DE69011498T2 - Verfahren zum Herstellen einer Einspritzdüse einer gewünschten Länge. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen das Spritzgießen und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von integralen, erwärmten Düsen mit unterschiedlichen Längen und Schmelzkanaldurchmessern für unterschiedliche Situationen.
• Aus FR-A-2620953, das am deutlichsten den Stand der Technik beschreibt, ist ein Verfahren zum Herstellen von Einspritzdüsen mit vorgegebenen gewünschten Längen bekannt, bei dem einzelne Stahlbauteile, wie beispielsweise ein hinterer Bereich sowie ein länglicher, vorderer Bereich so hergestellt werden, daß der vordere Bereich verschiedene vorgegebene Größen aufweist.
• Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen das Spritzgießen und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von integralen, erwärmten Düsen mit unterschiedlichen Längen und Schmelzkanaldurchmessern für unterschiedliche Situationen.
• Natürlich sind Verfahren zum Herstellen von erwärmten Einspritzdüsen, die das integrale Hartlöten in einem Vakuumofen einschließen, in der Technik bekannt. Beispiele sind in den US-Patenten des Anmeldenden Nr. 4,768,283, das am 6. September 1988 erteilt wurde, 4,773,154, das am 27. September 1988 erteilt wurde, und 4,865,535, das am 12. September 1989 erteilt wurde, dargestellt. Obwohl es zunehmend von Vorteil ist, kleine Düsen mit Standardgröße einzusetzen, ist es auf einigen Gebieten wünschenswert, Düsen mit größerer Länge oder einem größeren Durchmesser des Schmelzkanals zur Verfügung zu haben. Dies gilt besonders für eine Anlage, bei der mehrere Düsen drehbar an einem Verteiler mit unterschiedlichen Winkelausrichtungen angebracht sind, um einem gemeinsamen großen Formhohlraum mit nichtlinearer Form Schmelze zuzuführen. Die Düsenanordnung ist weitaus besser, wenn die Düsen leicht mit unterschiedlichen Längen hergestellt werden können.
• Obwohl Düsen unterschiedlicher Größe hergestellt werden können, indem Einzelteile unterschiedlicher Größe einzeln hergestellt werden, stellt dies ein sehr zeit- und kostenaufwendiges Verfahren bei der Massenherstellung dar. Daher ist es wünschenswert, ein Verfahren zum Herstellen von Düsen zur Verfügung zu haben, das die Vorteile der Großproduktion von Einzelteilen mit der Flexibilität der Einzelmontage der Bauteile vereinigt, um Düsen mit vorgegebener, gewünschter Länge und vorgegebenem, gewünschtem Schmelzkanaldurchmesser zu schaffen.
• Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, zumindest teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, indem ein Verfahren zum Herstellen von Einspritzdüsen geschaffen wird, bei dem die vorderen Bereiche in verschiedenen vorgegebenen Größen hergestellt werden, und die Einzelteile anschließend einzeln montiert werden, um Düsen mit einer vorgegebenen, gewünschten Länge und vorgegebenem, gewünschten Schmelzkanaldurchmesser herzustellen.
• Zu diesem Zweck schafft die Erfindung gemäß einem ihrer Aspekte ein Verfahren zum Herstellen einer integralen, erwärmten Einspritzdüse mit gewünschter Länge, das die Schritte des Herstellens eines hinteren Stahlbereiches mit einem vorderen Ende, einem hinteren Ende und einer im allgemeinen zylindrischen Außenfläche umfaßt, wobei die Außenfläche eine kontinuierliche verdrehte erste Ausnehmung aufweist, um ein elektrisches Heizelement in dieser aufzunehmen, des Auswählens wenigstens eines ersten länglichen vorderen Stahlbereichs mit einem vorderen Ende, einem hinteren Ende und einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche, wobei die Außenfläche eine kontinuierliche verdrehte zweite Ausnehmung aufweist, welche sich erstreckt, um ein elektrisches Heizelement in dieser aufzunehmen, wobei der erste längliche vordere Bereich eine Schmelzbohrung aufweist, die sich durch dieses hindurch erstreckt, von einem Einlaß an dem hinteren Ende zu einem Auslaß an dem vorderen Ende, der ausgewählte erste vordere Bereich einen vorherbestimmten gewünschten Außendurchmesser und Länge von dem vorderen Ende bis zum hinteren Ende aufweist, der Schmelzbohrungseinlaß des ausgewählten ersten vorderen Bereichs einen vorherbestimmten gewünschten Durchmesser aufweist, des Bearbeitens des hinteren Bereichs, um einen Schmelzkanal bereitzustellen, welcher sich durch diesen erstreckt, von einem Einlaß zu