DE68910456T2 - Herstellungsverfahren einer Anschlussklemme an einer Einspritzdüse. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft im allgemeinen Spritzgießen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Einspritzdüse mit einem verbesserten Anschlußstück für das integrale elektrische Heizelement.
• Integrale elektrische Heizelemente weisen einen Widerstandsdraht mit geringem Durchmesser auf, welcher mit einem Leiter mit größerem Durchmesser verbunden ist, um ein Anschlußstück zur Verfügung zu stellen, mit welchem die externe elektrische Leitung verbunden ist. Während der Widerstandsdraht des Heizelementes elektrisch mit dem Anschlußstück verbunden ist, muß es gegenüber der Düse der Länge nach elektrisch isoliert sein, um eine Erdung zu vermeiden. Dies muß vollzogen werden, während das Anschlußstück mit ausreichender struktureller Festigkeit versehen wird, um einem Ausfall aufgrund des Drehmomentes zu widerstehen, wenn der Leitungsdraht verbunden oder entfernt wird.
• Einspritzdüsen mit integralen Heizelementen sind in der Fachwelt bekannt. Die US-A-4768283 des Abtretungsempfängers beschreibt ein Verfahren, welches eine Nickelschutzschicht über dem Heizelement zur Verfügung stellt, das integral in einen spiralförmigen Kanal eingebettet ist. Die kanadische Patentanmeldung Nr. CA-A-549517 mit dem Titel "Verfahren zur Herstellung einer Einspritzdüse mit einem in die Spitze gelöteten geerdeten Heizelement", eingereicht am 16. Oktober 1987 von Jobst Ulrich Gellert und US-A-4768945 von Schmidt et al, veröffentlicht am 6. September 1988, beschreibt das Erden des Heizelementes an dem vorderen Ende der Spitze der Düse.
• Eine Vielzahl von verschiedenen Anschlußstückanordnungen sind ebenfalls in der Fachwelt bekannt. Zum Beispiel zeigt Eine Vielzahl von verschiedenen Anschlußstückanordnungen sind ebenfalls in der Fachwelt bekannt. Zum Beispiel zeigt die US-A-4403405 des Patentinhabers, veröffentlicht am 13. September 1983 und 4446360 (Teilanmeldung) eine Düse und ein Verfahren zur Herstellung dieser, mit einem Anschlußstück, wobei das Anschlußstück durch eine Verbindungsbuchse geschützt ist, die durch einen geschlitzten Unterlegscheibenaufbau mit einer Dichtung versehen ist. Weitere Entwicklungen sind in den US Patenten 4557685 und 4583284 (Teilanmeldung) des Patentinhabers gezeigt, welche am 22. April 1986 veröffentlicht wurden. Der nächstkommende Stand der Technik, d.h. US-A-4771534 des Patentinhabers, mit dem Titel "Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Einspritzdüsenanschlußstückes", welche am 20. September 1988 veröffentlicht wurde, beschreibt ein Verfahren zur Bereitstellung einer Düse mit einem elektrischen Anschlußstück, durch das Verbinden des hinteren Endes des Heizelementes mit einem, mit Gewinde versehenen, Kontakt und anschließendes Gießen eines geschmolzenen keramischen isolierenden Materials um diese. Während all diese Verfahren wesentliche Verbesserungen zu der jeweiligen Zeit darstellten, weisen sie Nachteile auf, daß eine wesentliche Anzahl von Schritten erforderlich sind, um die Düse herzustellen und daß die resultierenden Anschlußstücke keine ausreichende strukturelle Festigkeit aufweisen, um dem wiederholten Drehmoment bei dem Festziehen der Mutter um die elektrische Leitung an Ort und Stelle zu halten, zu widerstehen.
• Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wenigstens teilweise die Nachteile des Standes der Technik dadurch zu überwinden, das ein effizientes Verfahren zur Herstellung einer integralen Einspitzdüse bereitgestellt wird, welches das Anschlußstück elektrisch von dem Düsenkörper isoliert, während sie gleichzeitig eine ausreichende strukturelle Festigkeit besitzt, um den Drehmoment beim Befestigen oder Entfernen der externen Leitung zu widerstehen. spritzdüse zur Verfügung, mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, welches in eine Bohrung in einer gekühlten Form eingesetzt wird, mit einem minimalen Kontakt zur Überbrückung eines isolierenden Luftraumes, welcher zwischen der beheizten Düse und der umgebenden, gekühlten Form vorgesehen ist, wobei die Düse eine Schmelzbohrung aufweist, welche sich durch diese von einem zentralen Einlaß an dem hinteren Ende aus erstreckt, um die unter Druck gesetzte Schmelze, welche an dem Einlaß empfangen wird, zu wenigstens einer Öffnung zu befördern, die sich von der Bohrung zu einem Hohlraum in der Form erstreckt, und wobei die Düse einen Hauptkörperbereich aus Stahl mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche aufweist, welche sich von einem Stahlringbereich in der Nähe des hinteren Endes erstreckt, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: integrales Vakuumhartlöten der Düse mit einem Bereich eines elektrischen Heizelementes, welches in einem sich um die zylindrische Außenfläche des Hauptkörperbereiches erstreckenden spiralförmigen Kanal gelötet ist, wobei das Heizelement einen Widerstandsdraht aufweist, welcher sich durch ein elektrisch isolierendes Material in einem äußeren Gehäuse erstreckt und ein hinteres Ende, das sich durch eine radiale Öffnung in dem Ringbereich zu einem Anschlußstück erstreckt, wobei die Verbesserung umfaßt das Bilden eines Stopfens mit einer Stirnfläche, einer Außenfläche und einer Heizelementbohrung, welche sich durch diesen erstreckt und Einsetzen des Stopfens in die radiale Öffnung in dem Ringbereich durch das Einführen des hinteren Endes des Heizelementes in die Bohrung und gleitendes Stopfen auf eine Position, in welcher diese in der radialen Öffnung sitzt, wobei ein hinterer Endbereich des Heizelementes wenigstens eine vorbestimmte minimale Entfernung von der stirnfläche des Stopfens hervorsteht, das Bilden eines Anschlußkörpers mit einer Heizelementbohrung, welche sich zentral durch diesen von einem hinteren Ende zu einem vorderen Ende erstreckt, wobei der Anschußkörper einen Stirnbereich aufweist, welcher eine mit einem Gewinde versehene Außenfläche in der Nähe der Stirnfläche und einem hinteren Bereich mit einer Außenfläche in der Nähe des hinteren Endes besitzt, das Abstreifen des äußeren Gehäuses und des isolierenden Materials von dem Heizelement, um den Widerstandsdraht für einen kurzen Abschnitt in der Nähe des hinteren Endes freizulegen, das Umgeben des Gehäuses des Endbereiches des Heizelementes, welches sich von der Stirnfläche des Stopfens aus erstreckt, mit einem isolierenden Material und Aufbringen einer dünnen Beschichtung aus isolierendem Material auf die Außenfläche des hinteren Bereichs des Anschlußkörpers, das Bilden eines schützenden Deckels mit einer Innenfläche, welche zu der Außenfläche des hinteren Bereichs des Anschlußkörpers paßt und eine Außenfläche aufweist, welche zu der Stirnfläche des Stopfens paßt, das Befestigen des schützenden Deckels an dem hinteren Bereich des Anschlußkörpers in einer Position, um die Beschichtung aus isolierendem Material zu schützen, und Andrücken des schützenden Deckels an eine Stelle, um die relative Rotation zwischen dem Deckel und dem Anschlußkörper zu verhindern, das Befestigen des Anschlußkörpers und des schützenden Deckels auf der Düse durch das Einführen des hinteren Endes des Heizelementes in die Heizelementbohrung und Gleiten des Anschlußkörpers und des schützenden Deckels auf eine Position, in welcher die Außenfläche des schützenden Deckels an der Stirnfläche des Stopfens anliegt und Sichern des Anschlußkörpers und des schützenden Deckels in dieser Position, und das elektrische Verbinden des freiliegenden Widerstandsdrahtes des Heizelementes in der Nähe des hinteren Endes mit dem vorderen Bereich des Anschlußkörpers.
• Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen deutlich.
• Die Figuren zeigen:
• Fig. 1 einen Querschnitt eines Einspritzsystems mit einer Vielzahl von Saughöhlen, welches eine Düse mit einem Anschlußstück, hergestellt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, zeigt.
• Fig. 2 - 7 die Abfolge der Schritte beim Herstellen der Düse mit dem Anschlußstück, und
• Fig. 8 einen Satz von zusammengebauten Düsen, die in einem Vakuumofen eingeführt werden, um das Anschlußstück gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zu sichern.
• Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, welche einen Bereich eines Einspritzsystems mit einer Eingußöffnung zeigt, die eine Anzahl von beheizten Düsen 10 mit einem elektrischen Anschluß 12 aufweist, der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellt sind. Jede Düse 10 weist einen Hauptkörperbereich aus Stahl 14 auf, der sich von einem Stahlringbereich 16 in der Nähe des hinteren Endes 18 aus erstreckt. Die Düse 10 ist in eine Bohrung 20, in einer Lochplatte 22 mittels eines isolierenden Umfangsflansches 24 eingesetzt, welcher sich von dem Ringbereich 16 aus erstreckt und auf einer Umfangsschulter 26 sitzt. Der Hauptkörperbereich 14 der Düse weist einen Nasenbereich 28 in der Nähe des vorderen Endes 30 auf, welcher durch die Lochplatte 22 in einer Öffnung 32 empfangen wird, und zu einem Hohlraum 34 führt. Die Düse 10 ist genau in der Position angeordnet, in welcher die zylindrische Außenfläche 36 des Hauptkörperbereiches 14 von der umgebenden Lochplatte 22 durch einen isolierenden Luftspalt 38 getrennt ist. Bei dieser Ausführungsform weist die Düse 10 eine zentrale Schmelzbohrung 40 auf, welche zu einer Öffnung 42 führt, die sich durch den Rumpfbereich 28 zu dem Hohlraum 34 erstreckt.
• Die Düse wird durch ein elektrisch isoliertes Heizelement 44 beheizt, welches integral in einen spiralförmigen Kanal in der Außenfläche 36 des Hauptkörperbereiches 14 eingelötet ist, und sich zu dem Anschlußstück 12 hin erstreckt, welches nach außen oder nach vorn über den Ringbereich 16 hervorsteht, wie im folgenden genauer beschrieben wird. Das Heizelement 44 in dem Kanal wird durch eine Nickelschutzschicht 46 bedeckt, welches aufgebracht wird, wie in dem US Patent 4768283 des Patentinhabers beschrieben, das am 6. September 1988 veröffentlich wurde. Bei dieser Ausführungsform weist das Heizelement 44 einen vorderen Endbereich 48 auf, welcher die Schmelzbohrung 40 in der Nähe der Öffnung 42 des Rumpfbereiches 28 umgibt, wie im Detail in der kanadischen Patentanmeldung 578973 des Patentinhabers, eingereicht am 30. September 1988 mit dem Titel "Spritzdüse mit einem Rumpfbereich mit einem die Bohrung umgebenden Heizelement und Verfahren", beschrieben.
• Die Düsen 10 sind mittels Bolzen an einer gemeinsamen länglichen Leitung 52 befestigt, welche einen Schmelzdurchgang 54 aufweist, der sich in einer Anzahl von Auslaßöffnungen 56 verzweigt, die jeweils mit der Schmelzbohrung 40 durch eine der Düsen 10 ausgerichtet sind. Die Leitung 52 ist durch einen zentralen Anschlagring 60 und einen Titandruckpuffer 62 sicher an ihrer Stellung zwischen einer hinteren Platte 58 und der Lochplatte 52 angeordnet. Die hintere Platte 58 wird mittels Bolzen 54 in ihrer Stellung gehalten, die sich durch eine Trägerplatte 66 in die Lochplatte 22 erstrecken. Die hintere Platte 58 und die Lochplatte 22 werden durch das Pumpen von Kühlwasser durch die Kühlleitungen 68 gekühlt. Die Leitung 52 wird durch ein elektrisches Heizelement 70 erwärmt, welches, wie in dem US Patent 4688622 des Patentinhabers mit dem Titel "Einspritzdüsenleitungselement und Verfahren zur Herstellung", veröffentlicht am 25. August 1987, beschrieben. Der Anschlagring 60 stellt einen weiteren isolierenden Luftspalt 72 zwischen der beheizten Leitung 52 und der Lochplatte 22 zur Verfügung.
