DE2550091B2

DE2550091B2 - Multi-stage high-performance heating cartridge

Info

Publication number: DE2550091B2
Application number: DE19752550091
Authority: DE
Inventors: Eugen 5880 Luedenscheid Schwarzkopf
Original assignee: Hotset Heizpatronen-Zubehoer 5880 Luedenscheid GmbH
Current assignee: Hotset Heizpatronen-Zubehoer 5880 Luedenscheid GmbH
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1975-11-07
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2550091C3; DE2550091A1

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Hochleistungsheizpatrone, insbesondere für runde Verteilerplatten von Heißkanalwerkzeugen, bestehend aus einem einseitig geschlossenen Metallmantel und mindestens zwei in axialer Erstreckung des Metallmantels hintereinander angeordneten Heizleiter tragenden Wickelkörpern.The invention relates to a multi-stage high-performance heating cartridge, in particular for round distributor plates of hot runner tools, consisting of a metal jacket closed on one side and at least two heating conductors arranged one behind the other in the axial extent of the metal jacket Winding bodies.

Patronen dieser Art sind beispielsweise aus der OE-PS 2 87 864 bekannt Bei diesen bekanr'en Patronen werden in einen Metallmantel mehrere Wickelkörper hintereinander eingesetzt, um so Heizpatronen beliebiger Länge herstellen zu können, wobei der Metallmantel über seine gesamte Längserstreckung gleichen Durchmesser aufweist.Cartridges of this type are known, for example, from OE-PS 2 87 864. These known cartridges several winding bodies are inserted one behind the other in a metal jacket to produce heating cartridges to be able to produce any length, the metal jacket over its entire length has the same diameter.

Ein ganz anderes Problem liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde. Bei runden Verteilerplatten an einem Heizkanalgerät von Spritzgußmaschinen werden Hochleistungsheizpatronen eingesetzt.The present invention is based on a completely different problem. For round distributor plates In a heating channel device of injection molding machines, high-performance heating cartridges are used.

Die Verteilerplatten weisen in ihrer Mitte eine Einfüllöffnung für den flüssigen heißen Kunststoff auf. Von dieser Einfüllöffnung aus verlaufen mehrere, beispielsweise vier, rechtwinklig zueinander angeordnete Kanäle radial nach außen zu den Verteilern, die den Kunststoff in die Formnester leiten sollen. Um nun zu verhindern, daß der Kunststoff auf dem Wege von der Einfüllöffnung zum Verteiler einfriert, sind in die Verteilerplatte mehrere — um im Beispiel zu bleiben, vier — Hochleistungsheizpatronen in zur Plattenmitte hinzielende Sacklöcher oder dergleichen eingesteckt. Dabei sind diese Sacklöcher gegeneinander um jeweils 90° versetzt angeordnet und weisen gegenüber den Kanälen für den Kunststoff jeweils einen Winkel von 45° auf. Da die Heizpatronen die Kanäle der Verteilerplatte vom Einfui'teil bis zum Verteiler auf der geforderten Temperatur halten müssen, ist es notwendig, Patronen mit sehr hoher Leistung (Watt pro cm²) einzusetzen. Diese Patronen weisen relativ großen Außendurchmesser, z.B. 16mm, auf, damit sie die erforderliche Leistung auch übertragen können. Patronen geringeren Durchmessers, z. B. 10 mm, sind dafür nicht geeignet, vielmehr würden diese bei Aufbringen der erforderlichen Leistung eine zu geringe Lebensdauer aufweisen. Eine hohe Leistung ist insbesondere deswegen erforderlich, da der Abstand von Heizpatrone und kunststoffleitendem Kanal von der Mitte der Verteilerplatte nach außen hin zunimmt. Eine zu weite Annäherung der Heizpatrone an das Zentrum der Verteilerplatte -in dem die Heizpatrone langer ausgebildet wurde — würde eine stellenweise Überhitzung in den Kanälen zur Folge haben, die unterbunden werden muß.The distributor plates have a filling opening for the hot liquid plastic in their center. From this filling opening, several, for example four, channels arranged at right angles to one another run radially outward to the distributors, which are intended to guide the plastic into the mold cavities. In order to prevent the plastic from freezing on the way from the filling opening to the distributor, several - to remain in the example, four - high-performance heating cartridges are inserted into blind holes or the like pointing towards the center of the plate in the distributor plate. These blind holes are offset from one another by 90 ° and each have an angle of 45 ° with respect to the channels for the plastic. Since the heating cartridges have to keep the channels of the distributor plate from the inlet part to the distributor at the required temperature, it is necessary to use cartridges with a very high output (watts per cm ² ). These cartridges have a relatively large outer diameter, for example 16mm, so that they can also transmit the required power. Smaller diameter cartridges, e.g. B. 10 mm, are not suitable for this, on the contrary, they would have too short a service life when the required power is applied. A high output is particularly necessary because the distance between the heating cartridge and the plastic-conducting duct increases outwards from the center of the distributor plate. Approaching the heating cartridge too far to the center of the distributor plate - in which the heating cartridge was formed longer - would result in overheating in places in the channels, which must be prevented.

