DE4245019C2 - Spritzgießdüse mit einem Heizelement - Google Patents
Spritzgießdüse mit einem HeizelementInfo
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Abstract
Spritzgießdüse mit einem Heizelement, das in einem Spiralkanal entlang einer äußeren Oberfläche eines Düsenkörpers angeordnet ist, wobei der Spiralkanal einen Doppelkanal mit einem U-förmigen Abschnitt und das Heizelement einen U-förmigen Abschnitt aufweist, der in dem U-förmigen Abschnitt des Spiralkanals eingesetzt ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießdüse mit einem langgestreckten Düsen
körper und einem Heizelement und ein Verfahren zu dessen Hertellung
Spritzgießdüsen, die ein integrales, spiralförmiges, elektrisches Heizelement haben, das
sich um die Mittelbohrung für die Schmelze erstreckt, sind an sich bekannt. Wie aus US 4,865,535
zu ersehen ist, ist es auch bekannt, einen Abschnitt eines Heizelementes auf
sich selbst zurückzustauchen, um in gewissen Bereichen mehr Wärme bereitzustellen.
Natürlich muß jede Düse einen Anschluß haben, an dem externe Leitungsdrähte ange
schlossen sind, um dem Heizelement die gewünschte Energie zur Verfügung zu stellen.
In der Vergangenheit wurde dies üblicherweise dadurch bereitgestellt, daß das Heizele
ment Endabschnitte hat, die durch eine radiale Öffnung in einem Bundabschnitt in der
Nahe des hinteren Endes der Düse nach außen herausgeführt sind. Ein Beispiel hierfür
ist in US 4,386,262 gezeigt. Bei diesem Beispiel wird ein sogenannter "heißer" Anschluß
dadurch gebildet, daß Berylliumkupfer um das Heizelement in einer radial verlaufenden
Hülse gegossen wird. Während dieser Anschluß hinsichtlich der Konstruktion zufrieden
stellend ist, hat sich hierbei die Schwierigkeit gezeigt, daß der Anschluß zu heiß ist, wor
aus möglicherweise Beschädigungen aufgrund von Überhitzungen der externen Leitun
gen oder anderer benachbarter Materialien resultieren können. Ein weiteres Beispiel von
Endabschnitten des Heizelementes, die durch eine Öffnung in dem Grundabschnitt her
ausgeführt sind, ist in der US 4,403,405 gezeigt. In diesem Fall verhindern Halbschei
ben, die in der Öffnung des Heizelementes angebracht sind, daß leitendes Beryllium
kupfer in den Anschluß hinausfließt. Während hierbei die Schwierigkeiten hinsichtlich der
Anschlussüberhitzung überwunden werden konnte und es sich hierbei um einen soge
nannten "kalten" Anschluß handelt, ergibt sich hierbei die Schwierigkeit, daß der
Anschluß konstruktiv nicht widerstandsfähig ist, und daß es schwierig ist, sicherzustellen,
daß der Anschluß geradewegs von der Düse absteht.
Ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Anschlusses, bei dem der
Endabschnitt eines Heizelementes durch eine Öffnung in einem Bundabschnitt gehen
muß, ist in der US 4,837,925 beschrieben. Es ist jedoch relativ einfach, den Endab
schnitt des Heizelementes zu handhaben, da er für das Anlegen einer niedrigen Span
nung bestimmt ist und das andere Ende des Heizelementes an dem Düsenkörper an
Masse gelegt ist, so daß nur eine einzige Anschlußleitung zu dem Anschluß geht. Be
triebszuverlässige Anschlüsse, die zwei Anschlußleitungen haben, lassen sich schwieri
ger herstellen als Anschlüsse, die nur eine einzige Anschlußleitung haben, da es wichtig
ist, daß die beiden vorspringenden Endabschnitte des Heizelementes parallel zueinan
der verlaufen und einen vorbestimmten Abstand voneinander haben. Auch muß der
Anschluß konstruktiv widerstandsfähig sein und er sollte relativ einfach herzustellen sein,
ohne daß man zwei unterschiedliche Hartlötschritte benötigt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spritzgießdüse der eingangs ge
nannten Art anzugeben, die eine verbesserte Anordnung des Heizelements aufweist,
wobei ein kalter, konstruktiv widerstandfähiger Anschluss geschaffen werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spritzgießdüse gemäß An
spruch 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung nach Anspruch 13.
Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen
dargelegt.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht der Teile der Düse zur Verdeutli
chung einiger der Schritte zur Herstellung der Düse gemäß einer bevor
zugten Ausführungsform,
Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines Musters des Heiz
elementkanals, um die Außenfäche des Düsenkörpers,
Fig. 3 eine perspektivische Ausschnittsansicht zur Verdeutlichung von zusätzli
chen Komponenten, die dazu dient, daß weitere Schritte zur Herstellung
des Anschlusses gemäß der bevorzugten Ausführungsform verdeutlicht
werden, und
Fig. 4 eine perspektivische Schnittdarstellung ähnlich derjenigen in Fig. 3, welche
die Schritte zur Herstellung der Düse nach einem weiteren Ausführungs
beispiel zeigt.
Zuerst soll auf Fig. 1 Bezug genommen werden, welche die Komponenten einer Spritz
düse zeigt, die einen Doppelkanal und einen Anschluß für zwei Anschlußleitungen hat.
Ferner wird hierdurch das Zusammensetzen dieser Düse verdeutlicht. Ein langgestreck
ter Düsenkörper 10, der eine Mittelbohrung 12 für die Schmelze hat, die sich von einem
hinteren Ende 14 zu einem vorderen Ende 16 erstreckt, ist aus einem Werkzeugstahl
hergestellt. Während der Düsenkörper 10 bei der dargestellten bevorzugten Ausfüh
rungsform einteilig ausgelegt ist, kann er auch derart aufgebaut sein, daß einige Längs
abschnitte miteinander verbunden werden, um unterschiedlich grosse Abmessungen und
Längserstreckungen zu erzielen, wie dies in der US 4,945,630 beschrieben worden ist.
Der Düsenkörper 10 ist mit einem spiralförmigen Kanal 18 versehen, der um die Außen
fläche (Umfangsfläche) 20 verläuft. Der spiralförmige Kanal 18 ist ein Doppelkanal, der
sich von einem U-förmig gebogenen Abschnitt 21 in der Nähe des vorderen Endes 16
des Düsenkörpers 10 in Richtung nach hinten erstreckt. Wie in Fig. 2 verdeutlicht, ist der
Doppelkanal 18 mit einem vorbestimmten Muster ausgelegt, um die Wärmemenge zu
variieren, die entlang der Fläche 20 des Düsenkörpers 10 bereitgestellt wird, wobei diese
Veränderung nach Maßgabe von den Anforderungen an das System erfolgt. Bei dieser
bevorzugten Ausführungsform ist der spiralförmige Doppelkanal 18 in der Nähe des hin
teren und in der Nähe der vorderen Enden 14, 16 des äußeren Körpers 10 in enger lie
gender Form vorgesehen, so daß an diesen Bereichen mehr Wärme als im Mittelteil des
Körpers 10 bereitgestellt wird. Während die Außenfläche 20 des Düsenkörpers 10 im
allgemeinen zylindrisch ausgelegt ist, hat sie bei der dargestellten bevorzugten Ausfüh
rungsform ein Konusteil bzw. ein abgeschrägtes Teil 22 am vorderen Ende 16 und einen
im Durchmesser verminderten Abschnitt 24, der sich von einem innen verlaufenden Sitz
26 in der Nähe des hinteren Endes 14 aus wegerstreckt. Ein elektrisches Heizelement
28 ist in dem spiralförmigen Doppelkanal 18 in Windungsform angeordnet, wobei eine U-
förmige Biegung 29 in dem U-förmig ausgebildeten gebogenen Abschnitt 21 des Kanals
18 aufgenommen
ist, und die beiden Endabschnitte 30 radial nach außen in der Nähe des hinteren Endes
14 des Körpers 10 zu den beiden Enden 32 vorstehen. Wie an sich bekannt ist, hat das
Heizelement 28 einen dünnen Heizdraht 34, der durch ein isolierendes Material 36, wie
Magnesiumoxid, verlauft, das im Innern eines Stahlgehäuses 38 vorgesehen ist. Der
Heizdraht 34 ist mit einer Anschlußleitung 40 am jeweiligen Ende 32 verbunden. Die bei
den Anschlußleitungen 40 haben einen wesentlich größeren Durchmesser als der dünne
Heizdraht 34, so daß sie nicht heiß sind. Bei der dargestellten bevorzugten Ausfüh
rungsform wird das äußere Gehäuse 38 geringfügig weiter als das zu isolierende Materi
al zurückgestreift, um jegliche Möglichkeit eines elektrischen Kurzschlusses zu vermei
den, der zwischen dem Heizdraht 34 und dem diesen umgebenden äußeren Gehäuse
38 auftreten könnte. Ein dünnes, hohles Thermoelementrohr 42 ist mittels Heftschwei
ßen an der äußeren Fläche 20 des Körpers 10 über dem Heizelement 28 angebracht,
und es verläuft in Längsrichtung zu einer Themoelementbohrung 44, die diagonal in den
Körper 10 der Düse in der Nähe des vorderen Endes 16 eingearbeitet ist.
