Патент на изобретение №2254993

(54) УЗЕЛ ЦИЛИНДРА ПОДГОТОВКИ МАТЕРИАЛА

(57) Реферат:

Изобретение относится в целом к литьевым машинам и, в частности, к новому узлу цилиндра подготовки материала для использования в инжекционном блоке литьевой машины. Инжекционные цилиндры обычно установлены на одном конце каретки инжекционного блока. Осевое усилие каретки направлено вдоль всей длины цилиндра подготовки материала, для чего необходим цилиндр для выдерживания осевого усилия каретки. Раскрыт узел цилиндра подготовки материала, имеющий первую и вторую часть цилиндра, со сквозным осевым отверстием. Узел имеет также первую соединительную муфту цилиндра и вторую соединительную муфту цилиндра. Расположение первой соединительной муфты задает границу между первой и второй частями цилиндра. Первая соединительная муфта изолирует вторую часть цилиндра от осевого усилия каретки и закрепляет цилиндр в качестве промежуточного звена между концами цилиндра и каретки. Вторая соединительная муфта цилиндра удерживает один конец цилиндра в каретке, предотвращая вращение цилиндра во время работы. Часть цилиндра между первой соединительной муфтой цилиндра и одним концом цилиндра изолирована во время работы от осевого усилия каретки. Технический результат использования данного цилиндра является изоляция части узла цилиндра подготовки материала инжекционного блока литьевой машины от осевых усилий. 29 з.п. ф-лы, 26 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к литьевым машинам и, в частности, к инжекционному блоку литьевой машины. Литьевые машины включают машины для литья пластмассового материала или металлического материала или металлического материала в тиксотропном состоянии.

Уровень техники

Работа литьевой машины связана с созданием многочисленных усилий, давлений и напряжений в инжекционном блоке. Например, осевое перемещающее усилие является усилием, прилагаемым для сцепления конца сопла узла цилиндра подготовки материала с втулкой литника литейной формы. Это обеспечивает усилие, герметизирующее соединение между соплом и втулкой литника, исключающее утечку расплавленного материала во время инжекции. Перемещающее усилие прилагают и поддерживают перед впрыском расплава материала.

Инжекционное усилие является усилием, направленным вдоль длины возвратно-поступательного шнека, расположенного в отверстии узла цилиндра подготовки материала. Инжекционное усилие приводит к инжекции расплава материала в литейную форму. Имеется осевое реактивное инжекционное усилие, действующее вдоль длины узла цилиндра подготовки материала вследствие движения шнека вперед во время стадии инжекции процесса литья под давлением.

Инжекционное давление является давлением, необходимым для преодоления сопротивления потоку расплава материала в сопле, литниковой системе и в полости формы. Инжекционное давление оказывается на расплав перед вершиной шнека во время стадии инжекции процесса литья под давлением. Накопительный конец узла цилиндра подготовки материала должен выдерживать инжекционное давление.

Инжекционные блоки для литьевых машин очень хорошо известны. Например, монография под названием “Справочник по литьевым машинам, издание третье”, автор Johannaber, была опубликована в 1994 году издательством Carl Hanser Verlag (ISBN 1-56990-169-4) и содержит подробное описание обычных инжекционных блоков для литьевых машин для пластмассы в главе 3 на страницах 38, 39, 42, 43, 44, 75 и 76. Инжекционный блок с возвратно-поступательным шнеком включает узел цилиндра подготовки материала, который содержит сопло, головку цилиндра, осевое отверстие, вход подачи, нагревательные ленты и термопары. Возвратно-поступательный шнек, который содержит обратный клапан, расположен в осевом отверстии цилиндра. Осевое отверстие цилиндра включает измерительную часть и подающую часть. Электрическое или гидравлическое приводное устройство приводит в действие шнек для подачи и измерения расплава материала и инжекции измеренного материала в форму. Узел цилиндра подготовки материала закреплен и поддерживается в виде кронштейна на одном конце цилиндра с помощью каретки. Гидравлические или электрические исполнительные механизмы соединяют каретку и элемент рамы или неподвижную плиту литьевой системы. Работа исполнительных механизмов приводит к перемещению узла цилиндра подготовки материала в направлении неподвижной плиты и от нее и обеспечивает осевое усилие перемещения по всей длине цилиндра во время инжекции, минимизируя утечку между вершиной сопла и втулкой литника. Осевое реактивное усилие инжекции направляется по всей длине цилиндра во время инжекции.

Книга под названием “Операции литья под давлением”, изданная фирмой Husky Injection Molding Systems Ltd. и напечатанная в Канаде, 1980, также содержит описание обычных инжекционных блоков для литьевых машин для пластмассы на страницах 41-44. В этом случае также цилиндр для инжекционного блока с возвратно-поступательным шнеком удерживается на дальнем конце каретки, в котором расположен инжекционный цилиндр и вращательный привод. Между кареткой и неподвижной плитой установлен гидравлический цилиндр. При работе гидравлического цилиндра усилие каретки прикладывается вдоль всей длины цилиндра. Для двухступенчатого инжекционного блока цилиндр поддерживается на одном конце с помощью каретки. В каретке расположен привод. Сопло цилиндра подает массу в выталкивающую камеру, которая содержит поршень инжекции. Каретка поддерживает другой конец выталкивающей камеры. Между кареткой и неподвижной плитой установлен гидравлический цилиндр. При работе гидравлического цилиндра усилие перемещения прикладывается вдоль всей длины выталкивающей камеры. Осевое реактивное усилие инжекции направлено по всей длине выталкивающей камеры во время инжекции.

Патент США №5040589 выдан 20 августа 1991 Брэдли и др. (фирма The Dow Chemical Company). В патенте описывается инжекционное устройство для литья посредством литья под давлением семитропного, полутвердого металлического сплава. Патент содержит описание устройства для обработки подаваемого металла в тиксотропное состояние при подаче металла в загрузочную воронку, расположенную на одном конце цилиндра, и транспортировки в накопительную зону, расположенную на другом конце цилиндра. Цилиндр выполнен в виде цельной части с толстыми стенками. Вдоль длины цилиндра образовано несколько зон нагревания, включая части цилиндра, имеющие разную толщину. Зона горловины подачи и зона 4 являются относительно толстыми частями. Зона 3 немного тоньше, а зона 2 является самой тонкой частью. Цилиндр установлен обычным образом в инжекционном блоке. Конец с горловиной подачи цилиндра установлен в вертикальной опоре, прикрепленной к раме инжекционного блока. Нижняя поверхность цилиндра, как промежуточное звено между удаленными концами цилиндра, опирается на вторую опору, также прикрепленную к раме. Усилие каретки прикладывается также вдоль всей длины цилиндра при работе устройства. Все части раскрытого цилиндра должны быть одинаково толстыми для выдерживания комбинированной нагрузки осевого усилия каретки и осевого реактивного усилия инжекции, действующих на всей длине цилиндра во время впрыска.

Патент США №5983978 выдан 16 ноября 1999 Винингу и др. (фирма Thixomat Inc.). В патенте описано устройство инжекции тиксотропного металла. Цилиндр выполнен из двух частей с образованием части высокого давления и части низкого давления. Часть низкого давления тоньше части высокого давления. Конец с горловиной подачи цилиндра установлен в вертикальной опоре инжекционного блока. Нижняя поверхность цилиндра, в качестве промежуточного звена между удаленными концами цилиндра, опирается на вторую опору, также прикрепленную к раме. Усилие каретки прикладывается также вдоль всей длины цилиндра при работе устройства. Все части раскрытого цилиндра должны быть одинаково толстыми для выдерживания комбинированной нагрузки осевого усилия перемещения и осевого реактивного усилия инжекции, действующих на всей длине цилиндра во время впрыска.

Патент США №4863362, выданный 5 сентября 1989 (Hehl), направлен на улучшение узла пластификации. Согласно изобретению цилиндр для пластификации расположен в усиливающем каркасе, включающем направляющую, образованную направляющей поверхностью поперечной реактивной штанги, которая находится на расстоянии от цилиндра для пластификации с помощью радиальных распорок, при этом одна из распорок соединена неподвижно с поперечной реактивной штангой и с задней частью цилиндра для пластификации, и по меньшей мере одна центрирующая распорка соединена с поперечной реактивной штангой и окружает цилиндр для пластификации в качестве скользящей посадки и задает зазор с цилиндром для пластификации. Установленный в инжекционном блоке узел пластификации опирается средней частью между плечами U-образной скобы, которая неподвижна относительно рамы инжекционного блока; система обеспечивает простое направление узла пластификации в сцеплении с неподвижными роликами, установленными с возможностью вращения в U-образной скобе с помощью направляющей каркаса. Кроме того, часть цилиндра для пластификации, которая выступает из ограждения, окружающего каркас, расположена задней частью в виде осевой скользящей посадки в отверстии приемного корпуса инжекционного блока; при работе цилиндр для пластификации соединен с силовым замыканием с инжекционным блоком только посредством своего зацепления с приемным корпусом инжекционного блока, и тем самым осевое усилие перемещения действует по всей длине цилиндра для пластификации.

