DE3727469A1 - Electrical heating torpedo with temperature control - Google Patents

Abstract

The heating of heating torpedoes for tools and machines processing plastic is preferably performed by means of heating cartridges in which there is arranged a helical heating conductor embedded in highly compressed metal oxide. The very narrow tolerances in the operating temperature which apply in the processing of plastics require special controllers or temperature limiters, which of course represent additional expenditure. In addition, the construction of the torpedo must be designed such that all the parts which are in direct contact with the plastics composition are of the same temperature as far as possible. It is the object of the present invention to provide a heating torpedo which manages without any special complex control devices and in which exceeding of the permissible maximum temperature is reliably avoided with at the same time uniform heat distribution. This object is achieved according to the present invention by one or more PTC elements being mounted within an inner casing of highly heat-conductive metal in compressed metal oxide, which casing bears with its entire surface directly against the inner wall of the outer casing of the torpedo.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heiztorpedo gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electric heating torpedo according to the Preamble of claim 1.

Derartige Heiztorpedos werden vorzugsweise in Kunststoff verar­ beitenden Werkzeugen und Maschinen eingesetzt, um die zur Ver­ arbeitung kommende Kunststoffmasse zu erhitzen, bzw. flüssig zu halten.Such heating torpedoes are preferably made in plastic processing tools and machines used to the ver heat upcoming plastic mass, or liquid to hold.

Bei herkömmlichen Heiztorpedos dieser Art erfolgt die Beheizung mittels einer im Heiztorpedo angeordneten Heizpatrone, in der ein wendelförmiger Heizleiter mittels eines hochverdichteten Me­ talloxyds eingebettet ist.With conventional heating torpedoes of this type, heating takes place by means of a heating cartridge arranged in the heating torpedo, in which a helical heating conductor using a highly compressed Me talloxyds is embedded.

Bei der Verarbeitung von Kunststoffen sind in sehr vielen Fällen die zulässigen Toleranzen bei der Betriebstemperatur sehr eng, so daß nicht nur der Wärmeübergang vom Heizleiter zu den mit dem zu verarbeitenden Kunststoff unmittelbar in Berührung kommenden Teilen des Heiztorpedos weitgehend gleichmäßig sein muß, sondern es sind auch besondere Regler oder Temperaturbegrenzer erforder­ lich, die die Einhaltung der zulässigen Temperaturen sicherstel­ len.When processing plastics are in very many cases the permissible tolerances at the operating temperature are very narrow, so that not only the heat transfer from the heating conductor to the one with the coming into contact with the plastic to be processed Parts of the heating torpedo must be largely uniform, but special controllers or temperature limiters are also required which ensure compliance with the permissible temperatures len.

Diese Forderungen bedingen aber einen verhältnismäßig hohen technischen Aufwand, insbesondere bei umfangreichen Spritz­ werkzeugen, beispielsweise mit zehn und mehr Anspritzöffnungen und dementsprechend zehn und mehr Thermoelementanschlüssen, die aus dem Werkzeug herausgeführt werden müssen. Die Störanfällig­ keit ist außerdem erfahrungsgemäß relativ hoch.However, these demands are relatively high technical effort, especially with extensive spraying tools, for example with ten or more injection openings and accordingly ten and more thermocouple connections that must be led out of the tool. The prone to failure Experience has also shown that speed is relatively high.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Heiztorpe­ do zu schaffen, bei dem ohne besondere Regeleinrichtungen die vorgegebene Betriebstemperatur genau eingehalten und damit auch die zulässige Maximaltemperatur nicht überschritten werden kann.The object of the present invention is therefore a heating torp to create, in which the without special control devices specified operating temperature exactly and thus also the permissible maximum temperature cannot be exceeded.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1 gelöst.This object is achieved through the characteristic features of the patent claim 1 solved.

