DE69517111T2

DE69517111T2 - Verfahren zur Herstellung einer Spritzgiessdüse

Info

Publication number: DE69517111T2
Application number: DE69517111T
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2015-09-05
Also published as: ES2146687T3; EP0701891B1; CN1126642A; EP0701891A3; CA2132281A1; IN192646B; CA2132281C; JPH08150465A; CN1060416C; JP3824336B2; DE69517111D1; PT701891E; EP0701891A2; DE19532608B4; ATE193240T1; DE19532608A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Spritzgießen und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Spritzgießdüse, welche ein integrales Heizelement aufweist, bei der sowohl Hartlöten als auch Gießen in einem einzigen Heizzyklus eines Vakuumofens durchgeführt wird.
Das Herstellen einer Spritzgießdüse mit einem integralen elektrischen Heizelement weist viele Vorteile auf, wie z. B. verbesserter Wärmeübertragung, reduzierte Korrosion und längere Lebensdauer. Es ist allgemein bekannt, solche Integraldüsen herzustellen, indem zuerst die Komponenten gegeneinander abgedichtet werden, um einen Raum um einen schraubenförmigen Abschnitt eines elektrischen Heizelementes herumzubilden, was üblicherweise durch Hartlöten in einem Vakuumofen erfolgt. Die Düse wird dann nochmals in den Vakuumofen eingesetzt, um ein leitendes Material wie z. B. Kupfer in den abgedichteten Raum um den schraubenförmigen Abschnitt des Heizelementes zu gießen. Bei den bisherigen Verfahren wurde ein leitendes Material, wie z. B. eine Beryllium-Kupfer-Legierung ausgewählt, um einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Hartlötmaterial zu haben. Verschiedene Varianten dieses Verfahrens sind in US Patenten des Anmelders beschrieben, nämlich US Patent Nr. 4,355,460, welches am 26. Oktober 1982 veröffentlicht wurde, US Patent Nr. 4,403,405, welches am 13. September 1983 veröffentlicht wurde und US Patent Nr. 4,771,164, welches am 13. September 1988 veröffentlicht wurde. Obgleich diese vorbekannten Verfahren viele Vorteile aufweisen, haben sie alle den Nachteil, daß das Abdichten des Raumes um den schraubenförmigen Abschnitt des Heizelementes und das Gießen des Kupfers in diesen Raum zwei separate Schritte darstellen, die zwei verschiedene Zyklen des Vakuumofens erfordern. Darüber hinaus hat in der Vergangenheit das integrale Gießen des Heizelementes in das leitende Material den extrem kritischen Faktor der thermischen Leitfähigkeit durch die Reduktion von Hohlräumen in der Düse um das Heizelement verbessert. Es wurde nun herausgefunden, daß die thermische Leitfähigkeit zusätzlich durch Kühlen der Düse in einer Weise verbessert werden kann, daß eine gleichgerichtete Verfestigung des leitenden Materiales von unten nach oben erreicht wird, um die Bildung von Hohlräumen aufgrund von Schrumpfung zu verhindern.

Zusammenfassung der Erfindung

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung zumindest teilweise die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, indem ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse vorgeschlagen wird, bei welchem sowohl Hartlöten zum Abdichten des Raumes um das Heizelement herum als auch Gießen des leitenden Materiales in den abgedichteten Raum während eines einzigen gesteuerten Zyklus eines Vakuumofens durchgeführt werden.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung ein Verfahren zum Kühlen der Düse vorzuschlagen, um eine gleichgerichtete Verfestigung des leitenden Materiales in dem Raum von unten her zu erzeugen.
