DE3926358C2 - Spritzgießdüse für eine Spritzgießeinrichtung und Verfahren zur Herstellung der Spritzgießdüse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer integralen, lang­ gestreckten, beheizten Spritzgießdüse mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, zum Einsatz in eine Bohrung in einer gekühlten Form, mit minimalem Kontakt, der einen isolierenden Luftspalt überbrückt, der zwischen der beheizten Düse und der umgebenden, gekühlten Form vorgesehen ist, wobei die Düse aufweist, eine Schmel­ zebohrung, die sich durch die Düse hindurch von einem zentralen Einlaß am hinteren Ende erstreckt, um unter Druck stehende Schmelze, aufgenommen an dem Einlaß, zu zumindest einem Anschnitt zu führen, der sich von der Schmelzebohrung zu einem Formhohlraum in der Form erstreckt, wobei die Düse aufweist einen Stahlhauptkör­ perabschnitt mit im wesentlichen zylindrischer Außenfläche, die sich von einem Stahl­ kragenabschnitt am hinteren Ende zur Spitze hin erstreckt und das Verfahren die Schritte des integralen Vakuumverlötens der Düse gemeinsam mit einem Abschnitt des elektrischen Heizelementes, das in einen Spiralkanal eingelötet wird, enthält, der sich rund um die zylindrische Außenfläche des Stahlhauptkörperabschnittes der Düse erstreckt, wobei das Heizelement einen Widerstandsdraht aufweist, der sich durch ein elektrisches Isoliermaterial in einem Außenmantel erstreckt und ein hinteres Ende besitzt, das sich durch eine radiale Öffnung in dem Stahlkragenabschnitt der Düse zu einem Anschluß erstreckt, sowie eine Spritzgießdüse für eine Spritzgießeinrichtung, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1 bis 7, mit einem elektrischen Anschluß für ein Heizelement, das integral mit dieser verbunden ist, und das Heizelement einen hinteren Abschnitt besitzt, der mit einem elektrischen Anschluß verbunden ist, wobei sich das hintere Ende des Heizelementes durch eine radiale Öffnung eines Kragenabschnittes der Spritzgießdüse erstreckt, der hintere Abschnitt des Heizelementes in einem Stopfen bzw. Verschlußteil aufgenommen ist, eingesetzt in die radiale Öffnung des Kragenab­ schnittes der Düse.

Integrale elektrische Heizelemente haben einen Widerstandsdraht von kleinem Durchmesser, der verbunden ist mit einem Leiter von größerem Durchmesser, um ei­ nen Anschluß zu bilden, mit dem eine äußere elektrische Zuleitung verbunden ist. Obwohl der Widerstandsdraht des Heizelementes elektrisch mit dem Anschluß ver­ bunden ist, muß er gegen die Düse entlang seiner Länge elektrisch isoliert sein, um eine Erdung zu vermeiden. Gleichzeitig muß der Anschluß eine ausreichende me­ chanische und bauliche Festigkeit aufweisen, um Beeinträchtigungen durch ein äuße­ res Drehmoment zu widerstehen, wenn der Zuleitungsdraht angeschlossen oder ent­ fernt wird.

Spritzgießdüsen mit integralen Heizelementen sind im Stand der Technik bekannt. Die US 4768283 des Anmelders zeigt ein Verfahren, das eine Nickelkschutzschicht über dem Heizelement aufbringt, welches integral in einem Spiralkanal eingebettet ist.

Ebenso ist eine Vielzahl unterschiedlicher Anschlußanordnungen im Stand der Tech­ nik bekannt. Zum Beispiel zeigt die US 4403405 und die US 4446360 eine Düse und ein Verfahren zur Herstellung der Düse, mit einem Anschluß, der durch eine Verbinderhülse mit einer Dichtung geschützt ist, welche durch eine Federringanord­ nung geschaffen ist. Weitere Entwicklungen sind in der US 4557685 und US 4583 284 gezeigt. Die CA 1,268,816 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Düse mit einem Anschluß durch Verbinden des hinteren Endes des Heizelementes mit ei­ nem Bolzen und unter Eingießen von geschmolzenem Isoliermaterial rund um diesen.

Die CA 1,263,222 zeigt eine Spritzgießdüse mit einem Heizelement, das in die zulau­ fende Spitze einegebettet ist und die US 4768945 zeigt die Erdung des Heizelemen­ tes am vorderen Ende der zulaufenden Spitze der Düse und einen entsprechenden Anschluß des Heizelementes.

Obwohl all diese Verfahren zu beträchtlichen Verbesserungen führen, haben sie die Nachteile, daß eine beträchtliche Anzahl von Verfahrensschritten erforderlich ist, um die Düse herzustellen, und die Anschlüsse zuweilen keine ausreichende bauliche oder strukturelle Festigkeit besitzen, um ein Versagen bzw. eine Beeinträchtigung in­ folge eines Drehmomentes zu vermeiden, das beim Verbinden und Lösen der äuße­ ren Zuleitung übertragen wird.