Патент Великобритании №1297783 выдан 29 ноября 1972 (Haynes и др.) и относится к инжекционному блоку, в котором нет необходимости в обратном клапане шнека и исключаются связанные с этим проблемы изготовления и монтажа. Изобретение предлагает инжекционный блок, содержащий: инжекционную головку с инжекционным соплом, установленным в передней бабке; систему подачи пластмассы, которая выполнена с возможностью перемещения относительно инжекционной головки и образует с ней телескопическую инжекционную камеру, при этом система подачи содержит инжекционный цилиндр, подающий шнек, установленный с возможностью вращения в подающем канале в цилиндре, который может быть соединен с источником подачи пластмассы; и средство для перемещения системы подачи в виде блока в прямом направлении относительно инжекционной головки при выполнении хода инжекции, характеризующийся тем, что подающий шнек имеет переднюю концевую часть, которая взаимодействует с частью цилиндра, смежной с инжекционной камерой, с целью образования клапана, с помощью которого можно открывать и закрывать подающий канал, и предусмотрены средства для осевого перемещения шнека относительно цилиндра для открывания этого канала с целью заполнения камеры пластичным материалом и для закрывания во время выполнения хода инжекции.

Известные устройства, согласно уровню техники, имеют множество проблем и недостатков. Инжекционные цилиндры являются дорогими вследствие количества материала, необходимого для обеспечения подходящей толщины для выдерживания осевого усилия вдоль всей длины цилиндра. Осевое усилие может быть усилием перемещения или реактивным усилием инжекции, или же комбинацией обоих усилий.

Для цилиндров, используемых с тиксотропными материалами, необходимы специальные материалы, и эти специальные материалы являются очень дорогими и трудно поддаются обработке.

Толстые цилиндры имеют большое тепловое сопротивление, которое отрицательно влияет на эффективность и контролируемость нагревания материала в осевом отверстии цилиндра.

Цилиндры, обычно устанавливаемые в инжекционном блоке, обычно трудно устанавливать и удалять. Процесс установки и удаления внутри каретки требует много времени. Кроме того, установка цилиндра в каретке связана с проблемами выравнивания.

Раскрытие изобретения

Первое преимущество данного изобретения заключается в изоляции части узла цилиндра подготовки материала инжекционного блока литьевой машины от осевых усилий.

Другое преимущество данного изобретения заключается в уменьшении стоимости узла цилиндра подготовки материала.

Другое преимущество данного изобретения заключается в уменьшении количества материала, необходимого в определенных частях узла цилиндра подготовки материала.

Другое преимущество данного изобретения заключается в уменьшении веса узла цилиндра подготовки материала.

Согласно одному аспекту данного изобретения, создан узел цилиндра подготовки материала, который включает первую и вторую части цилиндра, имеющие проходящее через них осевое отверстие, и первую соединительную муфту цилиндра, при этом местоположение первой соединительной муфты цилиндра задает границу между первой частью цилиндра и второй частью цилиндра, при этом первая соединительная муфта цилиндра изолирует вторую часть цилиндра от осевого усилия каретки. В качестве альтернативного решения, узел цилиндра подготовки материала может дополнительно содержать вторую соединительную муфту цилиндра для удерживания цилиндра в узле каретки в качестве промежуточного звена между концом цилиндра и первой соединительной муфтой цилиндра.

В качестве альтернативного решения, узел цилиндра подготовки материала может дополнительно содержать соединительный элемент для передачи осевого усилия. Соединительный элемент для передачи осевого усилия расположен в качестве промежуточного звена между первой соединительной муфтой цилиндра и первой соединительной муфтой каретки, при этом соединительный элемент для передачи осевого усилия распределяет осевое усилие.

В качестве альтернативного решения, узел цилиндра подготовки материала может дополнительно содержать термоизолятор. Термоизолятор расположен в качестве промежуточного звена между первой соединительной муфтой цилиндра и первой соединительной муфтой каретки, при этом термоизолятор уменьшает передачу тепла за счет проводимости между узлом цилиндра подготовки материала и узлом каретки.

В качестве альтернативного решения, инжекционный узел может дополнительно содержать соединительный изолятор. Соединительный изолятор расположен в качестве промежуточного звена между первой соединительной муфтой цилиндра и первой соединительной муфтой каретки, при этом соединительный изолятор распределяет осевое усилие и уменьшает перенос тепла за счет проводимости между цилиндром и узлом каретки.

Узел цилиндра подготовки материала для использования в литьевой машине содержит зажимной блок и инжекционный блок. Зажимной блок для размещения литьевой формы выполнен с возможностью работы в открытом положении, в закрытом положении и в положении захвата. Инжекционный блок предназначен для создания порции материала для инжекции в форму.

Другие преимущества данного изобретения следуют из последующего описания.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится подробное описание вариантов выполнения, служащих лишь в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 – литьевая машина с зажимном блоком, соединенным с инжекционным блоком, на виде сбоку;

фиг.2 – инжекционный узел в изометрической проекции;

фиг.3 – инжекционный узел с узлом цилиндра подготовки материала и узлом каретки в разнесенной изометрической проекции;

фиг.4 – разрез по линии А-А на фиг.2, иллюстрирующий состоящий из нескольких частей узел цилиндра подготовки материала, расположенный в узле каретки;

фиг.5 – разрез по линии А-А на фиг.2, иллюстрирующий секцию сопла с наконечником центрирующего выступа;

фиг.6 – разрез по линии А-А на фиг.2, иллюстрирующий альтернативную секцию сопла с полусферическим наконечником;

фиг.7 – накопительная часть узла цилиндра подготовки материала и первая соединительная муфта цилиндра в изометрической проекции;

фиг.8 – разрез по линии А-А на фиг.2, иллюстрирующий накопительную часть узла цилиндра подготовки материала и первую соединительную муфту цилиндра;

фиг.9 – разрез по линии А-А на фиг.2, иллюстрирующий вторую часть узла цилиндра подготовки материала;

фиг.10 – часть второй части узла цилиндра подготовки материала, иллюстрирующая вторую соединительную муфту цилиндра, в изометрической проекции;

фиг.11 – седловой опорный элемент на виде сверху;

фиг.12 – разрез седлового опорного элемента по линии С-С на фиг.11, иллюстрирующий первую соединительную муфту каретки, вторую соединительную муфту каретки, первый опорный элемент цилиндра и второй опорный элемент цилиндра;

фиг.13 – седловой опорный элемент с первой соединительной муфтой каретки и первым опорным элементом цилиндра на виде спереди;

фиг.14 – седловой опорный элемент, иллюстрирующий опору для привода, на виде сзади;

фиг.15 – хомут на виде спереди;

фиг.16 – хомут на виде сзади;

фиг.17 – разрез хомута по линии D-D на фиг.16;

фиг.18 – часть узла цилиндра подготовки материала и узла каретки, иллюстрирующая узел цилиндра подготовки материала внутри узла каретки, в изометрической проекции;

фиг.19 – часть узла цилиндра подготовки материала и узла каретки, иллюстрирующая узел цилиндра подготовки материала, установленный в узле каретки, в изометрической проекции;

фиг.20 – каретка с изображением взаимосвязи между второй соединительной муфтой цилиндра и второй соединительной муфтой каретки, на виде сверху;

фиг.21 – частичный разрез по линии В-В на фиг.2, иллюстрирующий взаимосвязь между первой соединительной муфтой цилиндра и первой соединительной муфтой каретки с соплом с наконечником в виде центрирующего выступа для передачи осевого усилия каретки, на виде сверху;

фиг.22 – частичный разрез по линии В-В на фиг.2, иллюстрирующий взаимосвязь между узлом цилиндра подготовки материала с соплом с наконечником в виде центрирующего выступа и узлом каретки для осевого реактивного усилия инжекции, на виде сверху;

фиг.23 – частичный разрез по линии В-В на фиг.2, иллюстрирующий взаимосвязь между первой соединительной муфтой цилиндра и первой соединительной муфтой каретки с соплом с полусферическим центрирующим выступом для передачи осевого усилия перемещения, на виде сверху;

фиг.24 – частичный разрез по линии В-В на фиг.2, иллюстрирующий взаимосвязь между узлом цилиндра подготовки материала с соплом с полусферическим центрирующим выступом и узлом каретки для осевого реактивного усилия инжекции, на виде сверху;

фиг, 25 – разрез по линии А-А на фиг.2, иллюстрирующий шнек, расположенный в узле цилиндра подготовки материала, в первом рабочем положении; и

фиг.26 – разрез по линии А-А на фиг.2, иллюстрирующий шнек, расположенный в узле цилиндра подготовки материала, во втором рабочем положении.

