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Die
Erfindung betrifft ein Heizelement, insbesondere für metallene
Kunststoffspritzdüsen oder dgl., bestehend aus einem rohrartigen
Hohlkörper aus Metall, der ein zu beheizendes Maschinenteil, insbesondere
den Düsenkörper einer Spritzgießeinrichtung,
mit seiner Rohrwand wärmeübertragend umschließt
und der in seiner äußeren und/oder inneren Mantelfläche
eine oder mehrere zumindest abschnittweise gewindeartig verlaufende
Nuten mit eingelegtem(n) und/oder eingepresstem(n) Rohrheizkörper(n)
aufweist, deren elektrische Anschlüsse vom Hohlkörper
wegragen, und mit einem Thermoelement als Temperaturfühler,
das in einer Führungsnut der Rohrwand geführt
ist und dessen Fühlerspitze in einem Endbereich der Rohrwand
so angeordnet ist, dass sie mit der Kunststoffspritzdüse
in thermischem Kontakt steht.
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Branchenüblich
werden derartige Heizelemente als Hohlpatronen bezeichnet. Sie sind
mit einer Rohrwendelpatrone ausgestattet, welche in Umfangsnuten
eines Messingrohrs oder CrNi-Stahlrohrs eingepresst ist. Die Umfangsnuten
und die in diese eingepresste Rohrwendelpatrone verlaufen in der Regel
gewindeartig mit unterschiedlichen Steigun gen, damit eine adäquate
Temperaturverteilung entlang des zu beheizenden Bauelementes eingestellt werden
kann. Bei einem solchen Bauelement kann es sich beispielsweise um
eine Kunststoffspritzdüse handeln. Um einen guten Wärmeübergang
auf den Düsenkörper beispielsweise einer solchen
Kunststoffspritzdüse zu erhalten, ist das Rohr mit einem passgenauen
Innendurchmesser, d. h. mit einer Passbohrung versehen. Der Düsenkörper
selbst, der auch "Materialrohr" genannt wird, kann mit einer ein-, zwei-
oder mehrschichtigen Rohrwand versehen sein.
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Aus
DE 20 2006 018 576
U1 ist bereits eine Heißkanaldüse für
eine als Spritzgießwerkzeug ausgebildete Spritzgießeinrichtung
bekannt, bei der ein auf das Materialrohr des Düsenkörpers
aufgeschobener rohrartiger Hohlkörper aus Metall mit einem
in Umfangsnuten eingepressten Rohrheizkörper vorgesehen
ist. Dieser dort als Hülse bezeichnete Hohlkörper
ist auch mit einem Temperaturfühler ausgestattet, der in
einer separaten Umfangsnut untergebracht ist und der als Temperaturregelung
benötigt wird. Dabei ist die Rohrwand des Hohlkörpers
bzw. der Hülse am einen Ende mit einer radialen Durchgangsöffnung versehen.
Nach einer Ausführungsform ragt das freie Ende, also die
Spitze des Temperaturfühlers, frei in diese Durchgangsöffnung
und wird mit Hilfe einer wellenförmigen Klammer mit dem
Materialrohr der Spritzdüse in Kontakt gebracht. Die beiden
Enden der Klammer stützen sich dabei an den inneren Rändern
der Durchgangsöffnung ab, während ihr Mittelteil
den Temperaturfühler außenseitig umschließt.
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Damit
soll erreicht werden, dass das als Messpunkt die nende freie Ende
des Temperaturfühlers nicht die Temperatur der beheizten
Hülse bzw. des beheizten Hohlkörpers misst, sondern
die Temperatur des Materialrohrs der Düse erfasst.
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Eine
andere Ausführung sieht vor, dass der Endabschnitt des
Temperaturfühlers eine stirnseitige Ausnehmung der Hülse
bzw. des Hohlkörpers durchragt. Dabei soll die Fixierung
bzw. örtliche Befestigung durch Kleben, Löten
od. dgl., oder aber auch mit einer Klammer erfolgen.
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Bei
all diesen Ausführungsarten steht die gerundete Spitze
bzw. das freie halbkugelförmige Ende des Temperaturfühlers
nur durch Punkt- bzw. allenfalls durch Linienberührung
mit dem Materialrohr der Düse in Kontakt, was messtechnisch
wegen des geringeren Wärmeübergangs von Nachteil
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei dem die Anordnung der Spitze des Thermoelements örtlich
so fixiert und thermisch so angeordnet ist, dass die zu regelnde
Temperatur des Materialrohres beispielsweise einer Spritzgussdüse am
immer gleichen Messpunkt weitgehend homogen und dem direkten Einfluss
der Heizung der Rohrwendelpatrone weitgehend entzogen ist.
