DE69511867T2

DE69511867T2 - Spritzgiessdüse mit spannanordnung für heizelement

Info

Publication number: DE69511867T2
Application number: DE69511867T
Authority: DE
Inventors: John Beck
Original assignee: Rosemount Aerospace Inc
Current assignee: Rosemount Aerospace Inc
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2015-06-28
Also published as: EP0767730B1; WO1996000143A1; EP0767730A1; JPH10502306A; US5558888A; DE69511867D1; CA2193352A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Aufspannvorrichtung zum Aufspannen eines Dorns auf einen zylindrischen Körper, um einen engen Kontakt zwischen dem Dorn und dem zylindrischen Körper bereitzustellen, und insbesondere zum Aufspannen einer Heizeinrichtung auf die Außenfläche einer Spritzdüse.
Zylindrische Heizeinrichtungsaufbauten werden auf Spritzdüsen aufgespannt zum Sicherstellen einer guten Wärmeleitung von der Heizeinrichtung auf die Düse, um die Temperatur der Düse auf einer ausreichenden Höhe zu halten. Die Heizeinrichtungen und Düsen erfordern periodische Wartung und Austausch, so daß es folglich wünschenswert ist, die Möglichkeit zu haben, die Heizeinrichtung zur Wartung leicht von der Düse zu entfernen. Die Heizeinrichtungen und Düsen liegen vorwiegend zurückversetzt in einer Eintiefung, so daß die Möglichkeit zum leichten Aufspannen und Lösen der Heizeinrichtung ohne Betätigungseinrichtung innerhalb der Eintiefung wünschenswert ist.
In der Vergangenheit wurden viele Arten von Heizeinrichtungs- Aufspannvorrichtungen vorangetrieben, einschließlich Thermo- Aufspannvorrichtungen, die zum mit steigender Temperatur der Heizeinrichtung automatischen Aufspannen auf die Spritzdüse ausgelegt waren. Bekannte Thermo-Aufspannvorrichtungen hatten eine Spule oder einen Dorn, auf welchen eine Heizeinrichtung angebracht ist, wobei die Spule oder der Dorn eine Bohrung haben, die groß genug ist, um über die Heizeinrichtungsdüse zu rutschen. Die Heizeinrichtung kann von einem äußeren Gehäuse umgeben sein, das ebenfalls zylindrisch ist und welches einen gegenüber der Spule unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat. Das Konzept dieser Art von Einrichtung war, aufgrund des Unterschieds der Ausdehnung zwischen der Spule oder des Dorns für die Anbringung der Heizeinrichtung und anderer Komponenten ein Aufspannen radial nach innen bereitzustellen, um den Dorn zu veranlassen, sich zu Wärmeübertragungszwecken fest nach unten auf die Oberfläche der Düse aufzuspannen. Die US-A-4 968 247 beschreibt eine solche Anordnung und bildet die Grundlage für die Oberbegriffe der nebengeordneten Patentansprüche.
Das Ausmaß der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung in einer radialen Richtung ist häufig nicht ausreichend, um eine hinreichende Aufspannkraft auf die Spritzdüse bereitzustellen, wenn die Dornbohrung groß genug ist, so daß diese über die Düse rutschen kann.
Die Erfindung verwendet eine in Längsrichtung betätigte Nockenanordnung zum Festspannen des Dorns, auf dem die Heizeinrichtung angebracht ist, auf einen Körper unter Verwendung einer mechanisch oder thermisch bewirkten Längsdifferentialbewegung zwischen Dorn und einem äußeren Gehäuse.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Aufspannvorrichtung zum Aufspannen eines Dorns auf einen in einer Bohrung des Dorns liegenden zylindrischen Körper unter Verwendung einer Nockenwirkung. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Dorn eine Heizeinrichtung, die an dessen äußerer Oberfläche angebracht ist, und ist eng auf die äußere Oberfläche einer zu erwärmenden Spritzdüse aufgespannt.
Ein Nockenaufbau arbeitet zwischen einem Abschnitt des Dorns und einer äußeren Aufnahme oder Umkleidung, die über dem Dorn sitzt. Der Nocken weist in Eingriff stehende Nockenflächen auf der Umkleidung und dem Dorn, wie gezeigt, eine nach außen weisende Fläche an zumindest einem Ende des Dorns, und eine nach innen weisende Nockenfläche, die an der äußeren Aufnahme oder Umkleidung angeordnet ist, auf. Eine Längsbewegung zwischen dem Dorn und der Umkleidung bewirkt ein Aufspannen des Dorns auf die Düsenoberfläche. Der Dorn ist an zumindest einer Stelle in Längsrichtung derart geschlitzt, daß ein Spalt im Dornumfang in einem gewünschten Aufspannbereich gebildet wird. Wie gezeigt, erstreckt sich der Schlitz über die gesamte Länge. Die Nockenwirkung zielt auf eine Verkleinerung des Spalts und die Bereitstellung einer Aufspannkraft ab.