Zu diesem Zweck wird zu einem dieser Aspekte erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen einer integral beheizten Spritzgießdüse vorgeschlagen, die ein hinteres Ende, ein vorderes Ende, einen länglichen inneren Kernabschnitt mit einem sich vom hinteren Ende her dadurch hindurch erstreckenden Schmelzedurchgang, einen äußeren Hülsenabschnitt, der den inneren Kernabschnitt an das hintere Ende angrenzend umgibt, einen äußeren Buchsenabschnitt, der sich von dem äußeren Hülsenabschnitt ausgehend zum vorderen Ende hin erstreckt, ein elektrisches Heizelement, dessen schraubenförmiger Abschnitt um den inneren Kernabschnitt herumgewunden ist, und einen Zuleitungsabschnitt, der sich nach außen durch den äußeren Hülsenabschnitt hindurch erstreckt, einen leitenden Abschnitt, der sich um den schraubenförmigen Abschnitt des Heizelementes herum zwischen dem inneren Kernabschnitt und dem äußeren Buchsenabschnitt erstreckt, aufweist, mit den Schritten des Bildens einer Anordnung durch Anbringen einer äußeren Hülse und des Heizelementes auf einen inneren Kern, Anbringen einer länglichen äußeren Buchse in einer Stellung, um einen Raum um den schraubenförmigen Abschnitt des Heizelementes zwischen der äußeren Buchse und dem inneren Kern zu bilden, Aufbringen von Hartlötmaterial auf die Verbindungen zwischen dem inneren Kern, der äußeren Hülse und der äußeren Buchse und Zusammenfügen der Anordnung durch Hartlöten in einer im wesentlichen sauerstoffreien Atmosphäre in einem Vakuumofen, um den Raum gegen eine Leckage abzudichten, wenn die Anordnung sich in einer aufrechten Stellung befindet, wobei das vordere Ende direkt oberhalb des hinteren Endes angeordnet ist, Gießen eines geschmolzenen leitenden Materiales in den Raum, wobei die Anordnung sich in der aufrechten Stellung in einer im wesentlichen sauerstoffreien Atmosphäre in einem Vakuumofen befindet, um den leitenden Abschnitt integral mit dem inneren Hülsenabschnitt, dem äußeren Hülsenabschnitt, dem Heizelement und äußeren Buchsenabschnitt zu verbinden, und Bearbeiten der gegossenen Düse, um eine gewünschte Form und Endbearbeitung bereitzustellen, wobei die Verbesserung darin besteht, daß das leitende Material eine Schmelztemperatur aufweist, die höher ist als die Schmelztemperatur des Hartlötmateriales, die Anordnung durch Hartlöten zusammengelötet und das leitende Material in den Raum in einem einzigen gesteuerten Zyklus des Vakuumofens gegossen wird, welcher Zyklus zunächst ein Anheben der Temperatur in dem Vakuumofen auf eine erste vorherbestimmte Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Hartlötmateriales und unterhalb der Schmelztemperatur des leitenden Materiales umfaßt, Erniedrigen der Temperatur in dem Vakuumofen auf eine zweite vorherbestimmte Temperatur unterhalb der Verfestigungstemperatur des Hartlötmateriales, halten der zweiten Temperatur für einen genügend langen Zeitraum, um die Anordnung durch Hartlöten zusammenzulöten, und dann Anheben der Temperatur in dem Vakuumofen auf eine dritte vorherbestimmte Temperatur genügend oberhalb der Schmelztemperatur des leitenden Materiales, um das leitende Material in den Raum um den schraubenförmigen Abschnitt des Heizelementes zwischen der äußeren Buchse und dem inneren Kern zu gießen, ohne das Hartlötmaterial zu schmelzen.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht in Explosionsdarstellung, die zeigt, wie die Komponenten einer Spritzgießdüse zu einer Anordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zusammenmontiert werden,
Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Anordnung dieser Komponenten, wobei eine Isolierkappe sich gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Stellung zum Einsetzen in einen Vakuumofen befindet,
