DE3912199C2 - Spritzgießdüse und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Spritzgießdüse und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießdüse mit
einem langgestreckten Düsenkörper und einer konischen
Düsenspitze, einer Schmelzebohrung, die sich durch den
Düsenkörper hindurch erstreckt und im Bereich der konischen
Düsenspitze mündet, sowie einem Heizelementkanal mit einem
elektrischen Heizelement, das ein erstes hinteres Ende sowie
zumindest einen vorderen Längsabschnitt sowie einen die
Schmelzebohrung umgebenden Spiralabschnitt zwischen dem
ersten und zweiten Ende aufweist, und wobei der vordere
Längsabschnitt des Heizelementes sich axial im wesentlichen
mittig in einer Heizelementbohrung durch die Düsenspitze
erstreckt.
Spritzgießdüsen, die ein elektrisches Heizelement aufweisen,
das sich in einen konischen oder kegeligen vorderen
Spitzen- oder Nasenabschnitt der Düse erstreckt, sind im
Stand der Technik bekannt. Das kanadische Patent
1 267 514
zeigt eine Düse, bei
der sich das vordere Ende des Heizelementes in eine
diagonale Bohrung in den Nasenabschnitt erstreckt. Das
kanadische Patent 1 263 222
und das kanadische Patent 1 261 573
zeigen das Erden des Vorderendes des
Heizelementes in einem luftgehärteten Werkzeugstahleinsatz,
der eine zulaufende Spitze am vorderen Ende der Düse bildet.
Obwohl diese Anordnungen in der Tat vorteilhaft sind, haben
sie für einige Anwendungen den Nachteil, daß der Teil des
Heizelementes, der sich durch den Nasenabschnitt der Düse
erstreckt, über seine Länge eine im wesentlichen
gleichmäßige Wärmeverteilung herbeiführt.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine
Spritzgießdüse der eingangs genannten Art zu verbessern,
wobei die Spritzgießdüse ein Heizelement aufweist, das sich
in den vorderen Spitzen- oder Nasenabschnitt der
Spritzgießdüse erstreckt und das die Bereitstellung
zusätzlicher Wärme an einem ausgewählten Abschnitt über die
Länge des Nasenabschnittes ermöglichen soll, sowie ein
Verfahren zur Herstellung einer Spritzgießdüse anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1
und 17 genannten Merkmale gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von
Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines Teiles eines
Spritzgießwerkzeuges mit einer Spritzgießdüse nach
einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 das Heizelement, das auf sich selbst zurückgebogen
ist,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer Form zur umform
technischen Herstellung des gebogenen Heizelementes,
Fig. 5 eine Explosions-Teildarstellung, die die Montage der
Spritzgießdüse nach dem ersten Ausführungsbeispiel
verdeutlicht,
Fig. 6 eine schematische Darstellung, die die montierte
Spritzgießdüse während eines Lacksprühvorganges
zeigt,
Fig. 7 eine schematische Darstellung, die die besprühte
Spritzgießdüse bei ihrem Eintauchen oder Einsetzen
in ein Nickelpulver zeigt,
Fig. 8 eine Charge von montierten Spritzgießdüsen vor ihrem
Einsatz in einen Vakuumofen,
Fig. 9 eine Schnittdarstellung des Nasenabschnittes einer
Spritzgießdüse nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie 10-10 in Fig. 9,
und
Fig. 11 eine Explosions-Teildarstellung, die die Montage der
Spritzgießdüse nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
verdeutlicht.
Es wird zuerst auf Fig. 1 Bezug genommen, die einen Teil
eines Mehrfachform-Spritzgießsystemes zeigt, bei dem eine
Anzahl beheizter Spritzgießdüsen 10 (nachfolgend als Düse(n)
bezeichnet) sich von einem gemeinsamen, langgestreckten,
beheizten Verteiler 12 aus erstrecken. Jede beheizte Düse 10
ist in eine Bohrung 14 in einer Formhohlraumplatte 16,
nachfolgend als Formplatte 16 bezeichnet, eingesetzt. Die
Düse 10 besitzt einen zylindrischen Düsenkörper 18, der eine
im wesentlichen zylindrische Außenfläche 20 besitzt, die
sich zwischen einem Stahlkragenabschnitt 22 benachbart zu
dem hinteren Ende 24 und einem langgestreckten
Düsenspritzeinsatz 26 aus Stahl benachbart dem vorderen
Ende 28 ersetzt. Die Düsenspitze 26 hat eine konische oder
kegelige Außenfläche 30, die zu einer zulaufenden Spitze 32
am vorderen Ende 28 führt, welche in axialer Ausrichtung
bzw. Übereinstimmung mit einem Anschnitt 34 in der
Formplatte 16 ist, der zu einem Formhohlraum 36 führt.
Die Düse 10 ist in dieser Lage in die Bohrung 14 durch einen
Umfangsisolierflansch bzw. Hülse 38 eingesetzt, der bzw. die
sich von dem Kragenabschnitt 22 aus erstreckt und sitzt auf
einer Umfangsschulter 40. Die Düse 10 ist exakt so
ausgerichtet und angeordnet, daß die zulaufende Spitze 32 in
axialer Ausrichtung auf den Anschnitt 34 ist, und zwar durch
einen Umfangsdicht- und Positionierflansch 42, der sich
zwischen dem zentralen Mittelabschnitt 18 und dem
Nasenabschnitt 26 erstreckt, um gegen die Innenfläche 44 der
Bohrung 14 anzuliegen. Wie ersichtlich ist, ist mit Ausnahme
des Isolierflansches 38 und des Dicht- und
Positionierflansches 42 die beheizte Düse 10 von der sie
umgebenden, gekühlten Formplatte 16 durch einen isolierenden
Luftspalt 46 getrennt.
Jede Düse 10 ist durch Schrauben 48 an dem Verteiler 12
befestigt, der durch einen Positionierring 52 und ein
Titan-Druckstück 54 zwischen der Formplatte 16 und einer
oberen Klemmplatte 50 befestigt ist. Die Rückplatte 50 wird
durch Schrauben 56 festgelegt, die sich in die Formplatte 16
erstreckt. Die Rückplatte 50 und die Formplatte 16 werden
dadurch gekühlt, daß Kühlwasser durch Kühlleitungen 58
gepumpt wird. Der Verteiler 12 wird durch ein elektrisches
Heizelement 60 beheizt, welches in den Verteiler 12
eingegossen ist, wie dies in der US-PS 4 688 622,
"Spritzgieß-Verteilerteil und Verfahren zu seiner
Herstellung", ausgegeben 25.8.1987, des Anmelders
beschrieben ist. Der Anordnungs- und Positionierring 52
schafft einen weiteren isolierenden Luftspalt 62 zwischen
dem beheizten Verteiler 12 und der gekühlten Formplatte 16.
