ПРИВОДНОЙ УЗЕЛ ДЛЯ СООБЩЕНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО И ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВАЛУ Российский патент 2009 года по МПК B29C45/07 B29C45/50 B29C45/56 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к приводному устройству, предназначенному для сообщения вращательного и поступательного движения валу. В частности, данное изобретение может быть использовано для привода пластифицирующего шнека в машине для инжекционного прессования. Более конкретно, настоящее изобретение относится к приводному устройству, предназначенному для сообщения вращательного и поступательного движения пластифицирующему шнеку в машине для инжекционного прессования, в которой шнек приводится во вращательное движение при помощи полого электродвигателя и совершает возвратно-поступательное движение под воздействием поршня гидравлического цилиндра.

Уровень техники

Известно применение полых электродвигателей и поршней гидравлических цилиндров для привода пластифицирующих шнеков в движение и сообщения им вращательного движения. Однако ни для одной из известных систем не предусматривается одновременное получение преимуществ, обеспечиваемых при применении электродвигателей для вращения пластифицирующего шнека в сочетании с сообщением ему поступательного движения в продольном направлении при помощи поршня гидравлического цилиндра.

В описании изобретения к патенту США №4105147, выданному на имя Штуббе (Stubbe), раскрывается шнековый экструдер, приводимый во вращательное движение при помощи зубчатой передачи от электродвигателя и перемещаемый в продольном направлении при помощи поршня гидравлического цилиндра. Торцевая часть шнека выполнена в виде шлицевого вала с обеспечением возможности скольжения этого вала в продольном направлении внутри зубчатой передачи.

В описании изобретения к патенту США №4895505, выданному компании «Фанук Лимитед» (Fanuc Ltd.), раскрывается линейный электродвигатель, предназначенный для обеспечения линейного перемещения инжекционного шнека. Линейный электродвигатель включает в свой состав соответствующий ряд постоянных магнитов, закрепленных на якоре этого электродвигателя, которые вступают во взаимодействие с переменным электрическим током, пропускаемым через обмотки статора, охватывающие собой якорь, в результате чего сообщается линейное движение якорю электродвигателя и валу шнека, закрепленному на этом якоре. В описании изобретения к этому патенту раскрывается применение полого электродвигателя для линейного перемещения вала шнека.

В описании изобретения к патенту США №5540495, выданному 30.07.1996 на имя Краусс-Маффея (Krauss-Maffei), раскрывается привод шнека экструдера, который включает в свой состав первый электродвигатель, предназначенный для сообщения поступательного движения шнеку, и второй электродвигатель, предназначенный для сообщения вращательного движения шнеку. Вариант осуществления изобретения, рассмотренный в описании изобретения к этому патенту, предусматривает применение двух полых электродвигателей. Приводное устройство, предназначенное для сообщения поступательного движения шнеку, и скользящее устройство, предназначенное для сообщения вращательного движения шнеку, выполнены таким образом, чтобы одно из них частично входило внутрь другого.

В описании изобретения к патенту США №5645868, выданному на имя Рейнхарта (Reinhart), раскрывается приводное устройство для инжекционного узла, которое включает в свой состав полый электродвигатель, вводимый в зацепление с валом шнека при помощи трех муфт. Одна такая муфта сообщает вращательное движение шнеку, вторая обеспечивает перемещение шнека в переднем направлении, а третья предотвращает вращательное движение шнека во время перемещения его в переднем направлении. Применение каких-либо гидравлических узлов здесь не предусматривается.

В описании изобретения к патенту США №5747076, выданному на имя Ярошека (Jaroschek) и др., раскрывается машина для инжекционного прессования, в которой предусматривается применение поршня гидравлического цилиндра для того, чтобы способствовать перемещению шнека, приводимого в движение при помощи электродвигателя, передающего на него крутящий момент через соответствующий реечный зубчатый механизм.