• Das hintere Ende 74 des Heizelementes 44 erstreckt sich radial durch eine zentrale Heizelementbohrung 76 durch einen Stopfen 78, welcher in einer radialen Öffnung 80 gesichert ist, durch den Ringbereich 16 der Düse 10 nach außen. Das Anschlußstück wird von einem Anschlußkörper 82 bereitgestellt, welcher einen stirnbereich 84 mit einer mit Gewinde versehenen Außenfläche 86 und einem hinteren Bereich 88 mit einer Außenfläche 90 aufweist. Die Außenfläche 90 des hinteren Bereiches 88 ist mit einer dünnen Beschichtung 92 aus einem isolierenden Material wie Magnesiumoxid bedeckt und weist einen schützenden Deckel 94 auf, welcher an dieser gesichert ist. Wie deutlich gezeigt ist, weist der schützende Deckel 94 eine Innenfläche 96 auf, die zu der Außenfläche 90 des hinteren Bereiches 88 des Anschlußkörpers 82 paßt und eine Außenfläche 98, die zu der Stirnfläche 100 des Stopfens 78 paßt, an welcher sie befestigt ist. Das Heizelement 44 weist einen Nickelchromwiderstandsdraht auf, welcher sich zentral durch ein elektrisch isolierendes feuerfestes Material wie Magnesiumoxid in einem Stahlgehäuse 102 erstreckt. Das Heizelement 44 weist einen hinteren Endbereich 104 auf, welcher in einer Heizelementbohrung 106 empfangen wird, welche sich durch den Anschlußkörper 82 von dem hinteren Ende 108 zu der Stirnfläche 110 erstreckt. Der hintere Endbereich 104 des Heizelementes 44 weist das äußere Gehäuse auf und das Magnesiumoxid wird entfernt, um den Widerstandsdraht 112 für einen kurzen Abstand in der Nähe des hinteren Endes 74 freizulegen. Der freigelegte Widerstandsdraht 112 wird in einem Bereich 114 mit geringerem Durchmesser der Bohrung 106 durch den Anschlußkörper 82 empfangen, mit welchem er in der Nähe der Stirnfläche 110 elektrisch verbunden ist. Das übrigbleibende Gehäuse 102 des hinteren Endbereiches 104 des Heizelementes, welches auch von einer dünnen Beschichtung 92 aus isolierendem Material bedeckt ist, wird in einem Bereich 116 mit größerem Durchmesser der Bohrung 106 durch den Anschlußkörper empfangen. Daher ist der Anschlußkörper 82 strukturell gesichert, um dem Drehmoment zu widerstehen, wenn eine äußere Leitung 118 mittels der Muttern 120 an der mit Gewinde versehenen Außenfläche 86 mit ihm verbunden und von ihm entfernt wird. Während der Widerstandsdraht 112 mit dem Anschlußkörper 82 elektrisch verbunden ist, ist der Draht durch die isolierende Beschichtung 92 gegenüber dem Stahlgehäuse 102 und dem schützenden Deckel 94 elektrisch isoliert.
• Im Gebrauch wird das System wie in Fig. 1 dargestellt aufgebaut und die elektrische Energie wird durch die Leitung 118 an den Anschlußkörper 112 des Heizelementes 44 jeder Düse 10 und auf das Heizelement 70 in der Leitung 52 angelegt, um die Düsen und die Leitung auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur zu erwärmen. Eine unter Druck gesetzte Schmelze von einer Gießvorrichtung (nicht dargestellt) wird durch die Leitung 52 in den Schmelzdurchgang gemäß eines vorbestimmten Zykluses auf eine bekannte Weise eingeleitet. Die unter Druck gesetzte Schmelze fließt durch die Schmelzführung 40 in jeder Düse, durch die Öffnungen 42 und füllt die Hohlräume 34. Nachdem die Hohlräume 34 gefüllt sind, wird der Einspritzdruck noch für einen Zeitraum gehalten, um zu verdichten und anschließend ausgeschaltet. Nach einer kurzen Abkühlperiode wird die Form entlang der Trennungslinie 122 geöffnet, um die geformten Erzeugnisse zu entnehmen. Nach dem Entnehmen wird die Form geschlossen und der Einfülldruck wird wieder angelegt, um die Hohlräume wieder aufzufüllen. Dieser Zyklus wird kontinuierlich wiederholt mit einer Frequenz in Abhängigkeit von der Größe und der Form der Hohlräume und der Art des zu formenden Materials.
