DE3140164A1

DE3140164A1 - Angussbuchse und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3140164A1
Application number: DE19813140164
Authority: DE
Inventors: Jobst Ulrich Glen Williams Ontario Gellert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-24
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1982-06-03
Also published as: CA1142722A; JPH0140662Y2; IT1205605B; AU540490B2; IT8124294A0; AU7474681A; PT73869A; CH655025A5; DE3140164C2; IL63708A; IL63708A0; GB2085777B; NL184939C; FR2492728A1; JPS6446214U; NL8103991A; FR2492728B1; JPS5791868A; US4386262A; GB2085777A

Description

Dipl.-Phys. JORGKN WHlSSE . Dijfl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

■ "BOKIiNHUSCH 41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfa* 110386 · Telefon: (02127)4019 · Telex: 8516895

Patentanniel dung

Jobst__Uljioh Geliert, 7A Prince Street, Glen Williams,

Ontario, Canada ■
20·

Angußbuchse_ und VerTahi en zu „ihrer Herstellung

Die.Erfindung betrifft eine integrierte,- elektrisch beheizbare'Angußbuchse und ein Verfahren zur Herstellung einer integrierten, elektrisch beheizbär-en Angußbuchse mit einem längeren, inneren Kern, der einen zwischen einem erweiterten Vorderteil und einer erweiterten Stützbuchse mittig verlaufenden Durchlaufkanal bestimmt, mit

einem den· Kern umgebenden, schraubenförmig gewundenen Heizelement, mit einem längeren, das Heizelement umgebenden Teil und mit einer längeren Hülse, die das hochleitende Teil außen umgibt.

^v Die Angußbuchse· der vorliegenden Erfindung geht aus von einer bekannten Angußbuchse (DErOS 29 48 561) mit einer sehraubenförmigen Heizspule, die über einem

7 ■ .'-■·■·'

korrosionsbeständigen Kern mit einem hoch! ei tendon Material vergossen ist. -, und außerdem mit einer nach- · bearbeiteten Außenhüise. Die bekannte Angußbuchse hat den Nachteil, daß ihre Außenfläche aus dem gegossenen Material gebildet ist. Das erfordert·zur Ausbildung der notwendigen glatten Außenfläche bei jeder Angußbuchse eine maschinelle Nacharbeitung. Darüberhinaus hat das hochleitende Material, das gewöhnlich aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung besteht, zur Bildung eines dauerhaften Außengehäuses der Angußbuchse keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit. Dies machte eine aufwendige Nickelplattierung zum-Schutz gegen die aus dem Bereich der Angußöffnung austretenden korrosiven Gase notwendig. ■ ; ·.

' · . .-■■■■ "...." Der Herstellungsprozess der bekannten Angußbuchse hat daher den schwerwiegden Nachteil, daß nach, dem Gießen kostenaufwendige Beärbeitungs- und Plattierungs- - schritte erforderlich sind. Darüberhinaus ist die

20. gleichmäßige Wärmezufuhr entlang des Durchlaufkanals · kritisch, und es ist daher wichtig, daß eine optimale Wärmeübertragung vom Heizelement auf das umgebende leitende Material und von diesem auf den Kern, durch, den der Durchlaufkanal verläuft., gewährleistet ist.

Ein Widerstand gegen die Wärmeübertragung an.den Übergangsflächen zwischen den verschiedenen Materialien führt zu ungleichmäßiger Temperaturverteilung,-was die Lebensdauer des Heizelements verkürzen und die Schmelze nachteilhaft beeinflussen kann. · .

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Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der eingangs erwähnten Angußbuchse und eine verbesserte Angußbuchse zu schaffen, bei welchen die Nachbearbeitung wesentlich eingeschränkt und eine bessere Verbindung des leitenden Materials mit den benachbarten Materialien erreicht wird.

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Die Lösung der Aufgabe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(a) manueller Zusammenbau des Heizelementes und des Kerns, so daß dieses sich zwischen dem Vorderteil und der Stützbuchse erstreckt,

(b) Anbringen der äußeren Hülse in einer Stellung., in der sie zwischen dem Vorderteil und der Stütz-

. buchse'einen das Heizelement umgebenden Raum einschließt und mit dem Raum eine gegen wesentliche Leckverluste abgedichtete Anordnung bildet,.

(_c) Auffüllen des Raumes unter Vakuum mit einem geschmolzenen, hochleitenden Material, das den hochleitend.en Teil bildet, und

(d) · Abkühlenlassen des hochleitenden Materials bis . _zur Erstarrung.

' ι
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in

Unteransprüchen gekennzeichnet.