Der Verteiler 12 besitzt einen Schmelzekanal 64, der von
einem gemeinsamen Einlaß zu einer Anzahl von Auslässen 66 an
der gegenüberliegenden Seite abzweigt. Der Auslaß befindet
sich in axialer Ausrichtung mit einem Einlaß 68 zu einer
Schmelzebohrung 70, die sich durch eine der Düsen 10
erstreckt. Jede Schmelzebohrung 70 besitzt einen
Mittelabschnitt 72, der sich vom hinteren Ende 24 aus
erstreckt, sowie einen diagonalen Abschnitt 74, der sich zu
der konischen Oberfläche 30 des Düsenspitzeneinsatzes 26
erstreckt.
Die Düse 10 wird durch ein elektrisch isoliertes Heizelement
76 beheizt, das einen Längsabschnitt 78 aufweist, der sich
zentral mittig in dem Düsenspitzeneinsatz 26 erstreckt, das
ferner einen schraubenförmigen Abschnitt 80 aufweist, das in
einen Spiralkanal 82 in der Außenfläche 20 des zylindrischen
Düsenkörpers 18 eingelegt bzw. bewickelt ist und das
Heizelement 76 besitzt einen diagonalen Abschnitt 84, der
sich unterhalb des sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Dicht- und Positionierflansches 42 in den Düsenspitzeneinsatz
26 der Düse 10 erstreckt, um den Längsabschnitt 28 des
Heizelementes 76 mit dem Spiral- oder Schraubenabschnitt 80
des Heizelementes 76 zu verbinden. In diesem
Ausführungsbeispiel eines Einzeldraht-Niederspannungsheiz
elementes besitzt das Heizelement 76 einen Nickel/Chrom-
Widerstandsdraht 86, der sich zentral mittig durch ein
elektrisch isolierendes feuerfestes Pulvermaterial, wie z.B.
Magnesiumoxid, innerhalb eines Stahlmantels 88 erstreckt.
Das Heizelement 76 besitzt ein erstes hinteres Ende 90 und
ein zweites Ende 92, an dem ein kurzes Stück 94 des
Widerstandsdrahtes 86 freiliegt, indem dieses aus dem
Isoliermaterial und dem Mantel 88 hervorsteht. Somit wird
dann, wenn das Heizelement 76, wie nachfolgend noch
erläutert wird, in Nickel eingelötet bzw. hartverlötet wird,
die freiliegende Länge 94 des Heizelementes 76 an der Düse
10 geerdet.
Der Längsabschnitt 78 des Heizelementes 76 ist integral in
eine Heizelementbohrung 96 eingelötet bzw. in dieser
hartverlötet, wobei sich diese Heizelementbohrung 96 zentral
mittig in dem Düsenspitzeneinsatz 26 erstreckt. In diesem
Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt die
Heizelementbohrung 96 einen Abschnitt 98 von größerem
Durchmesser, der sich vom vorderen Ende 28 aus erstreckt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Längsabschnitt 78
des Heizelementes 76 verdoppelt, indem das Heizelement in
diesem Bereich auf sich selbst zurückgebogen ist, um einen
Dopplungsabschnitt 100, d.h. benachbart zu dem freiliegenden
zweiten Ende 92 des Heizelementes einen Abschnitt mit
verdoppelter Dicke des Längsabschnittes 78 zu bilden. Dieser
Dopplungsabschnitt 100 des Längsabschnittes 78 des
Heizelementes 76 ist in dem vergrößerten Abschnitt 98 der
Heizelementbohrung 96 festgelegt. Wie in der eingangs
erwähnten kanadischen Patentanmeldung 549 517 des Anmelders,
wird ein luftgehärteter Werkzeugstahleinsatz 102 in ein
Mundstück bzw. eine Öffnung 104 der Heizelementbohrung 96
benachbart zu der Biegung in dem Heizelement eingelötet bzw.
hartverlötet, um die zulaufende Spitze 32 zu bilden. Somit
ist deutlich, daß der Dopplungsteil 100 mit verdoppelter
Dicke des Heizelements zusätzliche Wärme zu dem
Düsenspitzeneinsatz 26 der Düse 10 führt. Es ist auch
deutlich, daß die Länge des vergrößerten Teiles 98 der
Heizelementbohrung 96 und die korrespondierende Länge des
Dopplungsteiles 100 des Heizelementes, d.h. des Abschnittes
mit verdoppelter Dicke, jeweils in gewünschter Weise
ausgewählt werden können, um diese zusätzliche Wärmezufuhr
über eine gewünschte Länge des Düsenspitzeneinsatzes 26 von
dem luftgehärteten Werkzeugstahleinsatz 102 aus nach hinten
vorzusehen. Der schraubenförmige Abschnitt 80 des
Heizelementes 76 in dem Spiralkanal 82 und die Außenfläche
20 der Düse sind mit einer Nickelschutzbeschichtung
versehen, wie dies in der obengenannten kanadischen
Patentanmeldung 542 185 des Anmelders dargelegt ist.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, erstreckt sich das hintere
Ende 90 des Heizelementes 76 durch eine Mittelbohrung 106 in
einem Stopfen 108, aufgenommen in dem Kragenabschnitt 22,
nach außen hindurch. Der Widerstandsdraht 86 am hinteren
Ende 90 des Heizelementes ist mit einem Gewindebolzen 110
verbunden, der innerhalb einer zylindrischen Stahlhülse 114,
die an dem Stopfen 108 angebracht ist, von einer
Keramikisolation 112 umgeben ist. Eine Keramikscheibe 116
und eine Stahlscheibe 117 sind auf dem vorspringenden Bolzen
110 aufgenommen, um einen Kaltanschluß 118 zu bilden, der
eine äußere Energiezuführungsleitung 120 aufnimmt, die durch
eine Mutter 122 angeschlossen festgelegt ist. Somit fließt
der elektrische Strom von der Leitung 120 durch das
Heizelement 26 nach Erde am zweiten Ende 92. Dies erwärmt
die Düse 10 über ihren gesamten Düsenkörper 18 und den
Düsenspitzeneinsatz 26. Wie obenerwähnt, kann die Länge des
Dopplungsteiles 100 des Längsabschnittes 78 des
Heizelementes 76 entsprechend den Forderungen und Wünschen
festgelegt und ausgewählt werden, um diejenige zusätzliche
Wärmemengen bereitzustellen, die für irgendeinen besonderen
Anwendungszweck an dem Düsenspitzeneinsatz 26 und
insbesondere an dessen zulaufender Spitze 32 erforderlich
ist. Ein Thermoelement ist normalerweise in einer
Thermoelementbohrung (nicht gezeigt) angeordnet, die
diagonal in den Düsenspitzeneinsatz 26 gebohrt ist, um
während des Einsatzes die Temperatur zu messen.
