Thermofühler für Heißkanalsysteme

von | Temperaturfühler

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Die Temperatur ist beim Kunststoff-Spritzgießen ein extrem wichtiger Prozessparameter, der an verschiedensten Stellen gemessen wird. Messpunkte sind beispielsweise am Heißkanalverteiler, an der Heißkanaldüse und auch am Werkzeug.

Kriterien bei der Auswahl von Thermofühlern

Zunächst müssen die Thermofühler für den Temperaturbereich geeignet und hinreichend genau sein. Hier haben sich in der Praxis Thermoelemente Typ J (Fe-CuNi) mit einem Messbereich bis +750°C und Thermoelemente Typ K (NiCr-Ni) mit einem Messbereich bis +1.200°C bewährt, die für diese Anwendungen eine ausreichende Auflösung und Genauigkeit haben.

Desweiteren müssen die Fühler sehr dünn sein, in der Regel 1,0 bis 1,5 mm Durchmesser. So kann man sie so nah wie möglich an der Messstelle montieren – zum Beispiel direkt an der Spitze der Heißkanaldüse.

Mantelthermoelemente als technisch beste Lösung

Die Thermofühler müssen flexibel und trotzdem robust sein. Diese Anforderungen erfüllen Mantelthermoelemente, bei denen die Thermoleiter in hochverdichtetes Magnesiumoxid eingebettet und von einem biegsamen Edelstahl-Mantelrohr umgeben sind. Diese Mantelthermoelemente sind sowohl mechanisch als auch thermisch sehr robust und können bei Bedarf in Längen von mehreren 100 mm gefertigt werden.
Mit einer langen Mantelleitung kann man beispielsweise den Kabelübergang nahezu beliebig weit von der Hitzequelle fern halten.

Wichtig ist außerdem noch das Anschlusskabel, bei Thermoelementen auch Ausgleichsleitung genannt. Sie ist typischerweise ein bis drei Meter lang, muss mechanisch robust sein und auch den Temperaturen standhalten, die rund um die Spritzguss-Werkzeuge entstehen. Häufig werden Kabel mit Glasseide-Isolierung verwendet, die allerdings schwierig zu kürzen sind. Wesentlich besser funktioniert das mit den schlanken und robusten Leitungen mit Kapton®-Isolierung, die zudem noch feuchtigkeitsdicht sind.

Kabelübergang bzw. Crimpung

Aber wie kommt nun das Kabel an die Messsonde, also an das Thermoelement? Hier gibt es verschiedene Verfahren, wie z.B. eine Crimpung mit einer Metallhülse als Schutz oder eine Kunststoffumspritzung des Kabelübergangs. Es gibt inzwischen auch Lösungen mit duroplastischen Umspritzungen, die mehr als +500°C vertragen. Wichtig ist, dass das Übergangsstück schlank und mechanisch robust ist und eine hohe Zugfestigkeit aufweist. Die Einbausituation ist häufig verzwickt – da muss der Thermofühler einiges aushalten können.

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