einem Auslaß an dem vorderen Ende, wobei der Schmelzkanalauslaß einen Durchmesser aufweist, welcher dem Durchmesser des Schmelzbohrungseinlasses des ersten vorderen Bereichs entspricht, des Rotierens des ersten vorderen Bereichs relativ zu dem hinteren Bereich in eine Position, wobei die zweite Ausnehmung sich in kontinuierlicher Ausrichtung mit der ersten Ausnehmung befindet, und des Verbindens des hinteren Endes des ersten vorderen Bereichs in dieser Position, wobei der Schmelzbohrungseinlaß des ersten vorderen Bereichs mit dem Schmelzkanalauslaß des hinteren Bereichs ausgerichtet ist, des Wickelns eines elektrisch isolierten Heizelementes in die erste und zweite Ausnehmung, welche sich kontinuierlich von der Außenfläche des hinteren Bereichs zu der Außenfläche des ersten vorderen Bereichs erstreckt, des Aufbringens von Lötmaterial, wo das hintere Ende des ersten vorderen Bereiches mit dem vorderen Ende des hinteren Bereichs verbunden wird und des Aufbringens einer Beschichtung aus Bindemittel und metallischem Pulver auf die Außenflächen des hinteren Bereichs und des ersten vorderen Bereichs und des Erwärmens des zusammengefügten hinteren und ersten vorderen Bereichs unter einem Untervakuum unter Vorhandensein eines Edelgases über einen Zeitraum und bei einer Temperatur die ausreichend ist, um das Lötmaterial aufzuschmelzen, um den ersten vorderen Bereich mit dem hinteren Bereich integral zu verlöten und das metallische Pulver ausreichend zu schmelzen und das Bindemittel zu entfernen um eine metallische Schutzschicht auf den Außenflächen des hinteren Bereichs und des ersten vorderen Bereichs zu bilden.
• Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die eine gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hergestellte Düse an einem Verteiler montiert zeigt,
• Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die die Bestandteile der Düse zum Zusammenbau angeordnet zeigt,
• Fig. 3 ist eine Ansicht der zusammengebauten Bestandteile,
• Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die einen ersten länglichen, vorderen Bereich mit einer anderen Länge zeigt,
• Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die eine Düse mit zwei vorderen Bereichen und einem Schmelzkanal mit größerem Durchmesser zeigt,
• Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die die zusammengebauten Einzelteile zeigt, die mit Lack besprüht werden,
• Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die die zusammengebauten Einzelteile zeigt, die in Nickelpulver getaucht werden, und
• Fig. 8 zeigt eine Charge zusammengebauter Düsen, die zur Einführung in einen Vakuumofen bereit sind.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
• Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine Düse 10 zeigt, die fest in einer gewünschten Stellung an einem länglichen Verteiler 12 angebracht ist. Der Verteiler 12 wird durch einen Stellring 14 fest in einer Öffnung 16 zwischen der Gesenkplatte (cavity plate) 18 und der Düsenplatte (mold back plate) 20 gehalten. Der Verteiler 12 wird durch ein elektrisches Heizelement (nicht dargestellt) erwärmt, und der heiße Verteiler 12 wird durch einen isolierenden Luftraum 22 von der umgebenden gekühlten Gesenkplatte 18 und der Düsenplatte 20 getrennt. Der Verteiler 12 hat eine mittlere Schmelzbohrung 24, die sich in Längsrichtung von einem Einlaß (nicht dargestellt) erstreckt und sich in eine Reihe von seitlichen Auslaßbohrungen 28 verzweigt.
• Die Düse 10 wird durch ein integrales elektrisches Heizelement 30 beheizt, das sich von einem Anschluß 32 aus erstreckt. Die Düse 10 hat ein vorderes Ende 34, ein hinteres Ende 36 und eine Seitenfläche 38. Das vordere Ende 34 der Düse 10 erstreckt sich in einen Kanal 40 in der Gesenkplatte 18. Ein isolierender Luftraum 42 befindet sich zwischen der erwärmten Düse und der Gesenkplatte 18, die gekühlt wird, indem Kühlwasser durch Kühlleitungen 44 gepumpt wird. Das vordere Ende 34 der Düse 10 weist einen Anschnitteinsatz (gate insert) 46 auf, der sich von selbigem aus erstreckt. Der Anschnitteinsatz 46 hat, wie in der Kanadischen Patentanmeldung, Serien-Nr. 578,974 des Anmeldenden, die am 30. September 1988 eingereicht wurde und den Titel "Injection Molding Nozzle with Replaceable Gate Insert" (Einspritzdüse mit auswechselbaren Anschnitteinsatz) trägt, einen vorderen