ES2236139T3 - Unidad de inyeccion. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de inyección que comprende: un conjunto cilíndrico (30) y un conjunto de carro (34), comprendiendo el conjunto cilíndrico una primera y segunda partes cilíndricas provistas de un orificio axial que las atraviesa, y un primer acoplador cilíndrico (46) que definiendo la localización del primer acoplador cilíndrico (46) un límite entre la primera parte cilíndrica (44) y la segunda parte cilíndrica (48); comprendiendo el conjunto de carro (34) un primer acoplador de carro (178) destinado a cooperar con el primer acoplador cilíndrico y un accionador de carro (42) destinado a unirse a una platina estacionaria de una unidad de fijación (12), en el que el primer acoplador cilíndrico (46) está enclavado, en curso de utilización, con el primer acoplador de carro de manera que se bloquee el conjunto cilíndrico (30) en el conjunto de carro (34) lo que permite aislar la segunda parte cilíndrica (48) frente a la fuerza axial del carro.

Description

Unidad de inyección.

La presente invención se refiere, en términos generales, a máquinas de moldeo por inyección y, en particular, a la unidad de inyección de una máquina de moldeo por inyección, comprendiendo éstas últimas las máquinas para inyectar material plástico, o material metálico o material metálico en un estado tixotrópico.

Antecedentes de la invención

El funcionamiento de una máquina de moldeo por inyección introduce varias fuerzas, presiones y esfuerzos sobre la unidad de inyección. Por ejemplo, la fuerza del carro axial es una fuerza aplicada para acoplar el extremo de tobera de un conjunto cilíndrico contra un canal de colada de un molde. Esta disposición genera una fuerza que sella la conexión entre la tobera y el canal de colada, evitando así la fuga de material fundido durante la inyección. La fuerza del carro se aplica y se mantiene antes de inyectar la masa fundida de material.

La fuerza de inyección es una fuerza dirigida a lo largo de un tornillo de movimiento alternativo dispuesto en el orificio del diámetro interior de un conjunto cilíndrico. La fuerza de inyección produce la inyección de una masa fundida de material dentro de un molde. Existe una fuerza de inyección reactiva axial, que actúa a lo largo del conjunto cilíndrico, como resultado de desplazar un tornillo hacia delante durante la etapa de inyección de un proceso de moldeo.

La presión de inyección es una presión requerida para superar la resistencia al flujo de la masa fundida de material en la tobera, sistema de bebedero y cavidad del molde. La presión de inyección se ejerce sobre la masa fundida enfrente de la punta del tornillo durante la etapa de inyección de un proceso de moldeo. El extremo de acumulador de un conjunto cilíndrico debe soportar la presión de inyección.

Las unidades de inyección para máquinas de moldeo son muy bien conocidas. Por ejemplo, la obra titulada "Injection Moldings machines A User's Guide 3^{rd} Edition" de Johannaber, fue publicada en 1994 por Carl Hanser Verlag (ISBN 1-56990-169-4) y contiene una descripción detallada de las unidades de inyección convencionales para las máquinas de moldeo por inyección de plástico en el capítulo 3 en páginas 38, 39, 42, 43, 44, 75 y 76. La unidad de inyección de tornillo de movimiento alternativo (RS) comprende un conjunto cilíndrico provisto de una tobera, cabeza cilíndrica, conjunto cilíndrico, orificio axial, orificio de alimentación, bandas de calentador y termopares. Un tornillo de movimiento alternativo, que comprende una válvula de no retorno de seguridad, está dispuesto en el orificio axial cilíndrico. El orificio axial cilíndrico comprende una sección dosificadora y una sección alimentadora. Una unidad de impulsión eléctrica o hidráulica acciona el tornillo para alimentar y dosificar una masa fundida de material e inyectar el material dosificado dentro del molde. El conjunto cilíndrico está fijado y soportado, en voladizo, en un extremo cilíndrico por un carro. Accionadores hidráulicos o eléctricos se conectan entre el carro y un elemento estructural o platina estacionaria del sistema de moldeo por inyección. El accionamiento de los accionadores desplaza el conjunto cilíndrico hacia y desde la platina estacionaria y proporciona una fuerza axial del carro a través de toda la longitud del conjunto cilíndrico, durante la inyección, reduciendo al mínimo las fugas entre la punta de tobera y el canal de colada. La fuerza de inyección reactiva axial está dirigida a través de toda la longitud del conjunto cilíndrico durante la inyección.

La obra titulada "Injection Molding Operations" publicada por Husky Injection Molding Systems Ltd., e impresa en Canadá, copyright 1980, contiene también una descripción de las unidades de inyección convencionales para máquinas de moldeo por inyección de plástico en las páginas 41 a 44 inclusive. De nuevo, para la unidad de inyección de tornillo de movimiento alternativo, un conjunto cilíndrico está soportado en un extremo distante mediante un carro, que aloja el cilindro de inyección y una unidad impulsora rotativa. Un cilindro hidráulico está conectado entre el carro y una platina estacionaria. Cuando el cilindro hidráulico está funcionando, la fuerza del carro se aplica a lo largo del conjunto cilíndrico. En el caso de una unidad de inyección de dos etapas, un conjunto cilíndrico es soportado en un extremo mediante un carro. Este carro aloja la unidad impulsora. La tobera del conjunto cilíndrico alimenta un acumulador de masa fundida que comprende un pistón de inyección. El carro soporta otro extremo del acumulador de masa fundida. Un cilindro hidráulico está conectado entre el carro y una platina estacionaria. Cuando funciona el cilindro hidráulico, la fuerza del carro se aplica a toda la longitud del acumulador de masa fundida. La fuerza de inyección relativa axial se dirige hacia la longitud completa del acumulador de masa fundida durante la inyección.

La patente US 5.040.589, publicada el 20 de agosto de 1991 para Bradley et al. (asignada a la sociedad The Dow Chemical Company) da a conocer un aparato de inyección para el moldeo por inyección de una aleación metálica semisólida tixotrópica. Esta patente contiene una descripción de un aparato para procesar un material metálico en un estado tixotrópico a medida que el metal se alimenta a una tolva, dispuesta en un extremo del conjunto cilíndrico y transportada a una zona de acumulación situada en el otro extremo del conjunto cilíndrico. El conjunto cilíndrico está construido de una sola pieza de material con paredes gruesas. Varias zonas de calentamiento están definidas a lo largo del conjunto cilíndrico, comprendiendo unas secciones del conjunto cilíndrico que presentan diferentes espesores. La zona del canal de alimentación y la zona 4 son secciones relativamente gruesas. La zona 3 es una sección algo más delgada y la zona 2 es la sección más delgada. El conjunto cilíndrico está montado convencionalmente en la unidad de inyección. Un extremo de la canal de alimentación del conjunto cilíndrico está montado en un montante vertical fijado al bastidor de una unidad de inyección. Una superficie interior del conjunto cilíndrico, intermedia entre los extremos distantes del conjunto cilíndrico, se apoya sobre un segundo soporte también fijado al bastidor. La fuerza del carro se aplica a lo largo de toda la longitud del conjunto cilíndrico cuando funciona el aparato. Todas las secciones del conjunto cilíndrico enseñado deben ser suficientemente gruesas para soportar la combinación de la fuerza del carro axial y la fuerza de inyección relativa axial dirigida a través de toda la longitud del conjunto cilíndrico durante la inyección.

La patente US nº 5.983.978 publicada el 16 de noviembre de 1999 para Vining et al. (asignada a Thixomat Inc.) da a conocer un aparato de moldeo por inyección de metal tixotrópico. El conjunto cilíndrico está formado por dos secciones para definir una sección de alta presión y una sección de baja presión. La sección de baja presión es más delgada que la sección de alta presión. Un extremo del canal de alimentación del conjunto cilíndrico está montado en un montante vertical de una unidad de inyección. Una superficie inferior del conjunto cilíndrico, interpuesta entre los extremos distantes del conjunto cilíndrico, se apoya sobre un segundo soporte también fijado al bastidor. La fuerza del carro se aplica a todo lo largo del conjunto cilíndrico cuando funciona el aparato. Todas las secciones del conjunto cilíndrico mostrado deben ser suficientemente gruesas para soportar la combinación de la fuerza del carro axial y la fuerza de inyección reactiva a través de toda la longitud del conjunto cilíndrico durante la inyección.