В описании изобретения к патенту США №5804224, выданному 08.09.1998 компании «Фанук Лимитед» (Fanuc Ltd.), раскрывается устройство, в котором предусматривается применение винта с шариковой гайкой, выполненного за одно целое с валом ротора. При этом вращение винта с шариковой гайкой осуществляется с помощью электродвигателя, расположенного соосно указанному валу.

В описании изобретения к патенту США №5891485, выданному 06.04.1999 на имя Сумитомо (Sumitomo), раскрывается инжекционное устройство, которое включает в свой состав два электродвигателя с полым валом. Один из этих электродвигателей предназначен для того, чтобы приводить вал шнека во вращательное движение, тогда как другой электродвигатель обеспечивает перемещение этого вала в продольном направлении. Роторы этих двух электродвигателей соединяются с валом. При этом каждый ротор располагается в отдельной камере.

В описании изобретения к патенту США №6068810, выданному на имя Кестла (Kestle) и др., раскрывается инжекционный узел, имеющий полый вал, находящийся внутри поршня, который под воздействием на него гидравлического давления обеспечивает втягивание и выдвигание шнека. Соответствующий электродвигатель сообщает вращательное движение указанному полому валу, который соединен с поршнем при помощи шлица, благодаря чему и происходит передача вращательного движения на указанный шнек. Электродвигатель крепится к торцевой части полого вала.

В описании изобретения к патенту США №6108587, выданному на имя Шеарера (Shearer) и др., раскрывается система для инжекционного прессования, которая включает в свой состав соответствующий электродвигатель, который приводит шнек во вращательное движение, передаваемое на него через зубчатую передачу, а также соответствующий гидравлический цилиндр, поршень которого обеспечивает поступательное перемещение шнека.

В описании изобретения к патенту США №6478572, выданному на имя Шада (Schad) и др., раскрывается инжекционный узел, в котором предусматривается применение одного-единственного электродвигателя, который сообщает вращательное движение шнеку экструдера, а также обеспечивает зарядку гидравлического аккумулятора давления. Заряд, накапливаемый в этом аккумуляторе давления, используется для того, чтобы обеспечивать соответствующее перемещение шнека экструдера.

В описании изобретения к патенту США №6499989 раскрывается устройство, предназначенное для удаления дисков из пресс-формы. В различных вариантах осуществления этого изобретения, рассмотренных в данном описании, предусматривается применение полого электродвигателя, сообщающего вращательное движение валу выталкивателя пресс-формы, а также соответствующего линейного электродвигателя, обеспечивающего линейное перемещение указанного вала. При этом полый электродвигатель осуществляет привод вала во вращательное движение с помощью соответствующего редуктора, который обеспечивает возможность регулирования скорости вращения вала. В качестве альтернативного технического решения в описании изобретения к этому патенту указывается на возможность применения соответствующего пневматического или гидравлического цилиндра для линейного перемещения указанного вала. В вариантах осуществления данного изобретения, рассмотренных в данном описании, предусматривается располагать соответствующий исполнительный механизм, обеспечивающий линейное перемещение, снаружи относительно исполнительного механизма, осуществляющего вращение. По этой причине конструкция такого узла получается более громоздкой, а ее экономическая эффективность заметно снижается.

В описании изобретения к патенту США №6517336, выданному на имя Емото (Emoto) и др., а также в описании изобретения к европейскому патенту №0967064 А1, выданному на имя Емото (Emoto), раскрывается система для инжекционного прессования, имеющая полый электродвигатель, который сообщает вращательное движение валу шнека и в то же самое время обеспечивает поступательное перемещение этого вала благодаря наличию соединения его с соответствующим узлом, в состав которого входят винт с шариковой гайкой и шлицевая часть указанного вала. При помощи отдельного дозирующего электродвигателя производится проворачивание шнека с тем, чтобы обеспечить загрузку шнека синтетической смолой. Такое вращательное движение осуществляется при помощи соответствующего приводного устройства, имеющего ремень и шкивы, и которое способно проворачивать шнек независимо от ротора полого электродвигателя. Ротор полого электродвигателя крепится к шлицевой части вала шнека, обеспечивая тем самым вращение указанной шлицевой части, которая, в свою очередь, вращает при этом винт с шариковой гайкой, благодаря чему и обеспечивается перемещение вала в продольном направлении.