Fig. 3 zeigt eine Charge dieser Anordnungen in einer Stellung zum Einsetzen in den Vakuumofen,
Fig. 4 ist eine Ansicht des rückwärtigen Endes einer fertiggestellten Spritzgießdüse, die gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurde,
Fig. 5 ist eine Ansicht des vorderen Endes der fertiggestellten Spritzgießdüse, die gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hergestellt wurde,
Fig. 6 ist eine geschnittene Ansicht entlang der Linie 6-6 aus Fig. 4 und 5, und
Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer Anordnung dieser Komponenten, wobei eine Isolierkappe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sich in einer Stellung zum Einsetzen in einen Vakuumofen befindet.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Es wird zunächst Bezug genommen auf die Fig. 1 und 2, um zu beschreiben, wie Komponenten einer Spritzgießdüse mit einem integralen elektrischen Heizelement gemäß der Erfindung montiert werden. Ein elektrisches Heizelement 10 ist um einen länglichen inneren Kern 12 gewunden, der aus einem entsprechenden Material wie z. B. hitzebeständigem Werkzeugstahl hergestellt ist. Bei dieser Ausführungsform weist der innere Kern 12 einen vergrößerten Kopf 14 am oberen Ende 16 (nicht gezeigt) auf, um welchen sich eine Anzahl voneinander beanstandeter Nuten 18 längs erstrecken, um den Fluß des geschmolzenen leitenden Materiales dadurch hindurch zu ermöglichen, wie nachfolgend beschrieben. Das elektrische Heizelement 10 ist gewunden, indem ein schraubenförmiger Abschnitt 20 sich um den inneren Kern 12 herum erstreckt und zwei Zuleitungsabschnitte 22 sich nahe dem unteren Ende 24 des inneren Kerns 12 nach außen hin erstrecken. Das Heizelement 10 ist derart gewunden, daß eine vorherbestimmte Anordnung weniger Wicklungen im Bereich der Mitte des inneren Kernes 12 aufweist, wo ein geringerer Wärmeverlust stattfindet. In dieser Ausführungsform, weist das Heizelement 10 einen feinen gewickelten Widerstandsdraht auf, der sich durch ein elektrisch isolierendes Material, wie z. B. Magnesiumoxidpulver, welcher sich in einem äußeren Stahlgehäuse befindet, erstreckt. In anderen Ausführungsformen können andere passende Ty pen und Anordnungen von Heizelementen, abhängig von den thermischen Erfordernissen der Anwendung, verwendet werden.
Als nächstes wird eine hohle äußere Hülse 26 auf dem unteren Ende 24 des inneren Kernes 12 angebracht, wobei die beiden Anschlußabschnitte 22 des Heizelementes 10 sich nach außen durch eine radiale Öffnung 28 durch die äußere Hülse 26 erstrecken. Ein Verschluß 30, der ein Paar Löcher 32 aufweist, um die Anschlußabschnitte 22 des Heizelementes 10 dadurch hindurch aufzunehmen, wird dann in die radiale Öffnung 28 eingesetzt. In dieser Ausführungsform weist die äußere Hülse 26 einen isolierenden Flanschabschnitt 34 auf, welcher die fertiggestellte Düse 36 ohne exzessiven Wärmeverlust lagert, wenn diese in einer kalten Gießform (nicht gezeigt) angebracht wird.
Eine längliche äußere Buchse 38, die aus einem geeigneten schützenden Material wie z. B. rostfreier Stahl besteht, wird dann angebracht, wobei ihr unteres Ende 40 in die äußere Hülse 26 eingesetzt wird, um einen Raum 42 um den schraubenförmigen Abschnitt 20 des Heizelementes 10 zwischen dem inneren Kern 12 und der umgebenden äußeren Buchse 38 zu bilden. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, erstreckt sich bei dieser Ausführungsform die äußere Buchse 38 nach oben über das obere Ende 16 des inneren Kernes 12 hinaus, um einen zylindrischen Fülltrichter 44 oberhalb des Kopfes 14 des inneren Kernes 12 zu bilden. Während des Anbringens werden der innere Kern 12, die äußere Hülse 26, der Verschluß 30 und die äußere Buchse 38 durch einen Laser in ihrer Stellung festgeschweißt, um eine Anordnung 46 zu bilden.