La patente US nº 4.863.362, publicada el 5 de septiembre de 1989 para Hehl, se refiere a un conjunto plastificador mejorado. Según esta invención, el cilindro plastificador está dispuesto en una armadura de refuerzo, que comprende una pista constituida por una superficie de pista de una barra de pista, que está separada del cilindro plastificador por espaciadores radiales, estando uno de los espaciadores conectado fijamente a la barra de pista y a una parte posterior del cilindro plastificador y por lo menos un espaciador de centrado está conectado a la barra de pista y rodea al cilindro plastificador como un dispositivo deslizante y define un huelgo con el cilindro plastificador. Instalado en la unidad de inyección el conjunto plastificador está soportado alrededor de una parte media entre las patas de un soporte en forma de U, que está fijado con respecto al bastidor de la unidad de inyección. Esta disposición resulta en un guiado simple del conjunto plastificador con el acoplamiento de rodillos estacionarios giratoriamente montados en el soporte en forma de U con la pista de la armadura. Además, la parte del cilindro plastificador, que sobresale de una envolvente protectora que rodea la estructura, se recibe desde la parte posterior como un elemento deslizante axial en el diámetro interior del cuerpo receptor de la unidad de inyección. En condiciones de funcionamiento, el cilindro plastificador está acoplado por una fuerza axial a la unidad de inyección, solamente a través de su acoplamiento con el cuerpo receptor de la unidad de inyección y por lo tanto, una fuerza de carro axial actúa a través de la longitud del cilindro plastificador.

La patente GB nº 1297783 publicada el 29 de noviembre de 1972 para Haynes et al., da a conocer una unidad de inyección que elimina la válvula de no retorno de seguridad del tornillo y los problemas asociados con su fabricación y montaje. Esta invención se refiere a una unidad de inyección que comprende una cabeza de inyección con una tobera de inyección instalada en un cabezal, una estructura de alimentación de plástico, que es desplazable en relación con la cabeza de inyección y define con ella una cámara de inyección telescópica, comprendiendo la estructura de alimentación un conjunto cilíndrico, un tornillo de avance giratorio en un conducto de alimentación en el conjunto cilíndrico, que puede conectarse a una fuente de alimentación de plástico y medios para desplazar la estructura de alimentación como una unidad en una dirección hacia delante en relación con la cabeza de inyección en la forma de realización de una carrera de inyección, caracterizada porque el tornillo de alimentación presenta una parte extrema de ataque que, cooperar con una parte del conjunto cilíndrico contigua a la cámara de inyección, para formar una válvula mediante la cual el conducto de alimentación puede abrirse y cerrarse y se proporcionan medios para desplazar el tornillo axialmente en relación con el conjunto cilíndrico para abrir esta válvula para rellenar la cámara con material plástico y para cerrarla durante la forma de realización de una carrera de inyección. La configuración de la unidad de inyección es tal que no admite la aplicación controlada de una fuerza del carro que enlaza el dispositivo de inyección con la platina estacionaria.

La patente JP nº 59187824, publicada el 25 de octubre de 1984 para Hiroshi, se refiere a una herramienta de servicio para mejorar la facilidad de mantenimiento e inspección del conjunto cilíndrico de una unidad de inyección. Según esta invención, la herramienta de servicio se puede adaptar para sostener un conjunto cilíndrico de forma liberable. La herramienta de servicio consiste en un soporte que comprende un dispositivo de soporte del eje para un apoyo giratorio de un muñón, que está orientado de forma saliente y está fijado al conjunto cilíndrico. Durante el mantenimiento, el conjunto cilíndrico se soporta de forma giratoria por la herramienta de servicio y por lo tanto, se puede mantener en la posición horizontal y el tornillo de dirección se puede extraer del cilindro de calentamiento. La fuerza del carro se aplica a través de una placa de unión y la longitud del conjunto cilíndrico para acoplar la tobera de inyección en el bebedero del molde.

Existen varios problemas y deficiencias en los dispositivos conocidos de la técnica anterior. Los cuerpos cilíndricos resultan costosos debido a la cantidad de material que se necesita para proporcionar un espesor adecuado para soportar la fuerza axial a lo largo de la longitud total del conjunto cilíndrico. La fuerza axial puede ser la fuerza del carro o la fuerza de inyección reactiva o una combinación de estas dos fuerzas.

Se necesitan materiales especiales para cuerpos cilíndricos en uso con materiales tixotrópicos y estos materiales especiales resultan muy costosos y difíciles de fabricar.

Los cuerpos cilíndricos espesos presentan una alta resistencia térmica que afecta al rendimiento y controlabilidad del calentamiento de un material en su orificio axial.

Los cuerpos cilíndricos, convencionalmente montados en la unidad de inyección, suelen ser difíciles de instalar y retirar. El proceso de instalación y retirada dentro de un carro requiere bastante tiempo. La instalación del conjunto cilíndrico en un carro es propensa a problemas de alineación.

Sumario de la invención

Según un aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo de inyección que comprende un conjunto cilíndrico y un conjunto de carro. El conjunto cilíndrico comprende una primera y una segunda partes cilíndricas que presentan un orificio axial y un primer acoplador cilíndrico, cuya localización define un límite entre la primera parte cilíndrica y la segunda parte cilíndrica. El conjunto de carro comprende un primer acoplador del carro para acoplar el primer acoplador del conjunto cilíndrico y un accionador del carro para enlazar con una platina estacionaria de una unidad de fijación. El dispositivo de inyección montado en una unidad de inyección comprende un conjunto impulsor para accionar un tornillo dispuesto en el orificio axial del conjunto cilíndrico. En funcionamiento, el primer acoplador cilíndrico se enclava con el primer acoplador del carro para fijar el conjunto cilíndrico en el conjunto del carro, aislando así la segunda parte cilíndrica respecto a la fuerza del carro axial. Como una alternativa, el dispositivo de inyección puede comprender características según se indica en las reivindicaciones subordinadas adjuntas 2 a 44.

Otras ventajas de la presente invención se describirán a continuación.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirán las formas de realización de la presente invención, únicamente a título de ejemplo, haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la Figura 1 es una representación esquemática en vista lateral de una máquina de moldeo por inyección que ilustra una unidad de fijación interconectada con una unidad de inyección;

la Figura 2 es una vista en perspectiva de un dispositivo de inyección;

la Figura 3 es una vista en perspectiva explosionada del dispositivo de inyección que ilustra un conjunto cilíndrico y un conjunto de carro;

la Figura 4 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea AA de la Figura 2, que ilustra un conjunto cilíndrico multipieza situado en el conjunto del carro;

la Figura 5 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea AA de la Figura 2 que ilustra una sección de tobera con una punta de espiga.

la Figura 6 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea AA de la Figura 2, que ilustra una sección de tobera alternativa con una punta semiesférica;

la Figura 7 es una vista en perspectiva que ilustra una sección de acumulador del conjunto cilíndrico y un primer acoplador cilíndrico;

la Figura 8 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea AA de la Figura 2, que ilustra una sección de acumulador del conjunto cilíndrico y un primer acoplador cilíndrico;

la Figura 9 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea AA de la Figura 2, que ilustra una segunda parte del conjunto cilíndrico;

la Figura 10 es una vista en perspectiva parcial de una segunda parte del conjunto cilíndrico, que ilustra un segundo acoplador cilíndrico;

la Figura 11 es una vista superior de un elemento de soporte de tipo cuna,

la Figura 12 es una vista lateral en sección transversal del elemento de soporte tipo cuna, tomada a lo largo de la línea C-C de la Figura 11 que ilustra el primer acoplador del carro, el segundo acoplador del carro, el primer elemento de soporte cilíndrico y el segundo elemento de soporte cilíndrico;

la Figura 13 es una vista frontal del elemento de tipo cuna que ilustra el primer acoplador del carro y el primer elemento de soporte cilíndrico;

la Figura 14 es una vista extrema del elemento de tipo cuna que ilustra el conjunto de impulsión;

la Figura 15 es una vista frontal del yugo;

la Figura 16 es una vista posterior del yugo;

la Figura 17 es una vista lateral en sección transversal del yugo tomada a lo largo de la línea D-D de la Figura 16;

la Figura 18 es una vista en perspectiva parcial del conjunto cilíndrico y del conjunto del carro que ilustra la instalación del conjunto cilíndrico dentro del conjunto del carro;

la Figura 19 es una vista en perspectiva parcial del conjunto cilíndrico y del conjunto del carro que ilustra el conjunto cilíndrico instalado en el conjunto del carro;

la Figura 20 es una vista superior del carro que ilustra la relación entre el segundo acoplador cilíndrico y el segundo acoplador del carro;

la Figura 21 es una vista superior en sección transversal parcial tomada a lo largo de la línea B-B de la Figura 2, que ilustra la relación entre el primer acoplador cilíndrico y el primer acoplador de carro con una tobera de punta de espiga para fuerza del carro axial;

la Figura 22 es una vista superior en sección transversal tomada a lo largo de la línea B-B de la Figura 2, que ilustra la relación entre el conjunto cilíndrico con una tobera de punta de espiga y el conjunto del carro para fuerza de inyección relativa axial;

la Figura 23 es una vista superior en sección transversal parcial tomada a lo largo de la línea B-B de la Figura 2 que ilustra la relación entre el primer acoplador cilíndrico y el primer acoplador del carro, con una tobera de punta semiesférica para fuerza del carro axial;

la Figura 24 es una vista superior en sección transversal, tomada a lo largo de la línea B-B de la Figura 2, que ilustra la relación entre el conjunto cilíndrico con una tobera de punta semiesférica y el conjunto del carro para fuerza de inyección relativa axial;

la Figura 25 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 2 que ilustra un tornillo dispuesto en el conjunto cilíndrico en una primera posición operativa; y

la Figura 26 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea A-A de la Figura 2, que ilustra un tornillo situado en el conjunto cilíndrico en una segunda posición operativa.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

2

3

Descripción detallada de las formas de realización preferidas

Una forma de realización de la invención se describe inicialmente haciendo referencia a la Figura 1, que ilustra una máquina de moldeo por inyección, generalmente designada con la referencia 10. La máquina de moldeo por inyección comprende una unidad de fijación, designada con la referencia 12, interconectada y fijada a una unidad de inyección, indicada en 14.