Das erfindungsgemäße Heiztorpedo, das einen sehr guten und vor allem gleichmäßigen Wärmeübergang vom Heizelement zu den, unmit­ telbar mit der zu erwärmenden Kunststoffmasse in Berührung kom­ menden Teilen des Torpedos aufweist, benötigt keinerlei thermi­ sche Überwachung durch besondere Regler oder Temperaturbegrenzer, da hier der Selbstregelungseffekt der PTC-Elemente voll zur Wir­ kung gebracht wird und so mit Sicherheit verhindert wird, daß ei­ ne vorgegebene Temperaturgrenze überschritten wird, d. h. die von den PTC-Elementen bewirkte Heizung regelt sich über die Tempera­ tur selbst, je nach Wärmeabgabe.The heating torpedo according to the invention, the very good and before all even heat transfer from the heating element to the, immediately Comes in contact with the plastic mass to be heated parts of the torpedo, does not require any thermi cal monitoring by special controllers or temperature limiters, because here the self-regulating effect of the PTC elements fully to us kung is brought and thus prevented with certainty that egg ne predetermined temperature limit is exceeded, d. H. that of the heating caused by the PTC elements is regulated by the tempera structure itself, depending on the heat emission.

Das erfindungsgemäße Heiztorpedo ist außerdem, entsprechend der Charakteristik der PTC-Elemente, weitgehend spannungsunabhängig, d. h. es kann beispielsweise ohne weiteres sowohl an 110 Volt, wie auch an 220 Volt Netzspannung angeschlossen werden.The heating torpedo according to the invention is also, according to the Characteristics of the PTC elements, largely independent of voltage, d. H. for example, it can easily be connected to 110 volts, as well as connected to 220 volt mains voltage.

Der Gegenstand der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigtThe object of the invention is in one embodiment shown in the drawing and described below. It shows

Fig. 1 das Heiztorpedo im Längsschnitt und Fig. 1 shows the heating torpedo in longitudinal section and

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II der Fig. 1. Fig. 2 shows a cross section in the plane II-II in FIG. 1.

Das dargestellte Heiztorpedo besteht im wesentlichen aus einem Außenmantel 1 aus druck- und abriebfestem Stahl mit einem fest mit dem Außenmantel verbundenen Bund 2, einem in den Außenman­ tel 1 eingeschobenen Innenmantel 3 aus Kupfer, Aluminium od. dgl., der ebenfalls gegen den Bund 2 anliegt, und aus mehreren, bei­ spielsweise zwei tablettenartigen PTC-Elementen 4 und 5, die zwischen zwei, aus Aluminiumprofilen gefertigten Stromschienen 6 und 7 angeordnet und zusammen mit diesen im Innenmantel 3 mit­ tels hochverdichtetem Metalloxyd 11, beispielsweise MgO einge­ bettet sind. Der die PTC-Elemente 4 und 5 und das MgO enthalten­ de Innenraum des Innenmantels 3 ist mittels einer Scheibe 8 aus wärmefestem Isolierstoff abgeschlossen. Durch diese Scheibe 8 sind die Anschlußdrähte 9 und 10 für die PTC-Elemente nach aus­ sen geführt.The heating torpedo shown consists essentially of an outer jacket 1 made of pressure- and abrasion-resistant steel with a collar 2 firmly connected to the outer jacket, an inner jacket 3 inserted into the outer jacket 1 made of copper, aluminum or the like, which is also against the collar 2 abuts, and from several, for example two tablet-like PTC elements 4 and 5 , which are arranged between two, made of aluminum profiles busbars 6 and 7 and are embedded together with these in the inner jacket 3 with means of highly compressed metal oxide 11 , for example MgO. The interior of the inner jacket 3 containing the PTC elements 4 and 5 and the MgO is closed off by means of a disk 8 made of heat-resistant insulating material. Through this disc 8 , the connecting wires 9 and 10 for the PTC elements are guided out of sen.

Der Innenmantel 3 aus Kupfer ist in seinem Bodenteil 12 zuge­ spitzt und der Hohlspitze 13 des Außenmantels 1 genau angepaßt. Auf diese Weise wird eine sehr gleichmäßige Beheizung des Außen­ mantels und insbesondere der Spitze 13 dieses Mantels erzielt.The inner jacket 3 made of copper is pointed in its bottom part 12 and the hollow tip 13 of the outer jacket 1 is precisely adapted. In this way, a very uniform heating of the outer jacket and in particular the tip 13 of this jacket is achieved.

Die Herstellung der beschriebenen Heiztorpedos erfolgt bei sol­ chen mit kleineren Abmessungen derart, daß der beschriebene Auf­ bau vormontiert und dann die Verdichtung des Metalloxyds 11, in dem die PTC-Elemente eingebettet sind, in einem Arbeitsgang aus­ geführt wird.The production of the heating torpedo described takes place at sol chen with smaller dimensions such that the described on pre-assembled and then the compression of the metal oxide 11 , in which the PTC elements are embedded, is performed in one operation.