Diese Aufgäbe·wird nach der Erfindung in Bezug auf die Angußbuchse gelöst durch

Ca) einen inneren, längeren, hohlen Kern (12) aus einem korrosionsfesten Material, der einen durch diesen hindurch verlaufenden, mittigen Durchlaufkanal (16) bestimmt und sich zwischen einem erweiterten Vorderteil (14) und einer erweiterten Stützbuchse (32) erstreckt,

(b) ein schraubenförmig gewundenes Heizelement (26), das den Kern (12) mit einer Vielzahl von Windungen umgibt" und" dessen Zuleitungen (28) durch eine -

Öffnung. (38) in der 'Stützbuchse (32) herausgeführt sind, mit einem Innendurchmesser, der größer ist' als der größte Außendurchmesser der Außenfläche (22,98) des Kerns (12),

(c) eine längere, -äußere Hülse (-40,74), die sich zwischen dem Vorderteil (14) und der Stützbu.chse (32) erstreckt und einen das Heizelement (26) zwischen dem Vorderteil (14) und der Stützbuchse '

■10 (32) umgebenden, ersten Raum (56) einschließt,

(d) ein hochleitendes Teil (72), mit dem der erste Raum (56) zwischen dem Vorderteil (14) und der Stützbuchse (32) vergossen ist, und ■

(e) eine weitere' Hülse (42) , deren eines Ende in der Öffnung (38) der Stützbuchse (32) zur Aufnahme der durch die weitere Hülse (42) hindurchgeführten Zuleitungen (28) für das Heizelement (26) angeord- · net ist und die unter Einschluß der durch sie hindurchgeführten' Zuleitungsteile ebenfalls mit dem hochleitenden Material ausgefüllt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindüngsgemäßen 2^ Angußbuchse sind in' Unteransprüchen· gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind'in den Abbildungen dargestellt und werden nachfolgend an Hand der Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ■ Teilanordnung bei einem ersten Aus- · führungsbeispiel der Angußbuchse nach der Erfindung;

-¹ Fig. 2 cine Ansicht ähnlich Fig. 1 der gesamten

Angußbuchse nach Fig. 1 vor der Füllung;

Fig. 3 eine Darstellung einer Anzahl von Angußbüchsen nach Fig. 2 in ihrer Anordnung

in einem Vakuumofen zur Füllung;

Fig. 4 · .ein Schnitt durch die fertige Angußbuchse

• gemäß Fig. 1 ;
10

Fig.. 5,6 eine perspektische Ansicht einer Teilanordnung und eine teilweise geschnittene - .. . Gesamtansicht eines zweiten Ausführungs-. . · beispiels der Angußbuchse nach der Erfindung ; ■

Fig. 7 eine Schnittansicht eines zum Füllen vorbereiteten dritten Ausführungsbeispiels

der Angußbuchse nach der Erfindung; 20

Fig. 8 ■ eine Schnittansicht eines zum Füllen vorbereiteten vierten Ausführungsbeispiels der Angußbuchse nach der Erfindung; und

Fig. 9" eine Schnittansicht eines fünften Ausführungsbeispiels, der Angußbuchse nach

der Erfindung.

Fiq. Ί und 2 zeigen den Zusammenbau eines ersten Aus-

- · "

·" führungsbeispiels der Angußbuchse nach einem bevorzugten Verfahren. Die Anordnung.10 hat einen hohlen, länglichen Kern 12, der in diesem Ausführungsbeispiel ein;Stück mit einem vergrößerten Vorderteil 14 bildet.

Mitten durch den Kern verläuft ein Durchlaufkanal 16, "-■'■■. '

der-zu Radialkanälen 18 führt, die an der Stirnfläche

des Vorderteils radial nach außen weisen..Während •des Betriebs.führt jeder dieser Radialkanäle'18 Schmelze ' zu einer entsprechenden Randöffnüng. Wie zu sehen,

weist der Vorderteil 14 eine Anzahl von durchgehenden Löchern 20 auf, von denen jeweils eines zwischen zwei Radia !.kanälen 18 liegt. Dor Kern 12 hat eine gewellte · Außenfläche 22, die einem schraubenförmig gewundenen Grat 24 mit einem gleichförmig gebogenen Querschnitt '. · bildet.' ' .

