-
An Werkzeugen in der Extrusions-, Spritzgieß-, Kunststoffpress- sowie Verformtechnik werden in der Kunststoffverarbeitung Wärmeheizungen in glimmerisolierter Ausführung eingesetzt. In Einsatztemperaturbereichen der Heizung bis 300°C bringen sie metallische Körper auf eine verarbeitungsbezogene Anwendungstemperatur und gleichen im späteren Verlauf auftretende Wärmeverluste aus. Derartige Rahmenheizungen sind dabei gebildet aus vier im Wesentlichen quaderförmig ausgebildeten Heizplatten, welche die glimmerisolierten Heizelemente aufnehmen und die an ihren Querseiten um 45° nach außen abgewinkelt sind. Diese Heizplatten werden derart um das Werkzeug verspannt, dass die abgewinkelten Enden der Heizplatten über Schraubverbindungen aneinandergepresst werden. Eine Vorrichtung zum Befestigen eines Textilgewebes an einem Rahmen ist in der
DE 1299856 A beschrieben.
-
Nachteilig an den vorbekannten Rahmenheizungen ist, dass die Heizplatten beim Verspannen zum Durchbiegen neigen, wodurch geringfügige Einwölbungen relativ zum Werkzeug auftreten können. Durch diese Einwölbungen sind Luftspalte gebildet, welche den Wärmeübergang zum Werkzeug negativ beeinflussen sowie zum Durchbrennen der glimmerisolierten Heizelemente führen können. Weiterhin sind derartige Rahmenheizkörper konstruktionsbedingt nur für Werkzeuge bestimmter Abmessungen einsetzbar.
-
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beheizung von Werkzeugen an Kunststoffverarbeitungsmaschinen zu schaffen, bei der ein Durchbiegen der Heizelemente vermieden ist und die darüber hinaus für Werkzeuge unterschiedlicher Abmaße einsetzbar ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hierbei werden die innerhalb des Rahmens orthogonal zueinander angeordneten Heizplatten flächig gegen das von dem Rahmen aufgenommene Werkzeug verspannt. Ein Durchbiegen der Heizplatten ist hier ausgeschlossen. Dabei sind zwei parallel zueinander positionierte Rahmen angeordnet.
-
In Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel zur Verspannung der Heizplatten gegen das Werkzeug durch Spannelemente gebildet, welche an wenigstens zwei orthogonal zueinander angeordneten Heizplatten angeordnet sind. Durch die Spannelemente erfolgt eine Verspannung der Heizplatten relativ zum Rahmen auf das von dem Rahmen aufgenommene Werkzeug.
-
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannelemente zumindest teilweise durch Gewindespindeln gebildet, welche jeweils durch einen Schenkel der Rahmen in einem Innengewinde geführt sind und in eine an einer Heizplatte angeordnete Aufnahme eingreifen. Hierdurch ist eine einfache und robuste Möglichkeit der Verspannung der Heizplatten gegen das Werkzeug ermöglicht. Durch eine Drehung der Gewindespindel ist der Abstand zwischen Heizplatte und Rahmenschenkel veränderbar, wodurch die Verspannung der Heizplatte gegen das Werkzeug bewirkt ist.
-
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannelemente zumindest teilweise durch Federspanner gebildet. Derartige Federspanner, welche beispielsweise als Hebelspanner dem Fachmann bekannt sind, ermöglichen gleichsam eine Änderung des Abstandes zwischen Heizplatte und Rahmen, welche im Gegensatz zur Gewindespindel jedoch federnd ausgebildet ist. Durch derartige Federspanner ist eine definierte Anpresskraft auf einer Heizplatte erzielbar.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwei orthogonal zueinander angeordnete Heizplatten mit den parallel zueinander angeordneten Rahmen fest verbunden. Hierdurch ist eine fixe Aufnahme für das einzuspannende Werkzeug geschaffen. Die Verspannung zwischen den Heizplatten erfolgt über die beiden übrigen orthogonal zueinander angestellten Heizplatten.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist eine der beiden Heizplatten mit den Rahmen über Schraubverbindungen lösbar verbunden, derart, dass eine Positionsveränderung der wenigstens einen Heizplatte entlang der zugeordneten Schenkel der Rahmen, an denen sie befestigt ist, ermöglicht ist. Hierdurch ist eine optimale Anstellung der Heizplatte relativ zu dem zu beheizenden Werkzeug ermöglicht.
