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Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Schutzanspruchs 1. Derartige Heizvorrichtungen werden zum Beispiel bei Spritzgießwerkzeugen verwendet. Sie werden dort auf ein Materialrohr mit einem Kanal für das fließfähige Material aufgeschoben oder darum herumgelegt. Die äußere Wandung des Materialrohrs wird von der vom Materialrohr entfernbaren Heizvorrichtung umgeben und darauf verspannt.
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Ferner ist für viele Anwendungen und insbesondere im Zusammenhang mit Spritzgießwerkzeugen eine genaue Temperaturüberwachung wichtig, die in der Praxis durch das Vorsehen eines Thermoelements als Temperaturfühler realisiert wird, dessen Fühlerspitze in Kontakt mit dem Materialrohr gebracht und dort fixiert wird, beispielsweise in einer Krimphülse, die mit dem Materialrohr verschweißt ist. Diese konkrete Ausgestaltung bringt ferner mit sich, dass das Thermoelement die Heizvorrichtung durchsetzen muss, z.B. in einer zu diesem Zweck in die Heizvorrichtung eingebrachte Bohrung, in die das Thermoelement eingefädelt werden muss. Ein Beispiel für eine derartige Heißkanaldüse ist beispielsweise aus der
DE 10 2008 055 640 A1 bekannt.
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In der Praxis zeigt es sich, dass die Lebensdauern von Thermoelementen und Heizvorrichtungen, die bei Heißkanaldüsen Verwendung finden, voneinander abweichen. In länger bekannten Ausführungsformen ist es aber – wenn überhaupt – nur mit hohem Aufwand möglich, ein defektes Thermoelement einer noch funktionierenden Heizvorrichtung zu ersetzen oder ein funktionierendes Thermoelement einer defekten Heizvorrichtung in Verbindung mit einer neuen, funktionstüchtigen Heizvorrichtung zu verwenden. Inzwischen sind zwar, z.B. aus der
DE 10 2011 010 314 B4 , Heizvorrichtungen bekannt, die einen Austausch des Thermoelements ermöglichen, auch diese müssen dazu aber zumindest teilweise vom zu beheizenden Gegenstand entfernt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Heizvorrichtung, die einfach auf einem zu beheizenden Gegenstand verspannbar ist und/oder wenn die Heizvorrichtung ein Thermoelement aufweist eine zuverlässige Positionierung des Messfühlers des Thermoelements und ein einfaches und schnelles Auswechseln des Thermoelements erlaubt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Heizvorrichtung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung weist eine inneren Mantelfläche, einen Hohlraum zur Aufnahme eines zu beheizenden Gegenstands und/oder eines Thermoelements, eine äußere Mantelfläche, ein Heizelement und ein Fixierelement zur Fixierung des zu beheizenden Gegenstands und/oder des Thermoelements, wenn er/es in den Hohlraum aufgenommen ist, auf. Erfindungswesentlich ist, dass das Fixierelement ein an der Heizvorrichtung drehbar gelagertes Blech ist, so dass das Blech durch Drehung aus einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition und zurück überführbar ist, wobei das Blech so geformt ist, dass in Verriegelungsposition durch seine Form der Querschnitt des Hohlraums stärker reduziert ist als in Entriegelungsposition, so dass eine radiale Klemmwirkung durch das Blech erzeugbar ist. Innere und äußere Mantelfläche können dabei die Grenzflächen eines Metallmantels sein, sie können aber auch jeweils als separater Metallmantel ausgeführt sein.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch einfache Rotation eines Blechs eine Klemmwirkung hervorgerufen werden kann, wenn dieses eine Geometrie aufweist, bei der in einer ersten Stellung eine minimale Querschnittsreduktion des Hohlraums durch das Blech vorliegt, die durch Drehung vergrößert wird, was eine radiale Klemmwirkung mit sich bringt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Heizvorrichtung zylindrisch ist und das Blech ein in eine Richtung gekrümmtes Blech ist, dessen Krümmung, an die zylindrische Krümmung der Heizvorrichtung angepasst ist, wenn sich das Fixierelement in Entriegelungsposition befindet.
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Das bevorzugte Fixierelement ist ein in eine Richtung gekrümmtes tellerförmiges Blech.
