DE8620956U1

DE8620956U1 - Device for electrical heating of hot runner nozzles

Info

Publication number: DE8620956U1
Application number: DE19868620956
Authority: DE
Original assignee: Jetform Heisskanalnormalien und Zubehoer 7255 Rutesheim De GmbH
Current assignee: Jetform Heisskanalnormalien und Zubehoer 7255 Rutesheim De GmbH
Priority date: 1986-08-05
Filing date: 1986-08-05
Publication date: 1986-11-27

Description

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Patenianwaäi tiroler straße 10Patenianwaäi tiroler strasse 10

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Firma Jetform Heißkanalnormalien und Zubehör GmbH, Echuckertstr. 18, 7255 RutesheimCompany Jetform Heißkanalnormien und Zubehör GmbH, Echuckertstr. 18, 7255 Rutesheim

Vorrichtung zur elektrischen Beheizung von Heißkanaldüsen Device for electrical heating of hot runner nozzles

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur elektrischen Beheizung von Heißkanaldüsen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine Vorrichtung dieser bekannten Art, die allerdings gleichzeitig auch noch Kühlmittelrohrleitungen umfaßt, ist bekannt (DE-PS 33 43 822) ,· dabei umfaßt die bekannte Vorrichtung im wesentlichen einen kreisringförmig geschlossenen, metallischen, vorgefertigten Außenmantel aus rostfreiem Stahl, einen im Durchmesser gegenüber letzterem kleineren, innerhalb des Außenmantels mit Spiel zu diesem koaxial angeordneten, metallischen, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Innenmantel sowie eine schraubenförmig gewun-The invention is based on a device for electrically heating hot runner nozzles according to the preamble of the main claim. A device of this known type, which at the same time also includes coolant pipes, is known (DE-PS 33 43 822), whereby the known device essentially comprises a circular, closed, metallic, prefabricated outer shell made of stainless steel, a metallic inner shell, preferably made of copper, which is smaller in diameter than the latter and is arranged coaxially within the outer shell with clearance to it, and a helically wound

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dene elektrische Widerstandsheizung als Heizstab im Ringzwischenraum zwischen Außenmantel und Innenmantel. Die Wendel der Widerstandsheizung ist mit beidseitigen Kühl- | mittelrohrleitungen in axialer Schichtung, jedoch in deutlich zueinander getrennten axialen Zonen der Vor- _; electrical resistance heating as a heating rod in the annular space between the outer and inner casings. The coil of the resistance heating is provided with coolant pipes on both sides in axial layering, but in clearly separated axial zones of the pre- _;

richtung angeordnet, wobei Angaben darüber, wie die je- |direction, with information on how each |

weiligen Anschlüsse, also Zuleitungen und Ableitungen &sfgr; respective connections, i.e. supply lines and outlet lines &sfgr;

der Widerstandsheizung bzw. der Kühlmittelrohrleitungen |the resistance heater or the coolant pipes |

radial aus der Vorrichtung herausgeführt sind, nicht ge- ? macht werden. Wegen der axialen Schichtung ist allerdings £ davon auszugehen, daß die jeweiligen Zu- und Ableitungen ; bzw. die elektrischen Kabelabgänge dort and dann jeweils zueinander in unterschiedlicher axialer Höhe herausgeführt werden, wo die jeweiligen Heizstäbe bzw. Kühlmittelrohrleitungen enden.are led out radially from the device, cannot be made. Due to the axial layering, however, it can be assumed that the respective supply and discharge lines or the electrical cable outlets are led out at different axial heights to each other where the respective heating rods or coolant pipes end.

Grundsätzlich ist eine möglichst genaue, bei der Verarbeitung von empfindlichen Kunststoffen sogar sehr genaue Temperaturführung über die Länge des zu beheizenden Düsenschaftes bei Heißkanaldüsen für Kunststoffspritzgießmaschinen erforderlich, wobei bei längeren Düsen mit einem Wärmestau im Mittelbereich des Düsenschaftes gerechnet werden muß, andererseits aber auch die Gefahr einer überhitzung des Kunststoffes durch Reibungswärme, bessere Wärmeabführmöglichkeiten im Kopf- und Bodenbereich des Heißkanaldüsenschaftes und weitere periphere Gegebenheiten einbezogen werden müssen. Bekannte Maßnahmen, eine solche sehr genaue Temperaturführung zu erzielen, können daher darin bestehen und sind für sich gesehen auch bekannt, unmittelbar in:-' den Schaft der Heißkanaldüse axial mehrere getrennte, schraubenförmig auf- « gewickelte Rohrheizkörper, die allgemein als HeizstäbeBasically, the most accurate temperature control possible - even very accurate when processing sensitive plastics - over the length of the nozzle shaft to be heated is required for hot runner nozzles for plastic injection molding machines. With longer nozzles, heat build-up in the middle area of the nozzle shaft must be expected, but on the other hand the risk of the plastic overheating due to frictional heat, better heat dissipation options in the head and base area of the hot runner nozzle shaft and other peripheral conditions must also be taken into account. Known measures for achieving such very accurate temperature control can therefore consist of, and are also known in themselves, installing directly in:-' the shaft of the hot runner nozzle several separate, helically wound tubular heating elements, generally referred to as heating rods