Im Einsatz wird, nachdem das Spritzgießwerkzeug komplett
montiert und geerdet ist, wie dies in Fig. 1 dargestellt und
vorher erläutert ist, elektrische Energie über die Leitung
21 an das Heizelement 76 in jeder Düse 10 und an das
Heizelement 16 in dem Verteiler 12 gelegt, um die Düse 10
und den Verteiler 12 auf eine bestimmte Arbeitstemperatur zu
erwärmen. Unter Druck stehende Schmelze wird von einer
Gießmaschine (nicht gezeigt) anschließend in den
Schmelzekanal 64 in dem Verteiler 12 entsprechend einem
bestimmten Zyklus in herkömmlicher Weise eingeführt. Die
unter Druck stehende Schmelze strömt durch die
Schmelzebohrung 70 in jeder Düse 10 in einen Raum 124, der
die kegelige Oberfläche 30 des Düsenspitzeneinsatzes 26 umgibt
und anschließend durch den Anguß 34 zur Füllung des
Formhohlraumes 36. Der Raum 124 bleibt mit Schmelze gefüllt,
ein Teil derselben verfestigt sich bzw. erstarrt benachbart
zu der gekühlten Formplatte 16 und der Abdicht- und
Positionierflansch 42 verhindert das Entweichen der Schmelze
in den isolierenden Luftspalt 46. Nachdem die Formhohlräume
gefüllt sind, wird der Spritzgießdruck eine Zeitlang noch
aufrechterhalten, um die Schmelze in der Form zu verdichten
und anschließend wird der Druck entlastet. Nach einer kurzen
Abkühlperiode wird die Form geöffnet, um die
spritzgegossenen Teile auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird
die Form geschlossen und der Spritzgießdruck wird wieder
angelegt, um die Form erneut zu füllen. Dieser Zyklus wird
kontinuierlich mit einer Frequenz wiederholt, die von der
Größe und Form der Formhohlräume und der Art des gegossenen
Materiales abhängt.
Es wird nunmehr Bezug auf die Fig. 3 bis 8 genommen, um die
Schritte zu erläutern, die bei der Herstellung der Düse, wie
sie nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beschrieben wurde, erforderlich sind. Ein
langgestreckter Hauptkörper 126 wird aus Werkzeugstahl, wie
z.B. H13, gegossen, mit einem Düsenkörper 18,
der eine zylindrische Außenfläche 20 besitzt, die sich
zwischen einem Halsabschnitt 128 von kleinem Durchmesser am
hinteren Ende 24 und einem kegeligen oder konischen
Abschnitt 130 erstreckt, der zu dem ausgesparten Vorderende
132 des Hauptkörpers 126 führt. Ein Spiralkanal 82 mit einer
entsprechend einer bestimmten Konfiguration variabler
Teilung ist in die zylindrische Außenfläche 20 des
Mittelabschnittes 18 eingeformt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich
ist, wird der Mittelabschnitt 72 der Schmelzebohrung 70 vom
hinteren Ende 25 aus eingebohrt, um in den diagonalen
Abschnitt 74 zu münden, der in den kegeligen Abschnitt 130
eingebohrt ist. Eine Heizelementbohrung 134 von kleinerem
Durchmesser wird diagonal in den kegeligen Abschnitt 130
gebohrt, um in das Ende 136 des Spiralkanales 82 zu münden.
Ein langgestreckter Spitzenabschnitt 138 wird aus einem
luftgehärteten Werkzeugstahl gebildet, so daß er eine
Außenfläche 140 aufweist, die von einem hinteren Ende 142
mit großem Durchmesser zu einem Vorderende 144 mit kleinem
Durchmesser konisch oder kegelig zuläuft. Eine
Heizelementbohrung 96 wird zentral mittig durch den
Spitzenabschnitt 138 gebohrt und am Vorderende 144 spanend
bearbeitet, um ein Mundstück 104 von größerem Durchmesser zu
bilden. Wie in diesem Ausführungsbeispiel ersichtlich ist,
ist die Außenfläche 140 rund um das Mundstück 104 am
vorderen Ende 144, wo es später bearbeitet wird, zylindrisch
ausgebildet. Das hintere Ende 142 des Spitzenabschnittes 138
hat eine angephaste oder abgeschrägte Oberfläche 148, die
mit dem ausgesparten Vorderende 132 des Hauptkörpers 126
übereinstimmt. Somit wird dann, wenn der Spitzenabschnitt
138 am Vorderende 132 des Hauptkörpers 126 befestigt wird,
die Heizelementbohrung 96, die sich durch den
Spitzenabschnitt 138 erstreckt, exakt axial mit dem
Vorderende der diagonalen Heizelementbohrung 134 in dem
Hauptkörper 126 in Übereinstimmung gebracht bzw. exakt auf
diese ausgerichtet.
Ein zylindrischer Kragenabschnitt 22, ein kegeliger Stopfen
108 und eine Hülse 114 werden ebenfalls aus einem geeigneten
Werkzeugstahl hergestellt. Der Kragenabschnitt 22 besitzt
eine Durchgangs-Mittelöffnung 149, um glatt bzw. saugend den
Halsabschnitt 128 des Hauptkörpers 126 aufzunehmen. Der
Kragenabschnitt 22 ist mit einem Umfangs-Isolierflansch 38
versehen, der sich nach vorn erstreckt und etwas im
Durchmesser größer ist als die Außenfläche 20 des
Düsenkörpers 18, um dazwischen einen isolierenden
Luftspalt zu bilden. Eine kegelige oder konische Fläche 150,
die zu der Mittelöffnung 149 führt, stimmt mit einer
kegeligen oder konischen Fläche 152 zwischen dem
Halsabschnitt 128 und der zylindrischen Außenfläche 20 des
Düsenkörpers 18 des Hauptkörpers 126 überein. Diese
konischen Flächen 150, 152 positionieren den Kragenabschnitt
22 exakt auf dem Halsabschnitt 128 des Hauptkörpers 126 und
diese Flächen sind einer aufrauhenden Endbearbeitung
unterzogen, um die Kapillarwirkung während des Hartverlötens
dieser Teile miteinander zu unterstützen. Der
Kragenabschnitt 22 besitzt auch eine Radialöffnung 155, die
sich durch diesen von der Mittelöffnung 149 aus nach außen
erstreckt. Die Radialöffnung hat eine geneigte oder konische
Fläche 156, um an dieser den konischen Stopfen 108
aufzunehmen, der eine zentrale Heizelementbohrung 106
aufweist, die sich durch diesen in Übereinstimmung mit der
Hülse 114 erstreckt. Wie im einzelnen in der anhängigen
kanadischen Patentanmeldung 549 520 der Firma Mold-Masters
Limited, bezeichnet "Verfahren zur Herstellung eines
elektrischen Anschlusses für eine Spritzgießdüse",
eingereicht 16.10.1987, erläutert ist, besitzt die Hülse 114
eine Innenfläche 157, die mit Gewinde versehen ist und die
geräumt ist, um darin das keramische Isoliermaterial 112
aufzunehmen.