In einer Form der dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Nockenwirkung durch eine thermische Differentialexpansion des Dorns relativ zu der Umkleidung in Längsrichtungen erreicht. Im Gegensatz zu radialen Dimensionsänderungen ändert sich die Länge des Dorns, um die Nockenbetätigung und die Aufspannwirkung bereitzustellen. Die Nocken in dem einen bevorzugten Ausführungsbeispiel befinden sich an beiden Enden des Dorns, so daß dann, wenn sich der Dorn in Längsrichtung in einem größeren Ausmaß als die äußere Umkleidung ausdehnt, ein Aufspannen auftritt. Die Umkleidung kann auch den höheren Ausdehnungskoeffizienten haben, falls die Nockenflächen richtig ausgerichtet sind.
Der sich in dem Dorn in Längsrichtung erstreckende Schlitz erlaubt dem Dorn, sich auf einer Spritzdüse festzuspannen, und erlaubt dem Dorn, sich in kaltem Zustand (bei Raumtemperatur) genügend auszudehnen, um zu ermöglichen, den Dorn leicht von einem Ende der Düse ab- und zurück auf die Düse zu schieben. Die Düsen sind üblicherweise von einem Ende her zugänglich. Ein zweites Ausführungsbeispiel verwendet einen mechanisch betätigten Nocken, wobei der Dorn über der Düse angeordnet ist und das äußere Gehäuse mechanisch in Längsrichtung verschoben wird, um den Dorn auf die Düse aufzuspannen. Nocken sind an beiden Enden des Heizeinrichtungsaufbaus bereitgestellt. Nachdem die Nocken aufsetzen, wird die äußere Umkleidung in ihre aufgespannte Position eingeklinkt. Das Einklingen erfolgt derart, daß es, wenn erwünscht, von dem zugänglichen Ende der Düse und der Heizeinrichtung gelöst werden kann. In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Vorsprung bzw. eine Nase verwendet, um die äußere Umkleidung und den Dorn in einem teilweise zusammengebauten Zustand für leichten Transport und leichte Handhabbarkeit zusammenzuhalten.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele ziehen Vorteil aus der Nutzung der Längsverschiebung zwischen dem Dorn und der Umkleidung zum Erhalt einer Nockenwirkung zum Aufspannen unter Verwendung von entweder thermischer Betätigung oder mechanischer Betätigung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Heizeinrichtungsaufbaus, der an einer zu erwärmenden Spritzdüse installiert gezeigt ist;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2--2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Heizeinrichtungsaufbaus;
Fig. 4 einen Längsquerschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Teilen im Querschnitt und zur Installation auf einer Spritzdüse positioniert;
Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiels der Erfindung, mit den Teilen in einer aufgespannten Position und mit Teilen im Querschnitt;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 4; und
Fig. 7 eine vereinfachte Explosionsansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 4, um den Zusammenbau des Heizeinrichtungsaufbaus darzustellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Zunächst auf Fig. 1 Bezug nehmend, weist eine fragmentarisch und allgemein als 10 dargestellte Spritzgußmaschine eine Spritzdüsentrommel 12 mit einem Düsenende 13 auf, das zum Einspritzen von Materialien in eine entsprechende Form verwendet wird. In dem Spritzprozeß ist es wichtig, daß die von dem Düsenende 13 ausgestoßenen Materialien auf einer Temperatur sind, die ausreichend hoch ist, um die Materialien hinreichend fließen zu lassen, so daß folglich das Vorhandensein von Heizeinrichtungen, die die Düsentrommel 12 umgeben, um die Materialtemperatur ausreichend zu steuern, eine übliche Praxis ist.
In dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bewirkt, daß sich ein allgemein mit 14 bezeichneter Heizeinrichtungsaufbau selbst auf die äußere zylindrische Oberfläche der Düsentrommel 12 aufspannt. Der Heizeinrichtungsaufbau 14 umfaßt eine Spule oder einen Dorn 16, die bzw. der eine mittige zylindrische rohrförmige Schale 18 aufweist, die eine Bohrung 19 (Fig. 2 und 3) ausreichenden Durchmessers, um um die zylindrische äußere Oberfläche der Düsentrommel 12 zu gleiten, hat. Der Dorn ist mit sich radial erstreckenden Schlußflanschen 20 und 21 versehen, die an gegenüberliegenden Enden der rohrförmigen Schale 18 positionierte, ringförmige Flansche sind, und die sich von der äußeren Oberfläche der rohrförmigen Schale aus radial nach außen erstrecken, wie gezeigt. Die Flansche 20 und 21 bilden eine ringförmige Ausnehmung 22, deren Größe so bemessen ist, daß ein spiralförmig gewickelter elektrischer Heizdraht, der allgemein mit 24 bezeichnet ist, Aufnahme findet. Der Heizeinrichtung hat geeignete, mit 26 (Fig. 3) bezeichnete Leitungen, die sich aus einem in einer äußeren Umkleidung oder Aufnahme 30 der Heizeinrichtungsaufbau bereitgestellten Loch oder einer Öffnung 28 erstrecken.
Der Dorn 16 ist auf einer Seite längs geschlitzt und weist einen sich in Längsrichtung erstreckenden Spalt 32 auf. Der Schlitz läuft durch die rohrförmige Schale 18 sowie die Schlußflansche 20 und 21, so daß die Innenweite der Dornbohrung 19 durch Anlegen von Kräften an die Außenseite des Dorns, um diese zusammenzudrücken und den Spalt zu verengen, verringert werden kann.
Die Umkleidung 30 ist, wie gezeigt, aus einem Material hergestellt, das einen relativ niedrigen Ausdehnungskoeffizienten hat, und ist so ausgebildet, daß sie geringfügig länger als der Dorn 16 ist. Die Umkleidung 30 hat einen Endabschnitt 36, der gebogen oder geformt ist, entweder vor dem Zusammenbau auf dem Dorn oder nach dem Zusammenbau, so daß er im Durchmesser auf eine kleinere Durchmesseröffnung 38 als der Durchmesser des Hauptabschnitts der Umkleidung reduziert wird. Die Öffnung 38 hat einen kleineren Durchmesser als die Außenumfangsränder der ringförmigen Flansche 20 und 21 des Dorns.
Die innere Oberfläche 36A des Endabschnitts 36 der Umkleidung verjüngt sich folglich mit einem gewünschten Verjüngungswinkel oder einer gewünschten Konfiguration auf einen kleineren Durchmesser, und die äußere Oberfläche 20A des ringförmigen Flansches 21 ist ebenfalls so abgewinkelt oder konfiguriert, daß die beiden Oberflächen 20A und 36A komplementär sind und Nockenflächen bilden, die zum Aufspannen relativ zueinander gleiten werden.
Das gegenüberliegende oder innere Ende der Umkleidung 30 hat einen Endabschnitt 40, der übergebogen oder gebildet wird, nachdem der Dorn 16 im Inneren der Umkleidung mit dem in der Ausnehmung 22 auf den Dorn gewickelten Heizeinrichtung 24 in Position gebracht wurde. Das Biegen oder Erzeugen des Endes 40 bildet die innere Oberfläche 40A in eine nach innen weisende Nockenfläche aus, auf dieselbe Art und Weise wie die Oberfläche 36A. Die Öffnung 42 an dem Ende 40 der Umkleidung 30 hat einen kleineren Durchmesser als die äußere Oberfläche des Schlußflanschs 21 an dem Dorn. Die äußere Oberfläche 21A des Flanschs 21 ist so abgewinkelt oder geformt, daß sie mit der Oberfläche 40A in Eingriff steht und einen Nocken in Verbindung mit der Oberfläche 40A bildet. Der Dorn ist dann fest im Inneren der Umkleidung und wird an Ort und Stelle gehalten, so daß beide Nocken so wirken, daß der Dorn aufgespannt wird, indem sie darauf abzielen, daß der Spalt 32 des Schlitzes verkleinert wird, wenn die Nocken arbeiten.
Nachdem der Heizelnrichtungsaufbau 14 erzeugt worden ist, wie im Querschnitt in Fig. 1 gezeigt, und der Heizeinrichtungsaufbau "kalt" ist (bei Raumtemperatur), sind die Schlußflansche 20 und 21 des Dorns von den Endflächen 36A und 40A der Umkleidung 30 aus nach innen gerichtet positioniert. Die Bohrung 19 des Dorns 16 kann durch Nockenwirkung zusammengedrückt werden, bis die Bohrung 19 ihre Sollgröße hat. Dies kann durch Plazieren eines Richtbolzens bzw. -stifts richtiger Größe in der Dornbohrung und Erzeugen der Umkleidung, bis die Nocken bewirken, daß sich der Dorn auf den Richtbolzen spannt, erfolgen. Dann hat die Bohrung 19 die richtige Größe. Der Heizeinrichtungsaufbau 14 kann dann von dem Düsenende aus über die Düsentrommel 12 nach innen geschoben oder bewegt werden. Der Gleitsitz der Bohrung 19 wird festsitzend gehalten, so daß der Dorn mit wenig Bewegung der Nocken und nur einem kleinen Schließen des Spalts 32 auf die Düsentrommel 12 aufgespannt werden kann.
