DE10224034B4

DE10224034B4 - Elektrische Heizeinrichtung für zylindrische Körper

Info

Publication number: DE10224034B4
Application number: DE10224034A
Authority: DE
Inventors: Erich Hillinger
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2022-06-01
Also published as: DE10224034A1; DE20109413U1

Abstract

Elektrische Heizeinrichtung für zylindrische Maschinenteile, insbesondere für Kunststoffspritzdüsen bei dem ein Heizmittel aus wenigstens einem, das zylindrische Maschinenteil umschließenden Rohrheizkörper (1) besteht, dessen Heizleiter (2) in einen hochverdichteten und mit einem Metallmantel umschlossenen Magnesiumoxidkern (4) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (1) mäanderförmig verlaufend zwischen zwei radial miteinander verpreßten Rohrkörpern (5, 6) angeordnet und wenigstens in den inneren der beiden Rohrkörper (6) unmittelbar kontaktierend mit wenigstens einem Teil seines Querschnitts unter Bildung einer eingepreßten Rille oder Nut (14) eingebettet ist, und daß der zylindrische Hohlraum (8) des inneren Rohrkörpers (6) als Paßbohrung zur spaltfreien Aufnahme des zylindrischen Maschinenteils ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizeinrichtung für zylindrische Maschinenteile, insbesondere für Kunststoffspritzdüsen, bei dem das Heizmittel aus wenigstens einem das zylindrische Maschinenteil umschließenden Rohrheizkörper besteht, dessen Heizleiter in einen hochverdichteten und mit einem Metallmantel umschlossenen Magnesiumoxidkern eingebettet ist.

Es ist bereits eine elektrische Heizeinrichtung für Kunststoff-Spritzdüsen bekannt ( DE 35 05 517 C1 ), bei der ein Rohrheizkörper unter hohem Druck in einen aus Metallpulver bestehenden Formkörper eingepreßt ist. und der Rohrheizkörper sowie der Düsenkörper mittels einer aus Metallpulver und hochtemperaturbeständigem Kunstharz bestehenden Masse zu einem einheitlichen Körper verpreßt und ausgehärtet sind.

Bei einer anderen bekannten elektrischen Heizeinrichtung für Kunststoff-Spritzdüsen ( DE 33 47 160 A1 ) ist der Metallmantel des Rohrheizkörpers mit einem zusätzlichen Außenmantel aus Kupfer oder einem ähnlich gut leitenden und hitzebeständigen Werkstoff versehen und mit dem Düsenkörper hartverlötet.

Beiden bekannten Heizeinrichtungen lag das Bestreben zugrunde, einen möglichst guten Wärmeübergang vom Rohrheizkörper auf den zu erhitzenden Düsenkörper zu erreichen. Dies mag zwar gelungen sein. In beiden Fällen muß aber als nachteilig angesehen werden, daß bei der Herstellung solcher Heizeinrichtungen das zu erhitzende Maschinenteil, nämlich z. B. die Spritzdüse, in den Fertigungsprozeß der Heizeinrichtung mit einbezogen werden muß und daß der gute Wärmeübergang vom Rohrheizkörper auf das zu erhitzende Maschinenteil durch eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung zwischen der Heizeinrichtung und dem zu beheizenden Maschinenteil erreicht wird. Ein nachträgliches, einfaches Aufsetzen der Heizeinrichtung auf das zu beheizende Maschinenteil bzw. ein Abnehmen der Heizeinrichtung von diesem ist bei diesen bekannten Heizeinrichtungen nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Heizeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einem Minimum an Arbeitsgängen kostengünstig und als separate Einheit herstellbar ist und die auf einfache Weise auf einem zylindrischen Maschinenteil so angeordnet werden kann, daß dieses verlustarm und mit einem direkten Wärmeübergang beheizt und schnell auf eine gewünschte Temperatur gebracht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Rohrheizkörper mäanderförmig verlaufend zwischen zwei radial miteinander verpreßten Rohrkörpern angeordnet und wenigstens in den inneren der beiden Rohrkörper unmittelbar kontaktierend mit wenigstens einem Teil seines Querschnitts unter Bildung einer eingepreßten Rille oder Nut eingebettet ist, und daß der zylindrische Hohlraum des inneren Rohrkörpers als Paßbohrung zur spaltfreien Aufnahme des zylindrischen Maschinenteils ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung ist ohne Einbeziehung des zu beheizenden Maschinenteils separat herstellbar. Aufgrund seiner radialen Verdichtung ist auch eine kompakte, d.h. wenig Raum beanspruchende, Bauweise möglich. Durch die Paßbohrung des inneren Rohrkörpers wird auch ein guter Wärmeübergang zwischen der Heizeinrichtung und dem zu beheizenden Maschinenteil gewährleistet, wobei sowohl die Möglichkeiten des nachträglichen Aufsetzens der Heizeinrichtung auf das zu beheizende Maschinenteil als auch des einfachen Abnehmens besondere Vorteile darstellen.