Es ist demzufolge die Aufgabe der Erfindung, eine Spritzgießdüse der eingangs ge­ nannten Art und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, wobei der Anschluß des Heizelements elektrisch von dem Düsenkörper isoliert ist und eine ausreichende bauliche Festigkeit aufweist, um einem äußeren Drehmoment, das von einer äußeren Zuleitung bei deren Anschluß bzw. beim Lösen der Zuleitung übertragen wird, zu wi­ derstehen.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß das eingangs genannte Verfahren folgende Schritte aufweist:

• a) Ausbilden eines Stopfens mit einer Vorderfläche, einer Außenfläche und einer Heizelementbohrung, die sich durch den Stopfen hindurch erstreckt, und Einsetzen des Stopfens in die radiale Öffnung, die sich durch den Stahlkragenabschnitt er­ streckt, durch Einsetzen des hinteren Endes des Heizelementes in die Bohrung und Aufschieben des Stopfens in eine Position, in der er in der radialen Öffnung einsitzt, wobei ein hinterer Endabschnitt des Heizelementes zumindest eine bestimmte mini­ male Strecke von der Vorderfläche des Stopfens hervorsteht,
• b) Ausbildung eines Anschlußkörpers mit einer Heizelementbohrung, die sich mittig durch diesen hindurch von einem hinteren Ende zu einem vorderen Ende erstreckt, wobei der Anschlußkörper einen Vorderabschnitt mit Außengewinde und einen hinte­ ren Abschnitt mit einer Außenfläche aufweist,
• c) Abisolieren des Außenmantels und des Isoliermateriales von dem Heizelement, um den Widerstandsdraht ein kurzes Stück am hinteren Ende freizulegen,
• d) Umgeben des Mantels des hinteren Endabschnittes des Heizelementes, der von der Vorderseite des Stopfens vorsteht mit Isoliermaterial und Auftragen einer dünnen Beschichtung aus Isoliermaterial auf die Außenfläche des hinteren Abschnittes des Anschlußkörpers,
• e) Ausbilden einer Schutzkappe mit einer Innenfläche, die passend ist zu der Außen­ fläche des hinteren Abschnittes des Anschlußkörpers und mit einer Außenfläche, die passend ist zu der Vorderseite des Stopfens,
• f) Befestigen der Schutzkappe auf dem hinteren Abschnitt des Anschlußkörpers in einer Lage, daß die Beschichtung aus Isoliermaterial geschützt wird und Aufpressen der Schutzkappe in ihre Endlage auf den Anschlußkörper derart, daß eine relative Drehung zwischen der Kappe und dem Anschlußkörper verhindert ist,
• g) Montage des Anschlußkörpers und der Schutzkappe an der Düse durch Einsetzen des hinteren Endes des Heizelementes in die Heizelementbohrung des Anschlußkör­ pers und Aufschieben des Anschlußkörpers in eine Position, in der die Außenfläche der Schutzkappe gegen die Vorderseite des Stopfens anliegt und Befestigen des An­ schlußkörpers und der Schutzkappe in dieser Lage, und
• h) elektrisches Verbinden des freiliegenden Widerstandsdrahtes des Heizelementes am hinteren Ende mit dem Vorderabschnitt des Anschlußkörpers.

Weiterhin wird die Aufgabe als Vorrichtung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8 dadurch gelöst, daß ein Teil des hinteren Endes des Heizelemen­ tes radial von dem Stopfen nach außen vorsteht und auf das vorstehende Ende des Heizelementes ein Anschlußkörper aufgeschoben ist, der in eine Ausnehmung einer zwischen dem Anschlußkörper und dem Stopfen angeordneten Schutzkappe ein­ greift, wobei der Anschlußkörper einen Außengewindeabschnitt zur Befestigung einer elektrischen Zuleitung besitzt und ein freiliegendes Ende eines Widerstandsdrahtes des Heizelementes mit dem Anschlußkörper leitend verbunden ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprü­ chen dargelegt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Teiles einer Mehrfach-Spritzgießeinrichtung mit einer Düse, die einen Anschluß aufweist, nach einem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel,

Fig. 2 bis 7 die Abfolge der Schritte der Herstellung der Düse mit dem Anschluß nach einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens, und