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Da
diese Heizelemente auch auf einfache Weise austauschbar sein sollen,
ist auch wichtig, dass sich nach jedem Austausch eines solchen,
sowohl mit einer Rohwendelpatrone als auch mit einem mit dem Thermoelement
versehenen Hohlkörper wieder die thermischen Verhältnisse
einstellen lassen, die vor dem Austausch bzw. vor dem Ausfall des ausgetauschten
Heizelements geherrscht haben.
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Gelöst
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass
die Fühlerspitze in einer nutartigen Ausnehmung eines Rohrwandabschnitts
wärmeübertragend fixiert ist, der durch wenigstens
zwei stirnseitige Einschnitte seitlich von der Rohrwand thermisch
getrennt ist und der radial biegsam unter einer radialen Anpresskraft
stehend mit flächenhaftem thermischem Kontakt spaltfrei
am Düsenkörper anliegt.
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Mit
einer solchen Anordnung, die einen flächenhaften Temperaturkontakt
am immer gleichen Messpunkt ermöglicht, lässt
sich ein schnellerer, exakterer und zuverlässigerer Temperaturausgleich zwischen
dem Materialrohr (beispielsweise einer Kunststoffspritzdüse)
und dem Temperaturfühler sowie eine noch bessere Temperaturentkopplung
zur beheizten Hülse bzw. zum Hohlkörper erreichen,
in den der Rohrheizkörper räumlich und thermisch
gekoppelt integriert ist.
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Außerdem
ist die Austauschbarkeit hinsichtlich der Gewährleistung
gleicher Messparameter und somit der Erhaltung unveränderter
Regelgrößen wesentlich zuverlässiger,
weil die Lagerung und Fixierung der die zu messende Temperatur erfassenden Spitze
des Temperaturfühlers sich durch den Austausch nicht oder
allenfalls minimal ändert.
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Bei
einer weiteren, hinsichtlich der Erreichung konstanter Messparameter
die gleichen Vorteile gewährleistenden Lösung
ist vorgesehen, dass die Fühlerspitze in einer ihren Umfang
wenigstens größtenteils wärmeübertragend
umschließenden Ausnehmung eines separaten Kontaktelements
angeordnet ist, das räumlich allseitig von der Rohrwand getrennt
in einem Wandausschnitt der Rohrwand angeordnet ist, wobei das Kontaktelement
aus einem formbeständigen Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit,
insbesondere einem Metall, besteht und unter einer radialen Anpresskraft
stehend mit flächenhaftem thermischem Kontakt spaltfrei
am Umfang des Düsenkörper anliegt.
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Für
beide Lösungen gibt es mehrere vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten,
die im einzelnen in den Unteransprüchen beschrieben und
in der folgenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnungen näher
erläutert sind. Aus Gründen der einfacheren Darstellung
ist in den Ausführungsbeispielen der Düsenkörper
jeweils nur mit einer einfachen (einschichtigen) Rohrwand versehen.
Die Übertragung der erfindungsgemäßen
Ausführungen auf eine mehrschichtige Rohrwand ist ohne
Weiteres möglich.