Una platina estacionaria 16 está fijada a un elemento de bastidor de fijación 18 de la unidad de fijación 12. Una platina móvil 20 es accionable entre una posición abierta y una posición cerrada mediante un accionador 22. Los expertos en la materia conocen que el accionador 22 puede ser hidráulico, eléctrico o una combinación de accionadores hidráulicos y eléctricos. Una pluralidad de tirantes 32 se extiende entre la platina estacionaria 16 y el accionador 22. Una mitad móvil de un molde 24 está montada sobre una cara de la platina móvil 20 y una mitad estacionaria de un molde 26 está montada sobre una cara de la platina estacionaria 16.

La unidad de fijación 12 de la Figura 1 consiste en una fijación de dos platinas. Como alternativa, la unidad de fijación 12 puede ser una unidad de fijación multiestación, por ejemplo un soporte de molde de pila, que presenta más de una platina móvil y más de un molde. Como alternativa, la unidad de fijación 12 puede ser una unidad de fijación de indización, que presenta un bloque de torreta giratoria de múltiples caras en lugar de una platina móvil. Como alternativa, la unidad de fijación 12 puede ser una unidad de fijación en tándem que presenta dos moldes accionados en secuencia.

Un dispositivo de inyección 27 está montado en un bastidor de unidad de inyección 28 de la unidad de inyección 14. El bastidor 28 suele alojar el sistema de control, la electrónica y el grupo electrógeno. Además, el dispositivo de inyección 27 comprende un conjunto cilíndrico 30 con un conjunto de carro 34 para soporte y fijación del conjunto cilíndrico 30 y un conjunto impulsor 36. La unidad impulsora hace girar un tornillo para crear una masa fundida de material y alimenta el material hacia delante en el conjunto cilíndrico a una zona de acumulación. Además, la unidad impulsora aplica un movimiento alternativo al tornillo para inyectar la masa fundida de material en el molde.

A continuación, haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, se describe el conjunto impulsor 36. En una forma de realización de la invención, el conjunto impulsor comprende componentes hidráulicos y eléctricos. Un dispositivo impulsor de traslación de tornillo 38 proporciona un movimiento axial del tornillo (no representado) en el conjunto cilíndrico 30. Una unidad impulsora de rotación del tornillo 40 hace girar el tornillo (no representado) dentro del conjunto cilíndrico 30. La unidad de traslación del tornillo 38 es hidráulica y la unidad de rotación del tornillo 40 es eléctrica. Como alternativa, la unidad impulsora podría ser completamente hidráulica o completamente eléctrica. La activación de la unidad impulsora de traslación 38 comunica un movimiento alternativo en sentido axial al tornillo sin rotación del tornillo mediante la unidad impulsora 40 de rotación del tornillo.

El conjunto cilíndrico 30 está montado y firmemente retenido en el interior del conjunto del carro 34. El accionador del carro 42 se extiende entre el conjunto del carro 34 y la platina estacionaria (véase Figura 1). El accionamiento del accionador del carro 42 desplaza el dispositivo de inyección 27 hacia y desde la platina estacionaria para localizar el extremo de una tobera en contacto con un canal de colada.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 3, se describe más el dispositivo de inyección 27. El conjunto del carro 34 comprende un elemento de tipo cuna 52, un yugo 50 y un montaje impulsor 54 para montar el conjunto impulsor 36 (véase Figuras 1 y 2).

El conjunto cilíndrico 30 comprende una primera parte cilíndrica 44, un primer acoplador cilíndrico 46, una segunda parte cilíndrica 48 y un segundo acoplador cilíndrico 60. El primer acoplador cilíndrico 46 está dispuesto en el conjunto cilíndrico 30 y se enclava con el primer acoplador de carro para fijar el conjunto cilíndrico 30, en el conjunto del carro 34. El primer acoplador del carro está formado intermedio entre el yugo 50 y un extremo del elemento de tipo cuna 52 según se describirá más adelante.

La localización del primer acoplador cilíndrico 46 define una primera parte 44 y una segunda parte 48 del conjunto cilíndrico 30. La primera parte cilíndrica 44 es una sección del conjunto cilíndrico que es capaz de soportar la presión de inyección. La segunda parte cilíndrica 48 es una sección del conjunto cilíndrico que está aislada de las fuerzas axiales, la fuerza del carro axial y la fuerza de inyección reactiva axial.

El segundo acoplador 60 está dispuesto en la segunda parte cilíndrica 48 y se comunica con un segundo acoplador del carro situado en otro extremo del elemento de tipo cuna 52, cerca del montaje impulsor 54, que retiene la segunda parte 48 del conjunto cilíndrico 30 en el conjunto tipo cuna 34. Alternativamente, el segundo acoplador 60 puede estar dispuesto entre el primer acoplador cilíndrico 46 y un extremo de la segunda parte cilíndrica 48.

El accionador del carro 42 comprende un par de accionadores hidráulicos, designados con los números de referencia 56 y 58. Un extremo del primer accionador del carro 56 se conecta a un lado del conjunto del carro 34 a través de un dispositivo de sujeción convencional, tal como un pasador (no representado) a través de las aberturas 51 y 53. El otro extremo del primer accionador del carro 56 se conecta a la platina estacionaria (véase Figura 1). Un extremo del segundo accionador del carro 56 se conecta a un segundo lado del conjunto del carro 34 a través de otro dispositivo de sujeción convencional tal como un pasador (no representado) a través de las aberturas 55 y 57. El otro extremo del segundo accionador del carro 58 se conecta a la platina estacionaria (no representada).

A continuación, haciendo referencia a la Figura 4, se describe una vista en sección transversal del conjunto cilíndrico 30. El conjunto cilíndrico 30 se ilustra montado dentro del conjunto del carro 34. El conjunto cilíndrico 34 comprende la primera parte 44 y la segunda parte 48 cilíndrica. El primer acoplador cilíndrico 46 está dispuesto en el conjunto cilíndrico 30 y define el límite entre la primera parte y la segunda parte cilíndrica. El segundo acoplador cilíndrico 60 está dispuesto en un extremo de la segunda parte cilíndrica 48. En esta forma de realización, el primer acoplador cilíndrico 46 está íntegramente formado en la primera parte cilíndrica 44 y el segundo acoplador cilíndrico 60 está formado en la superficie exterior de la segunda parte cilíndrica 48.

La primera parte cilíndrica 44 comprende una tobera 62 y un acumulador 64. La tobera 62 está mecánicamente fijada mediante una pluralidad de elementos de sujeción a un extremo del acumulador 64. La tobera 62 presenta un cierre hermético en la junta 66 con el extremo del acumulador 64 evitando así las fugas de material fundido. Un orificio axial de la tobera 62 está alineado con un orificio axial del acumulador 64, permitiendo un flujo de masa fundida durante la inyección. Como alternativa, la tobera 62 es de construcción unitaria con el conjunto cilíndrico 30.

La segunda parte cilíndrica 48 es una sección de alimentación y está mecánicamente fijada mediante una pluralidad de elementos de sujeción a otro extremo del acumulador 64. La segunda parte cilíndrica 48 presenta un cierre hermético en la junta 68 en el otro extremo del acumulador 64. Un orificio axial de la segunda parte cilíndrica 48 se alinea con el orificio axial del acumulador que permite un flujo de masa fundida desde la segunda parte cilíndrica 48 al acumulador 64. En una forma de realización alternativa de la invención, la primera parte cilíndrica 44 y la segunda parte cilíndrica 48 son de construcción unitaria sin las juntas 66 y 68.