Der erste Arbeitsschritt des Zusammenbaus besteht darin, den. Kern 12 von Hand durch ein schraubenförmig gewundenes Heizelement 26 mit elektrischen Zuleitungen 28, die an einem Ende "einen nach außen verlaufenden·Stab 30 bilden, einzuführen. Die Windungen sind 'getrennt, so' daß zwischen ihnen kein Kontakt besteht und de.r schraubenförmige Durchmesser des.Heizelement.es 26 gerade etwas größer ' als der größte Außendurchmesser des Kerns 12 ist. Das schraubenförmig gewundene Heizelement 26 windet sich in einer Richtung, während der schraubenförmig gewundene Grat 24 sich in der Gegenrichtung windet,--so daß zwischen. . ihnen· nur an ihrem Kreuzungspunkt Kontakt besteht: Die elektrischen Zuleitungen 28 verlaufen in üblicher Weise durch den Stab 30 hindurch zur Verbindung mit einer (nicht gezeigten) elektrischen Stromquelle.

Der nächste Schritt besteht darin, von Hand eine erweiterte Stützbuchse 32 hinzuzufügen, die zur Aufnahme des stumpfen Endes 36 des Kerns 12 mit Druckpassung einen zylindrischen Sitz 34 aufweist. Die Stützbuchse hat eine kreisförmige öffnung 38, durch die die elektrischen Leitungen 28 und der Stab 30 beim Anbau'der

Stützbuchse 32 hindurchgesteckt werden müssen. Als ·. nächstes wird über dem Kern 12 ei*ne größere Zylinderhülse 40 und über dem Stab 30 eine kleinere Hülse 42 montiert. Die Zylinderhülse 40 wird in die Stützbuchse 32 eingeführt, bis sie unter Druckpassung auf eine Schulter 4 4 stößt; sie. ist gerade groß genug, um mit

der Außenfläche- 4 6 des Vorderteils 14 einen Paßsitz zu bilden. Wie in'Fig, 2 am besten erkennbar, ist die Zylinderhülse 40 lang genug, um über den Vorderteil 14 hinauszuragen und eine nach oben geöffnete Mündung 48 zu bilden. Die kleinere Hülse 42 wird in die öffnung 38 in der Stützbuchse 32 eingesteckt, bis sie auf eine .Schulter 50 stößt und durch Druckpassung gehaltert wird. Sie hat eine ein Loch 54 bestimmende Manschette 52, durch das" der Stab 30 enganliegend ragt. · Auf diese

]O . Weise reichen die Druckpassungen der verschiedenen Bauteile -aus, um eine Anordnung 10 zu schaffen, die stabil genug ist, um selbsttragend zu sein. Sie weist um das Heizelement 26 herum zwischen dem Kern 12 und der Zylinderhülse 40, die in einen weiteren Raum 58 .um den Stab'30 herum hineinragt, einen geschlossenen Raum 56" auf.

Der nächste Schritt besteht darin, die Verbindungen zwischen den verschiedenen Bauteilen gegen Lecks abzudichten. Dazu gehört die Verbindung zwischen der Stützbuchse 32 und den beiden Hülsen 40,42 und die Verbindung zwischen der kleineren Hülse 42 und dem Stab 30. in einer bevorzugten Ausführung geschieht- dies, indem eine kleine Menge Lötpaste "auf jede Verbindung aufgebracht wird und dann die Anordnung in -einem Vakuumofen 60 'erhitzt wird, um die Paste zum Schmelzen und zum Zerlaüfen rund um die Verbindungsstelle zu bringen, um sie zu löten und gegen Lecks abzudichten. Temperatur und Dauer der Erhitzung der Anordnung müssen ausreichen, um die Bauteile aneinanderzulöten und einer Wärmebehandlung zu unterwerfen, um eine getrennte Wärmebehandlung unnötig zu machen. Zwei andere Abdichtmethoden bestehen darin, die Verbindungsstellen zu schweißen oder einen Keramikzement aufzubringen. " -

Nach dem Abdichten wird auf der Stirnfläche des Vorderteils 14 eine Abschlußplatte 62 angebracht, um die Radialkänäle 18 abzudecken. Sie weist durchgehende

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. 1 Löcher 64 auf, die mit den Löchern 20 f3.vicht.en. Ein Stück 66 aus hochleitendem Material wird in die Mündung 48 eingesetzt, die von dem vorsteheiid.en Teil der Hülse·42 gebildet wird. Die Anordnung wird· · dann in der dargestellten aufrechten Stellung in den Vakuumofen 60 eingebracht und solange erhitzt',, bis. das Stück 66 schmilzt, das geschmolzene Material abwärts durch die Löcher 20 fließt und den geschlossenen • Raum 56, den weiteren Raum 58 in der kleineren Hülse 42 ' und die Löcher selbst füllt. Grad und Dauer dieses zweiten Erhitzungsschrittes müssen ausreichen, um das Material zu schmelzen und die Räume zu füllen, dürfen aber nicht ausreichen, um die vorher gelöteten Verbindungen wieder zu lösen. Bevorzugt bestehen der Kern -12-, der Vorderteil 14 und die Stützbuchse 32 aus hoch korrosionsbeständigem Material wie rostfreiem Stahl, um den korrodierenden Einwirkungen der Schmelze zu widerstehen. Die Zylinderhülse 40 und die· Hülse 42 sind ebenfalls aus rostfreiem Stahl, um eine widerstandsfähige Oberfläche zu schaffen und sie gegen die aus dem Bereich der Angußöffnung entweichenden korrodierenden Gase zu schützen. Das hochleitende Material ist eine Beryllium-Kupfer-Legierung, obwohl in anderen Ausführungen auch andere Kupferlegierungen verwendet werden

