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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK UND KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft einen brechbaren Heizerkern für eine elektrische Heizvorrichtung, eine verdichtete elektrische Heizvorrichtung, und ein Verfahren zur Herstellung derartiger Vorrichtungen. Diese Vorrichtungen umfassen, jedoch ohne Beschränkung darauf, gestauchte Manschettenheizer, häufig in einer hohlen rohrartigen Gestaltung, um Material wie etwa Kunststoff oder andere geschmolzene Materialien für Tätigkeiten wie die Bildung von Kunststoffen, die Verarbeitung von Lebensmitteln, die Verpackung, die Abgabe von Klebstoff o. ä. in der Luft- und Raumfahrt, beim Flüssigmetalltransport, beim Spritzguss, bei der chemischen oder flüssigen Bearbeitung, bei Glasprozessen, Gasheizgeräten und anderen Prozessen, bei denen eine genaue Steuerung erforderlich ist, innerhalb oder außerhalb eines derartigen rohrartigen Aufbaus zu liefern oder zu bearbeiten. Diese Heizer können mit Umhüllungen aus Werkzeug- oder Edelstahl, Superlegierungen und anderen kritischen Materialien aufgebaut werden und können Beschichtungen für besondere Zwecke aufweisen, wo dies erforderlich ist.
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Heizvorrichtungen, die die vorliegende Erfindung ausführen, bieten Wärmeübertragungs- und Leistungseigenschaften und überlegene dielektrische Eigenschaften, die sich bei herkömmlichen Vorrichtungen nicht finden. Der Aufbau und die Gestaltung dieser neuartigen Vorrichtungen gestatten eine leichte und wirksame Steuerung und Leistungssteigerung und können mit verteilter Wattleistung, mehreren unabhängigen Wärmezonen, einem oder mehreren einstückigen Thermoelementen und einzelnen oder mehreren Schutzrohren, die ummantelte mineralisolierte Thermoelemente zum leichten Einsatz und zur leichten Abnehmbarkeit aufnehmen können, aufgebaut werden.
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Vorrichtungen, die die vorliegende Erfindung ausführen, benutzen einen neuartigen zylinderförmigen brechbaren keramischen Kern, der an seiner Innenfläche schlüssellochförmige Nuten aufweist, um Leiterstifte in Verbindung mit einer Wicklung eines elektrischen Heizdrahts aufzunehmen, wobei der gewickelte Kern in einer oberen und einer unteren Manschette mitgeführt wird und gestaucht ist, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Leiterstiften und dem Heizelementdraht bereitzustellen.
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Das einzigartige Heizelement, das die vorliegende Erfindung ausführt, beginnt mit einem oder mehreren neuartigen brechbaren keramischen Kern(en) mit einer besonderen Gestaltung. Dieser Kern oder diese Kerne umfasst bzw. umfassen einen Zylinder oder einen Zylinder mit elliptischem Querschnitt, der entlang seines Innenumfangs mit schlüsselochförmigen Längsnuten hergestellt ist. Der Zugang zu einer Nut umfasst einen schlüsselochartigen Schlitz, der an seinem Eingang enger ist und sich vergrößert, während er in die Umfangswand des Zylinders mit elliptischem Querschnitt oder Zylinders eindringt. Dieser Schlüssellochschlitz kann einen Querschnitt aufweisen, der rechteckig oder länglich oder kissenförmig ist, solange sein Inneres einen größeren Querschnitt als sein Schlüssellocheingang aufweist.
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Der brechbare keramische Kern oder die -kerne ist bzw. sind mit einem Heizelementdraht umwickelt. Die Drahtwicklungen können beabstandet sein, um an jedem Kern verteilte Wattleistungen oder kalte Zonen bereitzustellen. Das vordere und das hintere Ende des Heizelementdrahts sind in Ausrichtung mit ausgewählten Passfederschlitzen in die Kerne eingezogen. Das Auswählen abwechselnder Keilnuten in einem oder mehreren Kernen eines Mehrkernaufbaus gestattet die Schaffung unabhängig bestromter Kerne, um unabhängig erhitzte Zonen bereitzustellen. Nicht umwickelte Kerne können an den Enden des Kernaufbaus oder zwischen mehreren Kernen angeordnet werden, um zusätzliche kalte Zonen bereitzustellen, um Anforderungen im Hinblick auf Anwendungen oder Leitungsenden zu erfüllen.