Wenn dann durch Zuführen von Leistung aus einer geeigneten Quelle 46 zu den Leitungen 26 und folglich zu der Heizeinrichtung Wärme zugeführt wird, wird die Temperatur ansteigen, die Düsentrommel 12 veranlassen, sich auszudehnen, und ebenfalls eine Ausdehnung des Dorns 16 und der Umkleidung 30 bewirken. Der Dorn 16 ist bevorzugt so ausgewählt, daß er aus einem metallischen Material besteht, das einen verhältnismäßig hohen Ausdehnungskoeffizienten hat. Dies wird eine Ausdehnung des Dorns 16 in Längsrichtungen bewirken, die in Fig. 1 durch Pfeile 48 und 49 angegeben sind. Eine radiale Wärmeexpansion, die das Aufspannen unterstützt, ist ebenfalls vorhanden, die Längenmaßänderung gewährleistet jedoch ein ausreichendes Aufspannen durch Nockenwirkung.
Die äußere Umkleidung 30 ist so ausgewählt, daß sie einen Ausdehnungskoeffizienten hat, der kleiner ist als der des Dorns 16, so daß dann, wenn sich der Aufbau erwärmt, das Ausmaß der Ausdehnung der Umkleidung 30 in Längsrichtung kleiner ist als die des Dorns 16. Dies bedeutet, daß die Schlußflansche 20 und 21 sich in Richtung der Nockenflächen 36A und 40A am gegenüberliegenden Ende an der Umkleidung bewegen werden, welches in einem Gleiten der Nockenflächen resultiert, um eine Kraft bereitzustellen, die darauf abzielt, daß der Dorn aufgrund der Nockenwirkung zwischen den Oberflächen 36A, 20A und 40A, 21A radial zusammengedrückt wird. Diese Nockenwirkung wird bewirken, daß die Kanten der rohrförmigen Schale 18, die sich an gegenüberliegenden Seiten des Spalts 32 befinden, nach innen gedrückt werden, wie durch die Pfeile 50 angedeutet, um dadurch den Durchmesser der Bohrung 19 in dem Dorn 16 zu verkleinern und den Dorn fest auf die Oberfläche der Düsentrommel 12 aufzuspannen.
Die Nockenwirkung wird durch eine relative Längsbewegung zwischen der äußeren Umkleidung und dem Dorn 16 verursacht. Der Aufspannvorgang ist automatisch und positiv bzw. zwangsläufig.
Der Heizeinrichtungsaufbau 14 wird durch Belassen zumindest eines der Endabschnitte 36 oder 40 der Umkleidung 30 in zylindrischer Form und dann Überschieben der Umkleidung über eine Unteranordnung aus dem Dorn 16 und dem Heizdraht 24 in die Umkleidung erzeugt. Nachdem der Dorn 16 im Inneren der Umkleidung ist, kann ein Richtbolzen in der Bohrung 19 plaziert werden, und der eine oder beide Endabschnitte 36 und 40 können umgebogen werden, um die nach innen weisenden Nockenflächen auszubilden und auf eine gewünschte Bohrungsgröße einzustellen. Das Verfahren erlaubt größere Toleranzen in dem Dorn und der Umkleidung.
Bei dieser Form der Erfindung könnte der Dorn 16 länger als die Umkleidung gemacht werden, und wurden Flansche an gegenüberliegenden Enden des Dorns umgebördelt oder als getrennte Teile hinzugefügt, um Nockenflächen bereitzustellen, die nach innen in Richtung der Heizeinrichtung und der Umkleidung weisen. Die Enden der Umkleidung wurden mit nach außen weisenden Nockenflächen bereitgestellt, um die Nockenflächen auf den Flanschen des Dorns in Eingriff zu bringen. In solcher Konfiguration hatte die Umkleidung einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der Dorn, um den thermischen Aufspannvorgang zu erhalten.
Das in Fig. 4 bis 7 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt einen mit 60 bezeichneten Heizeinrichtungsaufbau, der einen inneren Dorn 61 aufweist, der eine rohrförmige Schale 62 hat, mit einer Bohrung 59 durch die Mitte, und an einem Ende derselben einen ringförmigen Flansch 63 ähnlich zu dem in Fig. 1 gezeigten Flansch 20 hat. Bei dieser Form der Erfindung hat jedoch der Dorn 61 eine Basis oder ein Kopfende 64 an einem gegenüberliegenden Ende der Schale 62 von dem Flansch 63 aus. Das Kopfende bildet einen ringförmigen Stecker. Die Bohrung des Dorns erstreckt sich durch das Kopfende und hat eine Größe, die so bemessen ist, daß eine Spritzdüse Aufnahme findet. Das Kopfende hat einen konischen Außenteilabschnitt 66, der eine Nockenfläche 67 an seiner äußeren Oberfläche aufweist.
Eine Heizeinrichtung 68 ist auf die durch den ringförmigen Flansch 63 und den konischen Abschnitt 66 gebildete Ausnehmung gewickelt und um die äußere Oberfläche der rohrförmigen Schale 62 des Dorns 61 geschlungen. Der Dorn 61 weist ferner einen Längsschlitz 65 auf, der einen Spalt bildet und sich durch den Flansch 63 und das Kopfende 64 erstreckt.