• Mit Ausnahme des Anschlußstückes 12 welches gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, sind die übrigen Teile jeder Düse 10 wie im Detail in der kanadischen Patentanmeldung Nr. 578973 angemeldet am 30. September 1988 von dem Patentinhaber, hergestellt. Eine andere Ausführungsform der Düse kann mittels des Verfahrens hergestellt werden, welches in dem US Patent 4768283 des Patentinhabers beschrieben ist, auf welches oben ebenfalls Bezug genommen wurde. Die Düse wird durch das integrale Hartlöten des Ringbereiches 16 mit dem Hauptkörperbereich 14 hergestellt. Sie werden durch das Stiftschweißen dieser in einer Anordnung zusammengebaut, in welcher ein Bereich des Heizelementes 44 in dem spiralförmigen Kanal gewickelt ist, in der Außenfläche 36 des Hauptkörperbereiches 14. Nickellot wird auf die Verbindungen aufgebracht und der Aufbau wird mit einem Bindemittel, wie einem Acryllack, eingesprüht und anschließend in ein bewegtes metallisches Pulver, wie Nickel oder eine Legierung dessen eingetaucht, um die Oberflächen zu beschichten. Der Aufbau wird anschließend in einem Vakuumofen auf eine Temperatur von ungefähr 1925ºF erwärmt und der Ofen wird auf ein relativ hohes Vakuum evakuiert, um im wesentlichen das gesamte Sauerstoff zu entfernen. Wenn die Beschichtung erwärmt wird, wird das Bindemittel verdampft, die Nickellegierung verbleibt jedoch an Ort und Stelle. Bevor die Schmelztemperatur der Nickellegierung erreicht wird, wird das Vakuum dadurch reduziert, daß ein Edelgas wie Argon oder Stickstoff teilweise eingefüllt wird. Wenn die Nickellegierung schmilzt, fließt sie durch Kapillarwirkung um den Aufbau integral miteinander zu verlöten und eine Nickelschutzschicht 46 auf den Oberflächen zu liefern. Während die dargestellten Düsen mittels des oben beschriebenen Verfahrens hergestellt werden, können die Düsen ebenfalls durch Vakuumlöten oder Gießverfahren hergestellt werden, wie in den US Patenten 4557685 mit dem Titel "Beheizte Düse für eine Spritzgießvorrichtung" veröffentlicht am 10. Dezember 1985 und der Nr. 4583284 (Teilanmeldung) mit dem Titel "Verfahren zur Herstellung von Einspritzdüsen mit einem eingelöteten Heizelement" und der kanadischen Patentanmeldung Nr. 532677 eingereicht am 20. März 1987 mit dem Titel "Einspritzdüse und Verfahren", beschrieben, unabhängig davon, welches Lötverfahren zur Herstellung der Düsen verwendet wird. Die vorliegende Erfindung umfaßt zusätzliche Schritte, welche unten beschrieben ist, um ein integrales elektrisches Anschlußstück 12 anzuschließen.
• Bezugnehmend auf die Fig. 2 - 7 werden die bei der Bereitstellung der Düse 10 mit dem Anschlußstück notwendigen Schritte gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Der Stopfen 78 (in Fig. 7 dargestellt) ist aus Stahl hergestellt, mit einer sich verjüngenden Außenfläche 124, um zu der Innenfläche 126 der Öffnung 80 durch den Ringbereich 16 zu passen. Der Stopfen 78 wird mit einer Heizelementbohrung 76 hergestellt, welche sich zentral durch die Stirnfläche 100 erstreckt. In dieser Ausführungsform ist der Stopfen 78 mit einem sich nach außen in der Nähe der Stirnfläche 100 erstreckenden Umfangsrand 128 hergestellt, um den unten beschriebenen Aufbau zu vereinfachen.
• Der Anschlußkörper 82 ist mit einem Stirnbereich 24, einem hinteren Bereich 88 und einer zentralen Bohrung 106 aus Stahl hergestellt, wie oben beschrieben. Der schützende Deckel 84 ist aus Stahl hergestellt, mit einer Innenfläche 86, welche zu der Außenfläche 90 des hinteren Bereiches des Anschlußkörpers paßt und weist eine kurze zentrale Heizelementbohrung auf, welche zu der Bohrung 106 des Anschlußkörpers 92 paßt. Der schützende Deckel 94 weist des weiteren eine Außenfläche 98 auf, welche zu der Stirnfläche 100 des Stopfens paßt.
• Das Stahlgehäuse 102 und das isolierende Magnesiumoxidpulver werden abgestriffen, um den Widerstandsdraht 112 für einen kurzen Abschnitt in der Nähe des hinteren Endes 74 des Heizelementes 74 freizulegen. Nachdem das Heizelement 44 in den spiralförmigen Kanal der Außenfläche 36 des Hauptkörperbereiches 14 der Düse gewickelt wurde, wie in der kanadischen Patentanmeldung Nr. 578973 des Patentinhabers, eingereicht am 30. September 1988, beschrieben, ragt das hintere Ende 74 des Heizelementes 44 durch die Öffnung 80 durch den Ringbereich 16 hervor. Der Stopfen 78 wird anschließend dadurch befestigt, daß das hintere Ende 74 des Heizelementes in die Bohrung 76 durch den Stopfen eingeführt wird und daß der Stopfen in eine Position geführt wird, in welcher dieser in der Öffnung 80 durch den Ringbereich 16 der Düse sitzt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Stopfen 78 sicher in dieser Stellung verweißt, in welcher die sich verjüngende Außenfläche 124 des Stopfens 78 gegen die passende Innenfläche 126 der Öffnung 80 durch den Ringbereich 16 drückt.
