52, 54) das zweite Haltelelement (54) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–20, das des Weiteren das Mischen der erwärmten Luft mit einem zerstäubten Katalysator vor dem Einleiten der erwärmten Luft auf die erste Seite der Laminatanordnung (12) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Katalysator Wasser umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18–22, das des Weiteren das Rezirkulieren wenigstens eines Teils der erwärmten Luft zu dem ersten und dem zweiten Verteiler (30 und 32) umfasst.
Verfahren zum Vorwärmen eines durchlässigen, thermoformbaren Materials (12) für einen anschließenden Formvorgang, wobei das Verfahren umfasst: Zuführen von unter Druck stehender erwärmter Luft zu einem Fluidverteilungssystem (24); Homogenisieren der erwärmten Luft, so dass die erwärmte Luft eine im Wesentlichen gleichmäßige Geschwindigkeit und Temperatur hat; Mischen der erwärmten Luft mit einem zerstäubten Katalysator; Einleiten der erwärmten Luft an das Material (12) angrenzend; Saugen der erwärmten Luft durch das Material (12), um das Material (12) konvektiv zu erwärmen; Leiten der erwärmten Luft durch eine Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54), nachdem die erwärmte Luft durch das Material (12) gesaugt worden ist, um die Homogenität der erwärmten Luft aufrechtzuerhalten, wenn die erwärmte Luft aus dem Material (12) austritt; und Rezirkulieren wenigstens eines Teils der erwärmten Luft zu dem Fluidverteilungssystem (24).
Verfahren nach Anspruch 24, wobei eine der Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54) ein Halteelement (54) ist, das so aufgebaut ist, dass es das Material (12) ausreichend hält.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Halteelement (54) eine Abschirmung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24–26, wobei das Homogenisieren der erwärmten Luft das Leiten der erwärmten Luft durch mehrere Zwischenwände (42) einschließt, wobei jede der Zwischenwände (42) eine Vielzahl von Perforationen (46) aufweist und die Perforationen (46) benachbarter Zwischenwände (42) zueinander versetzt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24–27, wobei das Leiten der erwärmten Luft durch eine Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54) das Leiten der erwärmten Luft durch mehrere Siebe (52) einschließt und jedes der Siebe (52) eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen benachbarter Siebe (52) zueinander versetzt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24–28, wobei das Homogenisieren der erwärmten Luft das Leiten der erwärmten Luft durch mehrere Siebe (44) umfasst und jedes der Siebe (44) eine Vielzahl von Öffnungen (48) aufweist und die Öffnungen (48) benachbarter Siebe (44) zueinander versetzt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24–29, wobei das Zuführen von unter Druck stehender erwärmter Luft zu einem Fluidverteilungssystem (24) das Zuführen der erwärmten Luft zu einem ersten und einem zweiten Verteiler (30 und 32) umfasst, jeder der Verteiler (30 und 32) einen Einlass (36) zum Aufnehmen der erwärmten Luft und eine Vielzahl von Auslassdüsen (40) zum Leiten der erwärmten Luft aus dem jeweiligen Verteiler (30 oder 32) aufweist, und die Verteiler (30 und 32) so aufgebaut sind, dass die Auslassdüsen (40) jedes Verteilers (30 und 32) jeweils zunehmend weit von dem Einlass (36) des jeweiligen Verteilers (30 oder 32) entfernt angeordnet sind, so dass eine jeweils weiter entferntere Düse (40) eines Verteilers (30 oder 32) jeweils einer weniger weit entfernten Düse (40) des anderen Verteilers (30 oder 32) gegenüber liegt, um die erwärmte Luft zu mischen, die aus den Verteilern (30 und 32) austritt.
Vorrichtung (10) zum Vorwärmen eines durchlässigen thermoformbaren Materials (12) mit einer ersten und einer zweiten Seite, wobei die Vorrichtung (10) umfasst: ein Gehäuse (22); ein erstes und ein zweites Halteelement (26 und 54), die jeweils in Zusammenwirkung gebraucht werden können, um das Material (12) ausreichend in dem Gehäuse (22) zu halten; ein Fluidverteilungssystem (24), das so eingerichtet ist, dass es mit einer Quelle (20) von erwärmten Fluid verbunden wird, wobei das Fluidverteilungssystem (24) so betrieben werden kann, dass es erwärmtes Fluid auf die erste Seite des Materials (12) einleitet und das erwärmte Fluid so homogenisiert, dass das erwärmte Fluid im Wesentlichen gleichmäßige Geschwindigkeit und Temperatur hat; eine Unterdruckquelle (29), die einen Sog an der zweiten Seite des Materials (12) im Zusammenwirken mit dem Einleiten des erwärmten Fluids durch Funktion des Fluidverteilungssystems (24) erzeugt, um ausreichend erwärmtes Fluid durch das Material (12) zu saugen, um das Material (12) konvektiv zu erwärmen; und eine Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54), die nahe der zweiten Seite des Materials (12) angeordnet werden können, um die Homogenität des erwärmten Fluids aufrechtzuerhalten, wenn das erwärmte Fluid aus dem Material (12) austritt.
