DE3127938A1 - Heating element for plastics processing machines or the like - Google Patents

Heating element for plastics processing machines or the like

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Abstract

In the case of electrical heating elements for plastics processing machines, also known as heating torpedoes, it is of essential importance that those parts of the heating torpedo coming into direct contact with the plastic to be processed, that is to say the centre part and the tip thereof, assume the same operating temperatures as rapidly as possible, that is to say only an insignificant temperature gradient occurs, which is always within the permissible tolerance for the specified processing temperature. In the case of the heating element according to the invention, this object is achieved in that, in the case of an insert comprising an outer jacket (4) which is pointed at one end and a metal-sheathed cartridge heater (1) mounted therein, the cartridge heater (1) is embedded in a readily heat-conducting metal powder (10), such as copper powder or the like, which completely fills the hollow spaces between the aforementioned parts (1, 4) and this construction (1, 10, 4) is compacted and compressed under high pressure. <IMAGE>

Description

Heizeinsatz für Kunststoffmaschinen Heating insert for plastic machines

od.dergl. or the like.

=================================== Die Erfindung betrifft einen elektrisChen Heizeinsatz %nsbesondere für Kunststoffmaschinen, wie Spritznaschinen od. =================================== The invention relates to a ELECTRIC HEATING INSERT, especially for plastic machines, such as injection molding machines or

dergl..Aufgabe dieses Heizeinsatzes, auch Reistorpedo genannt, ist es, den zu verarbeitenden Kunststoff im Spritzkopf der Maschine flüssig zu haltend Bei einer Vielzahl von Kunststoffen muß jedoch beachtet werden, daß die zulässigen Toleranzen bei der Verarbeitungstemperatur sehr eng sind, d.h. der Heizeinsatz darf in denjenigen Bereichen, in denen er mit den kunststoff unmittelbar in Berührung kommt, das sind i wesentlichen Mittelteil und Spitze desselben, unr geringe Temperatur differenzen aufweisen, da sonst die Gefahr besteht, daß sich der Kunststoff an einem zu heißen Mittelteil zer setzt, bzw. bei einer zu wenig heie Spitze in diesem Bereich nicht genügend flüssig wi9Ro Die DT-AS 25 42 162 offenbart einen derartigen Heistorpedo, bei dem der den Heizleiter tagende Isolierkörper an beiden Enden mit keramischen Abstandhaltern versehen ist, die den Isolierkörper im Mantel des Heiztorpedos zentrieren und so sicherstellen, daß ein gleichmäßiger Wärmeübergang vom Heizleiter zum Außenmantel erfolgt Bei diesem Aufbau wird wohl ein gleichmäßiger Wärmeübergang vom Heizleiter zum Mittelteil des Außenmantels erreicht, doch besteht nach wie vor ein verhältnismäßig hohes Temperaturgefälle zur Spitze des Heiztorpedos, auch dann, wenn das Isoliermaterial zwischen Heizleiter und Außenmantel hoch verdichtet wird. Außerdem ist die Herstellung derartiger Heizeinsätze nicht problemlos, insbesondere soweit dies die Montage des Einsatzes betrifft.The same task of this heating element, also called Reistorpedo, is it is to keep the plastic to be processed liquid in the injection head of the machine In the case of a large number of plastics, however, it must be ensured that the permissible The processing temperature tolerances are very tight, i.e. the heating element may in those areas in which it comes into direct contact with the plastic comes, that is the essential middle part and tip of the same, and low temperature Have differences, otherwise there is a risk that the plastic on one too hot middle part zer sets, or with a too little hot tip in this area not enough liquid wi9Ro The DT-AS 25 42 162 discloses such a Heistorpedo, in which the insulating body meeting the heating conductor at both ends with ceramic Spacers are provided that center the insulating body in the jacket of the heating torpedo and so ensure that there is even heat transfer from the heating conductor to the outer jacket. With this structure, there is probably an even heat transfer Reached from the heating conductor to the middle part of the outer jacket, but still exists a relatively high temperature gradient to the tip of the heating torpedo, even then, when the insulating material between the heating conductor and the outer jacket is highly compressed. In addition, the manufacture of such heating inserts is not problem-free, in particular as far as this concerns the assembly of the insert.

