DE3140164A1 - Angussbuchse und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Angussbuchse und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Dipl.-Phys. JORGKN WHlSSE . Dijfl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST
■ "BOKIiNHUSCH 41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG
Postfa* 110386 · Telefon: (02127)4019 · Telex: 8516895
Jobst__Uljioh Geliert, 7A Prince Street, Glen Williams,
Ontario, Canada ■
20·
20·
Angußbuchse_ und VerTahi en zu „ihrer Herstellung
Die.Erfindung betrifft eine integrierte,- elektrisch
beheizbare'Angußbuchse und ein Verfahren zur Herstellung
einer integrierten, elektrisch beheizbär-en 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 Teil und mit einer längeren Hülse, die das hochleitende Teil außen umgibt.
v Die Angußbuchse· der vorliegenden Erfindung geht aus
von einer bekannten Angußbuchse (DErOS 29 48 561) mit einer sehraubenförmigen Heizspule, die über einem
7 ■ .'-■·■·'
korrosionsbeständigen Kern mit einem hoch! ei tendon Material
vergossen ist. -, und außerdem mit einer nach- ·
bearbeiteten Außenhüise. 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. Darüberhinaus hat das hochleitende 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 Herstellungsprozess der bekannten Angußbuchse hat
daher den schwerwiegden Nachteil, daß nach, dem Gießen
kostenaufwendige Beärbeitungs- und Plattierungs-
- schritte erforderlich sind. Darüberhinaus ist die
20. 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.
-..-::- ^\j*:j .ι " 3no
Die Lösung der Aufgabe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
(a) manueller 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 Stütz-
. buchse'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, hochleitenden Material, das den hochleitend.en
Teil bildet, und
(d) · Abkühlenlassen des hochleitenden Materials bis . zur Erstarrung.
' ι
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Diese Aufgäbe·wird nach der Erfindung in Bezug auf die
Angußbuchse gelöst durch
Ca) einen inneren, längeren, hohlen Kern (12) aus
einem korrosionsfesten Material, der einen durch diesen hindurch verlaufenden, mittigen Durchlaufkanal
(16) bestimmt und sich zwischen einem erweiterten Vorderteil (14) und einer erweiterten
Stützbuchse (32) erstreckt,
(b) ein schraubenförmig gewundenes Heizelement (26), das den Kern (12) mit einer Vielzahl von Windungen
umgibt" und" dessen Zuleitungen (28) durch eine -
Öffnung. (38) in der 'Stützbuchse (32) herausgeführt
sind, mit einem Innendurchmesser, der größer ist'
als der größte Außendurchmesser der Außenfläche (22,98) des Kerns (12),
(c) eine längere, -äußere Hülse (-40,74), die sich
zwischen dem Vorderteil (14) und der Stützbu.chse
(32) erstreckt und einen das Heizelement (26) zwischen dem Vorderteil (14) und der Stützbuchse '
■10 (32) umgebenden, ersten Raum (56) einschließt,
(d) ein hochleitendes Teil (72), mit dem der erste
Raum (56) zwischen dem Vorderteil (14) und der Stützbuchse (32) vergossen ist, und ■
(e) eine weitere' Hülse (42) , deren eines Ende in der
Öffnung (38) der Stützbuchse (32) zur Aufnahme der durch die weitere Hülse (42) hindurchgeführten
Zuleitungen (28) für das Heizelement (26) angeord- · net ist und die unter Einschluß der durch sie
hindurchgeführten' Zuleitungsteile ebenfalls mit
dem hochleitenden Material ausgefüllt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindüngsgemäßen
2^ Angußbuchse sind in' Unteransprüchen· gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind'in den Abbildungen
dargestellt und werden nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ■
Teilanordnung bei einem ersten Aus- · führungsbeispiel der Angußbuchse nach
der Erfindung;
-1 Fig. 2 cine Ansicht ähnlich Fig. 1 der gesamten
Angußbuchse nach Fig. 1 vor der Füllung;
Fig. 3 eine Darstellung einer Anzahl von Angußbüchsen
nach Fig. 2 in ihrer Anordnung
in einem Vakuumofen zur Füllung;
Fig. 4 · .ein Schnitt durch die fertige Angußbuchse
• gemäß Fig. 1 ;
10
10
Fig.. 5,6 eine perspektische Ansicht einer Teilanordnung
und eine teilweise geschnittene - .. . Gesamtansicht eines zweiten Ausführungs-.