Ein geeignetes Hartlötmaterial, wie z. B. eine Nickellegierung, wird dann entlang der Verbindungen zwischen dem inneren Kern 12, dem Heizelement 10, dem Verschluß 30 und der äußeren Hülse 38 aufgebracht, wie dies durch Bezugszeichen 48 in Fig. 2 angezeigt ist. Dies erfolgt in Form eines Wulstes entlang der äußeren Verbindungen und als Pulver entlang der inneren Verbindungen. Ein Strang eines geeigneten leitenden Materiales 50 wird dann in den Fülltrichter 44 durch seine obere offene Mündung 52 eingebracht. In dieser Ausführungsform ist das leitende Material im wesentlichen reines Kupfer, welches eine Schmelztemperatur von ungefähr 1082ºC (1980ºF) aufweist, die im wesentlichen höher als die Schmelztemperatur des Nickellegierungshartlötmateriales 48 ist, die ungefähr 1010ºC (1850ºF) beträgt. Andere Kombinationen von geeigneten Materialien können verwendet werden, solange das leitende Material 50 eine Schmelztemperatur oberhalb der Schmelztempteratur des Hartlötmateriales 48 aufweist, und die hartgelötete Abdichtung durch die Gießtemperatur nicht wieder aufgeschmolzen wird. Nachdem der Strang aus leitendem Material 50 in den Fülltrichter 44 geladen wurde, wird eine längliche Isolierkappe 54 auf der Anordnung 46 angebracht. Wie klar aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die Isolierkappe 54 bei dieser Ausführungsform eine sich verjüngende zentrale Öffnung 56 mit einer nach unten offenen Mündung 58 auf, durch welche die Anordnung 46 aufgenommen wird. Die zentrale Öffnung 56 weist eine Schulter 60 auf, welche sich nach innen verjüngt, zu einer kleinen Lüftungsbohrung 62, die sich nach oben zum oberen Ende 64 der Isolierkappe 54 hin erstreckt. Die Isolierkappe 54 wird in dieser Stellung durch die geeignete Schulter 60 abnehmbar gelagert, die auf dem oberen Ende 66 der äußeren Buchse 38 aufliegt. Wie ersichtlich ist, erstreckt sich bei dieser Ausführungsform der äußere Mantel 68 der Schutzkappe 54 nach unten um den Flanschabschnitt 34 der äußeren Hülse 26, wobei ein unterer Abschnitt 69 der Anordnung 46 nicht durch die Isolierkappe 54 abgedeckt ist. In anderen Ausführungsformen kann ein größerer oder kleinerer Abschnitt oder die gesamte Anordnung durch die Isolierkappe 54 abgedeckt werden, je nach Erfordernis, um eine gerichtete Verfestigung des leitenden Materiales 50, wie unten erörtert, zu erzeugen. Die wiederverwendbare Isolierkappe 54 ist vorzugsweise aus einem geeigneten keramischen Material hergestellt, jedoch kann sie auch aus anderen geeigneten Materialien, wie z. B. rostfreier Stahl, hergestellt sein.