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Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn das Fixierelement durch Drehung um 90 Grad aus der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition und zurück überführbar ist.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Heizvorrichtung ein Thermoelement aufweist, das relativ zum Fixierelement so angeordnet ist, dass das Fixierelement in radialer Richtung Druck auf das Thermoelement ausübt, wenn das Fixierelement in der Verriegelungsposition ist und das Thermoelement freigegeben ist, wenn das Fixierelement in der Entriegelungsposition ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1: Eine Darstellung einer Ausführungsform der Heizvorrichtung, geschnitten längs einer Ebene, in der die Mittelachse liegt,
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2: eine Detaildarstellung des Details F des Fixierelements der Heizvorrichtung gemäß 1 in Entriegelungsposition,
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3: eine Detaildarstellung des Details F Fixierelements der Heizvorrichtung gemäß 1 in Verriegelungsposition,
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4: Eine Darstellung einer Ausführungsform der Heizvorrichtung aus 1, geschnitten längs einer Ebene, auf der die Mittelachse senkrecht steht im Bereich des Fixierelements,
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5: eine Detaildarstellung des Details G des Fixierelements der Heizvorrichtung gemäß 4 in Entriegelungsposition,
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6: eine Detaildarstellung des Details G des Fixierelements der Heizvorrichtung gemäß 4 in Verriegelungsposition,.
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In allen Figuren werden identische Bezugszeichen für gleiche Bauelemente gleicher Ausführungsbeispiele verwendet.
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1 und 4 sind Schnittdarstellungen einer Ausführungsform einer Heizvorrichtung 100, wobei die Darstellung in 1 geschnitten längs einer Ebene, in der die Mittelachse liegt, ist und die Darstellung in 4 geschnitten längs einer Ebene, auf der die Mittelachse senkrecht steht, und zwar im Bereich eines Fixierelements 120, ist.
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Die Heizvorrichtung 100 weist eine innere Mantelfläche 111 und eine äußere Mantelfläche 112 auf, die durch die Grenzflächen eines Metallmantels 113 gebildet werden. Zwischen innerer Mantelfläche 111 und äußerer Mantelfläche 112 ist ein Heizelement 105 in einer in ausgehend von der äußeren Mantelfläche 112 in den Metallmantel eingebrachten Nut so angeordnet, dass es diese Nut ausfüllt. Ferner weist die Heizvorrichtung 100 ein Thermoelement 103 auf, das in einem Hohlraum 145, der in die äußere Mantelfläche 111 eingebracht ist, angeordnet ist.
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Ferner erkennt man elektrische Zuleitungen 131, 132, 133 zu Heizelement 105 und Thermoelement 103. Durch die innere Mantelfläche 111 wird ein Innenraum 140 definiert, der einen nicht dargestellten zu beheizenden Gegenstand aufnimmt, wenn die Heizvorrichtung 100 auf diesen aufgeschoben ist.
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Zur Fixierung des Thermoelements 103 auf dem nicht dargestellten zu beheizenden Gegenstand, wenn die Heizvorrichtung 100 auf diesen aufgeschoben ist, ist ein drehbar an der Heizvorrichtung 100 angeordnetes Fixierelement 120, das durch Rotation aus einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition verbringbar ist, vorgesehen. Aufbau und Funktion des Fixierelements 120 wird nachfolgend exemplarisch für das Fixierelement 120 anhand der 2, 3, 5 und 6 erläutert.
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2 und 5 zeigen jeweils eine vergrößerte Detaildarstellung des Fixierelements 120 in Entriegelungsposition, wobei die Perspektive der 2 der Perspektive der 1 und die Perspektive der 5 der Perspektive der 4 entspricht.
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3 und 6 zeigen jeweils eine vergrößerte Detaildarstellung des Fixierelements 120 in Verriegelungsposition, wobei die Perspektive der 3 der Perspektive der 1 und die Perspektive der 6 der Perspektive der 4 entspricht. Bei diesen Darstellungen ist zu beachten, dass die Wechselwirkung zwischen dem Fixierelement 120 und dem Thermoelement 103 bzw. dem Haltering 152 vernachlässigt wurde, um das Funktionsprinzip der Erfindung besser zu veranschaulichen. Wenn in diesen Figuren also das Fixierelement 120 in das Thermoelement 103 einzudringen scheint ist dies in der Realität nicht der Fall, sondern vielmehr wird das Fixierelement 120 durch das Thermoelement 103 verformt und die Gegenkraft, die bei dieser Verformung auftritt, bewirkt die radiale Klemmwirkung, die bereitzustellen Ziel der Erfindung ist.
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Der Übergang zwischen der in 2 und 5 und der in 3 und 6 dargestellten Situation erfolgt durch eine Drehung des Fixierelementes um 90 Grad.