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bezeichnet werden, sozusagen zu stapeln, so daß, wenn man hier noch eine Regelung der einzelnen Heizstäbe mit jeweils zugeordneten Temperaturfühlern in Betracht zieht, ein Aufteilen in unterschiedliche Heizzonen möglich ist. Problematisch ist bei einer solchen axialen Stapelung aber, daß bei der Herstellung und/oder Montage die einzelnen Heizrohrwicklungen von Hand aufgebracht werden müssen und die jeweiligen radialen Abgänge dort gelegt werden müssen, wo jeweils eine unterschiedliche Heizzone endet und die nächste beginnt.referred to as stacking, so to speak, so that, if you also take into account the control of the individual heating rods with their respective associated temperature sensors, it is possible to divide them into different heating zones. The problem with such axial stacking, however, is that during manufacture and/or assembly the individual heating tube windings have to be applied by hand and the respective radial outlets have to be placed where each different heating zone ends and the next begins.

Es ist daher auch bekannt, beispielsweise im mittleren Bereich des Düsenschaftes einen Einstich vorzunehmen, um so einen größeren radialen Abstand zwischen Düsenschaft und der Heizwicklung zu schaffen, oder man legt die Heizwicklung im mittleren Bereich mit größerer Steigung auf den Düsenschaft der Heißkanaldüse, wodurch in diesem Bereich dann, bei notwendigerweise einheitlicher Regelung des vorhandenen einen schraubenförmig aufgewickelten Rohrheizkörpers im mittleren Bereich weniger Wärme || pro Flächeneinheit abgegeben wird. Eine genaue Temperaturverteilung, die insbesondere noch unterschiedlichen, zu verarbeitenden Kunststoffen angepaßt ist, gegebenenfalls auch sich ändernden Spritzzyklen (mehr oder weniger Reibungswärmeentwicklung), ist auf diese bekannte Weise jedoch nicht oder nur unvollkommen zu erreichen.It is therefore also known, for example, to make a notch in the middle area of the nozzle shaft in order to create a larger radial distance between the nozzle shaft and the heating coil, or to place the heating coil in the middle area with a larger pitch on the nozzle shaft of the hot runner nozzle, whereby less heat || is emitted per unit area in this area, with necessarily uniform control of the existing helically wound tubular heating element in the middle area. However, an exact temperature distribution, which is particularly adapted to different plastics to be processed, and possibly also to changing injection cycles (more or less frictional heat development), cannot be achieved in this known way, or can only be achieved incompletely.

Es ist daher auch bekannt, neben der eingangs schon erwähnten Vorrichtung, die gleichzeitig beheizen und kühlen kann, bei einer Vorrichtung ebenfalls zur gleichzeitigen elektrischen Beheizung und Kühlung (DE-PS 33 24 901) in radialer Schichtung zwei Ringräume vorzusehen, indemIt is therefore also known, in addition to the device already mentioned at the beginning, which can heat and cool simultaneously, to provide two annular spaces in radial layering in a device also for simultaneous electrical heating and cooling (DE-PS 33 24 901) by

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zwischen dem Außenmantelund dem Innenmantel noch ein Zwischenmantel aus Kupfer angeordnet wird, wobei dann radial von innen nach außen in dem vom Innenmantel und dem Zwischenmantel gebildeter; Ringraum eine Kühlmittelrohrleitung und in dem vom Außenmantel und dem Zwischenmantel gebildeten Ringraum ein elektrischer Rohrheizkörper angeordnet sind. Beide, über die gleiche axiale Zone sich erstreckenden, Wärme erzeugenden bzw. abführenden Mittel (Heizung, Kühlung) erfordern allerdings wegen der mindestens doppelten Wanddicke einer solchen Vorrichtung einen in radialer Richtung vergrößerten Einbauraum, wobei die Ableitungen der inneren Kühlmittelrohrleitung durch den dem Heizstab zugeordneten Ringraum geführt werden muß. Der Aufbau einer solchen Vorrichtung ist daher insgesamt nicht unkompliziert.between the outer jacket and the inner jacket an intermediate jacket made of copper is arranged, whereby a coolant pipe is arranged radially from the inside to the outside in the annular space formed by the inner jacket and the intermediate jacket and an electric tubular heater is arranged in the annular space formed by the outer jacket and the intermediate jacket. However, both heat-generating and heat-dissipating means (heating, cooling) extending over the same axial zone require an installation space that is enlarged in the radial direction due to the at least double wall thickness of such a device, whereby the outlets of the inner coolant pipe must be led through the annular space assigned to the heating rod. The construction of such a device is therefore not straightforward overall.

