DE4245019C2 - Spritzgießdüse mit einem Heizelement - Google Patents

Abstract

Spritzgießdüse mit einem Heizelement, das in einem Spiralkanal entlang einer äußeren Oberfläche eines Düsenkörpers angeordnet ist, wobei der Spiralkanal einen Doppelkanal mit einem U-förmigen Abschnitt und das Heizelement einen U-förmigen Abschnitt aufweist, der in dem U-förmigen Abschnitt des Spiralkanals eingesetzt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießdüse mit einem langgestreckten Düsen­ körper und einem Heizelement und ein Verfahren zu dessen Hertellung

Spritzgießdüsen, die ein integrales, spiralförmiges, elektrisches Heizelement haben, das sich um die Mittelbohrung für die Schmelze erstreckt, sind an sich bekannt. Wie aus US 4,865,535 zu ersehen ist, ist es auch bekannt, einen Abschnitt eines Heizelementes auf sich selbst zurückzustauchen, um in gewissen Bereichen mehr Wärme bereitzustellen. Natürlich muß jede Düse einen Anschluß haben, an dem externe Leitungsdrähte ange­ schlossen sind, um dem Heizelement die gewünschte Energie zur Verfügung zu stellen. In der Vergangenheit wurde dies üblicherweise dadurch bereitgestellt, daß das Heizele­ ment Endabschnitte hat, die durch eine radiale Öffnung in einem Bundabschnitt in der Nahe des hinteren Endes der Düse nach außen herausgeführt sind. Ein Beispiel hierfür ist in US 4,386,262 gezeigt. Bei diesem Beispiel wird ein sogenannter "heißer" Anschluß dadurch gebildet, daß Berylliumkupfer um das Heizelement in einer radial verlaufenden Hülse gegossen wird. Während dieser Anschluß hinsichtlich der Konstruktion zufrieden­ stellend ist, hat sich hierbei die Schwierigkeit gezeigt, daß der Anschluß zu heiß ist, wor­ aus möglicherweise Beschädigungen aufgrund von Überhitzungen der externen Leitun­ gen oder anderer benachbarter Materialien resultieren können. Ein weiteres Beispiel von Endabschnitten des Heizelementes, die durch eine Öffnung in dem Grundabschnitt her­ ausgeführt sind, ist in der US 4,403,405 gezeigt. In diesem Fall verhindern Halbschei­ ben, die in der Öffnung des Heizelementes angebracht sind, daß leitendes Beryllium­ kupfer in den Anschluß hinausfließt. Während hierbei die Schwierigkeiten hinsichtlich der Anschlussüberhitzung überwunden werden konnte und es sich hierbei um einen soge­ nannten "kalten" Anschluß handelt, ergibt sich hierbei die Schwierigkeit, daß der Anschluß konstruktiv nicht widerstandsfähig ist, und daß es schwierig ist, sicherzustellen, daß der Anschluß geradewegs von der Düse absteht.

Ein weiteres Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Anschlusses, bei dem der Endabschnitt eines Heizelementes durch eine Öffnung in einem Bundabschnitt gehen muß, ist in der US 4,837,925 beschrieben. Es ist jedoch relativ einfach, den Endab­ schnitt des Heizelementes zu handhaben, da er für das Anlegen einer niedrigen Span­ nung bestimmt ist und das andere Ende des Heizelementes an dem Düsenkörper an Masse gelegt ist, so daß nur eine einzige Anschlußleitung zu dem Anschluß geht. Be­ triebszuverlässige Anschlüsse, die zwei Anschlußleitungen haben, lassen sich schwieri­ ger herstellen als Anschlüsse, die nur eine einzige Anschlußleitung haben, da es wichtig ist, daß die beiden vorspringenden Endabschnitte des Heizelementes parallel zueinan­ der verlaufen und einen vorbestimmten Abstand voneinander haben. Auch muß der Anschluß konstruktiv widerstandsfähig sein und er sollte relativ einfach herzustellen sein, ohne daß man zwei unterschiedliche Hartlötschritte benötigt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spritzgießdüse der eingangs ge­ nannten Art anzugeben, die eine verbesserte Anordnung des Heizelements aufweist, wobei ein kalter, konstruktiv widerstandfähiger Anschluss geschaffen werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spritzgießdüse gemäß An­ spruch 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung nach Anspruch 13.

Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht der Teile der Düse zur Verdeutli­ chung einiger der Schritte zur Herstellung der Düse gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform,

Fig. 2 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines Musters des Heiz­ elementkanals, um die Außenfäche des Düsenkörpers,

Fig. 3 eine perspektivische Ausschnittsansicht zur Verdeutlichung von zusätzli­ chen Komponenten, die dazu dient, daß weitere Schritte zur Herstellung des Anschlusses gemäß der bevorzugten Ausführungsform verdeutlicht werden, und

Fig. 4 eine perspektivische Schnittdarstellung ähnlich derjenigen in Fig. 3, welche die Schritte zur Herstellung der Düse nach einem weiteren Ausführungs­ beispiel zeigt.

Zuerst soll auf Fig. 1 Bezug genommen werden, welche die Komponenten einer Spritz­ düse zeigt, die einen Doppelkanal und einen Anschluß für zwei Anschlußleitungen hat. Ferner wird hierdurch das Zusammensetzen dieser Düse verdeutlicht. Ein langgestreck­ ter Düsenkörper 10, der eine Mittelbohrung 12 für die Schmelze hat, die sich von einem hinteren Ende 14 zu einem vorderen Ende 16 erstreckt, ist aus einem Werkzeugstahl hergestellt. Während der Düsenkörper 10 bei der dargestellten bevorzugten Ausfüh­ rungsform einteilig ausgelegt ist, kann er auch derart aufgebaut sein, daß einige Längs­ abschnitte miteinander verbunden werden, um unterschiedlich grosse Abmessungen und Längserstreckungen zu erzielen, wie dies in der US 4,945,630 beschrieben worden ist. Der Düsenkörper 10 ist mit einem spiralförmigen Kanal 18 versehen, der um die Außen­ fläche (Umfangsfläche) 20 verläuft. Der spiralförmige Kanal 18 ist ein Doppelkanal, der sich von einem U-förmig gebogenen Abschnitt 21 in der Nähe des vorderen Endes 16 des Düsenkörpers 10 in Richtung nach hinten erstreckt. Wie in Fig. 2 verdeutlicht, ist der Doppelkanal 18 mit einem vorbestimmten Muster ausgelegt, um die Wärmemenge zu variieren, die entlang der Fläche 20 des Düsenkörpers 10 bereitgestellt wird, wobei diese Veränderung nach Maßgabe von den Anforderungen an das System erfolgt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der spiralförmige Doppelkanal 18 in der Nähe des hin­ teren und in der Nähe der vorderen Enden 14, 16 des äußeren Körpers 10 in enger lie­ gender Form vorgesehen, so daß an diesen Bereichen mehr Wärme als im Mittelteil des Körpers 10 bereitgestellt wird. Während die Außenfläche 20 des Düsenkörpers 10 im allgemeinen zylindrisch ausgelegt ist, hat sie bei der dargestellten bevorzugten Ausfüh­ rungsform ein Konusteil bzw. ein abgeschrägtes Teil 22 am vorderen Ende 16 und einen im Durchmesser verminderten Abschnitt 24, der sich von einem innen verlaufenden Sitz 26 in der Nähe des hinteren Endes 14 aus wegerstreckt. Ein elektrisches Heizelement 28 ist in dem spiralförmigen Doppelkanal 18 in Windungsform angeordnet, wobei eine U- förmige Biegung 29 in dem U-förmig ausgebildeten gebogenen Abschnitt 21 des Kanals 18 aufgenommen ist, und die beiden Endabschnitte 30 radial nach außen in der Nähe des hinteren Endes 14 des Körpers 10 zu den beiden Enden 32 vorstehen. Wie an sich bekannt ist, hat das Heizelement 28 einen dünnen Heizdraht 34, der durch ein isolierendes Material 36, wie Magnesiumoxid, verlauft, das im Innern eines Stahlgehäuses 38 vorgesehen ist. Der Heizdraht 34 ist mit einer Anschlußleitung 40 am jeweiligen Ende 32 verbunden. Die bei­ den Anschlußleitungen 40 haben einen wesentlich größeren Durchmesser als der dünne Heizdraht 34, so daß sie nicht heiß sind. Bei der dargestellten bevorzugten Ausfüh­ rungsform wird das äußere Gehäuse 38 geringfügig weiter als das zu isolierende Materi­ al zurückgestreift, um jegliche Möglichkeit eines elektrischen Kurzschlusses zu vermei­ den, der zwischen dem Heizdraht 34 und dem diesen umgebenden äußeren Gehäuse 38 auftreten könnte. Ein dünnes, hohles Thermoelementrohr 42 ist mittels Heftschwei­ ßen an der äußeren Fläche 20 des Körpers 10 über dem Heizelement 28 angebracht, und es verläuft in Längsrichtung zu einer Themoelementbohrung 44, die diagonal in den Körper 10 der Düse in der Nähe des vorderen Endes 16 eingearbeitet ist.