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Von
den Zeichnungen zeigt:
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1 in
kompletter Seitenansicht ein rohrartiges, auf eine Heißkanaldüse
bzw. eine Kunststoffspritzdüse mit Passsitz aufgeschobenes
Heizelement mit in Umfangsnuten eingelegtem Rohrheizkörper
und Thermoelement;
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt II aus 1;
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3 in
vergrößerter Darstellung einen Schnitt III-III
aus 2;
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4 einen
Ausschnitt IV aus 3;
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5 und 6 die
gleichen Ausschnitte IV aus 3, jedoch
mit anderen Querschnittsformen der die Fühlerspitze aufnehmenden
Ausnehmung;
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7 den
Gegenstand der 2 in 3D-Ansicht;
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8 in
der gleichen 3D-Ansicht wie 7 eine andere
Ausführungsform des die Fühlerspitze aufnehmenden
Rohrwandabschnitts;
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9 den
Gegenstand der 8 in Draufsicht;
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10 einen
Teilschnitt X-X aus 9
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11 eine
Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie X-X
des die Fühlerspitze aufnehmenden Rohrwandabschnitts;
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12 in
3D-Darstellung den Gegenstand der 2 und 7 mit
einem Spannring;
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13 den
Hohlkörper mit dem Spannring aus 12 in
Stirnansicht XIII;
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14 in
3D-Ansicht den Gegenstand der 12 mit
einer anderen Ausführungsform des die Fühlerspitze
aufnehmenden Rohrwandabschnittes und einem anderen Spannelement;
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15 den
der Darstellung der 2 entsprechenden unteren Abschnitt
des rohrförmigen Heizelements mit einem anderen Spannelement
für den die Fühlerspitze aufnehmenden Rohrwandabschnitt;
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16 einen
Teilschnitt XVI-XVI aus 15 in
vergrößerter Darstellung;
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17 den
Gegenstand der 15 in 3D-Ansicht mit anderen
Ausnehmungen zur Aufnahme der Enden des Spannelements;
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18 in
3D-Ansicht das Spannelement der 15 bis 17 als
Einzelteil;
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19 in
3D-Ansicht einen stirnseitigen Teil einer mit einem Ausschnitt versehenen
Rohrwand des Heizelementes;
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19a in 3D-Ansicht ein in den Ausschnitt passendes
Kontaktelement als Einzelteil mit eingesetzter Fühlerspitze;
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19b eine andere Ausführung des Kontaktelements
aus
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19a ebenfalls mit eingesetzter Fühlerspitze;
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20 die
gleiche Darstellung wie 19 mit
einem in den Ausschnitt eingesetzten, die Fühlerspitze
aufnehmenden Kontaktelement;
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20a das Kontaktelement aus 20 als Einzelteil
in 3D-Darstellung;
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21 den
Rohrabschnitt aus 19 mit einem anderen Kontaktelement
sowie einem Spannelement gemäß 18;
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21a das Kontaktelement aus 21 als Einzelteil;
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22 den
Gegenstand der 21 in Draufsicht;
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23 einen
Schnitt XXIII-XXIII aus 22;
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24 eine
Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie XXIII-XXIII
aus 2, jedoch mit einer anderen Querschnittsform des
Kontaktelements;
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25 eine
der 23 und 24 entsprechende
Schnittdarstellung einer anderen Querschnittsform des Kontaktelements
und des Spannelements.
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Das
in den Zeichnungen dargestellte Heizelement 1, das in dieser
dargestellten Ausführung in der Branche auch als Hohlpatrone
bezeichnet wird, besteht aus einem rohrartigen, zylindrischen Hohlkörper 2 aus
Metall, vorzugsweise aus Messing oder CrNi-Stahl. Auf seiner Umfangsfläche
ist dieser Hohlkörper 2 mit gewindeartig und parallel
zueinander verlaufenden Nuten 3 und 4 versehen,
die, über die Länge des Hohlkörpers 2 verteilt,
unterschiedliche Steigungen aufweisen. In den Endbereichen des Hohlkörpers 2 sind
die Steigungen gering, im mittleren Bereich groß. In die
zusammenhängende Nut 3 ist eine Rohrwendelpatrone 5 eingepresst,
deren Anschlüsse 6 und 7 im oberen Bereich
des Hohlkörpers 2 radial nach außen geführt
sind. In die Nut 3 ist ein Thermoelement als Temperaturfühler 8 eingelegt, dessen
Fühlerspitze 9 am einen Ende 10 des Hohlkörpers 2 in
einer Ausnehmung 11 liegt.
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Die
beiden Anschlüsse 12 und 13 des Temperaturfühlers 8 sind
mit den beiden Anschlüssen 6 und 7 der
Rohrwendel patrone 5 räumlich gemeinsam so geführt,
dass sie radial vom Hohlkörper 2 wegragen.
