Elektrische Heizkörper werden eingesetzt, um in nut-oder rinnenförmige Konturen einer Heizplatte eines Werkzeugs, un- ter anderem eines Spritzgießwerkzeuges, eingeformt zu werden, um dieses zu beheizen, wobei es notwendig ist, daß der Heiz- körper entsprechend der Geometrie der Nut oder Rinne vorge- formt wird. Üblich ist es, daß ein Heizkörper maschinell ent- sprechend der Form der Rille oder Nut vorgebogen wird und in die vorgegebene Rille oder Nut eingelegt, eingepreßt oder eingekittet wird. Diese Heizkörper weisen den Nachteil auf, daß es sich um spezielle Einzelanfertigungen in Abhängigkeit von der Kontur der Nut handelt, die entsprechend kostenauf- wendig in der Fertigung sind. Derartige dreidimensional vor- gebogene Heizkörper sind nicht in eine Rinne oder Nut einleg- bar. Weiterhin hat sich herausgestellt, daß sich die verdich- teten Heizkörper nach dem Stand der Technik bei größeren Au- ßendurchmessern aufgrund der sich ergebenden größeren Rohrwandstärke nicht von Hand verformen lassen, insbesondere wenn der Biegeradius kleiner 10 mm sein soll.

Des weiteren ist aus dem Stand der Technik ein flexibler Rohrheizkörper gemäß der DE 42 42 505 C2 bekannt, der ein me- tallisches Mantelrohr aufweist, in welchem die Heizleiter in Isoliermasse eingebettet angeordnet sind, wobei das Mantel- rohr durch einen flexiblen Ringwellschlauch gebildet ist.

Eine Weiterentwicklung dieses flexiblen Rohrheizkörpers ist aus der DE 195 41 504 A1 bekannt, wobei in einem metallischen Mantelrohr die Heizleiter in Isoliermasse eingebettet ange- ordnet sind und das Mantelrohr aus einem unter manueller Kraftaufwendung plastisch verformbarem Werkstoff besteht, wo- bei auf das Mantelrohr ein Ring-oder Wendelwellschlauch auf- geschoben ist und die zwischen dem Schlauch und dem Mantel- rohr verbleibenden Hohlräume mit gut wärmeleitfähigem Metall- pulver gefüllt sind.

Die flexiblen Heizkörper gemäß der DE 42 42 505 C2 und der DE 195 41 504 A1 haben sich dahingehend als nachteilig erwie- sen, als daß der verwendete Ringwellschlauch teuer ist. Des weiteren muß der Außendurchmesser des Ringwellschlauches viel größer sein als der des innenliegenden metallischen Mantel- rohres, da der Ringwellschlauch nur einen geringen freien in- neren Querschnitt aufweist.

Ferner hat sich aus der DE 42 42 505 C2 ergeben, daß die Fer- tigung des flexiblen Rohrheizkörpers aufwendig ist, da die Isoliermasse in Pulverform in den Ringwellschlauch eingefüllt und durch Rütteln eingebracht und durch Reduzierung des Durchmessers verdichtet werden muß. Auch die Weiterentwick- lung, die DE 195 41 504 A1 lehrt nur ein aufwendiges Herstel- lungsverfahren, da sowohl die Isoliermasse durch Rütteln ein- gebracht und durch Reduzierung des Durchmessers verdichtet werden muß als auch die zwischen dem Mantelrohr und dem Ring- wellschlauch eingeführte Metallpulver.

Es hat sich außerdem herausgestellt, daß die bekannten flexi- blen Heizkörper einen Außendurchmesser aufweisen müssen, der möglichst exakt der Nut oder Rille angepaßt ist, da sonst keine Wärmeübertragung von dem Heizkörper auf die Heizplatte erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen flexiblen elektrischen Heizkörper für Werkzeuge anzugeben, der die aus dem Stand der

