DE7922618U1

DE7922618U1 - HEATING CARTRIDGE

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Publication number: DE7922618U1
Application number: DE19797922618
Authority: DE
Original assignee: IBUS APPARATE- MASCHINENBAU& HANDELSGESELLSCHAFT MBH 7521 FORST
Current assignee: IBUS APPARATE- MASCHINENBAU& HANDELSGESELLSCHAFT MBH 7521 FORST
Priority date: 1979-08-08
Filing date: 1979-08-08
Publication date: 1979-10-31

Description

Patentanwälte i ::":*: ::":· :' "·ΊPatent attorneys i :: ": *: ::": ·: '"· Ί

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DR.-ING. H. J. BROMMER
AMALIENSTRASSE 28
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DR.-ING. HJ BROMMER
AMALIENSTRASSE 28
KARLSRUHE 1

IBUS Apparate-^Maschinenbau- St Handelsgesellschaft mit beschränkter Haftung, 7521 ForstIBUS Apparate- ^ Maschinenbau- St Limited Liability Company, 7521 Forst

HeizpatroneHeating cartridge

Die Neuerung betrifft eine Heizpatrone zur elektrisc Beheizung insbesondere von Einspritzdüsen für Kunststoff-Spritzgußmaschinen, bestehend aus einem mit seiner Innenseite die Heizfläche für den zentralen Fließkanal des zu heizenden Mediums bildenden zylindrischen fficklungsträger, einer auf dessen Außenseite angeordneten Heizleiterwicklung und einem Außenmantel.The innovation concerns a heating cartridge for electrical heating, especially of injection nozzles for plastic injection molding machines, consisting of a cylindrical surface that forms the heating surface for the central flow channel of the medium to be heated with its inside Filling carrier, one on the outside of it arranged heating conductor winding and an outer jacket.

Solche Heizpatronen werden beispielsweise in den DüsSuch cartridge heaters are, for example, in the nozzles

von Kunststoff-Spritzgußmaschinen benötigt, um den Kunststoff vor dem Verlassen der Düse auf der gewünschten Temperatur zu halten bzw. notfalls noch etwas aufzuheizen. Die Düsen selbst werden möglichst dicht angeordnet, um eine Vielzahl von Werkstücken mit ein und demselben Werkzeug herstellen zu können. Daher rührt das Erfordernis, daß die Düsen und somit auch die darin eingebauten Heizpatronen möglichst geringe Abmessungen, insbesondere einen geringen Außendurchmesser aufweisen sollen.Required by plastic injection molding machines to apply the plastic before exiting the nozzle to maintain the desired temperature or, if necessary, to heat up a little. The nozzles themselves will Arranged as close as possible to produce a large number of workpieces with one and the same tool to be able to. Hence the requirement that the nozzles and thus also those built into them Cartridges have the smallest possible dimensions, in particular a small outer diameter should.

Bisher bekannte Heizpatronen in der eingangs beschriebenen Art haben einen Wicklungsträger, der aus einer Keramikverbindung besteht. Wegen des keramischen Werkstoffes, der keine hohe Festigkeit aufweist, muß eine relativ dicke Wandstärke des Wicklungsträgers in Kauf genommen werden. Hinzukommt, daß das Abstrahlverhältnis dieser Heizpatronen ungünstig ist, denn der die Wärme an den zentralen Kunststoff-Fließkanal abgebende Innenzylinder des Wicklungsträgers hat eine kleinere Fläche als der Außenzylinder. Der überwiegende Teil der in der Heizleiterwicklung erzeugten Wärmemenge wird daher nicht an den Fließkanal, sondern unnötig nach außen abgegeben.Hitherto known cartridge heaters of the type described above have a winding support that consists of a ceramic compound. Because of the ceramic material, which is not very strong has, a relatively thick wall thickness of the winding support must be accepted. In addition, the radiation ratio of these heating cartridges is unfavorable because of the heat to the central plastic flow channel The inner cylinder of the winding support has a smaller area than the outer cylinder. The majority the amount of heat generated in the heating conductor winding is therefore not transferred to the flow channel, but rather is unnecessary released to the outside world.

Daneben sind auch Heizpatronen bekannt, deren Wicklungsträger in Form eines Keramikzylinders mit Längsbohrungen ausgeführt ist, wobei in den Längsbohrungen die Heizdrähte angeordnet sind. Auch hier tiuß man eine relativ hohe Wandstärke in Kauf nehmenIn addition, heating cartridges are also known whose winding supports are in the form of a ceramic cylinder Longitudinal bores is carried out, the heating wires being arranged in the longitudinal bores. Here too You have to accept a relatively high wall thickness

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und es ergibt sich hoher Wärmeverlust nach außen, ebenso wie im vorerwähnten Fall.and there is a large heat loss to the outside, just as in the aforementioned case.

Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der vorliegenden Neuerung darin, eine Heizpatrone der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß die bei gleichem Innendurchmesser für den zentralen Fließkanal mit einem geringeren Außendurchmesser auskommt und daß sie zugleich eine effektive Heizwirkung hat, als die bisher bekannten Patronen.Based on this, the task of the present innovation is to provide a heating cartridge of the type described at the beginning To improve the genus so that the same inner diameter for the central Flow channel manages with a smaller outer diameter and that it also has an effective heating effect than the previously known cartridges.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, öaß der Wicklungsträger aus einem dünnwandigen Metallrohr besteht, das an seiner Außenseite mit Glimmer beschichtet ist, daß auf dem Glimmer die Heizleiter-•ricklung angeordnet ist und daß die Heizleiterwicklung Von einem Isolierrohr umgeben ist.This object is achieved according to the invention in that the winding carrier is made from a thin-walled metal tube consists, which is coated on its outside with mica, that on the mica the heating conductor • wrapping is arranged and that the heating conductor winding is surrounded by an insulating tube.

thirch die neuerungsgemäße Konstruktion ergibt sich 4er Vorteil, daß der metallische Träger in Verbindungthirch the innovation according to the construction results 4th advantage that the metallic carrier in connection

Hit 4er dünnen Isolierschicht aus Glimmer bei gleicher festigkeit eine wesentlich geringere Wandstärke er-■KJglicht als bei herkömmlichen Wicklungsträgern aus Keramik. Man erzielt dadurch die größtmögliche Annäherung der Heizleiterwicklung an die zu beheizende fläche und erreicht bei gleichzeitiger Einhaltung 4er Isolationsfähigkeit bis zu Betriebstemperaturen j von etwa 750 ° C einen optimalen Wärmeübergang. Außer-A four-thin insulating layer made of mica enables a significantly thinner wall thickness with the same strength than with conventional ceramic winding carriers. This achieves the closest possible approximation the heating conductor winding to the surface to be heated and achieved while maintaining 4 insulation capacity up to operating temperatures of approx. 750 ° C an optimal heat transfer. Except-

\ dem wird die Wärmeübertragung nach innen auch durch \ Which is the heat transmission to the interior by

den metallischen Werkstoff des Wicklungsträgers begünstigt und dementsprechend verringert sich diefavors the metallic material of the winding carrier and accordingly it decreases

j radial nach außen gelangende Verlustwärme.j radially outwardly reaching heat loss.

• · · f• · · f

Die Eignung von Glimmer für den vorliegenden Anwendungsfall ist an sich überraschend. Denn es hat lediglich/ein Drittel der WärmeleitfähigkeitThe suitability of mica for the present application is surprising in itself. For it has only / a third of the thermal conductivity

; wie das normalerweise verwendete Keramik- oder; like that normally used ceramic or

ca ^ Magnesiumoxyd. Es hat jedoch eine/zehnmal höhereca ^ magnesium oxide. However, it has a / ten times higher

ßpannungsfestigkeit und kann daher bedeutend dünnwandiger ausgeführt werden, so daß sich unter BeZi rücksichtigung der effektiven Wandstärke eine bei^: deutend bessere Wärmeleitung einstellt.ßpannungsfestigkeit and therefore can be carried out considerably thin-walled so that under bezi the effective wall thickness at a ^{consideration:} adjusting pointing better heat conduction.

■} In Weiterbildung des Neuerungsgedankens ist es ■} It is in further development of the idea of innovation

.; Bweckmäßig, daß die Heizleiterwicklung durch ein.; Occasionally that the heating conductor winding through a

y isolierendes Füllmaterial, etwa durch keramischeny insulating filler material, such as ceramic

Zement, auf dem Glimmer fixiert wird. Die Heizleiter-I drähte, die keine äußere Isolationsschicht aufweist,Cement on which mica is fixed. The heating conductor I wires, which do not have an outer insulation layer,

können daher außerordentlich dicht gewickelt werden,can therefore be wound extremely tightly,

_f ohne daß durch die thermischen Ausdehnungsbewegungen _f without being caused by the thermal expansion movements

r ' ties Wärmeträgers ein lokaler Kurzschluß zwischen be-r 'ties heat transfer medium a local short circuit between

;; nachbarten Windungen zu befürchten ist. Zugleich;; adjacent turns is to be feared. Simultaneously

$, dient das Füllmaterial auch als Schutz gegen korrosive $, the filling material also serves as protection against corrosive

I, Einflüsse.I, influences.