Ein vorderer Bundabschnitt 46 ist aus einem Stahl mit einer kreisförmigen Öffnung 48 mit
einem vorbestimmten Durchmesser hergestellt, der passend zu der Außenfäche 20 des
Düsenkörpers 10 gewählt ist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der vordere
Bundabschnitt 46 mit einem nach innen verlaufenden, hinteren Flanschabschnitt 50 ver
sehen, der eine hintere Fläche 52 bildet, und es ist ein Isolierflanschabschnitt 54 vorhan
den, der sich von dem hinteren Flanschabschnitt 50 in Richtung nach vorne erstreckt.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die hintere Fläche 52 des vorderen Bundab
schnitts 46 aus einem inneren Segment 56 und einem äußeren Segment 58 von zwei
Sitzen zusammengesetzt, die nachstehend näher beschrieben werden. Der vordere
Bundabschnitt 46 ist um den Körper 10 mit den Sitzsegmenten 56, 58 angebracht, die an
die beiden vorspringenden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 angrenzen und zu
diesen ausgerichtet sind. Wenn der vordere Bundabschnitt 46 mit einer kreisförmigen
Öffnung 48 versehen ist, die über den durchmesserverminderten Abschnitt 24 der Au
ßenfäche 20 paßt, aber zu klein ist, daß er über das vordere Ende 16 des Körpers 10
gleiten kann, wird er von der Rückseite dadurch angebracht, daß er nach innen unter
einem Winkel über die vorspringenden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 bewegt
und dann nach vorne über das hintere Ende 14 des Körpers 10 gedreht wird.
Ein hinterer Bundabschnitt 60 ist aus Stahl mit einer kreisförmigen Öffnung 62 hergestellt,
die mittig von einer hinteren Fläche 64 zu einer vorderen Fläche 66 verläuft. Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform ist die kreisförmige Öffnung 62 derart ausgelegt,
daß sie um den durchmesserverminderten Abschnitt 24 der Außenfläche 20 des Körpers
10 paßt und der Bundabschnitt 60 ist mit einem nach innen verlaufenden Flanschab
schnitt 68 versehen, der in den nach innen verlaufenden Sitz 26 am hinteren Ende 14
des Körpers 10 paßt. Auch ist die vordere Fläche 66 des hinteren Bundabschnitts 60 mit
einem nach vorne verlaufenden, inneren Rand 70 versehen, der in Eingriff mit der hinte
ren Fläche 52 des vorderen Bundabschnitts 46 kommt, wenn diese gegeneinander an
liegen. Natürlich können bei anderen bevorzugten Ausführungsformen die Außenfäche
20 des Körpers 10, der vordere Bundabschnitt 46 und der hintere Bundabschnitt 60 in
hiervon abweichender Weise ausgestaltet werden, wenn diese in passender Weise auf
einander abgestimmt sind. Der hintere Bundabschnitt 60 ist mit einem durch denselben
gehenden radialen Schlitz 72 versehen, der in Längsrichtung von der vorderen Fläche 66
wegweisend verläuft. Die äußere Wand 74 des hinteren Bundabschnitts 60 hat einen
inneren Sitz 76 und einen größeren, äusseren Sitz 78, der um den Längsschlitz 72 ver
lauft. Diese nach außen offenen Sitze 76, 78 in dem hinteren Bundabschnitt 60 sind
kreisförmig ausgelegt, abgesehen davon, daß bei der bevorzugten Ausführungsform ein
Abschnitt von den jeweiligen Teilen dadurch gebildet wird, daß sie auf die inneren und
äusseren Sitzselemente 56, 58 der hinteren Fläche 52 des vorderen Bundabschnitts 46
abgestimmt sind. Der hintere Bundabschnitt 60 ist mit einer hinteren Fläche 64 versehen,
die einen Schlitz 80 hat, um einen Thermoelementdraht aufzunehmen, und Gewindeöff
nungen 82 hat, um Bolzen bzw. Schrauben (nicht gezeigt) zu Montagezwecken aufzu
nehmen. Der hintere Bundabschnitt 60 ist über dem hinteren Ende 14 des Körpers 10
mit den Sitzen 76, 78 um den Längsschlitz 72 angebracht, die mit den Sitzsegmenten
56, 58 in dem vorderen Bundabschnitt 46 fluchten. Die vordere Flache 66 liegt gegen die
hintere Fläche 52 des vorderen Bundabschnitts 46 an, mit dem der innere Rand 70 in
Sperreingriff kommt, um eine geeignete geometrische Zuordnung sicherzustellen. Der
nach innen verlaufende Flanschabschnitt 68 ist in dem Sitz 26 um das hintere Ende 14
des Körpers 10 aufgenommen, wobei die hintere Fläche 64 des hinteren Bundabschnitts
60 bündig mit dem hinteren Ende 14 des Körpers 10 abschließt. Die Endabschnitte 30
des Heizelements 28 verlaufen durch den Schlitz 72 in dem hinteren Bundabschnitt 60
nach außen, und die inneren und äußeren, kreisförmigen Sitze 76,78 um den Schlitz 72
werden teilweise jeweils von den vorderen und hinteren Bundabschnitten 46, 60 gebildet.