Um bei elektrischen Heizelementen ganz allgemein höhere mechanische Belastbarkeit und/pder bessere Wärmeableitung zu erzielen, ist es auch bekannt, Heizpatronen mit einem zusätzlichen Außenmantel aus Stahl, Chrom-Nickel-Stahl-Legierungen od.dergl. zu versehen. Diese Maßnahme allein ist jedoch nicht ausreichend, um die vorgenannten, bei Heizeinsätzen für Kunststoffmaschinen gegebenen besonderen Probleme befriedigend zu lösen.In the case of electrical heating elements, in general, higher mechanical To achieve resilience and / or better heat dissipation, it is also known Cartridges with an additional outer jacket made of steel, chrome-nickel-steel alloys or the like. to provide. However, this measure alone is not sufficient to prevent the the aforementioned particular problems encountered with heating inserts for plastic machines to solve satisfactorily.

Es ist der Zweck dieser Erfindung, einen relativ einfach herzustellenden Heizeinsatz für Kunststoffmaschinen zu schaffen, bei dem die vom Heizleiter erzeugte Wärme gleichmäßig nicht nur auf den Mittelteil des Mantels des Heizeinsatzes, sondern auch ebenso auf dessen Spitze übertragen wird also nur ein unerhebliches Temperaturgefälle zwischen diesen Teilen auftreten kann und so die Einhaltung der vorgegebenen Verarbeitungstemperatur an allen Zonen des Heiztorpedos sichergestellt ist.It is the purpose of this invention to make one relatively easy to manufacture To create heating insert for plastic machines, in which the generated by the heating conductor Heat evenly not only on the middle part of the jacket of the heating insert, but so only an insignificant temperature gradient is also transferred to its tip can occur between these parts and thus compliance with the specified processing temperature is ensured in all zones of the heating torpedo.

Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung, ausgehend von einem Heizeinsatz, bestehend aus einem mit Hohlspitze versehenen Außenmantel und einer in letzterem gelagerten metallummantelten Heizpatrone, vor, die Heizpatrone in einem, die Zwischenräume zwischen der Heizopatrone und dem Außenmantel ausfüllenden Metallpulver einzubetten und diesen Aufbau unter hohem Druck zu verpressen.For this purpose, the invention proposes, starting from a heating insert, consisting of an outer jacket provided with a hollow point and one in the latter stored metal-sheathed heating cartridge, in front of the heating cartridge in one that fills the spaces between the heater cartridge and the outer jacket Embed metal powder and press this structure under high pressure.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Uno teransprüchen beschrieben.Further advantageous features of the invention are in the subordinate claims described.

Dieser neuartige Heizeinsatz ist problemlos herzustellen und weist einen sehr guten und vor allem gleichmäßigen Übergang der vom Heizleiter erzeugten Wärme auB Mitteltil und Spitze des Heizeinsatzes auf.This new heating insert is easy to manufacture and has a very good and, above all, even transition from the heat conductor Heat up the middle and tip of the heating element.

Der Gegenstand der Erfindung ist anhand von zwei Auafüh rungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fihur 1 den Heizeinsatz im Längsschnitt, Figur 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II der Fi gur 1, Figur 3 einen Heizeinsatz mit aus Kupfer best3hendes Patronenmantel und Figur 4 einen Querschnitt in der L.bene IV-IV der Figur 3.The object of the invention is approximately examples based on two Auafüh shown in the drawing. Fihur 1 shows the heating element in longitudinal section, Figure 2 shows a cross section in the plane II-II of Fi gur 1, Figure 3 shows a heating insert with a cartridge casing made of copper and FIG. 4 a cross-section in the L.plane IV-IV of Figure 3.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ueizeinsatz oder Heiztorpedo besteht im wesentlichen aus einer Heizpatrone 1 an sich bekannter Art mit Metallmantel 2 und Heizlei ter 3, sowie aus einem die Heizpatrone n in sich aufnehmen den Außenmantel 4, der einerseits zu einer Spitze 5 aus läuft und an seinem anderen Endo mit einem Flansch 6 versehen ist. Der Heizleiter 3 ist auf einem Isolierkörper 7 aufgewickelt, der in dem konkav-kegelig geformten Boden 8 der Heizpatrone zentriert und in üblicher Weise in einer Isoliermasse 9 elgbettet ist. Als Abschluß dient eine Keramikscheibe 12, durch die die Anschlüsse 13 des Heizleiters herausgeführt sind.The heating insert or heating torpedo shown in FIGS. 1 and 2 consists essentially of a heating cartridge 1 of a known type with a metal jacket 2 and Heizlei ter 3, as well as one of the heating cartridge n take up the outer jacket 4, which runs out on the one hand to a tip 5 and on its other endo with a Flange 6 is provided. The heating conductor 3 is wound on an insulating body 7, centered in the concave-conical bottom 8 of the heating cartridge and in the usual way Way in a Insulating compound 9 is elgbettet. Serves as a conclusion a ceramic disk 12 through which the connections 13 of the heating conductor are led out are.

