DE3140164C2

DE3140164C2 - Angußbuchse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE3140164C2
Application number: DE3140164A
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Glen Williams Ontario Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1985-11-21
Also published as: NL184939C; JPS6446214U; CA1142722A; AU540490B2; JPH0140662Y2; NL184939B; GB2085777B; IL63708A; CH655025A5; FR2492728A1; PT73869A; IT1205605B; IT8124294A0; IL63708A0; GB2085777A; NL8103991A; JPS5791868A; US4386262A; FR2492728B1; DE3140164A1

Abstract

Eine nach einem verbesserten Verfahren hergestellte Angußbuchse für den Spritzguß enthält einen Durchlaufkanal in einem korrosionsbeständigen Kern, um den herum ein schraubenförmig gewundenes elektrisches Heizelement angeordnet ist. Eine Hülse aus rostfreiem Stahl verläuft zwischen einem erweiterten Vorderteil mit einer zur Angußöffnung führenden Öffnung und einer erweiterten Stützbuchse für die Verbindung mit den Zuleitungen des Heizelements. In einem Vakuumofen wird der Raum um das Heizelement mit einem hochleitenden Material, wie einer Beryllium-Kupfer-Legierung, gefüllt, wobei die Beryllium-Kupfer-Legierung mit den benachbarten Materialien verschmilzt. Dadurch wird die Wärmeübertragung vom Heizelement auf die Schmelze verbessert, und die äußere Hülse reduziert die für die Herstellung des fertigen Produktes erforderliche kostenaufwendige Bearbeitung und bewirkt zusätzliche Festigkeit. In einer Ausführung werden in den Vorderteil ragende Löcher mit dem hochleitenden Material gefüllt, wodurch die Wärmeübertragung in den Bereich der Angußöffnung erhöht wird. In einem der Löcher kann zur Überwachung der Wärmeübertragung auf diesen Bereich ein Thermoelement angeordnet sein.

Description

(a) einen Kern aus einem korrosionsfesten Material mit einem Durchlaufkanal zwischen einem Einlaßteil und einem Düsenteil,

(b) ein Heizelement, das den Kern über einen wesentlichen Teil seiner Länge zwischen dem Einlaßteil und dem Düsenteil mit einer Vielzahl von Windungen

umgibt und dessen Zuleitungen durch eine öffnung

im Einlaßteil eingeführt sind,

(c) ein hoch wärmeleitendes Teil, mit dem der Kern umgössen ist

Die Angußbuchse der vorliegenden Erfindung geht aus von einer bekannten Angußbuchse (DE-OS 29 48 561) mit einer schraubenförmigen Heizspule, die über einem korrosionsbeständigen Kern mit einem hoch wärmeleitenden Material vergossen ist, und außerdem mit einer nachbearbeiteten Außenhülse. Die bekannte Angußbuchse hat den Nachteil, daß ihre Außenfläche aus dem gegossenen Material gebildet ist Das erfordert zur Ausbildung der notwendigen glatten Außenfläche bei jeder Angußbuchse eine maschinelle Nacharbeitung. Darüber hinaus hat das hoch wärmeleitende Material, das gewöhnlich aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung besteht, zur Bildung eines dauerhaften Außengehäuses der Angußbuchse keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit Dies machte eine aufwendige Nickelplattierung zum Schutz gegen die aus dem Bereich der Angußöffnung austretenden korrosiven Gase notwendig.

Der H erstellungsprozeß der bekannten Angußbuchse hat daher den schwerwiegenden Nachteil, daß nach dem Gießen kostenaufwendige Bearbeitungs- und Plattierungsschritte erforderlich sind. Darüber hinaus ist die gleichmäßige Wärmezufuhr entlang des Durchlaufkanals kritisch, und es ist daher wichtig, daß eine optimale Wärmeübertragung vom Heizelement auf das umgebende leitende Material und von diesem auf den Kern, durch den der Durchlaufkanal verläuft, gewährleistet ist Ein Widerstand gegen die Wärmeübertragung an den

Übergangsflächen zwischen den verschiedenen Materialien führt zu ungleichmäßiger Temperaturverteilung, was die Lebensdauer des Heizelements verkürzen und die Schmelze nachteilhaft beeinflussen kann.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der eingangs erwähnten Angußbuchse und eine verbesserte Angußbuchse zu schaffen, bei welchen die Nachbearbeitung wesentlich eingeschränkt und eine bessere Verbindung des leitenden Materials mit den benachbarten Materialien erreicht wird.