In anderen bevorzugten Ausführungsformen können die vorderen und hinteren Bundabschnitte
46, 60 derart ausgelegt werden, daß sie zusammen in unterschiedlicher Weise
den Schlitz 72 oder eine anderweitig gestaltete Öffnung zwischen denselben bilden.
Ein Ansatzabschnitt 84 ist aus Stahl hergestellt und weist zwei Bohrungen 86 auf, die
von dem inneren Ende 88 zu der Mittelbohrung 90 verlaufen, die von dem äußeren Ende
92 ausgeht. Die beiden Bohrungen 86 verlaufen parallel zueinander und haben einen
vorbestimmten Abstand voneinander. Jede Bohrung 86 ist so ausreichend groß bemes
sen, daß sie über einen der nach außen verlaufenden Endabschnitte 30 des Heizele
ments 28 paßt. Während der Ansatzabschnitt 84 im allgemeinen zylindrisch ausgelegt
ist, hat er einen durchmesserkleineren Halsabschnitt 94 am inneren Ende 88, der in den
inneren Sitz 76 um den Längsschlitz 72 paßt. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist der An
satzabschnitt 84 derart angebracht, daß der Halsabschnitt 94 am inneren Ende 88 in
dem inneren Sitz 76 um den Schlitz 72 sitzt, und daß die Endabschnitte 30 des Heizele
ments 28 durch die beiden parallelen Bohrungen 86 verlaufen. Durch diese Auslegung
werden die nach außen vorstehenden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 abge
stützt, und es wird sichergestellt, daß sie radial nach außen verlaufen, parallel zueinan
der sind und einen vorbestimmten Abstand voneinander haben.
Wenn die vorstehend beschriebenen Bauteile wie in Fig. 3 gezeigt zusammengesetzt
sind, wird ein Hartlötmaterial wie eine Nickellegierungspaste, entlang der Verbindungs
stellen zwischen diesen und um die beiden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 auf
gebracht, die durch die beiden Bohrungen 86 des Ansatzabschnittes 84 verlaufen. Das
Hartlötmaterial wird auch entlang des Heizelements 28 aufgebracht, das in dem spiral
förmig ausgebildeten Kanal 18 windungsförmig, ähnlich wie in der Beschreibung der US 4,557,685
beschrieben, verlegt ist. Die Anordnung wird dann in einen Vakuumofen (nicht
gezeigt) eingebracht und über die Schmelztemperatur des Lötmaterials gemäß einem
vorbestimmten Arbeitszyklus erwärmt. Wenn der Ofen allmählich erwärmt wird, wird er
auf ein relativ starkes Vakuum evakuiert, um den Sauerstoff nahezu vollständig zu ent
fernen. Bevor die Schmelztemperatur des Hartlötmaterials erreicht ist, wird das Vakuum
dadurch herabgesetzt, daß eine teilweise Auffüllung mit einem inerten Gas, wie Argon
oder Stickstoff erfolgt. Wenn das Nickellegierungs-Hartlötmaterial zum Erschmelzen
kommt, fließt es infolge der Kapillarwirkung entlang den Verbindungsstellen zwischen
den Bauteilen und um das Heizelement 28, um dieses vollständig in den Kanal 18
einzubetten. Dieses Hartlöten im Vakuumofen führt zu einer metallurgischen Verbindung
der Nickellegierung mit dem Stahl der unterschiedlichen Bauteile, um eine metallurgisch-
monolithische, integrale, beheizte Düse 96 bereitzustellen. Nachdem die Düse 96 abge
kühlt und aus dem Vakuumofen entnommen ist, wird sie maschinell bearbeitet, um eine
glatte, äußere Endoberfläche bereitzustellen. Eine Thermoelementbohrung (nicht ge
zeigt) wird durch die vorderen und hinteren Bundabschnitte 48, 60 eingearbeitet, um den
Thermoelementenschlitz 80 in der hinteren Flache 66 des hinteren Bundabschnitts 60
mit dem Thermoelementrohr 42 zu verbinden, das nunmehr ebenfalls einteilig mittels
Hartlöten entlang der äußeren Fläche 20 des Körpers 10 mit demselben verbunden ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird dann ein Thermoelementdraht 97 über die Thermoele
mentbohrung und das Thermoelementrohr 42 eingeführt und er wird nach außen durch
den Thermoelementschlitz 80 gebogen, um die Betriebstemperatur in der Nahe des vor
deren Endes des Körpers 10 zu überwachen.