Bereich 48, der in einem Sitz 50 aufgenommen wird, der sich um den Anschnitt 52 herum erstreckt, der zu dem Formhohlraum 54 führt. Dadurch wird das vordere Ende 34 der Düse 10 sicher und genau mittig in dem Kanal 40 fixiert. Die Düse 10 hat einen Schmelzkanal 56, der durch den Anschnitteinsatz 46 mit dem Anschnitt 52 in dieser Position fluchtend verläuft. Der Anschnitteinsatz 46 muß nicht vorhanden sein, und es können verschiedene andere Anschnittanordnungen gesetzt werden. Obwohl in dem vorliegenden Beispiel eine Verschlußdüse (valve gated nozzle) dargestellt ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einer Angußdüse (sprue gated nozzle) eingesetzt werden. Der Schmelzkanal 56 hat, wie weiter oben ausführlicher beschrieben, einen seitlichen Bereich 58, der sich fluchtend mit einer der seitlichen Auslaßbohrungen 28 in dein Verteiler 12 erstreckt.
• Ein längliches Ventilelement 60 ist mittig in dem Schmelzkanal 56 jeder Düse 10 aufgenommen. Der längliche Ventilstift 60 hat ein vorderes Ende 62, das in der vorderen geschlossenen Stellung in dem Anschnitt 52 sitzt, und einen Bereich 64, der sich vom hinteren Ende 36 der Düse 10 nach hinten erstreckt und mit einem Betätigungsmechanismus 66 in Kontakt ist, der pneumatischer oder hydraulischer Art sein kann und am hinteren Ende 36 der Düse 10 angebracht ist, wie dies in der Kanadischen Patentanmeldung, Serien-Nr. 592,346, des Anmeldenden, die am 28. Februar 1989 eingereicht wurde und den Titel "Injection Nozzle with Self-Supporting Actuating Mechanism" (Einspritzdüse mit selbstragendem Betätigungsmechanismus) trägt, beschrieben ist. Wenn Betätigungsdruck auf den Betätigungsmechanismus 66 wirkt, wird das Ventilelement 60 zwischen der dargestellten eingezogenen offenen Stellung und der vorderen geschlossenen Stellung, in der das vordere Ende 62 des Ventilelementes 60 in dem Anschnitt 52 sitzt, hin- und herbewegt.
• Jede Düse 10 und ihr zugehöriger Betätigungsmechanismus 66 sind, wie in der Kanadischen Patentanmeldung, Serien-Nr. 2,008,170 des Anmeldenden, die am 19. Januar 1990 eingereicht wurde und den Titel "Injection Molding Manifold and Nozzle having Laterally Clamped Flanges" (Einspritzverteiler und -düse mit seitlich befestigten Flanschen) trägt, beschrieben ist, mit einer gewünschten Winkelausrichtung an der Seitenfläche 68 des Verteilers 12 angebracht. Die Düse 10 hat einen verjüngten Flanschbereich 70, der von der Seitenfläche 38 nach außen vorsteht. Der seitliche Bereich 58 des Schmelzkanals 56 verläuft durch diesen Flanschbereich 70 von einem Einlaß 72 aus. Ein Verbindungsring 74 ist mit Schrauben 76 an der Seitenfläche 68 des Verteilers 12 um jede seitliche Auslaßbohrung 28 aus der längs verlaufenden Schmelzbohrung 24 befestigt. Jeder Verbindungsring 74 hat, wie zu sehen ist, einen nach außen vorstehenden passenden Flanschbereich 78, durch den die Auslaßbohrung 28 zu einem Auslaß 80 verläuft. Jeder Verbindungsring 74 hat des weiteren einen Halsabschnitt 82, der nach innen in einen vertieften Sitz 84 in der Seitenfläche 68 des Verteilers vorsteht und den Verbindungsring 74 mit der Auslaßbohrung 28 genau fluchtend fixiert.
• Der Flanschbereich 70 jeder Düse ist mit einer Keilklemmvorrichtung 86 am Flanschbereich 78 eines der Verbindungsringe 74 befestigt. Die Keilklemmvorrichtung 86 hat zwei aneinanderpassende Hälften mit konischen Innenflächen, die durch Schrauben 88 über die verjüngten Flanschbereiche 70, 78 zusammengezogen werden, so daß sie fest aneinander gehalten werden, wobei der Auslaß 80 mit dem Einlaß 72 fluchtend ist. Das hat den Vorteil, daß jede der Düsen 10 in jedem beliebigen gewünschten Winkel ausgerichtet werden kann, bevor die Schrauben 88 angezogen werden, und in dieser Stellung gehalten wird. Dadurch wird die Neuausrichtung erheblich erleichtert, falls sie erforderlich sein sollte.