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Der
Hohlkörper 2 ist mit einer Passbohrung 14 versehen,
welche die Materialwand 15 einer mit einem Strömungskanal 16 versehenen
Kunststoffspritzdüse 17 spaltfrei und wärmeübertragend
aufnimmt. Dabei ist das Heizelement 1, d. h. der Hohlkörper 2 mit
der Rohrwendelpatrone 5 und dem Temperaturfühler 8 auswechselbar
so auf die Materialwand 15 der Kunststoffspritzdüse 17 aufgesetzt
bzw. aufgeschoben, dass der Endabschnitt 10 des Hohlkörpers 2,
in dem sich die Fühlerspitze 9 befindet, von dem
mit Ausgangsöffnungen 18 versehenen, kegelförmigen
Ende 19 der Kunststoffspritzdüse 17 einen
genau definierten Abstand a aufweist, damit die während
des Spritzvorganges an diesem Messpunkt der Kunststoffspritzdüse 17 herrschende
Temperatur durch die Fühlerspitze 9 möglichst
exakt erfasst und zur Temperaturregelung benutzt werden kann.
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Die
Ausnehmung 11, in welcher die Fühlerspitze 9 wärmeübertragend
fixiert ist, befindet sich in einem Rohrwandabschnitt 20,
der durch zwei stirnseitige Einschnitte 21 und 22 seitlich
von der Rohrwand 2' des Hohlkörpers 2 thermisch
getrennt ist. Durch diese beiden Einschnitte 21 und 22 erhält
der Rohrwandabschnitt 20 mit seiner Ausnehmung 11 eine
gewisse elastische Biegsamkeit, so dass er unter einer radialen
Anpresskraft stehend mit flächenhaftem Kontakt spaltfrei
am Düsenkörper, d. h. an der Materialwand 15 der
Kunststoffspritzdüse 17 wärmeübertragend
anliegt.
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Dabei
kann die radiale Anpresskraft auf verschiedene Weise erzeugt werden.
So ist es beispielsweise möglich, wie in 11 dargestellt,
den Rohrwandabschnitt 20 mit einem Spannwinkel α von
etwa 2° bis 3° nach innen zu biegen, bevor der
Hohlkörper 2 auf die Spritzgussdüse 17 bzw.
die Rohrwand 2' aufgeschoben wird, so dass eine radiale
Spannung, d. h. die gewünschte radiale Anpresskraft, wirksam wird.
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Bei
dem in den 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel
bildet die Ausnehmung 11 eine axial verlaufende Fortsetzung
und somit den Endabschnitt der in der Umfangsfläche der
Rohrwand 2' verlaufenden Führungsnut 4 des
Thermoelements bzw. Temperaturfühlers 8. Statt
der Ausnehmung 11, wie in den 4 und 7 dargestellt,
eine rechteckige Querschnittsform zu geben, ist es vorteilhafter, eine
U-förmige Querschnittsform gemäß 6 zu wählen.
Eine noch bessere Wärmeübertragung zwischen dem
Rohrabschnitt 20 und der Fühlerspitze 9 wird
durch Einkerbungen 23 und 24, gemäß 5 erreicht,
die in den beiden Randfederschenkeln 26 und 27 der
Ausnehmung 11 außenseitig angebracht sind. Durch
diese wird eine weitergehende berührende Umschließung
der Fühlerspitze 9 durch das Material des Rohrwandabschnitts 20 und
somit auch eine wesentlich bessere Wärmeübertragung
zwischen diesen beiden Teilen erreicht. Die Querschnitte der Ausnehmung 11 und
der Fühlerspitze 9 sind dabei einander berührungsschlüssig
angepasst.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel der 8 bis 11 ist
der frei geschnittene Rohrwandabschnitt 20 durch einen
zwischen den beiden Einschnitten 21 und 22 liegenden
Verbindungssteg 25 mit der Rohrwand 2' verbunden.
Dieser Verbindungssteg 25 weist gegenüber der
Dicke der Rohrwand 2' einen verringerten Querschnitt auf.
Erzeugt wird dieser Verbindungssteg 25 mit dem verringerten
Querschnitt durch die Einbringung einer Quernut 27. Durch
diese Querschnittsverringerung erreicht man eine weitergehende thermische
Entkopplung des Rohrwandabschnittes 20 vom Hohlkörper 2 bzw.
von dessen Rohrwand 2'. Außerdem lässt
sich durch diese Querschnittsverringerung der Rohrwandabschnitt 20 leichter
radial nach innen biegen, um einen besseren Wärmeübergang
zwischen der Kunststoffspritzdüse 17 und der Fühlerspitze 9 zu
ermöglichen.