. · beispiels der Angußbuchse nach der Erfindung
; ■
Fig. 7 eine Schnittansicht eines zum Füllen vorbereiteten dritten Ausführungsbeispiels
der Angußbuchse nach der Erfindung; 20
Fig. 8 ■ eine Schnittansicht eines zum Füllen vorbereiteten
vierten Ausführungsbeispiels der Angußbuchse nach der Erfindung; und
Fig. 9" eine Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels,
der Angußbuchse nach
der Erfindung.
Fiq. Ί und 2 zeigen den Zusammenbau eines ersten Aus-
- · "
·" führungsbeispiels der Angußbuchse nach einem bevorzugten
Verfahren. Die Anordnung.10 hat einen hohlen,
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 Randöffnüng. Wie zu sehen,
weist der Vorderteil 14 eine Anzahl von durchgehenden
Löchern 20 auf, von denen jeweils eines zwischen zwei Radia !.kanälen 18 liegt. Dor Kern 12 hat eine gewellte ·
Außenfläche 22, die einem 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 de.r schraubenförmige Durchmesser des.Heizelement.es 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
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 ei*ne 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 4 4 stößt; sie. ist gerade groß genug, um mit
der Außenfläche- 4 6 des Vorderteils 14 einen Paßsitz zu
bilden. Wie in'Fig, 2 am besten erkennbar, ist die Zylinderhülse 40 lang genug, um über 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
]O . 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 Stab 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 Zerlaüfen 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
Radialkänäle 18 abzudecken. Sie weist durchgehende
■ - -■■■-. ■ '" "■ " 3H0164
. 1 Löcher 64 auf, die mit den Löchern 20 f3.vicht.en. Ein
Stück 66 aus hochleitendem Material wird in die Mündung 48 eingesetzt, die von dem vorsteheiid.en
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 hochleitende Material ist
eine Beryllium-Kupfer-Legierung, obwohl in anderen Ausführungen auch andere Kupferlegierungen verwendet werden
^° können. Durch das Füllen unter Teilvakuum verschmilzt,
die Beryllium-Küpfer-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 verme'i den, sollte die Schmelztemperatur
der Lötpaste wenigstens etwa 1O°C (5O°F) über der der
Beryllium-Kupfer-Legierung liegen. Falls die Wärmebehandlung
nicht während der Abdichtung oder früher stattge-.5 funden hat, kann sie auch während dieser Füllung ausgeführt
werden» Die- Heizzeiten und Temperaturen müssen dafür an die in dor Anordnung verarbeiteten Materialien und auch
an den Füllvorgang ohne Lösen der Dichtungen angepaßt sein. Wie in Fig. 3 dargestellt, werden die Anordnungen
1° zur'Verbesserung der Herstelluhgseffizienz chargenweise
in den· Vakuumofen eingebracht.
Nach Abkühlung 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 hochleitenden 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 hochleitende 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 Henge der Beryllium-Kupfer-Le- gierung
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
Stärk.e 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, wo- ·
^5 durch 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 Spritzgußinaschine 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 Hohl- .·"-.'. räumen 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 Durchlauf kana'ls ist wichtig für .
eine zuverlässige-Arbeitsweise der Anlage- über lange ■
Zeiten ohne Ausfälle. ' " ·
. ■■ /
Fig. 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
26 gewunden, so daß zwischen ihnen nur minimale Berührung besteht..-Das Vorderteil-14 hat Radialkanäle
-18, die sich von dem Durchlauf kanal 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 1& Loch 54, durch das der Stab 30 des Heizelements 26 ragt.
•Ein Ende der Zylinderhülse 40 wird in der Stützbuchse
. ' 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 αμΓσϊ^θηεηαεη Einfülloch 80, und über die
/2^. 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 vorbestimitite Menge
hochleitenden Materials enthaltendes Stück 66 in die
• nach oben offene Mündung 84 eingebracht und die Anordnung in dem Väkuumofen 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.
