DE3724088A1

DE3724088A1 - Oberflaechenheizelement fuer werkzeug- und maschinenteile

Info

Publication number: DE3724088A1
Application number: DE19873724088
Authority: DE
Inventors: Walter Mueller
Original assignee: EWIKON ENTWICKLUNG und KONSTRUKTION GmbH and Co KG
Current assignee: EWIKON ENTWICKLUNG und KONSTRUKTION GmbH and Co KG
Priority date: 1987-07-21
Filing date: 1987-07-21
Publication date: 1989-02-02
Also published as: DD273541A5; JPH02500145A; AU1949588A; ES2007968A6; US5051563A; AU603238B2; DK94189A; WO1989000803A1; RU1838897C; EP0325625A1; BR8807137A; YU140988A; DK94189D0; CA1291197C; KR890702408A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenheizelement mit einer elektrischen Widerstandsheizung für Werkzeug- und Maschinenteile, mit einer ringförmigen Außenschale, einem Innenteil und dem oder den zwi schen dem Innenteil und der Außenschale vorgesehenen Heizleiter bzw. Heizleitern.

Es sind Oberflächenheizelemente bekannt, die weitgehend der Form des zu beheizenden Maschinenteils angepaßt sind.

Ein ringförmiges, bekanntes Oberflächenheizelement weist einen Wärme schutzmantel auf, der aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Seg mentschalen besteht, an seiner Innenseite mit einem wellenförmigen Reflektor ausgerüstet ist und nach außen hin Heizbänder abdeckt, die auf einen Ring gezogen sind, der auf das zu beheizende Maschinenteil aufgestülpt werden kann.

Der Gesamtaufbau dieses Oberflächenheizelementes ist sehr aufwendig und seine Lebensdauer gering, da die aufgeheizten Bänder mit dem Luft sauerstoff in Verbindung kommen können, wodurch sich eine Verzunderung ergibt, die einen Verschleiß der Heizbänder nach sich zieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Oberflächenheizelement der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß der Heizleiter weitge hend verschleiß- und abnutzungsfrei in dem Heizelement angeordnet ist, das Heizelement bei langer Lebensdauer eine hohe Heizleistung erbringt und in einfacher Weise den aufzuheizenden Werkzeug- und Maschinentei len angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder mit einer dünnen Isolierschicht umschlossene Heizleiter spielfrei in einer durch zwei Bauteile des Heizelementes begrenzten Aufnahme angeordnet ist und die Aufnahme gas- und flüssigkeitsdicht gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Aufnahme für den Heizleiter durch die Außenschale und durch das Innenteil begrenzt. Hierdurch ergibt sich ein Oberflächenheizelement mit geringen Abmes sungen. Damit der Heizleiter, der in der Aufnahme spielfrei liegt, auch während des Betriebes zwischen der Außenschale und dem Innenteil fest eingespannt bleibt, wird für die Außenschale ein Metall gewählt, dessen Ausdehnungskoeffizient kleiner bzw. gleich dem Ausdehnungskoeffizienten des Innenteils ist.

Die Außenschale und das Innenteil können mehrere nebeneinander liegende Aufnahmen für die Heizleiter bilden. Es ist auch möglich, zwischen der Außenschale und dem Innenteil ein oder mehrere ringförmige Zwischen teile vorzusehen, so daß von der Außenschale und dem benachbarten ring förmigen Zwischenteil und/oder von zwei ringförmigen Zwischenteilen und/oder von einem ringförmigen Zwischenteil und dem Innenteil jeweils eine oder mehrere nebeneinander liegende Aufnahmen für Heizleiter be grenzt werden.

Die gas- und flüssigkeitsdichte Abdichtung der Aufnahmen der Heizleiter gegenüber der Atmosphäre kann durch eine Verschweißung der Verbindungs flächen der die Aufnahme begrenzenden Bauteile im Außenbereich des Heiz elements erreicht werden.

