DE10333206B4

DE10333206B4 - Elektrische Heizpatrone für zylindrische Körper

Info

Publication number: DE10333206B4
Application number: DE10333206A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schlipf
Original assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Current assignee: Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2023-07-23
Also published as: DE20215960U1; DE10333206A1; ITMI20031694A1

Abstract

Elektrische Heizpatrone mit einer durchgängigen zentralen Paßbohrung (32) zur spaltfreien Aufnahme eines zu beheizenden zylindrischen Körpers, insbesondere einer Kunststoffspritzdüse, mit einem inneren (3) und äußeren Metallmantel (2) und mit einem Heizleiter, der als Heizdrahtwicklung (5) in einer zwischen dem inneren (3) und äußeren Metallmantel (2) liegenden stirnseitig verschlossenen Ringkammer (4) angeordnet und in einer keramischen Isoliermasse (9) oder einem Metalloxid eingebettet ist, wobei alle Teile durch radiales Verpressen verdichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdrahtwicklung (5) auf dem Umfang eines hohlzylindrischen, in die Ringkammer (4) eingesetzten und von einer Isolierstoffmasse (9) umschlossenen Wickelkörpers (15) aufgewickelt ist, der aus einer keramischen Masse oder einem Metalloxid besteht und dessen Zylinderwand achsparallele Bohrungen (16, 17) aufweist, in welchen die Enden (5/1, 5/2) der Heizdrahtwicklung (5) und die mit den Enden (5/1, 5/2, 5') der Heizdrahtwicklung (5) verbundenen, elektrischen Anschlußleiter (12, 13) von außen eingeführt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizpatrone mit einer durchgängigen zentralen Paßbohrung zur spaltfreien Aufnahme eines zu beheizenden zylindrischen Körpers, insbesondere einer Kunststoffspritzdüse, mit einem inneren und äußeren Metallmantel und mit einem Heizleiter, der als Heizdrahtwicklung in einer zwischen dem inneren und äußeren Metallmantel liegenden stirnseitig verschlossenen Ringkammer angeordnet und in einer keramischen Isolierstoffmasse oder einem Metalloxid eingebettet ist, wobei alle Teile durch radiales Verpressen verdichtet sind.

Es ist bereits ein sog. Ringheizkörper bekannt ( DE 22 22 558 A ), der aus einem geschlossenen ringförmigen Gehäuse besteht, in dem ein Heizleiter unter Verwendung keramischer Isolierstoffe eingelagert ist. Somit besteht der Ringheizkörper aus einem metallenen Innenmantel und aus einem metallenen Außenmantel, einer hochverdichteten Isolierstoffmasse sowie aus einem mit Anschlüssen versehenen Heizleiter.

Die zylindrische Bohrung des Innenmantels ist so bemessen, daß der Heizkörper satt auf einen zu beheizenden zylindrischen Gegenstand, beispielsweise eine Kunststoffspritzdüse, aufgeschoben werden kann. Der Heizleiter ist in beiderseits offene Isolierröhrchen eingelegt, die axial verlaufend über den gesamten Umfang des Heizkörpers verteilt in einem Ringraum des Gehäuses angeordnet sind. Hergestellt wird dieser Ringheizkörper in der Weise, daß zunächst der Innen- und der Außenmantel durch Einlegen einer Gummiringscheibe am einen Ende zu einem Ringkörper zusammengefügt werden und dann die Isolierröhrchen mit dem Heizleiter in den vorhandenen Ringraum eingesetzt werden. Anschließend wird der Ringraum von der offenen Stirnseite her mit Magnesiumoxidpulver oder einem anderen Isolierpulver gefüllt und danach mit einer zweiten Gummiringscheibe verschlossen.