• In Funktion ist das System wie dargestellt zusammengebaut. Elektrische Spannung wird an die Heizelemente 30 und an die Plattenheizeinrichtung 90 angelegt, um den Verteiler 12 und die Düsen 10 auf eine vorgegebene Betriebstemperatur zu erwärmen. Unter Druck stehende Schmelze aus einer Formmaschine (nicht dargestellt) wird dann gemäß einem vorgegebenen Arbeitszyklus in die Verteiler-Schmelzbohrung 24 eingespritzt. Die unter Druck stehende Schmelze fließt aus jeder der Auslaßbohrungen 28 und in jede der Düsen 10 durch die fluchtenden seitlichen Bereiche 58 des Schmelzkanals 56. Sie fließt um das Ventilelement 60 herum, durch den Schmelzkanal 56 mit größerem Durchmesser, durch den fluchtenden Anschnitteinsatz 56 und Anschnitt 52 und in den Formhohlraum 54. Des weiteren wirkt pneumatischer Druck gemäß dem Zyklus auf den Betätigungsmechanismus 66, um das Ventilelement 60 in die zurückgezogene offene Stellung zu bringen, wenn der Einspritzschmelzdruck wirkt. Wenn die Hohlräume 54 gefüllt sind, wird der Einspritzdruck zur Verdichtung vorübergehend unterbrochen, und dabei wird pneumatischer Druck auf jeden der Betätigungsmechanismen 66 ausgeübt, um die Ventilelemente 60 in die vordere geschlossene Stellung zu bewegen, in der das vordere Ende 62 jedes Ventilelementes 60 in einem entsprechenden Anschnitt 52 sitzt. Der Einspritzdruck wird dann abgelassen, und nach einer kurzen Abkühlzeit wird die Form entlang der Trennfuge geöffnet, um das geformte Erzeugnis auszuwerfen. Nach dem Auswerfen wird die Form geschlossen, und es wird erneut pneumatischer Druck auf den Betätigungsmechanismus 66 ausgeübt, so daß die Ventilelemente 60 in die offene Stellung zurückgezogen werden, und es wird erneut Einspritzdruck ausgeübt, um die Formhohlräume 54 wieder zu füllen. Dieser Zyklus wird kontinuierlich mit einer Frequenz wiederholt, die von der Größe des Formhohlraums und von der Art des geformten Materials abhängt.
• Im folgenden wird auf Fig. 2 bis 8 Bezug genommen, um das Verfahren der Herstellung von Düsen gemäß bevorzugter Ausführungen der Erfindung zu beschreiben. Dieses Verfahren vereinigt, wie oben erwähnt, die Vorteile der Massenherstellung von Einzelteilen mit der Flexibilität des individuellen Zusammenbaus der Bauteile, um Düsen mit einer vorgegebenen gewünschten Länge und einem vorgegebenen gewünschten Schmelzkanaldurchmesser zu schaffen. Zunächst werden eine Reihe von Einzelteilen, wie sie in Fig. 2 bis 5 zu sehen sind und weiter unten beschrieben werden, aus geeignetem Stahl hergestellt. In Fig. 2 hat ein hinterer Bereich 92 ein vorderes Ende 94, ein hinteres Ende 96 und eine im allgemeinen zylindrische Außenfläche 98. Die Außenfläche 98 hat eine kontinuierliche verdrehte erste Ausnehmung 100, und eine zylindrische Öffnung 102 erstreckt sich seitlich zu einer Seitenfläche 104. Der hintere Bereich 92 hat einen Absatz 105, der sich von der Außenfläche 98 zum vorderen Ende 94 hin allmählich nach innen verjüngt. Bei dieser Ausführung ist, wie in Fig. 3 zu sehen ist, ein Verbindungselement 112 mit einem zylindrischen Bereich 114 versehen, der in der zylindrischen Öffnung 102 aufgenommen ist. Das Verbindungselement 112 hat einen nach außen vorstehenden Flanschbereich 70. Die hinteren Bereiche 92 werden in großen Stückzahlen mit einer vorgegebenen Länge A von der Mittellinie 120 der Bohrung 110 zum vorderen Ende 94 und einem vorgegebenen Schmelzkanaldurchmesser hergestellt.
• In Fig. 2 ist des weiteren ein erster länglicher vorderer Bereich 122 mit einer mittleren Schmelzbohrung 124 dargestellt, die durch selbigen von einem Einlaß 126 am hinteren Ende 128 zu einem Auslaß 130 am vorderen Ende 132 verläuft. Der erste vordere Bereich 122 hat eine zylindrische Außenfläche 134 mit einem vorgegebenen Durchmesser, in der sich eine zweite kontinuierliche verdrehte Ausnehmung 136 erstreckt. Der erste vordere Bereich 122 hat einen Halsbereich 138, der am hinteren Ende 128 vorsteht und in einen vertieften Sitz 140 am vorderen Ende 94 des hinteren Bereiches 92 paßt. Der erste vordere Bereich 122 hat ebenfalls einen vertieften Sitz 142 am vorderen Ende, der einen Anschnitteinsatz (nicht dargestellt) oder den Halsbereich 144 eines zweiten länglichen, vorderen Bereiches 146 aufnimmt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Der erste vordere Bereich 122 wird in großen Stückzahlen mit einer Reihe von verschiedenen vorgegebenen Längen B und Schmelzbohrungsdurchmessern hergestellt. Ein vorderer Bereich 122 mit einer kürzeren Länge ist in Fig. 4 dargestellt.