■ · -'-'■ \ :- 3U01-&4
Wie oben beschrieben, bewirkt eine Füllung unter Teiivakuum
einen besseren Kontakt der Beryllium-Kupfer-Legierung
mit den benachbarten Materialien. ■ Dadurch wird die Wirksamkeit der Wärmeübertragung durch den
.hochleitenden 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 Heize!ements■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 •15 nur wenig oder keiner weiteren Bearbeitung. Es ist
selbstverständlich offensichtlich, daß andere Ausbildungen
des Vorderteils 14 für andere Angußarten verwendet werden können. ' "·
in Fig. 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
in der Zylinderhülse 40 ein Trichter 86 eingesteckt ist. In dem Trichter 86 befindet sich das Stück 66
aus hochleitendem Material, und die Anordnung wird in den Vakuumofen 60 eingebracht, wo es schmilzt und.
zwischen dem Kern 12 und der Hülse 42 herabfließt.
QU Nach dem Abkühlen werden der Trichter 86 und der
überstehende Teil des leitenden Teils 72 maschinell entfernt, 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.
18 .
J Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführüftgsbeisprel.der Angußbuchsenanordnung,
bei der die VeffahrensschEitte und Bauteile der Anordnung' dieselben' sind wie ;oben. beschrieben
mit der Ausnahme,' daß ein Thermoelement 90 .miteiner
Zuleitung 92 vorgesehen ist, das die Temperatur im Bereich" der Angüßöffnung überwacht.'"·Wie zu:sehen,
erstreckt sich1 die "Zuleitung^ 92 d&s Thernvöeleiments 90
durch die Hülse '42* heben' Senf Stab· 30--d.es- Heizelements
26, durch den.gesch'ld'sserien Raum: >56~'izwis:Ghe.n~ Kern 12
und Außerihülse:'74' und.· in" eines der Löchea?: 2Q;>; v/p das*
Thermoelement: 90 "heben deri;' benachbarten' "Rad^aikXanalen
18 liegt". Bei "Füllung d&r'-Anördhung'viO'Äkch..einem der
beschriebenen-Verfahxen· wird das Thermoelement 90 mit
dem hochleitendem Material bedeclct»'-Das schützt das
I^ Thermoelement 90 _und Öie'-Zuleitu-ng ·^92 r und -das -Thermoelement
90 .zeigt die Temperatur:an, "die das^Material
zu dem Bereich der AngüßÖf fnung'Zuführt, ft ,.. ·.·■.:,'
Zur Vergröß.erung der Berührüiigsf lache: zwis:ehenrder
.20". Außenfläche "22J ünrf-S-eni höehleitenden.' Mafeexxal;·: und zux
Verbesserung ihrer' Vexbi'rid;ung- o.fs-t der Kerni; 12: :-d.er Angußbuchse
vorzugsweise mit einer gewellten oder mit Graten versehenen Außenfläche 22 versehen. Die Bildung
der Angußbuchse unter Zugabe des hochleitenden Materials unter Vakuum verbessert die Verbindung jedoch so sehr,
daß unter bestimmten Umständen eine.gewellte Oberfläche
nicht erforderlich ist.
Das in Fig. 9 'gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel einer
integrierten Angußbuchse 70 ist "dem ersten Ausfühxungsbeisplel
ähnlich, außer daß der Kern 12 eine zylindrische Außenfläche 98 statt der gewellten Außenfläche
22 aufweist. Wird-die Angußbuchse nach dem hier
beschriebenen Verfahren gebildet, so verschmilzt der hochleitcnde Teil 72 mit der zylindrischen Außenfläche
98 und bewirkt zwischen ihnen eine (jonüye.näe Wäi ine- .
übertragung. Im übrigon sind Herstellungsverfahren
und Betriebsweise dieselben wie oben beschrieben und.
brauchen, nicht wiederholt zu werden.' ·.
Wenn auch die Arigußbuchse und verschiedene Verfahren zu -·
.ihrer Herstellung-mit Bezug auf verschiedene Ausführungs.-beispiele
beschrieben worden sind, so darf dies nicht als Einschränkung verstanden werden. Fach!eute-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 dem hochleitenden Füllmaterial können die Oberflächen
mit einem Titanoxidüberzug versehen werden.
Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
kann z.B. auch die Stirnseite des Vorderteils 14 mit
einem Titanoxidüberzug anstelle der Abschlußplatte 62 versehen werden.· Nach Abkühl-ung der Angußbuchse kann
das hochleitende Material abgekratzt oder abgebürstet
werden, um die Radialkanäle 18 freizulegen.
Leerseite
Claims (1)
- PatentansprücheΊ. Verfahren zur Herstellung einer integrierten, elektrisch beheizbaren Angußbuchse mit einem ■ längeren, inneren, hohlen Kern, der einen zwischen einem erweiterten Vorderteil und einer erweiterten Stützbuchse mittig verlaufenden .Durch]aufkanal bestimmt, mit einem den Kern umgebenden, schraubenförmig gewundenen Heizelement, mit einem längeren, .das Heizelement umgebenden, hochleitenden Teil und mit einer.längeren Hülse, die das hochleitende 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,(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, hochleitenden Material, das den hochleitenden Teil bildet, und(d) Abkühlenlassen des hochleitenden Materialsbis zur Erstarrung.•3 HO2. Vorfahr fin nach. Anspruch...1 ,,, da.du.r-ch· gekennzeichnet, ■'■■■·" daß eine' weitere -Hülse. mit ,einem Ende., in einerÖffnung" der Stü-tzbuchse angeordnet wird und Z.ulei-■" tun· gen"" deS'HeizeJempivts. durch--die. -Öffnung in der :'Stützbüchse und·, durch ein .Loch .am anderen Ende ;.■'■ der weiteren- Hül&e hind.urchge.führt, werden, daß die weitere Hülse -gegen, ,wesentliche Leckverluste •abgedichtet 'wird-;!und daß während ..des^Vgrfahrens- * schrifc-ts (e1) r:aüch:.dierweite;re. Hülse un.ter Vakuum' mit dem hochlei£enden .Ma-teräa;!. .gefüllt^ wird. -,-. λ• \ 3.^- "Verfahren·- Kach\ Anspruch.-. 1.;-Qder-,,2f,i...f:dadurch gekenn-": i;keieh'net > ::Äaßviim ^erfiahr^nssehpi^t, CbJ^ nach An- :- ;- 'bringubg 'der^iHulse; die^ notWeniiigen^Verbindungs-Ib stellen, mit eii5Äm-ker.ami-s^chen r?:eineßt abgedichtet[werden.4. 'Verfahren mach Anspruch. !.,Ofäer .1.2_j,_d^"durch gekenn-■" vzeichnet/^daBoiroo-y-eri^hjre^s^cI^rit^iCbl. nach Ah- 2ΰ - · : :b'ringühg-: de^EGlsejdie; no^twendigen Verbindungsr;:' :' '.stellen irtitf;&ütipasjtj5 .-yecsehen..und. .unter .Vakuum "-■" ' - 'vexlötiöt welrdenv^ -'i-i^ r.!-5."-': Verfahren.1 naiehc:;ein.em ^dejr .-Ansprache .,1. ^bis 4 , dadurch : : ''- - -g'icrk'erirfsieUchneHi^ da>E der:Verfahrens.schritt (c) dfh ''"'einemVakuumofen-be.ir^ine^r-gum.Füllen des Raumes_ ausreichenden " . Temperatur.ausgeführt .wird:..·., ......So '6.:?:-' :"VeVf:ähreti:.n;ach.-*:einein;;,der, ^erstehenden Ansprüche, dadurch·- "gekehnz^eiahnst, = --daß. iZur.. Verbesserung der "■'·"■-■· "■'--· Wärmeübertragung ;in,ydem· Vecia-hrens^schritt (c) auch • ■■■"" ":" ^ "ein'e'Mehrz'ahl ;won-. in dem-;Vor:der teil· ,ausgebildeten ■:: Löcherri:--mif ;d:erä.ihoch]-JeitejQdIe5n« I^aterial ausgefüllt7, Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Menge des hochleitenden Materials in eine nach oben offene Mündung einer .'-.-' über das mit durchgehenden Löchern «umgebildetc Vorderteil hinaus verlaufenden Hülse? eingebracht und die ganze Anordnung, .in einem Viikuvuiicjfon bit; zum Schmelzen-des Materials erhil zt wird, "doss-u·]") Schmelze durch die Löcher hindurchfließt und den das Heizelement umgebenden Raum zwischen demKern und der Hülse ausfüllt, .