Ein vorderer Bundabschnitt 46 ist aus einem Stahl mit einer kreisförmigen Öffnung 48 mit einem vorbestimmten Durchmesser hergestellt, der passend zu der Außenfäche 20 des Düsenkörpers 10 gewählt ist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der vordere Bundabschnitt 46 mit einem nach innen verlaufenden, hinteren Flanschabschnitt 50 ver­ sehen, der eine hintere Fläche 52 bildet, und es ist ein Isolierflanschabschnitt 54 vorhan­ den, der sich von dem hinteren Flanschabschnitt 50 in Richtung nach vorne erstreckt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die hintere Fläche 52 des vorderen Bundab­ schnitts 46 aus einem inneren Segment 56 und einem äußeren Segment 58 von zwei Sitzen zusammengesetzt, die nachstehend näher beschrieben werden. Der vordere Bundabschnitt 46 ist um den Körper 10 mit den Sitzsegmenten 56, 58 angebracht, die an die beiden vorspringenden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 angrenzen und zu diesen ausgerichtet sind. Wenn der vordere Bundabschnitt 46 mit einer kreisförmigen Öffnung 48 versehen ist, die über den durchmesserverminderten Abschnitt 24 der Au­ ßenfäche 20 paßt, aber zu klein ist, daß er über das vordere Ende 16 des Körpers 10 gleiten kann, wird er von der Rückseite dadurch angebracht, daß er nach innen unter einem Winkel über die vorspringenden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 bewegt und dann nach vorne über das hintere Ende 14 des Körpers 10 gedreht wird.

Ein hinterer Bundabschnitt 60 ist aus Stahl mit einer kreisförmigen Öffnung 62 hergestellt, die mittig von einer hinteren Fläche 64 zu einer vorderen Fläche 66 verläuft. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die kreisförmige Öffnung 62 derart ausgelegt, daß sie um den durchmesserverminderten Abschnitt 24 der Außenfläche 20 des Körpers 10 paßt und der Bundabschnitt 60 ist mit einem nach innen verlaufenden Flanschab­ schnitt 68 versehen, der in den nach innen verlaufenden Sitz 26 am hinteren Ende 14 des Körpers 10 paßt. Auch ist die vordere Fläche 66 des hinteren Bundabschnitts 60 mit einem nach vorne verlaufenden, inneren Rand 70 versehen, der in Eingriff mit der hinte­ ren Fläche 52 des vorderen Bundabschnitts 46 kommt, wenn diese gegeneinander an­ liegen. Natürlich können bei anderen bevorzugten Ausführungsformen die Außenfäche 20 des Körpers 10, der vordere Bundabschnitt 46 und der hintere Bundabschnitt 60 in hiervon abweichender Weise ausgestaltet werden, wenn diese in passender Weise auf­ einander abgestimmt sind. Der hintere Bundabschnitt 60 ist mit einem durch denselben gehenden radialen Schlitz 72 versehen, der in Längsrichtung von der vorderen Fläche 66 wegweisend verläuft. Die äußere Wand 74 des hinteren Bundabschnitts 60 hat einen inneren Sitz 76 und einen größeren, äusseren Sitz 78, der um den Längsschlitz 72 ver­ lauft. Diese nach außen offenen Sitze 76, 78 in dem hinteren Bundabschnitt 60 sind kreisförmig ausgelegt, abgesehen davon, daß bei der bevorzugten Ausführungsform ein Abschnitt von den jeweiligen Teilen dadurch gebildet wird, daß sie auf die inneren und äusseren Sitzselemente 56, 58 der hinteren Fläche 52 des vorderen Bundabschnitts 46 abgestimmt sind. Der hintere Bundabschnitt 60 ist mit einer hinteren Fläche 64 versehen, die einen Schlitz 80 hat, um einen Thermoelementdraht aufzunehmen, und Gewindeöff­ nungen 82 hat, um Bolzen bzw. Schrauben (nicht gezeigt) zu Montagezwecken aufzu­ nehmen. Der hintere Bundabschnitt 60 ist über dem hinteren Ende 14 des Körpers 10 mit den Sitzen 76, 78 um den Längsschlitz 72 angebracht, die mit den Sitzsegmenten 56, 58 in dem vorderen Bundabschnitt 46 fluchten. Die vordere Flache 66 liegt gegen die hintere Fläche 52 des vorderen Bundabschnitts 46 an, mit dem der innere Rand 70 in Sperreingriff kommt, um eine geeignete geometrische Zuordnung sicherzustellen. Der nach innen verlaufende Flanschabschnitt 68 ist in dem Sitz 26 um das hintere Ende 14 des Körpers 10 aufgenommen, wobei die hintere Fläche 64 des hinteren Bundabschnitts 60 bündig mit dem hinteren Ende 14 des Körpers 10 abschließt. Die Endabschnitte 30 des Heizelements 28 verlaufen durch den Schlitz 72 in dem hinteren Bundabschnitt 60 nach außen, und die inneren und äußeren, kreisförmigen Sitze 76,78 um den Schlitz 72 werden teilweise jeweils von den vorderen und hinteren Bundabschnitten 46, 60 gebildet. In anderen bevorzugten Ausführungsformen können die vorderen und hinteren Bundabschnitte 46, 60 derart ausgelegt werden, daß sie zusammen in unterschiedlicher Weise den Schlitz 72 oder eine anderweitig gestaltete Öffnung zwischen denselben bilden.