A continuación, haciendo referencia a las Figuras 5 y 6, se describen dos formas de realización de una tobera 62. La tobera 62 presenta una sección cilíndrica alargada 70 que se extiende desde una brida de montaje 72 a un extremo de molde 85 de la tobera 62. La brida de montaje 72 es cilíndrica y está formada de una sola pieza con la sección cilíndrica alargada 70. La brida de montaje 72 tiene un diámetro mayor que la sección cilíndrica alargada 70. La brida de montaje 72 comprende una pluralidad de perforaciones separadas 74 para recibir los pernos de montaje (no representados). El extremo del acumulador 76 de la tobera 62 comprende un cierre de espiga 78. El cierre de espiga 78 es cilíndrico y se extiende hacia fuera desde un lado de la brida 72. La tobera 62 comprende un canal de masa fundida constituido por un primer orificio axial 80, un primer concentrador 82 y un segundo orificio axial 84. En funcionamiento durante la inyección, el canal de masa fundida recibe la masa fundida desde el acumulador a través de la abertura 92. La masa fundida se desplaza a lo largo del canal de masa fundida en la tobera 62 y sale de la tobera por otra abertura 94 dirigiéndose hacia un molde.

En una primera forma de realización de la tobera 62, el extremo del molde 86 está provisto de una punta de espiga 88. La punta de espiga 88 es cilíndrica y se extiende en una perforación cilíndrica adecuada en un canal de colada (no representado) para un acoplamiento de cierre hermético entre el extremo del molde 86 de la tobera 62 y el canal de colada durante la inyección de una masa fundida de material. En funcionamiento, la punta de espiga 88 está en acoplamiento hermético deslizante con el orificio cilíndrico adaptado en el canal de colada. Se permite a la punta de espiga 88 desplazarse con respecto al canal de colada.

En una segunda forma de realización de la tobera 62, el extremo del molde 86 comprende una punta semiesférica convexa 90. La punta semiesférica 90 se acopla con una abertura semiesférica cóncava adaptada en un canal de colada (no representado) para un acoplamiento de cierre hermético entre el extremo del molde 86 de la tobera 62 y el canal de colada durante la inyección de una masa fundida de material. En funcionamiento, la punta semiesférica 90 está en acoplamiento hermético forzado con la abertura semiesférica cóncava adaptada en el canal de colada.

A continuación, haciendo referencia a las Figuras 7 y 8, se describe una sección de acumulador, generalmente indicada como 64. El acumulador presenta una sección alargada 104 y un primer acoplador cilíndrico 46. En una forma de realización de la invención, el acoplador 46 comprende un elemento de unión de fuerza axial, indicado como 96, y un aislador térmico, indicado como 98. Alternativamente, el acoplador 46 puede comprender un aislador de unión 99 que es un elemento de unión de fuerza axial 96 integrado con un aislador térmico 98. Un canal de masa fundida axial se extiende a través del acumulador 64. El canal de masa fundida axial comprende un primer orificio del acumulador 112, un segundo concentrador 110 y un segundo orificio 116. El primer orificio del acumulador 112 se alinea y conecta con el primer orificio 80 de la tobera 62. El segundo orificio 116 se alinea y conecta con un orificio axial 147 de la segunda parte cilíndrica 48 (no representada). El volumen definido por el segundo orificio 116 (que define una zona de acumulación) determina la magnitud de acumulador de masa fundida disponible máximo para la inyección en un molde.

El acumulador 64 es sustancialmente cilíndrico con un espesor de pared adecuado (entre la superficie exterior de la sección alargada 104 y el canal de masa fundida) para soportar la alta presión debida a la inyección y la fuerza de inyección reactiva. En una forma de realización de la invención, el espesor de pared del acumulador 64 debe soportar también una fuerza del carro axial.

La tobera 62 se conecta a una pared extrema 118 del acumulador 64 a través de la brida 72 de la tobera 62. La pared extrema 118 del acumulador 64 comprende una pluralidad de orificios roscados 108. La brida 72 de la tobera 62 comprende una correspondiente pluralidad de orificios 74. Los pernos interconectan la tobera 62 con el acumulador 64 mediante los orificios 74 y los orificios roscados 108. El orificio 114 en el acumulador 64 es de diámetro adecuado para recibir de forma apretada la espiga 78 de la tobera para un acoplamiento de sellado entre la tobera 62 y el acumulador 64. Como alternativa, se puede instalar un cierre hermético para impedir las fugas entre la tobera 62 y el acumulador 64. Las bandas de calentador están convencionalmente fijadas a una superficie exterior del acumulador 64 y la parte lateral 126 del acoplador 46.

En una forma de realización de la invención, el acoplador 46 está integralmente formado en un extremo del acumulador 64. Alternativamente, el acoplador 46 puede ser un componente separado retenido o fijado al acumulador 46. Por ejemplo, el acoplador 46 puede soldarse a la superficie exterior del acumulador 64 o roscarse al acumulador 64. Los expertos en la materia apreciarán que cualquier conexión retenida o fijada debe diseñarse para soportar fuerzas axiales.

En una forma de realización de la invención, el acoplador 46 comprende un elemento de unión de fuerza axial 96. Para la forma de realización representada, el elemento de unión de fuerza axial 96 es un par de elementos que se extienden hacia fuera íntegramente formados en la primera pared extrema 120 del acoplador 46. Como alternativa, el elemento de unión de fuerza axial 96 puede ser una pluralidad de elementos que se extienden hacia fuera o una pluralidad de montantes verticales o un elemento anular cilíndrico que puede ser integral o separado del acoplador 46. En otra forma de realización de la invención, el acoplador 46 comprende un par de elementos de unión de fuerza axial (150, 96, véase Figuras 21 y 23) dispuestos en la primera pared extrema 120 y la segunda pared 124 del acoplador 46.

Los expertos en la materia apreciarán que el área de la sección transversal del elemento de unión de fuerza 96 del acoplador 46 es tal que soporte las fuerzas axiales requeridas. Además, la colocación del elemento de unión de fuerza axial 96 es tal que proporciona una distribución de carga simétrica uniforme.

Como alternativa, el acoplador 46 puede comprender un segundo elemento de unión de fuerza axial (o aislador de unión) situado en una segunda pared extrema 124 del acoplador 46.

En una forma de realización de la invención, el elemento de unión de fuerza axial 96 comprende un aislador térmico, generalmente indicado como 98. Para la forma de realización representada, el aislador térmico 98 está íntegramente formado en un extremo del elemento de unión de fuerza axial 96, reduciendo al mínimo el área de la sección transversal del elemento de unión 96 para entrar en contacto con un primer acoplador del carro (no representado) en el elemento de tipo cuna 52. En funcionamiento, el aislador térmico reduce la termotransferencia conductiva desde el acumulador caliente 64 y el acoplador 46 al elemento de tipo cuna 52 y el yugo 50. Como alternativa, el aislador térmico puede estar separado del elemento de unión de fuerza axial 96 o puede ser un recubrimiento o puede ser un material diferente para reducir la termotransferencia conductora. El aislador térmico está dispuesto intermedio entre todas las superficies de contacto entre el primer acoplador cilíndrico 46 y el primer acoplador de carro. Los expertos en esta materia apreciarán que el aislador térmico es tal que soporta las fuerzas axiales requeridas.

La tobera 62 y el acumulador 64 juntos forman la primera parte cilíndrica 44 del conjunto cilíndrico. La primera parte cilíndrica 44 comprende opcionalmente una camisa o recubrimiento protector para proteger el canal de masa fundida contra los materiales abrasivos y corrosivos.

A continuación, haciendo referencia a las Figuras 9 y 10, se describe una segunda parte cilíndrica 48. La segunda parte cilíndrica 48 representada es una sección de alimentación del conjunto cilíndrico 30 y comprende un orificio axial 147, una primera abertura 146, una segunda abertura 134 y una canal de alimentación 140. El material entra en la segunda parte 48 a través de la canal de alimentación 140. Un tornillo (no representado) dispuesto en el orificio axial 147 transporta el material hacia delante en el orificio axial 147 hacia el acumulador 64.

La segunda parte cilíndrica 48 es sustancialmente cilíndrica con un espesor de pared adecuado (entre la superficie exterior del conjunto cilíndrico alegado y el orificio axial 147 actuando como un canal de masa fundida) para soportar la presión desarrollada debido a compactar y dirigir el material de alimentación. Las fuerzas axiales no están dirigidas a través de la segunda parte cilíndrica 48.

La segunda parte cilíndrica 48 comprende, de forma opcional, una camisa 138 instalada dentro de un conjunto cilíndrico exterior 142 para proteger el conjunto cilíndrico contra los materiales abrasivos y corrosivos.

La abertura 146 permite la instalación y retirada de un tornillo (no representado) dentro del orificio axial 147.