• In dieser Position ragt ein hinterer Endbereich 104 des Heizelementes 44 über die Stirnfläche des Stopfens hervor. Das Stahlgehäuse 102 dieses hinteren Endbereiches 104 und die Außenflächen des hinteren Bereiches 88 des Anschlußkörpers 82 werden mit einer dünnen Beschichtung 92 aus Magnesiumoxid oder anderen geeigneten isolierenden Materialien eingesprüht, wie in Fig. 2 dargestellt. Während gemäß der bevorzugten Ausführungsform ein Plasmasprühen dargestellt ist, kann diese Beschichtung auch durch das Eintauchen in ein flüssiges Bad aus isolierendem Material ausgeführt werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Stahlgehäuse 102 des hinteren Endbereiches 104 des Heizelementes von einer Buchse oder mehreren Buchsen aus isolierendem Material bedeckt sein.
• Wenn die Beschichtung 92 ausgehärtet ist, wird der schützende Deckel 94 auf dem hinteren Bereich 88 des Anschlußkörpers befestigt, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Nachdem der Deckel 94 über die Außenf lächen 90 des hinteren Bereiches 88 in eine Position geschoben wurde, in welcher die Bohrung 180 mit der Bohrung 106 des Anschlußkörpers 82 ausgerichtet ist, wird dieser sicher in dem Platz fest gegen die Außenfläche 90 gedrückt. Wie dargestellt, ist bei dieser Ausführungsform die Außenfläche 90 nach innen in Richtung des vorderen Endes verjüngt, so daß ein nach innen gerichtetes Pressen den Deckel 94 um die Außenfläche 90 verbiegt und so sicher festhält. Bei dieser Ausführungsform wird das nach innen gerichtete Drücken durch das Einschnüren des Deckels an der Stelle ausgeführt, es kann jedoch auch umgebogen werden oder auf andere Weise nach innen fest genug gedrückt werden, um sicherzustellen, daß der Deckel 94 fest auf dein Anschlußkörper 92 erhalten wird, ohne Rotation oder Verschiebungen, jedoch nicht so fest, daß er die isolierende Beschichtung 92 zwischen diesen durchdringt. Der aufgebaute Deckel 94 und Körper 82 werden anschließend in der Düse 10 dadurch befestigt, daß das hintere Ende 74 des Heizelementes 44 in die Heizelementbohrung 106 eingeführt wird und diese auf eine Position geschoben werden, in welcher die Außenfläche 98 des Deckels 94 gegen die Stirnfläche 100 des Stopfens 78 drückt. Wie dargestellt ist, wird in dieser Stellung der freigelegte Widerstandsdraht 112 in dem Bereich 114 mit geringerem Durchmesser der Bohrung 106 empfangen und das beschichtete Gehäuse 102 des hinteren Endbereiches 104 des Heizelementes 44 wird in dem Bereich 116 mit größerem Durchmesser der Bohrung 106 empfangen. Sie werden durch das Verschweißen des Deckels 94 der Stirnfläche 100 des Stopfens 78 in der Nähe des Umfangsrandes 128 fest in dieser Position gesichert. Der freigelegte Widerstandsdraht 112 wird anschließend mit der Stirnfläche 110 des Anschlußkörpers 82 verschweißt, um die elektrische Verbindung zwischen diesen zu bilden. Auf diese Weise wird der Anschlußkörper 82 fest auf der Düse befestigt, um so einer Drehung von den Muttern 120 zu widerstehen, wenn eine externe Leitung 180 verbunden oder entfernt wird. Der Anschlußkörper 82 wird mit dem Widerstandsdraht 112 an dem hinteren Ende des Heizelementes elektrisch verbunden, ist jedoch von dem Stahlgehäuse 102 und dem schützenden Deckel 94 durch die isolierende Beschichtung 92 elektrisch isoliert.
• In einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden der Stopfen 78 und der verbundene Deckel 94 und Anschlußkörper 98 zunächst heftgeschweißt, um diese in ihrer Stellung zu halten und anschließend in einem Vakuumofen 132 während des oben beschriebenen Lötschrittes verlötet, um ein integrales Teil der Düse herzustellen. Dies umfaßt das Ausbilden von Strängen aus Nickellot entlang beider Seiten des Umfangsrandes 128, an denen der Stopfen 78 mit dem schützenden Deckel 94 und dem Ringbereich 16 der Düse 10 verbunden wird. Etwas Lot wird auch auf die Bohrung 106 in der Stirnfläche 110 des Anschlußkörpers 82 aufgebracht. Wenn die Düse in dem Vakuum wie in Fig. 8 dargestellt erwärmt wird, schmilzt die Paste und fließt durch Kapillarwirkung um den freigelegten Widerstandsdraht 112 integral mit dem umgebenden Anschlußkörper 82 zu verbinden und den Stopfen 78, den Deckel und den Anschlußkörper 82 mit dem Rest der Düse integral zu verbinden.
