DE102009044877A1 - Elektrische Heizpatrone mit Anschlussleitung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizpatrone (1) mit Anschlussleitung (7), wobei die Heizpatrone (1) einen metallischen Mantel (2) aufweist, in welchem mindestens ein elektrischer Leiter (3) isoliert angeordnet ist, der mit einem metallischen Anschlussstift (6) verbunden ist, der aus dem Mantel (2) vorragt, wobei die Anschlussleitung (7) an einem Endbereich freigelegt ist, im freigelegten Bereich von einem Gehäuse umgeben ist, wobei das Gehäuse eine am freien Ende der Anschlussleitung (7) fixierte Kontaktbuchse (10) umgibt, in die der Anschlussstift (6) einsteckbar oder eingesteckt ist, wobei schließlich das Gehäuse mit der Heizpatrone (1) unmittelbar lösbar verbunden oder verbindbar ist die unter Beibehalt des Vorteils der leichten Auswechselbarkeit der Heizpatrone ohne Anschlussleitung eine vereinfachte Fertigung, eine sichere Montage und eine hohe Dichtigkeit gegen Umwelteinflüsse wie Hydrauliköl, Spritz- oder Schwallwasser gewährleistet.
Description
- Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizpatrone mit Anschlussleitung, wobei die Heizpatrone einen metallischen Mantel aufweist, in welchem mindestens ein elektrischer Leiter isoliert angeordnet ist, der mit einem metallischen Anschlussstift verbunden ist, der aus dem Mantel vorragt, wobei die Anschlussleitung an einem Endbereich freigelegt ist, im freigelegten Bereich von einem Gehäuse umgeben ist, wobei das Gehäuse eine am freien Ende der Anschlussleitung fixierte Kontaktbuchse umgibt, in die der Anschlussstift einsteckbar oder eingesteckt ist, wobei schließlich das Gehäuse mit der Heizpatrone unmittelbar lösbar verbunden oder verbindbar ist.
- Aus der
DE 34 27 207 C2 ist eine solche Anordnung bekannt. Vorteilhaft bei der bekannten Ausbildung ist, dass es in einfacher Weise möglich ist, bei einer defekten Heizpatrone allein diese Heizpatrone auszutauschen, ohne dass die Zuleitung neu verlegt werden muss. Vielmehr kann die elektrische Zuleitung in ihrer ursprünglichen Position verbleiben. Dies ist insbesondere bei üblichen Spritzgusswerkzeugen von besonderer Bedeutung, die mit solchen Heizpatronen beheizt werden, da solche Spritzgusswerkzeuge häufig mehrere hundert solcher Heizpatronen einschließlich Anschlussleitungen aufweisen. Eine solche Ausbildung ist aber nicht nur bei verlegten Heizpatronen nebst Anschlussleitungen vorteilhaft, sondern es ist auch vorteilhaft, dass solche Heizpatronen separat gefertigt und bevorratet werden können und die dazugehörigen Anschlussleitungen in unterschiedlicher Länge ebenfalls standardmäßig konfektioniert vorgehalten werden können. Sofern eine entsprechende Kombination verwendet werden soll, wird eine elektrische Heizpatrone mit einer passenden Anschlussleitung kombiniert. Bei der im Stand der Technik bekannten Ausbildung hat die Heizpatrone einen kleinen Durchmesser von beispielsweise 4 mm. - Bei der bekannten Ausbildung ist nachteilig, dass die Anschlussleitung in einem Endbereich von einem formfesten Isolierkörper aus Keramik umgeben ist, in dem die Kontakthülsen angeordnet sind, wobei dieser Isolierkörper von einem metallischen Gehäuse umgeben ist. Zusätzlich sind noch Dichtelemente in Form eines Stopfens aus Silikon in dem Gehäuse unterzubringen und die Abdichtung zwischen der elektrischen Zuleitung und dem Gehäuse sowie den im Gehäuse befindlichen Einzelteilen ist problematisch. Auch ist die lösbare Verbindung des Gehäuses mit dem Mantel der Heizpatrone kompliziert, weil im Stand der Technik dazu zwar eine Gewindeverbindung angegeben ist, wobei aber bei dieser Ausgestaltung das umgebende Gehäuse relativ zum Isolierstoffkörper samt Stopfen verdrehbar angeordnet sein muss. Dies führt weiterhin zu erheblichen Problemen bezüglich der abgedichteten Ausbildung und Anordnung gegenüber Umwelteinflüssen.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Heizpatrone mit Anschlussleitung zu schaffen, die unter Beibehalt des Vorteils der leichten Auswechselbarkeit der Heizpatrone ohne Anschlussleitung eine vereinfachte Fertigung, eine sichere Montage und eine hohe Dichtigkeit gegen Umwelteinflüsse wie Hydrauliköl, Spritz- oder Schwallwasser gewährleistet. Dabei soll zudem eine hohe Zugfestigkeit zwischen Heizpatrone und der angesteckten Anschlussleitung erreicht werden.
- Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass auf die Heizpatrone endseitig eine metallische Hülse aufgesteckt und mit dem Mantel der Heizpatrone formfest und fluiddicht verbunden ist, in die das Ende des elektrischen Leiters der Heizpatrone hineinragt,
dass das Ende des Leiters mit dem metallischen Anschlussstift innerhalb der Hülse verbunden ist, wobei der Anschlussstift bis zur der Heizpatrone abgewandten Mündung der Hülse vorragt oder über diese hinausragt,
dass die Hülse in dem Bereich, in welchen das Ende der Heizpatrone hineinragt und in dem der Leiter mit dem Anschlussstift verbunden ist, sowie über einen Teil der Länge des Anschlussstiftes mit Isoliermaterial,
insbesondere einer Glasschmelze, gefüllt ist, mittels derer eine abgedichtete, zentrierte und mechanisch feste Anordnung der Teile zueinander erfolgt,
dass die Hülse an ihrem der Heizpatrone abgewandten Ende ein Außengewinde aufweist,
dass die am freien Ende der Anschlussleitung fixierte Kontaktbuchse samt des an diese anschließenden Endbereichs der Anschlussleitung von einem aufgeformten Kunststoffformteil umgeben ist, welches mit der Einstecköffnung der Kontaktbuchse offen endet und in die Hülse einsteckbar ist, so dass der Anschlussstift in die Kontaktbuchse eingreift,
dass am Mantel des Kunststoffformteils mit Abstand von dessen offenem Ende ein nach außen abragender Mitnehmer angeformt ist, an dem sich ein Kragen einer Überwurfmutter abstützt, die drehbar auf dem Kunststoffformteil angeordnet ist und mit ihrem Innengewinde auf das Außengewinde der Hülse aufschraubbar oder aufgeschraubt ist, wobei in einem Bereich zwischen einer Stirnfläche des Mitnehmers und einer Stirnfläche der Hülse ein Dichtelement angeordnet ist, und
dass schließlich das Kunststoffformteil im Bereich zwischen dem Umgriff der Überwurfmutter bis zur austretenden Anschlussleitung sowie über einen Teilbereich der Anschlussleitung, die über das Formteil vorragt, von einem Schrumpfschlauch umgeben und durch diesen gedichtet ist. - Gemäß dieser Ausgestaltung wird in einfacher Weise einerseits die gegen Umwelteinflüsse dichte Anordnung und Ausbildung eines ersten Elementes am Körper der Heizpatrone sichergestellt und andererseits eine ebensolche Ausbildung am Ende der Anschlussleitung, wobei beide Elemente in einfacher Weise steckverbunden werden können und durch die Überwurfmutter in einfacher Weise fixiert werden können, wobei auch im Trennbereich zwischen den beiden Teilen eine hervorragende Abdichtung erreicht wird. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine schlanke Anordnung der Kupplungsbestandteile, so dass der benötigte Einbaurahmen relativ gering ist. Die anzuschließenden Heizpatronen können Standardbauteile sein, die in üblicher Weise gefertigt werden und zur Verfügung stehen. Ebenso ist die elektrische Anschlussleitung ein Standardbauteil, welches ohne besondere Maßnahmen zu Verfügung steht.
- Bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Gestaltung, dass das Dichtelement ein O- Ring ist.