Список позиций

10 Литьевая машина

12 Зажимной блок

14 Инжекционный блок

16 Неподвижная плита

18 Элемент захватной рамы

20 Подвижная плита

22 Исполнительный механизм

24 Подвижная половина литейной формы

26 Неподвижная половина литейной формы

27 Инжекционный узел

28 Рама инжекционного блока

30 Узел цилиндра подготовки материала

32 Соединительные штанги

34 Узел каретки

36 Приводной узел

38 Привод поступательного перемещения шнека

40 Привод вращения шнека

42 Исполнительный механизм каретки

44 Первая часть цилиндра

46 Первая соединительная муфта цилиндра

48 Вторая часть цилиндра

50 Хомут

51 Отверстие

52 Седловой опорный элемент

53 Отверстие

54 Опора привода

55 Отверстие

56 Первый исполнительный механизм каретки

57 Отверстие

58 Второй исполнительный механизм каретки

60 Вторая соединительная муфта цилиндра

62 Сопло

64 Накопитель

66 Герметичное соединение

68 Герметичное соединение

70 Удлиненная часть

72 Установочный фланец

74 Отверстия

76 Конец накопителя

78 Центрирующий выступ

80 Осевое отверстие первого диаметра

82 Первый концентратор

84 Осевое отверстие сопла второго диаметра

86 Конец литейной формы

88 Наконечник в виде центрирующего выступа

90 Полусферический наконечник

92 Отверстие

94 Отверстие

96 Соединительный элемент для передачи осевого усилия

98 Термоизолятор

99 Соединительный изолятор

100 Отверстие

102 Резьбовые отверстия

104 Удлиненная часть

108 Резьбовые отверстия

110 Второй концентратор

112 Отверстие накопителя первого диаметра

114 Отверстие

116 Отверстие второго диаметра

118 Концевая стенка

120 Первая концевая стенка

122 Отверстие

124 Вторая концевая стенка

126 Сторона

128 Цилиндрический соединитель

130 Фланец

132 Отверстия

134 Второе отверстие

136 Вторая концевая стенка

136 Вкладыш

140 Горловина подачи

142 Наружный цилиндр

146 Первое отверстие

147 Осевое отверстие

148 Вторая соединительная муфта каретки

150 Второй соединительный элемент для передачи осевого усилия

152 Вторая соединительная муфта каретки

153 Элемент сцепления

155 Опорная поверхность

156 Первый упор каретки

158 Второй упор каретки

160 Вершина шнека

162 Контрольный клапан

164 Корпус возвратно-поступательного шнека

170 Корпус первого исполнительного механизма каретки

172 Корпус второго исполнительного механизма каретки

174 Первый конец

176 Продольное осевое отверстие

178 Первая соединительная муфта каретки

180 Опорная перемычка

182 Верхний элемент каретки

184 Нижний элемент каретки

186 Опорная перемычка

188 Верхний элемент каретки

190 Нижний элемент каретки

192 Вертикальный элемент стенки

194 Вертикальный элемент стенки

196 Первая опора

198 Первый элемент соединительной муфты

200 Второй элемент соединительной муфты

202 Первая соединительная поверхность

204 Вторая соединительная поверхность

206 Вторая опора

208 Первый соединительный элемент

210 Второй соединительный элемент

212 Первая соединительная поверхность

214 Вторая соединительная поверхность

216 Опорная косынка

216 Первый опорный элемент цилиндра

220 Второй опорный элемент цилиндра

222 Первый вертикальный зазор

224 Второй вертикальный зазор

226 Первый вертикальный зазор

228 Второй вертикальный зазор

230 Установочная поверхность хомута

232 Отверстие первой соединительной муфты цилиндра

234 Установочная поверхность

236 Резьбовые отверстия

238 Отверстие

240 Передняя поверхность

242 Задняя сторона

244 Левая сторона

246 Правая сторона

248 Отверстие

250 Центральное осевое отверстие

252 Седло цилиндра

254 Первая опора хомута

256 Опорная поверхность

258 Вторая опора хомута

260 Опорная поверхность

262 Удерживающая плита

Осуществление изобретения

Сначала приводится описание варианта выполнения, показанного на фиг.1, которая иллюстрирует литьевую машину, обозначенную в целом позицией 10. Литьевая машина содержит зажимной блок, обозначенный позицией 12, соединенный и закрепленный на инжекционном блоке, обозначенном позицией 14.

Неподвижная плита 16 прикреплена к элементу 18 захватной рамы захватного блока 12. Подвижная плита 20 установлена с возможностью работы между открытым положением и закрытым положением с помощью исполнительного механизма 22. Для специалистов в данной области техники понятно, что исполнительный механизм 22 может быть гидравлическим, электрическим или комбинированным гидравлическим и электрическим исполнительным механизмом. Множество соединительных штанг 32 проходят между неподвижной плитой 16 и исполнительным механизмом 22. Подвижная половина 24 формы установлена на передней поверхности подвижной плиты 20, а неподвижная половина 26 формы установлена не передней поверхности неподвижной плиты 16.

Зажимной блок 12, показанный на фиг.1, является захватом с двумя плитами. В качестве альтернативного решения, зажимной блок 12 может быть зажимным блоком с несколькими участками, например, носителем ряда форм, имеющим более одной подвижной плиты и более одной формы. В качестве альтернативного решения, зажимной блок 12 может быть делительным зажимным блоком, имеющим поворотную револьверную головку со многими поверхностями вместо подвижной плиты. В качестве альтернативного решения, зажимной блок 12 может быть тандемным зажимным блоком, имеющим две формы, работающие последовательно.

Инжекционный узел 27 установлен на раме 28 инжекционного блока 14. На раме 28 обычно размещены система управления, электронные устройства и блок электропитания. Инжекционный узел 27 дополнительно содержит узел 30 цилиндра подготовки материала, узел 32 каретки для опоры и крепления узла 30 цилиндра подготовки материала и приводной узел 36. Привод вращает шнек для создания расплава материала и подает материал внутри цилиндра подготовки материала в зону накопления. Привод также приводит в возвратно-поступательное движение шнек для инжекции расплава материала в литейную форму.

Ниже приводится описание приводного блока 36 со ссылками на фиг.1 и 2. В одном варианте выполнения изобретения приводной блок содержит как гидравлический, так и электрический компоненты. Привод 38 поступательного перемещения шнека обеспечивает осевое перемещение шнека (не изображен) в узле 30 цилиндра подготовки материала. Привод 40 вращения шнека вращает шнек (не изображен) внутри узла 30 цилиндра подготовки материала. Привод 38 поступательного перемещения шнека является гидравлическим, а привод 40 вращения шнека – электрическим. В качестве альтернативного решения, привод может быть полностью гидравлическим или полностью электрическим. Активация поступательного привода 38 приводит к возвратно-поступательному перемещению шнека без вращения шнека приводом 40 вращения шнека.

Узел 30 цилиндра подготовки материала установлен и закреплен внутри узла 34 каретки. Исполнительный механизм 42 каретки проходит между узлом 34 каретки и неподвижной плитой (см. фиг.1). Во время работы исполнительный механизм 42 каретки перемещает инжекционный узел 27 в направлении неподвижной плиты и от нее для приведения конца сопла в контакт с втулкой литника.

Ниже приводится описание инжекционного блока 27 со ссылками на фиг.3. Блок 34 каретки содержит седловой опорный элемент 52, хомут 50 и опору 54 привода для установки приводного узла 36 (см. фиг.1 и 2).