Ein weiterer bedeutender Vorteil ist darin zu sehen, daß in den Rohrkörpern für die Aufnahme des oder der Rohrheizkörper keine vorgefertigten Nuten eingearbeitet werden müssen, weil diese unmittelbar beim Verpressen der beiden Rohrkörper von dem oder den Rohrheizkörpern geformt werden und dabei zwangsläufig die optimale Paßform für eine spaltfreie und lückenlose Kontaktierung erhalten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigt:
1 in isometrischer Perspektivansicht eine zylinderförmige Heizeinrichtung;
2 die Heizeinrichtung der 1 in Seitenansicht;
3 einen Schnitt III-III aus 2;
3a eine stark vergrößerte Querschnittsdarstellung des Rohrheizkörpers;
4 den gleichen Schnitt III-III aus 2 in unverpreßtem Zustand;
5 und 6 zwei weitere Ausführungsformen der Heizeinrichtung im Schnitt gemäß der Schnittlinie III-III aus 2;
7 eine andere Ausführungsform der Heizeinrichtung in isometrischer Perspektivansicht;
8 die Heizeinrichtung der 7 in Seitenansicht;
9 einen Schnitt IX-IX aus 8;
10 die Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie IX-IX aus 8 im unverpreßten Ausgangszustand;
11 einen Ausschnitt XI aus 9.
Die in der Zeichnung dargestellte elektrische Heizeinrichtung dient zum Beheizen zylindrischer Maschinenteile, insbesondere zum Beheizen von Kunststoff-Spritzdüsen od. dgl. Das elektrische Heizmittel besteht aus einem oder mehreren Rohrheizkörpern 1, dessen bzw. deren Heizleiter 2 in einem hochverdichteten und mit einem Metallmantel 3 umschlossenen Magnesiumoxidkern 4 eingebettet ist.
Der Rohrheizkörper 1 ist mäanderförmig verlaufend zwischen zwei radial miteinander verpreßten Rohrkörpern 5 und 6 angeordnet, die in der Schnittdarstellung der 4 in ihrer ursprünglichen unverpreßten Form dargestellt sind.
Die beiden Rohrkörper 5 und 6 bestehen aus Aluminium, das weicher ist als der vorverdichtete Rohrheizkörper 1 mit seinem Metallmantel 4.
Das radiale Verpressen dieser beiden Rohrkörper 5 und 6 mit dem mäanderförmig verlaufend dazwischenliegenden Rohrheizkörper 1 erfolgt mittels einer Vielzahl von radial beweglichen, gewölbten Preßplatten 7, die in 4 nur schematisch dargestellt sind.
Nach dem Verpressen weisen die beiden Rohrkörper 5 und 6 die in 3 dargestellte Querschnittsform auf, in welcher der Rohrheizkörper 1 jeweils mit der Hälfte seines Querschnitts unmittelbar kontaktierend und unter Bildung einer jeweils eingepreßten Rille oder Nut in die beiden Rohrkörper 5 und 6 eingebettet ist.
Zur Erhaltung bzw. Erzielung eines Paßmaßes des Innendurchmessers D des zylindrischen Hohlraums 8 des inneren Rohrkörpers 6, ist in diesen Hohlraum 8 während des Preßvorganges ein entsprechend kalibrierter zylindrischer Preßkern 9 eingesetzt, der nach dem Verpressen herausgezogen wird.
Durch den Preßkern 9 erhält der Hohlraum 8 des inneren Rohrkörpers 6 die Form einer Paßbohrung, die geeignet ist, ein Maschinenteil, das einen dem Preßkern 9 entsprechend kalibrierten Durchmesser D aufweist, spaltfrei aufzunehmen.
Ein Vergleich der 3 und 4 zeigt, daß der ursprüngliche Außendurchmesser D1 des äußeren Rohrkörpers 5 während des Preßvorganges auf einen Durchmesser D2 verkleinert wird, der etwa 15% bis 20% kleiner ist als D1.
In 5 ist im Schnitt eine Ausführungform der Heizeinrichtung dargestellt, die sich von derjenigen der 3 nur dadurch unterscheidet, daß der äußere Rohrkörper 5 mit einem zusätzlichen Metallmantel 10 versehen ist, der vorzugsweise aus Chrom-Nickel-Stahl besteht und der gemeinsam mit den beiden Rohrkörpern 5 und 6 in der beschriebenen Weise verpreßt ist.
In 6 ist eine andere Ausführungsform der Heizeinrichtung in der gleichen Schnittdarstellung wie die 3 und 5 wiedergegeben, bei welcher der äußere Rohrkörper 5 von einem nachträglich aufgebrachten Isolierstoffmantel 11 überzogen ist.
In den 7 bis 11 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Heizeinrichtung dargestellt, bei der nur der innere Rohrkörper 6 aus Aluminium vorhanden ist und der äußere Rohrkörper 5 durch einen dünneren, wesentlich härteren äußeren Rohrkörper 12 aus Chrom-Nickel-Stahl ersetzt ist. Weil der innere Rohrkörper 6 aus Aluminium relativ weich ist, entsteht beim radialen Verpressen die in 9 dargestellte Querschnittsform, bei der der Rohr heizkörper zumindest annähernd vollständig direkt kontaktierend vom Material des Rohrkörpers 5 umschlossen ist.
Wenn der innere Rohrkörper 6 aus etwas härterem Aluminium besteht, kann sich beim Verpressen, bei dem der Rohrheizkörper 1 vollständig in den Querschnitt des inneren Rohrheizkörpers 6 eingepreßt wird, eine in 11 annäherungsweise dargestellte Querschnittsform einer Rille 14 ergeben, bei welcher der Rohrheizkörper 1 nur teilweise kontaktierend umschlossen ist.
Bei der Wahl eines weicheren Werkstoffes für den inneren Rohrkörper 6 kann eine zumindest annähernd vollständige kontaktierende Umschließung der Umfangsfläche des Rohrheizkörpers 1 durch die beiden miteinander verpreßten Rohrkörper 6 und 12 erreicht werden.
Es versteht sich, daß auch bei dieser Heizeinrichtung das Verpressen unter Verwendung eines kalibrierten Preßkerns 9 erfolgt, so daß auch diese Heizeinrichtung praktisch spaltfrei, d.h. mit guter Wärmeübertragung, auf ein entsprechend kalibriertes zylindrisches Maschinenteil, z. B. auf eine Spritzdüse eines Kunststoff-Spritzautomaten, aufgesetzt, d.h. aufgeschoben, werden kann.
Mit Hilfe dieser Herstellungsmethode ist es möglich, die Heizeinrichtung separat herzustellen und im fertigen Zustand auf einfache Weise auf das zu beheizende Maschinenteil aufzubringen und dort auf geeignete Weise zu fixieren, so daß es ggf. auch wieder leicht abgenommen und ausgetauscht werden kann.
Bei allen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen ist der stirnseitig aus dem hohlzylindrischen Heizkörper 15 der Heizeinrichtung herausragende Abschnitt 1/1 des Rohrheizkörpers 1 mit einem elektrischen Steckanschluß 16 versehen.
Selbstverständlich ist es auch ohne weiteres möglich, in oder an einen der beiden Rohrkörper oder dazwischen einen Thermofühler anzubringen, mit dem die Wärmeerzeugung gesteuert werden kann.