Eine äußere, mit 70 bezeichnete Umkleidung hat in dieser Form der Erfindung ein inneres Ende 71, das zylindrisch ist und von einer Größe, daß es über den Flansch 63 und die gewickelte Heizeinrichtung paßt. Die Umkleidung 70 hat einen äußeren Endabschnitt 72, der umgebördelt ist und sich im Durchmesser verjüngt, um eine innere Oberfläche 72a bereitzustellen, die sich ebenfalls im Durchmesser verjüngt und eine Nockenfläche bildet, die zu einer Nockenfläche 63A auf dem Flansch 63 komplementär ist.
Die äußere Umkleidung 70 hat einen ersten dreieckförmigen Vorsprung 74, der teilweise aus der Umkleidung ausgestanzt und nach innen gerichtet ist. Der Vorsprung 74 ist von der Oberfläche der äußeren Umkleidung weg nach innen gebogen, so daß dann, wenn der Dorn 61 von dem Ende 71 der Umkleidung her in die Umkleidung 70 geschoben wird, der Vorsprung 74 unter Drängen des ringförmigen Flanschs 63 federnd nach außen gedrückt werden und sich dann teilweise in einer Ausnehmung 75 in dem ringförmigen Flansch 63 und teilweise hinter dem Flansch 63 an seinen Plaaz bewegen wird, um zu verhindern, daß der Dorn 61 aus der Umkleidung 70 zurückweicht. Der Vorsprung 74, der in der Ausnehmung 75 ruht, wird ferner eine Drehung der Umkleidung relativ zu dem Dorn 61 zurückhalten.
Darüber hinaus ist die Umkleidung 70 mit einem Verriegelungsvorsprung 76 versehen, die dem äußeren Ende 72 benachbart ist. Der Verriegelungsvorsprung liegt über dem Schlitz 65, wenn der Vorsprung 74 in der Ausnehmung 75 ist. Der Vorsprung 76 hat einen Endvorsprung 76A, der in den Spalt oder Schlitz 65 an dem äußeren Ende des Dorns paßt, und ferner Schultern 76B, die breiter sind als der Schlitz 65. Wenn sich die Umkleidung 70 in ihrer Position wie in Fig. 4 gezeigt befindet, bevor der Dorn auf eine Spritzdüse gespannt ist, wird det Verriegelungsvorsprung lediglich von einem beliebigen Teil des Dorns ausgerückt. Der Vorsprung 74 wird die Umkleidung daran hindern, axial von dem Dorn abzugleiten.
In dieser Form der Erfindung wird dann, wenn der Dorn 61 über eine Spritzdüse geschoben worden ist und richtig positioniert ist, am Ende die Umkleidung 70 mit einer geeigneten Kraft beaufschlagt und der Dorn 61, entweder durch Halten desselben relativ zu einem Abschnitt der Spritzdüse unter Verwendung von Abstandshaltern oder unter Verwendung eines Spezialwerkzeugs, gehalten, und die Umkleidung relativ zu dem Dorn in die durch den Pfeil 78 angegebene Richtung bewegt. Diese Bewegung wird die auf dem ringförmigen Flansch 63 ausgebildete äußere Nockenfläche 63A veranlassen, gegen die Oberfläche 72A einzugreifen. Ferner wird die innere Oberfläche 71A des zylindrischen Endes 71 auf der Oberfläche 67 des Kopfendes des Dorns gleiten und darauf abzielen, den in dem Dorn 61 ausgebildeten Spalt des Schlitzes 65 zu schließen.
Nachdem die Umkleidung 70 einmal vollständig auf den Dorn und über die Nockenflächen 63A und 67 des Dorns 61 und 71A und 72A der Umkleidung geschoben wurde, werden die Nockenflächen den Dorn 61 veranlassen, zusammenzudrücken und den Durchmesser der Dornbohrung 59 zu verkleinern, um auf die zugeordnete Spritzdüse zu spannen, wenn das innere Ende der Umkleidung 70 nahe dem Ende des Kopfabschnitts 64 des Dorns 61 ist. Der Verriegelungsvorsprung 76 der Schulter 76B wird hinter dem Flansch des Dorns einschnappen und die Umkleidung davon abhalten, sich zu bewegen. Dies ist in Fig. 5 gezeigt, in der die Endabbildung 75A herausgebrochen wurde, um den in die innere radiale Oberfläche des Flanschs 63 eingreifenden Vorsprung 75 zu zeigen. Die Nocken werden so gehalten werden, daß der Dorn 61 durch die Nockenwirkung fest auf eine Spritzdüse aufgespannt werden wird. Die Pfeile 80 zeigen den Aufspannvorgang quer zu dem Spalt 65 an.