Ein Ansatzabschnitt 84 ist aus Stahl hergestellt und weist zwei Bohrungen 86 auf, die von dem inneren Ende 88 zu der Mittelbohrung 90 verlaufen, die von dem äußeren Ende 92 ausgeht. Die beiden Bohrungen 86 verlaufen parallel zueinander und haben einen vorbestimmten Abstand voneinander. Jede Bohrung 86 ist so ausreichend groß bemes­ sen, daß sie über einen der nach außen verlaufenden Endabschnitte 30 des Heizele­ ments 28 paßt. Während der Ansatzabschnitt 84 im allgemeinen zylindrisch ausgelegt ist, hat er einen durchmesserkleineren Halsabschnitt 94 am inneren Ende 88, der in den inneren Sitz 76 um den Längsschlitz 72 paßt. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist der An­ satzabschnitt 84 derart angebracht, daß der Halsabschnitt 94 am inneren Ende 88 in dem inneren Sitz 76 um den Schlitz 72 sitzt, und daß die Endabschnitte 30 des Heizele­ ments 28 durch die beiden parallelen Bohrungen 86 verlaufen. Durch diese Auslegung werden die nach außen vorstehenden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 abge­ stützt, und es wird sichergestellt, daß sie radial nach außen verlaufen, parallel zueinan­ der sind und einen vorbestimmten Abstand voneinander haben.

Wenn die vorstehend beschriebenen Bauteile wie in Fig. 3 gezeigt zusammengesetzt sind, wird ein Hartlötmaterial wie eine Nickellegierungspaste, entlang der Verbindungs­ stellen zwischen diesen und um die beiden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 auf­ gebracht, die durch die beiden Bohrungen 86 des Ansatzabschnittes 84 verlaufen. Das Hartlötmaterial wird auch entlang des Heizelements 28 aufgebracht, das in dem spiral­ förmig ausgebildeten Kanal 18 windungsförmig, ähnlich wie in der Beschreibung der US 4,557,685 beschrieben, verlegt ist. Die Anordnung wird dann in einen Vakuumofen (nicht gezeigt) eingebracht und über die Schmelztemperatur des Lötmaterials gemäß einem vorbestimmten Arbeitszyklus erwärmt. Wenn der Ofen allmählich erwärmt wird, wird er auf ein relativ starkes Vakuum evakuiert, um den Sauerstoff nahezu vollständig zu ent­ fernen. Bevor die Schmelztemperatur des Hartlötmaterials erreicht ist, wird das Vakuum dadurch herabgesetzt, daß eine teilweise Auffüllung mit einem inerten Gas, wie Argon oder Stickstoff erfolgt. Wenn das Nickellegierungs-Hartlötmaterial zum Erschmelzen kommt, fließt es infolge der Kapillarwirkung entlang den Verbindungsstellen zwischen den Bauteilen und um das Heizelement 28, um dieses vollständig in den Kanal 18 einzubetten. Dieses Hartlöten im Vakuumofen führt zu einer metallurgischen Verbindung der Nickellegierung mit dem Stahl der unterschiedlichen Bauteile, um eine metallurgisch- monolithische, integrale, beheizte Düse 96 bereitzustellen. Nachdem die Düse 96 abge­ kühlt und aus dem Vakuumofen entnommen ist, wird sie maschinell bearbeitet, um eine glatte, äußere Endoberfläche bereitzustellen. Eine Thermoelementbohrung (nicht ge­ zeigt) wird durch die vorderen und hinteren Bundabschnitte 48, 60 eingearbeitet, um den Thermoelementenschlitz 80 in der hinteren Flache 66 des hinteren Bundabschnitts 60 mit dem Thermoelementrohr 42 zu verbinden, das nunmehr ebenfalls einteilig mittels Hartlöten entlang der äußeren Fläche 20 des Körpers 10 mit demselben verbunden ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird dann ein Thermoelementdraht 97 über die Thermoele­ mentbohrung und das Thermoelementrohr 42 eingeführt und er wird nach außen durch den Thermoelementschlitz 80 gebogen, um die Betriebstemperatur in der Nahe des vor­ deren Endes des Körpers 10 zu überwachen.