Die Anordnungen 46, die jeweils in einem Gestell 70 in der in Fig. 3 dargestellten aufrechten Stellung aufgenommen und durch eine Isolierkappe 54 abgedeckt sind, werden dann in Chargen in einen Vakuumofen 72 eingesetzt. Obwohl jede Anordnung 46 mit einer separaten Kappe 54 dargestellt ist, kann eine gemeinsame Kappe, die verschiedene Öffnungen darin aufweist, auf einer Anzahl von Anordnungen in einer Charge angebracht werden. Während eines einzigen gesteuerten Zyklus des Vakuumofens 72, wie nachfolgend beschrieben, wird jede Anordnung 46 zunächst durch Hartlöten zusammengelötet, um den Raum 42 um das Heizelement 10 abzudichten, und wird dann das leitende Material 50 in ein Raum 42 gegossen, um eine integrale beheizte Spritzgießdüse 36 zu bilden. Sobald der Ofen 72 graduell erhitzt wird, wird er zu einem relativ hohen Vakuum evakuiert, um im wesentlichen den gesamten Sauerstoff herauszunehmen. Die Lüftungsbohrungen 62 in den Isolierkappen 54 steilen sicher, daß kein Sauerstoff innerhalb der Kappen 54 eingeschlossen wird. Das Vakuum wird dann reduziert durch teilweises Wiederauffüllen des Ofens 72 mit einem Schutzgas wie z. B. Argon oder Nitrogen, um ein Spratzen zu verhindern. Der Ofen 72 wird auf eine erste Temperatur von ungefähr 1065ºC (1950ºF) aufgeheizt, die oberhalb des Schmelzpunktes des Nickellegierungshartlötmateriales 48 und unterhalb des Schmelzpunktes des leitenden Kupfermateriales 50 liegt. Dies führt dazu, daß das Nickellegierungshartlötmaterial 48 geschmolzen wird, das entlang der Verbindungen läuft, wo es zwischen dem Heizelement 10, dem inneren Kern 12, dem Verschluß 30 und der äußeren Buchse 38 aufgebracht war. Die Temperatur des Vakuumofens wird dann abgesenkt auf eine zweite Temperatur von 982ºC (1800ºF), die unterhalb der Verfestigungstemperatur des Nickellegierungshartlötmateriales 48 liegt. Diese Temperatur wird für einen genügend langen Zeitraum von ungefähr 30 Minuten gehalten, um die Anordnung 46 durch Hartlöten zusammenzulöten, um den Raum 42 um den schraubenförmigen Abschnitt 20 des Heizelementes 10 gegen Leckage abzudichten. Dies erzeugt eine Art von Diffusionslötung mit dem Stahl entlang der Verbindungen, die eine Schmelztemperatur aufweist, die noch größer als die Schmelztemperatur des leitenden Kupfermateriales 50 ist.
Die Temperatur des Vakuumofens 72 wird dann auf eine dritte Temperatur von ungefähr 1113ºC (2035ºF) angehoben, die genügend oberhalb der Schmelztemperatur des leitenden Kupfermateriales 50 liegt, um es zu schmelzen, jedoch nicht hoch genug, um die Diffusionslötung entlang der Verbindungen, welche den Raum 42 abdichten, aufzuschmelzen. Sobald das leitende Kupfermaterial 50 schmilzt, fließt es nach unten aus dem Fülltrichter 44 durch die von einander beabstandeten Nuten 18 im Kopf 14 des inneren Kernes 12, um den Raum 42 um den schraubenförmigen Abschnitt 20 des Heizelementes 10 zwischen dem inneren Kern 12 und der äußeren Buchse 38 zu füllen. Wie oben erwähnt, ist es möglich, das geschmolzene leitende Kupfermaterial 50 in den Raum 42 zu gießen, ohne daß es durch die hartgelöteten Verbindungen herausleckt, da die Schmelztemperatur der Hartlötungen oder des Hartlötmateriales 48 entlang der Verbindungen nach dem Hartlöten beträchtlich höher ist, als es vorher war. Der gesteuerte Zyklus des Vakuumofens 72 wird dann durch graduelles Abkühlen komplettiert, wobei eine Zufuhr von Schutzgas wie z. B. Nitrogen vor dem Herausnehmen der integral gegossenen Düsen 36 zugeführt wird. Der Isoliereffekt der umgebenden Isolierkappe 54 stellt sicher, daß das leitende Kupfermaterial 50 von unten angefangen sich abkühlt, und somit eine gerichtete Verfestigung von unten nach oben erzeugt. Dies verhindert die Bildung von Hohlräumen aufgrund von Schrumpfen des leitenden Kupfermaterials 50 während des Abkühlens und schafft daher eine effizientere und einheitliche thermische Leitfähig keit von dem Heizelement 10 zu der Schmelze, welche durch die Düse 36 fließt. Gießen des leitenden Kupfermateriales 50 in einem teilweisen Vakuum erzeugt eine metallurgische Verbindung des leitenden Kupfermateriales 50 mit dem Stahlgehäuse des Heizelementes 10 und dem inneren Stahlkern 12, der äußeren Hülse 26, und der äußeren Buchse 38. Kombiniert mit der gerichteten Verfestigung des leitenden Kupfermateriales 54 wird eine integral geheizte Spritzgießdüse 36 hergestellt, die stark verbesserte thermische Eigenschaften aufweist.