Eine Düse für Spritzgießformen, bei der auf den Düsenschaft unmittelbar die schraubenförmige Heizstabwendel aufgewickelt ist, mit voneinander weiter entfernt angeordneten Windungen im mittleren Bereich und/oder mit einem entsprechenden Einstich am Schaft, ist bekannt aus den DE-GM'n G 85 35 571.2 und G 85 35 572.0.A nozzle for injection molds, in which the helical heating rod coil is wound directly onto the nozzle shaft, with the windings arranged further apart from one another in the middle area and/or with a corresponding recess on the shaft, is known from DE-GM's G 85 35 571.2 and G 85 35 572.0.

Schließlich ist es ferner bekannt aus der Druckschrift "Plastverarbeiter" 1958, Heft 1, Abb. 4, einen Innenmantel aus hochwärmeleitfähigem Werkstoff anzuordnen. Aus der DE-OS 30 46 471 ist außerdem bekannt, die Heizeinrichtung als Rohrheizkörper auszubilden und auf einen Mantel schraubenförmig aufzuwickeln. Schließlich läßt sich der DE-OS 27 16 950 die Maßnahme als bekannt entnehmen, bei Heizvorrichtungen die Zwischenräume mit körniger und/oder pulveriger, hochwärmeleitfähiger undFinally, it is also known from the publication "Plastverarbeiter" 1958, Issue 1, Fig. 4, to arrange an inner casing made of highly thermally conductive material. From DE-OS 30 46 471 it is also known to design the heating device as a tubular heating element and to wind it helically onto a casing. Finally, from DE-OS 27 16 950 it can be seen that the measure of filling the gaps in heating devices with granular and/or powdery, highly thermally conductive and

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$ durch Reduzieren einer Ummantelung hochverdichteter Sub-$ by reducing a sheath of high-density sub-

stanz auszufüllen; diese bekannten Vorrichtungen bauen jedoch wesentlich zu umfangreich, als daß sie beispielsweise auf dem Schaft einer Angießbuchse mangels des hierpunch; these known devices, however, are much too large to be mounted on the shaft of a sprue bushing, for example, due to the lack of the

&Bgr; vorhandenen, geringen Raumangebots Platz finden könnten. fe &Bgr; existing, limited space available. fe

r Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen r The invention is therefore based on the object of

einheitlichen, kompakten und beispielsweise durch ?,uf-uniform, compact and, for example, by ?,uf-

&iacgr; schieben auf den Schaft einer Heißkanaldüse mit dieser&iacgr; slide onto the shaft of a hot runner nozzle with this

;: zu verbindenden Heizkörper zu schaffen, der bei gering-;: to create a radiator that can be connected to one another, which

■: stern Raumbedarf mehrere für sich jeweils regelbare Zonen■: star space requirement several individually controllable zones

aufweist.having.

Im Zusammenhang mit dieser Aufgabe ist insbesondere die ; Schwierigkeit hervorzuheben, die sich ergibt, wenn manIn connection with this task, it is particularly important to emphasize the ; difficulty that arises when

: versucht, zwar mehrere axial separat regelbare Heizzonen: attempts to provide several axially separately controllable heating zones

zu schaffen, was man durch die Anordnung jeweils getrennter Heizstäbe bewältigen könnte, dann aber vor dem Problem steht, Kabelabgänge an einer Stelle, nämlich in axialen Zwischenbereichen zu haben, die bei Heißkanaldüsen aufgrund deren Bauart und deren Einbaumöglichkeiten in die jeweiligen, mit solchen Heißkanaldüsen auszustattenden Kunststoffspritzgießwerkzeuge und/oder Kunststoff Spritzgießmaschinen nicht untergebracht werden können.to create what could be managed by arranging separate heating rods, but then faces the problem of having cable outlets in one place, namely in axial intermediate areas, which cannot be accommodated in the case of hot runner nozzles due to their design and their installation options in the respective plastic injection molding tools and/or plastic injection molding machines to be equipped with such hot runner nozzles.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haur>tanspruchs und hat den Vorteil, daß es einerseits gelingt, deutlich axial getrennte, also unterschiedliche regelbare Heizzcinen zuThe device according to the invention solves this problem with the characterizing features of the main claim and has the advantage that, on the one hand, it is possible to create clearly axially separated, i.e. differently controllable heating zones.