Claims

Elektrische Heizeinrichtung für zylindrische Maschinenteile, insbesondere für Kunststoffspritzdüsen bei dem ein Heizmittel aus wenigstens einem, das zylindrische Maschinenteil umschließenden Rohrheizkörper (1) besteht, dessen Heizleiter (2) in einen hochverdichteten und mit einem Metallmantel umschlossenen Magnesiumoxidkern (4) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrheizkörper (1) mäanderförmig verlaufend zwischen zwei radial miteinander verpreßten Rohrkörpern (5, 6) angeordnet und wenigstens in den inneren der beiden Rohrkörper (6) unmittelbar kontaktierend mit wenigstens einem Teil seines Querschnitts unter Bildung einer eingepreßten Rille oder Nut (14) eingebettet ist, und daß der zylindrische Hohlraum (8) des inneren Rohrkörpers (6) als Paßbohrung zur spaltfreien Aufnahme des zylindrischen Maschinenteils ausgebildet ist.
Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrkörper (5, 6) aus Aluminium bestehen, das weicher ist als der bzw. die Rohrheizkörper (1) und daß der bzw. die Rohrheizkörper (1) radial zumindest annähernd gleich tief in die beiden Rohrkörper (5, 6) eingebettet sind.
Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Rohrkörper (6) aus Aluminium und der äußere Rohrkörper (12) aus Stahl oder Chrom-Nickel-Stahl besteht.
Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere, aus Aluminium bestehende Rohrkörper (5) von einem gemeinsam verpreßten Mantel (10) aus Stahl oder Chrom-Nickel-Stahl umschlossen ist.
Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Rohrkörper (5) während des radial verkleinernden Preßvorgangs mit einem zylindrischen Paßkern (9) versehen ist.
Elektrische Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rohrkörper (5) von einem Wärme-Isolierstoffmantel (11) umgeben ist.