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Wenn
die Ausnehmung 11 einen U-förmigen Querschnitt
aufweist, ist es auch möglich, die ursprünglich
geraden Federschenkelenden gegeneinander formschlüssig
um die Führungsspitze 9 zu biegen, um mit einer
größeren Berührungsfläche einen besseren
Kontaktschluss und somit eine bessere Wärmeübertragung
zwischen dem Wandabschnitt 20 und der Fühlerspitze 9 zu
erhalten.
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Zugleich
wird durch eine derartige berührungsschlüssige
Verbindung eine dauerhafte Fixierung der Fühlerspitze 9 in
der Ausnehmung 11 geschaffen.
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Eine
ausreichend wirksame thermische Entkopplung des Rohrwandabschnitts 20 vom übrigen Hohlkörper 2 bzw.
der Rohrwand 2' wird erreicht, wenn die Einschnitte 21 und 22 jeweils
eine Breite b aufweisen, die wenigstens der halben Dicke d der Rohrwand 2' entspricht.
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In
den 12 bis 17 sind
Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen die radiale
Anpresskraft, welche den frei geschnittenen Rohrwandabschnitt 20 zusammen
mit der in seiner Ausnehmung 11 untergebrachten Fühlerspitze 9 radial nach
innen drückt, von einem Federelement ausgeübt
wird. Dieses Federelement kann beispielsweise gemäß den 12 und 13 aus
einem Spannring 30 oder gemäß 14 aus
einer Spannhülse 31 bzw. gemäß nach 15, 16 und 17 aus
einem wellenartig oder bügelartig geformten Federblech 32 bestehen.
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Der
Spannring 30 kann als geschlossener Ring ausgebildet und
im Bereich des Rohrwandabschnitts 20 mit einer radialen
Abflachung oder Einbiegung 33 versehen sein. Es besteht
aber auch die Möglichkeit, einen unterseitig offenen Spannring 30' gemäß 13 zu
verwenden, dessen (im Beispiel) oberseitige Einbiegung 33 den
Rohrwandabschnitt 20 federnd nach innen drückt.
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Gleichwirkend
könnte auch eine den Umfang des Hohlkörpers 2 im
Bereich seines Endabschnittes 10 über mehr als
180° umschließende Ringklammer aus Federblech
mit einer der Abflachung oder Einbiegung entsprechenden Formgebung
vorgesehen sein.
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Wie
aus 14 ersichtlich ist, ist auch die Spannhülse 31 mit
einer Abflachung 34 versehen, durch welche auf den frei
geschnittenen Rohrwandabschnitt 20 und die in seiner Ausnehmung 11 liegende
Fühlerspitze 9 die radiale Anpresskraft ausgeübt
wird, wenn die Spannhülse 31 auf den Endabschnitt 10 des
Hohlkörpers 2 aufgeschoben ist. Bei dieser Ausführung
ist die Ausnehmung 11 mit der eingelegten bzw. eingepressten
Fühlerspitze 9 so angeordnet, dass sie sich in
Umfangsrichtung erstreckt. Der Wandabschnitt 20 hat dabei
eine größere Breite als bei den anderen Ausführungsbeispielen.
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Gerade
bei dieser Ausführungsform mit dem breiteren Rohrwandabschnitt 20 kann
es besonders vorteilhaft sein, den durch die Quernut 27 erzeugten Verbindungssteg 25 mit
dem verringerten Querschnitt vorzusehen, um einerseits eine stärker
wirksame thermische Entkoppelung zum Hohlkörper 2 und
andererseits eine höhere Biegsamkeit zu erreichen.
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Das
in den 15 bis 18 dargestellte, als
Federelement dienende Federblech 32 ist einstückig
hergestellt. Es weist zwei annähernd rechtwinklig oder
spitzwinklig zueinander verlaufende gerade Federschenkel 35 und 36 auf,
die durch einen Rundbogen 37 federnd miteinander verbunden
sind. Die Enden 38 und 39 der Federschenkel 35 und 36 sind jeweils
nach außen bzw. rückwärts gebogen. Im
eingebauten Zustand des Federbleches 32 durchragen dessen
Federschenkel 35 und 36 jeweils die Einschnitte 21 und 22,
wobei der Rundbogen 37 den Rohrwandabschnitt 20 mit
der darin gelagerten Fühlerspitze 9 außenseitig
umschließt und dabei eine radial nach innen gerichtete
Anpresskraft ausübt. Für die Aufnahme der nach
außen gebogenen Enden 37 und 38 des Federbleches 32 ist
die Rohrwand 2' jeweils mit zusätzlichen Einschnitten 40 und 41 bzw. schlitzförmigen
Ausschnitten 43 und 44 versehen, die derart angeordnet
sind, dass zwischen den Einschnitten 21 und 22 einerseits
und den Einschnitten 40 und 41 bzw. den schlitzförmigen
Ausnehmungen 43 und 44 jeweils finger- oder rippenartige
Stege 45 und 46 gebildet sind, an welchen sich
die Enden 37 und 38 des Federbleches 32 innenseitig
federnd abstützen.