Auf einem in die Bohrung des Innenmantels eingeführten Kalibrierdorn, dessen Außenmaße denjenigen des zu beheizenden zylindrischen Körpers entsprechen, erfolgt dann durch die Einwirkung hydraulisch erzeugter radialer Preßdrücke die Verdichtung sämtlicher Teile, insbesondere der Isolierstoffmasse, durch welche auch die isolierende Ein bettung der zwischen den einzelnen Isolierröhrchen verlaufenden Abschnitte des Heizleiters gegenüber den aus Metall bestehenden inneren und äußeren Mantelkörpern gewährleistet wird.

Nach erfolgter Verdichtung können die beiden Gummiringscheiben, durch welche der Ringraum, in dem sich die Isolierstoffmasse und der Heizleiter befinden, stirnseitig abgeschlossen ist, durch Metallscheiben ersetzt werden, die in zweckmäßiger Weise mit dem inneren und äußeren Metallmantel verschweißt werden, so daß ein völlig geschlossener Ringheizkörper entsteht.

Ein anderes rohrförmiges Heizelement, das mit einem Thermoelement ausgestattet ist und ebenfalls zum Heizen von zylindrischen Teilen eines Spritzgußwerkzeuges eingesetzt werden kann, ist aus DE 199 43 192 A1 bekannt. Dieses Heizelement weist ein Innenrohr aus gut wärmeleitendem Metall, beispielsweise Kupfer oder Messing, auf. Auf den Umfang dieses Innenrohres ist wendelartig ein elektrischer Heizkörper in Form eines dünnen, zu einer Wendel geformten, Heizelementes aufgebracht, der von einem rohrförmigen Außenmantel aus Edelstahl umschlossen ist.

Das Heizelement selbst ist bifilar gewickelt, damit seine Anschlüsse am gleichen Ende des Außenmantels nach außen geführt werden können. Das Innenrohr weist einen achsparallelen durchgehenden Schlitz auf, in dem das mit einem Schutzrohr versehene Thermoelement, welches seinerseits aus zwei Metalldrähten besteht, die endseitig miteinander verschmolzen sind, untergebracht ist. Durch diese Anordnung des Thermoelements in einem axial verlaufenden Schutzrohr ist es möglich, das Thermoelement mit seinem Meßpunkt, d.h. mit dem verschmolzenen Ende der beiden Drähte, axial beliebig zu positionieren.

Bei diesem bekannten Heizelement, das im Vergleich zu seinem Durchmesser eine relativ große Länge aufweist, ist die Heizwendel über die gesamte Länge uneinheitlich gewickelt, in dem die Windungsabstände im mittleren Bereich der axialen Länge wesentlich größer sind als in den beiden Endbereichen, in denen die Windungen eng aneinander liegen.

Ein wesentliches Merkmal dieses elektrischen Heizelementes besteht darin, daß der Heizkörper aus einem dünnen rohrförmigen, zu einer Wendel formbaren Metallmantel besteht, dessen Hohlraum von einer elektrischen Isolierstoffmasse, beispielsweise in Form von Keramikpulver (MgO), ausgefüllt ist, in welche der Heizdraht elektrisch isoliert eingebettet ist. Durch radiales Verpressen ist der Metallmantel mit dem darin befindlichen Keramikpulver und dem Heizdraht über seine ganze Länge verdichtet. An den Enden des rohrförmigen Metallmantels ist der Heizleiter herausgeführt und an entsprechende elektrische Anschlußleitungen angeschlossen.

Weil solche Heizkörper einen Mindestdurchmesser aufweisen, der mindestens dem zehnfachen Durchmesser des Heizdrahtes entspricht, ergibt sich bei deren Verwendung zwangsläufig eine relativ große Wandstärke des hohlen, d.h. mit einer zentralen Aufnahmebohrung versehenen, Heizelementes, das im folgenden als Heizpatrone bezeichnet wird.

