DE2542162A1 - Elektrisch beheizte torpedo-bzw. verteilervorrichtung fuer kunststoffpress- oder spritzgussmaschinen und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Elektrisch beheizte torpedo-bzw. verteilervorrichtung fuer kunststoffpress- oder spritzgussmaschinen und verfahren zu deren herstellungInfo
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Description
1100/1101
FAST HEAT ELEMENT MANUFACTURING COMPANY, INC
ELMHURST / USA
Elektrisch beheizte Torpedo- bzw. Verteilervorrichtung
für Kunststoffpreß- oder Spritzgußmaschinen und Verfahren zu deren Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an elektrisch beheizten Torpedo- oder Verteilervorrichtungen für Kunststoff
preß- oder Spritzgußmaschinen sowie auf ein Verfahren
zu deren Herstellung. Solche Vorrichtungen werden in die Strömungsöffnung des Angußkanalsanschlusses der Haschine
eingesetzt, um die Temperatur des während des Ausdrückens in eine Form durchfließenden Materials aufrecht zu erhalten.
Der Verteiler hat einen inneren eingebauten Heizkörper, der aus einem keramischen Körper besteht, um den ein
Widerstandsdraht gewickelt ist und der an seinen Enden mit zerbrechlichen keramischen Abstandshalterscheiben
versehen ist, die den Heizkörper in axialem Abstand von den Wänden seines Metallgehäuses halten. Die Enden des
Widerstandsdrahtes sind mit zwei Leitungen verbunden, die sich durch öffnungen in dem Kern erstrecken und über die
Außenseite der Anordnung zum Anschluß an eine elektrische Stromquelle vorstehen. Der Raum in dem Gehäuse, der nicht
von de» Kern, de» gewickelten Widerstandsdraht und den
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Anschlußleitungen eingenommen wird, ist mit Magnesiumoxydpulver
oder einem ähnlichen wärmeübertragenden Material wie Alueiniuraoxyd- oder Borstickstoffpulver ausgefüllt,
um einen hohen Grad an Wärmeübertragung zwischen dem gewickelten Widerstandsdraht und dem Gehäuse aufrecht zu
erhalten und eine elektrische Isolierung zwischen dem gewickelten Widerstandsdraht und dem Gehäuse zu schaffen.
Das Ende des Gehäuses verjüngt sich, so daß der Verteiler
als Ventilnadel in der Strömungsöffnung wirken kann.
Das Gehäixse der Heizvorrichtung wird gepreßt oder gewalzt,
um die keramischen Abstandshalterscheiben zu pulverisieren und das Magnesiumoxydpulver zwischen dem Heizkörper und
dem Gehäuse fest zusammenzupressen, so daß alle Poren in dem Gehäuse gefüllt werden. Die Heizvorrichtung ist als
Ganzes bildende Einheit ausgebildet, so daß optimale Wärmeübertragungseigenschaften zwischen dem Heizkern
und dem Gehäuse erreicht werden. Das offene Ende des Verteilergehäuses wird über geeignete, herausnehmbare
Faser- und Nylonscheiben umgebördelt, die an dem entsprechenden Ende des Verteilers angeordnet sind, um
während der Montage und des Zusammenpressens der Vorrichtung
zu verhindern, daß Teile der Vorrichtung herausgleiten oder verloren gehen.
Durch die Erfindung wird somit die Aufgabe gelöst, eine einheitliche, beheizte Torpedo- bzw. Verteilervorrichtung
der angegebenen Art zu schaffen, die eine neuartige Einrichtung aufweist, um das offene Ende ihres Gehäuses
zu verschließen und das Heizelement darin festzuhalten.
Zweckmäßigerweise endet das Heizelement nahe dem sich verjüngenden
Ende des Gehäuses der Vorrichtung, um eine gleichmäßige Erhitzung der gesamten Vorrichtung, von der es umgeben
wird, sicherzustellen.