Durch die feste Einspannung der Heizleiter in den durch die Bauteile des Heizelements begrenzten Aufnahmen und durch die Verhinderung des Eindringens insbesondere von Luftsauerstoff in die Aufnahmen wird er reicht, daß der mechanische Verschleiß der Heizleiter und die Abnut zung durch Korrosion klein gehalten werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein ringförmiges Oberflächenheizelement mit einem parallel zur Längsachse des Heizelements verlaufenden Stromanschluß, und zwar teilweise geschnitten,

Fig. 2 das der Fig. 1 entsprechende Heizelement mit einem schräg ver laufenden Stromanschluß im Schnitt,

Fig. 3 eine Maschinendüse mit aufgesetztem Heizelement im Schnitt,

Fig. 4 eine Teilansicht einer Kunststoffspritzgußmaschine mit einem beheizten Siebträger im Schnitt, und

Fig. 5 eine Maschinendüse einer Zinkdruckgußmaschine mit zwei Ober flächenheizelementen teilweise im Schnitt.

Das Oberflächenheizelement 1 nach der Fig. 1 besteht aus einer Außen schale 2 und einem ringförmigen Innenteil 3, die formschlüssig auf grund einer gestuften Ausbildung ineinandergreifen und eine im Quer schnitt kreisförmige Aufnahme 4 für einen Heizleiter 5 begrenzen, der von einer elektrischen Isolierschicht 6 umschlossen ist, die aus Kera mik gebildet sein kann und eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm aufweist. Zu sammen mit dieser Isolierschicht ist der Heizleiter 5 spielfrei in dem Aufnahmekanal angeordnet.

Im Außenbereich der Verbindungsflächen 7 und 8 sind Schweißnähte 9,10 vorgesehen, durch die die Aufnahmen 4 für die Heizleiter 5 flüssigkeits- und gasdicht gegenüber der Atmosphäre verschlossen werden. An einer Stelle des Heizelements wird der Heizleiter 5 herausgeführt, von einer Isolierstoffbuchse 11 umschlossen, die in eine Hülse 12 eingesteckt ist, die ihrerseits mit der Außenschale bzw. mit dem Innenteil ver schweißt ist.

Der Stromanschluß besteht aus einer Steckerbuchse 13, einem Anschluß zwischenstück 14, das mittels einer Klemmschraube 15 an der Buchse 11 festgelegt ist.

Im Betrieb können die Heizleiter 5 sowie die Außenschale 2 und das In nenteil 3 bis auf Rotglut aufgeheizt werden. Zuvor wird das Innenteil 3 auf das aufzuheizende Maschinenteil gestülpt.

Die Ausführung nach der Fig. 2 unterscheidet sich von der nach der Fig. 1 nur durch den schrägverlaufenden Stromanschluß.

Das dem Stromanschluß abgewandte Ende des Heizleiters kann aus dem Heizelement herausgeführt und mit einem elektrischen Anschluß zur Bil dung des Stromkreises versehen werden oder es kann mit der Außenschale oder dem Innenring verschweißt werden, so daß die Stromversorgung über Masse gehen muß.

Das ringförmige Innenteil 3 kann zur Anpassung an das aufzuheizende Maschinenteil spanabhebend bearbeitet werden, um den Innendurchmesser zu vergrößern.

Das Innenteil kann auch scheibenförmig ausgebildet sein, so daß das Heizelement flächig an aufzuheizende Stellen eines Werkzeuges oder einer Maschine angeschraubt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist das Innenteil des Heiz elements ein Funktionsteil der Maschine. Die Maschinendüse 16 einer Spritzgußmaschine bildet das Innenteil des Heizelements, wobei die Außenschale 2 fest mit der Maschinendüse, z.B. durch eine Schweißnaht 17, verbunden ist. In der durch die Außenschale 2 und durch die Maschinen düse 16 gebildeten, im Querschnitt kreisförmigen Aufnahme für den Heizleiter 5 und für die den Heizleiter umschließende Isolierschicht 6 wird der Heizleiter mit der Isolierschicht spielfrei eingespannt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 4 wird das Innenteil des Oberflächenheizelements durch einen Siebträger 18 gebildet, dem in einer Kunststoffspritzgießmaschine 19 das plastifizierte Kunststoff granulat durch einen Kanal 20 mittels einer nicht dargestellten Kol benschnecke zugeführt wird. Die aus dem Siebträger austretende Kunst stoffmasse wird in Richtung des Pfeiles 21 der Maschinendüse zugeführt.

Der Siebträger 18, der mit der Außenschale 22 das Heizelement 23 bil det, begrenzt mit der Außenschale, wie auch in den anderen Ausführungs beispielen den Aufnahmekanal für den Heizleiter 5 und für die Isolier schicht 6, die den Heizleiter umschließt. Über Schweißnähte 24, 25 sind die Außenschalen und der Siebträger miteinander verbunden.