Bei Heiztorpedos mit größeren Abmessungen wird zweckmäßigerwei­ se zunächst der Innenmantel 3 mit den im Metalloxyd eingebet­ teten PTC-Elementen gesondert verdichtet, dann auf genaues Maß geschliffen und schließlich in die Bohrung des zuvor erwärmten Außenmantels 1 eingeschoben, d. h. es wird also der Außenmantel auf dem Innenmantel warm aufgeschrumpft.In the case of heating torpedoes with larger dimensions, the inner jacket 3 is expediently first compressed separately with the PTC elements embedded in the metal oxide, then ground to an exact measure and finally inserted into the bore of the previously heated outer jacket 1 , ie the outer jacket is thus on the inner jacket shrunk warm.

In allen Fällen wird abschließend der Bund 2 an den Außenmantel 1 angeschweißt und dann fertig bearbeitet.In all cases, the collar 2 is finally welded to the outer jacket 1 and then finished.

Durch diese Art der Herstellung wird erreicht, daß, nachdem im Betriebszustand die Temperatur des Innenmantels 3 immer etwas wärmer ist, als diejenige des Außenmantels 1, die hierdurch sich ergebende Wärmespannung stets für eine, für den Wärmeüber­ gang wichtige, innige Verbindung zwischen dem, die PTC-Elemen­ te enthaltenden Innenmantel 3 und dem Außenmantel 1 aufrecht­ erhalten bleibt.This type of manufacture ensures that, after the temperature of the inner jacket 3 is always somewhat warmer than that of the outer jacket 1 in the operating state, the resulting thermal stress is always important for an important connection for the heat transfer between the PTC elements containing inner jacket 3 and the outer jacket 1 is maintained.

Heiztorpedos werden in der Praxis meist unter sehr hohen, bis zu 2000 bar reichenden Drücken betrieben. Diese hohen Drücke werden beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung von dem Bund 2 aufgefangen, auf den sich sowohl der Außenmantel 1, als auch der Innenmantel 2 abstützen.In practice, heating torpedoes are usually operated under very high pressures that reach up to 2000 bar. In the subject matter of the present invention, these high pressures are absorbed by the collar 2 , on which both the outer jacket 1 and the inner jacket 2 are supported .

Claims (3)

1. Elektrisches Heiztorpedo mit Temperaturregelung für Kunst­ stoff verarbeitende Werkzeuge und Maschinen, mit einem ein­ seitig zur Hohlspitze geformten Außenmantel und einer inner­ halb dieses Außenmantels gelagerten, mit einem Metallmantel versehenen, hochverdichteten Heizpatrone, dadurch gekennzeichnet, daß eine, oder mehrere PTC-Elemente (4, 5) innerhalb eines, mit ganzer Oberfläche unmittelbar an der Innenwand des Außen­ mantels (1) anliegenden Innenmantels (3) aus hochwärmeleit­ fähigem Metall in verdichtetem Metalloxyd (11) gelagert sind.1. Electric heating torpedo with temperature control for plastics processing tools and machines, with an outer jacket formed on one side to the hollow tip and an inner half of this outer jacket, provided with a metal jacket, high-density heating cartridge, characterized in that one or more PTC elements ( 4, 5 ) are stored within a, with the entire surface directly on the inner wall of the outer shell ( 1 ) adjacent inner shell ( 3 ) made of highly heat-conductive metal in compressed metal oxide ( 11 ). 2. Heiztorpedo nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenteil des Innenmantels (3) zugespitzt ist und in dieser Form der Hohlspitze (13) des Außenmantels (1) satt anliegend angepaßt ist.2. heating torpedo according to claim 1, characterized in that the bottom part of the inner jacket ( 3 ) is tapered and in this form of the hollow tip ( 13 ) of the outer jacket ( 1 ) is snugly adapted. 3. Heiztorpedo nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (1) auf dem Innenmantel (3) warm aufge­ schrumpft ist.3. Heiztorpedo according to claims 1 and 2, characterized in that the outer jacket ( 1 ) on the inner jacket ( 3 ) is shrunk warm.