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Durch Zusammenpressen der Vorrichtung ergibt sich eine
minimale Größe, so daß hohe Betriebstemperaturen erreicht werden. Auch werden durch das Zusammenpressen Luftporen
vermieden.
Die Vorrichtung g"emäß der Erfindung ist leicht und billig
herzustellen, ist in ihrer Anwendung sehr wirksam und hat gegenüber den üblichen patronenartigen Heizvorrichtungen
eine wesentlich längers Lebensdauer und ist leicht zu ersetzen, wenn sie nicht mehr brauchbar ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 7 beispielsweise erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine Teildarstellung eines isolierten Angußkanalsystems mit einer Heiztorpedo- bzw. Verteilervorrichtung
in einer Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 eine Seitenansicht des Heizelements, Figur 3 einen Axialschnitt des Gehäuses»
Figur 4 einen Axialschnitt eines Teils des Gehäuses der Vorrichtung vor dem Verschließen des Einsatzendes
und vor dem Zusammenpressen des Gehäuses,
Figur 5 einen Querschnitt der Heizelement-Gehäuseanordnung längs der Linie 5-5 in.Fig. 4,
Figur 6 einen Axialschnitt der vollständigen Heiztorpedobzw.Verteilervorrichtung,
und
Figur 7 eine Endansicht einer abgewandelten Torpedo- bzw. Verteilervorrichtung gemäß der Erfindung mit mehreren
Heizelementen.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist die elektrisch beheizte Torpedobzw. Verteilervorrichtung 10 in dem Spritzkopf 11 einer
Kunststoffspritzgußmaschine derart eingesetzt, daß sie als Nadelventil für die Einspritzöffnung 12 wirken kann,
die von dem Hauptkanal 13 ausgeht. Die Heiζverteilervorrichtung
kann einen außen angeflanschten Ring 14 aufweisen, der auf einer Schulter 15 aufsitzt, die an einer
feststehenden Platte 16 ausgebildet ist. Eine eingeschraubte Verschlußkappe 17 kann die Verteilervorrichtung festhalten.
Die Heizverteilervorrichtung 10 ist aus einem zylindrischen
Metallgehäuse 18 (Fig. 3) hergestellt, das eine axiale Bohrung 19 hat, die sich im wesentlichen über die
Länge des Gehäuses erstreckt und kurz vor deren einem Ende aufhört. Das andere bzw. offene Ende des Gehäuses
hat einen Flansch 21 mit verringertem Durchmesser, der das offene Ende umgibt. Das Gehäuse nimmt ein nicht umhülltes
Heizelement 22 auf.
Wie am besten die Fig. 2 und 4 zeigen, besteht das Heizelemente 22 aus einem Widerstandsdraht 23, der fest auf
einem Keramikkern 24 gewickelt ist, der einen geringeren Durchmesser als die Bohrung 19 in dem Gehäuse und eine
geringere Länge hat. Der Kern hat zwei öffnungen, die sich vom einen Ende zum anderen erstrecken und Anschlußstifte-
bzw. Drähte 25 aufnehmen, die über die Enden des Kerns vorstehen, wie gezeigt ist. Das eine Ende des gewickelten
Widerstandsdrahtes 23 ist elektrisch mit der einen der Anschlußleitungen verbunden, während das andere
Ende des Wider-standsdrahtes elektrisch mit der anderen Anschlußleitung verbunden ist.
An jedem Ende des Kerns, durch den sich die Anschlußleitungen 25 erstrecken, ist ein dünner, zerbrechlicher
keramischer Abstandshalter 26 angeordnet, der ebenfalls einen Durchmesser hat, der etwas kleiner als der Durch-
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messer der Bohrung 19 ist. Wenn die Heizelementanordnung in die Bohrung 19 eingesetzt ist, wie am besten Fig. 4
zeigt, wird Wärmeübertragungsmaterial wie Magnesiumoxidpulver 27 oder dergleichen Material in den Raum zwischen
dem Heizelement 22 und dem Gehäuse 18 eingebracht, worauf eine Abdeckscheibe 28 aus Mika oder Lava und eine Abdeckscheibe
29 aus Nylon, die öffnungen für den Durchgang der Leitungen 25 haben, in das offene Ende der Bohrung
fest gegeneinander und gegen das zugehörige Ende des Heizelements 22 anliegend eingesetzt werden.