Узел 30 цилиндра подготовки материала содержит первую часть 44 цилиндра, первую соединительную муфту 46 цилиндра, вторую часть 48 цилиндра и вторую соединительную муфту 60 цилиндра. Первая соединительная муфта 46 цилиндра расположена на блоке 30 цилиндра подготовки материала и соединяется с первой соединительной муфтой каретки для крепления узла 30 цилиндра подготовки материала в узле 32 каретки. Первая соединительная муфта образована в виде промежуточного звена между хомутом 50 и концом седлового опорного элемента 52, описание которого будет приведено ниже.

Расположение первой соединительной муфты 46 задает первую часть 44 цилиндра подготовки материала и вторую часть 48 цилиндра подготовки материала блока 30 цилиндра подготовки материала. Первая часть 44 цилиндра является частью цилиндра, которая способна выдерживать давление инжекции. Вторая часть 48 цилиндра является частью цилиндра подготовки материала, которая изолирована от осевых усилий, как осевого усилия каретки, так и осевого реактивного усилия инжекции.

Вторая соединительная муфта 60 расположена на второй части 48 цилиндра и соединена со второй соединительной муфтой каретки, расположенной на другом конце седлового опорного элемента 52 вблизи опоры 54 привода, удерживая вторую часть 48 узла 30 цилиндра подготовки материала в узле 34 каретки. В качестве альтернативного решения, вторая соединительная муфта 60 может быть расположена между первой соединительной муфтой 46 цилиндра и концом второй части 48 цилиндра.

Исполнительный механизм 42 каретки содержит пару гидравлических исполнительных механизмов 56 и 58. Один конец первого исполнительного механизма 56 каретки соединен с одной стороной седловой опоры узла 34 каретки с помощью обычного крепления, такого как палец (не изображен) через отверстия 51 и 53. Другой конец первого исполнительного механизма 56 каретки соединен с неподвижной плитой (см. фиг.1). Один конец второго исполнительного механизма 58 каретки соединен со второй стороной узла 34 каретки с помощью другого обычного крепежного элемента, такого как штифт (не изображен) через отверстия 55 и 57. Другой конец второго исполнительного механизма 58 соединен с неподвижной плитой (не изображена).

Ниже приводится подробное описание узла 30 цилиндра подготовки материала, поперечный разрез которого показан на фиг.4. Узел 30 цилиндра подготовки материала показан установленным в узле 34 каретки. Узел 34 каретки содержит первую часть 44 цилиндра и вторую часть 48 цилиндра. Первая соединительная муфта 46 цилиндра расположена на узле 30 цилиндра подготовки материала и задает границу между первой частью цилиндра и второй частью цилиндра. Вторая соединительная муфта 60 цилиндра расположена на конце второй части 48 цилиндра. В данном варианте выполнения первая соединительная муфта 46 цилиндра образована как единое целое на первой части 44 цилиндра, а вторая соединительная муфта 60 цилиндра образована на наружной поверхности второй части 48 цилиндра.

Первая часть 44 цилиндра содержит сопло 62 и накопитель 64. Сопло 62 механически закреплено с помощью множества крепежных элементов на конце накопителя 64. Сопло 62 герметично соединено в соединении 66 с концом накопителя 64, предотвращая утечку расплавленного материала. Осевое отверстие сопла 62 находится на одной линии с осевым отверстием накопителя 64, обеспечивая поток расплава во время инжекции. В качестве альтернативного решения, сопло 62 составляет часть конструкции узла 30 цилиндра подготовки материала.

Вторая часть 48 цилиндра является подающей частью и закреплена с помощью множества крепежных элементов на другом конце накопителя 64. Вторая часть 48 цилиндра герметично закрывает в соединении 68 другой конец накопителя 64. Осевое отверстие второй части цилиндра 48 находится на одной линии с осевым отверстием накопителя, обеспечивая поток расплава из второй части 48 цилиндра в накопитель 64. В альтернативном варианте выполнения изобретения, первая часть 44 цилиндра и вторая часть 48 цилиндра являются единой конструкцией без соединений 66 и 68.

Ниже приводится описание двух вариантов выполнения сопла 62 со ссылками на фиг.5 и 6. Сопло 62 имеет удлиненную цилиндрическую часть 70, выступающую из установочного фланца 72 к обращенному к форме концу 86 сопла 62. Установочный фланец 72 является цилиндрическим и выполнен как единое целое с удлиненной цилиндрической частью 70. Установочный фланец 72 имеет диаметр, больший диаметра удлиненной части 70. Установочный фланец 72 содержит множество расположенных на расстоянии друг от друга отверстий 74 для размещения крепежных болтов (не изображены). Обращенный к накопителю конец 76 сопла 62 содержит уплотнение в виде центрирующего выступа 78. Уплотнительный центрирующий выступ 78 является цилиндрическим и выступает наружу со стороны фланца 72. Сопло 62 содержит канал для расплава, образованный осевым отверстием 80 первого диаметра, первый концентратор 82 и осевое отверстие 84 второго диаметра. При работе во время инжекции канал для расплава получает расплав из накопителя через отверстие 92. Расплав проходит по каналу для расплава в сопле 62 и выходит из сопла через другое отверстие 94 по пути к литейной форме.

В первом варианте выполнения сопла 62, обращенный к форме конец 86 содержит наконечник 88 в виде центрирующего выступа. Наконечник 88 в виде центрирующего выступа является цилиндрическим и выступает в соответствующее цилиндрическое отверстие во втулке литника (не изображен) для плотного герметичного соединения между обращенным к форме концом 86 сопла 64 и втулкой литника во время инжекции расплава материала. Во время работы наконечник 88 в виде центрирующего выступа находится в герметичном скользящем соединении с соответствующим цилиндрическим отверстием во втулке литника. Наконечник 88 в виде центрирующего выступа расположен с возможностью перемещения относительно втулки литника.

Во втором варианте выполнения сопла 62, обращенный к форме конец 86 содержит выпуклый полусферический наконечник 90. Полусферический наконечник 90 входит в контакт с соответствующим вогнутым полусферическим отверстием во втулке литника (не изображен) для плотного герметичного сцепления между обращенным к форме концом 86 сопла 64 и втулкой литника во время инжекции расплава материала. Во время работы полусферический наконечник 90 находится в сцеплении с силовым замыканием с соответствующим вогнутым полусферическим отверстием во втулке литника.

Ниже приводится описание накопительной части, обозначенной в целом позицией 64. Накопитель содержит удлиненную часть 104 и первую соединительную муфту 46 цилиндра. В одном варианте выполнения изобретения, соединительная муфта 46 содержит соединительный элемент для передачи осевого усилия, обозначенный позицией 95, и термоизолятор 98. В качестве альтернативного решения, соединительная муфта 46 может содержать соединительный изолятор 99, который является соединительным элементом 96 для передачи осевого усилия, выполненным как единое целое с термоизолятором 98. Осевой канал для расплава проходит через накопитель 64. Осевой канал для расплава включает отверстие 112 накопителя первого диаметра, второй концентратор 110 и отверстие 116 второго диаметра. Отверстие 112 накопителя первого диаметра находится на одной линии и соединяется с отверстием 80 первого диаметра сопла 62. Отверстие 116 второго диаметра находится на одной линии и соединяется с осевым отверстием 147 второй части 48 цилиндра (не изображена). Объем, задаваемый отверстием 116 второго диаметра (которое задает зону накопителя), определяет максимальный доступный размер дозы для инжекции в форму.

Накопитель 64 является по существу цилиндрическим с подходящей толщиной стенки (между наружной поверхностью удлиненной части 104 и каналом для расплава) для выдерживания высокого давления, обусловленного инжекцией и реактивной силой инжекции. В одном варианте выполнения изобретения, толщина стенки накопителя 64 должна выдерживать также осевое давление каретки.

Сопло 62 соединено с одним концом стенки 118 накопителя 64 через фланец 72 сопла 62. Концевая стенка 118 накопителя 64 содержит множество резьбовых отверстий 108. Фланец 72 сопла 62 содержит множество соответствующих отверстий 74. Болты соединяют сопло 62 с накопителем 64 через отверстия 74 и резьбовые отверстия 108. Отверстие 114 в накопителе 64 имеет соответствующий диаметр для плотного вхождения центрирующего выступа 78 сопла для герметичного соединения между соплом 62 и накопителем 64. В качестве альтернативного решения, может быть установлено уплотнение для предотвращения утечки между соплом 62 и накопителем 64. К наружной поверхности накопителя 64 и к стороне 126 соединительной муфты 46 обычно прикрепляют нагревательные ленты.