Vor. diesen bekannten Hochleistungsheizpatronen ίο ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hochleistungspatronenheizkörper zu schaffen, der bei runden Verteilerplatten an Heißkanalwerkzeugen eine gleichmäßige Erwärmung der Platten ermöglicht, der eine hohe Lebensdauer aufweist, der Überhitzungserscheinungen verhindert.Before. Starting from these known high-performance heating cartridges, the invention is based on the object to create a high-performance cartridge heater that works with round distributor plates on hot runner tools allows uniform heating of the plates, which has a long service life, the Prevents overheating.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der Metallmantel mindestens zwei in seiner Längserstrekkung hintereinander angeordnete Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist und die die Heizleiter tragenden Wickelkörper den unterschiedlichen Durchmessern angepaßt ausgebildet sind.This object is achieved by the invention in that the metal jacket has at least two in its longitudinal extension has successively arranged sections of different diameter and the Heat conductor-carrying bobbins are designed to be adapted to the different diameters.

Eine bevorzugte Weiterbildung kennzeichnet sich dadurch, daß die Stufe mit geringerem Durchmesser auf geringere Leistung ausgelegt ist als die Stufe mit größerem Durchmesser.A preferred development is characterized in that the step has a smaller diameter lower power than the step with the larger diameter.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Hochleistungsheizpatronen ermöglicht es nunmehr, bei Verteilerplatten eine dem jeweiligen Abstand von Heizpatrone und kunststofführendem Kanal entsprechende Leistung aufzubringen, indem die Wattdichte (W/cm²) mit geringerem Abstand der Patrone vom Kanal bzw. vom Mittelpunkt der Verteilerplatte abnimmt. Mit zunehmendem Abstand von der Plattenmitte wächst sowohl der Patronendurchmesser als auch der Wickelkörperdurchmesser in Stufen an.The inventive design of the high-performance heating cartridges now makes it possible to apply a power corresponding to the respective distance between the heating cartridge and the plastic-carrying channel in the case of distributor plates, in that the watt density (W / cm ² ) decreases with a smaller distance of the cartridge from the channel or from the center of the distributor plate. As the distance from the center of the plate increases, both the cartridge diameter and the winding body diameter increase in steps.

Durch diese Leistungsabstufung, die konstruktiv gelöst ist, werden örtliche Überhitzungserscheinungen vermieden. So ist in nächster Nähe der Einfüllöffnung der Vertailerplatte die Kunststoffwärme am größten und der Abstand der benachbarten Kanäle am geringsten und daher die geforderte Heizwirkung am geringsten, was durch entsprechende Ausbildung des dort angeordneten Patronenteils erreicht wird. Entsprechend ist mit zunehmendem Abstand von der Mitte zu verfahren. Die höhere Lebensdauer, die mit der erfindungsgemäßen Patrone erreicht wird, resultiert daraus, daß nunmehr über die gesamte Einbaulänge der Patrone annähernd gleiche Temperaturverhältnisse erhalten werden.This gradation of performance, which is solved constructively, causes local overheating avoided. The plastic heat is greatest in the immediate vicinity of the filling opening of the vertailer plate and the distance between the adjacent channels is smallest and therefore the required heating effect on least, which is achieved by appropriate design of the cartridge part arranged there. Corresponding must be moved with increasing distance from the center. The longer service life that comes with the cartridge according to the invention is achieved, results from the fact that now over the entire installation length of the Cartridge approximately the same temperature conditions can be obtained.

so Es versteht sich von selbst, daß die Patronenaufnahme in der Verteilerplatte entsprechend der einzusetzenden Heizpatrone ausgebildet sein muß. Dabei ist es wesentlich, um örtliche Überhitzung der Patrone zu verhindern, daß an den Stufenübergängen der Patrone geringe unbeheizte Zonen eingehalten werden. Dies ist aus zweierlei Gründen wesentlich. Einmal ist es schwierig, die Aufnahmekanäle genau auf Passung zu bohren, da an jeder Abstufung konisch zulaufende Stufen entstehen, die nur unter erheblichem Aufwand zu vermeiden sind.It goes without saying that the cartridge holder in the distributor plate corresponds to the one to be used Heater cartridge must be designed. It is essential to avoid local overheating of the cartridge prevent small unheated zones from being maintained at the step transitions of the cartridge. This is essential for two reasons. For one thing, it is difficult to precisely fit the receiving channels Drill, since at every step there are tapered steps that can only be closed with considerable effort are to be avoided.