- Insbesondere ist bevorzugt, dass das Dichtelement aus hochtemperaturfestem Silikon besteht.
- Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass das Kunststoffformteil aus hochtemperaturfestem, spritzfähigem Kunststoff besteht.
- Besonders bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass der Schrumpfschlauch außenliegend aus einer Schicht aus duroplastischem Polytetrafluoräthylen (PTFE) und innenliegend aus einem Hochtemperatur-Schutzkleber besteht, vorzugsweise FEP.
- Dabei ist auch vorgesehen, dass die Anschlussleitung einen Mantel aus PTFE aufweist.
- Insbesondere bei der letztgenannten Kombination wird erreicht, dass beim Aufbringen des Schrumpfschlauches durch Temperatureinwirkung nicht nur das Schrumpfen des Schlauches bewirkt wird, sondern der innenliegende Hochtemperaturschmelzkleber (FEP) schmilzt auf und verbindet sich hervorragend mit dem aus PTFE bestehenden Mantel der Anschlussleitung, so dass eine dichte Anordnung erreicht wird.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.
- Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine elektrische Heizpatrone mit angesteckter Anschlussleitung im Mittel-Längsschnitt.
- In der Zeichnung ist eine elektrische Heizpatrone
1 gezeigt, die einen metallischen Mantel2 aufweist. Dieser Mantel ist beispielsweise ein Rohr aus Edelstahl wobei eine Abmessung in der Größenordnung von 2–4 mm üblich ist. An der Heizpatrone ist ein elektrischer Leiter3 angeordnet, der von einer elektrisch isolierenden, wärmeleitenden Schicht4 aus beispielsweise MgO umgeben ist. Im unbeheizten Endbereich der Heizpatrone1 kann ein Stift5 aus Metall vorgesehen sein, der mit dem elektrischen Leiter3 verbunden ist und über die Mündung der Heizpatrone1 vorragt, wie in der Zeichnung dargestellt. Anstelle dessen könnte auch der Leiter3 verlängert sein und über die Mündung der Heizpatrone1 vorragen, wie dies der Stift5 zeigt. Der Endbereich oder der Stift5 kann mit einem metallischen Anschlussstift6 verbunden sein, der vorzugsweise aus Nickel besteht. Die Verbindung der Elemente5 und6 kann durch Schweißung, durch Steckverbindung oder in anderer geeigneter Weise erfolgen. - Die Anschlussleitung
7 kann eine übliche isolierte Leitung mit innenliegendem Leiter sein. Randseitig ist der Leiter8 freigelegt, wobei die Anschlussleitung7 mindestens in dem freigelegten Bereich von einem Gehäuse9 umgeben ist. Das Gehäuse9 umgibt zusätzlich eine am freien Ende des Leiters8 fixierte Kontaktbuchse10 aus Metall. In diese Kontaktbuchse10 ist in den Bereich11 der Anschlussstift6 einsteckbar oder in der Zeichnung eingesteckt. Das Gehäuse9 ist in der Montagesolllage mittelbar mit der Heizpatrone1 lösbar verbunden. - Auf die Heizpatrone
1 ist endseitig eine metallische Hülse12 , beispielsweise aus Edelstahl, aufgesteckt und in einem Bereich13 mit dem Mantel der Heizpatrone1 formfest und fluiddicht verbunden. In den von der metallischen Hülse12 umgebenen Hohlraum passt sowohl das Ende der Heizpatrone1 als auch der Stift5 beziehungsweise der Anschlussstift6 hinein. Das Ende des Leiters3 oder des Stiftes5 ist mit dem metallischen Anschlussstift6 innerhalb der Hülse12 verbunden, wobei der Anschlussstift6 bis zur der Heizpatrone1 abgewandten Mündung der Hülse12 vorragt oder sogar geringfügig über diese hinausragt. - Der Hohlraum der Hülse
