DE19522716C1 - Vorrichtung zur Beheizung von Verteilerrohren zum Zuführen von Fluiden - Google Patents
Vorrichtung zur Beheizung von Verteilerrohren zum Zuführen von FluidenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beheizung
von Verteilerrohren zum Zuführen von Fluiden, schmelz
flüssigen Materialien oder dergleichen erhitzten Massen,
wobei das Verteilerrohr zwischen einer Einspeise
vorrichtung und einer Aufnahmevorrichtung für den
Materialstrom angeordnet ist und entweder an der
Einspeisevorrichtung oder an der Aufnahmevorrichtung
fixiert ist und eine der beiden Vorrichtungen,
vornehmlich die Einspeisevorrichtung, relativ von der
anderen Vorrichtung weg und zu dieser hin verfahrbar
ist, wobei die eine Vorrichtung samt Verteilerrohr von
der anderen Vorrichtung getrennt oder an diese in
Arbeitsposition angedockt ist.
Beispielsweise ist eine solche Vorrichtung zur Beheizung
von Verteilerrohren an Etagenwerkzeugen für z. B.
Kunststoffspritzeinrichtungen brauchbar. Ein solches
Etagenwerkzeug weist eine in der Mitte gestellfest
gehalterte Verteilerplatte mit Heißkanalverteilungs
system sowie beidseitig zu dieser hin bzw. von dieser
weg verfahrbare Formplatten auf. Diese sind in der
Arbeitslage zur Verteilerplatte hin verfahren und dicht
an den Anschlußbereich der Verteilerplatte angefahren,
so daß ein Materialfluß von der Maschinendüse über
jeweils ein Verteilerrohr zu Verteilerplatte hin
ermöglicht ist.
Bei Etagenwerkzeugen muß die Kunststoffschmelze (oder
auch Metallschmelze) von der Maschinendüse zum Mittelteil
(Verteilerplatte) und dem eigentlichen Heißkanal des
Werkzeuges transportiert werden. Dazu wird das Material
von einer Düse über ein Verteilerrohr, daß bei jedem
Werkzeugöffnen von der Verteilerplatte abfährt, oder
über ein Verteilerrohrumlenksystem am Werkzeug selbst
vorbei zum zentralen Masseverteilungssystem geführt.
In beiden Fällen verändert sich das Wärmeprofil wegen
des An- bzw. Abfahrens über die Länge des Verteiler
rohres unterschiedlich. Außerdem ist die Wärmestrahlung
auf die Formnester oder zumindest in der Teilungsebene,
wo das Rohr durchgeführt wird, von Nachteil. Unter diesen
Umständen ist es äußerst schwierig, das Verteilerrohr
über sein gesamte Länge auf gleichmäßiger Temperatur
zu halten, was aber, im geschilderten Beispiel, für
die Zuführung des schmelzflüssigen Materials von
wesentlicher Bedeutung ist.
Aus der DE 36 41 711 C2, der DE 42 17 455 A1 und der
US 5 315 686 sind beheizte Verteilerrohre bekannt. Dabei
kann gemäß DE 36 41 711 C2 ein Verteilerrohr mit einem
weiteren Verteilerrohr kombiniert werden, wodurch die
Gesamtbaueinheit dann mindestens zwei separate hinter
einander angeordnete Heizsysteme aufweist.
In der DE 42 17 455 A1 weist jedes Verteilerrohr seinen
separaten Heizleiter auf, wobei die Verteilerrohre und
damit die Heizsysteme aber nebeneinander angeordnet
sind, um das Fluid gleichzeitig zu mehreren Auslässen
zu führen.
Die Zufuhreinrichtung in der US 5 315 686 wird in ihrer
Länge unterschiedlich beheizt, indem eine Heizleitung
mit unterschiedlich dichtem Abstand der Heizleitungsrohre
zueinander, die radial um die Zuführeinrichtung gelegt
sind, aufgebracht ist.