Die Lösung der Aufgabe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer integrierten, elektrisch beheizbaren Angußbuchse mit einem längeren, inneren Kern, der einen zwischen einem erweiterten Vorderteil und einer erweiterten Stützbuchse mittig verlaufenden Durchlaufkanal bestimmt, mit einem den Kern umgebenden, schraubenförmig gewundenen Heizelement, mit einem längeren, das Heizelement umgebenden, hoch wärmeleitenden Teil und mit einer längeren Hülse, die das hoch wärmeleitende Teil außen umgibt.

Die Erfindung betrifft auch eine integrierte, elektrisch beheizbare Angußbuchse enthaltend

(a) manuellei Zusammenbau des Heizelementes und des Kerns, so daß dieses sich zwischen dem Vorderteil und der Stützbuchse erstreckt,

(b) Anbringen der äußeren Hülse in einer Stellung, in der sie zwischen dem Vorderteil und der Stützbuchse einen das Heizelement umgebenden Raum einschließt und mit dem Raum eine gegen wesentliche Leckverluste abgedichtete Anordnung bildet,

(c) Auffüllen des Raumes unter Vakuum mit einem geschmolzenen, hoch wärmeleitenden Material, das den hoch wärmeleitenden Teil bildet, und

(d) Abkühlenlassen des hoch wärmeleitenden Materials bis zur Erstarrung.

40 Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung in bezug auf die Angußbuchse gelöst durch

(e) eine äußere Hülse aus korrosionsfestem Material, die sich zwischen dem Einlaßteil und dem Düsenteil erstreckt; und

(f) einen mit dem hoch wärmeleitenden Teil vergossenen und von der äußeren Hülse umschlossenen Raum, der den Kern und das Heizelement ein-

55 schließt Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Angußbuchse sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

So Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Teilanordnung bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Angußbuchse nach der Erfindung;

F i g. 2 eine Ansicht ähnlich F i g. 1 der gesamten Angußbuchse nach F i g. 1 vor der Füllung;

Fig.3 eine Darstellung einer Anzahl von Angußbuchsen nach F i g. 2 in ihrer Anordnung in einem Vakuumofen zur Füllung;

F i g. 4 ein Schnitt durch die fertige Angußbuchse gemäßFig. 1;

F i g. 5, 6 eine perspektivische Ansicht einer Teilanordnung und eine teilweise geschnittene Gesamtansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Angußbuchse nach der Erfindung;

F i g. 7 eine Schnittansicht eines zum Füllen vorbereiteten dritten Ausführungsbeispiels der Angußbuchse nach der Erfindung;

F i g. 8 eine Schnittansicht eines zum Füllen vorbereiteten vierten Ausführungsbeispiels der Angußbuchse nach der Erfindung; und iä

F i g. 9 eine Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels der Angußbuchse nach der Erfindung.

F i g. 1 und 2 zeigen den Zusammenbau eines ersten Ausführungsbeispiels der Angußbuchse nach einem bevorzugten Verfahren. Die Anordnung 10 hat einen höhlen, länglichen Kern 12, der in diesem Ausführungsbeispiel ein Stück mit einem vergrößerten Vorderteil 14 bildet. Mitten durch den Kern verläuft ein Durchlaufkanal 16. der zu Radialkanälen 18 führt, die an der Stirnfläche des Vorderteils radial nach außen weisen. Während des Betriebs führt jeder dieser Radialkanäle 18 Schmelze zu einer entsprechenden Randöffnung. Wie zu sehen, weist der Vorderteil 14 eine Anzahl von durchgehenden Löchern 20 auf, von denen jeweils eines zwischen zwei Radialkanälen 18 liegt Der Kern 12 hat eine gewellte Außenfläche 22, die einen schraubenförmig gewundenen Grat 24 mit einem gleichförmig gebogenen Querschnitt bildet.