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Ein leitender Stift mit einem Querschnitt, der im Wesentlichen dem Querschnitt einer Keilnut entspricht, ist in jede Nut geschoben, in der eine Überschneidung eines Endes eines Heizdrahts mit der Nut besteht, so dass ein Stift und ein Drahtende miteinander in Kontakt stehen.
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Wenn Schutzrohre zur Verwendung mit gesonderten Thermoelementsensoren oder Thermoelementdrähten zur Schaffung von Sensoren zur Wärmesteuerung gewünscht sind, können sie in einer der Nuten eingerichtet werden.
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Das Innere des Aufbaus aus dem drahtumwickelten keramischen Kern und dem angeordneten Stift wird in eine erste rohrartige oder massive Metallmanschette und in eine zweite äußere Metallmanschette geschoben, so dass der Aufbau aus dem drahtumwickelten keramischen Kern und dem angeordneten Stift zwischen die erste und die zweite Metallmanschette eingefügt ist. Vorzugsweise weist die erste innere Manschette eine derartige Größe auf, dass sie den drahtumwickelten keramischen Kern aufnimmt, um ein leichtes Gleiten des Kerns an seine Stelle zu gestatten.
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Magnesiumoxid oder ein ähnliches Isolierpulver wird in den Raum zwischen dem Kern und den Manschetten gefüllt, und der Aufbau wird gerüttelt; bis der Raum zwischen den Teilen durch die Schwingungen soweit als möglich gefüllt und verdichtet ist.
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Eine Werkzeugstange oder ein -rohr wird in oder über die innere rohrartige oder massive Schutzmanschette gefügt, und der Aufbau wird in eine Reduziermaschine eingesetzt und einem umfänglichen Stauchen unterzogen, bis der Außendurchmesser des Aufbaus auf eine Größe verringert ist, die den inneren keramischen Kern und das isolierende Keramikpulver bis dicht an die theoretische maximale Dichte verdichtet, so dass die Verbindung zwischen jedem der Stifte und seinem zugehörigen Drahtelementende für einen leistungsfähigen elektrischen Anschluss im Wesentlichen vereinheitlicht wird, und dass das Keramikpulver in den Keilnuten zwischen dem Stift und der inneren Manschette verdichtet wird, um die erforderlichen elektrischen Isoliereigenschaften zwischen dem Stift und der inneren rohrartigen oder massiven Metallmanschette bereitzustellen.
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AUFGABEN UND VORTEILE DER ERFINDUNG
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Nach der vorliegenden Erfindung aufgebaute verdichtete elektrische Heizvorrichtungen, die die beschriebene neuartige Kernanordnung einsetzen, weisen die folgenden Merkmale, Aufgaben und Vorteile auf.
- (a) Sie sind haltbarer als die herkömmlichen Heizer, da ihre Hochtemperaturheizelementaufbauten in eine keramische Isolierung eingebettet sind, die bis dicht an die theoretische Dichte verdichtet wurde, wodurch bei Temperaturen bis zu 1600°F eine optimale Lebensdauer und Leistung bereitgestellt werden.
- (b) Sie weisen optimale thermische und elektrische Eigenschaften auf, da ihr gestauchter oder verdichteter Aufbau die Wärmeübertragung maximiert, während ein überlegener dielektrischer Widerstand und Isolationswiderstand bereitgestellt werden.