В одном варианте выполнения изобретения, соединительная муфта 46 выполнена как единое целое на конце накопителя 64. В качестве альтернативного решения, соединительная муфта 46 может быть отдельным компонентом, удерживаемым или прикрепленным к накопителю 46. Например, соединительная муфта 46 может быть приварена к наружной поверхности накопителя 64 или соединена с помощью резьбы с накопителем 64. Для специалистов в данной области техники понятно, что любое удерживающее или крепежное соединение должно быть выполнено с возможностью выдерживания осевых усилий.

В одном варианте выполнения изобретения, соединительная муфта 46 содержит соединительный элемент 96 для передачи осевого усилия. В показанном варианте выполнения соединительный элемент 96 для передачи осевого усилия является парой выступающих наружу элементов, выполненных как единое целое на первой концевой стенке 120 соединительной муфты 46. В качестве альтернативного решения, соединительный элемент 96 для передачи осевого усилия может быть множеством выступающих наружу элементов, или множеством выступающих стоек, или цилиндрическим кольцевым элементом, который может быть выполнен как единое целое с соединительной муфтой 46 или отдельно от нее. В другом варианте выполнения изобретения, соединительная муфта 46 содержит пару соединительных элементов для передачи осевого усилия (150, 96, см. фиг.21 и 23), расположенных на первой концевой стенке 120 и второй стенке 124 соединительной муфты 46.

Для специалистов в данной области техники понятно, что площадь поперечного сечения соединительного элемента 96 для передачи осевого усилия соединительной муфты 46 должно выдерживать необходимые осевые усилия. Дополнительно к этому, расположение соединительного элемента 96 для передачи осевого усилия выбирается так, чтобы обеспечить равномерное симметричное распределение нагрузки.

В качестве альтернативного решения, соединительная муфта 46 может содержать второй соединительный элемент для передачи осевого усилия (или соединительный изолятор), расположенный на второй концевой стенке 124 соединительной муфты 46.

В одном варианте выполнения изобретения, соединительный элемент 96 для передачи осевого усилия содержит термоизолятор, обозначенный в целом позицией 98. В показанном варианте выполнения термоизолятор 98 выполнен как единое целое на конце соединительного элемента 96 для передачи осевого усилия. За счет минимизации поперечного сечения соединительного элемента 96 обеспечивается минимальный контакт с первой соединительной муфтой каретки (не изображена) в седловом опорном элементе 52. Во время работы термоизолятор уменьшает перенос тепла за счет проводимости из горячего накопителя 64 и соединительной муфты 46 в седловой опорный элемент 52 и хомут 50. В качестве альтернативного решения, термоизолятор может быть выполнен отдельно от соединительного элемента 96 для передачи осевого усилия, или же может быть покрытием, или может быть другим материалом для уменьшения переноса тепла за счет проводимости. Термоизолятор располагается в качестве промежуточного звена всех контактных поверхностей между первой соединительной муфтой 46 цилиндра и первой соединительной муфтой каретки. Для специалистов в данной области техники понятно, что термоизолятор должен выдерживать необходимые осевые усилия.

Сопло 62 и накопитель 64 образуют совместно первую часть 44 узла цилиндра. Первая часть 44 цилиндра, не обязательно, содержит вкладыш или защитное покрытие для защиты канала для расплава от абразивных и коррозионных материалов.

Ниже приводится описание второй части 48 цилиндра со ссылками на фиг. 9 и 10. Показанная вторая часть 48 цилиндра является подающей частью узла 30 цилиндра подготовки материала и содержит осевое отверстие 147, первое отверстие 146, второе отверстие 134 и горловину 140 подачи. Шнек (не изображен), расположенный в осевом отверстии 147, подает материал в осевом отверстии 147 в направлении накопителя 64.

Вторая часть 48 цилиндра является по существу цилиндрической с подходящей толщиной стенок (между наружной поверхностью удлиненного цилиндра и осевым отверстием 147, служащим в качестве канала для расплава), для выдерживания давления, развиваемого за счет сжимания и срезания подаваемого материала. Осевые усилия не направляются через вторую часть 48 цилиндра.

Вторая часть 48 цилиндра содержит, не обязательно, вкладыш 138, установленный внутри наружного цилиндра 142 для защиты цилиндра от абразивных и коррозионных материалов.

Отверстие 146 обеспечивает установку и удаление шнека (не изображен) внутри осевого отверстия 147.

Вторая концевая стенка 136 второй части 48 соединена со стороной, обращенной к соединительной муфте, накопителя 64 через фланец 130. Концевая стенка 120 соединительной муфты 46 содержит множество резьбовых отверстий 102. Фланец 130 второй части 48 имеет соответствующее множество отверстий 132. Болты соединяют вторую часть 48 с соединительной муфтой 46 с помощью отверстий 132 и резьбовых отверстий 102. Отверстие 100 в соединительной муфте 46 имеет соответствующий диаметр для плотного вхождения цилиндрического соединителя 128 второй части 48 для герметичного соединения между соединительной муфтой 46 и второй частью 48. Отверстие 122 в соединительной муфте 46 имеет соответствующий диаметр для приема фланца 130. В качестве альтернативного решения, может быть установлен уплотнитель для предотвращения утечки между первой частью и второй частью 48. Отверстие 116 второго диаметра накопителя 64 лежит на одной осевой линии с осевым отверстием 147 второй части 48.

Вторая соединительная муфта 60 цилиндра образована на конце второй части 48. Вторая соединительная муфта 60 содержит по меньшей мере один элемент сцепления, обозначенный позицией 153, для соответствующего сцепления с седловым элементом сцепления для предотвращения поворотного движения узла 30 цилиндра подготовки материала во время рабочего вращения шнека (не изображен). Нагревательные ленты как обычно укреплены на наружной поверхности второй части 48 цилиндра.

В показанном варианте выполнения, элемент 153 сцепления является плоской выемкой, образованной с помощью машинной обработки на наружной поверхности цилиндра. В качестве альтернативного решения, элемент 153 сцепления может быть выступающим наружу элементом, или канавкой, или прорезью или пазом.

Не обязательно, другая выемка 155 входит в контакт с плитой для удаления (не изображена) для предотвращения опрокидывания вперед узла цилиндра подготовки материала, когда он снимается с седлового опорного узла, и для выравнивания второй части цилиндра вертикально с узлом привода.

При применении в машине, где расплав материала является металлом в тиксотропном состоянии, например магнием, сопло 62 может быть изготовлено в соответствии с DIN 2888 или DIN 2999. Накопитель 64 и первая соединительная муфта 46 цилиндра (включая изолятор осевого усилия) могут быть выполнены из Inconel 718 с вкладышем из Stellite 12. Вторая часть 48 может быть также выполнена из Inconel 718 с вкладышем из Stellite 12.

При применении в машине, где расплав материала является пластмассой, сопло 62 может быть изготовлено из стали SAE 4140 с наконечником Н13. Накопитель 64 и первая соединительная муфта 46 цилиндра (включая изолятор осевого усилия) могут быть выполнены из стали SAE 4140 с литым вкладышем. Вторая часть 48 может быть также выполнена из стали SAE 4140 с литым вкладышем.

Сопло 62, накопитель 64, первая соединительная муфта 46 и вторая часть 48 могут быть выполнены посредством машинной обработки из заготовки материала, или же, в качестве альтернативного решения, могут быть сформированы с помощью процесса горячего изостатического прессования и затем подвергнуты машинной обработке.

Ниже приводится описание седлового опорного элемента 52 узла 34 каретки со ссылками на фиг.3 и 11. Седловой опорный элемент 52 является по существу прямоугольным по форме на виде сверху на фиг.11. Первая соединительная муфта 178 каретки образована на одном конце седлового опорного элемента 52. Опора 54 для привода образована на втором конце седлового опорного элемента 52. Опора 54 для привода содержит осевое отверстие для соединения узла привода с одним концом шнека, расположенного в осевом отверстии цилиндра (не изображен). Первая соединительная муфта 178 и опора 54 привода соединены друг с другом корпусом 170 первого исполнительного механизма каретки и корпусом 172 второго исполнительного механизма каретки.

Первый корпус 170 каретки образует в продольном направлении U-образный прямоугольный канал для размещения первого исполнительного механизма 56 каретки. Первый корпус 170 каретки содержит опорную перемычку 180, расположенную вблизи конца первого корпуса 170 каретки, и проходит между верхним элементом 182 каретки и нижним элементом 184 каретки. Вертикальный стенной элемент 192 соединяет верхний элемент 182 каретки и нижний элемент 184 каретки.