• Wenn eine bestimmte Anzahl von Einzelteilen angefertigt worden ist, wird eine Düse mit einer bestimmten gewünschten Länge und einem bestimmten gewünschten Schmelzkanaldurchmesser wie folgt hergestellt. Ein vorderer Bereich 122 mit einer vorgegebenen Länge und einem vorgegebenen Schmelzbohrungsdurchmesser wird ausgewählt. Der zylindrische Bereich 114 eines Verbindungselementes 112 wird in die radiale zylindrische Öffnung 102 in einem hinteren Bereich 92 eingeführt, und sie werden miteinander heftverschweißt. Der hintere Bereich 92 und das Verbindungselement 112 werden dann bearbeitet, so daß sie einen Schmelzkanal 106 bilden, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Schmelzbohrung 124 durch den vorderen Bereich 122 entspricht, und eine Bohrung 116 bilden, die vom hinteren Ende 96 zum Schmelzkanal 106 verläuft. Der seitliche Bereich 58 des Schmelzkanals 106 wird durch die Bohrung 110 gebildet, die zuvor maschinell in dem Verbindungselement 112 ausgearbeitet wurde. Bei der vorliegenden Ausführung verläuft der Schmelzkanal 106 von einem Einlaß 72 am Flanschbereich 70 um eine 90º-Krümmung herum zu einem Auslaß 108 am vorderen Ende 94 des hinteren Bereiches 92. In der fertiggestellten Düse 10 nimmt die Bohrung 116, wie in Fig. 1 zu sehen ist, einen Ventilbuchsenabschnitt 118 des Betätigungsmechanismus 66 auf, wobei sich das Ventilelement 60 durch selbigen erstreckt. Bei einer Angußdüse, die gemäß einer alternativen Ausführung der Erfindung hergestellt wird, werden der hintere Bereich 92 und das Verbindungselement 112 so bearbeitet, daß sie nur den Schmelzkanal 106 bilden, der von einem Einlaß am hinteren Ende 96 zum Auslaß 108 am vorderen Ende 94 des hinteren Bereiches 92 verläuft.
• Als Alternative dazu können der hintere Bereich 92 und das Verbindungselement 112 zunächst mit einem Schmelzkanal 106 mit minimalem Durchmesser versehen werden, der später vergrößert wird, um dem Durchmesser der Schmelzbohrung 124 durch den vorderen Bereich 122 zu entsprechen. Das Bohren der hinteren Bereiche 92 und der Verbindungselemente 112, um den Schmelzkanal 106 entweder herzustellen oder zu vergrößern, kann entweder vor nach dem Zusammenbau der Einzelteile ausgeführt werden.
• Wenn der Außendurchmesser des vorderen Bereiches 122 größer ist als der Durchmesser des vorderen Endes 94 des hinteren Bereiches 92, kann der Außendurchmesser des vorderen Endes 94 des hinteren Bereiches 92 vergrößert werden, so daß er passend ist, indem ein bestimmter Teil des vorderen Endes 94 abgearbeitet wird. Dadurch verringert sich natürlich die Länge der Düse um den abgearbeiteten Teil. Der Halsbereich 138 am hinteren Ende 128 des vorderen Bereiches 122 wird in den Sitz 140 am vorderen Ende 94 des hinteren Bereiches 92 eingeführt. Der vordere Bereich 122 wird in bezug auf den hinteren Bereich 92 gedreht, bis die zweite Ausnehmung 136 fortlaufend mit der ersten Ausnehmung 100 fluchtend ist, und anschließend werden sie heftverschweißt, um sie zu fixieren.
• Danach wird das Heizelement 30 in die fluchtende erste und zweite Ausnehmung 100, 136 gewickelt und bis zum Anschluß 32 geführt. Bei einer bevorzugten Ausführung verläuft bei dem Heizelement 30 ein Nickel-Chrom-Widerstandsdraht mittig durch ein feuerfestes, elektrisch isolierendes Pulvermaterial, wie beispielsweise Magnesiumoxid im Inneren einer Stahlverkleidung. Lagen 150 aus Nickelhartlötpaste werden dort aufgetragen, wo das Verbindungselement 112 und der vordere Bereich 122 an den hinteren Bereich 92 angrenzen. Kleine Löcher 152 können durch den hinteren Bereich 92 gebohrt werden, um Hartlötpaste aufzunehmen, so daß gewährleistet ist, daß eine gute Verbindung vorliegt. Die zusammengebauten Einzelteile werden dann, wie in Fig. 6 und 7 zu sehen ist, mit einem Bindemittel, wie beispielsweise Acryllack 154 besprüht und in ein Bad aus Nickellegierungspulver 156 getaucht. Eine gewisse Menge des Pulvers haftet an dem Lack und umhüllt die Oberflächen (einschließlich des Schmelzkanals 56) der Baugruppe. Das Pulver 156 wird durch Luftzufuhr von unten bewegt, so daß ein Fluidbad erzeugt wird, das eine vollständige Beschichtung der Baugruppe gewährleistet.