Die Anordnung wird gerüttelt, um das Magnesiumoxydpulver in dem Gehäuse fest zusammenzupressen und alle Luftporen
in der Anordnung zu füllen. Der Gehäuseflansch 21 wird dann in die Nylonabdeckscheibe 29 gedrückt bzw. umgebördelt.
Die Nylonabdeckscheibe kann entfernt werden, um nach dem Zusammenpressen ein flaches Ende zu bilden, wie
am besten Fig. 6 zeigt. Dieses Verfahren verschließt das Heizelement 22 und das Magnesiumoxydpulver 27 dicht in
dem Gehäuse.
Die Anordnung des Metallgehäuses 18 und des Heizelements 22 wird dann zusammengepreßt, um den Durchmesser des
Gehäuses zu verringern und das zusammengepreßte Magnesiumoxydpulver 27 in alle Poren in der Bohrung 19 zu
drücken. Dadurch wird ein wirksamer Wärmeübertragungskontakt zwischen dem Heizelement 22 und dem Gehäuse 18
geschaffen und damit eine gleichmäßige Erhitzung des Gehäuses sichergestellt. Das verschlossene Gehäuse wird
dann wie bei 31 vorzugsweise durch Schleifen zugespitzt,
um eine geformte Spitze zur Regulierung des Materialflusses durch die Hauptkanalöffnung 12 zu schaffen. Die
Konstruktion stellt auch sicher, daß das Heizelement 22 sehr nahe an dem Ende 31 angeordnet wird und ermöglicht
insgesamt niedrigste innere Betriebstemperaturen bei höchster Wattdichte. Die Temperaturen können durch ein
Thermoelement gesteuert werden, im welchem Falle die
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Leitung 32 in das Magnesiumoxydpulver eingebettet werden kann oder es kann auch ein Thermoelement verwendet werden,
dessen Fühler in das Pulver geschoben wird.
Der Flanschring 14 wird dann auf das Metallgehäuses geschweißt und die hervorstehenden Enden der Anschlußleitungen
25 werden dann von Keramikhülsen 33 umgeben und in eine radiale öffnung 34 in dem Ring eingeführt. Die Leitungen
werden dann mit geeigneten Leitungen verbunden, die zu einer elektrischen Stromquelle führen.
Fig. 7 zeigt den Heizverteiler mit drei Heizelementen 10, die um die zentrale Strömungsöffnung 35 angeordnet sind,
und die Kerne der Heizelemente sind in den Verteilerkörper eingesetzt und eingebaut, wie zuvor anhand des Verteilers
mit einem einzigen Heizelement erläutert wurde. Solch eine Anordnung ist insbesondere in einer Düse einer
Spitzgußmaschine zweckmäßig.
