DE20015016U1 - Tubular heating cartridge - Google Patents
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrheizpatrone gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a tubular heating cartridge according to the features specified in the preamble of claim 1.
Derartige Rohrheizpatronen enthalten ein elektrisches Heizelement und dienen zur Beheizung zylindrischer oder konischer Körper, wie beispielsweise Düsenkörper in Spritzgußmaschinen oder in Heißkanal- und Verteilersystemen. Die Rohrheizpatronen enthalten einen Innenmantel, welcher auf der Außenfläche des zu beheizenden Körpers festlegbar sind. Die Einbauverhältnisse für derartige Rohrheizpatronen sind üblicherweise recht beengt, wobei in radialer Richtung zwischen dem Außenmantel derartiger Rohrheizpatronen und diese umgebenden Maschinenteilen nur Spaltweiten von wenigen Millimetern vorhanden sind.Such tubular heating cartridges contain an electrical heating element and are used to heat cylindrical or conical bodies, such as nozzle bodies in injection molding machines or in hot runner and distribution systems. The tubular heating cartridges contain an inner jacket which can be fixed to the outer surface of the body to be heated. The installation conditions for such tubular heating cartridges are usually quite cramped, with only a few millimeters of gap width in the radial direction between the outer jacket of such tubular heating cartridges and the machine parts surrounding them.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rohrheizpatrone mit einem geringen konstruktiven Aufwand und unter Berücksichtigung enger Einbauverhältnisse funktionssicher auf dem Körper festzuspannen. Die Fertigung, Montage und gegebenenfalls Demontage sollen in einfacher Weise durchführbar sein.Based on this, the invention is based on the task of clamping the tubular heating cartridge securely to the body with minimal design effort and taking into account tight installation conditions. The production, assembly and, if necessary, disassembly should be easy to carry out.
- 2-Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. - 2- The
This object is achieved according to the features specified in claim 1.
Die erfindungsgemäße Rohrheizpatrone enthält eine Spannvorrichtung, welche ein geringes Bauvolumen aufweist und welche schnell das Festspannen der Rohrheizpatrone auf dem genannten Körper ermöglicht. Die Spannvorrichtung enthält zwei auf dem Außenmantel, zweckmäßig zu beiden Seiten eines bevorzugt in Längsrichtung verlaufenden Schlitzes der Heizpatrone angeordnete Schienen sowie eine mit letzteren verbindbare und bei Bedarf lösbare Metallplatte derart, daß infolge einer Keilwirkung Spannkräfte zum Festspannen der Rohrheizpatrone auf den Körper bewirkt werden. Wenigstens eine Metallschiene enthält eine erste Seitenfläche, an welcher eine zweite Seitenfläche der Metallplatte zur Anlage bringbar ist, wobei die genannten Seitenflächen bevorzugt unter einem vorgegebenen Winkel zur Längsachse der Heizpatrone angeordnet sind und durch insbesondere axiales Verschieben der Metallplatte bezüglich der Metallschienen in Umfangsrichtung wirksame Kraftkomponenten zur Reduzierung der Schlitzbreite der Rohrheizpatrone und im Ergebnis deren radiales Festspannen auf dem Körper erreicht wird. Die genannten aneinanderliegenden Seitenflächen der wenigstens einen Metallschiene und der Metallplatte sind derart ausgebildet, daß die Metallplatte ferner in radialer Richtung in Richtung auf die Außenfläche des Außenmantels gepresst und ein unerwünschtes Lösen der Metallplatte funktionssicher unterbunden wird. Der Materialeinsatz und der Montageaufwand sind gering, und die Montage kann in kürzester Zeit und ohne besondere Hilfsmittel oder Werkzeuge durchgeführt werden. Die Metallplatte ist zur Montage lediglich mit ihrer den Metallschienen zugeordneten inneren Öffnung auf die Metallschienen aufzusetzen, wobei durch insbesondere axiales Verschieben, beispielsweise mittels eines Schraubendrehers, das Festspannen der Rohrheizpatrone auf den Körper erfolgt. Ferner läßt die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung eine vielfache Montage und Demontage ohne Einbuße der Spannkraft zu. Schließlich ist die radiale Dicke der Spannvorrichtung äußerst gering, zumal diese Wanddicke ausschließlich von der Materialdicke der auf dem gleichen Umfang liegenden Metallschienen und der Metallplatte abhängt. Die radiale Wanddicke liegt in der Größenordnung von einigen Millimetern, insbesondere im Bereich zwischen 2 bis 5 mm, vorzugsweise bei 3 mm, so daß bei Einbauverhältnissen unter 4 mm problemlos die erfindungsgemäße Rohrheizpatrone zum Einsatz gelangen und montiert werden kann. Die Rohrheizpatrone gewährleistet einen optimalen Wärmeübergang, da der Innenmantel mit höchster Paßgenauigkeit auf dem Körper flächig aufliegt und auf diesen aufgepresst wird.The tubular heating cartridge according to the invention contains a clamping device which has a small construction volume and which enables the tubular heating cartridge to be quickly clamped onto the body mentioned. The clamping device contains two rails arranged on the outer