• Anschließend wird das vordere Ende 34 der Baugruppe nach oben gedreht und sie wird (normalerweise in Chargen) in einen Vakuumofen 158 eingeführt. Der Ofen 158 wird allmählich auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Hartlötmaterials erwärmt. Gleichzeitig wird der Ofen luftleer gemacht, bis ein relativ hohes Vakuum besteht, um im wesentlichen den gesamten Sauerstoff abzuführen, jedoch wird das Vakuum vor dem Erreichen des Schmelzpunktes der Nickellegierung verringert, indem es teilweise mit einem inerten Gas, wie Argon oder Stickstoff wieder gefüllt wird. Wenn die Beschichtung erhitzt wird, wird das Bindemittel verdampft, jedoch bleibt die Nickellegierung haften. Wenn das Nickellegierungs- und Hartlötmaterial schmilzt, fließt es durch Kapillarwirkung um die Flächen der Heizelemente 30 herum und füllt die Ausnehmungen 100, 136 und bettet das Heizelement 30 fest ein. Die geschmolzene Nickellegierung fließt darüber hinaus um den Halsbereich 144 des vorderen Bereiches 122 und den zylindrischen Bereich 114 des Verbindungselementes 112, so daß sie fest mit dem hinteren Bereich 92 verbunden werden.
• Das Nickellegierungspulver auf den Oberflächen der Baugruppe bildet eine vollständige schützende Beschichtung aus Nickellegierung mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke, die die Oberflächen des Schmelzkanals 56 einschließt. Das Hartlöten der Baugruppe im Vakuum führt zu einer metallurgischen Bindung der Nickellegierung an dem Stahl, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmeübergangs von dem Heizelement 30 sowie die Haftung der Schutzbeschichtung verbessert werden. Dadurch wird eine einheitliche Struktur geschaffen, die ausreichend Wärme von dem Heizelement überträgt und sie über die Schmelzbohrung verteilt. Die Steigung bzw. das Wärmeprofil des Heizelementes 30 ändert sich, wie zu sehen ist, über seine Länge, so daß weniger Wärme in der Mitte der Düse erzeugt wird, wo ein geringerer Wärmeverlust auftritt. Dieses Profil kann für jedes beliebiges Einsatzgebiet eingestellt werden, indem die Anordnung der Ausnehmungen 100, 136 verändert wird.
• Im folgenden wird auf Fig. 5 Bezug genommen, die eine Baugruppe gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung darstellt. In diesem Fall wird ebenfalls ein zweiter vorderer Bereich 146 ausgewählt, der eine mittlere Schmelzbohrung 160 aufweist, die von einem hinteren Ende 162 zu einem vorderen Ende 164 durch selbigen verläuft. Die Schmelzbohrung 160 hat, wie zu sehen ist, den gleichen Durchmesser wie die Schmelzbohrung 124 durch den ersten vorderen Bereich 122. Jedoch ist bei dieser Ausführung dieser Durchmesser etwas größer als der Schmelzbohrungsdurchmesser bei der oben beschriebenen Ausführung. Der zweite vordere Bereich 146 hat einen Halsabschnitt 144 am hinteren Ende 162, der in einem Sitz 142 am vorderen Ende 132 des ersten vorderen Bereiches 122 aufgenommen ist, wobei die Schmelzbohrungen 124, 160 fluchtend sind. Der zweite vordere Bereich hat ebenfalls eine zylindrische Außenfläche 166 mit einer dritten kontinuierlichen, verdrehten Ausnehmung 168, die mit der zweiten Ausnehmung 136 im ersten vorderen Abschnitt 122 fluchtend ist. Ein vertiefter Sitz 170 ist ebenfalls am vorderen Ende 132 ausgeformt und nimmt einen Anschnitteinsatz (nicht dargestellt) oder einen anderen vorderen Bereich auf. Die Schritte des Wickelns des Heizelementes, des Auftragens der Beschichtung und der integralen Hartverlötung sind die gleichen wie die oben beschriebenen, jedoch werden der zweite vordere Bereich 146 wie auch der erste vordere Bereich 122 eingeschlossen. Es liegt auf der Hand, daß dadurch Düsen mit noch größerer Länge B hergestellt werden können, indem zwei oder mehr vordere Bereiche mit vorgegebener, gewünschter Länge ausgewählt werden und sie zusammen fluchtend mit dem hinteren Bereich 92 angebracht werden.
• Obwohl die Beschreibung des Verfahrens der Herstellung von Düsen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung erfolgte, ist diese nicht in einem einschränkenden Sinn zu verstehen. Änderungen und Abwandlungen liegen für den Fachmann auf der Hand. So kann beispielsweise, wie erwähnt, die Form der Düse beim Einsatz eines Angusses (sprue gating) verändert werden. Dennoch weist das Verfahren den gleichen Vorteil der schnellen und kostengünstigen Herstellung von Einspritzdüsen mit unterschiedlichen Längen und Leistungen auf. Bezüglich einer Definition der Erfindung wird auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer integralen, erwärmten Einspritzdüse (10) mit gewünschter Länge, wobei ein hinterer Bereich (92), ein länglicher, vorderer Bereich (122) und ein Verbindungselement (112) hergestellt werden und zusammen mit dem vorderen Bereich (122) verbunden werden, in unterschiedlichen vorbestimmten Größen hergestellt werden,