Die Heizpatrone ist ihrerseits mittels eines gut wärmeleitenden Metallpulvers 10, vorzugsweise Kupferpulver im Aussenmantel 4 eingebettet, das alle Hohlräume zwischen den genannten Teilen ausfüllt. Dies gilt besonders auch für den Raum zwischen dem Patronenboden 8 und der hohlkegeligen Innenseite der Spitze 5 des Außenmantels 4.The heating cartridge itself is made of a highly thermally conductive metal powder 10, preferably copper powder embedded in the outer jacket 4, which all cavities between the named parts. This is especially true for the space between the cartridge bottom 8 and the hollow conical inside of the tip 5 of the outer jacket 4th

Mit in das Kupferpulver eingebettet ist ein dünnes Metallrohr 11 das zwischen Patrone und Außenmantel liegt und sich bis in die Hohlspitze 5 des Außenmantels erstreckt und zur Aufnahme eines Wärmefühlers vorgesehen ist.Also embedded in the copper powder is a thin metal tube 11 lies between the cartridge and the outer jacket and extends into the hollow point 5 of the outer jacket extends and is provided for receiving a heat sensor.

Bei der Herstellung des beschriebenen Heizeinsatzes wird so vorgegangen, daß die zunächst nur vorverdichtete Heizpatrone 1 zusammen mit dem Aufnahmerohr 11 in den zugespitzten Außenmantel 4 aus Stahl, Chromnickelstahl tod. der eingeführt und dann die verbleibenden Hohlräume mit Kupferpulver ausgefüllt werden. Dieser Aufbau wird nun hochverdichtet und verpreßt, so daß eine homogene Einheit zwischen den Bauteilen entsteht. Um bei diesem Verdichtungsprozess eine Verformung des Aufnahmerohrs 11 zu verhindern, wird in dieses zunächst ein Dorn eingeschoben und nach dem Verdichten wieder entfernt. In dieses Aufnaiimerohr kann dann ein Wärmefühler bekannter Art bis zur Spitze des Heizeinsatzes eingeführt werden, um dort die Temperatur zu messen, mit dem Zweck einer Regelung derselben.The procedure for the manufacture of the heating insert described is as follows: that the initially only pre-compressed heating cartridge 1 together with the receiving tube 11 in the pointed outer jacket 4 made of steel, chrome-nickel steel tod. the introduced and then the remaining voids are filled with copper powder. This Structure is now highly compressed and pressed, so that a homogeneous unit between the components. To avoid deformation of the receiving tube during this compression process 11, a mandrel is first inserted into this and after compaction removed again. A known type of heat sensor can then be inserted into this receiving tube be inserted up to the tip of the heating element in order to measure the temperature there, with the purpose of regulating the same.

Der Flansch 6 des Außenmantels 4 wird vorzugsweise nach dem beschriebenen Verdichetn und einem anschließenden Schleifen des Außenmels 4 auf diesen aufgeschweißt und damit ein sehr stabiler Aufbau erzielt, der die beim Spritzgießen entstehenden hohen Druckbeanspruchungen auf nehmen kann.The flange 6 of the outer jacket 4 is preferably according to that described Verdichetn and a subsequent grinding of the outer shell 4 welded onto this and with it a very stable construction achieved, which is the case with injection molding can take on the resulting high pressure loads.

Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, kann auch eine Heizpatrone 1 mit einem Mantel 14 aus Kupfer oder einem ähnlich gut wärmeleitenden Werkstoff Verwendung finden. Der Boden 15 die ses Mantels ist vorzugsweise in seiner Wandung verstärkt und bildet eine Hohlspitsee Diese Ausführungsart weist ein nen besonders guten und gleichmäßigen Wärmeüberg , auch zur Spitze 5 des Außenmantels 4 au. Die Räume zwischen der Heizpatrone 1 und dem Außenmantel 4 sind ebenfalls mit Kupferpulver 10 ausgefüllt und dieser Aufbau hoch verdichtet, so, daß das Kupferpulver eine dichte, porenfreie Masse zwischen den genannten Teilen bildet.As shown in Figures 3 and 4, a heating cartridge 1 with a Sheath 14 made of copper or a similarly highly thermally conductive material use Find. The bottom 15 of this shell is preferably reinforced in its wall and forms a Hohlspitsee This embodiment has a particularly good and uniform heat transfer, also to the tip 5 of the outer jacket 4 au. The spaces between the heating cartridge 1 and the outer jacket 4 are also filled with copper powder 10 and this structure is highly compressed, so that the copper powder has a dense, pore-free Forms mass between said parts.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (6)

P a t e n t a n s p r ü h e 1.) Heizeinsatz oder Heiztorpedo für Kunststoffmaschinen \ od.dergl., bestehend aus einem einseitig zu einer Hohlspitze geformten Außenmantel und einer, in diesem Mantel gelagerten, verdichteten, metallummantelten Heizpatrone, dadurch gekennezeichnet, daß die Heizpatrone (1) in einem, die Räume zwischen der Patrone (1) und dem Außenmantel (4) ausfüllenden Metallpulver (10) eingebettet, und daß dieser Aufbau (1, 10,4) unter hohem Druck verdichtet ist. P a t e n t a n s p rü h e 1.) Heating insert or heating torpedo for Plastic machines or the like, consisting of a one-sided to a hollow point molded outer jacket and a compacted, metal-sheathed one stored in this jacket Heating cartridge, characterized in that the heating cartridge (1) in one, the rooms metal powder (10) filling between the cartridge (1) and the outer casing (4) embedded, and that this structure (1, 10,4) is compressed under high pressure. 2.) Heizeinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (14) der Heizpatrone (1) aus Kupfer oder einem ähnlich gut wärmeleitenden Metall besteht.2.) Heating insert according to claim 1, characterized in that the jacket (14) of the heating cartridge (1) made of copper or a similarly good heat-conducting metal consists. 3.) Heizeinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (14) der Heizpatrone (1) in seinem Bodenteil (15) verstärkte und letzterer eine XQhl spitze bildet.3.) Heating insert according to claim 2, characterized in that the jacket (14) the heating cartridge (1) reinforced in its bottom part (15) and the latter one XQhl tip forms. 4.) Heizeinsatæ nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenazeichnetfi daß zwischen Außenmantel (4) und Heizpatrone (1) ein bis zur Hohlspitze (5) führendes Rohr (11) zur Aufnahme eines Wärmefühlers im Metallpulver (10) miteingebettet und mit dem übrigen Aufbau (1,4) verdichtet ist.4.) Heizeinsatæ according to claims 1 to 3, thereby gekenazeichfi that between the outer jacket (4) and the heating cartridge (1) a leading to the hollow point (5) Tube (11) for receiving a heat sensor embedded in the metal powder (10) and is compressed with the rest of the structure (1,4). 5.) Verfahren zur Herstellung eines Heizeinsatzes nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die zunächst nur vorverdichtete Heizpatrone (1) zu sammen mit dem Aufnahmerohr (11) in den Außenmantel (4) aus Stahl, Chrom-Nickel-Stahl od.dergl. eingeschonen und die im Innern des Mantels (4) verbleibenden Hohlräume mit Metallpulver (10) ausgefüllt werden und daß dann dieser Aufbau in an sich bekannter Weise hochverdichtet wird.5.) A method for producing a heating insert according to the claims 1 to 4, characterized in that the initially only pre-compressed heating cartridge (1) together with the receiving tube (11) in the outer jacket (4) made of steel, chrome-nickel steel or the like. spared and the cavities remaining in the interior of the jacket (4) be filled with metal powder (10) and then this structure is known per se Way is highly compressed. 6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verdichtete Außenmantel (4) geschliffen und dann ein Flansch (6) an dem der Spitze (5) gegenüberliegenden Ende des Mantels (4) angeschweißt wird.6.) The method according to claim 5, characterized in that the compressed Outer jacket (4) ground and then a flange (6) on the one opposite the tip (5) The end of the jacket (4) is welded on.
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