casing, expediently on both sides of a slot in the heating cartridge which preferably runs in the longitudinal direction, and a metal plate which can be connected to the latter and detached if necessary in such a way that clamping forces for clamping the tubular heating cartridge onto the body are produced as a result of a wedge effect. At least one metal rail contains a first side surface against which a second side surface of the metal plate can be brought into contact, wherein the side surfaces mentioned are preferably arranged at a predetermined angle to the longitudinal axis of the heating cartridge and by particularly axial displacement of the metal plate in the circumferential direction relative to the metal rails, effective force components for reducing the slot width of the tubular heating cartridge and as a result of its radial clamping onto the body are achieved. The said adjacent side surfaces of the at least one metal rail and the metal plate are designed in such a way that the metal plate is also pressed in the radial direction towards the outer surface of the outer casing and undesirable loosening of the metal plate is reliably prevented. The material used and the assembly effort are low, and assembly can be carried out in a very short time and without special aids or tools. For assembly, the metal plate only has to be placed on the metal rails with its inner opening assigned to the metal rails, whereby the tubular heating cartridge is clamped onto the body by axial displacement in particular, for example by means of a screwdriver. Furthermore, the quick-clamping device according to the invention allows multiple assembly and disassembly without loss of clamping force. Finally, the radial thickness of the clamping device is extremely small, especially since this wall thickness depends exclusively on the material thickness of the metal rails and the metal plate lying on the same circumference. The radial wall thickness is in the order of a few millimeters, in particular in the range between 2 and 5 mm, preferably 3 mm, so that the tubular heating cartridge according to the invention can be used and installed without any problems in installation conditions of less than 4 mm. The tubular heating cartridge ensures optimal heat transfer, since the inner jacket lies flat on the body with the highest precision fit and is pressed onto it.
Besondere Ausgestaltungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels angegeben.Particular embodiments and preferred developments of the invention are specified in the subclaims and the following description of a particular embodiment.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne daß insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the embodiment shown in the drawing, without any limitation being imposed. They show:
Fig. 1 schematisch in einer axialen Ansicht die Rohrheizpatrone,Fig. 1 shows schematically in an axial view the tubular heating cartridge,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Rohrheizpatrone in radialer Richtung,Fig. 2 a plan view of the tubular heating cartridge in radial direction,
Fig. 3 eine axiale Ansicht der Rohrheizpatrone im gespannten Zustand derFig. 3 an axial view of the tubular heating cartridge in the clamped state of the
Spannvorrichtung in Blickrichtung III gemäß Fig. 2,Clamping device in viewing direction III according to Fig. 2,
Fig. 4 vergrößert das Detail X gemäß Fig. 3.Fig. 4 enlarges the detail X according to Fig. 3.
Fig. 1 zeigt die Rohrheizpatrone mit einem Innenmantel 2 und einen Außenmantel 4, welche im Bereich ihrer axialen Stirnseiten in geeigneter Weise miteinander verbunden sind und insbesondere aus Metall bestehen. Die Rohrheizpatrone enthält ferner einen bevorzugt durchgehenden, insbesondere axialen Schlitz 6, in welchem im Bereich zwischen dem Innenmantel 2 und dem Außenmantel 4 in bevorzugter Weise zur Temperaturregelung und / oder Temperaturüberwachung ein Temperaturfühler 7 angeordnet und mittels eines Fixierelements 8 in der Länge variabel einseitig fixiert ist. Auch im Bereich des axialen Schlitzes 6 sind der Innenmantel 2 und der Außenmantel 4 mittels Seitenwänden 9 miteinander verbunden. Der Temperaturfühler 7 besitzt isolierte Anschlußdrähte, die mit elektrischen Anschlußleitern 14, 15 herausgeführt sind.Fig. 1 shows the tubular heating cartridge with an inner casing 2 and an outer casing 4, which are connected to one another in a suitable manner in the region of their axial end faces and are made in particular of metal. The tubular heating cartridge also contains a preferably continuous, in particular axial slot 6, in which a temperature sensor 7 is arranged in the region between the inner casing 2 and the outer casing 4, preferably for temperature control and/or temperature monitoring, and is fixed on one side with a variable length by means of a fixing element 8. The inner casing 2 and the outer casing 4 are also connected to one another in the region of the axial slot 6 by means of side walls 9. The temperature sensor 7 has insulated connecting wires which are led out with electrical connecting conductors 14, 15.