Fig. 8 eine Charge von montierten Düsen vor ihrem Einsatz in einen Vakuumofen, um die Anschlüsse zu befestigen gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Zuerst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die einen Teil eines Spritzgießsystems bzw. einer Spritzgießeinrichtung mit offenem Anschnitt zeigt, das bzw. die eine Anzahl von beheizten Düsen 10 mit einem elektrischen Anschluß 12 zeigt, hergestellt nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Jede Düse 10 besitzt ei­ nen Stahlhauptkörperabschnitt 14, der sich von einem Stahlkra­ genabschnitt 16 am hinteren Ende 18 erstreckt. Die Düse 10 ist in eine Bohrung 20 in der Formhohlraumplatte 22 durch einen Um­ fangs-Isolierflansch 24 eingesetzt, der sich von dem Kragenab­ schnitt 16 erstreckt und auf einer Umfangsschulter 26 sitzt. Der Hauptkörperabschnitt 14 der Düse besitzt einen Nasenab­ schnitt 28 am Vorderende 30, der in einer Öffnung 32, die sich durch die Formhohlraumplatte 22 erstreckt, aufgenommen ist und die zu einem Formhohlraum 34 führt. Somit ist die Düse 10 exakt in dieser Lage angeordnet, in der die zylindrische Außenfläche 36 des Hauptkörperabschnittes 14 von der umgebenden Formhohl­ raumplatte 22 durch einen isolierenden Luftraum oder Luftspalt 38 beanstandet ist. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Düse 10 eine zentrale Schmelzebohrung 30, die zu einem An­ schnitt 42 führt, der sich durch den Nasenabschnitt 28 zu dem Formhohlraum 34 erstreckt.

Die Düse wird durch ein elektrisch isoliertes Heizelement 44 erwärmt, welches integral in einen Spiralkanal in der Außenflä­ che 36 des Hauptkörperabschnittes 14 eingelötet ist und das sich zu dem Anschluß 12 erstreckt, der nach außen und frontsei­ tig von dem Kragenabschnitt 16 erstreckt, wie im einzelnen noch erläutert wird. Das Heizelement 44 in dem Kanal ist durch eine Nickel-Schutzbeschichtung 46 abgedeckt, die aufgebracht wird, wie dies in der US 4768283 dargelegt ist. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt das Heize­ lement 44 einen vorderen Endabschnitt 48, der die Schmelzeboh­ rung 40 an dem Anschnitt 42 in dem Nasenabschnitt 28 umgibt, wie dies im einzelnen in der kanadischen Patentanmeldung 578 973 erläutert ist.

Die Düsen 10 sind durch Schrauben 50 mit einem gemeinsamen, langgestreckten Verteiler 52 verbunden, der einen Schmelzekanal 54 aufweist, welcher sich zu einer Anzahl von Auslässen 56 ver­ zweigt, wobei jeder Auslaß 56 mit der Schmelzebohrung 40 axial ausgerichtet ist, die sich durch jede ihrer Düsen 10 erstreckt. Der Verteiler 42 ist zwischen der Rückplatte 58 und der Form­ hohlraumplatte 22 durch einen zentralen Positionierring 60 und ein Titandruckstück 62 festgelegt. Die Rückplatte 58 ist durch Schrauben 64 festgelegt, die sich durch eine Lagerungsplatte 66 in die Formhohlraumplatte 22 erstrecken. Die Rückplatte und die Formhohlraumplatte 22 werden gekühlt, indem Kühlwasser durch Kühlleitungen 68 gepumpt wird. Der Verteiler 52 wird durch ein elektrisches Heizelement 70 beheizt, welches in diesen einge­ gossen ist, wie dies in der US 4 688 622 dargelegt ist. Der Po­ sitionierring 60 schafft einen weiteren isolierenden Luftraum oder Luftspalt 72 zwischen dem beheizten Verteiler 52 und der Formhohlraumplatte 22.