^° können. Durch das Füllen unter Teilvakuum verschmilzt, die Beryllium-Küpfer-Legierung mit dem rostfreien Stahl und dem Heizelement 26, wodurch die Verbindung zwischen ihnen verbessert und die Wärmeübertragung von dem Heizelement 26 durch die Beryllium-Kupfer-Legierung auf den

Kern 12 erhöht wird. In Verbindung mit der vergrößerten Berührungsfläche durch die gewellte Außenfläche 22 des Kerns 12 sorgt dies für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung längs des Durchlaufkanals 16 und vermeidet Überhitzungen längs des Heizelements 26, die sonst unwirksam sind· und zu einem Durchbrennen des Heizelementes führen können. Um während des Füllens eine Lösung der

Abdichtungen zu verme'i den, sollte die Schmelztemperatur der Lötpaste wenigstens etwa 1O°C (5O°F) über der der Beryllium-Kupfer-Legierung liegen. Falls die Wärmebehandlung nicht während der Abdichtung oder früher stattge-.5 funden hat, kann sie auch während dieser Füllung ausgeführt werden» Die- Heizzeiten und Temperaturen müssen dafür an die in dor Anordnung verarbeiteten Materialien und auch an den Füllvorgang ohne Lösen der Dichtungen angepaßt sein. Wie in Fig. 3 dargestellt, werden die Anordnungen 1° zur'Verbesserung der Herstelluhgseffizienz chargenweise in den· Vakuumofen eingebracht.

Nach Abkühlung wird die gefüllte Anordnung nur durch Abnehmen der Abschlußplatte 62 und Bearbeitung des überstehenden Teils der Zylinderhülse 40 fertiggestellt. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, entsteht so eine integrierte Angußbuchse 70.mit einem hochleitenden Teil 72, mit dem das'Heizelement 26 zwischen dem korrosionsbeständigen Kern 12 und einer Außenhülse 74 vergossen.ist.

. Zum Einschluß der dort hindurchlaufenden Zuleitungen 28 verläuft.der hochleitende Teil 72 auch in ein weiteres Hülsenteil 76. Auf diese Weise wird nicht nur .eine kostenaufwendige Bearbeitung der Außenfläche der Angußbuchse unnötig; ebenfalls wird die erforderliche Henge der Beryllium-Kupfer-Le- gierung verringert, und es geht nur wenig davon verloren. In besonders korrodierenden Anwendungen kann der Kern 12 aus einer Beryllium-Nickel-Legierung, einem Chrom-Nickel-Stahl· oder einer Chrom-Nickel-Legierung _wie -Inconel gebildet sein. Er muß von hinreichender

Stärk.e sein, um den wiederholten hohen Druckbelastungen standzuhalten, aber die integrale Bauweise mit der Außenhülse"74 ergibt eine zusätzliche Festigkeit, die .' ■ gestattet, die· Dicke des Kerns 12 zu verringern, wo- ·

^5 durch wiederum die Wärmeleitung von dem Heizelement 26 . zu" der Schmelze verbessert wird."

Im Gebrauch wird diese Angußbuchse 70 besonders zum .· direkten seitlichen Einspritzen verwendet und an einer Hohlraumplatte montiert, wodurch sie sich dann zwischen einer Spritzgußinaschine und einer Anzahl von Hohlräumen befindet. Die Zuleitungen.28 werden mit einer Energiequelle verbunden, worauf, nachdem die Angußbuchse auf Betriebstemperatur aufgeheizt worden ist, der Betrieb beginnt. Von der Spritzgußmaschine wird unter sehr hohem Druck Schmelze in den Durchlaufkanal 16 und weiter in die Radialkanäle 18 gefördert, durch die' sie zu den jeweiligen Angußöffnungen und Hohl- .·"-.'. räumen gelangt. Nach Füllung der Hohlräume wird die · · Schmelze vom Druck entlastet, und· die erstarrten Produkte werden ausgeworfen, worauf sich der Verlauf entsprechend einem vorbestimmten Zyklus wiederholt. Die gleichmäßige Wärmezufuhr bei der geringstmöglichen Temperatur längs des Durchlauf kana'ls ist wichtig für . eine zuverlässige-Arbeitsweise der Anlage- über lange ■ Zeiten ohne Ausfälle. ' " ·