Branchenüblich werden solche Heizelemente bzw. Heizpatronen auch als Rohrwendelpatronen bezeichnet, weil der Heizdraht in einem rohrförmigen Metallmantel in eine elektrische Isolierstoffmasse eingebettet ist und der Metallmantel selbst zu einer Wendel geformt ist, welche auf ein Innenrohr oder direkt auf den zylindrischen Umfang eines zu beheizenden zylindrischen Körpers, beispielsweise einer Kunststoffspritzdüse, gewickelt ist.

Bei einer anderen elektrischen Heizeinrichtung für Kunststoffspritzdüsen, für die eine wirtschaftliche Fertigung und zugleich eine Reduzierung der äußeren Abmessungen angestrebt wurde, ist der hier als Rohrheizkörper bezeichnete, wie vorstehend beschrieben aufgebaute Heizkörper in einen Formkörper eingepreßt, der aus einer Mischung aus Metallpulver und hochtemperaturbeständigem Kunstharz besteht und der den zylindrischen Spritzdüsenkörper unmittelbar umschließt ( DE 35 05 517 C1 ).

Bei einer noch älteren elektrischen Heizeinrichtung für Kunststoffspritzdüsen ( DE 33 47 160 A1 ) ist der Metallmantel des Rohrheizkörpers mit einem zusätzlichen Außenmantel aus Kupfer oder einem ähnlich gut leitenden, hitzebeständigen Werkstoff versehen und mit der Oberfläche des zylindrischen Düsenkörpers durch Hartverlöten stoffschlüssig verbunden.

Weil der Außendurchmesser des Rohrheizkörpers mindestens um das zehnfache größer ist als der Durchmesser des Heizdrahtes selbst, weisen die mit sog. Rohrheizkörpern der oben beschriebenen Art ausgestatteten Heizeinrichtungen bzw. Heizpatronen einen nicht weiter reduzierbaren radialen Außendurchmesser auf, der bei modernen zylindri schen Kunststoffspritzdüsen nicht tragbar ist. Ein weiteres technisches Problem besteht darin, daß bei (axial) sehr kurzen Patronen bzw. kurzen Spritzdüsen die auf dem Umfang eines Innenrohres oder des Düsenkörpers unterbringbaren Windungen eines solchen Rohrheizkörpers für eine der erforderlichen Heizleistung entsprechende Gesamtlänge des Heizdrahtes nicht ausreichen. Zu kurze Heizleiter würden, insbesondere bei einer Betriebsspannung von 230 V, zu hohe Stromflüsse verursachen. Das bedeutet, daß die Rohrwendelpatrone eine gewisse Mindestlänge aufweisen muß. Dies hat wiederum bei kurzen und dünnen Kunststoffspritzdüsen den Nachteil, daß sich von der Heizdrahtwicklung nur ein Teil im Bereich der Kunststoffspritzdüse befindet und im Betrieb ein großer Teil an Energie verloren geht.

Hinzukommt, daß bei kurzen Heizpatronen unterschiedliche Windungsabstände der Wendel mit solchen Rohrheizkörpern ohnehin nicht realisierbar sind, weil aus Platzgründen die Windungen eng aneinander liegen müssen.

