DE3335293A1

DE3335293A1 - Elektrisch betriebenes heizelement mit einem heizleiter und einem stroemungskanal fuer eine kunststoffschmelze

Info

Publication number: DE3335293A1
Application number: DE19833335293
Authority: DE
Inventors: Walter 3559 Battenberg Müller
Original assignee: EWIKON ENTWICKLUNG und KONSTRUKTION GmbH and Co KG
Current assignee: EWIKON ENTWICKLUNG und KONSTRUKTION GmbH and Co KG
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1985-04-18
Also published as: DE3335293C2

Description

Elektrisch betriebenes Heizelement mit einem Heiz-
leiter und einem Strömungskanal für eine Kunststoffschmelze Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch betriebenes Heizelement mit einem Heizleiter aus einem Werkstoff mit einem hohe spezifischen elektrischen Widerstand und einem mit einer Einströmöffnung und einer Ausströmöffnung versehenen Strömungskanal für eine Kunststoffachmelze.
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 begrenzen, 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 benetzter Oberfläche angeordnet ist und der maximale Querschnitt des Bauteils mit großer Oberfläche gleich oder größer ist als der Querschnitt des Schaftes des Heizstabes.
Der Kanal für die Kunststoffmasse wird bei diesem Heizelement durch den mittigen Heizstab und durch den Außenmantel des Heizelements begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betriebenes Heizelement der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß seine konstruktive Ausbildung und seine Fertigung einfach sind und die Möglichkeit besteht, ohne großen Aufwand mehrere Heizelemente zu einer Reihenanordnung miteinander zu koppeln.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß als Heizleiter ein den Strömungskanal bildendes Metallrohr vorgesehen ist, das an einem mit Ausströmöffnungen versehenen Ende sich kegelartig verjüngt, das Metallrohr zwei diametral gegenüberliegende Längsschlitze aufweist, die sich von der Einströmöffnung bis in den Bereich des Kegels erstrecken, an den durch die Längsschlitze gebildeten Halbschalen die elektrische Spannung anliegt und das Metallrohr mit einer Isolierschicht ummantelt und in einem Tragkörper angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist im Bereich der Einströmöffnung jede Halbschale mit einer Lasche versehen. An diesen Laschen kann die elektrische Spannung angelegt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Laschen mehrerer Heizelement miteinander zu verschrauben und so eine Heizelementreihe zu bilden.
Sofern an den Laschen eine elektrische Spannung anliegt, wird in den Halbschalen des Metallrohres eine gleichmäßige Stromdichte erreicht.
Im kegeligen Teil verringert sich infolge des abnehmenden Durchmessers der leitende Querschnitt des Metallrohres, so daß die Stromdichte und die örtlich erzeugte Wärmemenge größer werden.
Dem Metallrohr wird so viel elektrische Energie zugeführt, daß im kegeligen Teil im Bereich der Ausströmöffnungen die Kunststoffschmelze thermisch nicht überbelastet wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung einer vorteilhaften, beispielsweisen Ausführungsform. Es zeigen: Fig. 1 ein in ein Heißkanalwerkzeug eingesetztes elektrisch betriebenes Heizelement im Vertikalschnitt und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
Das elektrisch betriebenes Heizelement 1 weist ein Metallrohr 2 auf, dem eine Kunststoffschmelze durch eine Einströmöffnung 3 zugeführt wird. Das Metallrohr 2 verjüngt sich an dem der Einströmöffnung 3 abgewandten Ende kegelartig, wobei in den Wandungen des Kegels 4 Ausströmöffnungen 5 angeordnet sind. Das Rohr 2 ist mit zwei diametral gegenüberliegenden Längsschlitzen 6 versehen, die sich von der Einströmöffnung 3 bis in den Bereich des Kegels 4 erstrecken. Durch diese Längsschlitze 6 werden aus dem Rohr Halbschalen 7 gebildet, von denen jede mit einer Lasche 8 durch einen Steg 9 der Lasche elektrisch leitend verbunden ist.
Aus der Fig. 1 ergibt sich, daß der Steg 9 im Bereich der Einströmöffnung 3 vorgesehen ist.
An die Laschen 8 wird eine elektrische Spannung gelegt, um das Metallrohr 2 aufzuheizen, das aus einem Werkstoff mit hohem spezifischen elektrischen Widerstand, z.B. aus Chrom-Nickel-Stahl 7 gefertigt wird.