. ■■ /

Fig. 5 und 6 zeigen den Zusammenbau bei der Herstellung der gleichen Angußbuchse durch ein Verfahren, bei dem nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Gegenrichtung gefüllt wird. Da die meisten Merkmale des Verfahrens mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, sind diese Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen und beschrieben. Diese · Anordnung 10 hat ebenfalls einen·Kern 12 mit einer gewellten Außenfläche 22, die zusammen mit einem erweiterten Vorderteil 14 aus einem Stück gebildet ist.

- Mitten durch den Kern 12 verläuft ein Durchlaufkanal 16,' der.sich mit einer Anzahl von Radialkanälen 18 auf der ' Stirnseite des Vorderteils 14 verbindet. Über den Kern 12 ist ein schraubenförmig gewundenes elektrisches

Heizelement 26 geschoben, dessen Windungen gerade die Außenfläche 22 des Kerns 12 berühren. Wie oben erwähnt,

' ist der schraubenförmig gewundene Grat 24 der Außenfläche 22 in Gegenrichtung zu den Spulen des Heizelements 26 gewunden, so daß zwischen ihnen nur minimale Berührung besteht..-Das Vorderteil-14 hat Radialkanäle -18, die sich von dem Durchlauf kanal 16 radial nach außen über die Stirnseite erstrecken, und Löcher 20, die dicht daneben zwischen den Radialkanälen 18 in die Stirnseite münden. Die Zuleitungen 28 des Heizelements • werden durch eine kreisförmige.Öffnung 38 in eine Stützbuchse 32 mit einem zylindrischen Sitz eingesteckt, die dann über das Ende des Kerns 12 gepaßt wird. Die kleinere Hülse 42 und die größere Zylinderhülse 40 werden dann auf die oben beschriebene Weise hinzugefügt. Die kleinere Hülse 42 hat eine Manschette 52 mit einem 1& Loch 54, durch das der Stab 30 des Heizelements 26 ragt. •Ein Ende der Zylinderhülse 40 wird in der Stützbuchse . ' aufgenommen, während das äußere Ende unter Einschluß eines Raumes 56. um das schraubenförmig gewundene Heizelement 26 mit. dem Vorderteil 14 einen Paßsitz bildet. . ·

Nach diesem Verfahren ist jedoch, wie zu"sehen, die Anordnung 10 in Gegenrichtung ausgerichtet. Die Stützbuchse 32 hat eine Rückwand 78 mit wenigstens einem αμΓσϊ^θηεηαεη Einfülloch 80, und über die /²^. Stützbuchse 32 ist ein Ring 82 gepaßt, der eine nach oben, offene Mündung 84 bildet.'. Nach Abdichtung der -Anordnung 10 nach einem der oben beschriebenen Verfahren gegen Lecks wird ein eine vorbestimitite Menge hochleitenden Materials enthaltendes Stück 66 in die

• nach oben offene Mündung 84 eingebracht und die Anordnung in dem Väkuumofen 60 bis zum Schmelzen des Stücks' 66 erhitzt. Das Material fließt durch das Einfülloch 80 und füllt den geschlossenen Raum 56 um.das Heizelement 26, sowie den weiteren-Raum 58 um die Zuleitungen 28 und die Löcher 20 im Vorderteil 14.

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Wie oben beschrieben, bewirkt eine Füllung unter Teiivakuum einen besseren Kontakt der Beryllium-Kupfer-Legierung mit den benachbarten Materialien. ■ Dadurch wird die Wirksamkeit der Wärmeübertragung durch den .hochleitenden Teil 72 vergrößert. Zusammen mit der'durch' den rostfreien Stahl der Außenfläche geschaffenen zusätzlichen Festigkeit, die einen dünneren, korrosionsbeständigen Kern 12 gestattet, vermindert dies Temperaturschwankungen längs des Durchlaufkanals 16 und Temperaturstaus an den Windungen des Heize!ements■26.