- (c) Sie können mit dünnen Wandquerschnitten des gesamten Elements und der Umhüllung hergestellt werden, um einen Einbau in für Fertigungsmittel beschränkte Bereiche zu gestatten, oder mit einem dünnen Wandquerschnitt des Elements und einem dicken Wandquerschnitt der Umhüllung hergestellt werden, um eine hohe Stärke für Hochdruck- und mechanisch beanspruchende Anwendungen bereitzustellen.
- (d) Sie können bei einem vergleichsweise dünnen Wandquerschnitt mit großen Innendurchmessern, die zwei Zoll übersteigen, hergestellt werden, und die gewünschten dielektrischen und Wärmeübertragungseigenschaften bewahren.
- (e) Sie sind angemessen vielseitig, um einfachen Manschettenheizeraufbauten entgegenzukommen oder zu anspruchsvoll aufgebauten Gestaltungen mit maßgeschneiderten inneren Bohrungen und Präzisionspassungen verarbeitet zu werden.
- (f) Sie weisen einen Aufbau auf, der für Gestaltungen mit verteilter Wattleistung fähig ist, um entlang der Länge des Heizers mehrere Erhitzungsbedingungen zu unterstützen.
- (g) Sie gestatten die Schaffung unabhängiger Wärmezonen.
- (h) Sie bieten in der Umfangsrichtung und in der Längsrichtung eine überlegene Gleichförmigkeit der Wärme.
- (i) Sie sind fähig, optionale maßgeschneiderte Beschichtungen, besondere Leitungssysteme und eine breite Auswahl an Sensoroptionen zu unterstützen.
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Heizer, die die vorliegende Erfindung ausführen, können in vielen Industriebereichen und -systemen wie etwa angusslosen und Spritzgusssystemen, Umgebungen der Verarbeitung thermoplastischer und hitzehärtender Kunststoffe, dem Blasformen, dem Druckguss, der Glasverarbeitung, Geräten zum Sintern und Härten, der Extrusion, von Siegelungsköpfen, Filmwalzen, dem Kunststoffschweißen, dem Brennen, von Heizwalzen, Hochtemperaturgeräten, der Flüssigkeits- und Gasverarbeitung, von Hartlöt-, Löt- und Dampfgeräten und bei den meisten anderen Erfordernissen einer gesteuerten Erhitzung verwendet werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen
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ist 1 eine Endaufrissansicht eines geformten genuteten brechbaren keramischen Kerns, der die vorliegende Erfindung ausführt.
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2 ist eine seitliche Aufrissansicht des in 1 gezeigten Kerns, wobei die Nuten gestrichelt gezeigt sind.
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3 ist eine Endaufrissansicht des in 1 gezeigten Kerns, der mit Heizerelementdraht umwickelt wurde.
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4 ist eine seitliche Aufrissansicht des in 3 gezeigten drahtumwickelten Kerns.
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5 ist eine Endaufrissansicht eines Teils des in 3 gezeigten drahtumwickelten Kerns mit angebrachten Stromstiften.
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6 ist eine seitliche Aufrissansicht eines abgewandelten Manschettenheizeraufbaus mit angebrachten Stromstiften.
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7 ist eine Endaufrissansicht eines abgewandelten Manschettenheizeraufbaus, wobei in dem brechbaren keramischen umwickelten Kern und dem kalten Kern ein Thermoelement angeordnet ist.
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8 ist eine seitliche Aufrissansicht eines abgewandelten Manschettenheizeraufbaus, wobei in dem brechbaren keramischen umwickelten Kern und dem kalten Kern ein Thermoelement angeordnet ist.
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9 ist eine ausführliche vergrößerte Endansicht des Anschlusses des Stromstifts und des Widerstandsdrahtelements für den in 6 gezeigten Manschettenheizeraufbau.
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10 ist eine ausführliche vergrößerte Endansicht des Thermoelement-Stift-Anschlusses für den in 8 gezeigten abgewandelten Manschettenheizeraufbau.