Nunmehr insbesondere bezugnehmend auf Fig. 3 ist zu ersehen, daß ein Paar von läng­ lichen Metallverbindern 98 vorgesehen ist, die jeweils ein inneres Ende 100, ein äußeres Ende 102, eine zylindrische, äußere Flache 104 und eine Längsbohrung 106 haben, die so ausreichend groß bemessen ist, daß sie darin freigelegte elektrische Leitungen auf­ nehmen kann. Jeder Verbinder 98 ist auch mit inneren und äußeren, in Längsrichtung beabstandeten Gewindebohrungen 108, 110 versehen, die sich von der Längsbohrung 106 zu der äußeren Flache 104 erstrecken. Jeder Verbinder 98 wird über dem Ende 32 eines der radial vorspringenden Endabschnitte 30 des Heizelements 28 angebracht, wo­ bei der freigelegte Leitungsabschnitt 40, der sich von dem inneren Ende 100 des Verbin­ ders 98 in die Längsbohrung 106 erstreckt, über die innere, mit Gewinde versehene Querbohrung 108 hinausgeht.

Ein Isolator 112, der ein inneres Ende 114, ein äußeres Ende 116 und eine zylindrische, äußere Fläche 118 hat, ist aus einem geeigneten keramischen Isoliermaterial hergestellt. Der Isolator 112 ist ebenfalls mit zwei beabstandeten, parallelen Längsbohrungen 120 und zwei in Längsrichtung beabstandeten Queröffnungen 122 versehen, die sich von der jeweiligen Längsbohrung 120 zu der äußeren Fläche 118 erstrecken. Der Isolator 112 ist über den vorspringenden Verbindern 98 angebracht, wobei das innere Ende 114 in der Mittelbohrung 90 des Ansatzabschnittes 84 aufgenommen ist. Jeder Metallverbinder 98 ist in einer der Längsbohrungen 120 des Isolators 112 aufgenommen, wobei die mit Gewinde versehene Querbohrungen 108, 110 in den Verbindern 98 zu den Queröffnungen 122 im Isolator 112 ausgerichtet sind. Eine Stellschraube 124 wird dann über die jeweili­ ge Queröffnung 122 in den Isolator 112 ausgerichtet zu der mit Gewinde versehenen Querbohrung 108, 110 im Verbinder 98 eingesetzt, und die Stellschraube bzw. Befesti­ gungsschraube in den inneren, mit Gewinde versehenen Bohrungen 108 der Verbinder 98 werden angezogen, so daß die freigelegten Leitungsabschnitte 40 der vorspringen­ den Endabschnitte 30 des Heizelements 28 fest mit dem jeweiligen Verbinder 98 an ei­ nem Ende 32 des Heizelements 28 verbunden werden. Alternativ können die Verbinder 98 zuerst in den Isolator 112 eingeführt werden und dann mit den Enden 32 des Heiz­ elements 28 verbunden werden.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, kann ein freigelegtes Ende 126 eines externen, elektri­ schen Leitungsdraht 128 in die Längsbohrung 106 des jeweiligen Metallverbinders 98, ausgehend von dem äußeren Ende 102, an der äußeren, mit Gewinde versehenen Querbohrung 110 vorbei eingeführt werden. Die Stellschraube 124 in der jeweiligen, äu­ ßeren, mit Gewinde versehenen Bohrung 110 wird dann angezogen, um die Leitungs­ drähte 28 fest mit dem Verbinder 98 zu verbinden. Es ist zu ersehen, daß die Längsstü­ cke der freigelegten Leitungsabschnitte 40 der Endabschnitte 30 des Heizelements 28, die freigelegten Enden 126 der Leitungsdrähte 128 und die Verbinder 98 in vorbestimm­ ter Weise angeordnet sein müssen, um sicherzustellen, daß sie fest miteinander verbun­ den werden können. Auch müssen die Längsteile der Endabschnitte 30 des Heizele­ ments 28, der Ansatzabschnitt 84 und der Isolator 112 in vorbestimmter Weise zueinan­ der angeordnet werden, um sicherzustellen, daß die Metallverbinder 98 sich vollständig im Innern des Isolators 112 befinden. Schließlich wird eine hohle Schutz-abschlußhülse 130 angebracht, die sich zuvor über den Leitungsdrähten 128 befand, so daß sie sich von dem Ansatzabschnitt 84 um den Isolator 112 nach außen erstreckt. Die Schutzhülse 130 hat ein mit Gewinde versehenes inneres Ende 132, das auf den mit Gewinde verse­ henen Ansatzabschnitt 84 in dem äußeren Sitz 78 um den Längsschlitz 72 aufge­ schraubt ist. Zusätzlich zum Schutz der Verbinder 98 und des Isolators 112 trägt diese Auslegung zur konstruktiven Versteifung des Anschlusses bei, um zu verhindern, daß sich dieser gegenüber seiner korrekten Position verbiegen kann.