Aus DE 100 59 885 C1 ist zudem ein elektrischer Durchlauferhitzer bekannt, der mit einem metallenen, abgeflachten Durchlaufrohr versehen ist, das einen mit ihm verpressten Heizleiterträger zentral durchragt. Auf dem zylindrischen Umfang des Heizleiterträgers, der das abge flachte Durchlaufrohr umschließt, ist ein Heizleiter in Form einer gewindeartigen Wicklung aufgebracht. Dieser Heizleiter ist in einen Metalloxidmantel eingebettet, der seinerseits von einem Metallrohr umschlossen ist. Dabei weist der aus einem hochwärmeleitfähigen, festen Material bestehende Heizleiterträger zur Rückführung der Heizleiterenden im Bereich der flachen Wandabschnitte des Durchlaufrohres endseitig offene Axialbohrungen auf, die sich diametral gegenüber liegend angeordnet sind. Eine weitere Axialbohrung ist für die Unterbringung eines Thermoelements vorgesehen. Für Heizpatronen der gattungsgemäßen Art ist eine derartige Rückführung der Heizleiterenden nicht geeignet.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer elektrischen Heizpatrone der eingangs genannten Art die mit einer möglichst geringen Wandstärke der zylindrischen Patronenwandung im verdichteten Zustand eine ausreichend große Heizdrahtlänge für die benötigte Heizleistung zur Verfügung stellt und außerdem die an sich bekannte Möglichkeit bietet, über die Länge der Heizpatrone eine Heizleistungsverteilung durch unterschiedliche Windungsabstände in bestimmten Axialbereichen vorzusehen die dünnen Heizdrahtenden auf fertigungstechnisch einfache Weise mit robusten Anschlüssen zu versehen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Heizdrahtwicklung auf dem Umfang eines hohlzylindrischen, in die Ringkammer eingesetzten und von einer Isolierstoffmasse umschlossenen Wickelkörpers aufgewickelt ist, der aus einer keramischen Masse oder einem Metalloxid besteht und dessen Zylinderwand achsparallele Bohrungen aufweist, in welchen die Enden der Heizdrahtwicklung und die mit den Enden der Heizdrahtwicklung verbundenen elektrischen Anschlußleiter von außen eingeführt sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau läßt sich eine Hochleistungsheizpatrone herstellen, die den aufgabengemäßen Anforderungen in jeder Hinsicht genügt, d.h. die Heizpatrone läßt sich auf einfache Weise mit Anschlußleitern versehen, deren dauerhafte Kontaktierung durch das Verpressen erzeugt wird. Außerdem kann sie sowohl eine geringe axiale Länge als auch eine geringe gleichmäßige Wandstärke aufweisen. Weil die Wanddicken der beiden Metallmäntel sehr gering gehalten werden können und auch die Wanddicke des hohlzylindrischen, d.h. rohrförmigen Wickelkörpers ebenfalls kleiner sein kann als die Mindestdicke des bekannten Rohrheizkörpers und weil zudem der sehr dünne Heizdraht (Heizleiter), der einen Durchmesser in der Grö ßenordnung von 0,04 mm haben kann, unmittelbar auf den Umfang des Wickelkörpers aufgewickelt ist, wird nicht nur die gewünschte minimale Gesamtwanddicke der hohlen Heizpatrone realisierbar, sondern auch ohne weiteres die Unterbringung der erforderlichen Heizleiterlänge auf einem kurzen Wickelkörper bzw. in einer kurzen Heizpatrone mit dem zusätzlichen Vorteil ermöglicht, daß die Windungen des Heizleiters mit abschnittweise unterschiedlichen Abständen gewickelt werden können, um eine bessere Heizleistungsverteilung über die Gesamtlänge zu erzielen.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist es sehr einfach möglich, Thermoelemente ohne besondere Schutzhüllen in unmittelbarer Nähe der Heizleiterwindungen isoliert und örtlich optimal zu plazieren und somit auch eine optimale Kontrolle und Steuerungsmöglichkeit zu erhalten.

Mit den Maßnahmen des Anspruchs 3 läßt sich auf einfache Weise eine rundum hermetisch geschlossene Heizpatrone erstellen, deren elektrische Anschlüsse sich auf einer Stirnseite befinden.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 4 hingegen können die elektrischen Anschlüsse auf beiden Stirnseiten herausgeführt sein.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5, die sich bei kurzen Bauarten auch nur in Verbindung bzw. Kombination mit den Merkmalen des Anspruchs 1 realisieren läßt, erweitert die Einsatzmöglichkeiten der gattungsgemäßen Heizpatronen.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 6 lassen sich die Wicklungsenden des Heizleiters leichter in die für sie vorgesehenen Bohrungen in der Wand des Wickelkörpers einführen und gegen Kontakt mit der ggf. vorhandenen metallenen Ringscheibe gemäß Anspruch 3 schützen.