Второй корпус 172 каретки образует в продольном направлении второй U-образный прямоугольный канал для размещения второго исполнительного механизма 58 каретки. Второй корпус 172 каретки содержит опорную перемычку 186, расположенную вблизи конца второго корпуса 172 каретки, и проходит между верхним элементом 188 каретки и нижним элементом 190 каретки. Второй вертикальный стенной элемент 194 соединяет верхний элемент 188 каретки и нижний элемент 190 каретки.

Седловой опорный элемент 52 имеет продольное осевое отверстие 176, проходящее от первого конца 174 седлового опорного элемента 52 до опоры 54 привода. Это отверстие обеспечивает свободный доступ для вставления и извлечения узла цилиндра подготовки материала (см. фиг.3) внутри седлового опорного элемента 52.

Ниже приводится описание первой соединительной муфты 178 каретки и второй соединительной муфты 148 каретки со ссылками на фиг.11 и 12.

Седловой опорный элемент 52 содержит вторую опору 206, которая проходит между вертикальными стенными элементами 192, 194 у первого конца 174 седлового опорного элемента 52. В одном варианте выполнения изобретения, первая соединительная муфта 178 каретки содержит первый соединительный элемент 208 и второй соединительный элемент 210. Первый и второй соединительные элементы 208, 210 проходят наружу от вертикальных стенных элементов 190, 192. Первый соединительный элемент 208 содержит первую соединительную поверхность 212, а второй соединительный элемент 210 содержит вторую соединительную поверхность 214. Первая соединительная муфта 178 каретки образует отверстие вокруг продольной оси для размещения первой соединительной муфты 46 цилиндра. В одном варианте выполнения изобретения, первая соединительная поверхность 212 и вторая соединительная поверхность 214 входят в контакт с соединительным элементом 96 для передачи осевого усилия соединительной муфты 60 цилиндра. В качестве альтернативного решения, первая соединительная поверхность 212 и вторая соединительная поверхность 214 сцепляются с термоизолятором 98. Пара опорных косынок 216 проходит между задней поверхностью первого и второго соединительных элементов 208, 210 и вертикальными стенными элементами 192, 194.

Седловой опорный элемент 52 содержит также первую опору 196, которая проходит между вертикальными стенными элементами 192, 194 и опорой 54 привода. Первая опора 196 имеет Т-образную форму. В одном варианте выполнения изобретения, вторая соединительная муфта 148 каретки содержит первый соединительный элемент 198 и второй соединительный элемент 200. Первый и второй соединительные элементы 198, 200 проходят вверх от верхней поверхности первой опоры 196 и наружу от вертикальных стенных элементов 192, 194. Вторая соединительная муфта 148 каретки образует отверстие вокруг продольной оси для приема второй соединительной муфты 60 цилиндра. Первая соединительная поверхность 202 и вторая соединительная поверхность 204 сцепляются с соответствующими поверхностями 153 второй соединительной муфты 60 цилиндра.

Первый опорный элемент 218 цилиндра образован на верхней поверхности второй опоры 206. Первый опорный элемент 218 цилиндра содержит первую вертикальную стойку 222 и вторую вертикальную стойку 224. Стойки 222, 224 имеют высоту выше верхней поверхности второй опоры 206 для вхождения в контакт с наружной поверхностью узла 30 цилиндра подготовки материала для позиционирования первой соединительной муфты 46 цилиндра относительно первой соединительной муфты 178 каретки.

Второй опорный элемент 220 цилиндра образован на верхней поверхности первой опоры 196. Второй опорный элемент 220 цилиндра содержит первую вертикальную стойку 226 и вторую вертикальную стойку 228. Стойки 226, 228 имеют высоту выше верхней поверхности первой опоры 196 для вхождения в контакт с наружной поверхностью узла 30 цилиндра подготовки материала для расположения второй соединительной муфты 60 цилиндра относительно второй соединительной муфты 148 каретки.

Первый опорный элемент 218 цилиндра и второй опорный элемент 220 цилиндра образуют элемент выравнивания цилиндра и выравнивают в осевом направлении узел 30 цилиндра подготовки материала при расположении в седловом опорном элементе 52. Седловой опорный элемент 52 может содержать дополнительную опору цилиндра.

Ниже приводится описание первого конца 174 и первой соединительной муфты 178 седлового опорного элемента 52 со ссылками на фиг.13. Установочная поверхность 230 хомута проходит между первым корпусом 170 каретки и вторым корпусом 172 каретки. Установочная поверхность 230 хомута содержит множество резьбовых отверстий для размещения болтов для крепления хомута 50 на седловом опорном элементе 52. Первая вертикальная стойка 222 и вторая вертикальная стойка 224 находятся на расстоянии друг от друга для надежной опоры наружной поверхности узла 30 цилиндра подготовки материала. Площадь поперечного сечения первой соединительной поверхности 212 и второй соединительной поверхности 214 выбрана так, чтобы выдерживать и распределять осевое усилие каретки на первой соединительной муфте 46 цилиндра. Первая соединительная муфта 46 входит в отверстие соединительной муфты цилиндра, обозначенное в целом позицией 232.

Ниже приводится описание опоры 54 привода седлового опорного элемента 52 со ссылками на фиг.14. Опора 54 привода содержит установочную поверхность 234 для установки узла 36 привода. Предусмотрено несколько резьбовых отверстий 236 для приема болтов для установки узла 36 привода на опору 54 привода. Предусмотрено отверстие 238 для соединения узла 36 привода с концом шнека, установленного в цилиндре (не изображен).

Ниже приводится описание хомута 50 со ссылками на фиг.15, 16 и 17. Хомут является прямоугольным и имеет переднюю поверхность 240, заднюю поверхность 242, левую сторону 244, правую сторону 246, верх и низ. Хомут 50 имеет подходящую толщину для выдерживания осевого усилия каретки. Хомут 50 содержит несколько отверстий 248 для размещения болтов с целью крепления хомута 50 на установочной поверхности 230 хомута седлового опорного элемента 52. Центральное осевое отверстие 250 имеет первый диаметр для размещения узла 30 цилиндра подготовки материала и второй диаметр для размещения соединительной муфты 46 цилиндра. Соединительная поверхность хомута 50 входит в контакт со вторым соединительным элементом 150 для передачи осевого усилия. В одном варианте выполнения изобретения, соединительная поверхность является седлом 252 цилиндра, образованным между первым диаметром и вторым диаметром. Седло 254 цилиндра имеет площадь поперечного сечения, обеспечивающую выдерживание и распределение осевого усилия каретки.

В одном варианте выполнения изобретения, первая соединительная муфта 152 каретки образована хомутом 50 и первой соединительной муфтой 178 каретки седлового опорного элемента 52.

Хомут 50 содержит пару опор 254, 258 хомута. Первая опора 254 хомута установлена на одной стороне хомута 50. Вторая опора 258 хомута установлена на другой стороне хомута 50, противоположно первой опоре 254 хомута. Опоры хомута находятся на одной осевой линии. Первая опора 254 хомута содержит опорную поверхность 256, а вторая опора 258 хомута содержит опорную поверхность 260. Опорные поверхности 256, 260 входят в соприкосновение с соответствующими поверхностями первого исполнительного механизма 56 каретки и второго исполнительного механизма 58 каретки для опоры хомута 50 во время сборки узла 34 каретки.

В одном варианте выполнения изобретения, хомут является пластиной из стали А36, а седловой опорный узел изготовлен литьем из А536. В качестве альтернативного решения, седловой опорный узел может быть парой соединительных муфт, соединенных друг с другом с помощью стяжных тяг.

В альтернативном варианте выполнения изобретения, первая соединительная муфта каретки соединена со второй соединительной муфтой каретки с помощью нескольких стяжных тяг. В другом альтернативном варианте выполнения изобретения, первая соединительная муфта каретки соединена со второй соединительной муфтой каретки с помощью рамного элемента.