Zwischen dem Innenmantel 2 und dem Außenmantel 4 ist ein hier nur schematisch angedeutetes elektrisches Heizelement 10 mit einem Isolationsträger 12 vorgesehen, welcher mit einem Heizleiter umwickelt ist. Der genannte Heizleiter ist in hier nicht weiter dargestellter Weise mit den flexiblen, hitzebeständigen und in der Länge variierenden Anschlußleitern 14, 15 verbunden, über welche die Heizenergie zuführbar ist. DerBetween the inner jacket 2 and the outer jacket 4, an electrical heating element 10 is provided, which is only indicated schematically here, with an insulation carrier 12, which is wrapped with a heating conductor. The heating conductor is connected in a manner not shown here to the flexible, heat-resistant and length-varying connecting conductors 14, 15, via which the heating energy can be supplied. The
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Isolationsträger 12 mit dem umwickelten Heizleiter ist von Isolationsmaterial 16 umgeben. Die in der Zeichnung radial angeordneten Anschlüsse 14, 15 können bedarfsweise auch axial angeordnet sein. Die Anschlußleitungen sind durch geeignete Aussparungen des Außenmantels 4 nach außen geführt. Zur Stabilität des Übergangsbereichs von Außenmantel und Anschlußleiter 14, 15 ist außen auf dem Außenmantel 4 ein Metallplättchen, insbesondere ein Edelstahlplättchen 20 befestigt, und zwar bevorzugt durch Punktschweißen.Insulation carrier 12 with the wrapped heating conductor is surrounded by insulation material 16. The connections 14, 15 arranged radially in the drawing can also be arranged axially if required. The connecting lines are led outwards through suitable recesses in the outer jacket 4. To ensure stability in the transition area between the outer jacket and the connecting conductor 14, 15, a metal plate, in particular a stainless steel plate 20, is attached to the outside of the outer jacket 4, preferably by spot welding.
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß alternativ zu der in der Zeichnung dargestellten zylindrischen Ausführungsform die Rohrheizpatrone im Rahmen der Erfindung auch konisch ausgebildet sein kann, wobei die Innenfläche des konischen Innenmantels auf einem entsprechend konisch ausgebildeten Körper aufspannbar ist. Auch kann eine zylindrisch geschlossene Ausführung vorgesehen sein.It should be expressly pointed out that, as an alternative to the cylindrical embodiment shown in the drawing, the tubular heating cartridge can also be designed conically within the scope of the invention, with the inner surface of the conical inner casing being able to be clamped onto a correspondingly conical body. A cylindrically closed design can also be provided.
Der Innenmantel 2 ist zweckmäßig als ein gut wärmeleitfähiges, dickwandiges Innenrohr ausgebildet, wobei die Innenfläche 18 in bevorzugter Weise auf Passung entsprechend der Außenfläche des hier nicht dargestellten zu beheizenden Körpers gedreht ist.The inner casing 2 is expediently designed as a thick-walled inner tube with good thermal conductivity, wherein the inner surface 18 is preferably turned to fit the outer surface of the body to be heated (not shown here).