Wichtig ist auch die Ausgestaltung nach Anspruch 7, weil durch sie der Heizleiter stabil lagefixiert und elektrisch isoliert gegen äußere Einflüsse geschützt in einem formstabilen, einheitlich strukturierten, dünnwandigen, vom Innen- und Außenmantel geschützten Ringkörper eingebettet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 den Aufbau einer Heizpatrone im Schnitt nach der Schnittlinie I-I aus 2;
2 einen Schnitt II-II aus 1;
3 einen Teilschnitt III-III aus 1;
4 einen Teilschnitt IV-IV aus 1;
5 in Explosionsdarstellung den inneren und äußeren Metallmantel mit den beiden Ringscheiben;
6 in isometrischer Darstellung den Wickelkörper ohne Heizdrahtwicklung und
7 eine Stirnansicht des Wickelkörpers.
8 eine Stirnansicht einer Heizpatrone mit radial heraus geführten Anschlußleitern;
9 eine Stirnansicht einer Heizpatrone mit tangential heraus geführten Anschlußleitern;
10 in isometrischer Darstellung die beiden konzentrischen Metallmäntel in einer anderen Ausführung;
11 in vergrößerter Schnittdarstellung eine andere Verbindung zwischen dem Heizdrahtende eines runden Heizdrahtes und einem drahtförmigen Anschlußleiter und
12 in vergrößerter Schnittdarstellung eine Verbindung zwischen dem Heizdrahtende eines Flach drahtheizleiters und einem drahtförmigen Anschlußleiter.
Die in der Zeichnung dargestellte Heizpatrone 1 weist einen äußeren Metallmantel 2 und einen inneren Metallmantel 3 auf, die jeweils aus dünnwandigen zylindrischen Rohrkörpern bestehen. Zwischen diesen Metallmänteln 2 und 3 besteht eine Ringkammer 4, in welche passend auf den Umfang des inneren Metallmantels 3 ein ebenfalls dünnwandiger rohrförmiger Wickelkörper 15 eingesetzt ist. Dieser Wickelkörper 15 besteht aus einer gepreßten Keramikmasse oder einer anderen geeigneten Isolierstoffmasse, wie z.B. Magnesiumoxid. Auf seinen Umfang ist unifilar eine Heizdrahtwicklung 5 aufgewickelt, welche über die axiale Länge a des Wickelkörpers 15 unterschiedliche Steigungen und somit auch unterschiedliche Windungsabstände aufweist.
So sind in den oberen und unteren Endbereichen 6 und 7, die ungleich lang sein können, jeweils relativ geringe Steigungen und Windungsabstände vorgesehen, während im dazwischen liegenden, mittleren Bereich 8, der wiederum eine andere Länge haben kann, die Steigung der Heizdrahtwicklung 5 und die Windungsabstände sehr groß sind. Dies bedeutet, daß beim vorliegenden Ausführungsbeispiel der Heizpatrone 1 im wesentlichen nur die Endbereiche 6 und 7 stark beheizt werden, während der mittlere Bereich 8 nur geringfügig beheizt wird. Eine solche Beheizung ist beispielsweise bei Kunststoffspritzdüsen häufig gefordert und kann mit der erfindungsgemäßen Heizpatrone 1 in einfachster Weise realisiert werden.
Die Heizdrahtwicklung 5 besteht aus einem drahtförmigen Heizleiter, einem handelsüblichen Widerstandsdraht, dessen Dicke in der Größenordnung von 0,04 bis 0,5 mm liegen kann. Es lassen sich somit, wenn wie vorgesehen der Heizdraht unmittelbar auf den Umfang des Wickelkörpers 14 gewickelt wird, bei geringer radialer Erweiterung sehr viele Windungen auch mit unterschiedlichen Steigungen und Windungsabständen unterbringen, welche die erforderliche Drahtlänge ergeben.