Der erste Arbeitsschritt des Zusammenbaus besteht darin den Kern 12 von Hand durch ein schraubenförmig gewundenes Heizelement 26 mit elektrischen Zuleitungen 28, die an einem Ende einen nach außen verlaufenden Stab 30 bilden, einzuführen. Die Windungen sind getrennt, so daß zwischen ihnen kein Kontakt besteht und der schraubenförmige Durchmesser des Heizelementes 26 gerade etwas größer als der größte Außendurchmesser des Kerns 12 ist Das schraubenförmig gewundene Heizelement 26 windet sich in einer Richtung, während der schraubenförmig gewundene Grat 24 sich in der Gegenrichtung windet, so daß zwischen ihnen nur an ihrem Kreuzungspunkt Kontakt besteht Die elektrischen Zuleitungen 28 verlaufen in üblicher Weise durch den Stab 30 hindurch zur Verbindung mit einer (nicht gezeigten) elektrischen Stromquelle.

Der nächste Schritt besteht darin, von Hand eine erweiterte Stützbuchse 32 hinzuzufügen, die zur Aufnahme des stumpfen Endes 36 des Kerns 12 mit Druckpassung einen zylindrischen Sitz 34 aufweist Die Stützbuchse 32 hat eine kreisförmige Öffnung 38, durch die die elektrischen Leitungen 28 und der Stab 30 beim Anbau der Stützbuchse 32 hindurchgesteckt werden müssen. Als nächstes wird über dem Kern 12 eine größere Zylinderhülse 40 und über dem Stab 30 eine kleinere Hülse 42 montiert Die Zylinderhülse 40 wird in die Stützbuchse 32 eingeführt, bis sie unter Druckpassung auf eine Schulter 44 stößt; sie ist gerade groß genug, um mit der Außenfläche 46 des Vorderteils 14 einen Paßsitz zu bilden. Wie in Fig.2 am besten erkennbar, ist die Zylinderhülse 40 lang genug, um übe* den Vorderteil 14 hinauszuragen und eine nach oben geöffnete Mündung 48 zu bilden. Die kleinere Hülse 42 wird in die Öffnung 38 in der Stützbuchse 32 eingesteckt, bis sie auf eine Schulter 50 stößt und durch Druckpassung gehaltert wird. Sie hat eine ein Loch 54 bestimmende Manschette 52, durch das der Stab 30 enganliegend ragt. Auf diese Weise reichen die Druckpassungen der verschiedenen Bauteile aus, um eine Anordnung 10 zu schaffen, die stabil genug ist, um selbsttragend zu sein. Sie weist um das Heizelement 26 herum zwischen dem Kern 12 und der Zylinderhülse 40, die in einen weiteren Raum 58 um den Stab 30 herum hineinragt, einen geschlossenen Raum 56 auf.

Der nächste Schritt besteht darin, die Verbindungen zwischen den verschiedenen Bauteilen gegen Lecks abzudichten. Dazu gehört die Verbindung zwischen der Stützbuchse 32 und den beiden Hülsen 40, 42 und die Verbindung zwischen der kleineren Hülse 42 und dem Siäb 30. in einer bevorzugten Ausführung geschieht dies, indem eine kleine Menge Lötpaste auf jede Verbindung aufgebracht wird und dann die Anordnung in einem Vakuumofen 60 erhitzt wird, um die Paste zum Schmelzen und zum Zerlaufen rund um die Verbindungsstelle zu bringen, um sie zu löten und gegen Lecks abzudichten. Temperatur und Dauer der Erhitzung der Anordnung müssen ausreichen, um die Bauteile aneinanderzulöten und einer Wärmebehandlung zu unterwerfen, um eine getrennte Wärmebehandlung unnötig zu machen. Zwei andere Abdichtmethoden bestehen darin, die Verbindungsstellen zu schweißen oder einen Keramikzement aufzubringen.