Nach der' Füllung werden die Anordnungen 10 aus dem Vakuumofen entnommen und können abkühlen.Der Ring 82 wird abgenommen, und man erhält eine Angußbuchse mit •15 nur wenig oder keiner weiteren Bearbeitung. Es ist selbstverständlich offensichtlich, daß andere Ausbildungen des Vorderteils 14 für andere Angußarten verwendet werden können. ' "·

in Fig. 7 ist ein anderes Verfahren zum Füllen der Anordnung 10 dargestellt.. In diesem dritten Ausführungsbeispiel sind die Verfahrensschritte und Bauteile der Anordnung 10 dieselben und brauchen nicht weiter beschrieben zu werden, außer daß in ein Loch in der Zylinderhülse 40 ein Trichter 86 eingesteckt ist. In dem Trichter 86 befindet sich das Stück 66 aus hochleitendem Material, und die Anordnung wird in den Vakuumofen 60 eingebracht, wo es schmilzt und. zwischen dem Kern 12 und der Hülse 42 herabfließt.

^QU Nach dem Abkühlen werden der Trichter 86 und der überstehende Teil des leitenden Teils 72 maschinell entfernt, um die Angußbuchse mit -einer glatten Außenfläche· zu versehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Vorderteil 14 mit einer allgemein konischen Anordnung versehen, um einen geradlinigen, zentrierten Anguß beim Spritzgießen zu erhalten.

18 .

J Fig. 8 zeigt ein viertes Ausführüftgsbeisprel.der Angußbuchsenanordnung, bei der die VeffahrensschEitte und Bauteile der Anordnung' dieselben' sind wie ;oben. beschrieben mit der Ausnahme,' daß ein Thermoelement 90 .miteiner Zuleitung 92 vorgesehen ist, das die Temperatur im Bereich" der Angüßöffnung überwacht.'"·Wie zu:sehen, erstreckt sich¹ die "Zuleitung^ 92 d&s Thernvöeleiments 90 durch die Hülse '42* heben' Senf Stab· 30--d.es- Heizelements 26, durch den.gesch'ld'sserien Raum: >56~'izwis:Ghe.n~ Kern 12 und Außerihülse:'74' und.· in" eines der Löchea?: 2Q;>_; v/p das* Thermoelement: 90 "heben deri^;' benachbarten' "Rad^aikXanalen 18 liegt". Bei "Füllung d&r'-Anördhung'viO'Äkch..einem der beschriebenen-Verfahxen· wird das Thermoelement 90 mit dem hochleitendem Material bedeclct»'-Das schützt das

I^ Thermoelement 90 _und Öie'-Zuleitu-ng ·^92 _r und -das -Thermoelement 90 .zeigt die Temperatur^:an, "die das^Material zu dem Bereich der AngüßÖf fnung'Zuführt, ft ,.. ·.·■.:,'

Zur Vergröß.erung der Berührüiigsf lache: zwis_:ehenrder .20". Außenfläche "22^J ünrf-S-eni höehleitenden.' Mafeexxal;·: und zux Verbesserung ihrer' Vexbi'rid^;ung- o.^fs-t der Kerni; 12^: _:-d.er Angußbuchse vorzugsweise mit einer gewellten oder mit Graten versehenen Außenfläche 22 versehen. Die Bildung der Angußbuchse unter Zugabe des hochleitenden Materials unter Vakuum verbessert die Verbindung jedoch so sehr, daß unter bestimmten Umständen eine.gewellte Oberfläche nicht erforderlich ist.

Das in Fig. 9 'gezeigte fünfte Ausführungsbeispiel einer integrierten Angußbuchse 70 ist "dem ersten Ausfühxungsbeisplel ähnlich, außer daß der Kern 12 eine zylindrische Außenfläche 98 statt der gewellten Außenfläche 22 aufweist. Wird-die Angußbuchse nach dem hier beschriebenen Verfahren gebildet, so verschmilzt der hochleitcnde Teil 72 mit der zylindrischen Außenfläche

98 und bewirkt zwischen ihnen eine (jonüye.näe Wäi ine- . übertragung. Im übrigon sind Herstellungsverfahren und Betriebsweise dieselben wie oben beschrieben und. brauchen, nicht wiederholt zu werden.' ·.

Wenn auch die Arigußbuchse und verschiedene Verfahren zu -· .ihrer Herstellung-mit Bezug auf verschiedene Ausführungs.-beispiele beschrieben worden sind, so darf dies nicht als Einschränkung verstanden werden. Fach!eute-werden viele Veränderungen entwickeln können.'Besonders die Ausbildung der Bauteile und Materialien kann anders als beschrieben sein, sofern sie die notwendigen Merkmale haben. Zur Vermeidung einer Verschmelzung mit dem hochleitenden Füllmaterial können die Oberflächen mit einem Titanoxidüberzug versehen werden.

Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann z.B. auch die Stirnseite des Vorderteils 14 mit einem Titanoxidüberzug anstelle der Abschlußplatte 62 versehen werden.· Nach Abkühl-ung der Angußbuchse kann das hochleitende Material abgekratzt oder abgebürstet werden, um die Radialkanäle 18 freizulegen.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Ί. Verfahren zur Herstellung einer integrierten, elektrisch beheizbaren Angußbuchse mit einem ■ längeren, inneren, hohlen Kern, der einen zwischen einem erweiterten Vorderteil und einer erweiterten Stützbuchse mittig verlaufenden .Durch]aufkanal bestimmt, mit einem den Kern umgebenden, schraubenförmig gewundenen Heizelement, mit einem längeren, .das Heizelement umgebenden, hochleitenden Teil und mit einer.längeren Hülse, die das hochleitende Teil außen umgibt, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: ' · '

(a) manueller Zusammenbau des Heizelementes und'

des Kerns, .so daß dieses sich zwischen dem Vorderteil und der Stützbuchse erstreckt,

(b) Anbringen der äußeren Hülse in einer Stellung, in der sie. zwischen dem Vorderteil und der Stützbuchse einen das Heizelement umgebenden Raum einschließt und mit dem Raum eine gegen wesentliche Leckverluste abgedichtete Anordnung bildet, .

■ · /

(c) Auffüllen des Raumes unter Vakuum mit einem geschmolzenen, hochleitenden Material, das den hochleitenden Teil bildet, und

(d) Abkühlenlassen des hochleitenden Materials

bis zur Erstarrung.

•3 HO

2. Vorfahr fin nach. Anspruch...1 ,,, da.du.r-ch· gekennzeichnet, ■'■■■·" daß eine' weitere -Hülse. mit ,einem Ende., in einer

Öffnung" der Stü-tzbuchse angeordnet wird und Z.ulei-■" tun· gen"" deS'HeizeJempivts. durch--die. -Öffnung in der ^:'Stützbüchse und·, durch ein .Loch .am anderen Ende ;.

■'■ der weiteren- Hül&e hind.urchge.führt, werden, daß die weitere Hülse -gegen, ,wesentliche Leckverluste •abgedichtet 'wird-;!und daß während ..des^Vgrfahrens- * schrifc-ts (e¹) r:aüch:.die_rweite_;re. Hülse un.ter Vakuum

' mit dem hochlei£enden .Ma-teräa;!. .gefüllt^ wird. -,-. _λ

• \ 3.^- "Verfahren·- Kach\ Anspruch.-. 1.;-Qder-,,2_f,_i..._f:dadurch gekenn-"^{: i;}keieh'net > ::Äaßviim ^erfiahr^nssehpi^t, CbJ^ nach An- :- ^;- 'bringubg 'der^iHulse; die^ notWeniiigen^Verbindungs-

Ib stellen, mit eii5Äm-ker.ami-s^chen r?_:eineßt abgedichtet[

werden.

4. 'Verfahren mach Anspruch. !.,Ofäer .1.2_j,_d^"durch gekenn-

■" vzeichnet/^daBoiroo-y-eri^hjre^s^cI^rit^iCbl. nach Ah- 2ΰ - · ^{: :}b'ringühg-^: de^EGlsejdie; no^twendigen Verbindungsr;:

' ^:' '.stellen irtitf^;&ütipasjtj5 .-yecsehen..und. .unter .Vakuum "-■" ' - 'vexlötiöt welrdenv^ -'i-i^ r.!-

5."-'^: Verfahren.¹ naiehc:;ein.em ^dejr .-Ansprache .,1. ^bis 4 , dadurch ^{: :} ''- - -g'icrk'erirfsieUchneHi^ da>E der_:Verfahrens.schritt (c) dfh ''"'einemVakuumofen-be.ir^ine^r-gum.Füllen des Raumes

_ ausreichenden " . Temperatur.ausgeführt .wird:..·., ......

So '6.^:?:-' ^:"VeVf^:ähreti:.n_;ach.-*:einein;;,der, ^erstehenden Ansprüche, dadurch·- "gekehnz^eiahnst, = --daß. iZur.. Verbesserung der "■'·"■-■· "■'--· Wärmeübertragung ;in,ydem· Vecia-hrens^schritt (c) auch • ■■■"" ":" ^ "ein'e'Mehrz'ahl ;won-. in dem-;Vor_:der teil· ,ausgebildeten ■^:: Löcherri:--mif ;d:erä.ihoch]-_JeitejQd_Ie₅n« I^aterial ausgefüllt

7, Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Menge des hochleitenden Materials in eine nach oben offene Mündung einer .'-.-' über das mit durchgehenden Löchern «umgebildetc Vorderteil hinaus verlaufenden Hülse? eingebracht und die ganze Anordnung, .in einem Viikuvuiicjfon bit; zum Schmelzen-des Materials erhil zt wird, "doss-u·]") Schmelze durch die Löcher hindurchfließt und den das Heizelement umgebenden Raum zwischen dem

Kern und der Hülse ausfüllt, .