Technik bekannten Nachteile vermeidet und eine leichte und manuelle Biegbarkeit des Heizkörpers bei kostengünstiger Fer- tigung zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen flexiblen elektrischen Heizkörper für Werkzeuge, insbesondere Spritz- gießwerkzeuge, wobei der Heizkörper wenigstens einen in einem Metallrohr angeordneten Heizleiter aufweist, wobei der Heiz- leiter in Isoliermasse eingebettet ist, und das Metallrohr von wenigstens einem gasdurchlässigen metallischen Überzug umgeben ist. Unter einem Heizleiter im Sinne der Erfindung wird unter anderem eine Heizspirale oder ein Keramikkern mit einem auf dem Außenumfang aufgewickeltem Heizdraht verstan- den. Unter einem flexiblen elektrischen Heizkörper im Sinne der Erfindung werden Heizkörper mit einseitigen (Heizpatro- nen) oder beidseitigem elektrischen Anschluß verstanden. Der Vorteil der erfindungsgemäß Gestaltung besteht darin, daß der metallische Überzug eine gute Wärmeübertragung von dem Me- tallrohr auf das Werkzeug gewährleistet. Es kann ein Metall- rohr mit einem geringen Durchmesser und somit geringerem Wi- derstand gegen Biegung eingesetzt werden. Entgegen bisherigen Annahmen ist es nicht notwendig, einen gasdichten Ringwell- schlauch vorzusehen, der aufwendig mit wärmeleitfähigem Pul- ver gefüllt wird. Der erfindungsgemäße Überzug hat die Eigen- schaft, daß er einen guten Wärmetransport ermöglicht und der Überzug bis ungefähr 650° Celsius temperaturbeständig ist und somit nicht verzundert. Der Überzug ist so ausgelegt, daß beim Einpressen in die Nut in geringen Maßen eine Anpassung an die Geometrie der Nut erfolgt. Vorteilhaft ist es, wenn der Überzug spiralförmig ausgebildet ist, da hierdurch eine einfache Biegung auch um kleine Radien ermöglicht wird. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Überzug möglichst über seine gesamte Länge aufgepreßt wird, wodurch Lufteinschlüsse zwischen dem Mantelrohr und dem Überzug verringert werden, so daß ein guter Wärmeübergang möglich ist. Des weiteren wird durch das Anpressen des Überzugs in Abhängigkeit von dessen

Ausbildung eine glatte Oberfläche des Überzuges erreicht, so daß dieser gut in der Nut anliegt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens ein Überzug als Drahtspirale ausgebildet ist.

Eine derartige Gestaltung des Überzuges hat sich dahingehend als vorteilhaft erwiesen, daß eine Drahtspirale sich einfach einer Biegung anpaßt und einfach über das Metallrohr überge- schoben werden kann. Die Drahtspirale kann gegebenenfalls mit einer Steigung, d. h. einem Abstand zwischen den Drähten, eingesetzt werden. Drahtspiralen können als kostengünstiges Zukaufteil bezogen werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens ein Überzug als Flachbandspirale oder Flachdrahtspirale ausgebildet ist. Flachbandspiralen und Flachdrahtspiralen weisen den Vorteil auf, daß aufgrund der konstruktionsbedingten bestehenden Überdeckung/Überlappung auch in einem Bogen die Wärme über den mechanischen Kontakt zwischen den Bändern/Drähten geleitet wird. Flachbandspiralen und Flachdrahtspiralen sind kostengünstige Zukaufteile, die als Meterware bezogen werden können.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens ein Überzug als Litzenspirale ausgebildet ist.

Litzenspiralen weisen gegenüber beispielsweise Drahtspiralen den Vorteil auf, daß sie noch flexibler sind, wodurch die Biegefähigkeit des flexiblen elektrischen Heizkörpers erhöht wird. Durch das Anpressen der Litzenspirale wird der anfäng- lich kreisrunde Querschnitt flacher, wodurch eine glatte Oberfläche erzielt wird und die Abstände zwischen den Einzel- drähten der Litzenspirale verringert werden, so daß ein guter Wärmeübergang auf das Werkzeug möglich ist.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens ein Überzug als Drahthohlgeflecht- schlauch ausgebildet ist. Ein Drahthohlgeflechtschlauch be-

steht aus einer Vielzahl von Einzeldrähten. Zweckmäßig ist es, wenn die eingesetzten Drähte des Geflechtes ungefähr ei- nen Durchmesser von 0,2 bis 0,3 mm aufweisen und aus Nickel oder Edelstahl bestehen. Die Beweglichkeit des flexiblen Heizkörpers wird durch den Bedeckungsgrad (Dichte) des Draht- hohlgeflechts beeinflußt. Dadurch, daß einzelne Drähte des Geflechts auch in Längsrichtung liegen, ist das Geflecht auch im Bogenbereich noch sehr dicht. Hierdurch kann auch im äuße- ren Bogenbereich noch eine gute Wärmeübertragung gewährlei- stet werden. Bei einer Biegung des Heizkörpers ist gewährlei- stet, daß der Überzug im Bogen nicht oval wird. Des weiteren wird auch der Drahthohlgeflechtschlauch ähnlich zu der Lit- zenspirale mit einer durch das Anpressen glatten Oberfläche versehen.

---In weiterer----vorteilhafter-Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein erster metallischer Überzug von wenig- stens einem weiteren metallischen Überzug umgeben ist. Die vorstehenden Arten der Überzüge können einlagig oder mehrla- gig ausgeführt werden, wobei verschiedene Kombinationen mög- lich sind, beispielsweise der Einsatz einer Drahtspirale als erster Überzug und eines Drahthohlgeflechtschlauches als zweiter Überzug.