Nach dem Abdichten wird auf der Stirnfläche des Vorderteils 14 eine Abschlußplatte 62 angebracht, um die Radialkanäle 18 abzudecken. Sie weist durchgehende Löcher 64 auf, die mit den Löchern 20 fluchten. Ein Stück 66 aus hoch wärmeleitendem Material wird in die Mündung 48 eingesetzt, die von dem vorstehenden Teil der Hülse 42 gebildet wird. Die Anordnung wird dann in der dargestellten aufrechten Stellung in den Vakuumofen 60 eingebracht und solange erhitzt, bis das Stück 66 schmilzt, das geschmolzene Material abwärts durch die Löcher 20 fließt und den geschlossenen Raum 56, den weiteren Raum 58 in der kleineren Hülse 42 und die Löcher selbst füllt Grad und Dauer dieses zweiten Erhitzungsschrittes müssen ausreichen, um das Material zu schmelzen und die Räume zu füllen, dürfen aber nicht ausreichen, um die vorher gelöteten Verbindungen wieder zu lösen. Bevorzugt bestehen der Kern 12, der Vorderteil 14 und die Stützbuchse 32 aus hoch korrosionsbeständigem Material wie rostfreiem Stahl, um den korrodierenden Einwirkungen der Schmelze zu widerstehen. Die Zylinderhülse 40 und die Hülse 42 sind ebenfalls aus rostfreiem Stahl, um eine widerstandsfähige Oberfläche zu schaffen und sie gegen die aus dem Bereich der Angußöffnung entweichenden korrodierenden Gase zu schützen. Das hoch wärmeleitende Material ist eine Beryllium-Kupfer-Legierung, obwohl in anderen Ausführungen auch andere Kupferlegierungen verwendet werden können. Durch das Füllen unter Teilvakuum verschmilzt die Beryllium-Kupfer-Legierung mit dem rostfreien Stahl und dem Heizelement 26, wodurch die Verbindung zwischen ihnen verbessert und die Wärmeübertragung von dem Heizelement 26 durch die Beryllium-Kupfer-Legierung auf den Kern 12 erhöht wird. In Verbindung mit der vergrößerten Berührungsfläche durch die gewellte Außenfläche 22 des Kerns 12 sorgt dies für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung längs des Durchlaufkanals 16 und vermeidet Überhitzungen längs des Heizelements 26, die sonst unwirksam sind und zu einem Durchbrennen des Heizelementes führen können. Um während des Füllens eine Lösung der Abdichtungen zu vermeiden, sollte die Schmelztem-

peratur der Lötpaste wenigstens etwa 10⁰C über der der Beryllium-Kupfer-Legierung liegen. Falls die Wärmebehandlung nicht während der Abdichtung oder früher stattgefunden hat, kann sie auch während dieser Füllung ausgeführt werden. Die Heizzeiten und Temperaturen müssen dafür an die in der Anordnung verarbeiteten Materialien und auch an den Füllvorgang ohne Lösen der Dichtungen angepaßt sein. Wie in F i g. 3 dargestellt, werden die Anordnungen 10 zur Verbesserung der Herstellungseffizienz chargenweise in den Vakuumofen eingebracht.

Nach Abkühlen wird die gefüllte Anordnung nur durch Abnehmen der Abschlußplatte 62 und Bearbeitung des überstehenden Teils der Zylinderhülse 40 fertiggestellt. Wie in Fig.4 zu sehen ist, entsteht so eine integrierte Angußbuchse 70 mit einem hoch wärmeleitenden Teil 72, mit dem das Heizelement 26 zwischen dem korrosionsbeständigen Kern 12 und einer Außenhülse 74 vergossen ist. Zum Einschluß der dort hindurchlaufenden Zuleitungen 28 verläuft der hoch warmeleitende Teil 72 auch in ein weiteres Hülsenteil 76. Auf diese Weise wird nicht nur eine kostenaufwendige Bearbeitung der Außenfläche der Angußbuchse unnötig; ebenfalls wird die erforderliche Menge der Beryllium-Kupfer-Legierung verringert, und es geht nur wenig davon verloren. In besonders korrodierenden Anwendungen kann der Kern 12 aus einer Beryllium-Nickel-Legierung, einem Chrom-Nickel-Stahl oder einer Chrom-Nickel-Legierung wie Inconel gebildet sein. Er muß von hinreichender Stärke sein, um den wiederholten hohen Druckbelastungen standzuhalten, aber die integrale Bauweise mit der Außenhülse 74 ergibt eine zusätzliche Festigkeit, die gestattet, die Dicke des Kerns 12 zu verringern, wodurch wiederum die Wärmeleitung von dem Heizelement 26 zu der Schmelze verbessert wird.