Die äußere Umkleidung 70 kann vorzugsweise Schlitze 81 aufweisen, die sich von dem Endabschnitt 72 teilweise nach innen erstrecken, so daß die Nockenfläche 72A eine geringe zusätzliche Spannkraft oder Federbelastung und die Möglichkeit zu expandieren hat. Diese Spannkraft wird dabei helfen, es den Flächen zu erlauben, zusammenzugleiten, um eine entsprechende Auf spannwirkung bereitzustellen. Desgleichen hat das Ende 71 der Umkleidung 70, das mit der Nockenfläche 67 in Eingriff steht, Schlitze 83 in sich, die ebenfalls der Umkleidungswandung erlauben, geringfügig nachzugeben, wenn die Umkleidung über die Nockenflächen in Position geschoben wird. Eine Aussparung 87 kann für elektrische Leitungen, die zu der Heizeinrichtung 68 führen, ausgeschnitten sein.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, kann der Zusammenbau des Dorns 61 und der Umkleidung 70 (in Fig. 7 ist der Heizdraht nicht gezeigt) durch bloßes Schieben der Umkleidung in Position über den Dorn 61 erfolgen, und wenn der Vorsprung 74 einmal ausreichend weit hinter die Ausnehmung 75 in dem Flansch 63 eingetreten ist, so daß die Umkleidung 70 auf dem Dorn gehalten wird, ist der Heizeinrichtungsaufbau bereit zur Auslieferung an den Benutzer. Dies ist ein teilweise zusammengebauter Zustand, gewährleistet aber, daß die Teile während des Transports oder der Handhabung nicht getrennt werden. Die Bohrung 59 in dem Dorn 61 bleibt in der richtigen Größe, so daß er leicht über eine Spritzdüse wie beispielsweise der in Fig. 1 gezeigten geschoben werden kann, und sodann können der Dorn und die Umkleidung in der zweiten Form der Erfindung mechanisch relativ in Längsrichtung verschoben werden, so daß der Vorsprung 76 hinter dem Flansch 63 verriegelt und die Nockenflächen in positivem Eingriff hält.
Durch geeignete Materialauswahl können auch thermische Aufspannvorrichtungen in die zweite Form der Erfindung einbezogen werden, um die Spannlast nach Installation und Belastung mit dem Vorsprung 76 zu erhöhen.
Fig. 7 veranschaulicht im wesentlichen die Konfiguration des Dorns für die erste Form der Erfindung, mit der Ausnahme, daß in der ersten Form der Erfindung die ringförmigen Flansche an beiden Enden des Dorns verwendet werden und das Kopfende nicht so groß ist und keine äußere Nockenfläche hat, die so ausgerichtet ist, daß sie aufspannt, wenn die Umkleidung über den Dorn geschoben wird.
Während ein Schlitz in den Dornen gezeigt ist, könnten die Dorne einen oder mehrere Längsschlitze haben, die sich von jedem Ende des Dorns nach innen erstrecken, um den Nocken zu ermöglichen, den Durchmesser der Dornbohrung an den Enden zu verkleinern.
Die Verwendung eines Längsschlitzes über die volle Länge hat den Vorteil, daß die Spaltbreite ziemlich breit gemacht und die gesamte Bohrungslänge nach Wunsch reduziert werden kann. Dies erlaubt es, daß ein Dorn durch geeignete anfängliche Einstellung der Nocken zum Verkleinern des Bohrungsdurchmessers auf ein gewünschtes Maß in einem Bereich unterschiedlicher Düsendurchmesser verwendbar ist. Ferner kann die Heizeinrichtung straff genug gewickelt werden, um den Spalt zu verkleinern, so daß ein Zurückspringen des Heizdrahts nach dem Wickeln durch ein Zurückspringen des Dorns kompensiert werden würde, um die Heizeinrichtung straff gewickelt zu halten.
Die Umkleidung in beiden Formen der Erfindung ist eine Aufnahmehülse, die dazu dient, die Nocken für den Aufspannvorgang zu aktivieren. Die in der Umkleidung des zweiten Ausführungsbeispiels gezeigten Schlitze können auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen ein positives bzw. zwangsläufiges Aufspannen von Dornen auf zylindrische Körper bereit und ziehen insbesondere Vorteil aus thermischer Expansion in dem Dorn in Längsrichtung, wo eine Gesamtänderung ausreicht, eine durch Nocken erzeugte Bewegung zum Aufspannen bereitzustellen. Radiale Dimensionsänderungen aus thermischer Expansion sind ebenfalls vorhanden, um die Nockenaufspannkräfte zu ergänzen.
Die verwendeten Materialien können aus einem Bereich von Materialien mit unterschiedlichen (oder gleichen) thermischen Expansionskoeffizienten ausgewählt werden. Für die erste Form der Erfindung kann Aluminium für den Dorn verwendet werden, beispielsweise mit einer äußeren Umkleidung aus Titan oder Stahl. Das Umkleidungsmaterial für die Erfindung muß formbar sein, um Nockenflächen bereitzustellen.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, daß Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Heizeinrichtungsaufbau (14) zur Verwendung auf einem zylindrischen Element, umfassend:

- einen Dorn (16) mit einer Bohrung ausreichender Größe zur Aufnahme eines zu erwärmenden zylindrischen Elements (12); und

- eine auf dem Dorn (16) angeordnete Heizeinrichtung (24), wobei der Dorn (16) zumindest eine Nockenfläche (20) an einem Ende desselben aufweist, die sich relativ zu einer Längsachse des Dorns (16) verjüngt, und der Dorn zumindest einen Längsschlitz (32) aufweist mit einer Breite, die es der Bohrung erlaubt, kleiner zu werden, wenn der Schlitz (32) schmäler wird;

dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau umfaßt:

- eine Umkleidung (30), die zumindest einen Abschnitt des Dorns (16) umgibt, wobei die Umkleidung (30) zumindest eine komplementäre Fläche aufweist zum Einrücken der zumindest einen Nockenfläche auf dem Dorn (16), wenn die Umkleidung und der Dorn eine relative Differentiallängsbewegung aufweisen, um eine Kraft auf den Dorn (16) bereitzustellen, die darauf abzielt, die Schlitzbreite zu verringern, um dadurch den Dorn (16) auf ein zylindrisches Element (12), auf dem der Dorn aufsitzt, aufzuspannen.

2. Heizeinrichtungsaufbau nach Anspruch 1, bei der die Heizeinrichtung (24) auf dem Dorn (16) aufsitzt und die Umkleidung (30) zumindest ein Ende aufweist, das derart geformt ist, daß es mit der Nockenfläche auf dem Dorn (16) in Eingriff steht und die Umkleidung (30) relativ zu dem Dorn (16) von einer Längsbewegung in einer Richtung, die es den Nockenflächen erlaubt, sich zu trennen, abgehalten wird, und bei der entweder die Umkleidung (30) oder der Dorn (16) einen höheren thermischen Expansionskoeffizienten hat als der jeweils andere von entweder Umkleidung (30) oder Dorn (16), so daß bei Erwärmung des Heizeinrichtungsaufbaus (14) auf eine Temperatur über der Raumtemperatur eine Differentialbewegung zwischen dem Dorn (16) und der Umkleidung (30) auftritt, um herbeizuführen, daß die Nockenfläche und die komplementäre Fläche ineinandergreifen, um die Kraft auf den Dorn (16) bereitzustellen.

3. Heizeinrichtungsaufbau (14) nach Anspruch 1, bei dem die Umkleidung (30) unter Längskraft zwischen dem Dorn (16) und der Umkleidung (30) relativ zu dem Dorn (16) in Längsrichtung beweglich ist, um herbeizuführen, daß die Nockenfläche und die komplementäre Fläche ineinandergreifen und die Kraft auf den Dorn (16) bereitstellen.

4. Heizeinrichtungsaufbau nach Anspruch 1, bei dem sich die zumindest eine komplementäre Fläche der Umkleidung (70) an einem Ende derselben befindet und sich eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitzen (83) in der Umkleidung (70) durch die komplementäre Fläche erstrecken, wobei die Schlitze (83) ringförmig um die Umkleidung (70) beabstandet sind.

5. Heizeinrichtungsaufbau nach Anspruch 1, bei dem der Dorn (61) Flansche (63) an gegenüberliegenden Enden desselben aufweist, wobei die Flansche die zumindest eine Nockenfläche umfassen und weiter sich ringförmig erstreckende Nockenflächen an den Außenrändern der Flansche umfassen, die Nockenflächen an gegenüberliegenden Enden des Dorns (16) in entgegengesetzte Längsrichtungen weisen, und die Umkleidung (70) zwei komplementäre Flächen aufweist.