■ ί8, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,· daß zur Fertigstellung der äußeren. Hülse der Anguß.buchse der überstehende Teil der Hülsemaschinell entfernt wird. \.9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichent, daß ein weiterer Ring unter Aus- · bildung einer nach oben offenen Mündung.an der'. ' ■mit .einem Loch in der Rückwand verschönen Buchse angeordnet und in die Mündung., eine vorgegebene' Menge des hochleitenden 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, dadurchgekennzeichnet, daß ein Trichter mit einer nach oben offenen Mündung in ein Loch in der äußeren Hülse eingeführt und in die Mündung eine vor.ge-„_ gebene Menge des hochleitenden Materials eingebracht wird" und daß- die Anordnung in einem Vakuumofen bis zum Schmelzen des Materials erhitzt wird, das durchdas -Loch hindurchfließt und den das Heizelement umgebenden Raum zwischen dem Kern und der Hülse •ausfüllt.■5 Tl. 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 .10 Hülse heraus verläuft, und daß das Thermoelement im. Verfahrensschritt (c) in das hochleitende Material eingeschlossen wird.12. Integrierte, elektrisch beheizbare Angußbuchse T Ib gekennzeichnet durch• (a) ■ einen inneren, län'geren, hohlen Kern (12) aus ." - einem korrosionsfesten Material, der einendurch diesen hindurch verlaufenden, mittigen "Durchlaufkanal (16) bestimmt.und sichzwischen einem erweiterten Vorderteil (14J und einer erweiterten Stützbuchse (32) erstreckt, " ·' . (b) 'ein schraubenförmig gewundenes Heizelement (26)·, das. den Kern (12) mit einer'Vielzahl von Windungen umgibt und dessen Zuleitungen (28) durch eine Öffnung (38) in der Stützbuchse (32) herausgeführt sind, mit einem Innendurchmesser,^O . ■ · der größer ist als.der größte Außendurchmesser d'er Außenfläche (22,98). des Kerns (12),. (c) eine" längere, ■ äußere Hülse (40,74)", die sichzwischen dem Vorderteil (14) und der Stütz-• " buchse (32) erstreckt und einen-das Heizele-" ment (2.6) zwischen dem Vorderteil .(1.4) und der Stützbuchse (32) umgebenden ersten Raum (56) einschließt,. . . .(d) ein hochleitohdes Teil (72), mit dem der . erste Raum (56) zwischen dem Vorderteil (14) und der Stützbuchse (32) vergossen ist, und(e) eine weitere Hülse (42), deren eines Endein der Öffnung (38) der Stützbuchse (32) zur Aufnahme der durch die weitere Hülse (42) hindurchgeführten Zuleitungen (28). für das■ Heizelement (26) angeordnet .ist und 'die unter ' Einschluß der durch sie hindurchgeführtenZuleitungen ebenfalls mit dem hochleitenden Material ausgefüllt ist.13.. Angußbuchse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, !5 daß das Vorderteil (14) an einer Stirnseite· eine Mehrzahl von·Radialkanälen (18) zum direkten seit-.■ liehen Einspritzen aufweist, die sich von dem' mittigen Durchlaufkanal (16) über die Stirnseitehinweg radial nach· außen erstrecken. ■■14. Angußbuchse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet» daß das Vorderteil (14) eine Mehrzahl von ebenfalls mit dem hochleitenden Material gefüllten, von dem ersten Raum (56) her verlaufenden Löchern (20) aufweist. . . ' .15. Angußbuchse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Löcher (20) ein Thermoelement (90) zur Temperaturüberwachung im Bereich der Angußöffnunq■angeordnet ist. . . ·16. Angußbuchse nach einem der Ansprüche' 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (98) des Kerns (12) zylindrisch ausgebildet ist. :17. Angußbuchse nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (.22) des Kerns (12) gewellt ausgebildet·ist.
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