Nach dem Herausnehmen aus dem Vakuumofen 72, wird jede Düse 36 bearbeitet, um den oberen Abschnitt 74 der äußeren Buchse 38, welche den Fülltrichter 44 bildet, zu entfernen, und die fertiggestellte Düse 36 mit einem sauberen Finish zu versehen. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird die Düse auch gebohrt, um eine zentrale Schmelzebohrung 76 zur Verfügung zu stellen, die sich durch die Düse hindurch von dem hinteren Ende 78 zum vorderen Ende 80 erstreckt und um ein Bohrung 82 für ein Thermoelement zu bilden, die sich nach vorne von einer Nut 84 im hinteren Ende 78 aus erstreckt. Gewindelöcher 86 sind ebenso im hinteren Ende 78 vorgesehen, um Befestigungsschrauben aufzunehmen. Während das vordere Ende 80 der Düse 36 in dieser Ausführungsform bearbeitet wurde, um einen zylindrischen Sitz 88 zu bilden, um einen Angußeinsatz (nicht gezeigt) aufzunehmen, kann es bei anderen Ausführungsformen bearbeitet werden, um verschiedene andere Angußanordnungen vorzusehen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, weist die fertiggestellte Düse 36 einen inneren Kernabschnitt 90 auf, durch welchen sich die zentrale Schmelzebohrung 76 erstreckt. Der leitende Abschnitt 92, welcher durch das leitende Kupfermaterial 50 gebildet ist, ist integral mit dem inneren Kernabschnitt 90, sowie mit dem Heizelement 10, dem äußeren Hülsenabschnitt 94 mit dem Verschluß 30 und dem äußeren Buchsenabschnitt 96 metallurgisch verbunden. Das leitende Kupfermaterial 50 füllt auch die Nuten 18 um den Kopf 14 des inneren Kernes 12 integral aus, was die thermische Leitfähigkeit nahe dem vorderen Ende 80 der Düse verbessert.
Im Gebrauch wird die beheizte Düse 36 in einer gekühlten Form angebracht, und Schmelze fließt durch die zentrale Schmelzebohrung 76 zu einem Einlaß, der zu einem Hohlraum führt. Während der Gebrauch der gleiche ist wie bei existierenden beheizten Spritzgießdüsen, ist die thermische Leistungsfähigkeit der Düsen, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, deutlich verbessert.
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 7, welche die Isolierkappe 98 zeigt, die einen anderen Aufbau aufweist, der bei dieser Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Da die meisten der Elemente die gleichen sind, wie die oben beschriebenen, werden Elemente, die beiden Ausführungsformen gemeinsam sind unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen beschrieben und erläutert. Bei dieser Ausführungsform weist die Isolierkappe 98 einen länglichen hohlen äußeren Abschnitt 100 auf, mit einem Deckel 102, durch welchen sich eine Belüftungsbohrung 104 erstreckt. Der äußere Abschnitt 100 weist eine sich nach innen erstreckende Schulter 106 auf, welche auf dem oberen Ende 66 auf der äußeren Buchse 38 sitzt. Wie ersichtlich ist, bildet in diesem Fall die Isolierkappe 98 anstelle der äußeren Buchse 38 einen Fülltrichter 108, in welchen der Strang aus Kupfer 50 eingesetzt wird für das Einsetzen in den Vakuumofen 72. Der Strang aus Kupfer 50 liegt auf nach innen sich verjüngenden Rippen 110 auf, um ein angemessenes Entlüften des Raumes 112 unterhalb des Stranges aus Kupfer 50 sicherzustellen. Ansonsten ist das Verfahren des Herstellens das gleiche wie das oben beschriebene, außer, daß es dort keinen oberen Abschritt der äußeren Buchse 38 gibt, welcher nach dem Gießen entfernt werden muß. Die Isolierkappe 98 wird lediglich entfernt und die Düse 36 bearbeitet, um das notwendige Finish zu erzeugen. Die Isolierkappe 98 besteht vorzugsweise aus Keramik und kann besprüht werden, so daß geschmolzenes Kupfer nicht an ihr haftend bleibt, um die Wiederverwendung zu vereinfachen.