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11 ist ein Foto von zwei fertiggestellten Heizern, die die vorliegende Erfindung ausführen; und 11A ist ein Foto der erhitzten Spitze eines Heizers.
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12 ist ein Foto einer Heizermanschette, die die vorliegende Erfindung ausführt, wobei Abschnitte weggeschnitten sind, um das Innere der Heizermanschette zu zeigen, wobei der brechbare keramische Kern und das MgO-Isolierpulver und die elektrischen Bestandteile durch Stauchen verdichtet wurden.
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13 ist eine perspektivische isometrische Ansicht eines einstückigen erhitzten Schmelzeübertragungsrohrs für Flüssigmetall und -kunststoff, das nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und durchtrennt ist, um seine Aufbauschichten zu zeigen.
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14 ist eine perspektivische isometrische Ansicht einer einstückigen erhitzten Angussbuchse für den Kunststoffguss, die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und durchtrennt ist, um ihre Aufbauschichten zu zeigen.
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15 ist eine perspektivische isometrische Ansicht eines einstückigen erhitzten Topfbehälters für Schmelze, der nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und durchtrennt ist, um seine Aufbauschichten zu zeigen.
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16 ist eine perspektivische isometrische Ansicht einer einstückigen erhitzten Gießmaschinendüse, die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und durchtrennt ist, um ihre Aufbauschichten zu zeigen.
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17 ist eine perspektivische isometrische Ansicht eines einstückigen erhitzten Heißsiegelungskopfs, der nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und durchtrennt ist, um seine Aufbauschichten zu zeigen.
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18 ist eine perspektivische isometrische Ansicht eines einstückigen erhitzten Heißsiegelungskopfs mit neuartigen konzentrischen Schichten von Wicklungen und Stiften, die bereitgestellt sind, um die Wärme zu konzentrieren und gleichmäßiger über eine größere erforderliche Siegelungsendfläche zu verteilen, welcher nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und durchtrennt ist, um seine Aufbauschichten zu zeigen.
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19 ist eine perspektivische isometrische Ansicht einer einstückigen erhitzten Heißsiegelungswalze, die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und durchtrennt ist, um ihre Aufbauschichten zu zeigen.
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20A bis 20H veranschaulichen gebräuchliche Leitungsaufbauten für die Vorrichtungen, die die vorliegende Erfindung ausführen, wobei die Leitungen geschnitten sind, und der Innendurchmesser der inneren gestauchten Umhüllung gestrichelt gezeigt ist.
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21A bis 21F zeigen die Schritte zur Herstellung eines Heizers mit zwei oder mehr Kernen, die sich längsgerichtet erstrecken.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen und insbesondere auf 1 bis 5 besteht der in 1 veranschaulichte brechbare keramische Kern 10 aus einer zylindrischen oder zylinderförmigen Vorrichtung mit einer inneren Umfangswand 11 und einer äußeren Umfangswand 12, die an ihrer inneren Umfangswand eine Reihe von längsgerichtet angeordneten parallelen Nuten oder Passfeerschlitzen 14 aufweist. Jede dieser Passfederschlitze 14 weist an der inneren Umfangswand 11 des Kerns 10 einen Zugang 15 mit einem verringerten Radius auf, der zu einem inneren vergrößerten Abschnitt 16 führt. Der vergrößerte Abschnitt 16 jedes Schlitzes 14 ist vorzugsweise länglich und breiter als tief. Wenigstens zwei dieser Schlitze weisen eine Nut 17 auf, die sich von der äußeren Umfangsfläche 12 des Kerns 10 erstreckt, wobei eine Nut mit dem vergrößerten Abschnitt 16 eines Schlitzes 14 in Verbindung steht, und eine andere mit dem vergrößerten Abschnitt 16 eines anderen Schlitzes 14 in Verbindung steht.