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ermöglichen^ andererseits aber weder mit radialer Doppel«*
schichtung arbeiten zu müssen (vgl. DE-PS 33 24 901),
noch radial an axialen Zwischenpositionen mit den Anschlüssen herauskommen zu müssen; denn bei der Erfindung
sind sämtliche Anschlüsse, also Kabelabgänge im Kopfbereich des Heizkörpers, der über mehrere getrennte Heizelemente oder Heizstäbe verfügt, angeordnet. Es gelingt
der Erfindung daher mit einem einzigen kompakten und
in sich abgeschlossenen Heizkörper,mehrere, nämlich mindestens zwei regelbare, axial versetzte Zonen zur Verfügung zu stellen, so daß sich bei entsprechender Regelung eine wesentlich erhöhte Temperaturgenauigkeit erzielen läßt.enable^ but on the other hand neither with radial double«*
stratification (cf. DE-PS 33 24 901),
nor to have to come out radially at axial intermediate positions with the connections; because with the invention
All connections, i.e. cable outlets, are located in the head area of the radiator, which has several separate heating elements or heating rods.
the invention therefore with a single compact and
to provide several, namely at least two, adjustable, axially offset zones in a self-contained radiator, so that with appropriate control a significantly increased temperature accuracy can be achieved.

Erhöht man die Anzahl der jeweils selektiv regelbaren fIf the number of selectively controllable f

Heizstäbe unter Beibehaltung der erfindungsgemäßen Grund- fHeating rods while maintaining the basic f

lösung, dann gelingt es, einen kompakten, abgeschlosse- |solution, then it is possible to create a compact, self-contained |

nen Heizkörper zu schaffen, der über seine gesamte Länge |to create a radiator that is |

in verschiedene, getrennt beheizbare (und daher in |into different, separately heated (and therefore in |

ihrer Temperatur regelbare) Zonen getrennt werden kann, |their temperature controllable) zones, |

ohne daß nach dem Ende jeweils einer Heizzone der Ka- fwithout the Ka- f

belabgang aus dem Heizkörper herauszuführen ist. twater outlet from the radiator. t

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen &igr; By the measures listed in the subclaims &igr;

i sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen fc i are beneficial further training and improvements fc

der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung zur elektri- 1 sehen Beheizung von Heißkanaldüsen möglich. Besonders |the device specified in the main claim for the electrical heating of hot runner nozzles. Particularly |

vorteilhaft ist die Unterteilung jeweils eines gegebenen, schraubenförmig aufgewickelten Heizstabes in Teile, * die elektrisch beheizt sind,und in solche Teile, wo der
Heizstab elektrisch inaktiv ist, wo also keine Beheizung
stattfindet, so daß in diesem inaktiven Teilbereich Ie-It is advantageous to divide a given helically wound heating rod into parts * which are electrically heated and into parts where the
Heating element is electrically inactive, so no heating
takes place, so that in this inactive part of the Ie-

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diglich die elektrischen Zuleitungen (im wesentlichen ohne Heizleistung nach außen) geführt sind.only the electrical supply lines are routed (essentially without heating power to the outside).

Vorteilhaft ist ferner, daß je nach der vorhandenen Anzahl von Heizstäben diese Lti bestimmten axialen Teilzonen des Heizkörpers in aneinandergrenzender Wicklungslage gemeinsam geführt sind, so daß sich Wandern- oder Dreifachwicklungen ergeben.It is also advantageous that, depending on the number of heating rods present, these Lti certain axial sub-zones of the heating element are guided together in adjacent winding positions, so that wandering or triple windings are obtained.

Dabei ist es ferner von Vorteil, daß Heizstäbe, die in bestimmten Teilbereichen über ihre Länge auch in der \ It is also advantageous that heating rods, which in certain areas along their length are also in the \

schraubenförmig aufgewickelten Form nicht beheizt werden, dort nicht zu beheizen, wo sie in Tandemwicklung oder Dreifachwicklüng mit anderen Heizstäben liegen.They should not be heated in a helically wound form, or where they are in tandem winding or triple winding with other heating elements.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Heizkörper mit mehreren getrennten Heizelementen oder Heizstäben, so daß axial getrennte Zonen getrennt geregelt beheizt werden können, im Längsschnitt. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. The drawing shows a radiator with several separate heating elements or heating rods, so that axially separated zones can be heated separately and controlled, in longitudinal section.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, das die Erfindung als nicht einschränkend angebend zu verstehen ist, da es nur über zwei getrennte Heizelemente, nämlich Heizstäbe 1 und 2 verfügt, stellt einen einheit-The embodiment shown in the drawing, which is not to be understood as limiting the invention, since it has only two separate heating elements, namely heating rods 1 and 2, represents a uniform