• Während die Beschreibung der Schritte das Herstellen der Einspritzdüse 10 mit einem verbesserten elektrischen Anschlußstück 12 in bezug auf bevorzugte Ausführungsformen dargestellt wurde, ist es nicht in einer begrenzenden Art dargestellt. Veränderungen und Abwandlungen sind Fachleuten offensichtlich. Zum Beispiel ist es offensichtlich, daß der Rest der Düse auf eine Vielzahl von verschiedenen Arten mit einer Vielzahl von verschiedenen Konfigurationen hergestellt werden kann. Des weiteren können die Schritte gemäß der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Abfolgen durchgeführt werden, je nach Herstellungsart und Effizienz. Der Stopfen 78, der Deckel 94 und der Körper 82 können in verschiedenen Formen hergestellt werden und verschiedene isolierende Materialien können verwendet werden. Bezug wird auf die beigefügten Ansprüche zur Begrenzung der Erfindung genommen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung einer einstückigen, länglichen, beheizten Einspritzdüse (10) mit einem vorderen Ende (30) und einem hinteren Ende (18), welches in eine Bohrung (20) in einer gekühlten Form eingesetzt wird, mit einem minimalen Kontakt zur Überbrückung eines isolierenden Luftraums (38), welcher zwischen der beheizten Düse (10) und der umgebenden, gekühlten Form vorgesehen ist, wobei die Düse (10) eine Schmelzbohrung (40) aufweist, welche sich durch diese von einem zentralen Einlaß an dem hinteren Ende (18) erstreckt, um die unter Druck gesetzte Schmelze, welche an dem Einlaß empfangen wird zu wenigstens einer Öffnung (42) zu befördern, die sich von der Bohrung (20) zu einem Hohlraum (34) in der Form erstreckt, und wobei die Düse (10) einen Hauptkörperbereich aus Stahl (14) mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche (3G) aufweist, welcher sich von einem Stahlringbereich (16) in der Nähe des hinteren Endes (18) erstreckt, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

integrales Vakuumhartlöten der Düse (10) mit einem Bereich eines elektrischen Heizelementes (44), welches in einen sich um die zylindrische Außenfläche (36) des Hauptkörperbereiches (14) erstreckender spiralförmiger Kanal gelötet ist, wobei das Heizelement (44) einen Widerstandsdraht (112) aufweist, welcher sich durch ein elektrisch isolierendes Material in einem äußeren Gehäuse (102) erstreckt und ein hinteres Ende (74), welches sich durch eine radiale Öffnung (80) in dem Ringbereich (16) zu einem Terminal (12) erstreckt, gekennzeichnet durch

(a) Bilden eines Stopfens (78) mit einer Stirnfläche (100), einer Außenfläche (124) und einer Heizelementbohrung (76), welche sich durch diesen erstreckt und Einsetzen des Stopfens (78) in die radiale Öffnung (80) in dem Ringbereich (16) durch das Einführen des hinteren Endes (74) des Heizelementes (44) in die Bohrung (76) und Gleiten des Stopfens (78) auf eine Position, in welcher dieser in der radialen Öffnung (80) sitzt, wobei ein hinterer Endbereich (104) des Heizelementes (44) wenigstens eine vorbestimmte minimale Entfernung von der Stirnfläche (100) des Stopfens (78) hervorsteht,

(b) Bilden eines Anschlußkörpers (82) mit einer Heizelementbohrung (106), welche sich zentral durch diesen von einem hinteren Ende (108) zu einem vorderen Ende (110) erstreckt, wobei der Anschlußkörper (82) einen Stirnbereich (84) aufweist, welcher eine mit einem Gewinde versehene Außenfläche (86) in der Nähe der Stirnfläche (110) und einen hinteren Bereich (88) mit einer Außenfläche (90) in der Nähe des hinteren Endes (108) besitzt,

(c) Abstreifen des äußeren Gehäuses (102) und des isolierenden Materials von dem Heizelement (44), um den Widerstandsdraht (112) für einen kurzen Abschnitt in der Nähe des hinteren Endes (74) freizulegen,

(d) Umgeben des Gehäuses (102) des Endbereiches (104) des Heizelementes (44), welches sich von der Stirnfläche (100) des Stopfens (78) aus erstreckt, mit einem isolierenden Material und Aufbringen einer dünnen Beschichtung (92) aus isolierendein Material auf die Außenfläche (90) des hinteren Bereichs (88) des Anschlußkörpers (82),

(e) Bilden eines schützenden Deckels (94) mit einer Innenfläche (96), welche zu der Außenfläche (90) des hinteren Bereichs (88) des Anschlußkörpers (82) paßt und eine Außenfläche (98) aufweist, welche zu der Stirnfläche (100) des Stopfens (78) paßt,