La segunda pared extrema 136 de la segunda parte 48 se conecta al lado del acoplador del acumulador 64 a través de la brida 130. La pared extrema 120 del acoplador 46 comprende una pluralidad de orificios roscados 102. La brida 130 de la segunda parte 48 comprende una correspondiente pluralidad de perforaciones 132. Los pernos interconectan la segunda parte 48 al acoplador 46 mediante los orificios 132 y agujeros roscados 102. El orificio 100 en el acoplador 46 es del diámetro adecuado para recibir, de forma hermética, el conector cilíndrico 128 de la segunda parte 48 para un acoplamiento de sellado entre el acoplador 46 y la segunda parte 48. El orificio 122 en el acoplador 46 es de un diámetro adecuado para recibir la brida 130. Alternativamente, se puede instalar un cierre hermético para impedir fugas entre la primera parte y la segunda parte 48. El segundo orificio 116 del acumulador 64 se alinea axialmente con el orificio axial 147 de la segunda parte 48.

Un segundo acoplador cilíndrico 60 está formado en un extremo de la segunda parte 48. El segundo acoplador cilíndrico 60 comprende por lo menos un elemento de acoplamiento, indicado como 153, para un acoplamiento de adaptación con un elemento de acoplamiento de soporte tipo cuna, para impedir el movimiento de rotación del conjunto cilíndrico 30 durante la rotación operativa del tornillo (no representado). Las bandas de calentamiento están convencionalmente fijadas a una superficie exterior de la segunda parte cilíndrica 48.

En la forma de realización representada, el elemento de acoplamiento 153 es un elemento mecanizado de rebaje plano sobre la superficie exterior del conjunto cilíndrico. Como alternativa, el elemento de acoplamiento 153 puede ser un elemento saliente hacia fuera o una canal o una ranura o estriado. Como opción, otro rebaje 155 se acopla con una placa de retirada (no representada) para impedir que el conjunto cilíndrico se desplace hacia delante cuando se libera del conjunto de soporte y se alinee la segunda parte cilíndrica verticalmente con el conjunto impulsor.

En una aplicación de la máquina en la que la masa fundida de material es un metal en estado tixotrópico, por ejemplo, magnesio, la tobera 62 puede realizarse en material DIN 2888 o DIN 2999. El acumulador 44 y el primer acoplador cilíndrico 68 (comprendiendo el aislador de fuerza axial) pueden hacerse de Inconel 718 con una camisa de Stellite 12. La segunda parte 48 puede ser también de Inconel 718 con una camisa de Stellite 12.

En una aplicación de la máquina en la que la masa fundida de material es plástico, la tobera 62 puede ser de acero SAE 4140 con una punta de H13. El acumulador 44 y el primer acoplador cilíndrico 68 (comprendiendo el aislador de fuerza axial) pueden ser de SAE 4140 con una camisa de fundición. La segunda parte 48 puede ser de SAE 4140 con una camisa de fundición.

La tobera 62, el acumulador 44, el primer acoplador cilíndrico 68 y la segunda parte 48 pueden mecanizarse a partir de un lingote de material o como alternativa, puede formarse mediante un proceso de prensado isostático en caliente (HIP) y un mecanizado posterior.

A continuación, haciendo referencia a las Figuras 3 y 11, el elemento de soporte 52 del conjunto del carro 34 se describe con más detalle. El elemento de soporte 52 es sustancialmente rectangular según se ilustra en la vista superior de la Figura 11. Un primer acoplador de carro 178 está formado en un extremo del elemento de soporte 52. Un montaje impulsor 54 está formado en un segundo extremo del elemento de soporte 52. El montaje impulsor 54 comprende un orificio axial para conectar el conjunto impulsor a un extremo de un tornillo situado en un orificio axial de un conjunto cilíndrico (no representado). El primer acoplador de carro 178 y el montaje impulsor 54 están alineados alrededor de un eje longitudinal del elemento de soporte 52.

El primer acoplador de carro 178 y el montaje impulsor 54 están interconectados por una primera carcasa de accionador del carro 170 y una segunda carcasa de accionador del carro 172.

La primera carcasa del carro 170 forma un canal rectangular en forma de U, en sentido longitudinal, para alojar un primer accionador del carro 56. La primera carcasa del carro 170 comprende una banda continua de soporte 180 situada cerca de un extremo de la primera carcasa del carro 170 se extiende entre un elemento del carro superior 182 y un elemento del carro inferior 184. Un elemento de pared vertical 192 conecta el elemento de carro superior 182 y elemento de carro inferior 184.

La segunda carcasa del carro 172 forma un canal un segundo rectangular en forma de U, en sentido longitudinal, para alojar un segundo accionador del carro 58. La segunda carcasa del carro 172 comprende una banda continua de soporte 186 situada cerca de un extremo de la segunda carcasa del carro 172 que se extiende entre un elemento del carro superior 188 y un elemento del carro inferior 190. Un segundo elemento de pared vertical 194 conecta el elemento de carro superior 188 y elemento de carro inferior 190.

El elemento de soporte 52 tiene una abertura axial longitudinal 176 que se extiende desde el primer extremo 174 del elemento de soporte 52 al montaje impulsor 54. Esta abertura proporciona un acceso sin obstáculos para insertar y retirar un conjunto cilíndrico (véase Figura 3) dentro del elemento de soporte 52.

A continuación, haciendo referencia a las Figuras 11 y 12, se describen con más detalle el primer acoplador del carro 178 y el segundo acoplador del carro 148.

El elemento de soporte 52 comprende un segundo soporte 206 que se extiende entre los elementos de pared verticales (192, 194) en el primer extremo 174 del elemento de soporte 52. En una forma de realización de la invención, un primer acoplador del carro 178 comprende un primer elemento de acoplamiento 208 y un segundo elemento de acoplamiento 210. El primero y el segundo elementos de acoplamiento (208, 210) se extienden hacia fuera desde los elementos de pared verticales (190, 192). El primer elemento de acoplamiento 208 comprende una primera superficie de acoplamiento 212 y el segundo elemento de acoplamiento 210 comprende una segunda superficie de acoplamiento 214. El primer acoplador del carro 178 forma una abertura alrededor del eje longitudinal para recibir el primer acoplador cilíndrico 46. En una forma de realización de la invención, la primera superficie de acoplamiento 212 y la segunda superficie de acoplamiento 214 acoplan el elemento de unión de fuerza axial 96 con el acoplador cilíndrico 60. Como alternativa, la primera superficie de acoplamiento 212 y la segunda superficie de acoplamiento 214 se acoplan con el aislador térmico 98. Un par de muñones de soporte 216 se extienden entre una superficie posterior del primero y del segundo elementos de acoplamiento (208, 210) y los elementos de paredes verticales (192, 194).

El elemento de soporte 52 comprende, además, un primer soporte 196 que se extiende entre los elementos de paredes verticales (192, 194) y el montaje impulsor 54. El primer soporte 196 tiene forma en T. En una forma de realización de la invención, el segundo acoplador del carro 148 comprende un primer elemento de acoplador 198 y un segundo elemento de acoplador 200. El primero y el segundo elementos del acoplador (198, 200) se extienden hacia arriba desde un primer soporte de superficie superior 196 y hacia fuera desde los elementos de paredes verticales (192, 194). El segundo acoplador del carro 148 forma una abertura alrededor del eje longitudinal para recibir el segundo acoplador cilíndrico 60. Una primera superficie de acoplamiento 202 y una segunda superficie de acoplamiento 204 se acoplan con las superficies de adaptación (153) del segundo acoplador cilíndrico 60.

Un primer elemento de soporte cilíndrico 218 está formado sobre una superficie superior de segundo soporte 206. El primer elemento de soporte cilíndrico 218 comprende un primer montante vertical 222 y un segundo montante vertical 224. Los montantes verticales (222, 224) son de una altura por encima de la superficie superior del segundo soporte 206 para el acoplamiento de una superficie exterior del conjunto cilíndrico 30 para localizar el primer acoplador cilíndrico 46 con respecto al primer acoplador del carro 178.

Un segundo elemento de soporte cilíndrico 220 está formado sobre una superficie superior del primer soporte 196. El segundo elemento de soporte del conjunto cilíndrico 220 comprende un primer montante vertical 226 y un segundo montante vertical 228. Los montantes verticales (226, 228) son de una altura alrededor de la superficie superior del segundo primer soporte 196 para acoplar una superficie exterior del conjunto cilíndrico 30 para localizar el segundo acoplador cilíndrico 60 con respecto al segundo acoplador del carro 148.