, Um die Heizleiterwicklung nach außen hin zu isolieren,, In order to isolate the heating conductor winding from the outside,

\ empfiehlt es sich, das Isolierrohr aus zwei überein- \ it is recommended to make the insulating tube from two

j anderschiebbaren Rohren vorzusehen, von denen zumindest eines mit einer Längsnut zur Aufnahme der ;.; leizleiter- Anschlußleitung und gegebenenfalls mitj pushable tubes to be provided, of which at least one with a longitudinal groove for receiving the;.; leizleiter- connection line and, if necessary, with

einer weiteren Längsnut zur Aufnahme eines Temperaturfühlers versehen ist. Dadurch lassen sich die erforderlichen Anschlüsse der Heizpatrone in platzsparender Anordnung in das Isolierrohr integrieren. Zugleich ist dadurch der Temperaturfühler in unmittel-a further longitudinal groove is provided for receiving a temperature sensor. This allows the required Integrate the connections of the heating cartridge in a space-saving arrangement in the insulating tube. At the same time, the temperature sensor is immediately

barer Nähe der Heizleiterwicklung, wodurch sich die Meßstrecke durch hohe Empfindlichkeit auszeichnet.close proximity of the heating conductor winding, which means that the measuring section is characterized by high sensitivity.

Als Material für das Isolierrohr wird vorteilhafterweise Glimmer verwendet, so daß auch auf der Außenseite des Wicklungsträgers dünne Wandstärken mit guten Isolationseigenschaften sichergestellt sind.Mica is advantageously used as the material for the insulating tube, so that on the outside of the winding support ensures thin wall thicknesses with good insulation properties are.

Schließlich hat es sich als günstig erwiesen, außerhalb des Isolierrohres einen radial gestauchten metallischen Außenmantel anzuordnen. Seine radiale Stauchung bewirkt eine Verdichtung der Isolierrohre sowie des Füllmaterials, in das die Heizleiterwicklung eingebettet ist.Finally, it has proven to be beneficial to have a radially compressed tube outside of the insulating tube to arrange metallic outer jacket. Its radial compression causes compression of the insulating tubes and the filler material in which the heating conductor winding is embedded.

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung; diese zeigt eine neuerungsgemäße Heizpatrone, dessen Seitenansicht teilweise aufgeschnitten ist.Further features and advantages of the innovation emerge from the following description of an exemplary embodiment based on the drawing; this shows a heating cartridge according to the invention, its side view is partially cut open.

Auf einem inneren Metallmantel 1, dessen Innenzylinder als wärmeabgebende Fläche fungiert und zugleich den Fließkanal des zu erwärmenden Kunststoffes bilden kann, ist außen eine Schicht 2 aus einer oder mehreren Lagen Glimmer angeordnet. Hierfür kommt insbesondere sogenannter Spaltglimmer in Betracht.On an inner metal jacket 1, the inner cylinder of which acts as a heat-emitting surface and at the same time the flow channel of the plastic to be heated can form, a layer 2 of one or more layers of mica is arranged on the outside. Therefor In particular, so-called split mica comes into consideration.

Auf der Glimmerschicht 2 ist schraubengangförmig ein Heizleiter 3 aufgewickelt. Ei* wird durch eineA heating conductor 3 is wound onto the mica layer 2 in a helical manner. Ei * is replaced by a

ϊ · If ft ■■ · · ·ϊ · If ft ■■ · · ·

Keramikfüllung 4, die die- Zwischenräume zwischen benachbarten Heizleitern ausfüllt, gegen lokales Verschieben gesichert.Ceramic filling 4, which fills the spaces between adjacent heating conductors, against local Moving secured.

Über die derart fixierte Heizleiterwicklung wird ein erstes Isolierrohr 5 aus Feinglimmer übergeschoben. Es hat nahe seinem oberen und unteren Ende Öffnungen, durch die die Enden der Heizleiterwicklung nach außen zu Anschlußleitungen 6 geführt werden. Diese Anschlußleitungen 6 laufen achsparallel in einer gemeinsamen oder zwei getrennten äußeren Längsnuten des Isolierrohres 5.A first insulating tube 5 made of fine mica is pushed over the heating conductor winding fixed in this way. It has openings near its upper and lower ends through which the ends of the heating conductor winding are routed to the outside to connecting lines 6. These connecting lines 6 run parallel to the axis in a common or two separate outer longitudinal grooves of the insulating tube 5.