Die Außenschale 22 weist einen Kranz von Durchsteckbohrungen 26 für Befestigungsschrauben auf, mit denen das Heizelement an der Maschine festgelegt wird. Zwischen zwei benachbarten Durchsteckbohrungen dieses Kranzes wird der Heizleiter 5 zum Stromanschluß 27 geführt und erstreckt sich in diesem Bereich durch eine Hülse 28 aus einem elektrischen Iso liermaterial.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 ist die teilweise im Schnitt dargestellte Maschinendüse 29 einer Zinkdruckgußmaschine mit zwei Oberflächenheizelementen 30 und 31 ausgerüstet. Der Innenring 32 des Heizelements 30 ist mit einer konisch verlaufenden Bohrung verse hen und auf das konische, vordere Ende 33 der Maschinendüse aufgesetzt. Das Heizelement 31 umschreibt ein zylindrisches Teil 34 der Maschinen düse.

Aus diesem Ausführungsbeipsiel ergibt sich die einfache Anpaßbarkeit der Innenringe der Heizelemente an die Maschinendüse, da die Innenringe spanabhebend bearbeitet werden können.

Den Oberflächenheizelementen 30 und 31 kommt in dem dargestellten Aus führungsbeispiel die zusätzliche Funktion zu, die Maschinendüse mecha nisch zu versteifen, so daß auf diese Heizelemente Belastungskräfte von der Maschinendüse abgetragen werden können.

Bezugszeichen: 1 Oberflächenheizelement
2 Außenschale
3 Innenteil
4 Aufnahme
5 Heizleiter
6 Isolierschicht
7 Verbindungsfläche
8 Verbindungsfläche
9 Schweißnaht
10 Schweißnaht
11 Isolierstoffbuchse
12 Hülse
13 Steckerbuchse
14 Anschlußzwischenstück
15 Klemmschraube
16 Maschinendüse
17 Schweißnaht
18 Siebträger
19 Kunststoffspritzgießmaschine
20 Kanal
21 Pfeil
22 Außenschale
23 Heizelement
24 Schweißnaht
25 Schweißnaht
26 Durchsteckbohrung
27 Stromanschluß
28 Hülse
29 Maschinendüse
30 Oberflächenheizelement
31 Oberflächenheizelement
32 Innenring
33 vorderes Ende
34 zylindrisches Teil

Claims

1. Oberflächenheizelement mit einer elektrischen Widerstandsheizung für Werkzeug- und Maschinenteile, mit einer ringförmigen Außenschale, einem Innenteil und dem oder den zwischen dem Innenteil und der Außen schale vorgesehenen Heizleiter bzw. Heizleitern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder mit einer Isolierschicht (6) umschlossene Heizleiter (5) spielfrei in einer durch zwei Bauteile des Heizelementes begrenzte Aufnahme (4) angeordnet ist und die Aufnahme gas- und flüssigkeitsdicht gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist.

2. Oberflächenheizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungskoeffizient der Außenschale (2) kleiner/gleich dem Aus dehnungskoeffizienten des Innenteils (3) ist.

3. Oberflächenheizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Außenschale und das Innenteil mehrere nebeneinander lie gende Aufnahmen (4) für Heizleiter (5) bilden.

4. Oberflächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenschale und dem Innenteil ein oder mehrere ringförmige Zwischenteile vorgesehen sind und von der Außenschale und dem benachbarten ringförmigen Zwischenteil und/oder von zwei ringförmigen Zwischenteilen und/oder von einem ringförmigen Zwischenteil und dem Innenteil jeweils eine oder mehrere nebeneinander liegende Aufnahmen für Heizleiter (5) begrenzt werden.

5. Oberflächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Außenschale zugeordneten, den Aufnahmekör per für den oder die Heizleiter (5) bildenden Bauteile im Außenbereich der Verbindungsflächen miteinander verschweißt sind.

6. Oberflächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil scheibenförmig ausgebildet ist.

7. Oberflächenheizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil ein Funktionsteil des Werkzeugs oder der Maschine ist.

8. Oberflächenheizelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale (22) einen Kranz von Durchsteckbohrungen (26) für Befestigungsschrauben aufweist.