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lichen kompakten Heizkörper dar,- der sich zusammensetzt •üs einem Innenmantel 4, vorzugsweise aus Kupfer, also jedenfalls gut wärmeleitenden Material, einem Außenmantel 7, der beispielsweise und vorzugsweise ein Stahlrohr ist, und beidseitigen, den RingZwischenraum oben und unten abdeckenden Ringscheiben 8, die als kopf- und boden- »eitige Kupferscheiben ausgebildet sein können*ual compact radiator, which is composed of an inner casing 4, preferably made of copper, i.e. in any case a material that conducts heat well, an outer casing 7, which is for example and preferably a steel pipe, and ring disks 8 on both sides covering the space between the rings at the top and bottom, which can be designed as copper disks on the top and bottom*

lei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden lediglich drei axiale Zonen, nämlich der Bodenbereich, der Mittelbereich und der Kopfbereich des Heizkörpers unterschieden, die üblicherweise bei der Beheizung einer Heißkanaidüse in dieser Unterteilung auch als ausreichend angesehen werden können. DieserHeizkörper 10 nimmt in seinem RingZwischenraum mindestens zwei, vorzugsweise und je nach Anspruch an die separate Zonenregelung, auch noch mehr getrennte Heizelemente auf, die im nachfolgenden ausschließlich noch als Heizstäbe bezeichnet werden und die in den Ringraum so eingebracht sind, daß sie in dieseiii schraubenförmig oder spiralig aufgewickelte Rohrheizkörper bilden.According to the embodiment shown, only three axial zones are distinguished, namely the base area, the middle area and the head area of the heating element, which can usually be considered sufficient for heating a hot channel nozzle in this division. This heating element 10 accommodates at least two, preferably and depending on the requirements for the separate zone control, even more separate heating elements in its annular space, which are referred to exclusively as heating rods in the following and which are introduced into the annular space in such a way that they form tubular heating elements wound up in a helical or spiral manner.

Es ist mindestens ein Heizstab 1 in Form der dargestellten Wendelrohrpatrone vorgesehen, der über seine Länge und in der gewendelten Aufwicklung daher über eine erste beheizte Axialzone A verfügt, sowie über eine sich daran anschließende, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel längere usbehsizte Zone B. Die Ausbildung als beheizter Längenbereich und unbeheizter Längenbereich der Wendelrohrpatrone läßt sich durch entsprechende Auslegung der elektrischen Komponenten innerhalb des Wendelrohrs erzielen und braucht hier nicht im einzel-At least one heating rod 1 in the form of the spiral tube cartridge shown is provided, which has a first heated axial zone A over its length and in the spiral winding, as well as an adjoining heated zone B, which is longer in the embodiment shown. The design as a heated length range and unheated length range of the spiral tube cartridge can be achieved by appropriate design of the electrical components within the spiral tube and does not need to be specified individually here.

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nen erläutert zu werden; in der Zeichnung ist die beheizte Zone durch eine schräg von unten nach oben verläufende Schraffierung und die unbeheizte Zone dieser Wendelröhrpatrone 1 ohne Schraffur dargestellt. Ferner ist, wiederum auf das dargestellte Ausführungsbeispiel bezogen und daher den erfindungsgemäßen Rahmen nicht einschränkend, die beheizte Zone dieser Wendelrohrpatrone entsprechend Heizstab 1 im Bodenbereich eng gewickelt, beispielsweise mit drei Windungen. Das bedeutet, daß dieser Bereich oder diese axiale Zone von dem Heizstab 1 beheizt Wird. In den Mittelbereich des Heizkörpers 10 übergehend wird dann dieser Heizstab 1 mit einer größeren Steigung weitergewickelt,und paßt sich dann im Kopfbereich mit geringerer Steigung der Wicklungsform des zweiten Heizstabs 2 an, worauf gleich noch eingegangen wird. Im Kopfbereich ist der Heizstab 2 dann aus dem Heizkörper 10 herausgeführt, hat also dort seinen elektrischen Kabelabgang. An der gleichen Stelle hat aber auch der mindestens noch vorgesehene zweite Heizstab 1 seinen Kabelabgang, der so ausgebildet ist, daß er bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel den Mittelbereich und den Kopfbereich des Heizkörpers beheizt, in welchem Bereich die unbeheizte Zone der Wendelrohrpatrone des Heizstabs 2 liegt.to be explained; in the drawing, the heated zone is shown by a hatching running diagonally from bottom to top and the unheated zone of this spiral tube cartridge 1 is shown without hatching. Furthermore, again referring to the exemplary embodiment shown and therefore not restricting the scope of the invention, the heated zone of this spiral tube cartridge is wound tightly in the base area, for example with three turns, corresponding to the heating rod 1. This means that this area or this axial zone is heated by the heating rod 1. Transitioning into the middle area of the heating element 10, this heating rod 1 is then wound further with a greater pitch and then adapts to the winding shape of the second heating rod 2 in the head area with a smaller pitch, which will be discussed shortly. In the head area, the heating rod 2 is then led out of the heating element 10, i.e. has its electrical cable outlet there. At the same point, however, the at least still provided second heating rod 1 also has its cable outlet, which is designed in such a way that in the illustrated embodiment it heats the middle area and the head area of the radiator, in which area the unheated zone of the spiral tube cartridge of the heating rod 2 is located.