Im Gebrauch wird diese Angußbuchse 70 besonders zum direkten seitlichen Einspritzen verwendet und an einer Hohlraumplatte montiert, wodurch sie sich dann zwischen einer Spritzgußmaschine und einer Anzahl von Hohlräumen befindet. Die Zuleitungen 28 werden mit einer Energiequelle verbunden, worauf, nachdem die Angußbuchse auf Betriebstemperatur aufgeheizt worden ist, der Betrieb beginnt Von der Spritzgußmaschine wird unter sehr hohem Druck Schmelze in den Durchlaufkanal 16 und weiter in die Radialkanäle 18 gefördert, durch die sie zu den jeweiligen Angußöffnungen und Hohlräumen gelangt. Nach Füllung der Hohlräume wird die Schmelze vom Druck entlastet, und die erstarrten Produkte werden ausgeworfen, worauf sich der Verlauf entsprechend einem vorbestimmten Zyklus wiederholt Die gleichmäßige Wärmezufuhr bei der geringstmöglichen Temperatur längs des Durchlaufkanals ist wichtig für eine zuverlässige Arbeitsweise der Anlage über lange Zeiten ohne Ausfälle.

F i g. 5 und 6 zeigen den Zusammenbau bei der Herstellung der gleichen Angußbuchse durch ein Verfahren, bei dem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Gegenrichtung gefüllt wird. Da die meisten Merkmale des Verfahrens mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, sind diese Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen und beschrieben. Diese Anordnung 10 hat ebenfalls einen Kern 12 mit einer gewellten Außenfläche 22, die zusammen mit einem erweiterten Vorderteil 14 aus einem Stück gebildet ist. Mitten durch den Kern 12 verläuft ein Durchlaufkanal 16, der sich mit einer Anzahl von Radialkanälen 18 auf der Stirnseite des Vorderteils 14 verbindet Über den Kern 12 ist ein schraubenförmig gewundenes elektrisches Heizelement 26 geschoben, dessen Windungen gerade die Außenfläche 22 des Kerns 12 berühren. Wie oben erwähnt, ist der schraubenförmig gewundene Grat 24 der Außenfläche 22 in Gegenrichtung zu den Spulen des Heizelements 2S gewunden, so daß zwischen ihnen nur minimale Berührung besteht. Das Vorderteil 14 hat Radialkanäle 18, die sich von dem Durchlaufkanal 16 radial nach außen über die Stirnseite erstrecken, und Löcher 20, die dicht daneben zwischen den Radialkanälen 18 in die Stirnseite münden. Die Zuleitungen 28 des Heizelements werden durch eine kreisförmige öffnung 38 in eine Stützbuchse 32 mit einem zylindrischen Sitz eingesteckt, die dann über das Ende des Kerns 12 gepaßt wird. Die kleinere Hülse 42 und die größere Zylinderhülse 40 werden dann auf die oben beschriebene Weise hinzugefügt. Die kleinere Hülse 42 hat eine Manschette 52 mit einem Loch 54, durch das der Stab 30 des Heizelements 26 ragt. Ein Ende der Zylinderhülse 40 wird in der Stützbuchse 32 aufgenommen, während das äußere Ende unter Einschluß eines Raumes 56 um das schraubenförmig gewundene Heizelement 26 mit dem Vorderteil 14 einen Paßsitz bildet.