El primer elemento de soporte del conjunto cilíndrico 218 y el segundo elemento de soporte del conjunto cilíndrico 220 forman un elemento de alineación cilíndrico y alinean axialmente el conjunto cilíndrico 30 cuando se aloja en el elemento de soporte 52. El elemento de soporte 52 puede comprender elementos de soporte cilíndricos adicionales.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 13, el primer extremo 174 y el primer acoplador del carro 178 del elemento de soporte 52 se describen con más detalle. Una superficie de montaje de yugo 230 se extiende entre la primera carcasa del carro 170 y la segunda carcasa del carro 172. La superficie de montaje de yugo 230 comprende varios orificios roscados para recibir pernos para fijar el yugo 50 al elemento de soporte 52. El primer montante vertical 222 y el segundo montante vertical 224 están separados en una distancia para soportar con firmeza una superficie exterior del conjunto cilíndrico 30. El área de la sección transversal de la primera superficie de acoplamiento 212 y la segunda superficie de acoplamiento 214 se selecciona para soportar y distribuir la fuerza del carro axial al primer acoplador cilíndrico 46. El primer acoplador cilíndrico 46 encaja en la abertura del acoplador cilíndrico, generalmente indicada como 232.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 14, se describe con más detalle el montaje impulsor 54 del elemento de soporte 52. El montaje impulsor 54 comprende una superficie de montaje 234 para montar un conjunto impulsor 36. Varios orificios roscados 236 están provistos para recibir unos pernos para el montaje del conjunto impulsor 36 al montaje impulsor 54. Una abertura 238 está provista para conectar el conjunto impulsor 36 a un extremo de un tornillo montado en un conjunto cilíndrico (no representado).

A continuación, haciendo referencia a las Figuras 15, 16 y 17, se describe con más detalle el yugo 50. El yugo 50 es rectangular presentando una cara frontal 240, una cara posterior 242, un lado izquierdo 244, un lado derecho 246, una parte superior y una parte inferior. El yugo 50 es de espesor adecuado para soportar la fuerza del carro axial. El yugo 50 comprende varias aberturas 248 para recibir unos pernos para fijar el yugo 50 a la superficie de montaje del yugo 230 del elemento de soporte 52. El orificio axial central 250 presenta un primer diámetro para recibir el conjunto cilíndrico 30 y un segundo diámetro para recibir el acoplador cilíndrico 46. La superficie de acoplamiento del yugo 50 acopla el segundo elemento de unión de fuerza axial 150. En una forma de realización de la invención, la superficie de acoplamiento es un asiento cilíndrico 252 formado entre el primer diámetro y el segundo diámetro. El asiento del conjunto cilíndrico 254 tiene una área de sección transversal para soportar y distribuir la fuerza del carro axial.

En una forma de realización de la invención, el primer acoplador del carro 152 está formado por el yugo 50 y el primer acoplador del carro 178 del elemento de soporte 34.

El yugo 50 comprende un par de soportes de yugo (254, 258). Un primer soporte de yugo 254 está montado sobre una parte lateral del yugo 50. Un segundo soporte de yugo 258 está montado en otro lado del yugo 50, en posición opuesta al primer soporte de yugo 254. Los soportes de yugo están alienados en sentido axial. El primer soporte de yugo 254 comprende una superficie de soporte 256 y el segundo soporte de yugo 258 comprende una superficie de soporte 260. Las superficies de soporte (256, 260) acoplan superficies de adaptación del primer accionador del carro 56 y el segundo accionador del carro 58 para soportar el yugo 50 durante el montaje del conjunto del carro 34.

En una forma de realización de la invención, el yugo es de chapa de acero A36 y el conjunto de soporte es de fundición del tipo A536. Como alternativa, el conjunto de soporte puede ser un par de acopladores interconectados mediante tirantes.

En una forma de realización alternativa de la invención, el primer acoplador del carro está interconectado al segundo acoplador del carro mediante una pluralidad de tirantes. En otra forma de realización alternativa de la invención, el primer acoplador del carro está interconectado con el segundo acoplador del carro mediante un elemento de bastidor.

La instalación del conjunto cilíndrico 30 en el conjunto del carro 52 se describe con referencia a las Figuras 18 y 19. El elemento de soporte 52 está montado en el bastidor 28 de la unidad de inyección 14 para movimiento axial del dispositivo de inyección con respecto al bastidor de la unidad de inyección 28 (no representado). El accionador del carro 42 está montado en el elemento de soporte 52 y conectado a un elemento estacionario, por ejemplo la platina estacionaria 16 de la máquina de moldeo por inyección 10. El accionador del carro 42 es accionado para mover el elemento de soporte 52 alejándose de la platina estacionaria 16 (véase Figura 18). El yugo 50 está situado en el accionador del carro 42 alejado del primer extremo 174 del elemento de soporte 52. La superficie de soporte 256 se acopla con un accionador y la superficie de soporte 260 se acopla con el otro accionador.

El conjunto cilíndrico 30 se hace bajar a la abertura del elemento de soporte 34. El primer acoplador cilíndrico 46 está alineado con el primer acoplador del carro 178. El segundo acoplador cilíndrico 60 está alineado con el segundo acoplador del carro 148. El conjunto cilíndrico 30 se hace bajar hasta que el conjunto cilíndrico 30 se acople con el primer elemento de soporte cilíndrico 218 y el segundo elemento de soporte del conjunto cilíndrico 200. Los elementos de soporte cilíndricos (218, 200) alinean el conjunto cilíndrico 30 en el elemento de soporte 34.

Una placa de retención rectangular 262 (véase Figura 19) acopla la superficie de soporte 155 del segundo acoplador cilíndrico 60 para retener el conjunto cilíndrico 30 verticalmente en el elemento de soporte 52. La placa 262 está fijada mediante pernos convencionales al primero y al segundo elementos de acoplador (200, 198). Una superficie inferior de la placa 262 se acopla con la superficie de soporte 155 que permite el movimiento axial del conjunto cilíndrico 30 en el conjunto del carro 34.

El yugo 50 se desplaza hacia el primer extremo 174 del elemento de soporte 52 y se fija al primer extremo 174 del elemento de soporte 52 mediante varios pernos. Varios pasadores de alineación y aberturas están provistos entre el yugo 50 y la superficie de montaje del yugo 230 para alinear el yugo 50 con el conjunto de soporte 34. El primer acoplador cilíndrico 46 está efectivamente fijado y asegurado al conjunto del carro. El tornillo de movimiento alternativo (situado dentro del orificio axial del conjunto cilíndrico) se conecta luego al conjunto impulsor 36.

Para los expertos en esta materia se apreciará que la retirada del conjunto cilíndrico 30 desde el conjunto del carro 52 es la operación inversa del montaje.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 20, el conjunto cilíndrico 30 y el segundo acoplador cilíndrico 60 se ilustran montados en el conjunto del carro 34 como una vista superior sin el yugo 50.

El segundo acoplador cilíndrico 60 acopla el segundo acoplador del carro 148, reteniendo la segunda parte cilíndrica 48 del conjunto cilíndrico 30 al elemento de soporte 52. El segundo acoplador cilíndrico 60 y el segundo acoplador del carro 148 impiden que el conjunto cilíndrico 30 gire alrededor del elemento longitudinal durante la operación de rotación del tornillo (no representado). El segundo acoplador cilíndrico 60 y el segundo acoplador del carro 148 permiten el movimiento longitudinal axial de la segunda parte cilíndrica 48 aislando efectivamente la segunda parte cilíndrica respecto a las fuerzas axiales.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 21, se ilustra una vista parcial del conjunto cilíndrico 30 montado en el conjunto del carro 34 como una vista en sección transversal parcial tomada a lo largo de la línea B-B de la Figura 2.

El conjunto cilíndrico 30 está alojado y fijado en el conjunto del carro 34. En una forma de realización de la invención, el aislador térmico y el primer elemento de unión de fuerza axial 96 se acopla con una superficie del primer acoplador del carro 152. Un segundo elemento de unión de fuerza axial 150, de forma anular, está situado en otro lado del acoplador 46. Una superficie del aislador térmico del segundo elemento de unión de fuerza axial 150 se acopla con una superficie interior (asiento cilíndrico) del yugo 50. El yugo 50 está dispuesto en la parte frontal del conjunto del carro 34. El yugo 50 está empernado a una sección delantera del conjunto del carro 34 para fijar con firmeza el primer acoplador cilíndrico 46.

La fuerza de fijación para asegurar el conjunto cilíndrico 30 con el conjunto del carro 34 está provista entre el yugo 50 y el conjunto del carro 34. La fuerza de fijación está dirigida a través del segundo elemento de unión de fuerza axial 150 (comprendiendo un aislador térmico), el primer acoplador cilíndrico 46 y el primer elemento de unión de fuerza axial 96 (comprendiendo un aislador térmico).