-
In Ausgestaltung der Erfindung umfasst wenigstens eine Heizplatte wenigstens ein keramisch isoliertes Heizelement, das in einem aus Metallblech gebildeten quaderförmigen Hohlkörper angeordnet ist. Derartige keramisch isolierte Heizelemente sind gegenüber glimmerisolierten Heizelementen unempfindlicher und neigen nicht so schnell zum Durchbrennen. Der quaderförmige Hohlkörper dient der Aufnahme der Heizelemente zur optimalen flächigen Anstellung an das Werkzeug.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlkörper derart ausgebildet, dass die Blechstärke an dessen den zugeordneten Rahmenschenkeln zugewandten Seite größer ist, als an seiner dem einzuspannenden Werkzeug zugewandten Seite. Hierdurch ist ein guter Wärmeübergang hin zum Werkzeug bewirkt. Einer Heizplatte zugeordnete Rahmenschenkel sind jeweils die Rahmenschenkel, an denen die Heizplatte befestigt ist.
-
Vorteilhaft ist das innerhalb der wenigstens einen Heizplatte angeordnete Heizelement an seiner den zugeordneten Rahmenschenkeln zugewandten Seite mit einer Druckausgleichsschicht versehen. Hierdurch ist ein gleichmäßiger Anpressdruck auf das Werkzeug erzielt, wodurch ein gleichmäßiger Wärmeübergang bewirkt ist.
-
Bevorzugt ist die wenigstens eine Heizplatte an ihrer den zugeordneten Rahmenschenkeln zugewandten Seite mit einer Wärmeisolierungsschicht versehen. Hierdurch ist ein energiesparender Betrieb der Heizplatte bewirkt.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Rahmen zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten zwei in ihrer Länge veränderbare Rahmenschenkel auf. Hierdurch ist der Einsatz der Vorrichtung bei Werkzeugen unterschiedlicher Abmessungen ermöglicht.
-
Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
-
1 die schematische räumliche Darstellung einer Vorrichtung zur Beheizung von Werkzeugen mit eingespanntem Werkzeug;
-
2 die Darstellung der Vorrichtung aus 1 in der Ansicht von vorne;
-
3 die Darstellung der Vorrichtung aus 1 in der Seitenansicht und
-
4 die Darstellung der Vorrichtung aus 1 in der Draufsicht.
-
Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zur Beheizung von Werkzeugen an Kunststoffverarbeitungsmaschinen ist im Wesentlichen gebildet durch zwei parallel zueinander angeordnete Rahmen 1, welche orthogonal zueinander angeordnete Heizplatten 2 aufnehmen, die einen quaderförmigen Raum begrenzen. Die Heizplatten 2 sind über Spannelemente 3 mit den Rahmen 1 verbunden, über welche sie an das einzuspannende Werkzeug 5 anpressbar sind.
-
Die Rahmen 1 sind im Ausführungsbeispiel aus Vierkantaluminiumhohlprofilen ausgebildet. In die Rahmenschenkel 11 der Rahmen 1 sind beabstandet zueinander jeweils drei Bohrungen 12 eingebracht. Die Bohrungen 12 dienen der Aufnahme von Befestigungs- bzw. Spannelementen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die Bohrungen 12 zweier parallel zueinander angeordneter Rahmenschenkel 11 der beiden Rahmen 1 mit einem Innengewinde zur Aufnahme einer Gewindespindel 31 versehen. Die Bohrungen 12 zweier parallel zueinander angeordneter, zu diesen benachbarten Rahmenschenkel 11 dienen der Aufnahme von Hebelspannern 4.