Nach diesem Verfahren ist jedoch, wie zu sehen, die Anordnung 10 in Gegenrichtung ausgerichtet Die Stützbuchse 32 hat eine Rückwand 78 mit wenigstens einem durchgehenden Einfülloch 80, und über die Stützbuchse 32 ist ein Ring 82 gepaßt, der eine nach oben offene Mündung 84 bildet. Nach Abdichtung der Anordnung 10 nach einem der oben beschriebenen Verfahren gegen Lecks wird ein eine vorbestimmte Menge hoch wärmeleitenden Materials enthaltendes Stück 66 in die nach oben offene Mündung 84 eingebracht und die Anordnung in dem Vakuumofen 60 bis zum Schmelzen des Stücks 66 erhitzt. Das Material fließt durch das Einfülloch 80 und füllt den geschlossenen Raum 56 um das Heizelement 26, sowie den weiteren Raum 58 um die Zuleitungen 28 und die Löcher 20 im Vorderteil 14.

Wie oben beschrieben, bewirkt eine Füllung unter Teilvakuum einen besseren Kontakt der Beryllium-Kupfer-Legierung mit den benachbarten Materialien. Dadurch wird die Wirksamkeit der Wärmeübertragung durch den hoch wärmeleitenden Teil 72 vergrößert. Zusammen mit der durch den rostfreien Stahl der Außenfläche geschaffenen zusätzlichen Festigkeit die einen dünneren, korrosionsbeständigen Kern 12 gestattet vermindert dies Temperaturschwankungen längs des Durchlaufkanals 16 und Temperaturstaus an den Windungen des Heizelements 26.

Nach der Füllung werden die Anordnungen 10 aus dem Vakuumofen entnommen und können abkühlen. Der Ring 82 wird abgenommen, und man erhält eine Angußbuchse mit nur wenig oder keiner weiteren Bearbeitung. Es ist selbstverständlich offensichtlich, daß andere Ausbildungen des Vorderteils 14 für andere Angußarten verwendet werden können.

In F i g. 7 ist ein anderes Verfahren zum Füllen der Anordnung 10 dargestellt In diesem dritten Ausführungsbeispiel sind die Verfahrensschritte und Bauteile der Anordnung 10 dieselben und brauchen nicht weiter beschrieben zu werden, außer daß in ein Loch 88 in der Zylinderhülse 40 ein Trichter 86 eingesteckt ist In dem Trichter 86 befindet sich das Stück 66 aus hoch wärmeleitendem Material, und die Anordnung wird in den Vakuumofen 60 eingebracht, wo es schmilzt und zwischen dem Kern 12 und der Hülse 42 herabfließt Nach dem Abkühlen werden der Trichter 86 und der überstehende Teil des hoch wärmeleitenden Teils 72 maschinell ent-

fernt, um die Angußbuchse mit einer glatten Außenfläche zu versehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Vorderteil 14 mit einer allgemein konischen Anordnung versehen, um einen geradlinigen, zentrierten Anguß beim Spritzgießen zu erhalten.

F i g. 8 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Angußbuchsenanordnung, bei der die Verfahrensschritte und Bauteile der Anordnung dieselben sind wie oben beschrieben mit der Ausnahme, daß ein Thermoelement 90 mit einer Zuleitung 92 vorgesehen ist, das die Temperatur im Bereich der Angußöffnung überwacht. Wie zu sehen, erstreckt sich die Zuleitung 92 des Thermoelements 90 durch die Hülse 42 neben dem Stab 30 des Heizelements 26, durch den geschlossenen Raum 56 zwischen Kern 12 und Außenhülse 74 und in eines der Löcher 20, wo das Thermoelement 90 neben den benachbarten Radialkanälen 18 liegt. Bei Füllung der Anordnung 10 nach einem der beschriebenen Verfahren wird das Thermoelement 90 mit dem hoch wärmeleitenden Material bedeckt. Das schützt das Thermoelement 90 und die Zuleitung 92, und das Thermoelement 90 zeigt die Temperatur an, die das Material dem Bereich der Angußöffnung zuführt.