Zur Aufnahme der Enden 5/1 und 5/2 der Heizdrahtwicklung 5 und der mit diesen kontaktierten, vorzugsweise aus Litzen bestehenden elektrischen Anschlußleitern 12 und 13 sind in der Zylinderwand 14 des Wickelkörpers 15 durchgehende achsparallele Bohrungen 16 und 17 vorgesehen. Damit die Enden 5/1 und 5/2 der Heizdrahtwicklung 5 nicht über die ringförmigen Stirnflächen 18 bzw. 19 des Wickelkörpers 15 in die Bohrungen 16 und 17 eingeführt werden müssen, ist die Zylinderwand 14 außenseitig jeweils in den Endbereichen der Bohrungen 16, 17 mit schlitzartigen Ausnehmungen 20 und 21 versehen, welche die Bohrungen mit der Umfangsfläche des Wickelkörpers 14 verbinden. Solche Ausnehmungen, die den Zweck haben, das Bohrungsende im äußeren Bereich der Zylinderwand 14 von der Stirnfläche axial nach innen zu verlegen, können auch die Form einer Kerbe oder einer radialen Abflachung haben. Durch diese Ausnehmungen 20, 21 hindurch können die Enden 5/1 und 5/2 der Heizdrahtwicklung 5 in diese Bohrungen 16, 17 eingesteckt oder eingezogen werden.
Zur Bildung der Ringkammer 4 sind die beiden benachbarten, in 2 unteren Enden 22 und 23 der beiden Metallmäntel 2 und 3 durch eine eingeschweißte, metallene Ringscheibe 24 in konzentrischer Lage miteinander verbunden. Diese Ringscheibe 24 dient zugleich als Verschlußteil für die Ringkammer 4. Das gegenüber liegende, in 2 obere Ende der Ringkammer 4 ist im fertigen Zustand durch eine Ringscheibe 25 verschlossen, die zweckmäßigerweise aus einem Isolierstoff, vorzugsweise aus Keramik besteht und die mehrere Axialbohrungen 26 aufweist, durch welche die Anschlußleiter 12, 13 der Heizdrahtwicklung 5 sowie Anschlußleitungen 27 eines oder mehrerer Thermoelemente 28 stirnseitig nach außen geführt sind.
Zur Aufnahme eines oder mehrerer Thermoelemente 28 ist die Zylinderwand 14 des Wickelkörpers 15 mit wenigstens einer zusätzlichen achsparallelen Bohrung 29 versehen, die aber nicht unbedingt durchgehend sein müssen, wie beim Ausführungsbeispiel. Beim Ausführungsbeispiel sind zwei solche durchgehenden Bohrungen 29 vorgesehen. In diesen Bohrungen 29 kann ein Thermoelement 28 oder können zwei Thermoelemente 28 axial beliebig plaziert werden. Um auch die Anschlußleitungen des oder der Thermoelemente 28 stirnseitig nach außen führen zu können, ist die keramische Ringscheibe 25 ebenfalls mit zusätzlichen Axialbohrungen 30 versehen.
Es besteht auch die Möglichkeit, statt der metallenen Ringscheibe 24 eine zweite keramische Ringscheibe 25 vorzusehen, wodurch es möglich ist, die Anschlußleitungen 12 und 13 oder 27 an verschieden Stirnseiten der Heizpatrone 1 nach außen zu führen.
In den nach dem Einsetzen des bewickelten Wickelkörpers 15 in der Ringkammer 4 um die Heizdrahtwicklung 5 verbleibenden Hohlraum wird eine Isolierstoffmasse 9 eingegeben, die beispielsweise eine keramische Masse oder ein Metalloxid sein kann. Erst danach wird die Ringkammer 4 mit der keramischen Ringscheibe 25 verschlossen. Auf einem zylindrischen Kalibrierdorn wird dann die Heizpatrone 1 einem radialen Preßvorgang unterworfen, durch welchen nicht nur eine Kalibrierung des Innendurchmesser D der Innenbohrung 32 und eine Verringerung der wesentlich kleineren Wanddicke d erfolgt, sondern auch eine solche Verdichtung stattfindet, daß der Wickelkörper 15 und die Isolierstoffmasse 9 innerhalb der beiden Metallmäntel 2, 3 einen homogenen Preßkörper bilden.