Das hintere Ende 74 des Heizelementes 44 erstreckt sich radial nach außen durch eine zentrale Heizelementbohrung 76 durch einen Stopfen 78, der in einer radialen Öffnung 80, die sich durch den Kragenabschnitt 16 der Düse 10 erstreckt, festgelegt ist. Der Anschluß wird durch einen Anschlußkörper 82 geschaffen, der einen Vorderabschnitt 84 besitzt, welcher ein Außengewinde 86 trägt, und das mit einem hinteren Abschnitt 88 mit einer Außenfläche 90 versehen ist. Die Außenfläche 90 des hinteren Abschnittes 88 ist mit einer dünnen Beschichtung 92 aus Isoliermaterial, wie z. B. Magnesiumoxid, versehen und weist eine Schutzkappe 94 auf, die an dieser befestigt ist. Wie ersichtlich ist, besitzt die Schutzkappe 94 eine Innenfläche 96, die passend in Übereinstimmung ist mit der Außenfläche 90 des hinteren Abschnittes 88 des Anschlußkörpers 82, und besitzt eine Außenfläche 98, die passend in Übereinstimmung ist mit der Vorderseite oder Vorderfläche 100 des Stopfens oder Verschlußteiles 78, an dem sie befestigt ist. Das Heizelement 44 besitzt einen Nickel-Chrom-Widerstandsdraht, der sich zentral durch ein Feuerfestpulver aus elektrischem Isoliermaterial, wie z. B. Magnesiumoxid, innerhalb eines Stahlmantels 102 erstreckt. Das Heizelement 44 hat einen hinteren Endabschnitt 104, der in einer Heizelementbohrung 106 aufgenommen ist, die sich durch den Anschlußkörper 82 von dem hinteren Ende 108 zum Vorderende 110 erstreckt. An dem hinteren Endabschnitt 104 des Heizelementes 44 ist der Außenmantel und das Magnesiumoxid abisoliert, um den Widerstandsdraht 112 ein kurzes Stück am hinteren Ende 74 freizulegen. Der freiliegende Widerstandsdraht 112 ist in einem Durchmesserabschnitt 114 der Bohrung 106 mit kleinerem Durchmesser aufgenommen, wobei diese Bohrung 106 sich durch den Anschlußkörper 82 erstreckt, mit dem der freiliegende Widerstandsdraht 112 an dem Vorderende 110 des Anschlußkörpers 82 elektrisch verbunden ist. Der verbleibende Mantel 102 des hinteren Endabschnittes 104 des Heizelementes, der auch durch eine dünne Beschichtung 92 aus isolierendem Material bedeckt ist, wird in einem Abschnitt 116 mit größerem Durchmesser, der sich durch den Anschlußkörper 82 ziehenden Bohrung 106 aufgenommen. Somit ist der Anschlußkörper 82 strukturell und baulich ein fester Körper, um dem Drehmoment, das durch eine äußere Zuleitung 118 ausgeübt wird, zu widerstehen, wenn diese Zuleitung 118 mit dem Anschlußkörper verbunden wird oder von diesem durch Muttern 120 auf dem Außengewindeteil 86 des Anschlußkörpers 82 gelöst wird. Außerdem ist der Widerstandsdraht 112, obwohl er elektrisch mit dem Anschlußkörper 82 verbunden ist, durch die isolierenden Beschichtungen 92 von dem Stahlmantel 102 und der Schutzkappe 94 elektrisch isoliert.

Im Gebrauch ist das System montiert bzw. zusammengeordnet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist und elektrische Energie wird durch die Zuleitung 118 an den Anschluß 12 des Heizelementes 44 jeder Düse 10 und das Heizelement 70 in dem Verteiler 52 gelegt, um die Düsen 10 und den Verteiler 52 auf eine bestimmte Betriebstemperatur zu erwärmen. Unter Druck stehende Schmelze von einer - nicht gezeigten - Gießmaschine wird in den Schmelzekanal 54 durch den Verteiler 52 entsprechend eines bestimmten Zyklus in herkömmlicher Weise eingeführt. Die unter Druck stehende Schmelze strömt durch die Schmelzebohrung 40 in jede Düse sowie durch die Anschnitte 42 und füllt die Formhohlräume 34. Nachdem die Formhohlräume 34 gefüllt sind, wird der Einspritzdruck eine zeitlang zu Verdichtungszwecken aufrechterhalten und anschließend entlastet. Nach einer kurzen Abkühlphase wird die Form entlang der Teilungslinie 122 geöffnet, um die spritzgegossenen Teile auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird die Form geschlossen und der Einspritzdruck wird wieder angelegt, um die Formhohlräume 34 erneut zu füllen. Die­ ser Zyklus wird kontinuierlich mit einer Frequenz wiederholt, die von der Größe und Form der Formhohlräume und der Art des spritzgegossenen Materials abhängt.

Mit Ausnahme des Anschlusses 12, welcher erfindungsgemäß ge­ staltet ist, ist der übrige Aufbau jeder Düse so getroffen, wie er im einzelnen in der kanadischen Patentanmeldung 578 973 dar­ gelegt ist. Ein anderes Ausführungsbeispiel der Düse kann durch das Verfahren hergestellt werden, das in der US 4 768 283, die ebenfalls bereits oben erwähnt ist, gezeigt ist. Die Düse wird durch integrales Verlöten des Kragenabschnittes 16 mit dem Hauptkörperabschnitt 14 hergestellt. Sie werden durch Heft­ schweißen montiert, wobei ein Teil des Heizelementes 44 in den Spiralkanal in der Außenfläche 36 des Hauptkörperabschnittes 14 gewickelt wird. Nickel-Hartlötpaste wird an die Verbindungs­ stellen gebracht und die Anordnung wird mit einem Bindemittel, wie z. B. mit einem Acryllack, eingesprüht und anschließend in ein aufgelockertes oder bewegtes Metallpulver, wie z. B. Nickel­ pulver oder eine Legierung desselben, eingetaucht, um die Ober­ flächen zu beschichten. Die Anordnung wird anschließend in ei­ nem Vakuumofen auf eine Temperatur von ungefähr 1925°F (ungefähr 1050,8°C) erwärmt und der Ofen wird auf ein verhält­ nismäßig hohes Vakuum evakuiert, um im wesentlichen den gesam­ ten Sauerstoff zu entfernen. Wenn die Beschichtung erhitzt wird, verdampft das Bindemittel, jedoch verbleibt die Nickellegierung an Ort und Stelle. Ehe die Schmelztemperatur der Nickellegie­ rung erreicht ist, wird das Vakuum vermindert, indem es teil­ weise durch ein inertes Gas, wie z. B. Argon oder Stickstoff, aufgefüllt wird. Wenn die Nickellegierung schmilzt, tritt sie durch Kapillarwirkung in die Verbindungsspalte, um die Anord­ nung insgesamt miteinander integral Hartzuverlöten und schafft eine schützende Nickelbeschichtung 46 auf den Oberflächen. Ob­ wohl die Düsen dargestellt sind als durch das vorbeschriebene Verfahren hergestellt, können die Düsen auch durch Vaku­ um-Hartlöten oder -Gießverfahren hergestellt werden, wie sie in der US 4 557 685 und US 4 583 284 sowie in der kanadischen Pa­ tentanmeldung 532 677 dargestellt sind. Unabhängig davon, wel­ ches Lötverfahren zur Herstellung der Düsen verwendet wird, enthält die vorliegende Erfindung die zusätzlichen Schritte, die nachfolgend erläutert sind, um einen integralen elektri­ schen Anschluß 12 einzubeziehen.