Vorrichtung nach Anspruch 31, wobei die Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54) das zweite Halteelement (54) einschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 31, wobei die Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54) eine Vielzahl von Sieben enthält, die von dem zweiten Halteelement (54) beabstandet sind.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 31–33, die des Weiteren eine Vakuumhaube (28) umfasst, die so eingerichtet ist, dass sie mit der Unterdruckquelle (29) verbunden wird.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 34, wobei die Vakuumhaube (28) das zweite Halteelement (54) umfasst und in Bezug auf das Gehäuse (22) bewegt werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31–35, wobei das Fluidverteilungssystem (24) einen ersten und einen zweiten Verteiler (30 und 32) umfasst und jeder der Verteiler (30 und 32) einen Einlass (36) aufweist, der so eingerichtet ist, dass er mit der Quelle (29) von erwärmtem Fluid verbunden wird, sowie eine Vielzahl von Düsen (40) zum Leiten der erwärmten Luft aus dem jeweiligen Verteiler (30 oder 32), wobei die Düsen (40) jedes Verteilers (30 und 32) zunehmend weiter von dem Einlass (36) des jeweiligen Verteilers (30 oder 32) entfernt angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 36, wobei die Verteiler (30 und 32) so aufgebaut sind, dass eine Düse (40), die zunehmend weiter von dem Einlass (36) eines Verteilers (30 oder 32) entfernt angeordnet ist, einer Düse (40) entspricht, die zunehmend näher an dem Einlass (36) des anderen Verteilers (30 oder 32) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31–37, wobei das Fluidverteilungssystem (24) wenigstens eine Zwischenwand (42) und wenigstens ein Sieb (44) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31–38, wobei die Vielzahl von Strömungsreguliervorrichtungen (52, 54) eine Vielzahl von Sieben (52) enthält.
Vorrichtung zum Vorwärmen eines thermoformbaren Materials (12), wobei die Vorrichtung umfasst: ein Gehäuse (22); einen ersten und einen zweiten Verteiler (30 und 32), die in dem Gehäuse (22) angeordnet sind, wobei jeder Verteiler (30 und 32) einen Einlass (36), der so ein gerichtet ist, dass er mit einer Quelle (20) erwärmter Luft verbunden wird, und eine Vielzahl von Düsen (40) zum Leiten der erwärmten Luft aus dem jeweiligen Verteiler (30 oder 32) aufweist und die Verteiler (30 und 32) so aufgebaut sind, dass die Düsen (40) jedes Verteilers (30 und 32) zunehmend weiter von dem Einlass (36) des jeweiligen Verteilers (30 oder 32) entfernt angeordnet sind, so dass eine jeweilige Düse (40), die zunehmend weiter von dem Einlass (36) eines Verteilers (30 oder 32) entfernt angeordnet ist, einer jeweiligen Düse (40) gegenüberliegt, die zunehmend näher an dem Einlass (36) des anderen Verteilers (30 oder 32) angeordnet ist; ein Trägerelement (26), das beweglich mit dem Gehäuse (22) verbunden ist, um das Material (12) aufzunehmen; eine Vielzahl erster Strömungsreguliervorrichtungen (42, 44), die zwischen den Verteilern (30 und 32) und dem Trägerelement (26) angeordnet sind, um die erwärmte Luft, die aus den Verteilern (30 und 32) austritt, zu homogenisieren, so dass die erwärmte Luft im Wesentlichen gleichmäßige Geschwindigkeit und Temperatur hat; und eine Vakuumhaube (28), die in Bezug auf das Gehäuse (22) bewegt werden kann und ein Halteelement (54) enthält, um das Material (12) zwischen der Vakuumhaube (28) und dem Trageelement (26) zu halten, wobei die Vakuumhaube (28) so eingerichtet ist, dass sie mit einer Unterdruckquelle (29) verbunden wird, um einen Sog zu erzeugen und die erwärmte Luft durch das Material (12) zu saugen, wobei die Vakuumhaube (28) des Weiteren eine Vielzahl zweiter Strömungsreguliervorrichtungen (52) enthält, die von dem Halteelement (54) beabstandet sind, um die Homogenität der erwärmten Luft aufrechtzuerhalten, wenn die erwärmte Luft aus dem Material (12) austritt.