Wie ersichtlich ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel die
Heizelementbohrung 96 durch den Spitzenabschnitt 138 so
gebohrt, daß sich der Teil mit größerem Durchmesser 98 von
dem Mundstück 104 am vorderen Ende 144 aus erstreckt. Der
äußere Mantel 88 und das Isoliermaterial des Heizelementes
76 werden benachbart zu dem zweiten Ende 92 abisoliert, um
den Widerstandsdraht 96 ungefähr 0,3 mm freizulegen. Das
Heizelement 76 wird doppelt auf sich selbst zurückgebogen,
um einen doppelt dicken Teil oder Dopplungsteil 100
benachbart zum zweiten Ende 92 zu bilden. Wie oben erwähnt,
werden die Längen des Teiles 98 mit größerem Durchmesser und
des Dopplungsteiles 100 des Heizelementes 76, d.h. des
Abschnittes des Heizelementes 76 mit doppelter Dicke,
entsprechend so ausgewählt, daß sie über eine gewünschte
Länge des Düsenspitzeneinsatzes 26 der Düse 10 zusätzliche Wärme
bereitstellen, in Abhängigkeit von der Anwendung, für die
die Düse bestimmt ist und verwendet wird. Wie in Fig. 4
dargestellt ist, ist der Dopplungsteil 100, d.h. der Teil
des Heizelementes 76 mit doppelter Dicke, in einem Gesenk
158 verformt, um diesem Teil des Heizelementes den eher
kreisförmigen Querschnitt zu verleihen, der in Fig. 2
dargestellt ist. Die Einzelelemente werden dann wie folgt
montiert. Das erste hintere Ende 90 des Heizelementes wird
durch das Mundstück 104 in die Heizelementbohrung 96 des
Spitzenabschnittes 138 und anschließend durch die diagonale
Heizelementbohrung 134 in den Hauptkörper 126 eingesetzt.
Das Heizelement wird festgezogen, um den Spitzenabschnitt
138 am vorderen Ende 132 des Hauptkörpers 126 festzulegen
und den doppelt dicken Teil bzw. Dopplungsteil 100 des
Heizelementes 76 in dem Teil 98 der Heizelementbohrung 96
mit größerem Durchmesser, der den Spitzenabschnitt 138
durchsetzt, zu ziehen. Dieser Dopplungsabschnitt 100 führt
zu einer zusätzlichen Erwärmung des Längsabschnittes 78 des
Heizelementes 76, der sich durch die zentrale
Heizelementbohrung 96 in dem Düsenspitzeneinsatz 26 erstreckt und
des diagonalen Abschnittes 84, der sich durch die diagonale
Heizelementbohrung 134 erstreckt. Wie oben erläutert, wird
das abgeschrägte, hintere Ende 142 des Spitzenabschnittes
138 exakt in dem ausgesparten Vorderende 132 des
Hauptkörpers 126 angeordnet und positioniert und die Teile
werden miteinander punkt- oder heftverschweißt, um den
Spitzenabschnitt 138 zu positionieren. Das Vorderende 132
des Hauptkörpers 126 wird im Durchmesser ausreichend größer
gemacht als das hintere Ende 142 des Spitzenabschnittes 138,
um eine geneigte Schulter zu bilden, wo diese Teile sich
miteinander verbinden. Eine Schnur aus Nickel-Hartlotpaste
wird später herumgelegt bzw. eine Perle aus Nickel-Hartlot
paste wird später entlang dieser geneigten Schulter herum
geschmolzen, von wo aus das Hartlot zwischen das hintere Ende
142 des Spitzenabschnittes 138 und das vordere Ende 132 des
Hauptkörpers 126 nach unten läuft, wenn die Anordnung in den
Vakuumofen 160 miteinander verlötet wird. Der spiralige oder
schraubenförmige Abschnitt 80 des Heizelementes 76 wird
anschließend in den Spiralkanal 82 eingewickelt, derart, daß
das hintere Ende 90 des Heizelementes 76 am hinteren Ende 24
des Hauptkörpers 126 hervorsteht. Der Stopfen 108 wird dann
über das vorspringende hintere Ende 90 des Heizelementes 76
geschoben und fest in der kegeligen Öffnung 154 angeordnet.
Da das Heizelement 76 glatt passend in der Öffnung 106, die
sich durch den Stopfen 108 zieht, aufgenommen ist, wird
hierdurch das Heizelement 76 in eine Lage gebogen, in der
das hintere Ende 90 des Heizelementes 76 hinter die
Endfläche des Stopfens 108 vorspringt. Dieser vorspringende
Abschnitt wird dann von dem Mantel 88 und der Isolation
abisoliert und mit einer Flachfläche 162 des Gewindebolzens
110 verschweißt. Anschließend wird die Hülse 114 rund um den
Befestigungsflansch 164 auf dem Stopfen 108 angeordnet und
der Stopfen 108 und die Hülse 114 werden punkt- oder
heftverschweißt, um sie in ihrer Anlage festzulegen. Schnüre
oder Perlen aus Nickel-Hartlotpaste werden später an den
Stellen aufgebracht, an denen sich der Stopfen 108 mit dem
Kragenabschnitt 22 verbindet und wo die Hülse 114 an dem
Stopfen 108 anliegt.
Der sich in Umfangsrichtung erstreckende Dicht- und
Positionierflansch 42 wird anschließend über das Vorderende
132 des Hauptkörpers 126 in eine Position gesetzt, in der er
gegen eine Positionierschulter 166 anliegt. Wie im einzelnen
in der kanadischen Patentanmeldung 5 49 519 "Spritzgießdüse
mit nachgiebigem Dicht- und Positionierflansch", eingereicht
16.10.1987, des Anmelders dargelegt ist, ist dieser
Werkzeugstahlflansch 42 geringfügig elastisch, um eine feste
Abdichtung gegen die Innenfläche 44 der Bohrung zu bilden,
und während der Verwendung die unter Druck stehende Schmelze
einzuschließen. Eine Perle bzw. Schnur aus Hartlotmaterial,
wie z.B. Nickelpaste, wird entlang der Stellen angebracht,
wo der Flansch 42 gegen den Hauptkörper 126 anliegt.
Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, wird die Anordnung
mit einem Bindemittel, wie z.B. mit einem Acryllack 168
besprüht und anschließend in ein Bad aus einem
Nickellegierungspulver 170 eingetaucht, welches an dem Lack
anhaftet, um die Oberflächen des Düsenkörpers 18 und
des Kragenabschnittes 22 zu beschichten. Kunststoffüberzüge
bzw. Abdeckungen 72 sind über dem Spitzenabschnitt 138 und
dem Dicht- und Positionierflansch 42 ebenso wie über der
Hülse 114 angeordnet, um zu verhindern, daß diese ebenfalls
beschichtet werden. Die Schmelzebohrung 70 wird ebenfalls
durch Einsprühen von Lack beschichtet und anschließend wird
das Pulver aufgebracht. Obwohl das Bindemittel 168
vorzugsweise ein Acryllack ist, der sich verflüchtigt, wenn
er in dem Vakuumofen 160 erwärmt wird, können auch andere
geeignete Bindemittel verwendet werden. Das Pulver 170 ist
vorzugsweise Nickel oder eine Nickellegierung, es können
jedoch auch andere geeignete Materialien verwendet werden,
die eine leitfähige und Schutzbeschichtung bilden. Das
Pulver 170 wird durch Belüftung vom Boden 174 umgewälzt bzw.
in Schwebung versetzt, um ein Fluidbad zu bilden und
sicherzustellen, daß die Düsenanordnung vollständig
beschichtet wird. Obwohl das bevorzugte Verfahren ist, diese
Beschichtung nacheinander abfolgend durch Besprühen der
Anordnung mit der Flüssigkeit und anschließendem Eintauchen
in das Pulver vorzunehmen, kann diese Beschichtung auch in
einem Schritt erfolgen, indem das Pulver und die Flüssigkeit
vor ihrer Anwendung miteinander vermischt werden. Nach der
Beschichtung und dem Anlegen der Perlen bzw. der Schnüre von
Hartlotpaste wird die Anordnung so orientiert, daß das
Vorderende 28 aufrechtsteht und ein luftgehärteter
Werkzeugstahl-Einsatzabschnitt bzw. ein Werkzeugstahleinsatz
102 wird in das Mundstück 104 am Vorderende 144 des
Spitzenabschnittes 138 eingesetzt. Der Einsatz 102 fällt in
die Heizelementbohrung 146 und liegt gegen die Abbiegung des
Heizelementes 76 an. Eine bestimmte Menge
Nickellegierungspulver 176 wird in das Mundstück 104 auf die
Spitze des Werkzeugstahleinsatzes 102 aufgebracht. Der
Einsatz 102 besitzt einen quadratischen Querschnitt, so daß
er exakt in dem Mundstück 104 der Heizelementbohrung 96
angeordnet werden kann, jedoch um seinen Umfang herum noch
Raum verbleibt.
Die beschichteten Spritzgießdüsenanordnungen werden
anschließend chargenweise in den Vakuumofen 160 eingesetzt.
Wenn der Ofen allmählich auf eine Temperatur erwärmt ist,
die über dem Schmelzpunkt des Lotmateriales liegt, wird der
Ofen auf ein verhältnismäßig hohes Vakuum evakuiert, um im
wesentlichen den gesamten Sauerstoff zu entfernen. Wenn die
Beschichtung erwärmt ist, ist das Bindemittel verdampft,
jedoch bleibt die Nickellegierung an Ort und Stelle. Ehe die
Schmelztemperatur der Nickellegierung erreicht wird, wird
das Vakuum durch teilweises Auffüllen durch in inertes Gas
bzw. Edelgas, wie z.B. Argon oder Stickstoff, vermindert.
Wenn die Nickellegierung schmilzt, fließt sie durch
Kapillarwirkung rund um die aufgerauhte Oberfläche des
Heizelementes 76, um vollständig den Spiralkanal 82
auszufüllen und integral das Heizelement 76 einzubetten. Die
geschmolzene Nickellegierung fließt ebenfalls in den Raum
178 rund um den Halsabschnitt 128 und die Hartlotpaste
schmilzt und fließt rund um den Stopfen 108 und das Ende der
Hülse 106. In gleicher Weise schmilzt das Hartlotmaterial
und fließt um den Umfangsflansch 42 nach unten zwischen das
hintere Ende 142 des Spitzenabschnittes 138 und das
Vorderende 132 des Hauptkörpers 126. Diese Oberflächen sind
aufgerauht, um den Kapillarfluß der Nickellegierung zwischen
ihnen zu unterstützen und zu erleichtern. Das
Nickellegierungspulver 176 im Mundstück 104 schmilzt und
strömt rund um den Einsatz 102 nach unten, um diesen
vollständig einzubetten und um ebenfalls den Längs- und
Diagonalabschnitt 78, 84 des Heizelementes 76 einzubetten.
Somit werden das Spitzenteil 138 und das Kragenteil 22
integral mit dem Hauptkörper 126 hartverlötet. Das
Heizelement 76 wird in den Spiralkanal 82 und die diagonale
Heizelementbohrung 134 sowie die sich durch das Spitzenteil
138 erstreckende Mittelbohrung 96 eingelötet.
Selbstverständlich wird der freiliegende Draht 94 elektrisch
in der umgehenden Nickellegierung am zweiten Ende 92 des
Heizelementes 76 geerdet. Das Nickellegierungspulver auf den
Oberflächen der Anordnung bildet eine komplette
Schutzbeschichtung aus Nickellegierung mit einer im
wesentlichen gleichmäßigen Dicke. In gleicher Weise sind die
Oberflächen der Schmelzbohrung 70 mit dieser Nickel-Schutz
schicht versehen.
Das Verlöten der Anordnung unter Vakuum führt zu einer
metallurgischen bzw. intermetallischen Verbindung der
Nickellegierung mit dem Stahl, was sowohl die Effizienz des
Wärmeübergangs vom Heizelement 76 als auch die Anhaftung der
Schutzbeschichtung verbessert. Somit wird eine integrale
Anordnung geschaffen, die ausreichend Wärme von dem
Heizelement her überträgt und diese entlang der
Schmelzebohrung verteilt. Wie ersichtlich ist, verändert
sich die Teilung oder das Heizprofil des Heizelementes 76
über die Länge, um weniger Wärme in der Mitte der Düse
bereitzustellen, wo ein geringerer Wärmeverlust auftritt.
Dieses Heizprofil kann für jede beliebige besondere
Anwendung gesteuert bzw. ausgewählt werden, indem das Muster
bzw. die Ausbildung des Spiralkanales 82, der in die
Außenfläche 20 des Hauptkörpers 126 eingeformt ist,
verändert wird. Somit kann in Verbindung mit der Ausbildung
einer geeigneten, ausgewählten Länge des Dopplungsteiles 100
von doppelter Dicke des Längsabschnittes 78 des
Heizelementes 76 im Düsenspitzeneinsatz 26 die Temperatur der
Schmelze exakt über ihre gesamte Strömung durch das System
gesteuert werden.
Nachdem die Düsen 10 abgekühlt und aus dem Vakuumofen 160
entnommen sind, werden sie spanend endbearbeitet, um die
kegelige Außenfläche 30 des Düsenspitzeneinsatz 26 und der
zulaufenden Spitze 32 zu bilden. Wie ersichtlich ist, ist
die zulaufende Spitze aus luftgehärtetem Werkzeugstahl
gebildet, der sowohl korrosions- als auch
verschleißbeständig ist, so daß die Lebensdauer der Düse 10
erhöht wird. Das keramische Isoliermaterial 112 wird
anschließend in die Hülse 114 rund um den Gewindebolzen 110
eingegossen. Nach dem Aushärten des keramischen Materiales
werden die keramische Scheibe 116 und die Stahlscheibe 117
auf dem vorspringenden Bolzen 110 angeordnet und die Mutter
122 befestigt während der Anwendung die elektrische
Zuführungsleitung 120.