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Ein Heizerwiderstandsdraht 20 wird abhängig von der Verwendung und den elektrischen Anforderungen des Heizers, der zur Bereitstellung einer konstanten Wattleistung, einer verteilten Wattleistung, einer abschnittsweisen Erhitzung und mit oder ohne kalte Abschnitte aufgebaut sein kann, auf jede beliebige selektive Weise um den äußeren oder Außenumfang 12 des Kerns 10 gewickelt. Ein Ende 21 des Heizerdrahts 20 wird in einen bzw. eine der Schlitze oder Nuten 17, der bzw. die mit einer Keilnut 14 in Verbindung steht, eingezogen, und das andere Ende 22 des Heizerdrahts 20 wird in einen anderen Schlitz, der mit einer anderen Kernkeilnut in Verbindung steht, eingezogen. Wenn die durch einen fertiggestellten Heizer bereitgestellte Wärme verändert werden soll, können andere Paare von Nuten 17 geschlitzt und andere Enden des Heizerdrahts für die veränderten Anordnungen in andere Keilnuten 14 eingesetzt werden, um die gewünschten gewählten Heizanordnungen zu erreichen.
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Ein leitender Stift 25, der vorzugsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, aber etwas kleiner als der vergrößerte Abschnitt 16 einer Keilnut 14 ist, wird mit dem Ende 21 oder 22 an einer Wicklung des Heizerdrahts 20 ausgerichtet und damit verbunden in jeden der vorzugsweise länglichen oder vergrößerten Abschnitte 16 einer gewählten Keilnut eingezogen. Dieser leitende Stift 25 kann abhängig von der Endverwendung des fertiggestellten Heizers so lang wie die Keilnut 14 sein oder eine andere Länge aufweisen. Der Stift 25 muss lang genug sein, um mit elektrischen Leitungen 26 außerhalb des Heizers, die eine von der Endverwendung der fertiggestellten Heizvorrichtung abhängige Länge aufweisen, in Verbindung zu stehen.
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Eine innere rohrartige oder massive Umhüllung 30 wird in die mittlere innere Umfangswand des drahtumwickelten Kerns 10, dessen Stifte 25 sich an ihrer Stelle befinden, geschoben, und eine äußere Umhüllung 29 wird über die äußere Umfangswand 12 des drahtumwickelten Kerns 10 geschoben. Diese Umhüllungen 29 und 30 können verhältnismäßig schwere Wände aufweisen und sind vorzugsweise aus Werkzeugstahl, Edelstahl oder einem ähnlichen wärmeübertragenden Material aufgebaut und sind im Wesentlichen wenigstens so lang wie der drahtumwickelte Heizerkern 10.
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An diesem Punkt wird ein Magnesiumoxid-Isolierpulver mit einer feinen sandartigen Konsistenz oder ein ähnliches Isoliermaterial in alle Hohlräume in dem Aufbau gefüllt. Der offene Bereich der Keilnuten 14 wirkt auch als Füllkanäle für das Isoliermaterial. Der Aufbau wird gerüttelt/geschwungen, um das Isoliermaterial soweit wie möglich in den Umhüllungen 29 und 30 und den Aufbau des Kerns 10, die Passfederschlitze 14, die Stifte 25 und die Wicklungen des Heizerdrahts 20 zu verdichten.
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Im Anschluss an diesen Verdichtungs- und Rüttellungsschritt wird ein runder Schaft (nicht gezeigt), der länger als die Umhüllungen ist, welche den drahtumwickelten Kernaufbau einschließen, in oder über die innere Umhüllung gefügt. Der Aufbau wird gestaucht, bis ein vorherbestimmter Durchmesser für den Aufbau erreicht wurde. Beim Stauchen wird der Kern zerbrochen, werden der Kern und die Isolierung auf eine beinahe theoretische Dichte verdichtet, wird der Stift-und-Draht-Anschluss befestigt, wird der Keilnutzugang zum Zusammenbruch gebracht, wodurch das Keramikpulver zwischen den Stiften und der inneren Umhüllung verdichtet wird und die Stifte an ihrer Position fixiert werden, und wird der gesamte gestauchte Aufbau zu einer einzelnen Masse vereinigt.