En condiciones de funcionamiento, existen dos diferentes aplicaciones donde la fuerza del carro axial está dirigida a través del acoplador cilíndrico 46. Cuando la tobera 62 comprende una punta de espiga 88 (véase Figura 5), el yugo comprende un primer tope del carro 156 y un segundo tope del carro 158 (como alternativa, un tope de carro único). El primero y el segundo topes están montados mediante pernos a una cara frontal del yugo 50. El primero y el segundo topes se extienden hacia fuera desde la cara frontal 240 del yugo 50 para el acoplamiento de una superficie de la platina estacionaria. La longitud del primero y del segundo topes es tal que permite que una longitud de la punta de espiga 88 penetre en el canal de colada. El accionamiento del accionador del carro 42 mueve el conjunto del carro 34 y el conjunto cilíndrico 30 hacia la platina estacionaria 16 (véase Figura 1) hasta que el primero y el segundo topes se acoplen con la platina estacionaria 16 impidiendo así el movimiento hacia delante. El accionador del carro 42 se acciona, además, para crear la fuerza del carro axial. La fuerza del carro axial está dirigida a través de primer accionador del carro 56 y el segundo accionador del carro 58 al conjunto del carro 34. El conjunto del carro 34 dirige, además, la fuerza del carro axial a través del primer acoplador del carro 152 al primer elemento de unión de fuerza axial 96, el primer acoplador cilíndrico 46, el segundo elemento de unión de fuerza axial 150, el yugo 50 y el primero y el segundo topes. Esta disposición aísla las partes cilíndricas 44 y 48 respecto a la fuerza del carro axial.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 22, se describe una fuerza de inyección axial. Durante la fase de inyección, la unidad impulsora de traslación del tornillo 38 es accionada para mover el tornillo hacia delante en el conjunto cilíndrico 30. Una fuerza de inyección es dirigida desde la unidad de impulsión de traslación 38 al cuerpo del tornillo de movimiento alternativo 164 y a la masa fundida de material situada enfrente del tornillo de movimiento alternativo. Una fuerza de inyección reactiva es dirigida de nuevo a través del acumulador 64 al primer acoplador cilíndrico 46 (comprendiendo los elementos de unión) para el primer acoplador del carro 152, para la primera y la segunda carcasas del accionador del carro (170, 172), para el montaje impulsor 54 y para el conjunto impulsor de traslación del tornillo 30. La segunda parte cilíndrica está aislada de la fuerza de inyección reactiva axial.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 23, cuando la tobera 62 presenta una punta semiesférica 90 (véase Figura 6), el primer tope 156 y el segundo tope 158 no son necesarios. El accionamiento del accionador del carro 42 mueve el conjunto del carro 34 y el conjunto cilíndrico 30 hacia la platina estacionaria 16 hasta que la punta semiesférica 90 se acople con el canal de colada. El accionador del carro 42 se acciona, además, para crear la fuerza del carro axial. La fuerza del carro axial está dirigida a través del primer accionador del carro 56 y el segundo accionador del carro 58 al conjunto del carro 34. El conjunto del carro 34 dirige, además, la fuerza del carro axial a través del primer acoplador del carro 152 al primer elemento de unión de fuerza axial 96, el primer acoplador cilíndrico 46, el acumulador 64 y la tobera 62. La primera parte cilíndrica distribuye la fuerza del carro axial y la segunda parte cilíndrica está aislada de la fuerza del carro axial.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 24, se describe la fuerza de inyección axial. Durante la fase de inyección, la unidad impulsora de traslación del tornillo 38 es accionada para mover el tornillo hacia delante el conjunto cilíndrico 30. Una fuerza de inyección es dirigida desde la unidad de traslación 38 al cuerpo del tornillo de movimiento alternativo 164 y a la masa fundida de material situada enfrente del tornillo de movimiento alternativo. Una primera fuerza de inyección reactiva se redirige, a través del acumulador 64, al primer acoplador cilíndrico 46 (comprendiendo los elementos de unión) al primer acoplador del carro 152, a la primera y a la segunda carcasas de accionadores del carro (170, 172), al montaje de impulsión 54 y al conjunto impulsor de traslación del tornillo 30. Una segunda fuerza de inyección reactiva se redirige a través de la tobera 62 al acumulador 64, al primer acoplador cilíndrico 46 (comprendiendo elementos de unión), al primer acoplador del carro 152, a la primera y a la segunda carcasas de accionadores del carro (170, 172), al montaje impulsor 54 y al conjunto impulsor de traslación del tornillo 30. la segunda parte cilíndrica está aislada de la fuerza de inyección reactiva axial.

A continuación, haciendo referencia a las Figuras 25 y 26, se describe el funcionamiento de un tornillo en el conjunto cilíndrico. El conjunto cilíndrico, comprendiendo la tobera 62, el acumulador 64, el primer acoplador cilíndrico 46, la segunda parte cilíndrica 48 y el segundo acoplador cilíndrico 60 está fijado y retenido, respectivamente, en el conjunto del carro 34, según se describió anteriormente. Un tornillo está situado dentro del orificio axial del acumulador y la segunda parte cilíndrica. El tornillo comprende una punta de tornillo 160, una válvula de seguridad 162 y un cuerpo del tornillo de movimiento alternativo 164. El tornillo es objeto de un movimiento alternativo entre una posición inyectada (véase Figura 13) y una posición de descarga máxima (véase Figura 14).

En funcionamiento, el tornillo se pone en marcha en la posición inyectada. El material de alimentación penetra en el orificio axial del conjunto cilíndrico a través del orificio de alimentación. El material es fundido y transportado hacia delante a lo largo del cuerpo del tornillo 164 hacia la punta del tornillo 160. Cuando una descarga de material se desarrolla enfrente de la punta del tornillo 160 en la zona de acumulación del acumulador 64, el tornillo se desplaza hacia atrás hasta que un volumen de descarga adecuado se reciba en la zona del acumulador. A continuación, el tornillo se hace avanzar inyectando la descarga de material fundido en un molde. La válvula de seguridad 162 permite que la masa fundida se desplace hacia delante, pero no hacia atrás de la válvula de seguridad. En funcionamiento, la válvula de seguridad tiene un movimiento alternativo solamente dentro del orificio axial del acumulador 64.

En una forma de realización de la invención, el conjunto cilíndrico está formado por una construcción unitaria única. En otra forma de realización, el conjunto cilíndrico es una primera sección conectada a una segunda sección. En otra forma de realización, la primera sección es una tobera conectada a un acumulador. En otra forma de realización, la primera sección es una tobera conectada a una cabeza cilíndrica, que está unida a un acumulador.

Debe entenderse por los expertos en esta materia que la invención no está limitada a las ilustraciones descritas en la presente memoria, que se consideran para ilustrar los mejores modos de forma de realización de la invención y que son susceptibles de modificación de forma, tamaño, disposición de componentes y detalles de funcionamiento. La invención está prevista para abarcar todas estas modificaciones, que están dentro del alcance de la misma según se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (44)

1. Dispositivo de inyección que comprende:

un conjunto cilíndrico (30) y un conjunto de carro (34),

comprendiendo el conjunto cilíndrico una primera y segunda partes cilíndricas provistas de un orificio axial que las atraviesa, y un primer acoplador cilíndrico (46) que definiendo la localización del primer acoplador cilíndrico (46) un límite entre la primera parte cilíndrica (44) y la segunda parte cilíndrica (48);

comprendiendo el conjunto de carro (34) un primer acoplador de carro (178) destinado a cooperar con el primer acoplador cilíndrico y un accionador de carro (42) destinado a unirse a una platina estacionaria de una unidad de fijación (12),

en el que el primer acoplador cilíndrico (46) está enclavado, en curso de utilización, con el primer acoplador de carro de manera que se bloquee el conjunto cilíndrico (30) en el conjunto de carro (34) lo que permite aislar la segunda parte cilíndrica (48) frente a la fuerza axial del carro.

2. Dispositivo de inyección según la reivindicación 1, en el que el primer acoplador cilíndrico (46) presenta una pared extrema (120) y está provisto, además, de un elemento de unión (96) de fuerza axial, que comprende por lo menos un elemento que se extiende al exterior dispuesto sobre la primera pared extrema (120).

3. Dispositivo de inyección según la reivindicación 2, en el que el primer acoplador cilíndrico (46) comprende un aislante térmico (98) dispuesto sobre el elemento de unión (96) de fuerza axial.

4. Dispositivo de inyección según la reivindicación 3, en el que el primer acoplador cilíndrico (46) comprende por lo menos un aislador de unión (99).

5. Dispositivo de inyección según la reivindicación 4, en el que el primer acoplador cilíndrico (46) presenta una segunda pared (124) y comprende por lo menos un segundo elemento de unión (150) que genera una fuerza axial dispuesto sobre la segunda pared.

6. Dispositivo de inyección según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que el elemento de unión (96), que produce una fuerza axial, está formado por una pluralidad de elementos que se extienden al exterior o por un elemento en forma de anillo cilíndrico.