Wie aus den 8 und 9 ersichtlich ist, können mit entsprechender Ausbildung des äußeren Metallmantels 2 die Anschlußleiter 12 und 13 statt stirnseitig radial oder tangential aus dem äußeren Metallmantel 2 der Heizpatrone 1 heraus geführt werden. In einem solchen Fall ist es nicht erforderlich, die keramische Ringscheibe mit Axialbohrungen 26 bzw. 30 zu versehen.
Um die Anschlußleiter bedarfsweise radial oder tangential heraus führen zu können, ist es notwendig, den äußeren Metallmantel, wie in 10 dargestellt, an den betreffenden Stellen mit wenigstens einer schlitzartigen, in Richtung der Radialen R verlaufenden Ausnehmung 34 oder mit wenigstens einer zumindest annähernd in Richtung der Tangente T zum Mittelkreis 36 der Ringkammer 4 verlaufenden Ausnehmung 35 zu versehen.
Wenn die Anschlußleiter 12, 13 nicht aus einer Litze sondern, wie in 11 und 12 dargestellt, z.B. aus einem in die Bohrung 16 oder 17 des Wickelkörpers 15 passenden, runden Kupferdraht bestehen, so ist es auch ohne weiteres möglich, das Ende 5/1 oder 5/2 der Heizdrahtwicklung um den in die Bohrung 16 oder 17 gesteckten Anschlußleiter 12 zu wickeln, wie es 11 zeigt. Es versteht sich, daß die Axialbohrung 26 der Ringscheibe 25 genügend groß sein muß, um dieses gewickelte Heizdrahtende 5/1 aufnehmen zu können.
Wenn zwischen der Ringscheibe 24 und dem Wickelkörper 15 im Bereich der Bohrung 16, bzw. 17 durch eine entsprechende Ausnehmung genügend Raum geschaffen wird, kann die Verbindungsart auch für das andere Wicklungsende 5/2 vorgesehen werden.
Wie 12 zeigt, kann die Heizdrahtwicklung auch aus einem Flachdraht bestehen. Wegen der wesentlich größeren Breite der Querschnittsform solcher Flachdrähte, lassen sich deren Enden aber nicht in die wegen der geringen Wanddicke des Wickelkörpers 15 kleineren Bohrungen 16 und 17 einführen. In solchen Fällen wird das Wicklungsende 5' im Bereich der erst später eingesetzten Ringscheibe 25 mit dem in die Bohrung 16 bzw. 17 eingesteckten, runden Anschlußdraht 12 vorzugsweise durch Punktschweißen verbunden. Zwei Schweißpunkte 37 sind in 12 angedeutet. Auch hier ist es erforderlich, die Ringscheibe 25 mit einer genügend großen Axialbohrung 26 zu versehen, damit sie das Wicklungsende 5' des Flachdrahtes 5, wie in 12 dargestellt, aufnehmen kann.
Bei dem beschriebenen Aufbauprinzip ist es auch möglich, zwei oder mehr separat bewickelte keramische Wickelkörper 15 axial hintereinander in einer durch entsprechend lange Metallmäntel 1 und 2 gebildeten Ringkammer 4 anzuordnen und deren Heizdrahtwicklungen 5 in Reihe zu schalten und/oder mit Zwischenabgriffen zu versehen, so daß die Heizpatrone bedarfsweise mit unterschiedlichen Heizleistungen betrieben werden kann. Ein solcher Zwischenabgriff kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, daß die beiden Enden 5/1 und 5/2 der Heizdrahtwicklungen zweier aneinander gereihter Wickelkörper 15 miteinander verbunden und mit einem gemeinsamen Anschlußleiter 12, 13 versehen sind.
Bei allen beschriebenen bzw. möglichen Ausführungsarten erfolgt nach dem Zusammenfügen der Bestandteile das radiale Preßverdichten.