Das Metallrohr 2 mit den Laschen 8 wird von einem Tragkörper 10 aufgenommen, der für die Aufnahme des Metallrohres mit einer Bohrung und für die Aufnahme der Laschen 8 mit Ausnehmungen 11 ausgerüstet ist. Der Tragkörper wird aus Metall gefertigt. Zwischen dem Metallrohr und der Bohrungswandung einerseits und zwischen den Begrenzungsflächen der Ausnehmungen 11 und den zugeordneten Flächen der Laschen 8 sind Isolierschichten 12 angeordnet.
Nach dem Einsetzen des Metallrohres in die Bohrung des Tragkörpers 10 kann eine Zentrierung des Metallrohres durch Zentrierstifte 13,14 vorgenommen werden, die aus einem Isolierstoff gefertigt sind. Die Stifte 13,14 können z.B. aus einer -Keramikmasse bestehen. In dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel decken die Zentrierstifte 13 die Längsschlitze 6 ab, während die Zentrierstifte 14 die Innenöffnungen der Ausnehmungen 11 abdecken In die Kammern zwischen den Zentrierstiften 13,14 wird dann der Isolierstoff eingefüllt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ragt der Kegel 4 aus dem Tragkörper 10 heraus und wird mit dem unteren Teil des Tragkörpers in ein Heißkanalwerkzeug 15 eingesetzt. Die den Strömungskanal durchfließende und aus den Ausströmöffnungen 5 austretende Kunststoffschmelze gelangt in eine Vorkammer 16 des Heißkanalwerkzeuges, die am unteren Ende mit einer Düsenöffnunge 17 versehen ist. Durch diese Düsenöffnung gelangt die Kunststoffschmelze in ein nicht dargestelltes Formnes einer Spritzgießform.
1 Heizelement 2 Metallrohr 3 Einströmöffnung 4 Kegel 5 Ausströmöffnung 6 Längsschlitz 7 Halbschale 8 Lasche 9 Steg 10 Tragkörper 11 Ausnehmung 12 Isolierschicht 13 Stift 14 Stift 15 Heißkanalwerkzeug 16 Vorkammer 17 Düsenöffnung - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1. Elektrisch betriebenes Heizelement mit einem Heizleiter aus einem Werkstoff mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand und einem mit einer Einströmöffnung und einer Ausströmöffnung versehenen Strömungskanal für eine Kunststoffschmelze, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Heizeleiter ein den Strömungskanal bildendes Metallrohr (2) vorgesehen ist, das an einem mit Ausströmöffnungen (S) versehenen Ende sich kegelartig verjüngt, das Metallrohr zwei diametral gegenüberliegende Längsschlitze (6) aufweist, die sich von der Einströmöffnung (3) bis in den Bereich des Kegels (4) erstrecken, an den durch die Längsschlitze (6) gebildeten Halbschalen (7) die elektrische Spannung anliegt und das Metallrohr mit einer Isolierschicht ummantelt und in einem Tragkörper (10) angeordnet ist.
2. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einströmöffnung (3) jede Halbschale (7) mit einer Lasche (8) versehen ist.
3. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lasche (8) durch einen Steg (9) benachbart der Einströmöffnung (3) mit der zugeordneten Halbschale (7) verbunden ist.
4. Elektrisch betriebenes Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte zylindrische Teil des Metallrohres (2) in einer Bohrung des Tragkörpers (10) eingesetzt, zwischen dem zylindrischen Teil und der Bohrungswand eine Isolierschicht vorgesehen ist und die Lasc#hen (8) sich durch Ausnehmungen (11) im Tragkörper (10) nach außen erstrecken.
5. Elektrisch betriebenes Heizelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zentrierung des Metallrohres (2) in der Bohrung des Tragkörpers (10) in den Ringraum zwischen dem Metallrohr und dem Tragkörper Zentrierstifte (13,14) aus einem Isolierstoff eingesetzt und die Kammern zwischen den Zentrierstiften mit einem Isolierstoff ausgefüllt sind.
6. Elektrisch betriebenesHeizelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierstifte (13) die Längsschlitze und die Zentrierstifte (14) die Innenöffnungen der die Laschen (8) aufnehmenden Ausnehmungen (11) des Tragkörpers (10) abdecken.
7. Elektrisch betriebenes Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Ausströmöffnungen (5) ausgerüstete Kegel (4) aus dem Tragkörper (10) herausragt und in eine mit einer Düsenöffnung (17) versehene Vorkammer (16) eines Heißkanalwerkzeuges (15) sich erstreckt.
8. Elektrisch betriebenes Heizelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (8) mit den Laschen weiterer Heizelemente verbunden sind.