Nunmehr insbesondere bezugnehmend auf Fig. 3 ist zu ersehen, daß ein Paar von läng
lichen Metallverbindern 98 vorgesehen ist, die jeweils ein inneres Ende 100, ein äußeres
Ende 102, eine zylindrische, äußere Flache 104 und eine Längsbohrung 106 haben, die
so ausreichend groß bemessen ist, daß sie darin freigelegte elektrische Leitungen auf
nehmen kann. Jeder Verbinder 98 ist auch mit inneren und äußeren, in Längsrichtung
beabstandeten Gewindebohrungen 108, 110 versehen, die sich von der Längsbohrung
106 zu der äußeren Flache 104 erstrecken. Jeder Verbinder 98 wird über dem Ende 32
eines der radial vorspringenden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 angebracht, wo
bei der freigelegte Leitungsabschnitt 40, der sich von dem inneren Ende 100 des Verbin
ders 98 in die Längsbohrung 106 erstreckt, über die innere, mit Gewinde versehene
Querbohrung 108 hinausgeht.
Ein Isolator 112, der ein inneres Ende 114, ein äußeres Ende 116 und eine zylindrische,
äußere Fläche 118 hat, ist aus einem geeigneten keramischen Isoliermaterial hergestellt.
Der Isolator 112 ist ebenfalls mit zwei beabstandeten, parallelen Längsbohrungen 120
und zwei in Längsrichtung beabstandeten Queröffnungen 122 versehen, die sich von der
jeweiligen Längsbohrung 120 zu der äußeren Fläche 118 erstrecken. Der Isolator 112 ist
über den vorspringenden Verbindern 98 angebracht, wobei das innere Ende 114 in der
Mittelbohrung 90 des Ansatzabschnittes 84 aufgenommen ist. Jeder Metallverbinder 98
ist in einer der Längsbohrungen 120 des Isolators 112 aufgenommen, wobei die mit Gewinde
versehene Querbohrungen 108, 110 in den Verbindern 98 zu den Queröffnungen
122 im Isolator 112 ausgerichtet sind. Eine Stellschraube 124 wird dann über die jeweili
ge Queröffnung 122 in den Isolator 112 ausgerichtet zu der mit Gewinde versehenen
Querbohrung 108, 110 im Verbinder 98 eingesetzt, und die Stellschraube bzw. Befesti
gungsschraube in den inneren, mit Gewinde versehenen Bohrungen 108 der Verbinder
98 werden angezogen, so daß die freigelegten Leitungsabschnitte 40 der vorspringen
den Endabschnitte 30 des Heizelements 28 fest mit dem jeweiligen Verbinder 98 an ei
nem Ende 32 des Heizelements 28 verbunden werden. Alternativ können die Verbinder
98 zuerst in den Isolator 112 eingeführt werden und dann mit den Enden 32 des Heiz
elements 28 verbunden werden.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, kann ein freigelegtes Ende 126 eines externen, elektri
schen Leitungsdraht 128 in die Längsbohrung 106 des jeweiligen Metallverbinders 98,
ausgehend von dem äußeren Ende 102, an der äußeren, mit Gewinde versehenen
Querbohrung 110 vorbei eingeführt werden. Die Stellschraube 124 in der jeweiligen, äu
ßeren, mit Gewinde versehenen Bohrung 110 wird dann angezogen, um die Leitungs
drähte 28 fest mit dem Verbinder 98 zu verbinden. Es ist zu ersehen, daß die Längsstü
cke der freigelegten Leitungsabschnitte 40 der Endabschnitte 30 des Heizelements 28,
die freigelegten Enden 126 der Leitungsdrähte 128 und die Verbinder 98 in vorbestimm
ter Weise angeordnet sein müssen, um sicherzustellen, daß sie fest miteinander verbun
den werden können. Auch müssen die Längsteile der Endabschnitte 30 des Heizele
ments 28, der Ansatzabschnitt 84 und der Isolator 112 in vorbestimmter Weise zueinan
der angeordnet werden, um sicherzustellen, daß die Metallverbinder 98 sich vollständig
im Innern des Isolators 112 befinden. Schließlich wird eine hohle Schutz-abschlußhülse
130 angebracht, die sich zuvor über den Leitungsdrähten 128 befand, so daß sie sich
von dem Ansatzabschnitt 84 um den Isolator 112 nach außen erstreckt. Die Schutzhülse
130 hat ein mit Gewinde versehenes inneres Ende 132, das auf den mit Gewinde verse
henen Ansatzabschnitt 84 in dem äußeren Sitz 78 um den Längsschlitz 72 aufge
schraubt ist. Zusätzlich zum Schutz der Verbinder 98 und des Isolators 112 trägt diese
Auslegung zur konstruktiven Versteifung des Anschlusses bei, um zu verhindern, daß
sich dieser gegenüber seiner korrekten Position verbiegen kann.