Claims

Elektrische Heizpatrone mit einer durchgängigen zentralen Paßbohrung (32) zur spaltfreien Aufnahme eines zu beheizenden zylindrischen Körpers, insbesondere einer Kunststoffspritzdüse, mit einem inneren (3) und äußeren Metallmantel (2) und mit einem Heizleiter, der als Heizdrahtwicklung (5) in einer zwischen dem inneren (3) und äußeren Metallmantel (2) liegenden stirnseitig verschlossenen Ringkammer (4) angeordnet und in einer keramischen Isoliermasse (9) oder einem Metalloxid eingebettet ist, wobei alle Teile durch radiales Verpressen verdichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdrahtwicklung (5) auf dem Umfang eines hohlzylindrischen, in die Ringkammer (4) eingesetzten und von einer Isolierstoffmasse (9) umschlossenen Wickelkörpers (15) aufgewickelt ist, der aus einer keramischen Masse oder einem Metalloxid besteht und dessen Zylinderwand achsparallele Bohrungen (16, 17) aufweist, in welchen die Enden (5/1, 5/2) der Heizdrahtwicklung (5) und die mit den Enden (5/1, 5/2, 5') der Heizdrahtwicklung (5) verbundenen, elektrischen Anschlußleiter (12, 13) von außen eingeführt sind.
Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand (14) des Wickelkörpers (15) wenigstens eine zusätzliche achsparallele Bohrung (29) aufweist, in welcher wenigstens ein Thermoelement (28) mit durch Axialbohrungen (26, 30) der aus Isolierstoff bestehenden Ringscheibe (25) nach außen geführten Anschlüssen (27) angeordnet ist.
Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper (15) mit mehreren, jeweils separate Anschlüsse aufweisenden Heizdrahtwicklungen (5) versehen ist.
Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringkammer (4) mehrere mit Heizdrahtwicklungen (5) bewickelte Wickelkörper (15) koaxial in Reihe hintereinander angeordnet sind.
Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdrahtwicklungen (5) der einzelnen Wickelkörper (15) in Reihe oder parallel geschaltet sind.
Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten Enden (5/1 und 5/2) der Heizdrahtwicklungen (5) zweier hintereinander liegender Wickelkörper (15) miteinander verbunden und mit einem gemeinsamen Anschlußleiter versehen sind.
Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwand (14) außenseitig jeweils in den Endbereichen einer Bohrung (16, 17) mit einer die Bohrung (16, 17) mit der Umfangsfläche verbindenden Ausnehmung (20, 21) versehen ist.
Elektrische Heizpatrone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (20, 21) schlitzartig oder kerbenartig ausgebildet sind.
Elektrische Heizpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (5/1, 5/2) der aus Runddraht bestehenden Heizdrahtwicklung (5) jeweils um einen drahtartigen, in einer Bohrung (16, 17) des Wickelkörpers steckenden Anschlußleiter (12) gewickelt sind.
Elektrische Heizpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (5') einer aus Flachdraht bestehenden Heizdrahtwicklung (5) jeweils mit einen drahtartigen, in einer Bohrung (16, 17) des Wickelkörpers steckenden Anschlußleiter (12) verschweißt sind.
Elektrische Heizpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Heizdrahtwicklung (5) über die Länge (a) des Wickelkörpers (15) abschnittweise unterschiedliche Windungsabstände aufweist.
Elektrische Heizpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffmasse (9) mit dem Wickelkörper (15) innerhalb der beiden Metallmäntel (2, 3) zu einem homogenen, die Windungen der Heizdrahtwicklung (5) umschließenden Preßkörper verdichtet ist.