gekennzeichnet durch

die folgenden Schritte:

(a) Herstellen eines hinteren Stahlbereichs (92) mit einem vorderen Ende (94), einem hinteren Ende (96) und einer im allgemeinen zylindrischen Außenfläche (98), wobei die Außenfläche (98) eine kontinuierliche verdrehte erste Ausnehmung (100) aufweist, um ein elektrisches Heizelement (30) in dieser auf zunehmen,

(b) Auswählen wenigstens eines ersten länglichen vorderen Stahlbereichs (122) mit einem vorderen Ende (132), einem hinteren Ende (128) und einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche (134), wobei die Außenfläche (134) eine kontinuierliche verdrehte zweite Ausnehmung (136) aufweist, welche sich erstreckt um ein elektrisches Heizelement (30) in dieser aufzunehmen, wobei der erste längliche vordere Bereich (122) eine Schmelzbohrung (124) aufweist, die sich durch dieses hindurch erstreckt, von einem Einlaß (126) an dem hinteren Ende (128) zu einem Auslaß (130) an dem vorderen Ende (132), der ausgewählte erste vordere Bereich (122) einen vorherbestimmten gewünschten Außendurchmesser und Länge von dem vorderen Ende (132) bis zum hinteren Ende (128) aufweist, der Schmelzbohrungseinlaß (126) des ausgewählten ersten vorderen Bereichs (122) einen vorherbestimmten gewünschten Durchmesser aufweist,

(c) Bearbeiten des hinteren Bereichs (92) um einen Schmelzkanal (106) bereitzustellen, welcher sich durch diesen erstreckt, von einem Einlaß (72) zu einem Auslaß (108) an dem vorderen Ende (94), wobei der Schmelzkanalauslaß (108) einen Durchmesser aufweist, welcher dem Durchmesser des Schmelzbohrungseinlasses (126) des ersten vorderen Bereichs (122) entspricht,

(d) Rotieren des ersten vorderen Bereichs (122) relativ zu dem hinteren Bereich (92) in eine Position, wobei die zweite Ausnehmung (136) sich in kontinuierlicher Ausrichtung mit der ersten Ausnehmung (100) befindet, und Verbinden des hinteren Endes (128) des ersten vorderen Bereichs (122) mit dem vorderen Ende (94) des hinteren Bereichs (92) in dieser Position, wobei der Schmelzbohrungseinlaß (126) des ersten vorderen Bereichs (122) mit dem Schmelzkanalauslaß (108) des hinteren Bereichs (92) ausgerichtet ist,

(e) Wickeln eines elektrisch isolierten Heizelementes (30) in die erste (100) und zweite (136) Ausnehmung, welche sich kontinuierlich von der Außenfläche (98) des hinteren Bereichs (92) zu der Außenfläche (134) des ersten vorderen Bereichs (122) erstreckt,

(f) Aufbringen von Lötmaterial (150) wo das hintere Ende (128) des ersten vorderen Bereiches (122) mit dem vorderen Ende (94) des hinteren Bereichs (92) verbunden wird und Aufbringen einer Beschichtung aus Bindemittel (154) und metallischem Pulver (156) auf die Außenflächen (98, 134) des hinteren Bereichs (92) und des ersten vorderen Bereichs (122) und

