DE3335277C2

DE3335277C2 -

Info

Publication number: DE3335277C2
Application number: DE19833335277
Authority: DE
Inventors: Walter 3559 Battenberg De Mueller
Original assignee: Ewikon Entwicklung und Konstruktion & Co Kg 4900 Herford De GmbH
Current assignee: Ewikon Entwicklung und Konstruktion & Co Kg 4900 Herford De GmbH
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1992-02-13
Also published as: DE3335277A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch betriebenes Heizele ment für eine Spritzgießmaschine oder ein Heißkanalwerkzeug zum Aufheizen einer Materialschmelze, mit einem mit einer Zuführöff nung und einer Austrittsöffnung versehenen Kanal für die Material schmelze und einem Heizstab mit einem hohen elektrischen Widerstand, der an dem dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende mit einem Metallkörper verbunden ist, der einen geringen elektrischen Widerstand aufweist.

Es ist ein elektrisch betriebenes Heizelement dieser Art bekannt (DE-PS 28 24 971), bei dem der Heizstab im Bereich seiner Spitze über Stege, die eine oder mehrere Austrittsöffnungen für die aus dem ringförmigen Strömungskanal austretende Kunststoffmasse begren zen, mit dem Mantelteil verbunden ist, wobei zwischen der Spitze und dem Schaft des Heizstabes ein Bauteil mit großer, von der im Bereich der Austrittsöffnungen austretenden Kunststoffmasse benetz ter Oberfläche angeordnet ist und der maximale Querschnitt des Bau teils mit großer Oberfläche gleich oder größer ist als der Quer schnitt des Schaftes des Heizstabes.

Der Kanal für die Kunststoffmasse wird bei diesem Heizelement durch den mittigen Heizstab und durch den Außenmantel des Heiz elements begrenzt. Da somit der Heizstab, an dem eine hohe elektrische Teilspannung anliegt, unmittelbar von der Kunststoff masse beaufschlagt wird, kann mit diesem Heizelement nur eine elektrisch isolierend wirkende Materialschmelze aufgeheizt wer den. Das bekannte Heizelement ist nicht für Metallschmelzen ver wendbar.

Es ist ferner ein elektrisch betriebenes Heizelement bekannt (US-PS 35 20 026), das in einen Kanal eines Heißkanalwerkzeuges eingetaucht wird, durch den die Materialschmelze geführt wird. Dieses Heizelement weist einen mittigen Metallkern auf, der an dem dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende mit einem Außen mantel aus Metall verbunden ist, wobei außerhalb der Verbindungs stelle zwischen dem Metallkern und dem Außenmantel eine Isolier schicht angeordnet ist.

Der Metallkern wird aus Kupfer oder dergleichen gefertigt und weist einen geringen elektrischen Widerstand auf, während der Außenmantel aus einem Metall mit einem hohen elektri schen Widerstand hergestellt wird. An dem Außenmantel liegt somit eine hohe Teilspannung an, so daß mit diesem Heizelement ebenfalls keine Metallschmelzen aufgeheizt werden können. Es kommt hinzu, daß der Metallkern einen großen Querschnitt besitzt und somit der Gesamtquerschnitt des Heizelements entsprechend groß ist und dieses Heizelement nicht für Spritzgießformen verwendet werden kann, deren Formnester in einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betriebenes Heizelement der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es auch zum Aufheizen von Metallschmelzen verwendet werden kann und geringe Querschnittsabmessungen aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Isolierschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 0,2 mm auf und wird aus einer Keramikmasse hergestellt.

Der Heizstab oder die Heizstäbe können aus einem Chrom-Nickel- Stahl und der mit dem Kanal versehene Metallkörper aus einem Baustahl gefertigt werden.

Da die außerhalb der Verbindungsstelle zwischen den Heizstäben und dem Metallkörper vorgesehene Isolierschicht eine sehr geringe Dicke aufweist, behindert sie nur unwesentlich die Wärmeleitung von den Heizstä ben zu dem Metallkörper, so daß dieser und die durch den Kanal geführte Materialschmelze intensiv aufgeheizt werden. Da an dem Metallkörper nur eine geringe Teilspannung anliegt, kann durch den Kanal auch eine Metallschmelze geführt werden.

Hierdurch ergibt sich ein weites Einsatzgebiet für das erfindungs gemäße elektrisch betriebene Heizelement.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein elektrisch betriebenes Heizelement im Grundriß und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Anordnungsmöglichkeit der Heizelemente in einem Heißkanalsystem.

Das Heizelement weist einen Metallkörper 1 auf, der mit einem ge ringen elektrischen Widerstand versehen ist und aus einem Baustahl gefertigt sein kann. Dieser Metallkörper ist mit einem Kanal 2 zum Durchführen einer Materialschmelze, z. B. einer Metallschmelze oder einer Kunststoffschmelze, ausgerüstet, der am oberen Ende mit einer Zuführöffnung 3 und am unteren Ende mit Austrittsöffnungen 4 ausgestattet ist.

In dem Metallkörper sind ferner im dargestellten Ausführungsbei spiel vier Heizstäbe 5 angeordnet, die einen hohen elektrischen Widerstand aufweisen und aus einem Chrom-Nickel-Stahl gefertigt sein können. Durch elektrische Widerstandsheizung werden diese Heizstäbe auf die gewünschte Temperatur gebracht.