Bezugnehmend nunmehr auf die Fig. 2 bis 7 sind die Verfahrens­ schritte dargestellt, die vorgesehen sind, um die Düse 10 mit dem Anschluß nach der vorliegenden Erfindung zu versehen. Die Verfahrensschritte werden nachfolgend im einzelnen erläutert. Das Verschlußteil, nachfolgend als Stopfen 78 bezeichnet (gezeigt in Fig. 7) besteht aus Stahl mit einer Außenfläche 124, die kegelförmig verläufig, um passend der Innenoberfläche 126 der Öffnung 80 zu entsprechen, die sich durch den Kragenabschnitt 16 erstreckt. Der Stopfen 78 ist mit einer Hei­ zelementbohrung 76 versehen, die sich axial und mittig durch diesen hindurch zu der Vorderfläche oder Vorderseite 100 er­ streckt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Stopfen 78 mit einem Umfangsrand 128 versehen, der sich an der Vorderseite 100 nach außen erstreckt, um die Montage zu erleichtern, wie dies nachfolgend erläutert wird.

Der Anschlußkörper 82 besteht aus Stahl mit einem Vorderab­ schnitt 84, einem Hinterabschnitt 88 und einer Mittelbohrung 106, wie oben erläutert. Die Schutzkappe 94 besteht aus Stahl mit einer Innenfläche 96, die passend der Außenfläche 90 des hinteren Abschnittes des Anschlußkörpers 84 angepaßt ist und besitzt eine kurze zentrale Heizelementbohrung, die ausgerich­ tet mit der Bohrung 106 des Anschlußkörpers 82 übereinstimmt. Die Schutzkappe 94 besitzt auch eine Außenfläche 98, die pas­ send übereinstimmt mit der Vorderseite bzw. Vorderfläche 100 des Stopfens 78.

Der Stahlmantel 102 und das isolierende Magnesiumoxidpulver werden entfernt bzw. abisoliert, um den Widerstandsdraht 112 ein kurzes Stück am hinteren Ende 74 des Heizelementes 44 frei­ zulegen. Nachdem das Heizelement 44 in dem Spiralkanal in der Außenfläche 36 des Hauptkörperabschnittes 14 der Düse eingewic­ kelt ist, wie dies in der kanadischen Patentanmeldung 578 973 dargestellt ist, ragt das hintere Ende 74 des Heizelementes 44 nach außen durch die Öffnung 80 durch den Kragenabschnitt 16 hervor. Der Stopfen 78 wird anschließend montiert, indem das hintere Ende 74 des Heizelementes 44 in die Bohrung 76, die sich durch den Stopfen 78 erstreckt, eingesetzt wird und der Stopfen 78 in eine Lage gleitverschoben wird, in der er in der Öffnung 80, die sich durch den Kragenabschnitt 16 der Düse 10 erstreckt, einsetzt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Stopfen 78 in dieser Lage fest verschweißt, in der die konische Außenfläche 124 des Stopfens 78 gegen die passende innere Gegenfläche 126 der Öffnung 80 sitzt, die sich durch den Kragenabschnitt 16 erstreckt.

In dieser Lage ragt ein hinterer Endabschnitt 104 des Heizelementes 44 von der Vorderseite 100 des Stopfens 78 vor. Der Stahlmantel 102 dieses hinteren Endabschnittes 104 und die Außenfläche 90 des hinteren Abschnittes 88 des Anschlußkörpers 82 werden mit einer dünnen Schicht 92 aus Magnesiumoxid oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial besprüht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Obwohl gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Plasmaspritzen oder -sprühen gezeigt ist, kann diese Beschichtung auch durch Eintauchen in ein flüssiges Bad aus Isoliermaterial erfolgen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Stahlmantel 102 des hinteren Endabschnitts 104 des Heizelementes 44 durch eine Hülse oder Hülsen aus Isoliermaterial abgedeckt werden.