Zur Vergrößerung der Berührungsfläche zwischen der Außenfläche 22 und dem hoch wärmeleitenden Material und zur Verbesserung ihrer Verbindung ist der Kern 12 der Angußbuchse vorzugsweise mit einer gewellten oder mit Graten versehenen Außenfläche 22 versehen. Die Bildung der Angußbuchse unter Zugabe des hoch wärmeleitenden Materials unter Vakuum verbessert die Verbindung jedoch so sehr, daß unter bestimmten Umständen eine gewellte Oberfläche nicht erforderlich ist.

Das in F i g. 9 gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel einer integrierten Angußbuchse 70 ist dem ersten Ausführungsbeispiel ähnlich, außer daß der Kern 12 eine zylindrische statt der gewellten Außenfläche 22 aufweist Wird die Angußbuchse nach dem hier beschriebenen Verfahren gebildet, so verschmilzt der hoch wärmeleitende Teil 72 mit der zylindrischen Außenfläche und bewirkt zwischen ihnen eine genügende Wärmeübertragung. Im übrigen sind Herstellungsverfahren und Betriebsweise dieselben wie oben beschrieben und brauchen nicht wiederholt zu werden.

Wenn auch die Angußbuchse und verschiedene Verfahren zu ihrer Herstellung mit Bezug auf verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, so darf dies nicht als Einschränkung verstanden werden. Fachleute werden viele Veränderungen entwickeln können. Besonders die Ausbildung der Bauteile und Materialien kann anders als beschrieben sein, sofern sie die notwendigen Merkmale haben. Zur Vermeidung einer Verschmelzung mit hoch wärmeleitenden Füllmaterial können die Oberflächen mit einem Titanoxidüberzug versehen werden. Bei dem in Fi g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann z. B. auch die Stirnseite des Vorderteils 14 mit einem Titanoxidüberzug anstelle der Abschlußplatte 62 versehen werden. Nach Abkühlung der Angußbuchse kann das hoch wärmeleitende Material abgekratzt oder abgebürstet werden, um die Radial- eo kanäle 18 freizulegen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

65

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer integrierten, elektrisch beheizbaren Angußbuchse mit einem langeren, inneren, hohlen Kern, der einen zwischen einem erweiterten Vorderteil und einer erweiterten Stützbuchse mittig verlaufenden Durchlaufkanal bestimmt, mit einem den Kern umgebenden, schraubenförmig gewundenen Heizelement, mit einem langeren, das Heizelement umgebenden hoch wärmeleitenden Teil und mit einer längeren Hülse, die das hoch wärmeleitende Teil außen umgibt, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(a) manueller Zusammenbau des Heizelementes und des Kerns, so daß dieses sich zwischen dem Vorderteil und der Stützbuchse erstreckt,

(c) Auffüllen des Raumes unter Vakuum mit einem geschmolzenen, hoch wärmeleitenden Material, das den hochleitenden Teil bildet, und