6. Heizeinrichtungsaufbau nach Anspruch 5, bei dem die Umkleidung (70) zwei Endflächen aufweist, die in Richtung der Nockenflächen auf dem Dorn (61) weisen, wobei der Dorn (61) kürzer ist als die Umkleidung (70) und eine Länge hat derart, daß die Nockenflächen auf dem Dorn (16) und die beiden Endflächen auf der Umkleidung unter Raumtemperaturen vor der Inbetriebnahme der Heizeinrichtung betätigbar verbunden sind, der Dorn (61) einen thermischen Expansionskoeffizienten hat, der ausreicht, um herbeizuführen, daß die Nockenflächen und die Endflächen betätigbar ineinandergreifen und gleiten, um die Kraft auf den Dorn (61) bereitzustellen, um den Dorn (61) aufzuspannen, wenn die Heizeinrichtung in Betrieb genommen wird und eine gewünschte Temperatur erreicht.

7. Aufspannvorrichtung für einen zylindrischen Spritzdüsenkörper, umfassend:

- einen Dorn (16), der eine Bohrung einer Größe derart aufweist, daß er verschiebbar über den zylindrischen Spritzdüsenkörper (12) paßt, wobei der Dorn (16) einen Schlitz (32) hat, der sich in Längsrichtung an einem Abschnitt desselben erstreckt, um einen Spalt zu bilden, der schmäler werden kann, um die Größe der Bohrung in dem Dorn (16) zu verringern; um auf den zylindrischen Spritzdüsenkörper (12) aufzuspannen; und

- eine erste Nockenfläche auf dem Dorn (16), die sich in Radialrichtungen und in Längsrichtung verjüngt;

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannvorrichtung umfaßt:

- eine über dem Dorn (16) angebrachte Aufnahmehülse (30), wobei die Aufnahmehülse (30) eine zweite, in Eingriff stehende Nockenfläche aufweist, um mit der ersten Nockenfläche des Dorns (16) in Eingriff zu stehen und bei relativer Längsbewegung zwischen dem Dorn (16) und der Aufnahmehülse (30) ein gleitendes Einrücken der gegenüberliegenden Noc kenflächen herbeizuführen, um den Spalt zu verkleinern und den Dorn (16) auf den zylindrischen Spritzdüsenkörper (12) aufzuspannen.

8. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Aufnahmehülsenelement eine Umkleidung (30) umfaßt, die über zumindest einem Abschnitt des Dorns (16) liegt, wobei die zweite Nockenfläche sich an einem ersten Ende der Umkleidung (30) befindet, ein zweites Ende der Umkleidung (30) mit im Eingriff stehender erster und zweiter Nockenfläche davon abgehalten wird, sich relativ zu dem Dorn zu verschieben, und entweder die Umkleidung (30) oder der Dorn (16) einen thermischen Expansionskoeffizienten größer als die bzw. der jeweils andere haben derart, daß der thermische Expansionskoeffizient von entweder Umkleidung (30) oder Dorn (16) bei einer ausgewählten Betriebstemperatur herbeiführt, daß die Nockenflächen ineinandergreifen und die Breite des Spalts verringern, um den Dorn (16) aufzuspannen.

9. Aufspannvorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Dorn (16) kürzer als die Umkleidung (30) ist und den größeren Expansionskoeffizienten hat.

10. Heizeinrichtungsaufbau nach Anspruch 8 und ein Vorsprung auf der Umkleidung (30), der in einen Abschnitt des Dorns eingreift, um die Umkleidung relativ zu dem Dorn (16) zurückzuhalten, mit aus der zweiten Nockenfläche der Umkleidung (30) ausgerückten ersten Nockenflächen des Dorns (16).

11. Verfahren zum Dimensionieren einer Bohrung in einem zumindest teilweise von einer Umkleidung umgebenen Dorn, umfassend die Schritte

- Bereitstellen eines Dorns (16) mit einer Bohrung mit einer Längsachse und einem Schlitz (32), der sich in einer Richtung entlang der Längsachse erstreckt und einen umlaufenden Spalt bildet;

- Bereitstellen einer Umkleidung (30), die zumindest über Teilen des Dorns (16) liegt, und Versehen der Umkleidung (30) und den Dorn (16) mit gegenüberliegenden Nockenflächen, die derart ausgerichtet sind, daß bei einem Einrücken unter relativer Bewegung in der Längsrichtung die Nockenflächen den Spalt verkleinern und die Größe der Bohrung verringern; und

- Bereitstellen eines Richtbolzens mit einem Außendurchmesser einer gewünschten Größe in der Bohrung und Einstellen der Lagen der gegenüberliegenden Nockenflächen in der Längsrichtung, bis die Bohrungsgröße an den Richtbolzen angepaßt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, beinhaltend den Schritt des Bereitstellens einer Umkleidung (30) mit einem Endabschnitt, der eine Nockenfläche an einem Ende des Dorns (16) überlappt, und Formen des äußeren Endes der Umkleidung derart, daß die Nockenfläche an dem einen Ende des Dorns (16) in Eingriff kommt, um die Bohrung an den Richtbolzen anzupassen.