Die hier im ganzen, also über ihre gesamte Länge beheizte Wendelrohrpatrone 1 beginnt am Ende der beheizten Zone des Heizstabs 2, also im Übergang zwischen Bodenbereich und Mittelbereich und erstreckt sich mit weiterer Wicklung bei starker Steigung über den Mittelbereich, während sie im Kopfbereich und im Übergang zu diesem zunehmend enger gewickelt ist.The spiral tube cartridge 1, which is heated here as a whole, i.e. over its entire length, begins at the end of the heated zone of the heating rod 2, i.e. in the transition between the base area and the middle area, and extends with further winding at a steep incline over the middle area, while it is wound increasingly tighter in the head area and in the transition to this.

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Dabei sind die beiden Wendelrohrpatronen der Heizstäbe 1 und 2 in dem axialen Abschnitt, in welchem sie gemeinsam verlaufen, also hier im Mittelbereich und Kopfbereich des Heizkörpers 10 als Tandemwicklung 5 in gleicher % The two spiral tube cartridges of the heating elements 1 and 2 are arranged in the axial section in which they run together, i.e. here in the middle area and head area of the radiator 10 as a tandem winding 5 in the same %

\ -Form und im entsprechend parallel liegenden schraubenför- £ migen Verlauf aufgebracht; weisen also wie im übrigen alle weiteren, f noch anzubringenden Heizstäbe, sämtlich den gleichen Windungsdurchmesser auf. | \ - form and in a correspondingly parallel helical course; thus, like all other heating rods that are still to be attached, they all have the same winding diameter. |

! Mindstens einer der He.i2stäbe verfügt daher bei dem &Iacgr; ! At least one of the He.i2 rods therefore has the &Iacgr;

vorliegenden erfindungsgemäßen Heizkörper über eine be- \ present radiator according to the invention has a be- \

heizte und eine unbeheizte Zone. Innerhalb des \ heated and an unheated zone. Within the \

i erfindungsgemäßen Rahmens liegt natürlich auch die Ver- * i The framework of the invention is of course also the *

teilung der beheizten und unbeheizten Zonen der jewei- jDivision of the heated and unheated zones of the respective j

ligen Wendelrohrpatrone in der Weise, daß sich diese al-spiral tube cartridge in such a way that this all-

ternierend abwechseln, mit anderen Abschnitten von anderen Wendelrohrpatronen in ihren Heizzonen überlappen oder beide über unbeheizte Zonen gleichzeitig verfügen oder ähnliches). <alternate, overlap with other sections of other coil heater cartridges in their heating zones or both have unheated zones at the same time or similar). <

Andererseits ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbsispiel der Heizstab 1 auf seiner gesamten Länge des Heizstabträgers beheizt.On the other hand, in the embodiment shown in the drawing, the heating rod 1 is heated along its entire length of the heating rod carrier.

Hieraus ist auch das Grundprinzip vorliegender Erfindung zu erkennen, welches darin besteht, daß über die Länge des Heizkörpers ein in beliebiger Weise vorgebbares Temperaturprofil dadurch erzielt wird, daß mindestens über Teilbereiche einander überlappende, also in Tandemwicklung oder Dreifachwicklung angeordnete Wendelröhrpatronen unterschiedlicher Heizstäbe in axialer Richtung gleichsinnig verlaufena angeordnet sind, jedoch separat geregelt werden, Zu diesem Grundprinzip kömmt dann noch | die vorteilhafte Teillösung, daß im Überlappungsbe- |From this, the basic principle of the present invention can be seen, which consists in the fact that a temperature profile that can be specified in any way is achieved over the length of the heating element by arranging spiral tube cartridges of different heating elements that overlap one another at least over partial areas, i.e. arranged in tandem winding or triple winding, running in the same direction in the axial direction, but are regulated separately. In addition to this basic principle, there is also the advantageous partial solution that in the overlap area |

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reich solche Wendelrohrpatronen, die mit Teilabschnitten in bestimmten axialen Zonen alleine liegen, unbeheizte Teillängsstücke aufweisen. Mit den entsprechenden Regelungen ist es daher möglich, hochgenau die Temperaturführung über die Länge des zu beheizenden Düsenschaftes sicherzustellen und gegebenenfalls auch schnell unterschiedliche Profile zu erreichen, in Abstimmung und in Abhängigkeit zu den jeweils zu verarbeitenden Kunststoffmaterialien bzw. dem Ablauf der Spritzgießzyklen. Solche zu regelnden Temperaturprofile können auch durch Speichermittel vorgegeben sein, so daß bei Wechsel des Spritzgießtaktes und/oder des zu verarbeitenden Materials automatisch, beispielsweise mit Hilfe des Einsatzes von Mikroprozessoren, Reglern u. dgl. ein anderes Temperaturprofil über die Länge des Heißkanaldüsenschaftes eingestellt wird. Hierbei liegt es ebenfalls noch innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens, bestimmte Heizstäbe gar nicht mehr oder unter Umständen auch nur im getakteten Ablauf mit Heizenergie zu versorgen, so daß sich feinfühlige Anpassungen an die gewünschten Temperaturprofile erzielen lassen.Such spiral tube cartridges, which are located alone with sections in certain axial zones, have unheated longitudinal sections. With the appropriate controls, it is therefore possible to ensure highly precise temperature control over the length of the nozzle shaft to be heated and, if necessary, to quickly achieve different profiles, in coordination with and depending on the plastic materials to be processed or the sequence of the injection molding cycles. Such temperature profiles to be controlled can also be specified by storage means, so that when the injection molding cycle and/or the material to be processed changes, a different temperature profile is automatically set over the length of the hot runner nozzle shaft, for example with the help of microprocessors, controllers, etc. It is also still within the scope of the invention to no longer supply certain heating rods with heating energy at all or, under certain circumstances, only in a cycled sequence, so that sensitive adjustments to the desired temperature profiles can be achieved.