(g) Erwärmen des zusammengefügten hinteren (92) und ersten vorderen (122) Bereichs unter einem Untervakuum unter Vorhandensein eines Edelgases über einen Zeitraum und bei einer Temperatur die ausreichend ist um das Lötmaterial (150) aufzuschmelzen, um den ersten vorderen Bereich (122) mit dem hinteren Bereich (92) integral zu verlöten und das metallische Pulver (156) ausreichend zu schmelzen und das Bindemittel (154) zu entfernen um eine metallische Schutzschicht auf den Außenflächen (98, 134) des hinteren Bereichs (92) und des ersten vorderen Bereichs (122) zu bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Durchmesser des Schmelzkanalauslasses (108) des hinteren Bereichs (92) hergestellt wird um zu dem Durchmesser des Schmelzbohrungseinlasses (126) des ersten vorderen Bereiches (122) zu passen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das vordere Ende (94) des hinteren Bereichs (92) mit einem vorherbestimmten Außendurchmesser hergestellt wird und wobei der hintere Bereich mit einem Absatz (105) hergestellt wird, welcher sich stufenweise nach innen von der Außenfläche (98) aus zu dem vorderen Ende (94) hin verjüngt, wodurch der Außendurchmesser des vorderen Endes des hinteren Bereichs (92) erhöht werden kann, um zu dem Außendurchmesser des ersten vorderen Bereichs (122) zu passen, durch das Entfernen einer berechneten Menge des vorderen Endes (94) des hinteren Bereichs durch Bearbeitung.

4. Verfahren nach Anspruch 3, des weiteren umfassend:

Auswählen eines zweiten länglichen vorderen Stahlbereichs (146) mit einem vorderen Ende (164), einem hinteren Ende (162), und einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche, wobei die Außenfläche eine kontinuierliche verdrehte dritte Ausnehmung (168) aufweist, die sich erstreckt, um ein elektrisches Heizelement in dieser aufzunehmen, wobei der zweite längliche vordere Bereich (146) eine Schmelzbohrung (160) aufweist, die sich durch diesen hindurch erstreckt, von einem Einlaß an dem hinteren Ende zu einem Auslaß an dem vorderen Ende, der ausgewählte zweite vordere Bereich eine vorherbestimmte gewünschte Länge von dem vorderen Ende bis zum hinteren Ende aufweist, der Schmelzbohrungseinlaß des ausgewählten zweiten vorderen Bereichs einen Durchmesser aufweist, der dem Durchmesser des Schmelzbohrungsauslasses des ersten vorderen Bereichs (122) entspricht,

Rotieren des zweiten vorderen Bereichs (146) relativ zu dem ersten vorderen Bereich (122) in eine Position, in welcher sich die dritte Ausnehmung (168) in kontinuierlicher Ausrichtung mit der zweiten Ausnehmung (136) befindet, und Verbinden des hinteren Endes des zweiten vorderen Bereichs mit dem vorderen Ende des ersten vorderen Bereichs in dieser Position, wodurch der Schmelzbohrungseinlaß des zweiten vorderen Bereichs sich in Ausrichtung mit dem Schmelzbohrungsauslaß des ersten vorderen Bereichs befindet, und

Aufnehmen des zweiten vorderen Bereichs wie auch des ersten vorderen Bereichs und des hinteren Bereichs in die Schritte (d), (e), und (f).

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der ausgewählte hintere Bereich mit einem vertieften Sitz (170) hergestellt wird, welcher den Schmelzkanalauslaß an dem vorderen Ende umgibt, und wobei der ausgewählte erste vordere Bereich einen entsprechenden Halsbereich (144) aufweist, der an dem hinteren Ende (162) vorsteht, wobei Schritt (c) das Einführen des Halsbereiches des ersten vorderen Bereichs in den vertieften Sitz (170) des hinteren Bereichs umfaßt und das Heftschweißen dieser miteinander.

6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der ausgewählte hintere Bereich (92) mit einer zylindrischen Öffnung (102) hergestellt wird, welche sich radial zu einer Seitenfläche erstreckt, des weiteren umfassend:

Herstellen eines Stahlverbindungselementes (112) welches einen zylindrischen Bereich (114) aufweist mit einem sich von dort erstreckenden verjüngten Flanschbereich, wobei das Verbindungselement eine Bohrung (106) aufweist die sich durch dieses hindurch erstreckt,

Befestigen des zylindrischen Bereichs des Verbindungselementes in der radialen Öffnung (102) in dem hinteren Bereich, wobei die Bohrung in dem Verbindungselement einen Bereich des Schmelzkanals bildet, welcher sich von dem Einlaß an dem Flanschbereich (70) zu dem Auslaß an dem vorderen Ende erstreckt, und

Aufnehmen des Verbindungselementes in die Schritte (d) und (e) um ein integrales Teil der Einspritzdüse zu werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der hintere Bereich (92) und das Verbindungselement (112) mit einer Bohrung (116) hergestellt werden, die sich von dem Schmelzkanal zu dem hinteren Ende des hinteren Bereichs erstreckt, wobei die Bohrung mit dem Schmelzkanalauslaß an dem vorderen Ende ausgerichtet ist, um ein Ventilelement (60) durch diese aufzunehmen.