В описании изобретения к патенту США №6530774, выданному на имя Емото (Emoto), раскрывается система для инжекционного прессования, предусматривающая применение электродвигателя и соответствующего шестеренчатого блока для привода шнека во вращательное движение, а также наличие линейного электродвигателя с полым валом, обеспечивающего поступательное движение шнека в продольном направлении, происходящее благодаря передаче движения через шлицевую часть этого вала на ту его часть, где находится винт с шариковой гайкой.

В описании изобретения к заявке №2002/0168445 А1 на патент США, поданной Емото (Emoto) и др., раскрывается инжекционная система, в состав которой также входят дозирующий электродвигатель и соответствующий электродвигатель с полым валом, предназначенные для того, чтобы соответственно сообщать шнеку вращательное движение и обеспечивать перемещение шнека в продольном направлении.

В описании изобретения к заявке №1162053 на европейский патент, поданной Краусс-Маффеем (Krauss-Maffei) и опубликованной 12.12.2001, раскрывается система, состоящая из двух электродвигателей, в которой один из этих электродвигателей сообщает вращательное движение валу шнека, тогда как другой электродвигатель обеспечивает поступательное движение вала шнека. Для того чтобы эти электродвигатели имели возможность работать по отдельности или же вместе друг с другом предусматривается применение соответствующих переключающих устройств, выполненных в виде муфт.

В описании изобретения к японскому патенту №61266218, выданному на имя Сумитомо (Sumitomo) и опубликованному 25.11.1986, раскрывается инжекционная система, состоящая из двух электродвигателей, в которой предусматривается применение полых электродвигателей, шарикового приводного механизма и шлицевых валов.

Немецкий патент DE 10135443 относится к инжекционному узлу для машины для литья под давлением из пластика, в котором рассматривается пластифицирующий шнек с вращательным приводом и электрическим двигателем со стационарным компонентом, монтирующимся на раме, и выходным компонентом, обеспечивающим линейное осевое перемещение шнека для инжектирования расплава пластика в форму. В известных инжекционных узлах такого типа выпускной компонент электродвигателя располагается в силовой передаче между приводным компонентом и шнеком. Электродвигатель может быть линейного или роторного типа, причем в боковой цепи и/или в конце в последнем случае вращательное движение преобразуется в поступательное движение выходного компонента. В обоих случаях усилие, которое может прилагаться к выходному компоненту, ограничено.

Патентная заявка РСТ WO 03.046388 А1 раскрывает приводной механизм (1), имеющий корпус (1а), в котором устанавливается приводной вал (2), выполненный со сквозным сверлением (7), который благодаря сверлению выступает как приводной цилиндр (3), по меньшей мере, один поршень с осью (5) поршня, проходящей аксиально в указанном сквозном сверлении, причем указанный, по меньшей мере, один поршень и указанная одна ось поршня выполнены с возможностью вращения вместе с указанным приводным валом. По отношению к решениям, известным в уровне техники, целью данного изобретения является предложить усовершенствованный приводной механизм, который, как указано во вступлении, устраняет описанные недостатки и который позволяет устанавливать точное и устойчивое положение оси поршня в аксиальном направлении. Техническое решение, достигаемое этим объектом, заключается в том, что приводной механизм в соответствии с изобретением отличается тем, что указанный, по меньшей мере, один поршень и указанная ось поршня выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения внутри указанного сверления, приводя в движение указанный цилиндр. Благодаря этому возможно точное расположение оси поршня по отношению к приводному валу, позволяя осуществлять точные действия приводного механизма в различных рабочих условиях.