Wenn die Beschichtung 92 ausgehärtet ist, wird die Schutzkappe 94 auf dem hinteren Abschnitt 88 des Anschlußkörpers 82 montiert, wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Nachdem die Kappe 94 auf die Außenfläche 90 des hinteren Abschnittes 88 in eine Lage aufgeschoben worden ist, in der die Bohrung 130 sich in axialer Ausrichtung mit der Bohrung 106 des Anschlußkörpers 82 befindet, wird die Kappe fest gegen die Außenfläche 90 gepreßt und hierdurch positioniert und festgelegt. Wie ersichtlich ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Außenfläche 90 einwärts und nach vorne kegelförmig verjüngend geneigt, so daß das Einwärtspressen die Kappe 94 rund um die Außenfläche 90 biegt, um sie fest zu ergreifen. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Einpressen durch Hämmern der Kappe in ihre Endlage ausgeführt, sie kann jedoch auch gequetscht oder in anderer Weise fest genug eingepreßt werden, um sicherzustellen, daß die Kappe 94 fest auf dem Anschlußkörper 92 gehalten wird, ohne jede Drehung oder lose, jedoch nicht so fest, daß sie die isolierende Beschichtung 92 zwischen der Kappe 94 und dem Anschlußkörper 82 perforiert oder beschädigt.

Die vormontierte Einheit aus Kappe 94 und Anschlußkörper 82 wird dann in der Düse 10 durch Einsetzen des hinteren Endes 74 des Heizelementes 44 in die Heizelementbohrung 106 und Aufschieben von Kappe 94 und Anschlußkörper 82 in die Lage montiert, in der die Außenfläche 84 der Kappe 94 gegen die Vorderseite 100 des Stopfens 78 anliegt. Wie ersichtlich ist, ist in ihrer Endlage der freiliegende Widerstandsdraht 112 in dem Abschnitt 114 der Bohrung 106 von kleinerem Durchmesser aufgenommen und der beschichtete Mantel 102 des hinteren Endabschnittes 104 des Heizelementes 44 ist in den Abschnitt 116 der Bohrung 106 mit größerem Durchmesser aufgenommen. Anschließend sind sie in dieser Lage befestigt, indem die Kappe 94 mit der Vorderseite 100 des Stopfens 78 an dem Umfangsrand 128 verschweißt wird. Der freiliegende Widerstandsdraht 112 wird anschließend an das Vorderende 110 des Anschlußkörpers 82 angeschweißt, um zwischen ihnen eine elektrische Verbindung herzustellen. Somit ist der Anschlußkörper 82 fest an der Düse 10 angebracht, und kann leicht jedem Drehmoment, das durch die Muttern 120 übertragen wird, wenn die äußere Zuleitung 118 angeschlossen oder entfernt wird, widerstehen. Der Anschlußkörper 82 ist elektrisch mit dem Widerstandsdraht 112 am hinteren Ende des Heizelementes 44 verbunden, jedoch elektrisch von dem Stahlmantel 102 und der Schutzkappe 94 durch die Isolierbeschichtung 92 elektrisch isoliert.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden der Stopfen 78 und die vormontierte Einheit aus Kappe 94 und Anschlußkörper 82 zuerst heftverschweißt, um die Lage zu sichern und anschließend in einem Vakuumofen 132 in einem Hartlötschritt miteinander hartverlötet, wie dies oben erläutert wurde, um sie zu einer integralen Einheit mit der Düse 10 zu verbinden. Dieses Verfahren beinhaltet das Anbringen von Perlen aus Nickelhartlötpaste entlang beider Seiten des Umfangsrandes 128, wo der Stopfen 78 sich mit der Schutzkappe 94 und dem Kragenabschnitt 16 der Düse 19 verbindet. Etwas Hartlötpaste wird ebenfalls an die Bohrung 106 am vorderen Ende 110 des Anschlußkörpers 82 gebracht. Wenn die Düse 10 in dem Vakuumofen erhitzt wird, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, schmilzt die Paste und fließt durch Kapillarwirkung, um den freiliegenden Widerstandsdraht 112 integral mit dem umgebenden Anschlußkörpers 82 zu verbinden, um integral den Stopfen 78, die Kappe 94 und den Anschlußkörper 82 mit dem übrigen Teil der Düse 10 zu verbinden.