Vorteilhaft ist es, wenn die Überzüge auf dem verdichteten Mantelrohr fixiert werden, damit sie insbesondere beim Einbau nicht verrutschen. Hierbei ist eine Fixierung des Überzugs an den Enden des verdichteten Mantelrohres vorteilhaft und/oder ein Anpressen des Überzugs über wenigstens einen großen Teil seiner Länge, um eine glatte Oberfläche zu erzielen und iso- lierende Lufteinschlüsse zu verringern. Hierdurch wird ein besserer Wärmeübergang auf das Werkzeug erzielt. Das Anredu- zieren bzw. Anpressen des Überzugs kann mit Hämmermaschinen oder Pressen erfolgen, wobei es zweckmäßig ist den Überzug um ungefähr 5 bis 15 % zu reduzieren.

Durch die Ausbildung eines Überzuges als Drahthohlgeflecht- schlauch, der häufig als mechanischer Schutz von Leitun- gen/Schläuchen als Schutz von Kabeln vor elektromagnetischen Strahlen und zur Erhöhung der Druckbelastbarkeit von Schläu- chen eingesetzt wird, ist gewährleistet, daß der flexible Heizkörper biegbar und widerstandsfähig gegen äußere Beschä- digungen ist. Insbesondere passen sich die dünnen Drähte der Form der Rille oder Nut an, wodurch es auch möglich ist, ei- nen im Prinzip runden flexiblen Heizkörper in eine rechtecki- ge Rille oder Nut einzubringen und Toleranzen der Nut in ge- ringen Maßen auszugleichen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der flexible Heizkörper einen rechteckigen Querschnitt aufweist, da die Nuten im Regelfall mit mittels Fräsen herge- stellt werden und dementsprechend einen rechteckigen Quer- schnitt aufweisen. Ein flexibler Heizkörper mit einen recht- eckigen Querschnitt paßt sich Optimal. __an derartige-r-echtecki-- ge Nuten oder Rillen an, d. h. er liegt an den Nutflanken an, so daß ein optimaler Wärmeübergang gegeben ist.

Das Verhältnis des Durchmessers des verdichteten Heizkörpers zu dem Außendurchmesser des flexiblen Heizkörpers kann leicht optimiert werden, um einerseits die Oberflächenbelastung des innenliegenden Heizleiters zu begrenzen und andererseits ei- nen ausreichenden flexiblen Überzug aufzubringen, der sich der Rillen-bzw. der Nutform anpaßt. Vorteilhaft ist die er- findungsgemäße Ausgestaltung eines flexiblen Heizkörpers da- hingehend, daß im Gegensatz zu den nach dem Stand der Technik bekannten flexiblen Heizkörpern bei den erfindungsgemäßen flexiblen Heizkörpern bei gleichem Außendurchmesser es mög- lich ist unter Verwendung eines dünnen Überzugs einen dicken verdichteten Heizkörper einzusetzen. Selbstverständlich kann auch unter Verwendung eines dicken Überzugs ein dünner ver- dichteter Heizkörper eingesetzt werden. Bei der erfindungsge- mäßen Ausgestaltung kann ein verdichteter Heizkörper mit ei- nem im Verhältnis größeren Außendurchmesser eingesetzt wer- den, der eine größere Lebensdauer aufweist als ein verdichte-

ter Heizkörper mit einem im Verhältnis kleineren Außendurch- messer.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Mantelrohr und/oder der Überzug eine wärmeleitfähige Beschichtung aufweisen. Eine wärmeleitfähige Beschichtung kann auf den Überzug beispielsweise als wärmeleitende Paste oder Flüssigkeit aufgebracht werden, um die Temperaturdiffe- renz zwischen dem verdichteten Heizkörper und der Werkzeugnut zu verringern, da ein besserer Wärmeübergang erzielt wird.

Durch den Einsatz einer Beschichtung wird der thermische Wi- derstand, der grundsätzlich zwischen zwei Metallen an der Kontaktfläche besteht, verringert. Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten flexiblen Heizkörper wird somit der Thermische Widerstand zwischen dem Mantelrohr und/oder dem Überzug und/oderder. Werkzeugnut. reduziert.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die wärmeleitfähige Beschichtung zumindest teilweise aus Bornitrid besteht, insbesondere hexagonalem Bornitrid. Bornitrid weist eine sehr hohe thermische Leitfä- higkeit auf und ist an der Luft bis ungefähr 1000° C bestän- dig. Des weiteren weist eine Beschichtung aus Bornitrid gute Trenneigenschaften auf, wodurch der Ausbau der flexiblen Heizkörper aus der Werkzeugnut vereinfacht wird. Es ist zweckmäßig, wenn die Beschichtung des Überzugs nach dessen Verdichtung erfolgt, damit möglichst viel Material auf und/oder in dem Überzug haften bleibt.