Es wird nunmehr auf die Fig. 9, 10 und 11 Bezug genommen,
die eine Düse nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben
verdeutlichen. Da die meisten der Einzelelemente des zweiten
Ausführungsbeispieles identisch mit denjenigen des ersten
Ausführungsbeispieles sind, werden Teile, die beiden
Ausführungsformen gemeinsam sind, unter Verwendung derselben
Bezugszeichen erläutert und dargestellt. In diesem zweiten
Ausführungsbeispiel ist die Heizelementbohrung 96 durch den
Spitzenabschnitt 138 hindurchgebohrt, derart, daß der
Abschnitt 98 mit größerem Durchmesser sich vom hinteren Ende
142 aus anstelle vom vorderen Ende 144 erstreckt. Das
Heizelement 76 ist auf sich selbst zurückgebogen, um den
Längsabschnitt 78 mit einer Doppeldicke bzw. einem
Dopplungsteil 180 und mit einem Teil 182 dreifacher Dicke zu
versehen. Wie deutlich aus Fig. 9 ersichtlich ist, erstreckt
sich der Dopplungsteil 180 (Teil doppelter Dicke des
Heizelementes) zwischen dem Teil 182 dreifacher Dicke und
einem luftgehärteten Werkzeugstahleinsatz 102, der die
zulaufende Spitze 32 bildet. Selbstverständlich sind die
Längen des doppelt dicken Teiles 180 und des dreifach dicken
Teiles 182 des Heizelementes so ausgewählt, daß sie ein
gewünschtes Wärmeprofil im Nasenabschnitt 26 der Düse in
Abhängigkeit von dem Anwendungsfall vorsehen. Im übrigen
gilt die oben gegebene Erläuterung im ersten
Ausführungsbeispiel auch für die Beschreibung des zweiten
Ausführungsbeispieles und braucht daher hier nicht
wiederholt zu werden.
Das Verfahren zur Herstellung der Düse nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel ist etwas unterschiedlich vom oben
beschriebenen Herstellungsverfahren für die Düse nach dem
ersten Ausführungsbeispiel. Nachdem das Heizelement gebogen
ist, werden sowohl der Teil doppelter Dicke 180 als auch der
Teil dreifacher Dicke 182 in dem Gesenk 158 umgeformt, um
ihnen einen kreisförmigen Querschnitt zu verleihen, wie dies
in den Fig. 2 und 10 dargestellt ist. Das Heizelement 76
wird anschließend durch die diagonale Heizelementbohrung 134
durch den Hauptkörper 126 eingesetzt derart, daß der
Längsabschnitt 78 ein bestimmtes Stück vom Vorderende 132
des Hauptkörpers hervorsteht, in Abhängigkeit von der Länge
des Spitzenteiles 138. Der spiralige oder Schraubenabschnitt
80 wird in den Spiralkanal 82 eingewickelt, derart, daß das
hintere Ende 90 am hinteren Ende des Hauptkörpers 26
vorsteht. Das Spitzenteil 138 wird über den vorspringenden
Längsabschnitt 78 des Heizelementes 76 geschoben und
plaziert, indem das abgeschrägte hintere Ende 142 in dem
ausgesparten Vorderende 132 des Hauptkörpers 126 aufgenommen
wird, wie dies oben erläutert ist. Dies biegt das
Heizelement 76 und führt dazu, daß der dreifach dicke Teil
182 des Heizelementes 76 in dem Abschnitt 98 der
Heizelementbohrung 96 mit größerem Durchmesser angeordnet
wird, während der doppelt dicke Teil 180 sich zu dem
Mundstück 104 erstreckt. Der übrige Teil des Verfahrens und
die Anwendung sind die gleichen wie dies in bezug auf das
erste Ausführungsbeispiel erläutert wurde und wird hier
nicht wiederholt.
Obwohl die Beschreibung der Düse und des Verfahrens zur
Herstellung derselben hier unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsformen erfolgte, begrenzen diese die Erfindung
nicht. Vielmehr sind für den Fachmann Veränderungen und
Abweichungen möglich. Z.B. kann das Heizelement eines vom
Doppeldrahttyp für höhere Spannungen sein, wobei in diesem
Falle das Heizelement nicht am zweiten Ende geerdet wäre.
Alternativ kann der freiliegende Widerstandsdraht 86 am
Vorderende des Heizelements 76 in die Nickellegierung
eingelötet bzw. mit dieser hartverlötet werden, um eine
spitz zulaufende Spitze 32 zu bilden, ohne daß noch eine
Verwendung des luftgehärteten Werkzeugstahleinsatzes 102
erforderlich ist. Dies führt ebenfalls dazu, daß die Düse
mit einer zulaufenden Spitze versehen ist, die korrosions
und verschleißbeständig ist und die auf eine bestimmte
Temperatur erwärmt werden kann, wie dies oben erläutert
wurde. Der Spitzenabschnitt bzw. das Spitzenteil 138 kann
eine andere Form haben und das Vorderende 28 der Düse kann
so spanend bearbeitet werden, daß es eine andere Form als
die dargestellte hat, um eine Düse herzustellen, die
geeignet ist, für Kantenanschnitt, wie dies in dem
kanadischen Patent 1 261 573
dargestellt ist.
Claims (25)
1. Spritzgießdüse mit einem langgestreckten Düsenkörper und
einer konischen Düsenspitze, einer Schmelzbohrung, die
sich durch den Düsenkörper hindurch erstreckt und im
Bereich der konischen Düsenspitze mündet, sowie einem
Heizelementkanal mit einem elektrischen Heizelement, das
ein erstes hinteres Ende sowie zumindest einen vorderen
Längsabschnitt sowie einen die Schmelzebohrung umgebenden
Spiralabschnitt zwischen dem ersten und zweiten Ende
aufweist, und wobei der vordere Längsabschnitt des
Heizelementes sich axial im wesentlichen mittig in einer
Heizelementbohrung durch die Düsenspitze erstreckt, dadurch
gekennzeichnet, daß der vordere Längsabschnitt (78) des
Heizelementes (76) einen zumindest einmal auf sich selbst
zurückgebogenen Mehrfachabschnitt (100, 180, 182) aufweist.
2. Spritzgießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der vordere Längsabschnitt (78) einen einmal auf sich
selbst zurückgebogenen Doppelschnitt (100, 180) aufweist.
3. Spritzgießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der vordere Längsabschnitt (78) des Heizelementes (76)
benachbart zu einem geneigten Übergangsabschnitt (84)
zwischen dem vorderen Längsabschnitt (78) und dem
Spiralabschnitt (80) einen zweimal auf sich selbst
zurückgebogenen Dreifachabschnitt (182) aufweist, während
ein weiterer Teil des vorderen Längsabschnittes (78) des
Heizelementes (76) einen Doppelabschnitt (180) bildet.
4. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere
Längsabschnitt (78) des Heizelementes (76) in einem
Düsenspitzeneinsatz (26, 138) aufgenommen ist.
5. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere
Längsabschnitt (78) des Heizelementes (76) vor einem
Spitzenende (32) der Düsenspitze endet und dieses durch
eine in eine Mundstücköffnung (104) der Heizelementbohrung
(96) eingesetzte Einsatzspitze (102) aus korrosions- und
verschleißfestem Material gebildet ist, die sich in axialer
Übereinstimmung mit dem vorderen Längsabschnitt (78) des
Heizelementes (76) erstreckt.
6. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
elektrische Heizelement (76) einen Widerstandsdraht (86)
aufweist, der sich mittig durch ein elektrisches
Isoliermaterial in einem Außenmantel (88) erstreckt.
7. Spritzgießdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrische Heizelement einen doppelten
Widerstandsdraht aufweist.
8. Spritzgießdüse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (86) an seinem
zweiten, vorderen Ende (92) geerdet ist.
9. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere
Längsabschnitt (78) des Heizelementes (76) auf sich selbst
zurückgebogen ist und einen Doppelabschnitt (100) bildet
sowie mit einem kreisförmigen Querschnitt versehen ist.
10. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Düsenkörper (18) ein hinteres Ende (24) und ein vorderes
Ende (28) mit der konischen Düsenspitze (26, 138), die sich
von einem zylindrischen Abschnitt des Düsenkörpers (18) aus
erstrecken, aufweist, und daß ein Dicht- und
Positionierflansch (42), der von dem Düsenkörper (18) aus
zwischen dem zylindrischen Abschnitt und der konischen
Düsenspitze (26, 138) vorspringt, vorgesehen ist.
11. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schmelzebohrung (70) einen ersten Abschnitt (72) aufweist,
der sich zentral von dem hinteren Ende (24) des
Düsenkörpers (18) durch den zylindrischen Abschnitt
desselben erstreckt und einen zweiten Abschnitt (74)
aufweist, der sich diagonal von dem ersten Abschnitt (72)
der Schmelzebohrung (70) zu der konischen Oberfläche der
Düsenspitze (26, 138) erstreckt.
12. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere
Längsabschnitt (78) des Heizelementes (76) diagonal mit dem
Spiralabschnitt (80) verbunden ist und der Spiralabschnitt
(80) in dem ersten, hinteren Ende (90) des Heizelementes
(76) endet, das sich von dem Düsenkörper (18)
radial nach außen zu einem Kaltanschluß (118) erstreckt.
13. Spritzgießdüse nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß am hinteren Ende (24) des Düsenkörpers
(18) ein Kragenabschnitt (22) vorgesehen ist.
14. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich der
vordere Längsabschnitt (78) des Heizelementes (76) zentral
mittig durch die Düsenspitze (26, 138) erstreckt.
15. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der
Doppelabschnitt (100, 180) des Heizelementes (76)
benachbart zu der Einsatzspitze (102) aus korrosions- und
verschleißfestem Material gebildet ist.
16. Spritzgießdüse nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das
Heizelement (76) benachbart zu dem diagonal geneigten
Übergangsabschnitt (84) einen Dreifachabschnitt (182)
aufweist und benachbart zu der korrosions- und
verschleißfesten Einsatzspitze (102) einen Doppelabschnitt
(100) besitzt, der sich zwischen dem Dreifachabschnitt
(182) und der korrosions- und verschleißfesten
Einsatzspitze (102) erstreckt.
17. Verfahren zur Herstellung einer Spitzgießdüse mit
einem langgestreckten Düsenkörper und einer konischen
Düsenspitze, wobei der Düsenkörper mit einer zentralen
Schmelzbohrung und entlang seines Umfanges mit einem
Spiralkanal zur Aufnahme eines Heizelementes versehen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (18) an seinem
vorderen Ende (130) mit einem Spitzenabschnitt (132)
versehen wird, der eine geneigte Heizelementbohrung (134)
aufweist, die sich von einem vorderen Ende (136) des
Spiralkanales (82) zur Mittelachse des Spitzenabschnittes
(132) des Düsenkörpers (18) erstreckt und am Außenumfang
des vorderen Endes (130) ein mit der übrigen
Schmelzebohrung (70) verbundener Endabschnitt (74)
derselben mündet,
ein konischer Düsenspitzeneinsatz (26, 138) hergestellt und axial mittig mit einer erweiterten Heizelementbohrung (96, 98) versehen wird, wobei der Düsenspitzeneinsatz (26, 138) einen hinteren, mit dem Spitzenabschnitt (132) des Düsenkörpers (18) in Paßeingriff bringbaren Rückabschnitt (142) aufweist und
das Heizelement (76) an einem vorderen Längsabschnitt (78) zumindest einmal auf sich selbst zur Bildung eines Mehrfachabschnittes (100) zurückgebogen wird und mit seinem ersten, hinteren Ende (90) unter Montage des Düsenspitzeneinsatzes (26, 138) in die Heizelementbohrung (134) eingeführt sowie in einem mittleren Spiralabschnitt (80) in den Spiralkanal (82) gewickelt wird und unter Applikation eines Metallpulver-Hartlotmateriales das Heizelement (76) in dem Düsenkörper (18) sowie dem Düsenspitzeneinsatz (26, 138) unter Verbindung des Düsenspitzeneinsatzes (26, 138) mit dem Düsenkörper (18) hartverlötet wird.