Beim bestimmungsgemäßen Einsatz wird ein Eingußkanaleinsatz 134 oder eine Düsen
dichtung in dem vorderen Ende 16 der fertiggestellten Düse 96 angebracht, die derart
geformt ist, daß sie die gewünschte Eingußkanalkonfiguration bereitstellt. Eine oder
mehrere Düsen 96 sind in einer geeigneten Form angebracht, wobei der Isolierflansch
abschnitt 54 in einem geeigneten Sitz in einer Formhohlraumplatte aufgenommen ist, um
die Düse örtlich in vorbestimmter Weise anzuordnen und abzustützen. Der Isolier
flanschabschnitt 54, der sich nach vorne erstreckt, hat einen vorbestimmten Abstand
nach außen von der Außenfäche 20 des Körpers 10, um eine Wärmeisolierung bereitzu
stellen und zu große Wärmeverluste zu vermeiden. Die elektrische Energie wird an das
Heizelement 28 jeder Düse 96 über die Leitungsdrähte 128 angelegt, um diese auf eine
vorbestimmte Betriebstemperatur zu erwärmen. Unter Druck stehende Schmelze von
einer Formmaschine wird dann eingespritzt, um durch die Mittelbohrung 12 des Körpers
10 jeder Düse 96 und in die Formhohlräume über die benachbarten Eingußkanäle zu
fließen. Nachdem die Hohlräume ausgefüllt sind, wird der Spritzdruck momentan auf
rechterhalten, um eine Verdichtung zu erzielen, und wird anschließend aufgehoben.
Nach einer kurzen Kühlperiode wird die Form geöffnet, um die Formerzeugnisse auszu
werten. Nach dem Auswurf wird die Form geschlossen, und der Spritzdruck wird wieder
um angelegt, um die Formhohlräume auszufüllen. Dieser Arbeitszyklus wird kontinuier
lich mit einer Frequenz in Abhängigkeit von der Größe und der Form der Formhohlräume
und der Art des zu spritzenden Materials wiederholt.
Es wird nunmehr auf Fig. 4 Bezug genommen, um ein Verfahren zur Herstellung einer
Spritzgießdüse nach einem weiteren Ausfürungsbeispiel der Erfindung und eine derarti
ge Spritzgießdüse selbst zu beschreiben. Da einige der Elemente und Bestandteile so
wohl des Verfahrens als auch der Düse selbst gleich oder ähnlich den vorbeschriebenen
sind, wird für gemeinsame, übereinstimmende Teile jeweils das gleiche Bezugszeichen
in Figuren und Erläuterung verwendet.
In diesen weiteren Ausfürungsbeispiel ist das Heizelement 28 mit einem doppelten Heiz
draht 136 versehen, der sich in dem Isoliermaterial 36 in einer einzigen Ummantelung 38
erstreckt. Somit ist in diesem Ausführungsbeispiel nur der Heizdraht 136 selbst mit einer
U-förmigen Biegung (nicht gezeigt) nahe des vorderen Endes 16 des Düsenkörpers 10
versehen (anstelle der vorherigen Ausführung, bei der das gesamte Heizelement 28 ein
schließlich der Ummantelung 38 mit einer U-förmigen Biegung am vorderen Ende verse
hen war). Der doppelte Heizdraht 136 ist mit zwei Anschlußdrähten 40 verbunden, die
einen größeren Durchmesser aufweisen und von einem einzigen Endabschnitt 138 des
Heizelementes 28 sich zu zwei Enden 32 nach Außen radial vorspringend erstrecken.
Die beiden Enden 32 erstrecken sich nahe dem hinteren Ende 14 des Körpers 10 der
Düse nach außen.