Несмотря на то, что в приведенных здесь выше ссылках раскрывается множество разнообразных сочетаний различных электрических и гидравлических систем, приводящих шнек машины для инжекционного прессования в действие, тем не менее, в этих ссылках не рассматривается какая-либо такая система, которая сочетала бы в себе уникальные преимущества, обеспечиваемые полым электродвигателем с точки зрения более точной установки шнека в заданное положение при его регулировке, а также гидравлическим инжекционным узлом, позволяющим получить высокую инжекционную способность. Настоящее изобретение направлено на создание компактного инжекционного узла, который обладает уникальными преимуществами, обеспечиваемыми наличием как электрической, так и гидравлической приводных систем.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение представляет собой приводной узел для применения в машине для литья под давлением, имеющей вал, причем упомянутый узел содержит:

цилиндр, имеющий внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, для приема текучей среды, находящейся под давлением, при этом цилиндр устанавливается с возможностью вращения и располагается вдоль оси;

поршень, крепящийся на валу машины для литья под давлением, причем поршень имеет головку, находится в контакте со скольжением с внутренней поверхностью цилиндра, устанавливается с возможностью вращения и располагается вдоль оси, а вал выполнен с возможностью смещаться продольно под действием давления текучей среды через цилиндр к головке поршня; и

электродвигатель с полым валом, имеющий:

корпус со стенкой;

статор, укрепленный на стенке корпуса; и

ротор, соединенный с внешней поверхностью цилиндра, причем ротор, который устанавливается с возможностью вращения и располагается вдоль оси, предназначен для вращения поршня и вращения вала машины для литья под давлением.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предложенный гидравлический узел располагается, по меньшей мере, частично внутри полого электродвигателя, благодаря чему обеспечивается получение более компактного узла, имеющего меньшие габариты.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - эскиз поперечного разреза базового приводного узла, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - вид сбоку в поперечном разрезе предпочтительного варианта исполнения приводного узла, предназначенного для применения его в машине для инжекционного прессования, где приводной узел показан в выдвинутом положении.

Фиг.2А - вид в поперечном разрезе головки поршня, применяемого в конструкции приводного узла, показанного на фиг.2.

Фиг.2В - частичный вид в разрезе, иллюстрирующий канал для подачи гидравлической жидкости к поршню приводного узла, показанного на фиг.2.

Фиг.2С - вид в поперечном разрезе для некоторой части поршня и шлицевой вставки.

Фиг.2D - вид в поперечном разрезе зубчатого ремня и кодирующего устройства.

Фиг.3 - вид сбоку в поперечном разрезе предпочтительного варианта исполнения приводного узла, предназначенного для применения его в машине для инжекционного прессования, где приводной узел показан во втянутом положении.

Фиг.4 - перспективный вид поршня и шлицевой вставки в предпочтительном варианте исполнения приводного узла.

Фиг.5 - эскиз поперечного разреза другого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6А и 6В - виды в поперечном разрезе другого варианта осуществления настоящего изобретения, в котором приводной цилиндр окружает собой полый электродвигатель.

Фиг.7 - вид в поперечном разрезе еще одного варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7А - вид в разрезе по линии сечения 7А-7А варианта осуществления настоящего изобретения, показанного на фиг.7.

Осуществление изобретения

На фиг.1 настоящее изобретение иллюстрируется в простом варианте своего исполнения. Как показано на фиг.1, электродвигатель 45 с полым валом имеет корпус 61, статор 46 и ротор 47. Статор 46, как показано на чертеже, смонтирован на стенке корпуса 61. Ротор 47 жестко крепится на цилиндре 48. Указанный цилиндр 48 имеет шлицевую часть 49, выполненную на внутренней его поверхности. Возможно также применение соответствующей вставки, надеваемой на цилиндр 48 и заменяющей собой шлицевую часть 49. Указанная шлицевая часть 49 вводится в зацепление со шлицами 62 (на чертеже показан только один такой шлиц), выполненными на поршне 50. Соответствующий вал (не показан), выполненный за одно целое с поршнем 50 или же крепящийся к этому поршню, приводится с помощью электродвигателя 45 с полым валом во вращательное движение за счет наличия соответствующей взаимосвязи между ротором 47 и поршнем 50.