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Wenn Heizermaterial durch die mittlere Öffnung in der inneren Umhüllung des gestauchten Heizeraufbaus verlaufen soll, wird der Raum zwischen den Umhüllungen abgedichtet, wobei die mittlere Öffnung offen gelassen wird. Eine derartige Abdichtung kann mit einem Klebe-Dichtungsmaterial oder dergleichen bewerkstelligt werden. Wenn der gestauchte Heizeraufbau ein erhitzter Schmelztopf, eine Angussbuchse, eine Gießmaschinendüse oder irgendeine andere Form sein soll, kann ein geeigneter Ring oder ein Scheibenende 33, der bzw. das, falls gewünscht, einen passenden Anguss oder eine andere Ausgangsordnung aufweisen kann, in der Fließrichtung auf den Ausgang des Aufbaus geschweißt werden. Passende Leitungen 26, die sich außerhalb des Aufbaus befinden, können an den freien Enden der Stifte befestigt werden. Der Aufbau kann auch an einer Drehbank gebildet werden oder wie passend mit anderen Bestandteilen verbunden werden. Herkömmliche Stromanschlüsse können wie gewünscht an dem fertiggestellten Aufbau angebracht werden. Die Leitungen 26 können an jedem Ende des Aufbaus oder an jedem beliebigen Punkt an seinem Außen- oder Innendurchmesser austreten.
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Die neuartige offene Keilnut 14, die die vorliegende Erfindung verkörpert, gestattet zum Unterschied zu herkömmlichen Öffnungen mit verschiedenen Formen, die verwendet werden, um einen gestauchten Kontakt zu bilden, dass ein Extrusionswerkzeug einen Schlitzabschnitt des Werkzeugs als Teil des Steckabschnitts eines Extrusionsmundstücks aufweisen kann, was die Herstellung sehr dünner Querschnitte ermöglicht, während genaue Abmessungen und Stellen der gestauchten Kontakte und Stifte 25 beibehalten werden. Ferner gestattet diese Kernkeilnut 14 selbst bei Pulvern mit hoher dielektrischer Stärke wie Bornitrid, um einen Teil der Isolierung zwischen den Stiften 25, dem Kern 10 und den Umhüllungen 29 und 30 zu bilden, ein vollständiges Ausfüllen aller Hohlraume zwischen dem Kern 10 und den Umhüllungen 29 und 30. Diese offene Keilnut 14 gestattet auch, dass im Wickelprozess mit Flügeln versehene Vorrichtungen verwendet werden, um den Kern 10 zügig zu drehen.
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Unter Bezugnahme auf 7, 8 und 10 können dann, wenn in dem Aufbau ein Thermoelement 35 gewünscht ist, die positive Seite und die negative Seite des Thermoelements in benachbarten Keilnuten 14 eingesetzt werden und kann ein Schaltdraht zwischen dem positiven und dem negativen Element des Thermoelements eingerichtet werden, bevor die Stauchtätigkeit, die das Thermoelement an seine Stelle sperrt, vorgenommen wird. Ein derartiges Thermoelement kann die Form eines Banddrahts annehmen. Wenn ein Schutzrohr, das aus einem Hypotube mit einem kleinen Durchmesser besteht, gewünscht ist, kann dieses in eine der Keilnuten 14 oder in einen besonderen Schlitz (nicht gezeigt), der zu seiner Aufnahme gebildet ist, eingesetzt werden und auch mit dem gesamten Heizeraufbau gestaucht werden.