Ниже приводится описание установки узла 30 цилиндра подготовки материала в узле 34 каретки со ссылками на фиг.18 и 19. Седловой опорный элемент 52 установлен на раме 28 инжекционного блока 14 для осевого перемещения инжекционного узла относительно рамы 28 инжекционного блока (не изображена). Исполнительный механизм 42 каретки установлен в седловом опорном элементе 52 и соединен с неподвижным элементом, например неподвижной плитой 16 литьевой машины 10. Исполнительный механизм 42 каретки предназначен для перемещения седлового опорного элемента 52 от неподвижной плиты 16 (см. фиг.18). Хомут 50 расположен на исполнительном механизме 42 каретки вдали от первого конца 174 седлового опорного элемента 52. Опорная поверхность 256 входит в контакт с одним исполнительным механизмом, а опорная поверхность 260 входит в контакт с другим исполнительным механизмом.

Узел 30 цилиндра подготовки материала опускают в отверстие седлового опорного элемента 52. Первую соединительную муфту 46 цилиндра выравнивают с первой соединительной муфтой 178 каретки. Вторую соединительную муфту 60 цилиндра выравнивают со второй соединительной муфтой 148 каретки. Узел 30 цилиндра подготовки материала опускают, пока узел 30 цилиндра подготовки материала не войдет в контакт с первым опорным элементом 218 цилиндра и со вторым опорным элементом 200 цилиндра. Опорные элементы 218, 200 цилиндра выравнивают узел 30 цилиндра подготовки материала в седловом опорном элементе 52.

Прямоугольная удерживающая пластина 262 (см. фиг.19) входит в контакт с опорной поверхностью 155 второй соединительной муфты 60 цилиндра для удерживания узла 30 цилиндра подготовки материала вертикально в седловом опорном элементе 52. Пластину 262 закрепляют обычными болтами на первом и втором соединительных элементах 200, 198. Нижняя поверхность пластины 262 входит в контакт с опорной поверхностью 155, обеспечивая возможность осевого перемещения узла 30 цилиндра подготовки материала в узле 34 каретки.

Хомут 50 перемещают в направлении первого конца 174 седлового опорного элемента 52 и закрепляют на первом конце 174 седлового опорного элемента 52 с помощью нескольких болтов. Между хомутом 50 и поверхностью 230 установки хомута предусмотрено несколько центровочных пальцев и отверстий для выравнивания хомута 50 на узле 34 каретки. Первую соединительную муфту 46 цилиндра прочно соединяют и зажимают на узле каретки. Затем возвратно-поступательный шнек (расположенный внутри осевого отверстия узла цилиндра подготовки материала) соединяют с узлом 36 привода.

Для специалистов в данной области техники понятно, что удаление узла 30 цилиндра подготовки материала из узла 34 каретки выполняют в обратном установке порядке.

На фиг.20 узел 30 цилиндра подготовки материала и вторая соединительная муфта 60 цилиндра показаны установленными в узле 34 каретки на виде сверху без хомута 50.

Вторая соединительная муфта 60 цилиндра входит в зацепление со второй соединительной муфтой 148 каретки, удерживая вторую часть 48 цилиндра узла 30 цилиндра подготовки материала на седловом опорном элементе 52. Вторая соединительная муфта 60 цилиндра и вторая соединительная муфта 148 каретки исключают вращение узла 30 цилиндра подготовки материала вокруг продольной оси во время операции вращения шнека (не изображен). Вторая соединительная муфта 60 цилиндра и вторая соединительная муфта 148 каретки обеспечивают осевое продольное перемещение второй части 48 цилиндра, эффективно изолируя вторую часть цилиндра от осевых усилий.

На фиг.21 показан частично узел 30 цилиндра подготовки материала в установленном в узле 34 каретки виде в разрезе по линии В-В на фиг.2.

Узел 30 цилиндра подготовки материала расположен и закреплен в узле 34 каретки. В одном варианте выполнения изобретения, термоизолятор и первый соединительный элемент 96 для передачи осевого усилия входят в контакт с первой соединительной муфтой 152 каретки. Выполненный в виде кольца второй соединительный элемент 150 для передачи осевого усилия расположен на другой стороне соединительной муфты 46. Поверхность термоизолятора второго соединительного элемента 150 для передачи осевого усилия входит в контакт с внутренней поверхностью (седлом цилиндра) хомута 50. Хомут 50 закреплен болтами на передней части узла 34 каретки для надежного зажима первой соединительной муфты 46 цилиндра.

Сила зажима для крепления узла 30 цилиндра подготовки материала на узле 34 каретки создается между хомутом 50 и узлом 34 каретки. Усилие зажима направлено через второй соединительный элемент 150 для передачи осевого усилия (включая термоизолятор), первую соединительную муфту 46 цилиндра и первый соединительный элемент 96 для передачи осевого усилия (включая термоизолятор).

Во время работы имеются два разных применения, когда осевое усилие каретки направлено через соединительную муфту 46 цилиндра. Когда сопло 62 содержит наконечник 88 в виде центрирующего выступа (см. фиг.5), то хомут содержит первый упор 156 для каретки и второй упор 158 для каретки (в качестве альтернативного решения, единственный упор для каретки). Первый и второй упоры установлены с помощью болтов на передней поверхности хомута 50. Первый и второй упоры выступают наружу из передней поверхности 240 хомута 50 для вхождения в контакт с поверхностью неподвижной плиты. Длина первого и второго упоров обеспечивает вхождение наконечника 88 в виде центрирующего выступа на всю длину во втулку литника. Во время работы исполнительный механизм 42 каретки перемещает узел 34 каретки и узел 30 цилиндра подготовки материала в направлении неподвижной плиты 16 (см. фиг.1), пока первый и второй упоры не войдут в контакт с неподвижной плитой 16, предотвращая дальнейшее перемещение вперед. Кроме того, исполнительный механизм 42 каретки задействуется для создания осевого усилия каретки. Осевое усилие каретки направлено через первый исполнительный механизм 56 каретки и второй исполнительный механизм 58 каретки к узлу 34 каретки. Узел 34 каретки направляет далее осевое усилие каретки через первую соединительную муфту 152 каретки в первый соединительный элемент 96 для передачи осевого усилия, первую соединительную муфту 46 цилиндра, второй соединительный элемент 150 для передачи осевого усилия, хомут 50 и первый и второй упоры. Это изолирует обе части 44 и 48 цилиндра от осевого усилия каретки.

Ниже приводится описание осевого усилия инжекции со ссылками на фиг.22. Во время фазы инжекции привод 38 поступательного перемещения шнека перемещает шнек в направлении узла 30 цилиндра подготовки материала. Усилие инжекции направлено от привода 38 поступательного перемещения к телу 164 возвратно-поступательного шнека и к расплаву материала, расположенного перед совершающим возвратно-поступательное движение шнеком. Реактивное усилие инжекции направлено в противоположную сторону через накопитель 64 в первую соединительную муфту 46 цилиндра (включая соединительные элементы), в первую соединительную муфту 152 каретки, в корпуса 170, 172 первого и второго исполнительных механизмов, в опору 54 привода и в узел 38 привода поступательного перемещения шнека. Вторая часть цилиндра изолирована от осевого реактивного усилия инжекции.

Как показано на фиг.23, когда сопло 62 содержит полусферический наконечник 90 (смотри фиг.6), то отпадает необходимость в первом упоре 156 и втором упоре 158. Во время работы исполнительный механизм 42 каретки перемещает узел 34 каретки и узел 30 цилиндра подготовки материала в направлении неподвижной плиты 16, пока полусферический наконечник 90 не войдет в контакт с втулкой литника. Исполнительный механизм 42 каретки используется дополнительно для создания осевого усилия каретки. Осевое усилие каретки направлено через первый исполнительный механизм 56 каретки и второй исполнительный механизм 58 каретки в узел 34 каретки. Узел 34 каретки направляет далее осевое усилие каретки через первую соединительную муфту 152 каретки в первый соединительный элемент 96 для передачи осевого усилия, первую соединительную муфту 46 цилиндра, накопитель 64 и сопло 62. Первая часть цилиндра распределяет осевое усилие каретки и вторая часть цилиндра изолирована от осевого усилия каретки.

Ниже приводится описание осевого усилия инжекции со ссылками на фиг.24. Во время фазы инжекции, привод 38 поступательного перемещения шнека перемещает шнек в направлении узла 30 цилиндра подготовки материала. Усилие инжекции направлено от привода 38 в совершающее возвратно-поступательное движение тело 164 шнека и в расплав материала, расположенного перед совершающим возвратно-поступательное движение шнеком. Первое реактивное усилие инжекции направлено противоположно через накопитель 64 в первую соединительную муфту 46 цилиндра (включая соединительные элементы), в первую соединительную муфту 152 каретки, в корпуса 170, 172 первого и второго исполнительных механизмов каретки, в опору 54 привода и в узел 38 привода поступательного перемещения шнека. Второе реактивное усилие инжекции направлено обратно через сопло 62 в накопитель 64, в первую соединительную муфту 46 цилиндра (включая соединительные элементы), в первую соединительную муфту 152 каретки, в корпуса 170, 172 первого и второго исполнительных механизмов каретки, в опору 54 привода и в узел 38 привода поступательного перемещения шнека. Вторая часть цилиндра изолирована от осевого реактивного усилия инжекции.