Beim bestimmungsgemäßen Einsatz wird ein Eingußkanaleinsatz 134 oder eine Düsen­ dichtung in dem vorderen Ende 16 der fertiggestellten Düse 96 angebracht, die derart geformt ist, daß sie die gewünschte Eingußkanalkonfiguration bereitstellt. Eine oder mehrere Düsen 96 sind in einer geeigneten Form angebracht, wobei der Isolierflansch­ abschnitt 54 in einem geeigneten Sitz in einer Formhohlraumplatte aufgenommen ist, um die Düse örtlich in vorbestimmter Weise anzuordnen und abzustützen. Der Isolier­ flanschabschnitt 54, der sich nach vorne erstreckt, hat einen vorbestimmten Abstand nach außen von der Außenfäche 20 des Körpers 10, um eine Wärmeisolierung bereitzu­ stellen und zu große Wärmeverluste zu vermeiden. Die elektrische Energie wird an das Heizelement 28 jeder Düse 96 über die Leitungsdrähte 128 angelegt, um diese auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur zu erwärmen. Unter Druck stehende Schmelze von einer Formmaschine wird dann eingespritzt, um durch die Mittelbohrung 12 des Körpers 10 jeder Düse 96 und in die Formhohlräume über die benachbarten Eingußkanäle zu fließen. Nachdem die Hohlräume ausgefüllt sind, wird der Spritzdruck momentan auf­ rechterhalten, um eine Verdichtung zu erzielen, und wird anschließend aufgehoben. Nach einer kurzen Kühlperiode wird die Form geöffnet, um die Formerzeugnisse auszu­ werten. Nach dem Auswurf wird die Form geschlossen, und der Spritzdruck wird wieder­ um angelegt, um die Formhohlräume auszufüllen. Dieser Arbeitszyklus wird kontinuier­ lich mit einer Frequenz in Abhängigkeit von der Größe und der Form der Formhohlräume und der Art des zu spritzenden Materials wiederholt.

Es wird nunmehr auf Fig. 4 Bezug genommen, um ein Verfahren zur Herstellung einer Spritzgießdüse nach einem weiteren Ausfürungsbeispiel der Erfindung und eine derarti­ ge Spritzgießdüse selbst zu beschreiben. Da einige der Elemente und Bestandteile so­ wohl des Verfahrens als auch der Düse selbst gleich oder ähnlich den vorbeschriebenen sind, wird für gemeinsame, übereinstimmende Teile jeweils das gleiche Bezugszeichen in Figuren und Erläuterung verwendet.

In diesen weiteren Ausfürungsbeispiel ist das Heizelement 28 mit einem doppelten Heiz­ draht 136 versehen, der sich in dem Isoliermaterial 36 in einer einzigen Ummantelung 38 erstreckt. Somit ist in diesem Ausführungsbeispiel nur der Heizdraht 136 selbst mit einer U-förmigen Biegung (nicht gezeigt) nahe des vorderen Endes 16 des Düsenkörpers 10 versehen (anstelle der vorherigen Ausführung, bei der das gesamte Heizelement 28 ein­ schließlich der Ummantelung 38 mit einer U-förmigen Biegung am vorderen Ende verse­ hen war). Der doppelte Heizdraht 136 ist mit zwei Anschlußdrähten 40 verbunden, die einen größeren Durchmesser aufweisen und von einem einzigen Endabschnitt 138 des Heizelementes 28 sich zu zwei Enden 32 nach Außen radial vorspringend erstrecken. Die beiden Enden 32 erstrecken sich nahe dem hinteren Ende 14 des Körpers 10 der Düse nach außen.

