DE3017559A1

DE3017559A1 - Beheizungs- und kuehlelement

Info

Publication number: DE3017559A1
Application number: DE19803017559
Authority: DE
Inventors: Peter 4955 Hille Walther
Original assignee: Gottfried Joos Maschinenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gottfried Joos Maschinenfabrik GmbH and Co
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1981-11-12
Also published as: AT375036B; DE3017559C2; ZA813097B; ATA193481A

Description

Beheizungs- und Kühlelement
Die Erfindung betrifft ein Beheizungs- und Kühl element mit einer einseitig wahlweise beheiz- und kühlbaren Arbeitsfläche für Formungs- Härtungs-, Vulkanisierungs- o.dgl.
Arbeitsprozesse.
Bisher bekannte derartige Beheizungs- und Kühlelemente weisen ein der Arbeitsfläche benachbartes Kanalsystem auf, das abwechselnd von einem heißen oder einem kalten strömungsfähigen Medium beaufschlagbar ist, je nach dem, ob die Arbeitsfläche beheizt oder gekühlt werden soll. Ein solches wahlweise von einem heißen oder einem kalten strömungsfähigen Medium beaufschlagtes Kanalsystem arbeitet zwangsläufig verhältnismäßig träge und vor allem mit hohen Wärmeverlusten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beheizungs-und Kühlelement der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das rasch von Heizung auf Kühlung bzw. von Kühlung auf Heizung umschaltbar ist und energiesparend arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Beheizungs-und Kühlelement der eingangs beschriebenen Art gelöst, das einen durch elektrische Widerstand#sheizelemente direkt beheizten Heizbereich und einen durch ein strömungsfähiges Kühlmedium beaufschlagbaren Kühlbereich aufweist, wobei der Heizbereich und der Kühlbereich vorzugsweise senkrecht zur Richtung der Arbeitsfläche übereinanderliegend angeordnet sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beheizungs- und Kühlelementes besteht der Kühlbereich aus nebeneinander angeordneten Kühlkanälen und dazwischen angeordneten Metallstege#n.
Im Heizbereich des erfindungsgemäßen Beheizungs- und Kühlelementes kann eine metallene Heizplatte vorgesehen sein, die wenigstens einen Kanal aufweist, in dem ein isolierter Heizdraht angeordnet ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beheizungs- und Kühlelementes sind statt einer solchen Heizplatte mehrere Einzelplatten und eine Heizplatten-Abdeckplatte vorgesehen, wobei die Einzelplatten mit der Lagerung des Heizdrahtes dienenden Nuten versehen sind.
Die Arbeitsfläche des erfindungsgemäßen Beheizungs- und Kühlelementes ist vorzugsweise an einer gut leitenden, vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Arbeitsplatte vorgesehen.
Beiderseits des Heizbereiches kann eine dünne Messing-Folie vorgesehen sein, worauf in der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beheizungs- und Kühlelementes noch gesondert hingewiesen werden wird. Die Dicke-dieser Messing-Folie- beträgt vorzugsweise 0,2 mm.
Der Kühlbereich schließt vorzugsweise an die Arbeitsfläche an.
Der Heizbereich ist dabei vorzugsweise mittels den Kühlbereich durchdringenden Wärmebrücken thermisch an die Arbeitsfläche gekoppelt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beheizungs- und Kühlelementes im Zusammenhang mit der Zeichnung, die schematisch einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Beheizungs- und Kühlelement zeigt.
Das in der Zeichnung dargestellte Beheizungs- und Kühlelement ist sandwichartig aus mehreren Schichten zusammengesetzt.
Die oberste Schicht wird von einer Arbeitsplatte 1 gebildet, die, wie in der Zeichnung dargestellt, eine beiderseits ebene Platte sein kann. In Abhängigkeit vom Verwendungszweck kann die Oberseite dieser Arbeitsplatte jedoch auch profiliert, z.B. gewellt ausgebildet sein. An die Unterseite der Arbeitsplatte 1 schließt sich ein mehrschichtiger Kühlbereich 2 und an diesen wiederum ein ebenfalls mehrschichtiger Heizbereich 3 an.
Der Kühlbereich 2 besteht aus mehreren, miteinander kommunizierenden Stahlrohren 4, die einen quadratischen Querschnitt aufweisen.Zwischen diesen Stahlrohren 4 sind massive Metallstege 5 angeordnet, die vorzugsweise aus Aluminium bestehen.
Die aus den Stahlrohren 4 und den Metallstegen 5 bestehende Einheit ist beidseitig mit einer dünnen Messing-Folie 6 belegt, deren Dicke vorzugsweise 0,2 mm beträgt.
Der Heizbereich 3 besteht bei der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beheizungs-und Kühlementes aus zwei Heizplatten7,einer Heizplatten-Abdeckplatte 8 und einer Isolierschicht 9. Die Heizplatten 7 weisen in der dargestellten Ausführungsform abdeckplattenseitig offene Nuten 10 auf, die jeweils der Lagerung eines Heizdrahtes 11 dienen, der von einem Glasfaser-Isoliermantel 12 umgeben ist.
Soll die Arbeitsplatte 1 beheizt werden, so ist der eine und/oder der andere der beiden Heizdrähte unter Strom zu setzen.Dies führt zu einer raschen Erwärmung der beiden Heizplatten 7, der unteren Messingfolie 6, der Metallstege 5, der oberen Messingfolie 6 und schließlich zur gewünschten Erwärmung der Arbeitsplatte 1.
Soll die Arb-eitsplatte 1 gekühlt werden, so ist zunächst die Stromzufuhr zu dem einen und/oder dem anderen der beiden Heizdrähte 11 zu unterbrechen. Wird jetzt durch die Stahlrohre 4 ein strömungsfähiges KUhimedium, beispielsweise Leitungswasser geleitet, so führt dies zu einer raschen Abkühlung der Rohrwandungen, der zwischen den Rohren 4 befindlichen Metallstege 5-, der über den Rohren 4 und den Metallstegen 5 vorgesehenen Messing-Folie 6 und schließlich der darüber befindlichen Arbeitsplatte 1. Sind Zwischentemperaturen oder ein gleitender langsamer Übergang zwischen Heizung und Kühlung erwünscht, so ist dies ohne weiteres möglich, da die Zufuhr von Kühlmedium zum Kühlbereich 2 unabhängig von der Stromzuführung zum Heizbereich 3 geregelt werden kann.
Daß der Heizbereich 2 beidseitig von einer dünnen Messing-Folie 6 begrenzt ist, hat den Vorteil, daß die Arbeitsplattel, der Kühlbereich 2 und der Heizbereich 3 unabhängig von temperaturabhängigen Formänderungen des Nachbarbereiches sind, so daß eine Ausdehnung des He-izbereiches 3 nicht zwangsläufig eine entsprechende Ausdehnung- des Kühl bereiches 2 oder der Arbeitsplatte 1 zur Folge hat. Das erfindungsgemäße Beheizungs- und Kühlelement ist also keinen temperaturabhängigen Formänderungen ausgesetzt, was seine Funktionsfähigkeit und Lebensdauer erhöht.
Ist ein rascher Übergang von Kühlung auf Beheizung erwünscht, so ist dies beim erfindungsgema'ßen Beheizungs- und Kühlelement durch rasches Entleeren der Kühirohre 4 - beispielsweise durch Ausblasen - möglich.
Wegen der guten Wärmeleitfähigkeit der Heizplatten 7, der Stege 5 und der Arbeitsplatte 1 brauchen beim erfindungsgemaßen Beheizungs- und Kühlelement die Heizdrähte 11 nie höheren Belastungen ausgesetzt zu werden. Die vorzugsweise aus NICR bestehenden, und damit bis zu 1.100°C belastbaren Heizdrähte 11 verbleiben vielmehr stets in einem relativ niedrigen Temperaturbereich von maximal etwa 5G0°C, was ihre Lebensdauer erhöht.
Leerseite