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13 bis 19 zeigen typische erhitzte Werkzeugbestandteile, die unter Verwendung des in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahrens aufgebaut sind und die offenbarte Erfindung ausführen. 13 zeigt ein einstückiges erhitztes Schmelzeübertragungsrohr 40 für Flüssigkeiten oder Kunststoff in isometrischer Form, wobei Teile weggebrochen sind, um den verdichteten Kern 40a mit seiner zerbrochenen Isolierung und Schlitzen, die die leitenden Stifte 45 und eine Temperatursteuerung wie etwa ein Thermoelement enthalten, und der Drahtwicklung 40b zu zeigen. 14 zeigt eine einstückige erhitzte Angussbuchse 50 für Kunststoffguss-Kunststoffe in isometrischer Form, wobei Teile weggebrochen sind, um den verdichteten Kern 50a mit seinem zerbrochenen Schlitz, der die leitenden Stifte 55 und einen Temperatursensor wie etwa ein Thermoelement enthält, und der Drahtwicklung 50b zu zeigen, wobei eine derartige Vorrichtung einen Schmelzekanal 51 zur Zufuhr von geschmolzenem Material und eine Öffnung 52 für den Eintritt des Materials in eine Form aufweist. 15 zeigt einen einstückigen erhitzten Schmelztopfbehälter 60 in isometrischer Form, wobei Teile weggebrochen sind, um den verdichteten Kern 60a mit seinem zerbrochenen Schlitz, der die leitenden Stifte 65 und einen Temperatursensor wie etwa ein Thermoelement enthält, und die Drahtwicklung 60b zu zeigen, welcher Behälter einen mittleren Topf 61 zum Halten von erhitztem Material enthält. 16 zeigt eine zu 14 ähnliche einstückige erhitzte Gießmaschinendüse 70 in isometrischer Form, wobei Teile weggebrochen sind, um den verdichteten Kern 70a, den zerbrochenen Schlitz, der die leitenden Stifte 75 und eine Temperatursteuerung wie etwa ein Thermoelement enthält, und die Drahtwicklung 70b zu zeigen, mit einem Schmelzekanal 71 und einer Öffnung 72 für erhitztes geschmolzenes Material.
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Der Innen- und der Außendurchmesser des fertiggestellten verdichteten gestauchten Heizeraufbaus können auf Präzisionstoleranzen bearbeitet werden, wofür Beispiele in 13 bis 19 gezeigt sind. Die Enden des Aufbaus können wie in 17 gezeigt zu flachen Siegelungsflächen zur Verwendung in besonderen Anordnungen ausgeführt werden, wie etwa bei Verpackungsmaschinen, die das Siegeln von klebstoffüberzogenen Abdeckungen an Behälter erfordern. Derartige Aufbauten können sowohl mit einer kurzen als auch mit einer langen Länge und wie erforderlich mit einem kleinen oder einem großen Durchmesser ausgeführt werden. Für die Umhüllungen 29 und 30 kann eine breite Vielfalt von Materialien eingesetzt werden, um Korrosionsbeständigkeit, Antihafteigenschaften oder Oxidationsbeständigkeit bereitzustellen, und die fertiggestellten Vorrichtungen können wie gewünscht überzogen werden. Wenn eine größere untere Siegelungsfläche erforderlich ist, kann die neuartige Verwendung von konzentrischen Schichten von Wicklungen und Stiften bereitgestellt werden, um die Wärme über eine größere erforderliche Siegelungsendfläche, wie sie in 18 gezeigt ist, zu konzentrieren und gleichmäßiger zu verteilen, die durch Übereinanderschieben eines Aufbaus aus einem umwickelten Kern und Stiften mit einem größeren Durchmesser über einen Aufbau aus einem umwickelten Kern und Stiften mit einem kleineren Durchmesser aufgebaut werden kann, wobei eine derartige Gestaltung auch eine unabhängige Steuerung des Innen- und des Außendurchmessers der Siegelungsendfläche gestatten wird. Derartige Aufbauten können leicht zu wie in 19 gezeigten einstückigen erhitzten Walzenaufbauten für Präge- und Siegelanwendungen verarbeitet werden. Diese Walzenaufbauten können mit Gestaltungen hergestellt werden, die für den Einbau von Lagern, Wellen und Antriebsmechanismen bereit sind.
