DE3246845C2 - Elektrische Heizvorrichtung für Zylinder von kunststoffverarbeitenden Maschinen - Google Patents

Abstract

Die elektrische Heizvorrichtung zur Erwärmung von Zylindern in kunststoffverarbeitenden Maschinen hat Halbleiterheizkörper (2) mit aus zwei oder mehreren Segmenten (3) zusammengesetzten Segmentkörpern (1). Jedes Segment (3) hat vier oder mehr ebene geschlossene Flächen und eine oder mehr Zylinderflächen mit zu zwei ebenen geschlossenen Flächen senkrechten Mantellinien. Die Segmente (3) können gleiche oder verschiedene Gesamtflächeninhalte aufweisen. Der Flächeninhalt der Kontaktfläche eines Segmentkörpers (1) an einem Widerstandselement (4) eines Halbleiterheizkörpers (2) ist gleich oder unterschiedlich, bezogen auf den Flächeninhalt der Kontaktfläche des Segmentkörpers (1) an dem Zylinder (5) des Plastifizierungssystems. Die einzelnen Halbleiterheizkörper (2) sind auf der Heizlänge des Zylinders (5) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung für Zylinder von kunststoffverarbeitenden Maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige elektrische Heizvorrichtung ist aus der PL-PS 1 06 110 bekannt. Die wärmeleitenden Segmentkörper bestehen aus einem stromleitenden Material mit hoher Wärmeleitzahl, beispielsweise aus Aluminium. Die Widerstandselemente bestehen aus einem nichtleitenden Material, wie Glas oder Keramik und weisen eine halbleitende Schicht aus einem halbleitenden Metalloxid auf. Jeder Heizring ist außenseitig von einem Mantel umschlossen. Zwischen dem Mantel und den einzelnen Widcrstandselementen der Segmentkörper ist ein Infrarotreflektor angeordnet. Die elektrische Beheizung der einzelnen Heizringe erfolgt gesteuert von Temperaturfühlern an den einzelnen Zonen des Zylinders der kunststoffverarbeitenden Maschine. Das bedeutet, daß die :i vom Heizring der Zylinderzone zugeführte Wärmemenge von der Einschaltzeit des jeweiligen Heizrings abhängt. Eine derartige Anpassung der Wärmezufuhr an die einzelnen Heizzonen ist sehr grob und genügt in vielen Fällen den gestellten Anforderungen nicht.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, die elektrische Heizvorrichtung der

eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Anpassung an den Wärme-

3d bedarf pro Zylinderzone von kunststoffverarbeitenden Maschinen unabhängig von der Einschaltzeit des jeweili-

gen Heizrings möglich ist. Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen

Merkmalen gelöst. Durch die vorgeschlagene Verwendung von Segmenten mit gleichen oder verschiedenen Flächeninhalten

lassen sich in einfacher Weise unterschiedliche Kontaktflächen zwischen den aus den Segmenten gebildeten

3, Segmentkörpern und dem zugehörigen Widerslandselement herstellen, so daß diese Kontaktflächen bezogen

auf die Kontaktfläche zwischen Segmentkörper und der zugeordneten Zylinderzone gleich oder verschieden gestaltet werden kann, was eine individuelle Anpassung an die Beheizungserfordernisse je Zylinderzone vom

Aufbau her, also unabhängig von der jeweiligen Einschaltzeit des zugehörigen Heizrings, ermöglicht. Neben der Anpassung der jeweiligen Kontaktflächen läßt sich genauso einfach durch die Verwendung einer größeren

Anzahl von Segmenten pro Segmentkörper die axiale Erstreckung der Heizringe an vorgegebenen Zylinderzonenlängen anpassen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeig!

F i g. 1 in einer Seitenansicht einen Zylinder einer kunststoffverarbeitenden Maschine mit mehreren zugeordneten Heizringen, 4■> F i g. 2 perspektivisch einen Heizring teilweise aufgeschnitten,

F i g. 3 perspektivisch eine erste Ausführungsform eines Segmentkörpers, und F i g. 4 perspektivisch eine zweite Ausführungsform eines Segmentkörpers.