Fig. 2 zeigt in einer radialen Aufsicht die erfindungsgemäße Rohrheizpatrone mit einer Schnell-Spannvorrichtung 22, welche zwei zu beiden Seiten des Schlitzes 6 angeordnete und mit dem Außenmantel 4, insbesondere durch Punktschweißen, fest verbundene Metallschienen 24, 25 enthält. Die in der Zeichnung im nicht gespannten Zustand dargestellte Schnell-Spannvorrichtung 22 enthält ferner eine mit den beiden Metallschienen 24, 25 zusammenwirkende Metallplatte 26, welche eine innenliegende Öffnung 27 aufweist. Die Metallschienen 24, 25 weisen bezüglich des Schlitzes 6 außenliegende Seitenflächen 28 auf, an welchen innenliegende zweite Seitenflächen 30 der Öffnung 27 bzw. der Metallplatte 26 zur Anlage bringbar sind. Durch axiales Verschieben der Metallplatte 26 in Richtung des Pfeiles 32 sind die zweiten Seitenflächen 30 mit den ersten Seitenflächen 28 der Metallschienen 24, 25 zur Anlage bzw. in Eingriff zu bringen. Wie ersichtlich sind erfindungsgemäß die genannten Seitenflächen 28, 30 in einem vorgegebenen Winkel 34 zur Längsachse 36 der Rohrheizpatrone angeordnet. Aufgrund der derart konischen Anordnung der ersten bzw. zweiten Seitenflächen 28 bzw. 30 werden beim Aufschieben der Metallplatte 26 in Richtung des Pfeiles 32 in Umfangsrichtung wirkende Kraftkomponenten auf die beiden Metallschienen 24, 25 wirksam und infolgedessen wird eine Reduzierung der Breite des Schlitzes 6 und im Ergebnis einFig. 2 shows a radial plan view of the tubular heating cartridge according to the invention with a quick-clamping device 22, which contains two metal rails 24, 25 arranged on both sides of the slot 6 and firmly connected to the outer casing 4, in particular by spot welding. The quick-clamping device 22 shown in the drawing in the non-clamping state also contains a metal plate 26 which interacts with the two metal rails 24, 25 and has an internal opening 27. The metal rails 24, 25 have external side surfaces 28 with respect to the slot 6, against which internal second side surfaces 30 of the opening 27 or the metal plate 26 can be brought into contact. By axially moving the metal plate 26 in the direction of the arrow 32, the second side surfaces 30 can be brought into contact with or into engagement with the first side surfaces 28 of the metal rails 24, 25. As can be seen, according to the invention, the side surfaces 28, 30 are arranged at a predetermined angle 34 to the longitudinal axis 36 of the tubular heating cartridge. Due to the conical arrangement of the first and second side surfaces 28 and 30, respectively, when the metal plate 26 is pushed on in the direction of the arrow 32, force components acting in the circumferential direction are effective on the two metal rails 24, 25 and, as a result, a reduction in the width of the slot 6 and, as a result, a
Festspannen der Rohrheizpatrone auf dem genannten Körper bewirkt. Die Schlitzbreite ist derart vorgegeben, daß einerseits unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen das Festspannen zuverlässig ermöglicht wird und daß andererseits über einen möglichst großen Umfangbereich die Rohrheizpatrone auf dem genannten Körper außen aufliegt.The tubular heating cartridge is clamped onto the body mentioned. The slot width is specified in such a way that, on the one hand, clamping is reliably possible while taking manufacturing tolerances into account and, on the other hand, that the tubular heating cartridge rests on the outside of the body mentioned over as large a circumferential area as possible.
Obgleich die in der Zeichnung dargestellte symmetrische Anordnung und Ausbildung der beiden Metallschienen 24, 25 sich als besonders zweckmäßig erwiesen hat, kann im Rahmen dieser Erfindung eine asymmetrische Ausbildung vorgesehen sein, wie es mit den strichpunktierten Linien 38, 40 angedeutet ist. Gemäß der Linie 38 besitzt die in der Zeichnung links dargestellte Metallschiene 24 eine achsparallele Seitenfläche und entsprechend ist die zugeordnete Seitenfläche 40 der Metallplatte 26 gleichfalls achsparallel angeordnet. Bei dieser Ausführungsform weist aber - wie dargestellt - die rechte Metallschiene 25 die zur Längsachse 36 winklig angeordnete erste Seitenfläche 28 und korrespondierend hierzu die Metallplatte 26 die gleichfalls winklig angeordnete zweite Seitenfläche auf. Wie ersichtlich, werden auch bei dieser alternativen Ausführungsform durch axiales Verschieben der Metallplatte 32 die vorstehend erläuterten Kräfte zum Festspannen der Rohrheizpatrone auf dem Körper wirksam.Although the symmetrical arrangement and design of the two metal rails 24, 25 shown in the drawing has proven to be particularly useful, an asymmetrical design can be provided within the scope of this invention, as indicated by the dot-dash lines 38, 40. According to line 38, the metal rail 24 shown on the left in the drawing has a side surface parallel to the axis and the associated side surface 40 of the metal plate 26 is also arranged parallel to the axis. In this embodiment, however - as shown - the right metal rail 25 has the first side surface 28 arranged at an angle to the longitudinal axis 36 and, correspondingly, the metal plate 26 has the second side surface also arranged at an angle. As can be seen, in this alternative embodiment too, the forces explained above for clamping the tubular heating cartridge onto the body are effective by axially displacing the metal plate 32.