Der vordere Bundabschnitt 46 und der hintere Bundabschnitt 60 sind so hergestellt, wie
dies oben bereits erläutert wurde und sind so montiert, daß sich der einzige Endabschnitt
138 des Heizelementes 28 nach außen durch die Öffnung 140 zwischen ihnen erstreckt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ansatzabschnitt 142 aus Stahl mit nur einer einzi
gen Bohrung 144 versehen, die sich durch diesen hindurch erstreckt und ist ferner mit
einem Gewindeabschnitt 146 versehen, der sich vom äußeren Ende 148 bis zu einem
kleinen Umfangsflansch 150 erstreckt. Der Ansatzabschnitt 142 ist in dem Sitz 76 in dem
vorderen und hinteren Bundabschnitt 46, 60 montiert, so daß sich der einzige Endab
schnitt 138 des Heizelementes nach außen durch die einzige Bohrung 144 erstreckt. Die
Anordnung wird anschließend integral miteinander in einem Vakuumofen hartverlötet,
wie dies oben erläutert wurde.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein im wesentlichen zylindrisches, keramisches Ab
standsteil 152 mit einem kleinen Umfangsflansch 154 und zwei Parallelbohrungen 156
versehen, die in einem bestimmten Abstand voneinander ausgebildet sind und sich von
einem inneren Ende 158 zu einem äußeren Ende 160 erstrecken. Das Abstandsteil 152
ist fest durch Keramikpaste in dem Ansatzabschnitt 142 montiert, wobei der Flansch 154
gegen das äußere Ende 148 des Ansatzabschnittes 142 anliegt.
Wie dargestellt ist, erstrecken sich die zwei Anschlußdrähte 40 von dem einzigen End
abschnitt 138 des Heizelementes 28 und divergieren in einem Raum 162 in dem Ansatz
abschnitt 142, wo sie durch die keramische Paste umgeben sind, und sie erstrecken sich
anschließend nach außen durch zwei parallele Bohrungen 156 in dem Abstandsteil 152.
Im Gebrauch wird die Verbindung der beiden elektrischen Leitungsdrähte 128 durch
Verwendung einer scheibenförmigen Silikon-Gummi-Dichtung 164 und einer kerami
schen Isolierhülse 166 vervollständigt, die in eine mit Gewinde versehene Stahl
verschlußkappe 168 passen. Die Dichtung 164 paßt in eine Öffnung 170 im äußeren
Ende der Verschlußkappe 168 und die Dichtung 164 und die Isolierhülse 166 besitzen
ein Paar beabstandeter paralleler Bohrungen 172, die sich durch die Isolierhülse 166
erstrecken, um die beiden Leitungsdrähte 128 aufzunehmen. Die Verschlußkappe 168,
die Dichtung 164 und die Isolierhülse 166 werden von außen auf die Leitungsdrähte 128
außerhalb der Anordnung aufgeschoben und die Leitungsdrähte 128 werden anschlie
ßend mit den vorspringenden Anschlußdrähten 40 des Heizelementes 28 durch elektri
sche Klemmverbinder 174 klemmbefestigt. Die Hülse 166, die Dichtung 164 und die
Anschlußkappe 168 werden anschließend weiter aufgeschoben, so daß sie an Ort und
Stelle rund um die Klemmverbinder 174 gelangen und die mit Gewinde versehene
Anschlußkappe 168 wird auf dem mit Gewinde versehenen Ansatzteil 142 festgezogen.
Die Silikon-Gummi-Dichtung 164 verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in den
Anschluß überdies hat diese Anordnung eine hervorragende strukturelle und konstrukti
ve Festigkeit und erleichtert das Verbinden und Lösen der Leitungsdrähte 128 mit der
Düse.
Obwohl die Beschreibung zur Herstellung der Düse in bezug auf bevorzugte Ausfüh
rungsbeispiele gegeben wurde, ist deutlich, daß verschiedenartige Modifikationen und
Veränderungen möglich sind, ohne daß von den wesentlichen Merkmalen der Erfindung
abgewichen wird. Zum Beispiel ist in einem anderen Ausführungsbeispiel das Heizele
ment 28 mit einer Umhüllung 38 versehen, die eine, scharfe U-förmige Biegung besitzt,
so daß die vorwärts- und zurückführenden Umhüllungsabschnitte 38 sich beide in engem
Kontakt Seite an Seite in einem einzigen spiralförmigen Kanal 18 erstrecken.
Claims (14)
1. Spritzgießdüse mit einem langgestreckten Düsenkörper (10) und einem Heizele
ment (28), das in einem Spiralkanal (18) entlang einer äußeren Oberfläche (20) des Dü
senkörpers (10) angeordnet ist, wobei der Spiralkanal (18) ein Doppelkanal mit einem U-
förmigen Abschnitt (21) ist und das Heizelement (28) einen U-förmigen Abschnitt (29)
aufweist, der in dem U-förmigen Abschnitt (21) des Spiralkanals (18) eingesetzt ist.
2. Spritzgießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige
Abschnitt (21) des Spiralkanals (18) benachbart zu einem vorderen Ende (16) des Dü
senkörpers (10) vorgesehen ist.
3. Spritzgießdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spi
ralkanal (18) im Bereich eines hinteren Endes (14) des Düsenkörpers (10) und in einem
Bereich des vorderen Endes (16) des Düsenkörpers (10) enger liegend vorgesehen ist
als in einem Zwischenbereich des Düsenkörpers (10).
4. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Konusabschnitt (22) an dem vorderen Ende (16) des Düsenkörpers
(10) vorgesehen ist.
5. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Thermoelementrohr (42) an der äußeren Oberfläche (20) des Düsen
körpers (10) über dem Heizelement (28) vorgesehen ist.
6. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß einen Kaltanschluß für zumindest ein radial vorspringendes Ende (30)
eines Heizelementes (28) vorgesehen ist.
7. Spritzgießdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kal
tanschluß zum elektrischen Verbinden des Heizelementes (28) mit einer äußeren Ener
giequelle zwei Anschlußdrähte (40) aufweist, die mit einem Heizdraht (34) des Heizele
mentes (28) an jedem vorspringenden Ende (30) des Heizelementes (28) verbunden
sind, wobei die Anschlußdrähte (40) einen größeren Durchmesser aufweisen als der
Heizdraht (34) des Heizelementes (28), und die Anschlußdrähte (40) freigelegte, abiso
lierte Enden aufweisen, zur Verbindung mit langgestreckten Metallverbindern (98), die
ihrerseits in einem Isolator (112) aufgenommen sind, der durch eine schützende
Anschlußhülse (130) umgeben ist, während abisolierten Enden(126) äußerer Leitungs
drähte (128) mit äußeren Enden der Verbinder (98) verbunden sind.
8. Spritzgießdüse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Bundkörper am hinteren Ende des Düsenkörpers (10) angeordnet ist, wobei der Bund
körper einen vorderen und einen hinteren Bundabschnitt (46, 60) aufweist, die eine radi
ale Öffnung (72) zwischen sich begrenzen, um zumindest einen vorspringenden Endab
schnitt (30) des Heizelementes (28) durch diese Öffnung (72) hindurch zu führen.
9. Spritzgießdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansatzteil
(84) in der Öffnung (72) aufgenommen ist, das sich radial nach außen in bezug auf das
Bundteil (46, 60) erstreckt und zumindest eine Bohrung (86) aufweist, wobei das zumin
dest eine vorspringende Ende (30) des Heizelementes (28) in dieser Bohrung (86) auf
genommen ist.
10. Spritzgießdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzteil
(84) zwei beabstandete parallele Bohrungen (86) aufweist, um ein Paar vorspringender
Enden (30) des Heizelementes (28) aufzunehmen.
11. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der vordere Bundabschnitt (46) einen mit dem hinteren Bundabschnitt
(60) verbundenen hinteren Flanschabschnitt (50) und einen sich vom hinteren Flansch
abschnitt (50) im Abstand zum Düsenkörper (10) in Richtung des vorderen Endes des
Düsenkörpers erstreckenden Isolierabschnitt (54) aufweist.
12. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Heizelement (28) zwei Heizdrahtstränge in einem gemeinsamen
Mantel aufweist, die sich von dem U-förmigen Abschnitt des Heizelements (28) aus ne
beneinander erstrecken.
13. Verfahren zur Herstellung einer Spritzgießdüse mit einem langgestreckten Dü
senkörper (10) mit den Schritten:
- a) Ausbilden eines Spiralkanals (18) als Doppelkanal in einer äußeren Oberfläche (20) des Düsenkörpers (10), wobei ein U-förmigen Abschnitt (21) in dem Doppelkanal ausge bildet wird;
- b) Ausbilden eines Heizelement (28) mit einem Widerstandsdraht und einer äußeren Ab schirmung, wobei ein U-förmiger Abschnitt (29) in dem Heizelement (28) ausgebildet wird;
- c) Einsetzen des Heizelements (28) in den Spiralkanal (18); und
- d) Anschließen des Heizelements (28) an einen Anschluß zur Verbindung mit einer E nergiequelle.
14. Verfahren zur Herstellung einer Spritzgießdüse gemäß Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Heizelement (28) in den Spiralkanal (18) im Vakuum hartge
lötet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924241897 DE4241897C2 (de) | 1991-12-13 | 1992-12-11 | Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA2057594 | 1991-12-13 | ||
CA 2084296 CA2084296C (en) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | Method of making an injection molding nozzle with a heating element extending outward between adjacent collar portions |
DE19924241897 DE4241897C2 (de) | 1991-12-13 | 1992-12-11 | Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4245019C2 true DE4245019C2 (de) | 2003-02-20 |
Family
ID=27168990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4245019A Expired - Lifetime DE4245019C2 (de) | 1991-12-13 | 1992-12-11 | Spritzgießdüse mit einem Heizelement |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4245019C2 (de) |
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