Ниже приводится описание работы шнека в узле цилиндра подготовки материала со ссылками на фиг.25 и 26. Узел цилиндра подготовки материала, включая сопло 62, накопитель 64, первую соединительную муфту 46 цилиндра, вторую часть 48 цилиндра и вторую соединительную муфту 60 цилиндра, закреплен и удерживается, соответственно, в узле 34 каретки, как указывалось выше. Шнек расположен внутри осевого отверстия накопителя и второй части цилиндра. Шнек содержит вершину 160 шнека, контрольный клапан 162 и совершающее возвратно-поступательное движение тело 164 шнека. Шнек установлен с возможностью возвратно-поступательного движения между положением после инжекции (см. фиг.13) и положение максимальной дозы (см. фиг.14).

Во время работы шнек начинает движение из положения после инжекции. Подаваемый материал входит в осевое отверстие узла цилиндра подготовки материала через вход подачи. Материал расплавляется и транспортируется вдоль тела 164 шнека в направлении вершины 160 шнека. После появления материала перед вершиной 160 шнека в зоне накопления накопителя 64 шнек перемещается обратно, пока в зоне накопления не будет размещен подходящий объем дозы. Затем шнек перемещается вперед, впрыскивая дозу расплава в литьевую форму. Контрольный клапан 162 позволяет расплаву перемещаться вперед, но не назад за контрольный клапан. Во время работы контрольный клапан совершает возвратно-поступательное движение только внутри осевого отверстия накопителя 64.

В одном варианте выполнения изобретения, узел цилиндра подготовки материала образован в виде одной единой конструкции. В другом варианте выполнения, узел цилиндра подготовки материала является первой частью, соединенной со второй частью. В другом варианте выполнения, первая часть является соплом, соединенным с головкой цилиндра, которая соединена с накопителем.

Для специалистов в данной области техники должно быть понятно, что изобретение не ограничивается описанными выше иллюстрациями, которые должны лишь иллюстрировать наилучшие пути реализации изобретения, и которые могут быть предметом модификации формы, размера, расположения рабочих частей и деталей. Изобретение включает в себя все эти модификации, которые находятся внутри идеи и объема, заданных формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Узел цилиндра подготовки материала, содержащий первую и вторую часть цилиндра, имеющие сквозное осевое отверстие, и первую соединительную муфту (46), при этом расположение первой соединительной муфты (46) задает границу между первой частью (44) цилиндра и второй частью (48) цилиндра, в котором первая соединительная муфта (46) изолирует вторую часть (48) цилиндра от осевого усилия каретки.

2. Узел цилиндра подготовки материала по п.1, в котором первая соединительная муфта (46) цилиндра имеет концевую стенку (120) и дополнительно содержит соединительный элемент (96) для передачи осевого усилия, содержащий, по меньшей мере, один выступающий наружу элемент, расположенный на первой концевой стенке (120).

3. Узел цилиндра подготовки материала по п.2, в котором первая соединительная муфта (46) цилиндра содержит термоизолятор, расположенный на соединительном элементе (96) для передачи осевого усилия.

4. Узел цилиндра подготовки материала по п.3, в котором первая соединительная муфта (46) цилиндра содержит, по меньшей мере, один соединительный изолятор (99).

5. Узел цилиндра подготовки материала по п.4, в котором первая соединительная муфта (46) цилиндра имеет вторую стенку (124) и содержит, по меньшей мере, один второй соединительный элемент (150) для передачи осевого усилия, расположенный на второй стенке.

6. Узел цилиндра подготовки материала по п.2, в котором соединительный элемент (96) для передачи осевого усилия является множеством выступающих наружу элементов.

7. Узел цилиндра подготовки материала по п.2, в котором соединительный элемент (96) для передачи осевого усилия является цилиндрическим кольцевым элементом.

8. Узел цилиндра подготовки материала по п.1, в котором вторая часть (48) цилиндра прикреплена к концу первой части цилиндра.

9. Узел цилиндра подготовки материала по п.8, в котором первая часть (44) цилиндра содержит сопло (62), закрепленное на конце накопителя (64).

10. Узел цилиндра подготовки материала по п.9, в котором сопло (62) имеет удлиненную цилиндрическую часть (70), проходящую от установочного фланца (72) к концу (86) на стороне литейной формы.

11. Узел цилиндра подготовки материала по п.10, в котором обращенный к накопителю конец (76) сопла (62) содержит часть (78) центрирующего выступа и проходит наружу из стороны установочного фланца (72).

12. Узел цилиндра подготовки материала по п.11, в котором обращенный к литейной форме конец (86) сопла (62) имеет наконечник (88) в виде центрирующего выступа.

13. Узел цилиндра подготовки материала по п.11, в котором обращенный к литейной форме конец (86) сопла (62) содержит выпуклый полусферический наконечник (90).

14. Узел цилиндра подготовки материала по п.11, в котором сопло (62) выполнено в соответствии с DIN 2888 или DIN 2999.

15. Узел цилиндра подготовки материала по п.13, в котором сопло (62) выполнено из стали SAE 4140 с наконечником из Н13.

16. Узел цилиндра подготовки материала по п.9, в котором накопитель содержит удлиненную цилиндрическую часть (104), при этом первая соединительная муфта (46) цилиндра расположена на ее первом конце.

17. Узел цилиндра подготовки материала по п.16, в котором накопитель дополнительно содержит отверстия (100, 122) соответствующего диаметра для плотного размещения второй части (48) цилиндра.

18. Узел цилиндра подготовки материала по п.16, в котором накопитель содержит отверстие (114) для плотного размещения центрирующего выступа (78) сопла.

19. Узел цилиндра подготовки материала по п.16, в котором осевое отверстие через первую часть (44) цилиндра содержит вкладыш или защитное покрытие.

20. Узел цилиндра подготовки материала по п.19, в котором накопитель (64) и первая соединительная муфта (46) цилиндра выполнены из INCONEL 718 с вкладышем из STELLITE 12.

21. Узел цилиндра подготовки материала по п.16, в котором накопитель (64) и первая соединительная муфта (46) цилиндра выполнены из стали 4140 с литым вкладышем.

22. Узел цилиндра подготовки материала по п.8, в котором узел (30) цилиндра подготовки материала дополнительно содержит вторую соединительную муфту (60) цилиндра, расположенную на второй части (48) цилиндра, и взаимодействует со второй соединительной муфтой каретки, расположенной на узле (34) каретки, для удерживания второй части (48) узла (30) цилиндра подготовки материала.

23. Узел цилиндра подготовки материала по п.22, в котором вторая соединительная муфта (60) цилиндра расположена между первой соединительной муфтой (46) цилиндра и концом второй части (48) цилиндра.

24. Узел цилиндра подготовки материала по п.22, в котором вторая соединительная муфта (60) цилиндра расположена на конце второй части (48) цилиндра.

25. Узел цилиндра подготовки материала по п.24, в котором вторая часть (48) цилиндра имеет вторую концевую стенку (136), горловину (140) подачи, соединенную с осевым отверстием, и фланец (130), расположенный смежно со второй концевой стенкой (136).

26. Узел цилиндра подготовки материала по п.25, в котором вторая соединительная муфта (60) цилиндра содержит, по меньшей мере, один элемент (153) сцепления.

27. Узел цилиндра подготовки материала по п.26, в котором элемент (153) сцепления является плоской выемкой, выполненной посредством машинной обработки на наружной поверхности второй части (48) цилиндра.

28. Узел цилиндра подготовки материала по п.25, в котором осевое отверстие через вторую часть (48) цилиндра содержит вкладыш (138) или защитное покрытие.

29. Узел цилиндра подготовки материала по п.28, в котором вторая часть (48) выполнена из INCONEL 718 с вкладышем из STELLITE 12.

30. Узел цилиндра подготовки материала по п.28, в котором вторая часть (48) выполнена из стали 4140 с литым вкладышем.

РИСУНКИ