Вал, крепящийся к поршню 50, перемещается в продольном направлении под воздействием давления жидкости на любую из обеих сторон головки поршня 50, к которым эта жидкость, находящаяся под давлением, подводится через отверстия 51 и 52, выполненные в стенке цилиндра 48. В тех случаях, когда предлагаемый приводной узел предполагается использовать в конструкции машины для инжекционного прессования, в качестве такой жидкости может применяться соответствующая жидкость для гидравлических механизмов либо графитовый раствор на водной основе. Поршень 50 перемещается со скольжением внутри шлицевой части 49 и совершает вращательное движение в своеобразных подшипниках, в качестве которых служат соответствующие износостойкие кольца 53а вместе с гидравлическими уплотнениями 53b. Весь узел в сборе, состоящий из ротора 47, цилиндра 48 и поршня 50, устанавливается с обеспечением возможности для него совершать вращательное движение, в подшипниках 63 и 64, обеспечивающих также фиксированное расположение этого узла в осевом направлении.

Несмотря на то, что фиг.1 представляет собой всего лишь только элементарный эскиз, иллюстрирующий настоящее изобретение, специалисты в данной области техники будут способны вносить в него всякие незначительные изменения, необходимость в которых может возникать при конструировании приемлемого приводного узла в соответствии с настоящим изобретением. Например, вместо шлицевого вала может предусматриваться какое-либо другое устройство, допускающее перемещение вала со скольжением в продольном направлении при сохранении этим валом возможности совершать вращательное движение. В качестве такого устройства могла бы быть применена, в частности, одна-единственная шпонка, скользящая вдоль соответствующей шпоночной канавки.

Далее в нижеследующем описании предложенный приводной узел будет рассматриваться применительно к пластифицирующему шнеку, предназначенному для установки его в машине для инжекционного прессования. Настоящее изобретение пригодно, в частности, для использования его в такой системе, где существует необходимость в обеспечении вращательного движения шнека с тем, чтобы расплавить инжекционный материал, а также в перемещении шнека в продольном направлении со значительной движущей силой для того, чтобы осуществить инжекцию этого материала под давлением внутрь соответствующей пресс-формы.

Как показано на фиг.2 и 3, шнек 1 вставляется внутрь детали 2, имеющей цилиндрическую форму, и может совершать вращательное движение, а также перемещаться внутри нее в осевом направлении. Инжекционный материал, к примеру, такой как пластмассовые гранулы подается к шнеку 1 через отверстие 4. Деталь 2 цилиндрической формы монтируется в корпусе 3 инжекционного узла и удерживается там на своем месте при помощи стопорной пластины 5 для указанной детали. Паз 6 предназначен для введения в него соответствующего инструмента, который удерживает шнек 1 на месте, в то время как поршень 23 вращают, чтобы, отвинтив поршень 23, разъединить его со шнеком 1 в том месте, где находится их резьбовое соединение 29. Упор 7 поршня предназначается для того, чтобы предотвратить возможное поворачивание указанного инструмента, когда поршень 23 вынимают из шнека 1, и определяет собой полностью выдвинутое положение поршня 23. Рассмотренная конструкция обеспечивает возможность снятия шнека 1 и его замены в случае возникновения такой необходимости.

Передняя часть поршня 23 находится в контакте с цилиндрической стенкой 18, опираясь при этом на поршневые кольца 45а. Поршень 23 перемещается в осевом направлении вдоль стенки 18 цилиндра по мере продвижения шнека 1 вперед и назад. Канавки шлицев 17 при этом допускают проскальзывание внутри шлицевой вставки 15, обеспечивая тем самым возможность перемещения поршня 23 в продольном направлении.