7. Dispositivo de inyección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda parte cilíndrica (48) está fijada al extremo de la primera parte cilíndrica.

8. Dispositivo de inyección según la reivindicación 7, en el que la primera parte cilíndrica (44) comprende una tobera (62) fijada en un extremo de un acumulador (64).

9. Dispositivo de inyección según la reivindicación 8, en el que la tobera (62) presenta una sección cilíndrica alargada (70) que se extiende a partir de una brida de montaje (72) hasta un extremo del molde (86).

10. Dispositivo de inyección según la reivindicación 9, en el que el extremo (76) de la tobera (62), comprende una espiga (78) y se extiende hacia el exterior a partir de un lado de la brida de montaje (72)

11. Dispositivo de inyección según la reivindicación 10, en el que el extremo del molde (86) de la tobera (62) comprende una espiga (88) o una punta semiesférica convexa (90).

12. Dispositivo de inyección según las reivindicaciones 8, 9, 10 u 11, en el que el acumulador comprende una sección cilíndrica alargada (104), estando el primer acoplador (46) dispuesto sobre un primer extremo de esta sección.

13. Dispositivo de inyección según la reivindicación 12, en el que el acumulador comprende además unos orificios (120, 122) de un diámetro complementario para alojar, en estado apretado, la segunda parte cilíndrica (48).

14. Dispositivo de inyección según la reivindicación 12, en el que el acumulador comprende un orificio (114) para recibir, en estado apretado, una espiga (78) de la tobera.

15. Dispositivo de inyección según la reivindicación 12, en el que el orificio axial que atraviesa la primera parte cilíndrica (44) comprende una camisa o un revestimiento protector.

16. Dispositivo de inyección según la reivindicación 15, en el que el acumulador (44) y el primer acoplador cilíndrico (68) son tanto de INCONEL 718 con una camisa en STELLITE 12 o de acero 4140 con una camisa fundida.

17. Dispositivo de inyección según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 16, en el que el conjunto cilíndrico (30) comprende, además, un segundo acoplador cilíndrico (60), dispuesto sobre la segunda parte cilíndrica (48) y se comunica con un segundo acoplador de carro situado en el conjunto de carro (34) para retener la segunda parte (48) del conjunto cilíndrico (30).

18. Dispositivo de inyección según la reivindicación 17, en el que el segundo acoplador cilíndrico (60) está dispuesto entre el primer acoplador cilíndrico (46) y un extremo de la segunda parte cilíndrica (48) o en un extremo sobre la segunda parte cilíndrica (48).

19. Dispositivo de inyección según la reivindicación 18, en el que la segunda parte cilíndrica (48) presenta una segunda pared extrema (136), una canal de alimentación (140) en comunicación con el orificio axial y una brida (130) dispuesta en la segunda pared extrema (136).

20. Dispositivo de inyección según la reivindicación 19, en el que el segundo acoplador cilíndrico (60) comprende por lo menos un elemento de acoplamiento (153).

21. Dispositivo de inyección según la reivindicación 20, en el que el elemento de acoplamiento (153) es un rebaje plano formado mediante mecanizado sobre la superficie exterior de la segunda parte cilíndrica (48).

22. Dispositivo de inyección según la reivindicación 19, en el que el orificio axial que atraviesa la segunda parte cilíndrica (48) comprende una camisa (138) o un revestimiento protector.

23. Dispositivo de inyección según la reivindicación 17, en el que el conjunto de carro (34) comprende además un elemento de soporte de tipo cuna (52), un yugo (50) y un soporte de arrastre (54) para montar el conjunto impulsor (36).

24. Dispositivo de inyección según la reivindicación 23, en el que el primer acoplador del carro está formado entre un primer acoplador (178) de soporte tipo cuna, dispuesto en un extremo del elemento de soporte tipo cuna (52) y un acoplador de yugo dispuesto sobre el yugo (50).

25. Dispositivo de inyección según la reivindicación 24, en el que el segundo acoplador de carro está dispuesto sobre el elemento de soporte tipo cuna (52) que retiene la segunda parte cilíndrica (48) del conjunto cilíndrico (30) en el conjunto de soporte tipo cuna (34).

26. Dispositivo de inyección según las reivindicaciones 23, 24 ó 25, en el que el soporte de arrastre (54) está formado en un segundo extremo del elemento de soporte tipo cuna (52).

27. Dispositivo de inyección según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 26, en el que el elemento de soporte tipo cuna (52) comprende la primera y la segunda carcasas (170, 172) del accionador del carro, que interconetan el primer acoplador (178) de tipo cuna y el montaje impulsor (54).

28. Dispositivo de inyección según la reivindicación 27, en el que el accionador (42) del carro comprende un par de accionadores hidráulicos (56) alojados en las primera y segunda carcasas (170, 172) del carro.

29. Dispositivo de inyección según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 28, en el que el primer acoplador (178) de tipo cuna comprende un primer y segundo elementos de acoplamiento (208, 210), comprendiendo una primera y una segunda superficies de acoplamiento (212, 214) destinada, respectivamente, a cooperar con el primer acoplador cilíndrico (46).

30. Dispositivo de inyección según la reivindicación 29, en el que el elemento de soporte de tipo cuna (52) comprende un primer elemento (218) de soporte cilíndrico destinado a cooperar con una superficie exterior del conjunto cilíndrico (30) para disponer el primer acoplador cilíndrico (46) con respecto al primer acoplador (178) de tipo cuna.

31. Dispositivo de inyección según la reivindicación 30, en el que dicho elemento de soporte cilíndrico (218) comprende un primer montante vertical (222) y un segundo montante vertical (224).

32. Dispositivo de inyección según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 31, en el que el segundo acoplador (148) de carro comprende un primer elemento de acoplador (198) y un segundo elemento de acoplador (200) que presentan, respectivamente, una primera y segunda superficies de acoplamiento (202, 204) para cooperar con el segundo acoplador cilíndrico (60).

33. Dispositivo de inyección según la reivindicación 32, en el que el elemento de soporte de tipo cuna (52) comprende un segundo elemento (220) de soporte cilíndrico destinado a cooperar con una superficie exterior del conjunto cilíndrico (30) para disponer el segundo acoplador cilíndrico (60) con respecto al segundo acoplador (148) del carro.

34. Dispositivo de inyección según la reivindicación 33, en el que el segundo elemento (220) de soporte cilíndrico comprende un primer montante vertical (226) y un segundo montante vertical (228).

35. Dispositivo de inyección según la reivindicación 27, en el que el elemento de tipo cuna (52) presenta un primer extremo (174) que comprende una superficie de montaje del yugo (230) y se extiende entre la primera carcasa (170) del carro y la segunda carcasa (172) del carro.

36. Dispositivo de inyección según la reivindicación 35, en el que el yugo (50) comprende un orificio axial central (250) que presenta un primer diámetro para recibir el conjunto cilíndrico (30), un segundo diámetro para recibir el primer acoplador cilíndrico (46) y una superficie de acoplamiento.

37. Dispositivo de inyección según la reivindicación 36, en el que la superficie (230) de montaje del yugo (50) es un asiento cilíndrico (252) formado entre el primer diámetro y el segundo diámetro.

38. Dispositivo de inyección según la reivindicación 37, en el que el yugo (50) comprende un par de soportes de yugo (254, 258) destinado a cooperar, respectivamente, con un primer accionador (56) del carro y un segundo accionador (58) del carro para soportar el yugo (50) durante el montaje del conjunto de carro (34).

39. Dispositivo de inyección según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 38, en el que el conjunto de tipo cuna está fundido a partir del material A536.

40. Dispositivo de inyección según la reivindicación 17, en el que el conjunto de carro (34) es un primer acoplador de carro unido al segundo acoplador de carro mediante una pluralidad de tirantes.

41. Dispositivo de inyección según la reivindicación 17, en el que el conjunto de carro (34) es un primer acoplador del carro unido al segundo acoplador del carro por un elemento de bastidor.

42. Dispositivo de inyección según la reivindicación 23, en el que el yugo (50) presenta una cara anterior, que está provista por lo menos de un de primer tope de carro (156), cooperando el primer tope, en funcionamiento, con una superficie de una platina estacionaria, de manera que se aísle así la primera y segundas partes cilíndricas (44, 48) frente a una fuerza axial del carro.

43. Dispositivo de inyección según la reivindicación 42, en el que el yugo (50) comprende un segundo tope de carro (158).

44. Dispositivo de inyección según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el conjunto cilíndrico y el carro están montados en un bastidor de la unidad de inyección y el dispositivo de inyección comprende, además, un dispositivo de arrastre que, en funcionamiento, acciona un tornillo dispuesto en el interior del orificio axial del conjunto cilíndrico.