ein konischer Düsenspitzeneinsatz (26, 138) hergestellt und axial mittig mit einer erweiterten Heizelementbohrung (96, 98) versehen wird, wobei der Düsenspitzeneinsatz (26, 138) einen hinteren, mit dem Spitzenabschnitt (132) des Düsenkörpers (18) in Paßeingriff bringbaren Rückabschnitt (142) aufweist und
das Heizelement (76) an einem vorderen Längsabschnitt (78) zumindest einmal auf sich selbst zur Bildung eines Mehrfachabschnittes (100) zurückgebogen wird und mit seinem ersten, hinteren Ende (90) unter Montage des Düsenspitzeneinsatzes (26, 138) in die Heizelementbohrung (134) eingeführt sowie in einem mittleren Spiralabschnitt (80) in den Spiralkanal (82) gewickelt wird und unter Applikation eines Metallpulver-Hartlotmateriales das Heizelement (76) in dem Düsenkörper (18) sowie dem Düsenspitzeneinsatz (26, 138) unter Verbindung des Düsenspitzeneinsatzes (26, 138) mit dem Düsenkörper (18) hartverlötet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch die
Verbindung eines Stahl-Kragenabschnittes (22) an einem
hinteren Ende (24) des Düsenkörpers (18), durch den ein
erstes hinteres Ende (90) des Heizelementes (76) zu einem
Kaltanschluß (118) radial nach außen geführt wird, wobei
vor dem Hartverlöten zwischen dem Stahl-Kragenabschnitt
(22) und dem Düsenkörper (18) ebenfalls Lotmaterial
appliziert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hartverlöten der Teile der
Spritzgießdüse (10) miteinander unter Anwenden einer
Beschichtung aus einem Bindemittel und einem
Hartlot-Metallpulver an zumindest einem Teil der Oberfläche
des Düsenkörpers (18) sowie der Verbindungen zwischen dem
Düsenkörper (18) und dem Düsenspitzeneinsatz (26, 138)
sowie dem Düsenkörper (18) und dem Stahl-Kragenabschnitt
(22) unter Einschluß des Einsetzens von Hartlotmaterial in
ein aufrecht gestelltes Mundstück (104) der
Heizelementbohrung (96, 98) am Vorderende des
Düsenspitzenabschnittes (26, 138) und anschließendem
Erwärmen der Anordnung unter teilweisem Vakuum und in
Anwesenheit eines inerten Gases für einen bestimmten
Zeitraum und auf eine Temperatur, die ausreicht, um das
Hartlotmaterial zu schmelzen und das Bindemittel zu
entfernen, erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
über der Oberfläche des Düsenkörpers (18) und dem in den
Spiralkanal (82) gewickelten Heizelement (76) eine
metallische Schutzbeschichtung erfolgt und im Anschluß an
das Verlöten der Düsenspitzeneinsatz (26, 138) spanend
bearbeitet wird, um die Düsenspitze mit einer bestimmten
Konfiguration zu versehen.
21. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einsatzspitze (102) unter Zugabe von
Hartlotpulver in das Mundstück (104) des Düsenspitzeneinsatzes (26, 138)
eingebracht und die Einsatzspitze (102) benachbart zu dem
vorderen Längsabschnitt des Heizelements (76) während
des Hartverlötens der Spritzgießdüse (10) hartverlötet wird.
22. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige
Abschnitt (100, 182) des vorderen Längsabschnittes (78) des
Heizelementes (76), der eine mehrfache Dicke aufweist, in
einem Gesenk (158) umformtechnisch verformt wird, um dem
Abschnitt (100, 182) erhöhter Dicke des vorderen
Längsabschnittes (78) des Heizelementes (76) im
wesentlichen eine Kreisquerschnittsgestalt zu verleihen.
23. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 17 bis 22, gekennzeichnet durch das Bohren der
Heizelementbohrung (96, 98) durch den Düsenspitzeneinsatz
(26, 138) derart, daß sich ein Abschnitt (98) der Heizelementbohrung (96) mit größerem
Durchmesser von einem Mundstück
(104) am vorderen Ende des Düsenspitzeneinsatzes aus
erstreckt, das Ausbilden eines Doppelabschnittes (100) des
vorderen Längsabschnitts (78) des Heizelementes (76) durch
Zurückbiegen eines Teiles des vorderen Längsabschnittes
(78) des Heizelementes (76) auf sich selbst nahe einem
zweiten, vorderen Ende des Heizelementes (76) und Einsetzen
des ersten hinteren Endes (90) des Heizelementes (76) durch
die sich durch den Düsenspitzeneinsatz (26, 138)
erstreckende Heizelementbohrung (96, 98) sowie einen sich
an diese anschließenden diagonalen Abschnitt der
Heizelementbohrung (134) in den Düsenkörper (18) und
Anziehen des Heizelementes (76), um den Doppelabschnitt
(100) in dem Bereich (98) größeren Durchmessers der
Heizelementbohrung (96) in dem Düsenspitzeneinsatz (138)
anzuordnen, wenn der Düsenspitzeneinsatz (26, 138) am
vorderen Ende (130) des Düsenkörpers (18) vor dem
Einwickeln des Heizelementes (76) in den Spiralkanal (82)
des Düsenkörpers (18) befestigt wird.
24. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 17 bis 23, gekennzeichnet durch das Bohren der
Heizelementbohrung (96, 98) durch den Düsenspitzeneinsatz
(26, 138) derart, daß sich ein Abschnitt (98) der
Heizelementbohrung (96) mit größerem Durchmesser vom
hinteren Ende (142) des Düsenspitzeneinsatzes (26, 138) aus
erstreckt, zweifaches Zurückbiegen des Heizelementes (78)
im Bereich des vorderen Längsabschnittes (78) auf sich
selbst, um einerseits ein Vorderende mit doppelter Dicke
des Heizelementes (76) als Doppelabschnitt (180) und
andererseits einen Dreifachabschnitt (182) dreifacher Dicke
durch zweimaliges Zurückbiegen eines Bereiches des vorderen
Längsabschnittes (78) des Heizelementes (76) auf sich
selbst benachbart zu dem diagonalen Übergangsabschnitt (94)
des Heizelementes (76) zu bilden, Einsetzen des
Heizelementes (76) durch die diagonale Heizelementbohrung
(134) in dem Düsenkörper (138) derart, daß der vordere
Längsabschnitt (78) des Heizelementes (76) ein bestimmtes
Stück vom vorderen Ende (130) des Düsenkörpers (180)
hervorsteht, wickeln des Heizelementes (76) in den
Spiralkanal (82) und Aufschieben des konischen
Düsenspitzeneinsatzes (138) über den vorspringenden
vorderen Längsabschnitt (78) des Heizelementes (76) in eine
Lage, in der das hintere Ende (142) des
Düsenspitzeneinsatzes (138) durch das vordere Ende (130)
des Düsenkörpers (18) aufgenommen wird und der
Dreifachabschnitt (182) in dem Bereich (98) der
Heizelementbohrung (96) mit größerem Durchmesser, der sich
durch den Düsenspitzeneinsatz (138) erstreckt, aufgenommen
wird.
25. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Außenmantel (88) des Heizelementes (76) zum Freilegen eines
inneren, in einem elektrischen Isoliermaterial
eingebetteten Widerstandsdrahtes (86) abisoliert wird, und
ein Stück freiliegenden Widerstandsdrahtes (86) am
Spitzenende (92) des Heizelementes (76) vorsteht und der
freiliegende Widerstandsdraht (86) in das Hartlotmaterial
während des Schrittes des Hartverlötens der Spritzgießdüse
(10) eingebettet und das Heizelement (76) mit dem Düsenspitzeneinsatz
(26, 138) hartverlötet und geerdet wird.
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---|---|---|---|
DE8989106645T Expired - Lifetime DE68902260T2 (de) | 1988-04-13 | 1989-04-13 | Spritzgiessduese mit heizelement mit mehrfacher dicke und verfahren zum herstellen. |
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