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Wie in Zusammenschau der 2 und 5 bzw. 3 und 6 jeweils deutlich wird, ist das Fixierelement 120 als tellerförmiges Blech mit einem vertieften Abschnitt 120a und einem ringförmigen Rand 120b ausgestaltet, das, wie insbesondere in 2 gut zu erkennen ist, eine Krümmung aufweist, die an die zylindrische Krümmung der Heizvorrichtung 100 angepasst ist, wenn sich das Fixierelement 120 in Entriegelungsposition befindet.
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Anschaulich gesprochen handelt es bei der Form des Blechs also um einen tiefen Teller, der so verbogen ist, dass der ringförmige Rand auf einer Zylinderoberfläche zur Anlage gebracht werden kann, die einer zylindrischen Krümmung der Heizvorrichtung 103, insbesondere von deren Metallmantel 113, entspricht.
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Diese geometrische Form des Fixierelements 120 führt dazu, dass insbesondere die in 5 vom vertieften Abschnitt 120a fortweisenden Endbereiche des Randes 120b einen geringeren Abstand von der in 4 mit dem Buchstaben E gekennzeichneten Ebene aufweisen als der von dieser Ebene am weitesten entfernte Punkt des Thermoelements 103.
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Der vertiefte Abschnitt 120a ist in eine Öffnung 151 eines an der äußeren Mantelfläche 112 befestigten Halterings 152 aufgenommen, die der ringförmige Rand 120b hintergreift. Auf diese Weise ist das Fixierelement 120 auf einfachste Weise drehbar an der Heizvorrichtung 100 gelagert.
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Wie insbesondere in den 3 und 6 erkennbar ist, führt die Drehung des Fixierelements 120 um 90 Grad dazu, dass Bereiche des ringförmigen Randes 120b, die wegen der Krümmung des Fixierelements 120 einen geringeren Abstand von der in 4 mit dem Buchstaben E gekennzeichneten Ebene aufweisen als der von dieser Ebene am weitesten entfernte Punkt des Thermoelements 103 in eine Position verbracht werden, in der sie in ohne Berücksichtigung der Wechselwirkung mit dem Thermoelement 103 im durch dieses eingenommenen Raum liegen würden. In der Realität kommen diese Bereiche des ringförmigen Randes 120b erst in Kontakt mit dem Thermoelement 103 und werden beim Weiterdrehen durch dieses verformt, was zum erwünschten Anpressdruck führt.
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Es wird explizit darauf hingewiesen, dass in den 1 bis 6 zwar eine Ausgestaltung der Erfindung gezeigt wird, bei der das Thermoelement an den Boden einer Nut angepresst wird, die im Metallmantel zwischen innerer und äußerer Mantelfläche vorgesehen ist, dass aber nach demselben Prinzip das Thermoelement direkt an den zu beheizenden Gegenstand angepresst werden kann. Dazu muss lediglich die Dicke des Blechs und/oder die geometrische Ausgestaltung des Metallmantels entsprechend angepasst werden. Wenn das Fixierelement so angeordnet ist, dass es den Querschnitt des Hohlraums beeinflusst, in dem der zu beheizende Gegenstand angeordnet ist, ist nach dem identischen Wirkprinzip auch eine Fixierung der Heizvorrichtung auf dem zu beheizenden Gegenstand erreichbar.
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Ferner wird explizit darauf hingewiesen, dass dieses Beispiel verdeutlicht, dass erfindungsgemäße Konfigurationen des unten genauer beschriebenen Fixierelements 120 nicht immer eine Auswirkung auf den Querschnitt des Innenraums 140 haben müssen, wenngleich Konfigurationen des Fixierelements 120 existieren, die dies tun. Der Begriff Hohlraum ist im Sinne dieser Offenbarung vom Begriff Innenraum klar zu unterscheiden und insbesondere kann die Wirkung des Fixierelements 120, wie im vorgestellten Ausführungsbeispiel, nicht nur den Innenraum 140, sondern auch einen anderen Hohlraum 145 betreffen.
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Bezugszeichenliste
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- D, F
- Detailausschnitt
- E
- Ebene
- 100
- Heizvorrichtung
- 103
- Thermoelement
- 105
- Heizelement
- 111
- innere Mantelfläche
- 112
- äußere Mantelfläche
- 113
- Metallmantel
- 120
- Fixierelement
- 120a
- vertiefter Abschnitt des Fixierelements
- 120b
- ringförmiger Rand des Fixierelements
- 131, 132, 133
- elektrische Zuleitungen
- 140
- Innenraum
- 145
- Hohlraum
- 151
- Öffnung
- 152
- Haltering
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008055640 A1 [0002]
- DE 102011010314 B4 [0003]