Wie aus Fig.! zu ersehen ist. sind um einen Zylinder 5 einer kunststoffverarbeitenden Maschine herum axial im Abstand Heizringe 2 angeordnet, die zusammen eine elektrische Heizvorrichtung bilden. Dem Heizring 2 so sind elektrische Anschlüsse 15 zugeordnet.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, besteht jeder Heizring 2 aus zwölf einzelner., um den Zylinder 5 herum angeordneten Segmentkörpern 1, die mit ihren radialen Flächen eng nebeneinanderliegend angeordnet sind. Jeder Segmentkörper 1 ist aus einzelnen Segmenten 3 zusammengesetzt, von denen jedes, wie aus F i g. 3 und 4 zu ersehen ist, eine innere Zylinderfläche 31, eine äußere Zylinderfläche 32, zwei rechteckige radiale Seitenflä- chen 33 und zwei dazu senkrechte Stirnflächen 34 aufweist. Die einzelnen Segmentkörper 3 sind mit ihren Stirnflächen in wärmeleitendem Kontakt aneinanderliegend durch eine Metallstange 11 gehalten und so angeordnet, daß ihre radiale Seitenfläche 33 und ihre inneren Zylinderflächen 31 fluchten. Die einzelnen Segmentkör- per 3 bestehen aus einem Wärme gut leitendem Material, wie Aluminium. Die äußeren Zylinderflächen 32 der Segmente 3 eines jeden Segmentkörpers 1 sind mit einem Widerstandselement 4 bedeckt, jedes Widerstandseletin ment 4 besteht aus einem auf den äußeren Zylinderflächen 32 der Segmente 3 aufliegenden Rohrwandteil aus einem Strom nichtleitendem Material, beispielsweise aus Gins, das auf seiner äußeren Zylinderfläche mit einem haibleitendem Metalloxid überzogen isi. An diesem l'lber/.ug sind, wie in F i g. 2 gezeigt ist. Elektroden befestigt, die über bandförmige Leiter 6 mit den elektrischen Anschlüssen 15 verbunden sind. Mit Hilfe eines Winkelverbindungsstücks 9 ist an jedem Segnientkörpcr 1 ein außcnscitig von einer Asbestlage 8 abgedeckter h-, Reflektor? in einem radialen Abstand von dem haibleitendem Überzug des Widerstandselements 4 gehalten, der Infrarotstrahlung zum Zylinder 5 hin reflektiert. Die Halterung der einzelnen Segmentkörper 1 erfolgt durch Winkelstücke 10. die mit Mutlern 12 an den Metallstangen 11 gehalten sind. Die einzelnen Segnientkörpcr 1 eines jeden Heizrings 2 sind Stirnseite durch Ringsegmente 13 miteinander verbunden und am Umfang

einem Mantel 14 aus einem Metallasbestband umschlossen.

Bei dem in F i g. 3 gezeigten Segmentkörper sind Segmente 3 mit gleichen Abmessungen eingesetzt, so daß auch die äußeren Zylinderflächen 32 fluchten. Die von den äußeren Zylinderflächen 32 der Segmente 3 gebildete durchgehende Kontaktfläche mit dem Widerstandselement 4 ist dabei größer als die von den inneren Zylinderflächen 31 der Segmente 3 gebildete Kontaktflächc mü dem zu beheizenden Zylinder 5.

Bei dem in Fig.4 gezeigten Segmcntkörper 1 sind abwechselnd Segmente 3 mit unterschiedlicher radialer Erstreckung eingesetzt, wodurch die äußeren Zylinderflächen 32' der Segmente 3 mit geringerer radialer Erstreckung nicht in Kontakt mit dem Widerstandseleincnt 4 kommen können. Die Kontaktfläche wird allein von den äußeren Zylinderflächen 32 der Segmente J mit größerer radialer Erstreckung gebildet. Dadurch wird verglichen mit der Ausführungsform von Fig.3 die Kontaktfläche mit dem Widerstandselement verkleinert, wodurch auch das Verhältnis zwischen der von den inneren Zylinderflächen 31 der Segmente 3 gebildeten Kontaktfläche mit dem Zylinder 5 zu der Kontaktfläche mit dem Widerstandselement 4 verändert wird.