Um eine gegenseitige thermische Beeinflussung der selektiv beheizten bzw. der mindestens zwei oder mehreren Heizstäbe zu verringern bzw. zu vermeiden, ist es ferner möglich, ergänzend zwischen einzelnen Heizzonen thermisch isolierende bzw. schlecht leitende Materialisn 6 einzubringen oder anzuordnen. Es versteht sich, daß die Aufteilung der Heizzonen auch in mehr als zwei oder drei Zonen in ähnlicher Weise vorgenommen werden kann, wobei die Kabeläbgänge, wie in der Zeichnung dargestellt, entweder gemeinsam radial, aber auch axial oder belie-In order to reduce or avoid mutual thermal influence of the selectively heated or at least two or more heating rods, it is also possible to additionally introduce or arrange thermally insulating or poorly conductive materials 6 between individual heating zones. It goes without saying that the heating zones can also be divided into more than two or three zones in a similar way, with the cable outlets, as shown in the drawing, either radially together, but also axially or in any direction.

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big an der Stelle vorgenommen werden können, an der sich ein hinreichender Freiraum im Einbaubereich bietet.big at the location where there is sufficient free space in the installation area.

Die Herstellung eines solchen Heizkörpers 10 kann dann so erfolgen, daß auf das innere Kupferrohr 4 die Anzahl der vorgegebenen Heizstäbe in entsprechender Bewicklung und entsprechender Formverteilung aufgeschoben wird; anschließend kann, evtl. gleichzeitig mit dem Isoliermaterial 6 ein Kupferpulver 3 eingefüllt werden. Nach Auflegen von kopf- und bodenseitigen Kupferscheiben zum Verschließen des Zwischenringraums oder schon vorher wird der Außenmantel als Stahlrohr aufgeschoben, mit anschließende! Verpressung, so daß ein kompakter abgeschlossener Heizkörper gebildet ist.The manufacture of such a heating element 10 can then be carried out in such a way that the number of predetermined heating rods are pushed onto the inner copper pipe 4 in the appropriate winding and shape distribution; then a copper powder 3 can be filled in, possibly at the same time as the insulating material 6. After placing copper disks on the top and bottom to close the intermediate ring space, or even beforehand, the outer casing is pushed on as a steel pipe, with subsequent pressing, so that a compact, closed heating element is formed.

Es versteht sich, daß ein solcher kompakter Heizkörper mit jeweils getrennten und getrennt geregelten Heizstäben auch durch ein Gießverfahren hergestellt werden kann.It goes without saying that such a compact radiator with separate and separately controlled heating elements can also be manufactured using a casting process.

Die zur getrennten Regelung der vorhandenen Heizstäbe benötigten Temperaturfühler können, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, entweder direkt in jedem Heizstab, und zwar an der Stelle angeordnet sein, wo dieser Heizstab seine aktive Zonenbeheizung durchführen soll, oder die Temperaturfühler sind angrenzend an die Heizstäbe im Vergußmaterial des RingZwischenraums oder schließlich auch außerhalb des Heizkörpers angeordnet. Stets sind die Meßpunkte der für die jeweiligen thermischen Regelkreise erforderlichen Temperaturfühler in den dazugehörigen Zonen anzuordnen/ wobei auch Vermaschüngen der Regelkreise möglich sind und die Istwert-The temperature sensors required for the separate control of the existing heating rods can, which is not shown in the drawing, either be arranged directly in each heating rod, namely at the point where this heating rod is to carry out its active zone heating, or the temperature sensors are arranged adjacent to the heating rods in the casting material of the ring space or finally outside the radiator. The measuring points of the temperature sensors required for the respective thermal control circuits must always be arranged in the corresponding zones / whereby meshing of the control circuits is also possible and the actual value

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angabe eines Temperaturfühlers auch für die Regelung mehrerer Heizstäbe ausgenutzt werden kann.specification of a temperature sensor can also be used to control several heating elements.