Obwohl die Erläuterung der Verfahrensschritte, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer Spritzgießdüse 10 mit einem verbesserten elektrischen Anschluß 12 angegeben wurden, in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen erläutert wurden, begrenzt dies die Erfindung nicht, vielmehr sind Veränderungen und Modifikationen für den Fachmann deutlich. Zum Beispiel ist offensichtlich, daß der übrige Teil der Düse auf eine Viel­ zahl unterschiedliche Weisen mit einer Vielzahl unterschiedli­ cher Konfigurationen hergestellt werden kann. Außerdem können die Verfahrensschritte nach der vorliegenden Erfindung auch in anderer Abfolge ausgeführt werden, um eine bequeme und effizi­ ente Herstellung zu sichern. Der Stopfen 78, die Kappe 94 und der Anschlußkörper 82 können von unterschiedlicher Form sein und es können unterschiedliche Isoliermaterialien verwendet werden.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung einer integralen, langgestreckten, beheizten Spritzgieß­ düse mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, zum Einsatz in eine Boh­ rung in einer gekühlten Form, mit minimalem Kontakt, der einen isolierenden Luftspalt überbrückt, der zwischen der beheizten Düse und der umgebenden, gekühlten Form Vorgesehen ist, wobei die Düse aufweist, eine Schmelzebohrung, die sich durch die Düse hindurch von einem zentralen Einlaß am hinteren Ende erstreckt, um unter Druck stehende Schmelze, aufgenommen an dem Einlaß, zu zumindest einem An­ schnitt zu führen, der sich von der Schmelzebohrung zu einem Formhohlraum in der Form erstreckt, wobei die Düse aufweist einen Stahlhauptkörperabschnitt mit im we­ sentlichen zylindrischer Außenfläche, die sich von einem Stahlkragenabschnitt am hinteren Ende zur Spitze hin erstreckt und das Verfahren die Schritte des integralen Vakuumverlötens der Düse gemeinsam mit einem Abschnitt des elektrischen Heize­ lementes, das in einen Spiralkanal eingelötet wird, enthält, der sich rund um die zylin­ drische Außenfläche des Stahlhauptkörperabschnittes der Düse erstreckt, wobei das Heizelement einen Widerstandsdraht aufweist, der sich durch ein elektrisches Isolier­ material in einem Außenmantel erstreckt und ein hinteres Ende besitzt, das sich durch eine radiale Öffnung in dem Stahlkragenabschnitt der Düse zu einem Anschluß er­ streckt, gekennzeichnet durch

• a) Ausbilden eines Stopfens (78) mit einer Vorderfläche (100), einer Außenfläche (124) und einer Heizelementbohrung (76), die sich durch den Stopfen (78) hindurch erstreckt, und Einsetzen des Stopfens (78) in die radiale Öffnung (80), die sich durch den Stahlkragenabschnitt (16) erstreckt, durch Einsetzen des hinteren Endes (104) des Heizelementes (44) in die Bohrung (76) und Aufschieben des Stopfens (78) in ei­ ne Position, in der er in der radialen Öffnung (80) einsitzt, wobei ein hinterer Endab­ schnitt (104) des Heizelementes (44) zumindest eine bestimmte minimale Strecke von der Vorderfläche (100) des Stopfens (78) hervorsteht,
• b) Ausbildung eines Anschlußkörpers (82) mit einer Heizelementbohrung (106), die sich mittig durch diesen hindurch von einem hinteren Ende zu einem vorderen Ende erstreckt, wobei der Anschlußkörper (82) einen Vorderabschnitt (84) mit Außengewin­ de (86) und einen hinteren Abschnitt (88) mit einer Außenfläche (90) aufweist,
• c) Abisolieren des Außenmantels (102) und des Isoliermateriales von dem Heizele­ ment (44), um den Widerstandsdraht ein kurzes Stück am hinteren Ende (104) freizu­ legen,
• d) Umgeben des Mantels (102) des hinteren Endabschnittes (104) des Heizelemen­ tes (44), der von der Vorderseite (100) des Stopfens (78) vorsteht mit Isoliermaterial und Auftragen einer dünnen Beschichtung aus Isoliermaterial auf die Außenfläche (90) des hinteren Abschnittes (88) des Anschlußkörpers (82),
• e) Ausbilden einer Schutzkappe (94) mit einer Innenfläche (96), die passend ist zu der Außenfläche (90) des hinteren Abschnittes (88) des Anschlußkörpers (82) und mit einer Außenfläche (98), die passend ist zu der Vorderseite (100) des Stopfens (78),
• f) Befestigen der Schutzkappe (94) auf dem hinteren Abschnitt (88) des Anschluß­ körpers (82) in einer Lage, daß die Beschichtung aus Isoliermaterial geschützt wird und Aufpressen der Schutzkappe (94) in ihre Endlage auf den Anschlußkörper (82) derart, daß eine relative Drehung zwischen der Kappe (94) und dem Anschlußkörper (82) verhindert ist,
• g) Montage des Anschlußkörpers (82) und der Schutzkappe (94) an der Düse (10) durch Einsetzen des hinteren Endes (104) des Heizelementes (44) in die Heizele­ mentbohrung (106) des Anschlußkörpers (82) und Aufschieben des Anschlußkörpers (82) in eine Position, in der die Außenfläche (98) der Schutzkappe (94) gegen die Vorderseite (100) des Stopfens (78) anliegt und Befestigen des Anschlußkörpers (82) und der Schutzkappe (94) in dieser Lage, und
• h) elektrisches Verbinden des freiliegenden Widerstandsdrahtes des Heizelementes (44) am hinteren Ende (104) mit dem Vorderabschnitt (84) des Anschlußkörpers (82).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freiliegende Wi­ derstandsdraht des Heizelementes (44) mit dem umgebenden Vorderabschnitt (84) des Anschlußkörpers (82) verschweißt wird, um diese Teile elektrisch miteinander zu verbinden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzkappe (94) mit dem Stopfen (78) verschweißt wird, um den Anschlußkörper (82) und die Schutz­ kappe (94) an Ort und Stelle festzulegen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hartlötmaterial ent­ lang der Bereiche aufgebracht wird, wo die Außenfläche (98) der Schutzkappe (94) gegen die Vorderfläche (100) des Stopfens (78) anliegt, rund um die Außenfläche des Stopfens (78) und auf den freiliegenden Widerstandsdraht in der Heizelementbohrung (106) am Vorderende (84) des Anschlußkörpers (82) und anschließend diese Teile in einem Vakuumofen während eines Vakuum-Hartlötschrittes erwärmt werden, wodurch die Schutzkappe (94) integral mit dem Stopfen (78) verlötet wird, der Stopfen (78) in­ tegral mit dem Kragenabschnitt (16) verlötet wird und der Widerstandsdraht des Hei­ zelementes (44) integral mit dem Vorderabschnitt (84) des Anschlußkörpers (82) Ver­ bunden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (78) und die Schutzkappe (94) vor dem Hartverlöten miteinander heftverschweißt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Isolier­ material auf den Mantel (102) des Heizelementes (44) und die Außenfläche (90) des hinteren Abschnittes (88) des Anschlußkörpers (82) aufgesprüht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial Magnesioumoxid ist.