Anhand eines Beispiels wird die Erfindung weiter erläutert:

An einem Zylinder 5 eines Plastifizierungssystems wird eine elektrische Heizvorrichtung gemäß Fig. 1 angeordnet, die aus zwölf Heizringen 2 besteht und eine Gesamtleistung von 3.84 kW hat Die elektrische Energie wird den Heizringen 2 über ein automatisches Regelsystem zugeführt, das einen Zweistellungsregler und einen Temperaturfühler aufweist, der in der axialen Mitte des zwölften Heizrings 2 sitzt Das Verhältnis von Zylinderlänge zu Schneckendurchmesser beträgt 20, das Verhältnis von Schneckendurchmesser zu Außendurchmesser des Zylinders beträgt 0,6.

In der nachstehenden Tabelle sind unter A die axial nacheinander angeordneten Heizringe 2 von I bis XIl angegeben, wobei der Kunststoff bei I in den Zylinder 5 eintritt In der Spalte B ist die Anzahl der Segmentkörper 1 pro Heizring 2 angegeben. In der Spalte C ist die Anzahl der Segmente 3 je Heizring 2 angegeben. In der Spalte D sind mit »unterschiedlich« die Segmente 3 gemäß F i g. 4. mit »gleich« die Segmente gemäß F i g. 3 bezeichnet. In der Spalte Fist die Dicke der einzelnen Segmente 3 in mm aufgeführt. Spalte Fgibt das Verhältnis zwischen den Größen der mit dem Widerstandselement 4 in Kontakt stehenden Fläche eines Segmentkörpers 1 und der dem Segmentkörper 1 zugewandten Fläche des Widerstandselemcnts 4 an. Spalte G gibt das Verhältnis zwischen den Größen der zylinderseitigen Flächen der Segmentkörper 1 eines Heizrings 2 und der auf gleicher Länge zu beheizenden Fläche des Zylinders 5 an. In der Spalte H ist das Verhältnis zwischen den Größen der zylinderseitigen Kontaktfläche eines Segmentkörpers 1 und der widerstandselementseitigen Kontaktfläche des Segmentkörpers 1 angegeben. Man sieht, daß sich durch den Einsatz von Segmenten 3 mit unterschiedlich großen Oberflächen unterschiedliche Kontaktfläche;) erreichen lassen, was abhängig von vorgegebenen Größen eine gewünschte Einstellung des Wärmestroms zum Zylinder ermöglicht.

A	B	C	D E	F	G	H
1	10	500	unterschiedlich	0,6	0,9	1,08
II	10	500	unterschiedlich	0,6	0,9	1,08
IU	10	500	unterschiedlich	0,8	0.9	0,81
IV	10	500	gleich	1,0	0,9	0,65
V	10	500	gleich	1.0	0.9	0,65
VI	10	500	gleich	1,0	0,9	0,65
VII	10	500	unterschiedlich	0.8	0.9	0,81
VIII	10	500	unterschiedlich	0.6	0,9	1.08
IX	10	500	iinicrschicdlich	0.6	0,9	1,08
X	10	500	gleich	1.0	0,9	0,65
XI	10	500	gleich	1.0	0,9	0,65
XII	10	500	gleich	1.0	0,9	0,65
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrische Heizvorrichtung für Zylinder von kunstsloffverarbeitenden Maschinen mit axial im Abstand um die Außenfläche des Zylinders herum angeordneten Heizringen, von denen jeder von mehreren achspa-

   railelen wärmeleitenden Segmentkörpern gebildet wird, von denen wiederum jeder zwei radiale rechteckige

   Seitenflächen, zwei dazu senkrechte parallele Stirnflächen, eine innere Zylinderfläche und eine äußere Zylinderfläche aufweist, auf der ein Widerstandselement angeordnet ist, das von einem elektrisch nicht leitenden Rohrwandteil gebildet wird, welches außenseitig mit einer Schicht aus haibleitendem Material überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder wärmeleitende Segmentkörper (1) aus wenigstens zwei

   ίο stirnseitig aneinanderliegenden Segmenten (3) mit gleicher oder verschiedener radialer Erstreckung zusammengesetzt ist.