Während die Beschreibung des Verfahrens zum Herstellen einer beheizten Spritzgießdüse 36 gemäß der Erfindung mit bezug auf bevorzugte Ausführungsformen dargestellt wurde, ist es offensichtlich, daß verschiedene andere Modifikationen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung, wie er durch einen Fachmann verstanden wird und in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Ein Verfahren zum Herstellen einer integral beheizten Spritzgießdüse (36) mit einem hinteren Ende (78), einem vorderen Ende (80), einem länglichen inneren Kernabschnitt (12) mit einem Schmelzedurchgang (76), der sich dadurch hindurch vom hinteren Ende (78) her erstreckt, einem äußeren Hülsenabschnitt (26), der den inneren Kernabschnitt (12) angrenzend an das hintere Ende (78) umgibt, einem äußeren Buchsenabschnitt (38), der sich vom äußeren Hülsenabschnitt (26) in Richtung zum vorderen Ende (80) hin erstreckt, einem elektrischen Heizelement (10) mit einem schraubenförmigen Abschnitt (20), der um den inneren Kernabschnitt (12) herumgewunden ist, und einen Zuleitungsabschnitt (22), der sich nach außen durch den äußeren Hülsenabschnitt (26) erstreckt, einem leitenden Abschnitt (92), der sich um den schraubenförmigen Abschnitt (20) des Heizelementes (10) zwischen dem inneren Kernabschnitt (12) und dem äußeren Buchsenabschnitt (38) erstreckt, aufweist, mit den Schritten des Formens einer Anordnung (46) durch Anbringen einer äußeren Hülse (26) und des Heizelementes (10) auf einen inneren Kern (12), Anbringen einer länglichen äußeren Buchse (38) in einer Stellung, um einen Raum (42) um den schraubenförmigen Abschnitt (20) des Heizelementes (10) zwischen der äußeren Buchse (38) und dem inneren Kern (12) zu bilden, Aufbringen von Hartlötmaterial (48) zu den Verbindungen zwischen dem inneren Kern (12), der äußeren Hülse (26) und der äußeren Buchse (38) und durch Zusammenlöten der Anordnung (46) in einer im wesentlichen sauerstoffreien Atmosphäre in einem Vakuumofen (72), um den Raum (42) gegen Leckage abzudichten, wenn die Anordnung (46) sich in einer aufrechten Stellung befindet, wobei das vordere Ende (80) direkt über dem hinteren Ende (78) angeordnet ist, Gießen eines geschmolzenen leitenden Materiales (50) in den Raum (42), wobei sich die Anordnung (46) in der aufrechten Stellung in einer im wesentlichen sauerstoffreien Atmosphäre in einem Vakuumofen (72) befindet, um den leitenden Abschnitt (92) integral mit dem inneren Kernabschnitt (12), dem äußeren Hülsenabschnitt (26), dem Heizelement (10) und dem äußeren Buchsenabschnitt (38) zu verbinden, und Bearbeiten der gegossenen Düse (36), um eine gewünschte Form und Finish zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material (50) eine Schmelztemperatur aufweist, die höher ist als die Schmelztemperatur des Hartlötmaterials (48), die Anordnung (46) zusammengelötet ist und das leitende Material (50) in den Raum (42) in einen einzigen gesteuerten Zyklus des Vakuumofens (72) gegossen wird, wobei der Zyklus zuerst das Anheben der Tempe ratur in dem Vakuumofen (72) auf eine erste vorbestimmte Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Hartlötmateriales (48) und unterhalb der Schmelztemperatur des leitenden Materiales (50) umfaßt, Erniedrigen der Temperatur in