Aus der US 4 638 849 ist es bekannt, die
Zufuhreinrichtung durch zwei separate Heizsysteme, die
hintereinander angeordnet sind, zu beheizen. Die beiden
Heizsysteme sind aber verbunden.
Die Temperatur mit Thermoelementen in der
Zuführeinrichtung direkt zu messen, ist beispielsweise
aus der DE 40 21 910 A1 bekannt. Die Temperatur wird
dabei lediglich in der Nähe der Düse gemessen.
Ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stand der Technik
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, mit der
eine gezielte Aufheizung des Verteilerrohres ermöglicht
ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor,
daß das Verteilerrohr zwei separate axial hintereinander
angeordnete, um den Mantel des Verteilerrohres geführte
elektrische Heizelemente aufweist, mittels derer
unterschiedliche axiale Zonen des Verteilerrohres
beheizbar sind, und daß jedes Heizelement mit einem
Thermofühler gekoppelt ist, welcher die Temperatur in
der von dem entsprechenden Heizelement beheizten Zone
oder am Ende dieser Zone, welches der anderen beheizten
Zone abgewandt ist, erfaßt und die Steuerung bzw. Regelung
des Heizelements beeinflußt.
Das Verteilerrohr kann - in dem eingangs geschilderten
Ausführungsbeispiel - alternativ an dem gestellfest
gehaltenen Vorrichtungsteil oder an dem verfahrbaren
Vorrichtungsteil fixiert sein, so daß entsprechend dem
Bewegungszyklus entweder das verfahrbare Vorrichtungs
teil von dem Verteilerrohr abgezogen und entsprechend
dem Arbeitszyklus an dieses herangefahren wird oder
aber das Verteilerrohr samt beweglichem Vorrichtungsteil
von dem gestellfesten Teil im Zyklus abgezogen und zu
dem gestellfesten Teil wieder hin verfahren wird. In
der Arbeitsposition, wenn die beiden Vorrichtungsteile
zueinander hin verfahren sind, ist das Verteilerrohr
an der entsprechenden Trennstelle an den anderen
Vorrichtungsteil angedockt, so daß eine dichte Verbindung
erreicht ist und die Materialzufuhr durch das Verteiler
rohr erfolgen kann.
Mit der Erfindung wird eine gezielte Beheizung des
Verteilerrohrs im Bereich seines Festpunktes (entweder
an dem gestellfesten Vorrichtungsteil oder an dem
beweglichen Vorrichtungsteil) und im Bereich seines
freien Ende (entweder im Bereich des verfahrbaren
Vorrichtungsteils oder des gestellfesten Vorrichtungs
teils) ermöglicht, so daß die gewünschte Temperatur
eingestellt werden kann.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
bezeichnet.
Durch die Temperaturfühler können die Temperaturen in
den entsprechenden Bereichen des Verteilerrohres,
vorzugsweise an den Enden des Verteilerrohres erfaßt
werden und entsprechend die Heizelemente zur Beheizung
des Verteilerrohres insbesondere in seinen beiden
Endbereichen gesteuert werden. Die während des Arbeits
zykluses auftretenden Temperaturdifferenzen können so
weitgehend gemindert oder ausgeglichen werden.
Durch die zusätzlich aufgebrachte äußere thermische
Isolierung wird die Wärmeabstrahlung nach außen
eingegrenzt und vermindert, so daß eine entsprechende
Temperaturabgabe (Strahlung) verhindert ist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines schematischen
Ausführungsbeispieles erläutert.
In der Zeichnung ist eine entsprechende Vorrichtung
schematisch, teilweise geschnitten gezeigt.