8. Spritzgießdüse für eine Spritzgießeinrichtung, hergestellt nach dem Verfahren ge­ mäß den Patentansprüchen 1 bis 7, mit einem elektrischen Anschluß für ein Heizele­ ment, das integral mit dieser verbunden ist, und das Heizelement einen hinteren Ab­ schnitt besitzt, der mit einem elektrischen Anschluß verbunden ist, wobei sich das hintere Ende des Heizelementes durch eine radiale Öffnung eines Kragenabschnittes der Spritzgießdüse erstreckt, der hintere Abschnitt des Heizelementes in einem Stopfen bzw. Verschlußteil aufgenommen ist, eingesetzt in die radiale Öffnung des Kragenabschnittes der Düse, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des hinteren Endes (104) des Heizelementes (44) radial von dem Stopfen (78) nach außen vor­ steht und auf das vorstehende Ende des Heizelementes (44) ein Anschlußkörper (82) aufgeschoben ist, der in eine Ausnehmung einer zwischen dem Anschlußkörper (82) und dem Stopfen (78) angeordneten Schutzkappe (94) eingreift, wobei der Anschluß­ körper (82) einen Außengewindeabschnitt zur Befestigung einer elektrischen Zulei­ tung besitzt und ein freiliegendes Ende eines Widerstandsdrahtes des Heizelementes (44) mit dem Anschlußkörper (82) leitend verbunden ist.

9. Spritzgießdüse gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch den Anschlußkörper (82), versehen mit einer Heizelementbohrung (106), die einen ersten Abschnitt be­ sitzt, der sich von einem hinteren Abschnitt (88) des Anschlußkörpers (82) zu einem zweiten Abschnitt an einem vorderen Ende (84) erstreckt, wobei der erste Abschnitt einen ausreichenden Durchmesser aufweist, um einen beschichteten Mantel (102) des hinteren Endabschnittes (104) des Heizelementes (44) aufzunehmen und der zweite Abschnitt einen kleineren Durchmesser aufweist, um den freiliegenden Wider­ standsdraht am hinteren Ende (104) des Heizelementes (44) darin aufzunehmen.

10. Spritzgießdüse gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Ausbildung einer Außenfläche (90) des hinteren Abschnittes (88) des Anschlußkörpers (82) so, daß sie nach vorn einwärts kegelförmig geneigt verläuft, um die Schutzkappe (94) festzuhal­ ten, nachdem diese aufgepreßt worden ist.

11. Spritzgießdüse gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (78) mit einem sich nach außen Vorspringend erstreckenden Rand versehen ist, um das Aufbringen der Hartlötverbindung zu erleichtern.

12. Spritzgießdüse gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflä­ che des Stopfens (78) kegelförmig ausgeführt wird, um gegen eine passende Kegel­ fläche der radialen Öffnung (80) in dem Kragenabschnitt (16) anzuliegen.