Der vordere Bundabschnitt 46 und der hintere Bundabschnitt 60 sind so hergestellt, wie dies oben bereits erläutert wurde und sind so montiert, daß sich der einzige Endabschnitt 138 des Heizelementes 28 nach außen durch die Öffnung 140 zwischen ihnen erstreckt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ansatzabschnitt 142 aus Stahl mit nur einer einzi­ gen Bohrung 144 versehen, die sich durch diesen hindurch erstreckt und ist ferner mit einem Gewindeabschnitt 146 versehen, der sich vom äußeren Ende 148 bis zu einem kleinen Umfangsflansch 150 erstreckt. Der Ansatzabschnitt 142 ist in dem Sitz 76 in dem vorderen und hinteren Bundabschnitt 46, 60 montiert, so daß sich der einzige Endab­ schnitt 138 des Heizelementes nach außen durch die einzige Bohrung 144 erstreckt. Die Anordnung wird anschließend integral miteinander in einem Vakuumofen hartverlötet, wie dies oben erläutert wurde.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein im wesentlichen zylindrisches, keramisches Ab­ standsteil 152 mit einem kleinen Umfangsflansch 154 und zwei Parallelbohrungen 156 versehen, die in einem bestimmten Abstand voneinander ausgebildet sind und sich von einem inneren Ende 158 zu einem äußeren Ende 160 erstrecken. Das Abstandsteil 152 ist fest durch Keramikpaste in dem Ansatzabschnitt 142 montiert, wobei der Flansch 154 gegen das äußere Ende 148 des Ansatzabschnittes 142 anliegt.

Wie dargestellt ist, erstrecken sich die zwei Anschlußdrähte 40 von dem einzigen End­ abschnitt 138 des Heizelementes 28 und divergieren in einem Raum 162 in dem Ansatz­ abschnitt 142, wo sie durch die keramische Paste umgeben sind, und sie erstrecken sich anschließend nach außen durch zwei parallele Bohrungen 156 in dem Abstandsteil 152. Im Gebrauch wird die Verbindung der beiden elektrischen Leitungsdrähte 128 durch Verwendung einer scheibenförmigen Silikon-Gummi-Dichtung 164 und einer kerami­ schen Isolierhülse 166 vervollständigt, die in eine mit Gewinde versehene Stahl­ verschlußkappe 168 passen. Die Dichtung 164 paßt in eine Öffnung 170 im äußeren Ende der Verschlußkappe 168 und die Dichtung 164 und die Isolierhülse 166 besitzen ein Paar beabstandeter paralleler Bohrungen 172, die sich durch die Isolierhülse 166 erstrecken, um die beiden Leitungsdrähte 128 aufzunehmen. Die Verschlußkappe 168, die Dichtung 164 und die Isolierhülse 166 werden von außen auf die Leitungsdrähte 128 außerhalb der Anordnung aufgeschoben und die Leitungsdrähte 128 werden anschlie­ ßend mit den vorspringenden Anschlußdrähten 40 des Heizelementes 28 durch elektri­ sche Klemmverbinder 174 klemmbefestigt. Die Hülse 166, die Dichtung 164 und die Anschlußkappe 168 werden anschließend weiter aufgeschoben, so daß sie an Ort und Stelle rund um die Klemmverbinder 174 gelangen und die mit Gewinde versehene Anschlußkappe 168 wird auf dem mit Gewinde versehenen Ansatzteil 142 festgezogen. Die Silikon-Gummi-Dichtung 164 verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in den Anschluß überdies hat diese Anordnung eine hervorragende strukturelle und konstrukti­ ve Festigkeit und erleichtert das Verbinden und Lösen der Leitungsdrähte 128 mit der Düse.

Obwohl die Beschreibung zur Herstellung der Düse in bezug auf bevorzugte Ausfüh­ rungsbeispiele gegeben wurde, ist deutlich, daß verschiedenartige Modifikationen und Veränderungen möglich sind, ohne daß von den wesentlichen Merkmalen der Erfindung abgewichen wird. Zum Beispiel ist in einem anderen Ausführungsbeispiel das Heizele­ ment 28 mit einer Umhüllung 38 versehen, die eine, scharfe U-förmige Biegung besitzt, so daß die vorwärts- und zurückführenden Umhüllungsabschnitte 38 sich beide in engem Kontakt Seite an Seite in einem einzigen spiralförmigen Kanal 18 erstrecken.

Claims (14)

1. Spritzgießdüse mit einem langgestreckten Düsenkörper (10) und einem Heizele­ ment (28), das in einem Spiralkanal (18) entlang einer äußeren Oberfläche (20) des Dü­ senkörpers (10) angeordnet ist, wobei der Spiralkanal (18) ein Doppelkanal mit einem U- förmigen Abschnitt (21) ist und das Heizelement (28) einen U-förmigen Abschnitt (29) aufweist, der in dem U-förmigen Abschnitt (21) des Spiralkanals (18) eingesetzt ist.

2. Spritzgießdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Abschnitt (21) des Spiralkanals (18) benachbart zu einem vorderen Ende (16) des Dü­ senkörpers (10) vorgesehen ist.

3. Spritzgießdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spi­ ralkanal (18) im Bereich eines hinteren Endes (14) des Düsenkörpers (10) und in einem Bereich des vorderen Endes (16) des Düsenkörpers (10) enger liegend vorgesehen ist als in einem Zwischenbereich des Düsenkörpers (10).

4. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Konusabschnitt (22) an dem vorderen Ende (16) des Düsenkörpers (10) vorgesehen ist.

5. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Thermoelementrohr (42) an der äußeren Oberfläche (20) des Düsen­ körpers (10) über dem Heizelement (28) vorgesehen ist.

6. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einen Kaltanschluß für zumindest ein radial vorspringendes Ende (30) eines Heizelementes (28) vorgesehen ist.

7. Spritzgießdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kal­ tanschluß zum elektrischen Verbinden des Heizelementes (28) mit einer äußeren Ener­ giequelle zwei Anschlußdrähte (40) aufweist, die mit einem Heizdraht (34) des Heizele­ mentes (28) an jedem vorspringenden Ende (30) des Heizelementes (28) verbunden sind, wobei die Anschlußdrähte (40) einen größeren Durchmesser aufweisen als der Heizdraht (34) des Heizelementes (28), und die Anschlußdrähte (40) freigelegte, abiso­ lierte Enden aufweisen, zur Verbindung mit langgestreckten Metallverbindern (98), die ihrerseits in einem Isolator (112) aufgenommen sind, der durch eine schützende Anschlußhülse (130) umgeben ist, während abisolierten Enden(126) äußerer Leitungs­ drähte (128) mit äußeren Enden der Verbinder (98) verbunden sind.

8. Spritzgießdüse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bundkörper am hinteren Ende des Düsenkörpers (10) angeordnet ist, wobei der Bund­ körper einen vorderen und einen hinteren Bundabschnitt (46, 60) aufweist, die eine radi­ ale Öffnung (72) zwischen sich begrenzen, um zumindest einen vorspringenden Endab­ schnitt (30) des Heizelementes (28) durch diese Öffnung (72) hindurch zu führen.

9. Spritzgießdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansatzteil (84) in der Öffnung (72) aufgenommen ist, das sich radial nach außen in bezug auf das Bundteil (46, 60) erstreckt und zumindest eine Bohrung (86) aufweist, wobei das zumin­ dest eine vorspringende Ende (30) des Heizelementes (28) in dieser Bohrung (86) auf­ genommen ist.

10. Spritzgießdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzteil (84) zwei beabstandete parallele Bohrungen (86) aufweist, um ein Paar vorspringender Enden (30) des Heizelementes (28) aufzunehmen.

11. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vordere Bundabschnitt (46) einen mit dem hinteren Bundabschnitt (60) verbundenen hinteren Flanschabschnitt (50) und einen sich vom hinteren Flansch­ abschnitt (50) im Abstand zum Düsenkörper (10) in Richtung des vorderen Endes des Düsenkörpers erstreckenden Isolierabschnitt (54) aufweist.

12. Spritzgießdüse nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Heizelement (28) zwei Heizdrahtstränge in einem gemeinsamen Mantel aufweist, die sich von dem U-förmigen Abschnitt des Heizelements (28) aus ne­ beneinander erstrecken.

13. Verfahren zur Herstellung einer Spritzgießdüse mit einem langgestreckten Dü­ senkörper (10) mit den Schritten:

• a) Ausbilden eines Spiralkanals (18) als Doppelkanal in einer äußeren Oberfläche (20) des Düsenkörpers (10), wobei ein U-förmigen Abschnitt (21) in dem Doppelkanal ausge­ bildet wird;
• b) Ausbilden eines Heizelement (28) mit einem Widerstandsdraht und einer äußeren Ab­ schirmung, wobei ein U-förmiger Abschnitt (29) in dem Heizelement (28) ausgebildet wird;
• c) Einsetzen des Heizelements (28) in den Spiralkanal (18); und
• d) Anschließen des Heizelements (28) an einen Anschluß zur Verbindung mit einer E­ nergiequelle.

14. Verfahren zur Herstellung einer Spritzgießdüse gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (28) in den Spiralkanal (18) im Vakuum hartge­ lötet wird.