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Einige, aber nicht alle verfügbaren, Leitungsanschlussanordnungen sind in 20A bis 20H veranschaulicht. In 20A bis 20B erstrecken sich die Leitungen von dem Umfang der gestauchten äußeren Umhüllung 29 des Heizers, wo sie an die Enden der leitenden Stifte angeschlossen sind, und können die Leitungen 26 mit einem schützenden Metallrohr 76 oder einer Kappe abgedeckt sein. In 20C bis 20D erstrecken sich die Leitungen von dem Ende 77 der gestauchten Heizvorrichtung zwischen der gestauchten inneren und äußeren Umhüllung 29 und 30, wo sie an die Enden der leitenden Stromstifte 25 angeschlossen sind. In 20E bis 20F erstrecken sich die Leitungen 26 von jedem jeweiligen Ende 77a und 77b der gestauchten Heizvorrichtung. In 20G bis 20H erstrecken sich die Leitungen 26 von der gestauchten äußeren Umhüllung 29 des Heizers durch ein Oberflächenanschlussstück 78, das mit der Umhüllungswand verbunden ist, wo sie an die Enden der leitenden Stromstifte angeschlossen sind. Andere Leitungsanschlüsse sind ebenfalls verfügbar, wobei der wesentliche Faktor ist, dass der Heizeraufbau neuartige Stromstift-Leitungs-Anschlüsse von beinahe jedem beliebigen Punkt an dem Heizer gestattet. Eine kleine Öffnung kann von der Außenseite des Kerns durch einen ausgewählten Passfederschlitz geschliffen werden, um den Draht und die Stifte zum Ausgang durch den Kern anzuschließen.
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Unter Bezugnahme auf 21A bis 21F ist ein Manschettenheizer mit einem Aufbau aus einem Heizelement mit zwei parallelen Kernen gezeigt, der in Anordnungen mit mehreren Kernen benutzt werden kann. Der Endaufriss der Kerne 10 ist in 21A gezeigt, und 21B zeigt den Seitenaufriss von zwei gleichen brechbaren keramischen Kernen mit Keilnuten 14 an jedem Kern 10. Der Endaufriss der Kerne 10, die mit Elementheitzer-Widerstandsdraht 20 umwickelt wurden, ist in 21C gezeigt, und ein Seitenaufriss der drahtumwickelten Kerne ist in 21D gezeigt. Der Endaufriss der drahtumwickelten Kerne 10 mit den in die Keilnuten 14 eingesetzten leitenden Stromstiften 25 erscheint in 21E, und der Seitenaufriss der ausgerichteten drahtumwickelten Kerne zusammen mit der Anordnung der leitenden Stromstifte 25 in den Keilnuten 14 ist in 21F gezeigt. Bei diesen Anordnungen mit mehreren Kernen können die Stromversorgungen und/oder die Leitungsanordnungen für diese Aufbauten unabhängig oder verbunden sein.
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Die enge Verbindung der Heiz- und Wärmeübertragungsteile, die auf eine beinahe theoretische Dichte verdichtet sind, gestattet den Aufbau eines leistungsfähigen Systems zur Zufuhr von erhitztem Material mit außergewöhnlicher Steuerung. Zum Beispiel ist in den folgenden Fotos eine erhitzte Vorrichtung mit einem orangefarbenen auf eine hohe Temperatur erhitzten Abschnitt des Teils und anderen Abschnitten mit niedrigeren Temperaturen in rot und in veränderlichen Rottönen gezeigt, welche Abschnitte alle durch Verwenden der neuartigen Vorrichtungen und des Verfahrens, die in dieser Anmeldung offenbart werden, gut gesteuert werden können.
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Obwohl diese Erfindung ziemlich ausführlich gezeigt und besprochen wurde, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die genauen offenbarten Aufbauten beschränkt werden sollte, da viele Abwandlungen möglich sind und vorgenommen werden können, ohne das Wesen und den Umfang der Erfindung zu beeinflussen.