Das Beschichtungsmittel Bornitrid kann beispielweise als Sus- pension, Spray oder Pulver eingesetzt werden. Zweckmäßig ist es, wenn feuerfeste Binder dem Bornitrid zugesetzt werden, um eine gute Haftung bei hohen Temperaturen auf dem Mantelrohr und/oder Überzug zu erzielen. Beschichtungen aus hexaponalem Bornitrid besitzen eine gute Wärmeleitfähigkeit und sind elektrisch isolierend.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 Eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen flexiblen Heizkörpers, teilweise geschnitten, Fig. 2 eine Flachbandspirale, Fig. 3 eine Litzenspirale und Fig. 4 eine Heizplatte mit einem eingepaßtem flexiblen Heizkörper.

Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen flexiblen Heizkörpers 1. Der Heizkörper 1 weist ein Metallrohr 2, in welchem ein_Heizleiter 3 in Iso- liermasse 4 eingebettet angeordnet ist. Die Isoliermasse 4 besteht aus einem elektrisch isolierenden gut wärmeleitfähi- gen Werkstoff. Vorteilhaft ist es, wenn das Metallrohr 2 aus Nickel, vorzugsweise mit einer Reinheit von 99,2 %, gebildet ist, damit das Metallrohr 2 leicht gebogen werden kann. Ins- besondere ist es wünschenswert, daß eine manuelle Biegung des Metallrohrs 2 möglich ist. Als Isoliermasse 4 kann beispiels- weise MgO oder ein anderes isolierendes pulverförmiges Mate- rial eingesetzt werden, wobei es üblich ist, daß nach dem Einziehen des Heizleiters 3 in das Metallrohr 2 Isoliermasse 4 in das Metallrohr 2 gefüllt wird und anschließend dieses durch Rütteln und Reduzieren des Metallrohres 2 verdichtet wird, um einen guten Wärmeübergang zu erzielen. Auf das Me- tallrohr 2 wird ein erster gasdurchlässiger Überzug 5.1 in Form einer Drahtspirale 6 aufgeschoben und mittels einer Fi- xierung 7 festgelegt. Als Material für den Überzug 5.1, 5.2 können beispielsweise Nickel, Edelstahl oder Kupferlegierun- gen eingesetzt werden. Vorteilhaft ist es, wenn als zusätzli- cher Schutz vor mechanischen Beschädigungen und zur bessern Anpassung an die-Nutform über die Drahtspirale 6 eine zweiter Überzug 5.2 in Form eines Drahthohlgeflechtes 8 aufgeschoben

wird. Der Heizleiter 3 ist mit einem Anschlußbolzen 9 verbun- den der durch ein Abschlußelement 10 durchgeführt ist, wel- ches das Metallrohr 2 verschließt. Vorteilhaft ist es, wenn das Mantelrohr und/oder der Überzug 5.1, 5.2 mit einer wärme- leitfähigen Beschichtung 16 versehen sind, die den thermi- schen Widerstand an den Kontaktflächen vermindert und Zwi- schenräume zwischen den einzelnen Drähten 13 eines Drahthohl- gefechtschlauchs 8 oder einer Litzenspirale 12 ausfüllt. Die Beschichtung 16 ist nur partiell dargestellt, wobei es mög- lich ist, beispielsweise durch Tränkung mit einem Beschich- tungsmittel, eine Beschichtung 16 zwischen den einzelnen Drähten 13 des Drahthohlgeflechtschlauchs 8 und/oder dessen Außenumfang und/oder zwischen dem Mantelrohr 2, der Drahtspi- rale 6 und dem Drahthohlgeflechtschlauch 8 vorzusehen. Die Beschichtung kann auch als Spray aufgebracht werden.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Überzugs 5.1, 5.2 in Form einer Flachbandspirale 11, wobei die eben- falls erfindungsgemäße Flachdrahtspirale ähnlich aufgebaut ist. Eine Flachbandspirale weist im Gegensatz zu einer Flach- drahtspiral Kanten auf. Vorteilhaft ist, daß durch die Über- deckung/Überlappung auch in einem Bogen die Wärme über den mechanischen Kontakt zwischen den Bändern/Drähten geleitet wird.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Überzugs 5.1, 5.2 in Form einer Litzenspirale 12, die aus einer Viel- zahl von dünnen Drähten 13 gebildet wird, wobei die Litzen- spirale 12 durch Tränkung mit einem Beschichtungsmittel eine Beschichtung 16 zwischen den einzelnen Drähten 13 und/oder auf dem Umfang der Litzenspirale 12 aufweisen kann.

Fig. 4 zeigt eine Heizplatte 14 die Nuten 15 zur Aufnahme des flexiblen elektrischen Heizkörpers 1 aufweist in die der Heizkörper 1 eingepaßt wird.