Eine weitere bevorzugte ausgestaltung vorliegender Erfindung besteht darin, im Innendurchmesser des Kupferrohrs 4 in solchen Bereichen, wo ein ungewünschter Wärmestaub noch festgestellt werden kann, einen Freistich zusätzlich noch anzubringen, wodurch der Wärmeübergang auf den Düsenkörper, auf den der Heizkörper dann, aufgeschoben wird, im Bereich dieses Freistichs noch entsprechend reduziert werden kann.A further preferred embodiment of the present invention consists in additionally providing a recess in the inner diameter of the copper pipe 4 in areas where undesirable heat dust can still be detected, whereby the heat transfer to the nozzle body, onto which the heating element is then pushed, can be reduced accordingly in the area of this recess.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features presented in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

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Claims

Dlpl.-lng. Peter Otte 7aeo Leonberg Patent Attorney Tiroler Straße 15 1992/ot/wi 22.7.86 Company Jetform Heißkanainormalien und Zubehör GmbH, Schuckertstr. 18, 7255 Rutesheim Protection claims

1. Device for electrically heating hot runner nozzles in plastic injection molding machines, with a metallic outer casing and an inner casing arranged at a distance therefrom to form an annular space, furthermore with heating means (heating rod) in the annular space controlled by temperature sensors, characterized in that in the uniformly compact heating element to be mounted on a hot runner nozzle at least two windings of electrically separated heating rods (1, 2) are arranged, which extend over at least a predetermined axial length range of the heating element together with winding parts lying parallel to one another, and that in order to achieve a corresponding temperature profile of the heating power output over the length of the heating element, the winding density (small or large pitch of the screw threads of the spiral tube cartridge) of the individual heating rods (1, 2) is different in predetermined axial zones and/or at least one of the heating rods is distributed over its length and thus over the axial length of the

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heating element has heated and unheated zones, whereby the heating output of each heating element is regulated independently of the other via temperature sensors arranged in certain axial zones of the heating element and/or the hot runner nozzle.

2. Device according to claim 1, characterized in that the heating element (10) is divided into at least the same number of axially successive zones (base region, middle region, head region) corresponding to the number of heating rods (1, 2) provided, each of which can be regulated differently in terms of its heating power.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the cable outlets of the at least two heating rods (1, 2) present are led out of the heating element (10) together at the same axial height, preferably in the head region of the latter.

4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the at least two heating rods (1, 2) present are guided together over at least one axial partial zone (central region, head region) of the heating element (10) in an adjacent winding position (tandem winding, triple winding, etc.).

5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the unheated zones of the spiral tube cartridge of the at least one heating rod (2) are located where this heating rod is wound in tandem or any multiple winding with at least one

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Another heating element runs.

6. Device according to one of claims 1-5, characterized in that in order to avoid a mutual thermal influence of the at least two heating rods M. 2) between the separately controlled heating zones of the heating element (10) a thermally insulating or poorly conductive material (6) is introduced.

7. Device according to one of claims 1-6, characterized in that the at least two heating rods with their spiral tube cartridge windings are arranged in the annular space between a copper tube (4) forming an inner jacket and a steel tube (7) forming an outer jacket and the annular space is further filled with material that conducts heat well.

8. Device according to claim 7, characterized in that copper powder (3), optionally together with the insulating material (6) is introduced and pressed into the annular space and is covered on both sides by copper ring disks (8).

9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the heating rods arranged in the annular space are cast with the good heat-conducting filling material.

10. Device according to one of claims 1-9, characterized in that for controlling the separate at least two heating rods (1, 2) temperature sensors

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are arranged directly in each heating element.

11. Device according to one of claims 1-9, characterized in that, for controlling the at least two separate heating rods, temperature sensors with their measuring points are arranged in the zone inside or outside the heating element, which is subject to the corresponding control by the heating rod which is at least partially or predominantly effective in this zone.

12. Device according to one of claims 1-11, characterized in that the heating element (10) is divided into a base region, a middle region and a head region.

13. Device according to claim 12, characterized in that two heating rods (1, 2) are arranged in the heating element (10).

14. Device according to claim 12 and 13, characterized in that a first heating rod (2) is arranged in the bottom area tightly wound and has a heated zone of its spiral tube cartridge only in this area | that this first heating rod (2) with greater |

Slope of its unheated zone in the middle area and in the head area of the radiator (10) is further wound with a lower slope and is led axially out of the radiator.

15. Device according to claim 14, characterized in that at the end of the heated zone of the first heating rod (2) a second heating rod (1) is arranged in tandem winding to

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this is wound in the same form and distribution over the middle area and head area of the radiator (10), which is heated in a controlled manner along its entire length and whose cable outlet is adjacent to the cable outlet of the first heating element (2) also in the head area of the radiator (10).

16. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that a relief groove (annular groove over a predetermined axial height with a larger diameter) is arranged in the inner diameter of the copper pipe (4) over a predetermined area for the additional reduction of the heat transfer to the nozzle body located inside the radiator.