(d) Abkühlenlassen des hoch wärmeleitenden Materials bis zur Erstarrung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Hülse mit einem Ende in einer Öffnung der Stützbuchse angeordnet wird und Zuleitungen des Heizelements durch die öffnung in der Stützbuchse und durch ein Loch am anderen Ende der weiteren Hülse hindurchgeführt werden, daß die weitere Hülse gegen wesentliche Leckverluste abgedichtet wird und daß während des Verfahrensschritts (c) auch die weitere Hülse unter Vakuum mit dem hoch wärmeleitenden Material gefüllt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt (b) nach Anbringung der Hülse die notwendigen Verbindungsstellen mit einem keramischen Zement abgedichtet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt (b) nach Anbringung der Hülse die notwendigen Verbindungsstellen mit Lötpaste versehen und unter Vakuum verlötet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (c) in einem Vakuumofen bei einer zum Füllen des Raumes mit dem geschmolzenen Material ausreichenden Temperatur ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Wärmeübertragung in dem Verfahrensschritt (c) auch eine Mehrzahl von in dem Vorderteil ausgebildeten Löchern mit dem hoch wärmeleitenden Material ausgefüllt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Menge des hoch wärmeleitenden Materials in eine nach oben offene Mündung einer über das mit durchgehenden Löchern ausgebildete Vorderteil hinaus verlaufenden Hülse eingebracht und die ganze Anordnung in einem Vakuumofen bis zum Schmelzen des Materials erhitzt wird, dessen Schmelze durch die Löcher hindurchfließt und den das Heizelement umgebenden Raum zwischen dem Kern und der Hülse ausfüllt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fertigstellung der äußeren Hülse der Angußbuchse der überstehende Teil der Hülse maschinell entfernt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Ring unter Ausbildung einer nach oben offenen Mündung an der mit einem Loch in der Rückwand versehenen Buchse angeordnet und in die Mündung eine vorgegebene Menge des hoch wärmeleitenden Materials eingebracht wird, daß die ganze Anordnung in einem Vakuumofen bis zum Schmelzen des Materials erhitzt wird, das durch das Loch in der Stützbuchse hindurchfließt und den das Heizelement umgebenden Raum zwischen dem Kern und der Hülse ausfüllt, und daß der weitere Ring entfernt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trichter mit einer nach oben offenen Mündung in ein Loch in der äußeren Hülse eingeführt und in die Mündung eine vorgegebene Menge des hoch wärmeleitenden Materials eingebracht wird und daß die Anordnung in einem Vakuumofen bis zum Schmelzen des Materials erhitzt wird, das durch das Loch hindurchfließt und den das Heizelement umgebenden Raum zwischen dem Kern und der Hülse ausfüllt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in eines der Löcher ein Thermoelement eingeführt wird, dessen Zuleitung durch den das Heizelement umgebenden Raum und neben den Zuleitungen für das Heizelement durch die Hülse heraus verläuft, und daß das Thermoelement im Verfahrensschritt (c) in das hoch wärmeleitende Material eingeschlossen wird.

12. Integrierte, elektrisch beheizbare Angußbuchse enthaltend

(b) ein Heizelement, das den Kern über einen wesentlichen Teil seiner Länge zwischen dem Einlaßteil und dem Düsenteil mit einer Vielzahl von Windungen umgibt und dessen Zuleitungen durch eine öffnung im Einlaßteil eingeführt sind,

(c) ein hoch wärmeleitendes Teil, mit dem der Kern umgössen ist,

gekennzeichnet durch

(d) eine äußere Hülse (40,74) aus korrosionsfestem Material, die sich zwischen dem Einlaßteil (32) und dem Düsenteil (14) erstreckt; und

(e) einen mit dem hoch wärmeleitenden Teil (72) vergossenen und von der äußeren Hülse (40,74) umschlossenen Raum (56), der den Kern (12) und das Heizelement (26) einschließt.

13. Angußbuchse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Hülse (42) vorgesehen ist, deren eines Ende zur Durchführung der Zuleitungen (28) für das Heizelement (26) in die Öff-

nung (38) der Stützbuchse (32) eingesetzt ist und die unter Einschluß der Zuleitungen (28) ebenfalls mit dem wärmeleitenden Material des Teils (12) vergossen ist

14. Angußbuchse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenteil (14) an einer Stirnseite eine Mehrzahl von Radialkanälen (18) zum direkten seitlichen Einspritzen aufweist, die sich von dem Durchlaufkanal (16) über die Stirnseite hinweg radial nach außen erstrecken.

15. Angußbuchse nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenteil (14) eine Mehrzahl von ebenfalls mit dem hoch wärmeleitenden Material gefüllten, von dem umschlossenen Raum (56) her verlaufenden Löchern (20) aufweist

16. Angußbuchse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Löcher (20) ein Thermoelement (90) zur Temperaturüberwachung im Bereich der Angußöffnung angeordnet ist

17. Angußbuchse nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (98) des Kerns (12) zylindrisch ausgebildet ist

18. Angußbuchse nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (22) des Kerns (12) gewellt ausgebildet ist