Die Vorrichtung zur Beheizung von Verteilerrohren 7
an Etagenwerkzeugen für z. B. Kunststoffspritzein
richtungen besteht aus einem Etagenwerkzeug mit einer
(mittig) gestellfest gehalterten Verteilerplatte 1 mit
Masseverteilungssystem und Spritzgießdüsen sowie
einseitig oder beidseitig zu dieser Verteilerplatte
1 hin und von dieser weg in Richtung des Pfeiles 2
verfahrbaren Formplatte 3 mit Formnestern. Die Formplatte
3 ist in der zur Verteilerplatte 1 verfahrenen Position
dicht an den Anschlußbereich 4 der Verteilerplatte
angefahren, so daß ein Materialfluß durch den Kanal
(5, 6, 7) vom Kunststoffzuführmittel (Maschinendüse) über
den Kanal 6 des Formteiles 3 durch den Kanal 5 zum Kanal
7 der Verteilerplatte erfolgen kann.
Um die Temperaturdifferenzen beim Öffnen und Schließen
des Werkzeuges auszugleichen, ist im Ausführungsbeispiel
an der Formplatte 3 ein Verteilerrohr 7 mit einem axial
durchgehenden Massekanal 5 fixiert, welches eine
elektrische Beheizung (Heizelemente 8, 9) und eine äußere
thermische Isolierung 10 aufweist. Das freie Ende des
Verteilerrohres 7 ist bei zur Verteilerplatte 1 hin
verfahrener Formplatte 3 an die Verteilerplatte 1
angedockt (dicht), wie aus der Zeichnungsfigur
ersichtlich ist. Bei von der Verteilerplatte 1 weg
verfahrener Formplatte 3 weist das Ende des
Verteilerrohres 7 Abstand von der Verteilerplatte 1
auf.
Das Verteilerrohr 7 ist an seinem mit der Formplatte
3 fest verbindbaren Ende mit einem Befestigungsflansch
versehen, so daß es hierüber mittels Schrauben oder
dergleichen daran befestigbar ist. Anstelle der
dargesellten Ausführungsform ist es auch möglich, das
Verteilerrohr 7 entsprechend an der Verteilerplatte
1 zu fixieren und die Formplatte 3 dann von dem
Verteilerrohr 7 im Spritzzyklus abzuziehen bzw. an dieses
heranzuverfahren (anzudocken).
Die Ankopplungsstelle zur massedichten Ankopplung ist
dann an der Trennstelle zwischen Verteilerrohr 7 und
Formplatte 3 vorgesehen, während die Flanschverbindung
zwischen dem anderen Ende des Verteilerrohres 7 und
der Verteilerplatte 1 anzuordnen ist.
Das Verteilerrohr 7 ist von zwei axial hintereinander
angeordneten, separaten, wendelartig um den Mantel des
Verteilerrohres 7 geführten elektrischen Heizelementen
8, 9 (Wendelrohrpatrone) umgeben, wobei diese wiederum
außenseitig von einem das Verteilerrohr 7 samt
Heizelementen 8, 9 umgebenden thermischen Isolier
stoffmantel 10 umgeben ist. Beide Heizelemente 8, 9 sind
mit je einem Thermofühler 11, 12 gekoppelt, wobei der
eine Thermofühler 11 am einen Ende des Verteilerrohres
und Ende des entsprechenden Heizelementes und der andere
Thermofühler 12 am anderen Ende des Verteilerrohres
und Ende des entsprechenden Heizelementes angeordnet
ist. Die Thermofühler sind vorzugsweise integraler
Bestandteil der Heizelemente 8, 9.
Beide Heizelemente 8, 9 sind am einen Ende (in der
Zeichnung rechts) des Verteilerrohres 7 radial
austretend, den Isoliermantel 10 durchgreifend
ausgebildet, so daß dort Anschlußbereiche 13, 14 zum
Anschluß elektrischer Zuleitungen auch für die
Thermofühler vorgesehen sind. Ein erster Bereich 15,
16 der beiden Heizelemente 8, 9 ist achsparallel zum
Verteilerrohr 7 entlang dem Mantel bis etwa zur
Längsmitte des Verteilerrohres 7 geführt und von dort
aus wendelartig zu dem einen bzw. anderen Ende des
Verteilerrohres 7 um dessen Mantel gelegt. Die Wendel
ist im Mittelbereich des Verteilerrohres mit großer
Steigung und am Ende des Verteilerrohres mit kleiner
Steigung ausgeführt, so daß an den Enden des Verteiler
rohres eine dichte Lage von Heizwendeln erreicht ist.