Am oberen Ende 6 sind die Heizstäbe mit einer Anschlußplatte 7 ver bunden, der über ein Kabel 8 der elektrische Strom zugeführt wird. Die Anschlußplatte weist eine Bohrung 9 auf, die mit Abstand einen Zapfen 10 des Metallkörpers 1 umgreift. Der Zapfen 10 ist mit einem Außengewinde versehen, auf das eine Abdeckplatte 11 geschraubt ist.

Es besteht auch die Möglichkeit, auf dieses Außengewinde zu ver zichten und die Abdeckplate mittels Schrauben 12 an dem Metallkör per 1 festzulegen.

Zwischen der Abdeckplatte 11 und der Anschlußplatte 7 sowie zwischen der Anschlußplatte 7 und dem Metallkörper 1 sind Isolierscheiben 13, 14 angeordnet.

An der dem elektrischen Anschluß abgewandten Ende 15 sind die Heiz stäbe 5 mit dem Metallkörper 1 verbunden. Außerhalb dieser Verbin dungsstelle ist zwischen den Heizstäben 5 und dem Metallkörper 1 eine Isolierschicht 16 vorgesehen, die eine geringe Dicke von ca. 0,2 mm aufweist und aus Keramikmasse besteht.

In dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Heizstab 5 benachbart der Verbindungsstelle (15) einen ver engten Querschnitt 17 auf. Im Bereich des verengten Querschnittes erfolgt eine erhöhte Aufheizung des Heizstabes, durch die der Materialschmelze benachbart den Austrittsöffnungen 4 eine erhöhte Wärmemenge zugeführt wird. Derartige Einschnürungen des Heizstabes 5 können auch an anderen Stellen angeordnet werden, um dort eine erhöhte Wärmeerzeugung zu erzielen.

In der Fig. 3 sind zwei Heizelemente 18 und 19 dargestellt, von denen das Heizelement 18 in einem zu einem Formnest 20 füh renden Angußkanal 21 angeordnet ist. Die den Kanal 2 des Heiz elementes durchströmende Materialschmelze gelangt über die Aus trittsöffnungen 4 in eine Vorkammer 22 und strömt von dieser Vor kammer durch eine Angußöffnung 23 in das Formnest 20. Dem Kanal 2 des Heizelements 18 wird die Materialschmelze durch den Kanal 2 des Heizelements 19 zugeführt. Das Heizelement 19 bildet somit einen Heißkanal und kann auch mit weiteren Heizelementen zu einem sich aus mehreren Heißkanalabschnitten zusammensetzenden Heißka nalsystem kombiniert werden.

Da das Heizelement mit mehreren Heizstäben ausgerüstet ist, können diese Heizstäbe auch einzeln oder in Gruppen elektrisch angesteuert werden, so daß die Heizleistung in einem weiten Bereich regelbar ist. Die Heizleistung kann somit den jeweiligen Erfordernissen in Hinsicht auf die den Kanal 2 durchströmende Materialschmelze ange paßt werden.

Claims

1. Elektrisch betriebenes Heizelement für eine Spritzgießmaschine oder ein Heißkanalwerkzeug zum Aufheizen einer Materialschmelze, mit einem mit einer Zuführöffnung und einer Austrittsöffnung ver sehenen Kanal für die Materialschmelze und einem Heizstab mit einem hohen elektrischen Widerstand, der an dem dem elektrischen Anschluß angewandten Ende mit einem Metallkörper ver bunden ist, der einen geringen elektrischen Widerstand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal 2 in dem Metallkörper (1) mit einem geringen elektrischen Widerstand vorgesehen ist und benachbart dem Kanal im Metallkörper ein Heizstab (5) oder mehrere Heizstäbe (5) ange ordnet ist bzw. sind, wobei außerhalb der Verbindungsstelle (15) zwischen dem Heizstab (5) und dem Metallkörper (1) eine Isolier schicht (16) vorgesehen ist, deren Dicke in dem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm liegt.

2. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht eine Dicke von 0,2 mm auf weist und aus einer Keramikmasse besteht.

3. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizstab (5) oder die Heizstäbe aus einem Chrom-Nickel-Stahl und der Metallkörper (1) aus einem anderen Stahl gefertigt sind.

4. Elektrisch betriebenes Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Heizstabes (5) oder der Heizstäbe (5) parallel zur Längsachse des Kanals (2) verläuft bzw. verlaufen.

5. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, daß die Heizstäbe benachbart der Verbindungs stelle (15) zwischen den Heizstäben (5) und dem Metallkörper (1) einen verengten Querschnitt (17) aufweisen.

6. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Verbindungsstelle (15) abgewandte Ende der Heizstäbe (5) mit einer mit der Stromzuführung versehenen Anschlußplatte (7) verbunden und zwischen dem Metallkörper (1) und der Anschlußplatte (7) Isolierungen (14) angeordnet sind.

7. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplatte (7) eine Bohrung (9) auf weist, die mit Abstand einen Zapfen (10) des Metallkörpers (1) um greift und der Zapfen mit einem Außengewinde versehen ist, auf das eine Abdeckplatte (11) geschraubt ist.

8. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abdeckplatte (11) und der An schlußplatte (7) sowie zwischen der Anschlußplatte (7) und dem Me tallkörper (1) Isolierscheiben (13, 14) angeordnet sind.

9. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (11) mittels Schrauben (12) an dem Metallkörper (1) befestigt ist.