dem Vakuumofen (72) auf eine zweite vorbestimmte Temperatur unterhalb der Verfestigungstemperatur des Hartlötmateriales (48), Halten der zweiten Temperatur für einen ausreichend langen Zeitraum, um die Anordnung (46) zusammenzulöten, und dann Anheben der Temperatur in dem Vakuumofen (72) auf eine dritte vorbestimmte Temperatur, die genügend oberhalb der Schmelztemperatur des leitenden Materiales (50) liegt, um das leitende Material (50) in den Raum (42) um den schraubenförmigen Abschritt (20) des Heizelementes (10) zwischen der äußeren Buchse (38) und dem inneren Kern (12) zu gießen, ohne das Hartlötmaterial (48) aufzuschmelzen.

2. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse (36) nach Anspruch 1, wobei der gesteuerte Zyklus des Vakuumofens (72) darüber hinaus den Schritt des graduellen Kühlens des Vakuumofens (72) bei einer Zufuhr von Schutzgas vor dem Herausnehmen der gegossenen Düse (36) umfaßt.

3. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse (36) nach Anspruch 2, darüber hinaus umfassend das Anbringen einer Isolierkappe (54), die eine längliche Öffnung (56) aufweist, wobei eine nach unten offene Mündung (58) über die Anordnung (46) während der Heizzyklen in dem Vakuumofen (72) gestülpt wird, und sich die Anordnung (46) nach oben in die Öffnung (56) erstreckt, wodurch das leitende Material (50) fortschreitend nach oben abkühlt.

4. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse (36) nach Anspruch 3, wobei ein vorherbestimmter Abschnitt der Anordnung (46) sich nach oben in die Öffnung der Isolierkappe (54) hinein erstreckt.

5. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse nach Anspruch 4, wobei sich die äußere Buchse (38) nach oben über das vordere Ende (80) in einer aufrechten Stellung hinaus zu einem oberen Ende erstreckt, um einen Fülltrichter (44) zu bilden und eine vorbestimmte Menge des leitenden Materiales (50) in den Fülltrichter (44) vor dem Einsetzen der Anordnung (46) in den Vakuumofen (72) geladen wird, wodurch während des Gießens in dem Vakuumofen (72) das leitende Material (50) schmilzt und nach un ten in den Raum (42) um den schraubenförmigen Abschnitt (20) des Heizelementes (10) zwischen der äußeren Buchse (38) und dem inneren Kern (12) hineinläuft.

6. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse (36) nach Anspruch 5, wobei die Isolierkappe (54) abnehmbar gelagert ist, mit einem Abschnitt der Anordnung (46) in der Öffnung (56) durch Kontakt gegen das obere Ende (66) der äußeren Buchse (38) aufgenommen wird.

7. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse (36) nach Anspruch 6, wobei die Isolierkappe (54) eine Belüftungsbohrung (62) aufweist, die sich nach oben von der Öffnung (56) aus erstreckt, in welcher die Anordnung (46) aufgenommen ist.

8. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse (36) nach Anspruch 7, beinhaltend das Befestigen des inneren Kerns (12), der äußeren Hülse (26) und der äußeren Buchse (38) durch Heftschweißen miteinander, vor dem Löten.

9. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse (36) nach Anspruch 8, wobei das leitende Material (50) Kupfer ist.

10. Ein Verfahren zum Herstellen einer Spritzgießdüse (36) nach Anspruch 9, bei dem das Hartlötmaterial eine Nickellegierung ist.