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Damit
die Enden 37 und 38 nicht in die Passbohrung 14 des
Hohlkörpers 2 bzw. der Rohrwand 2' hineinragen
und auch nicht mit dem Düsenkörper in Berührung
kommen, sind die Stege 45 und 46 innenseitig mit
entsprechenden Ausschnitten 48 bzw. 49 versehen.
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Bei
den Ausführungsbeispielen der 19 bis 26 ist die Ausnehmung 11, welche
die Fühlerspitze 9 wenigstens annähernd
vollständig wärmeübertragend umschließend
aufnimmt, in einem separaten Kontaktelement 50 angeordnet,
das räumlich allseitig von der Rohrwand 2' getrennt
in einem Wandausschnitt 51 der Rohrwand 2' angeordnet
ist.
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Dieses
Kontaktelement 50 kann, wie die 20a, 21a sowie 23 bis 27 zeigen, unterschiedliche Querschnittsformen
und auch querschnittsmäßig unterschiedliche Ausnehmungen 11 aufweisen.
Bei allen Ausführungsformen ist jedoch ein möglichst
spaltfreier Berührungskontakt vorgesehen, der eine gute
Wärmeübertragung von der Kunststoffspritzdüse,
d. h. von dem zu erwärmenden Teil einer Spritzgußform
oder dgl., zur Fühlerspitze 9 gewährleistet.
Außerdem ist die äußere Form dieses Kontaktelementes 50 so
gewählt, dass sie in den Wandausschnitt 51 der
Rohrwand 2' eingesetzt werden kann, ohne mit der Rohrwand 2' selbst
in Berührung zu kommen bzw. von dieser allseits einen ausreichenden
Abstand zu haben.
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Mit
einem solchen separaten Kontaktelement 50 wird eine noch
bessere thermische Trennung zwischen dem Hohlkörper 2 bzw.
dessen Rohrwand 2' und der Fühlerspitze 9 gewährleistet.
Zweckmäßiger Weise ist der Wandausschnitt 51 in
der Rohrwand 2' stirnseitig offen und so angeordnet, dass
die Führungsnut 4, welche das Thermoelement bzw.
den Temperaturfühler 8 führend aufnimmt,
zumindest annähernd mittig in den Wandausschnitt 51 mündet,
so dass das Kontaktelement 50, wie in 20 bis 25 dargestellt,
ebenfalls mittig in dem Wandausschnitt 51 platziert ist
und von den seitlichen Begrenzungsflächen 42 und 43 des
Wandausschnittes 51 gleiche Abstände haben kann.
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In
diesem Falle, wie auch bei anderen Ausführungsbeispielen,
verläuft dabei die Fühlerspitze 9 koaxial
zur Achse des Hohlkörpers 2. Voraussetzung für
die berührungslose Anordnung des Kontaktelements 50 in
dem Wandausschnitt 51 ist natürlich, dass die
Breite b2 des Wandausschnittes 51 größer ist
als die Breite b1 des Kontaktelements 50. Um eine möglichst
spaltfreie und flächenhafte, sich über die gesamte
Breite b1 erstreckende Berührungsauflage des Kontaktelements 50 auf
dem Umfang der Kunststoffspritzdüse 17 zu ermöglichen,
ist die Innenfläche 52 des Kontaktelements 50 konkav
gewölbt, wobei der Krümmungsradius R (23 und 25)
demjenigen der Passbohrung 14 des Hohlkörpers 2 entspricht.
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Wie
aus 20 ersichtlich ist, kann das Kontaktelement 50 so
gestaltet und angeordnet sein, dass es aus dem stirnseitig offenen
Wandausschnitt 51 herausragt.