Zweitens ist die in üblicher Weise mit pulverförmigem Isolierstoff, z. B. MgO, gefüllte und anschließend reduzierte Patrone in den Bereichen der Abstufung nicht optimal verdichtet, da hier nur sehr schwer eineSecond is the usual way with powdery Insulating material, e.g. B. MgO, filled and then reduced cartridge in the areas of gradation not optimally compressed, as it is very difficult to get one here

f>5 Reduzierung im gewünschten Maße erfolgen kann.f> 5 reduction can be made to the desired extent.

Diese unbeheizten Stufenübergänge bedingen aber keinen Nachteil für die Heizwirkung der Patronen. Ein Ausführungsbeispiel ist in der ZeichnunR darge-However, these unheated step transitions do not cause any disadvantage for the heating effect of the cartridges. An embodiment is shown in the drawing

stellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigtand described in more detail below. It shows

F i g. 1 eine Verteilerplatte einer Kunststoffspritzgußmaschine, teilweise aufgebrochen,F i g. 1 a distributor plate of a plastic injection molding machine, partially broken open,

Fig.2 eine vergrößerte Darstellung einer in die Verteilerplatte eingesetzten Heizpatrone.2 shows an enlarged illustration of a heating cartridge inserted into the distributor plate.

Die Verteilerplatte 1 besitzt mittig eine Kunststoff-Einfüllöffnung 2, von der vier zueinander gleichmäßig verteilt angeordnete Kanäle 3 radial nach außen abstreben. Jeweils mittig zwischen zwei benachbarten Kanälen 3 ist ein Sackloch 4 angeordnet. In jedes Sackloch 4 ist eine elektrische Hochleistungsheizperiode 5 mit Gleitsitz eingesetzt Die Heizpatrone 5 besitzt zwei in Längserstreckung hintereinander angeordnete, zylindrische, metallische Mantelabschnitte 6 und 7, wobei der Mantelabschnitt 6 im Durchmesser größer als der des Mantelabschnittes 7 istThe distributor plate 1 has a plastic filling opening in the center 2, of which four channels 3, which are evenly distributed to one another, radially outward strive. A blind hole 4 is arranged in each case in the middle between two adjacent channels 3. In each Blind hole 4 is an electrical high-performance heating period 5 with a sliding fit. The heating cartridge 5 has two cylindrical, metallic jacket sections 6 and 7 arranged one behind the other in the longitudinal direction, the jacket section 6 being larger than that of the jacket section 7 in diameter

Entsprechend den Mantelabschnitten 6 und 7 ist auch das Sackloch 4 in der Verteilerplatte 1 ausgebildet.The blind hole 4 is also formed in the distributor plate 1 in accordance with the jacket sections 6 and 7.

Ferner ist in jedem Mantelabschnitt 6, 7 ein einen Heizleiter 8 bzw. 9 tragender Wickelkörper 10 bzw. 11 mit Abstand zur Innenwand des metallischen Mantels angeordnet.Furthermore, in each jacket section 6, 7 there is a winding body 10 and 11 carrying a heating conductor 8 and 9, respectively arranged at a distance from the inner wall of the metallic shell.

Die Zwischenräume sind mit Isolierstoff, z.B. MgO, ausgefüllt. Außerdem ist der Abschnitt 6 für eine größere Heizleistung als der Abschnitt 7 ausgelegt.The gaps are filled with insulating material, e.g. MgO. Also, section 6 is for a greater heat output than section 7.

Die Stirnwände 12 und 13 sind ballig ausgebildet, ίο damit sie beim Reduzieren der Manteldurchmesser nachgeben können.The end walls 12 and 13 are convex, so that they yield when the jacket diameter is reduced can.

Über der Wand 13 ist noch eine Zentrierplatte 14 vorgesehen.A centering plate 14 is also provided above the wall 13.

Alle neuen in der Beschreibung und/oder der Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmaie werden als erfindungswesentlich angesehen.All new individual and combination features disclosed in the description and / or the drawing are considered essential to the invention.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Multi-stage high-performance heating cartridge, especially for round distributor plates of hot runner tools, consisting of a metal jacket closed on one side and at least two axially Extension of the metal jacket one behind the other arranged heating conductors carrying coils, characterized in that the metal jacket has at least two in its longitudinal extension successively arranged sections (6 and 7) of different diameters and which the Heat conductor (10,11) supporting winding body (8,9) the are designed to be adapted to different diameters.

2. Multi-stage high-performance heating cartridge according to Claim 1, characterized in that the step with a smaller diameter has lower power is designed than the step with the larger diameter.