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Claims (14)
1. Einbau-Heiztorpedo- bzw. Verteilervorrichtung für Kunst-
^ystoffspritzgußmaschinen, gekennzeichnet durch einen isolierenden
Kern (24) mit öffnungen, die sich über dessen Länge erstrecken, einen Widerstandsdraht (23) , der auf
den Kern (24) gewickelt ist und dessen Enden nahe den Enden des Kerns liegen, Anschlußleitungen (25) , die sich
durch die öffnungen erstrecken und über die Kernenden
vorstehen, wobei die Enden des Widerstandsdrahtes mit den Anschlußleitungen (25) verbunden sind, einen keramischen
Abstandshalter (26) an jedem Ende des Kerns (24), durch den sich die Anschlußleitungen (25) erstrecken,
ein Gehäuse (18), das den mit dem Widerstandsdraht bewickelten Kern (24) umgibt, ein elektrisch isolierendes
Wärmeübertragungsmaterial, das alle Poren zwischen dem Gehäuse (18) und dem Kern (24) füllt, wobei das Gehäuse
an einem Ende verschlossen ist, eine isolierende Abdeckscheibe (28) über dem keramischen Abstandshalter (26)
an dem offenen Ende des Gehäuses (18), eine Kunststoffabdeckscheibe (29) über der isolierenden Abdeckscheibe
(28), wobei die Anschlußleitungen (25) sich durch beide Abdeckscheiben erstrecken, und einen inneren Flansch
(21) am offenen Ende des Gehäuses (18), der über dem Umfangsrand der Kunststoffabdeckscheibe (29) liegt, um
die Vorrichtung zusammenzuhalten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des keramischen Abstandshalters (26)
geringer als der Innendurchmesser des Gehäuses (18) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Enden des Widerstandsdrahtes (23) sich in die öffnungen des isolierenden Kerns (24) erstrecken und mit
den Anschlußleitungen (25) darin einen festen elektrischen
Kontakt bilden.
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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Thermoelement in dem Gehäuse (18).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlossene Ende des Gehäuses (18) geformt ist.
6. Heiztorpedo- bzw. Verteilervorrichtung für den Angußkanal einer Spritzgußmaschine, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (18),ein Heizelement in dem Gehäuse und
ein Isolierendes Wärmeübertragungsmaterial (27), das alle Poren füllt und zwischen dem Gehäuse und dem
Heizelement zusammengepreßt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) auf der Strömungsbahn des Angußkanals
ein sich verjüngendes Ende (3T) hat.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (18) eine axiale Bohrung (35) zur Abgabe
eines Materialstroms durch den Angußkanal und mehrere, die Bohrung (35) umgebende Heizelemente hat.
9. Verfahren zur Herstellung einer eingebauten Heiz- bzw. Verteilervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstandsdraht auf einen Keramikkörper gewickelt wird, der eine sich über
dessen Länge erstreckende Öffnung hat, daß eine Anschlußleitung durch die Öffnung geführt wird, daß das
Ende des Widerstandsdrahtes mit der Anschlußleitung verbunden wird, daß eine keramischer Abstandshalter
an jedem Ende des Kerns angeordnet wird, daß der Kern und die Abstandshalter in ein an einem Ende offenes
Gehäuse eingesetzt werden, daß das Gehäuse mit elektrisch isolierendem Wänneübertragungsmaterial gefüllt wird, daß
eine isolierende Abdeckscheibe in den offenen Ende des
Gehäuses angeordnet wird, daß das Gehäuse zusammengedrückt wird, um dessen Durchmesser zu verringern und das Isolier-
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material fest um den Kern zusammenzupressen, und daß das geschlossene Ende des Gehäuses geformt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse an dem offenen Ende umgebördelt wird, um die Abdeckscheibe darin festzuhalten.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,daß
eine Kunststoffabdeckscheibe zwischen der isolierenden Abdeckscheibe und dem zugehörigen Ende des Gehäuses
angeordnet wird, und daß die Kunststoffabdeckscheibe nach dem Zusammendrücken entfernt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flanschring an dem offenen Ende des Gehäuses befestigt
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gefüllte Gehäuse vor dem Zusammendrücken geschüttelt
wird, um das isolierende Material zusammenzupressen.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Einfüllen von Isoliermaterial ein Thermoelement in das Gehäuse eingesetzt wird.
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Free format text: KURZFRISTIGE WIEDEREINSETZUNG WEGEN FALSCH VEROEFFENTLICHTEM ERLEDIGUNGSGRUND. DIE VEROEFFFENTLICHUNG DES ZUTREFFENDEN ERLEDIGUNGSGRUNDES ERFOLGT IM NAECHSTEN PATENTBLATT. |
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8235 | Patent refused |