12 , der das Ende der Heizpatrone1 sowie den Stift5 und teilweise den Anschlussstift6 umgibt, ist mit Isoliermaterial14 gefüllt. Im Ausführungsbeispiel ist hierzu als Isoliermaterial eine Glasschmelze vorgesehen, mittels derer der Stift5 und der Anschlussstift6 zentriert und mechanisch fest gehalten ist sowie gegenüber der Umwelt in Richtung zur Heizpatrone1 hin abgedichtet ist. - Zusätzlich weist die Hülse
12 an ihrem der Heizpatrone1 abgewandten Ende ein Außengewinde15 auf. - Die am freien Ende der Anschlussleitung
7 fixierte Kontaktbuchse10 ist samt des an diese anschließenden Endbereichs der Anschlussleitung7 von einem aufgeformten Kunststoffformteil9 umgeben. Dieses endet mit der Einstecköffnung der Kontaktbuchse10 offen aus. Dieses Ende ist in die Hülse12 einsteckbar, so dass der Anschlussstift6 in den Kontaktbereich11 der Kontaktbuchse10 eingleiten kann und dort kontaktierend sitzt, wie in der Zeichnung dargestellt ist. - Am Mantel des Kunststoffformteiles
9 ist mit Abstand von dessen offenem Ende ein nach außen abragender Mitnehmer16 in Form eines umlaufenden Kragens angeformt, an dem sich ein Kragen17 einer Überwurfmutter18 abstützt, die drehbar auf dem Kunststoffformteil9 angeordnet ist und mit ihrem Innengewinde auf das Außengewinde15 der Hülse12 aufgeschraubt ist. In den Spalt19 , der zwischen einer Stirnfläche des Mitnehmers16 und einer Stirnfläche der Hülse12 gebildet ist, ist ein Dichtelement angeordnet (dies ist in der Zeichnung nicht dargestellt). - Das Kunststoffformteil
9 wiederum ist im Bereich zwischen dem Umgriff der Überwurfmutter18 mit Kragen17 bis zur austretenden Anschlussleitung7 sowie über einen Teilbereich der Anschlussleitung7 , die über das Formteil9 vorragt, von einem Schrumpfschlauch20 umgeben, wobei in der Solllage eine Abdichtung dieses Bereiches erfolgt. Zu Verbesserung des Sitzes hat das Formteil9 Rippen21 ,22 , in die das Material des Schrumpfschlauches20 eingreifen kann. - Das in dem Bereich
19 anzuordnende Dichtelement ist vorzugsweise ein O-Ring, der aus hochtemperaturfestem Silikon besteht. - Das Kunststoffformteil
9 besteht vorzugsweise aus hochtemperaturfestem spritzfähigem Kunststoff. Der Schrumpfschlauch20 ist vorzugsweise ein so genannter Dual- Schrumpfschlauch, der außen aus einer duroplastischen PTFE-Schicht besteht und innen aus einer Schicht FEP. Dieses FEP ist ein Hochtemperaturschmelzkleber, der bei entsprechender Temperatur, die zum Schrumpfen des Schrumpfschlauches20 geeignet ist, aufschmilzt und sich mit dem aus PTFE bestehenden Mantel der Anschlussleitung7 hervorragend und dicht verbindet. - Um hinsichtlich der Dimensionierung dieser Einrichtung eine ungefähre Angabe zu machen, wird darauf hingewiesen, dass die Überwurfmutter als M5 Mutter ausgebildet sein kann, wobei bevorzugt das gesamte Kopplungselement einen Maximaldurchmesser von ca. 6 mm einhält.