-
Die Heizplatten 2 sind als quaderförmige Platten ausgebildet. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem aus Metallblech gebildeten Hohlkörper 20, der ein keramisches Heizelement in Form einer Keramikheizplatte aufnimmt. Der Hohlkörper 20 ist im Ausführungsbeispiel aus einem abgekannteten Kontaktblech 21 gebildet, welches Laschen 22 aufweist, über die es mit einem Deckblech 23 verbunden ist. Das Deckblech 23 ist dabei aus gegenüber dem Kontaktblech 21 stärkerem Blechmaterial hergestellt und ist an seiner nach außen gerichteten Oberfläche mit sechs Aufnahmen 24 für Spannelemente 3, 4 versehen, wobei die Aufnahmen 24 in zwei parallel zueinander ausgerichteten Reihen mit je drei beanstandet zueinander angeordneten Aufnahmen angeordnet sind. Zwischen den beiden Reihen an Aufnahmen 24 ist auf dem Deckblech 23 weiterhin ein Anschlussmodul 25 zur Energieversorgung des Heizelementes angeordnet. Beabstandet zu dem Anschlussmodul 25 ist weiterhin ein Thermofühler 28 angeordnet.
-
Im Ausführungsbeispiel ist zwischen der Keramikheizplatte und dem Deckblech 23 des Hohlkörpers 20 eine Schicht aus wärmeisolierendem druckausgleichendem Fasermaterial angeordnet. Weiterhin ist die nach außen gerichtete Oberfläche des Deckblechs 23 mit einer weiteren Wärmeisolierung 26 versehen.
-
Im Ausführungsbeispiel sind zwei Heizplatten 2 orthogonal zueinander mit den beiden parallel zueinander angestellten Rahmen 11 verschraubt. Dabei sind die Schrauben 27 in Langlöchern geführt, sodass eine Positionsveränderung dieser Heizplatten 2 entlang des jeweils zugeordneten Rahmenschenkels 11 ermöglicht ist. Die beiden übrigen Heizplatten 2 sind mit dem Rahmen 1 über Spannelemente 3, 4 verbunden. Dabei ist im Ausführungsbeispiel eine Heizplatte 2 über Gewindespindeln 31, die in mit einem Innengewinde versehenen Bohrungen 12 der zugeordneten Rahmenschenkel 11 geführt sind, verbunden. Die Gewindespindeln 31 greifen in die entsprechenden Aufnahmen 24 der Heizplatte 2 ein. An ihrem gegenüberliegenden Ende sind die Gewindespindeln 31 mit einem Handrad 32 versehen, über welches diese drehbar sind.
-
Die andere Heizplatte 2 ist mit den Rahmen 1 über Hebelspanner 4 verbunden, welche durch die Bohrungen 12 der zugeordneten Rahmenschenkel 11 geführt sind und in die entsprechenden Aufnahmen 24 der Heizplatte 2 eingreifen. Die Hebelspanner 4 weisen in bekannter Art und Weise ein Federelement 41 auf, welches zwischen dem Rahmenschenkel 11 und der Heizplatte 2 angeordnet ist. Das Federelement 41 ist auf einer Achse geführt, welche mit dem Spannhebel 42 verbunden ist, über den der Hebelspanner 4 betätigbar ist.
-
Das zu beheizende Werkzeug wird in die beiden parallel zueinander angeordneten Rahmen 1 eingeführt und an die fest mit den Rahmen verbundenen orthogonal zueinander angestellten Heizplatten 2 angelegt. Zum vereinfachten Einführen des Werkzeuges 5 können im Ausführungsbeispiel die mit den Hebelspannern 4 versehenen Rahmenschenkel 11 der Rahmen 1, welche über Schraubverbindungen mit den angrenzenden Rahmenschenkeln 11 verbunden sind, gelöst werden. Anschließend werden die Hebelspanner 4 betätigt bzw. die Gewindespindeln 31 über die Handräder 32 in Richtung des Werkzeugs 5 bewegt. Dabei werden die mit den Gewindespindeln 31 bzw. den Hebelspannern 4 verbundenen Heizplatten 2 gegen das Werkzeug 5 gepresst. Über die Rahmen 11 erfolgt dabei eine gleichmäßige Verteilung der Anpressdrücke auf alle vier Heizplatten unter geringfügiger Verschiebung des Rahmens 1 relativ zum Werkzeug 5. Dabei ist anzumerken, dass die so ausgeführte Vorrichtung ohne Hilfsmittel montiert bzw. demontiert werden kann.