Die Heizelemente 8, 9 enden etwa mit den Enden des
Verteilerrohres 7, wobei in diesen Endbereichen auch
die Meßpunkte der Thermofühler 11, 12 angeordnet sind.
Auf diese Weise ist es in einfacher Weise möglich, die
entsprechenden Temperaturen in den Endbereichen des
Verteilerrohres 7 zu erfassen und aus den erfaßten Werten
entsprechende Regelwerte für die Heizelemente 8, 9
abzuleiten, so daß eine gezielte Beheizung der extremen
Bereiche des Verteilerrohres 7 ermöglicht ist.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Beheizung von Verteilerrohren zum
Zuführen von Fluiden, schmelzflüssigen Materialien
oder dergleichen erhitzten Massen, wobei das
Verteilerrohr zwischen einer Einspeisevorrichtung
und einer Aufnahmevorrichtung für den Materialstrom
angeordnet ist und entweder an der Einspeise
vorrichtung oder an der Aufnahmevorrichtung fixiert
ist und eine der beiden Vorrichtungen, vornehmlich
die Einspeisevorrichtung, relativ von der anderen
Vorrichtung weg und zu dieser hin verfahrbar ist,
wobei die eine Vorrichtung samt Verteilerrohr von
der anderen Vorrichtung getrennt oder an diese
in Arbeitsposition angedockt ist, in der der Material
strom fließen kann, oder diese Vorrichtung vom an
der anderen Vorrichtung fixierten Verteilerrohr ge
trennt oder an dieses in Arbeitsposition angedockt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerrohr
(7) zwei separate axial hintereinander angeordnete,
um den Mantel des Verteilerrohres (7) geführte
elektrische Heizelemente (8, 9) aufweist, mittels
derer unterschiedliche axiale Zonen des Verteiler
rohres (7) beheizbar sind, und daß jedes Heizelement
(8, 9) mit einem Thermofühler (11, 12) gekoppelt ist,
welcher die Temperatur in der von dem entsprechenden
Heizelement (11, 12) beheizten Zone oder am Ende dieser
Zone, welches der anderen beheizten Zone abgewandt
ist, erfaßt und die Steuerung bzw. Regelung des Heiz
elementes (8, 9) beeinflußt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß beide Heizelemente (8, 9) am einen Ende des
Verteilerrohres (7) radial austretende, den Isolier
mantel (10) durchgreifende Anschlußbereiche (13, 14)
zum Anschluß elektrischer Zuleitungen auf für die
Thermofühler (11, 12) aufweisen und daß ein erster
Bereich (15, 16) beider Heizelemente (8, 9) vom
Anschlußbereich (13, 14) achsparallel zum Verteiler
rohr (7) entlang dessen Mantel bis etwa zur Längs
mitte des Verteilerrohres (7) um dessen Mantel gelegt
sind und mit den Enden des Verteilerrohres (7) enden,
wobei in diesen Endbereichen die Thermofühler (11, 12)
angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Heizelemente (8, 9) jeweils als
Wendelrohrpatrone ausgebildet sind und die Thermo
fühler (11, 12) in die Wendelrohrpatronen integriert
sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verteilerrohr (7) samt Heiz
elementen (8, 9) und Thermofühlern (11, 12) außen
umfangsseitig von einen thermischen Isolierstoff
mantel (10) umgeben ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heizelemente (8, 9) an den
Enden des Verteilerrohres (7) enger gewendelt sind
als im Mittelbereich.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heizelemente (8, 9) bis zu
den Enden des Verteilerrohres (7) geführt sind und
in diesen Endbereichen auch die Meßpunkte der Thermo
fühler (11, 12) angeordnet sind.
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