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Um
zu erreichen, dass das Kontaktelement 50 mit einem gewissen
radialen Anpressdruck auf den Umfang der Materialwand 15 der
Kunststoffspritzdüse 17 gepresst wird, ist bei
der Ausführungsform gemäß 20 eine
Spannhülse 31 mit einer Abflachung 34 vorgesehen,
die über das Ende 10 des Hohlkörpers 2 geschoben
wird. Bei den Ausführungsformen der 21 bis 25 sind ähnlich
wie bei den Ausführungsformen der 15 bis 17 als
Spannelemente Federbleche 32 vorgesehen. Um solche Federbleche 32 als
Spannelemente verwenden zu können, ist es, wie bei den
Ausführungsformen der 15 bis 17 erforderlich,
die Rohrwand 2' mit Einschnitten 40 und 41 zu
versehen, welche die unteren, nach außen bzw. rückwärts
gebogenen Enden 38 und 39 aufnehmen können
und die Stege 45 und 46 bilden, an deren Unterseiten
sich die Enden 38 und 39 der Federbleche 32 abstützen
können.
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In
der 25 ist eine Ausführungsform des Federbleches 32 dargestellt,
die anstelle des Rundbogens 37 ein flaches Verbindungsstück 37' aufweist,
welches die beiden Federschenkel 35 und 36 miteinander
verbindet und federnd auf dem Kontaktelement 50 aufliegt.
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Wie
die 20a und 21a zeigen,
können die Ausnehmungen 11 des Kontaktelements 50 einen
U-förmigen oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Bei den Ausführungsformen der 26 und 27 sind die seitlichen oberen Endkanten des
Kontaktelements 50 jeweils abgerundet. Bei dem Ausführungsbeispiel
der 21 sind die oberen Endkanten durch schräg
verlaufende Phasen 43 und 44 ersetzt, wie das
auch bei dem Kontaktelement 50 der 21 der
Fall ist. Beim Kontaktelement 50 der 25 sind
die seitlichen Randstege 55 und 56 der ursprünglich
U-förmigen Ausnehmung 11 jeweils mit Einkerbungen 57 versehen,
durch welche eine bessere Umschließung der Fühlerspitze
erreicht wird. Bei der Ausführungsform der 23 sind
die beiden Randstege 55 und 56 insgesamt gegeneinander nach
innen gebogen, um eine weitergehende Umschließung der zylindrischen
Fühlerspitze 9 zu erzielen.
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Bei
den Ausführungsformen der 19a, 19b und 24 ragt
die Fühlerspitze 9 jeweils in eine als Axialbohrung
ausgebildete Ausnehmung 11 des in 19a und 19b als Einzelteil dargestellten Kontaktelements 50.
Die Ausnehmung kann dabei als durchgehende Bohrung (19a) oder als Sackbohrung (19b)
ausgebildet sein. Es kann auch zweckmäßig sein,
das Kontaktelement 50 auf der Fühlerspitze 9 radial
zu verpressen, um einen optimalen Wärmeübergang
zu erzielen. Zugleich wäre damit auch eine gute Fixierung
bzw. beständige Verbindung zwischen dem Kontaktelement 50 und
der Fühlerspitze 9 gewährleistet. Eine
kraftschlüssige Fixierung des Kontaktelements 50 auf der
Fühlerspitze 9 kann auch dadurch erreicht werden,
dass der gut wärmeleitende Werkstoff des Kontaktelements 50 einen
kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als der
Werkstoff des Metallmantels der Fühlerspitze.
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Bei
allen dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen
ist die Fühlerspitze 9 wärmeübertragend
eingebettet in eine Ausnehmung 11 eines Wandabschnitts 20 des
Hohlkörpers bzw. eines Kontaktelements 50, die
von dem die "Heizung" tragenden Hohlkörper weitgehend thermisch
getrennt sind, jedoch eine gute Wärmeübertragung
vom Messpunkt der Kunststoffspritzdüse 17 zur
Fühlerspitze gewährleisten. Dabei kann die Querschnittsform
sowohl der Ausnehmung 11 als auch des Wandabschnitts 20 bzw.
des Kontaktelements 50 zweckentsprechend variieren.
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Abschließend
sei angemerkt, dass das erfindungsgemäße Heizelement
nicht nur für den Einsatz in Zusammenhang mit einer Kunststoffspritzdüse vorgesehen
ist. Vielmehr kann dieses Heizelement überall dort eingesetzt
werden, wo eine geregelte Aufheizung bzw. Temperierung eines entsprechend gestalteten
Bauteils erforderlich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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U1 [0003]