(f) Befestigen des schützenden Deckels (94) an dem hinteren Bereich (88) des Anschlußkörpers (82) in einer Position, um die Beschichtung (92) aus isolierendem Material zu schützen, und Andrücken des schützenden Deckels (94) an eine Stelle, um die relative Rotation zwischen dem Deckel (94) und dem Anschlußkörper (92) zu verhindern,

(g) Befestigen des Anschlußkörpers (82) und des schützenden Deckels (94) auf der Düse (10) durch das Einführen des hinteren Endes (74) des Heizelementes (44) in die Heizelementbohrung (106) und Gleiten des Anschlußkörpers (82) und des schützenden Deckels (94) auf eine Position, in welcher die Außenfläche (98) des schützenden Deckels (94) an der Stirnfläche (100) des Stopfens (78) anliegt und Sichern des Anschlußkörpers (82) und des schützenden Deckels (94) in dieser Position, und

(h) elektrisches Verbinden des freiliegenden Widerstandsdrahtes (122) des Heizelementes (44) in der Nähe des hinteren Endes (74) mit dem vorderen Bereich (84) des Anschlußkörpers (82)

2. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend das Bilden des Anschlußkörpers (82) mit der Heizelementbohrung (106), welche einen ersten Bereich (106) aufweist, der sich von dem hinteren Ende (108) zu einem zweiten Bereich (114) in der Nähe des vorderen Endes (110) erstreckt, wobei der erste Bereich (116) einen ausreichenden Durchmesser aufweist, um das beschichtete Gehäuse (102) des hinteren Endbereiches (104) des Heizelementes (44) zu empfangen und wobei der zweite Bereich (114) einen schmäleren Durchmesser aufweist, um den freigelegten Widerstandsdraht (112) in der Nähe des hinteren Endes (74) des Heizelementes (44) in diesem zu empfangen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, umfassend das Ausbilden der Außenfläche (90) des hinteren Bereichs (88) des Anschlußkörpers (82) nach innen zu der Stirnfläche verjüngend, um den schützenden Deckel (94) fest zu sichern, nachdem er in diesem Platz gepreßt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend das Verschweißen des freiliegenden Widerstandsdrahtes (112) des Heizelementes (44) mit dem umgebenden Vorderbereich (84) des Anschlußkörpers (82), um diese elektrisch zu verbinden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, umfassend das Verschweißen des schützenden Deckels (94) mit dem Stopfen (78), um den Anschlußkörper (82) und den schützenden Deckel (44) in der Position zu sichern.

6. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend das Aufbringen von Lötmaterial an den Stellen, an welchen die Außenfläche (98) des schützenden Deckels (94) gegen die Stirnfläche (100) des Stopfens (78) um die Außenfläche (164) des Stopfens (78) herum stößt und auf den freiliegenden Widerstandsdraht (112) in der Heizelementbohrung (106) an dem vorderen Ende (110) des Anschlußkörpers (82) und Erwärmen dieser Bereiche in einem Vakuumofen während des Hartlötschrittes, wodurch der schützende Deckel (94) integral mit dem Stopfen (78), der Stopfen (78) integral mit dem Ringbereich (60) verlötet wird und der Widerstandsdraht (112) des Heizelementes 44 integral mit dem Stirnbereich (84) des Anschlußkörpers (82) verbunden wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, umfassend das Heftschweißen des Stopfens (78) und des schützenden Deckels (94) in ihrer Stellung vor dem Löten.

8. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend das Aufsprühen von flüssigem, isolierendem Material (92) auf das Gehäuse (102) des Heizelementes (44) und auf die Außenfläche (90) des hinteren Bereichs (88) des Anschlußkörpers (82).

9. Verfahren nach Anspruch 3, wobei als isolierenden Material (92) Magnesiumoxid verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, umfassend das Herstellen des Stopfens (78) mit einem sich nach außen erstreckenden Rand (128) in der Nähe der Stirnfläche (100), um das Auftragen mit der Lötverbindung zu vereinfachen.

11. Verfahren nach Anspruch 3, umfassend das Herstellen der Außenfläche (124) des Stopfens (78), verjüngt, um gegen eine passende verjüngte Oberfläche (126) der radialen Öffnung (80) in dem Ringbereich (16) einzupassen.