■ ί

8, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,· daß zur Fertigstellung der äußeren. Hülse der Anguß.buchse der überstehende Teil der Hülse

maschinell entfernt wird. \.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichent, daß ein weiterer Ring unter Aus- · bildung einer nach oben offenen Mündung.an der

'. ' ■

mit .einem Loch in der Rückwand verschönen Buchse angeordnet und in die Mündung., eine vorgegebene' Menge des hochleitenden Materials eingebracht wird., daß die ganze Anordnung in einem Vakuumofen bis zum Schmelzen des Materials erhitzt wird, das .

durch das Loch in der Stützbuchse hindurchfließt und den das Heizelement umgebenden.Raum zwischen dem Kern und der Hülse ausfüllt, und daß der weitere Ring entfernt wird. . ·

. ■

10. Verfahren nach -einem der Ansprüche- 1 bis 5, dadurch

gekennzeichnet, daß ein Trichter mit einer nach oben offenen Mündung in ein Loch in der äußeren Hülse eingeführt und in die Mündung eine vor.ge-„_ gebene Menge des hochleitenden Materials eingebracht wird" und daß- die Anordnung in einem Vakuumofen bis zum Schmelzen des Materials erhitzt wird, das durch

das -Loch hindurchfließt und den das Heizelement umgebenden Raum zwischen dem Kern und der Hülse •ausfüllt.

■5 Tl. Verfahren nach einem der Ansprüche-6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in eines der Löcher ein Thermoelement eingeführt wird, dessen Zuleitung durch den das Heizelement umgebenden Raum und neben den Zuleitungen für das Heizelement durch die .10 Hülse heraus verläuft, und daß das Thermoelement im. Verfahrensschritt (c) in das hochleitende Material eingeschlossen wird.

12. Integrierte, elektrisch beheizbare Angußbuchse _T Ib gekennzeichnet durch

• (a) ■ einen inneren, län'geren, hohlen Kern (12) aus ." - einem korrosionsfesten Material, der einen

durch diesen hindurch verlaufenden, mittigen "Durchlaufkanal (16) bestimmt.und sich

zwischen einem erweiterten Vorderteil (14J und einer erweiterten Stützbuchse (32) erstreckt, " ·

' . (b) 'ein schraubenförmig gewundenes Heizelement (26)·, das. den Kern (12) mit einer'Vielzahl von Windungen umgibt und dessen Zuleitungen (28) durch eine Öffnung (38) in der Stützbuchse (32) herausgeführt sind, mit einem Innendurchmesser,

^O . ■ · der größer ist als.der größte Außendurchmesser d'er Außenfläche (22,98). des Kerns (12),

. (c) eine" längere, ■ äußere Hülse (40,74)", die sich

zwischen dem Vorderteil (14) und der Stütz-• " buchse (32) erstreckt und einen-das Heizele-" ment (2.6) zwischen dem Vorderteil .(1.4) und der Stützbuchse (32) umgebenden ersten Raum (56) einschließt,. . . .

(d) ein hochleitohdes Teil (72), mit dem der . erste Raum (56) zwischen dem Vorderteil (14) und der Stützbuchse (32) vergossen ist, und

(e) eine weitere Hülse (42), deren eines Ende

in der Öffnung (38) der Stützbuchse (32) zur Aufnahme der durch die weitere Hülse (42) hindurchgeführten Zuleitungen (28). für das

■ Heizelement (26) angeordnet .ist und 'die unter ' Einschluß der durch sie hindurchgeführten

Zuleitungen ebenfalls mit dem hochleitenden Material ausgefüllt ist.

13.. Angußbuchse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, !5 daß das Vorderteil (14) an einer Stirnseite· eine Mehrzahl von·Radialkanälen (18) zum direkten seit-.

■ liehen Einspritzen aufweist, die sich von dem' mittigen Durchlaufkanal (16) über die Stirnseite

hinweg radial nach· außen erstrecken. ■

■

14. Angußbuchse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet» daß das Vorderteil (14) eine Mehrzahl von ebenfalls mit dem hochleitenden Material gefüllten, von dem ersten Raum (56) her verlaufenden Löchern (20) aufweist. . . ' .

15. Angußbuchse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Löcher (20) ein Thermoelement (90) zur Temperaturüberwachung im Bereich der Angußöffnunq

■

angeordnet ist. . . ·

16. Angußbuchse nach einem der Ansprüche' 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (98) des Kerns (12) zylindrisch ausgebildet ist. :

17. Angußbuchse nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (.22) des Kerns (12) gewellt ausgebildet·ist.