Anstelle der dargestellten geschlossenen Ausbildung der Metallplatte 26 kann diese auch an einer Längsseite einen Schlitz 42 aufweisen, wie es mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Bei dieser offenen, geschlitzten Ausführungsform enthält die Metallplatte 26 somit zwei im wesentlichen achsparallele Stege oder Mikrostege, deren innenliegenden zweiten Seitenflächen 30 im übrigen aber unverändert entsprechend den obigen Erläuterungen ausgebildet und wirksam sind. Ferner können im Rahmen der Erfindung, je nach Länge der Rohrheizpatrone mehrere Spannelemente, zweckmäßig axial beabstandet, angeordnet sein.Instead of the closed design of the metal plate 26 shown, it can also have a slot 42 on one long side, as indicated by dashed lines. In this open, slotted embodiment, the metal plate 26 thus contains two essentially axially parallel webs or micro-webs, the inner second side surfaces 30 of which are otherwise designed and effective in the same way as described above. Furthermore, within the scope of the invention, depending on the length of the tubular heating cartridge, several clamping elements can be arranged, expediently spaced apart axially.
Fig. 3 zeigt in einer axialen Ansicht die Rohrheizpatrone mit der Spannvorrichtung 22 im gespannten Zustand, in welchem die Breite 44 des Schlitzes 6 entsprechend reduziert ist. Wie ferner ersichtlich, ist die Metallplatte 26 entsprechend dem Krümmungsradius 46 des Außenmantels 4 angepaßt. In bevorzugter Weise sind auch die beiden Metallschienen 24, 25 entsprechend dem Krümmungsradius 46 gebogen.Fig. 3 shows an axial view of the tubular heating cartridge with the clamping device 22 in the clamped state, in which the width 44 of the slot 6 is correspondingly reduced. As can also be seen, the metal plate 26 is adapted to the radius of curvature 46 of the outer casing 4. Preferably, the two metal rails 24, 25 are also bent to the radius of curvature 46.
Fig. 4 zeigt vergrößert das Detail X gemäß Fig. 3, wobei zur Verdeutlichung rechts ein Schnitt in einer Radialebene dargestellt ist. Die erste Seitenfläche 28 und ebenso dieFig. 4 shows an enlarged view of detail X according to Fig. 3, with a section in a radial plane shown on the right for clarity. The first side surface 28 and also the
zweite Seitenfläche 30 sind bezüglich einer durch den Schlitz 6 liegenden Axialebene 48 in einem Winkel 50 geneigt angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Seitenflächen 28 und 30 derart angeordnet, daß die mit den Metallschienen 24, 25 in Eingriff gebrachte Metallplatte 26 infolge einer Keilwirkung auf den Außenmantel 4 gepresst wird. Dies kann durch konische Ausbildung der Seitenflächen 28, 30 gleichermaßen erreicht werden, wie durch eine gestufte, hinterschnittene Ausbildung. Somit wird eine Fixierung der Metallplatte 26 auf der Außenfläche des Außenmantels 4 sicher gestellt und ein Ablösen der Metallplatte 26 in Richtung des Pfeiles 52 radial nach außen funktionssicher unterbunden.second side surface 30 are arranged at an angle 50 with respect to an axial plane 48 passing through the slot 6. According to the invention, the side surfaces 28 and 30 are arranged in such a way that the metal plate 26 engaged with the metal rails 24, 25 is pressed onto the outer casing 4 as a result of a wedge effect. This can be achieved by a conical design of the side surfaces 28, 30 as well as by a stepped, undercut design. This ensures that the metal plate 26 is fixed to the outer surface of the outer casing 4 and reliably prevents the metal plate 26 from detaching radially outwards in the direction of the arrow 52.
Die Metallschienen 24, 25 besitzen eine radiale Dicke 54 und die Metallplatte 26 eine radiale Dicke 56, wobei diese Dicken bevorzugt im wesentlichen gleich groß sind. Die Werte der Dicke 54 und / oder der Dicke 56 liegen in der Größenordnung von einigen Millimetern, vorteilhaft im Bereich zwischen 2 bis 5 mm, insbesondere in der Größenordnung von 3 mm. Das Bauvolumen und / oder der erforderliche Platzbedarf der Schnell-Spannvorrichtung 22 ist somit sehr gering, so daß die erfindungsgemäße Rohrheizpatrone problemlos bei engen Platzverhältnissen zum Einsatz gelangen kann.The metal rails 24, 25 have a radial thickness 54 and the metal plate 26 has a radial thickness 56, whereby these thicknesses are preferably essentially the same. The values of the thickness 54 and/or the thickness 56 are in the order of a few millimeters, advantageously in the range between 2 and 5 mm, in particular in the order of 3 mm. The construction volume and/or the space required for the quick clamping device 22 is thus very small, so that the tubular heating cartridge according to the invention can be used without any problems in tight spaces.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20010118 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20021217 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20060914 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20090318 |
|
| R071 | Expiry of right |