Claims

Ansprüche 1. Beheizungs- und Kühlelement Für Formungs-, Härtungs-, Vulkanisierungs- u.dgl. Arbeitsprozesse mit einer einseitig wahlweise beheiz- und kühlbaren Arbeitsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen durch elektrische Widerstandselemente direkt beheizbaren Heizbereich ( 3 ) und einen durch ein strömungsfähiges Kühlmedium b-eaufschlagbaren Kühlbereich (2 ) aufweist.
2. Beheizungs- und Kühlelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizbereich (3 ) und der Kühlbereich ( 2) senkrecht zur Richtung der Arbeitsfläche (1 ) übereinanderliegend angeordnet sind.
3. Beheizungs- und Kühlement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlbereich ( 2) aus nebeneinander angeordneten Kühlkanälen ( 4) und dazwischen angeordneten Metallstegen ( 5) besteht.
4. Beheizungs- und Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Heizbereich(3 ) eine metallene, vorzugsweise aus Aluminium bestehende Heizplatte vorgesehen ist, die wenigstens einen Kanal aufweist, in dem ein isolierter Heizdraht angeordnet ist.
5.Beheizungs- und Kühlelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte aus mehreren Einzelplatten (7) und einer Heizplattenabdeckplatte (a) besteht, wobei die Einzelplatten (7 ) mit der Lagerung des Heizdrahtes (11) dienende Nuten (10) versehen sind.
6. Beheizungs- und Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche an einer gut leitenden, vorzugsweise aus Aluminium bestehenden Arbeitsplatte (10) vorgesehen ist.
7. Beheizungs- und Kühlelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlbereich ( 2) beidseitig mit einer dünnen Messingfolie (6) belegt ist.
8. Beheizungs- und Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlbereich ( 2) an die Arbeitsfläche anschließt und der Heizbereich ( 3) mittels den Kühlbereich ( 2) durchdringenden Wärmebrücken ( 5) thermisch an die Arbeitsfläche gekoppelt ist.