Wie der linke Teil der Zeichnung zeigt, kann analog zu den Anschlußleitungen 6 ein Temperaturfühler 7 in einer entsprechenden Längsnut des Isolierrohres 5 angeordnet sein.As the left part of the drawing shows, a temperature sensor can be used analogously to the connecting lines 6 7 be arranged in a corresponding longitudinal groove of the insulating tube 5.

Über die montierten Anschlußleitungen 6 und gegebenenfalls den Temperaturfühler 7 wird sodann ein zweites Isolierrohr 8, das zweckmäßigerweise ebenfalls aus Feinglimmer besteht, übergeschoben. Dieses Isolierrohr 8 kann korrespondierende Längsnuten aufweisen, so daß die Anschlußleitungen 6 und der Temperaturfühler 7 in beide Isolierrohre hälftig eingebettet sind. Schließlich ist das Ganze von einem äußeren Metallmantel 9 umgeben, der nicht nur die erforderliche Stabilität der Heizpatrone gegenüber äußeren Einflüssen sichert, sondern der vorteilhafterweise nach seinem Aufbringen radial gestaucht wird, damit die zwischen dem inneren Metallmantel 1 und dem äußeren Metallmantel 9 befindlichenAbout the mounted connecting lines 6 and, if necessary the temperature sensor 7 is then a second insulating tube 8, which is also expediently consists of fine mica, pushed over. This insulating tube 8 can have corresponding longitudinal grooves have so that the connecting lines 6 and the temperature sensor 7 in both insulating tubes in half are embedded. Finally, the whole thing is surrounded by an outer metal jacket 9, which is not only ensures the required stability of the heating cartridge against external influences, but rather the is advantageously compressed radially after its application, so that the between the inner metal jacket 1 and the outer metal jacket 9 located

a - iiia - iii

Lagen eine zusätzliche Verdichtung und Fixierung erhalten.Layers receive additional compression and fixation.

Am unteren Ende der Heizpatrone sind der innere und der äußere Metallmantel durch eine Verschlußscheibe 10 miteinander verbunden.At the lower end of the heating cartridge, the inner and outer metal jacket are through a sealing disc 10 connected to each other.

Durch die beschriebene Konstruktion zeichnet sich die neuerungsgemäße Heizpatrone zusammenfassend durch niedrige Wandstärke, günstiges Abstrahlverhältnis und hohe Betriebssicherheit aus.The heating cartridge according to the invention is summarized by the construction described characterized by low wall thickness, favorable radiation ratio and high operational reliability.

Es liegt im Rahmen der Neuerung, die Düsenwand selbst anstelle eines separaten Metallrohres als Wicklungsträger zu verwenden. It is within the scope of the innovation to use the nozzle wall itself instead of a separate metal tube as a winding support.

Claims

PATENTANWÄLTE ', DIPL-ING. R. LEMCKE "DR.-ING. H. J. BROMMER AMALIENSTRASSE 28 KARLSRUHE 1 claims for protection

1. Heating cartridge for electrical heating, especially of injection nozzles for plastic injection molding machines, consisting of one with its inside the heating surface for the central flow channel of the medium to be heated forming the cylindrical winding carrier, one arranged on the outside thereof Heating conductor winding and an outer jacket, characterized

that the W- "cklungträger made of a thin-walled metal tube (1), which is coated on its outside with mica (2) that on the mica (2) the heating conductor winding (3) is arranged and the heating conductor winding (3) from an insulating tube (5, 8) is surrounded.

2. Heating cartridge according to claim 1, characterized in that the heating conductor winding (3) through a insulating filler material (4) is fixed on the mica (2).

3. Heating cartridge according to claim 2, characterized in that the filling material (4) is a ceramic Cement is.

4. Heating cartridge according to one of the preceding

claims, characterized in that the insulating tube consists of two tubes (5, 8) which can be pushed one above the other, at least one of which has a longitudinal groove is provided for receiving the heating conductor connection lines (6).

5. Heating cartridge according to claim 4, characterized in that at least one of the tubes (5, 8) has a longitudinal groove for receiving a temperature sensor (Ij .

6. Heating cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating tube (5, 8) consists of mica.

7. Heating cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that outside of the insulating tube (5, 8) a radially compressed metallic outer jacket (9) is arranged.

8. Heating cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that the glow layer (2) consists of pure split mica.