- Die Erfindung stellt ein hochtemperaturfestes Element bestehend aus einer elektrischen Heizpatrone
1 , einer Anschlussleitung7 und Kupplungselementen zur Verfügung, wobei durch die erfindungsgemäße Anordnung eine einfache Handhabung zur Verbindung und zum Lösen der Anschlussleitung von der Heizpatrone geschaffen ist, eine hohe Dichtigkeit der Gesamteinrichtung gegen Umwelteinflüsse erreicht ist und eine kostengünstige Fertigung der Einzelelemente realisiert ist. - Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
- Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 3427207 C2 [0002]
Claims (6)
- Elektrische Heizpatrone (
1 ) mit Anschlussleitung (7 ), wobei die Heizpatrone (1 ) einen metallischen Mantel (2 ) aufweist, in welchem mindestens ein elektrischer Leiter (3 ) isoliert angeordnet ist, der mit einem metallischen Anschlussstift (6 ) verbunden ist, der aus dem Mantel (2 ) vorragt, wobei die Anschlussleitung (7 ) an einem Endbereich freigelegt ist, im freigelegten Bereich von einem Gehäuse umgeben ist, wobei das Gehäuse eine am freien Ende der Anschlussleitung (7 ) fixierte Kontaktbuchse (10 ) umgibt, in die der Anschlussstift (6 ) einsteckbar oder eingesteckt ist, wobei schließlich das Gehäuse mit der Heizpatrone (1 ) unmittelbar lösbar verbunden oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Heizpatrone (1 ) endseitig eine metallische Hülse (12 ) aufgesteckt und mit dem Mantel (2 ) der Heizpatrone (1 ) formfest und fluiddicht verbunden ist, in die das Ende des elektrischen Leiters (3 ,5 ) der Heizpatrone (1 ) hineinragt, dass das Ende des Leiters (3 ,5 ) mit dem metallischen Anschlussstift (6 ) innerhalb der Hülse (12 ) verbunden ist, wobei der Anschlussstift (6 ) bis zur der Heizpatrone (1 ) abgewandten Mündung der Hülse (12 ) vorragt oder über diese hinausragt, dass die Hülse (12 ) in dem Bereich, in welchen das Ende der Heizpatrone (1 ) hineinragt und in dem der Leiter (3 ,5 ) mit dem Anschlussstift (6 ) verbunden ist, sowie über einen Teil der Länge des Anschlussstiftes (6 ) mit Isoliermaterial (14 ), insbesondere einer Glasschmelze, gefüllt ist, mittels derer eine abgedichtete, zentrierte und mechanisch feste Anordnung der Teile zueinander erfolgt, dass die Hülse (12 ) an ihrem der Heizpatrone (1 ) abgewandten Ende ein Außengewinde (15 ) aufweist, dass die am freien Ende der Anschlussleitung (7 ) fixierte Kontaktbuchse (10 ) samt des an diese anschließenden Endbereichs der Anschlussleitung (7 ) von einem aufgeformten Kunststoffformteil (9 ) umgeben ist, welches mit der Einstecköffnung der Kontaktbuchse (10 ) offen endet und in die Hülse (12 ) einsteckbar ist, so dass der Anschlussstift (6 ) in die Kontaktbuchse (10 ) eingreift, dass am Mantel des Kunststoffformteils (9 ) mit Abstand von dessen offenem Ende ein nach außen abragender Mitnehmer (16 ) angeformt ist, an dem sich ein Kragen (17 ) einer Überwurfmutter (18 ) abstützt, die drehbar auf dem Kunststoffformteil (9 ) angeordnet ist und mit ihrem Innengewinde auf das Außengewinde (15 ) der Hülse (12 ) aufschraubbar oder aufgeschraubt ist, wobei in einem Bereich (19 ) zwischen einer Stirnfläche des Mitnehmers (16 ) und einer Stirnfläche der Hülse (12 ) ein Dichtelement angeordnet ist, und dass schließlich das Kunststoffformteil (9 ) im Bereich zwischen dem Umgriff der Überwurfmutter (18 ) bis zur austretenden Anschlussleitung (7 ) sowie über einen Teilbereich der Anschlussleitung (7 ), die über das Formteil (9 ) vorragt, von einem Schrumpfschlauch (20 ) umgeben und durch diesen gedichtet ist. - Heizpatrone mit Anschlussleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement ein O-Ring ist.
- Heizpatrone mit Anschlussleitung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement aus hochtemperaturfestem Silikon besteht.
- Heizpatrone mit Anschlussleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffformteil (
9 ) aus hochtemperaturfestem, spritzfähigem Kunststoff besteht. - Heizpatrone mit Anschlussleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schrumpfschlauch (
20 ) außenliegend aus einer Schicht aus duroplastischem Polytetrafluoräthylen (PTFE) und innenliegend aus einem Hochtemperatur-Schutzkleber besteht, vorzugsweise FEP. - Heizpatrone mit Anschlussleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung (
7 ) einen Mantel (23 ) aus PTFE aufweist.
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