Полый электродвигатель 30 обеспечивает вращательное движение поршня 23, а вместе с ним и шнека 1, который крепится к поршню 23. Соединительная коробка 8 обеспечивает питание полого электродвигателя 30 через токоподводящий канал 9. Под воздействием тока, пропускаемого через статор 12, происходит вращение ротора 16. Предпочтительно, чтобы полый электродвигатель 30 имел ротор с постоянными магнитами; однако для вращения поршня 23 и шнека 1 может быть применен любой другой полый электродвигатель. Ротор 16 крепится к стенке 18 цилиндра посредством горячепрессовой посадки. Возможно также применение любого другого способа для крепления ротора 16 к стенке 18 цилиндра, поскольку ротор 16 и стенка 18 цилиндра совершают движение как один единый узел. Шлицевая вставка 15 подсоединяется к стенке 18 цилиндра при помощи болтов 44. Шлицевая вставка 15 входит в зацепление с канавками шлицев 17 (лучше всего их видно на фиг.4), выполненными на наружной стенке поршня 23. Таким образом, при вращении ротора 16 стенка 18 цилиндра и поршень 23 также совершают вращательное движение, благодаря чему никакого относительного вращательного движения между стенкой 18 цилиндра и поршнем 23 при этом не происходит.

Предусматривается наличие охлаждающих каналов 10, выполненных в корпусе 11 электродвигателя и обеспечивающих возможность охлаждения полого электродвигателя 30.

В головке 24 поршня, закрепленной на заднем торце поршня 23 при помощи болтов 31, выполнено некоторое множество отверстий 37 (см. фиг. 2А и 4), служащих в качестве каналов, соединяющих полости 32 и 33 между собой. Такая конструкция позволяет обеспечить минимальную толщину поршня 23. Головка 24 поршня снабжена поршневыми кольцами 45а, на которых она вращается и скользит по цилиндрической стенке 22. Гидравлическая жидкость, к примеру, такая как жидкость для гидравлических механизмов, подается в полости 32 и 33 по каналу 25 для гидравлической жидкости, выполненному в задней части 26 корпуса, проталкивая при этом поршень 23 и шнек 1 вперед, благодаря чему и происходит инжекция материала внутрь пресс-формы.

Поршень 23 и шнек 1 отходят назад под воздействием материала, накапливающегося в головной части шнека 1, и это обстоятельство хорошо известно специалистам в данной области техники. Во избежание образования пустот в расплавленном материале предлагается в полости 32 создавать сравнительно невысокое давление, воздействующее на поршень 23 с той его стороны, где находится отверстие цилиндра. Кроме того, предусматривается также наличие канавок 38 (см. фиг.2С), выполненных в шлицевой вставке 15 и предназначенных для обеспечения гидравлической связи между полостями 34 и 35.

Цилиндрическая стенка 18 опирается на кольца 13 и 14 роликовых подшипников, благодаря чему облегчается вращательное движение данного узла и обеспечиваются минимальные потери на трение. Кольцо 13 роликового подшипника опирается на торцевую деталь 41, а кольцо 14 роликового подшипника опирается на кольцо 89.

При помощи штифтов 27 обеспечивается соединение корпуса 11 электродвигателя с торцевой деталью 41 кольца 36 цилиндра. Штифты 27 исключают всякую возможность для торцевой детали 41 и кольца 36 цилиндра совершать какое-либо вращательное движение относительно статора 12, которое могло бы происходить под воздействием ротационных давлений, возникающих при вращении ротора 16 и поршня 23.

При помощи штифтов 28 обеспечивается соединение задней части 26 корпуса с цилиндрической стенкой 22, исключая всякую возможность для цилиндрической стенки 22 совершать какое-либо вращательное движение при вращении головки 24 поршня.

Стыки цилиндрической стенки 22 с кольцом 36 цилиндра и с задней частью 26 корпуса герметизированы при помощи соответствующих уплотнений. Поскольку эти уплотнения подвергаются воздействию только лишь радиального напряжения, для них становится менее вероятным возникновение протечки через них или же их разрыв по сравнению с уплотнениями, которые подвергаются одновременному воздействию как радиальных, так и осевых напряжений.

Предусматривается наличие соединительных тяг 19, проходящих от задней части 26 корпуса к стопорной пластине 5, удерживающей деталь цилиндрической формы, и к инжекционному корпусу 3, которые скрепляют приводной узел в одно единое целое.

Кроме того, предусматривается также наличие Темпосонического стержня 20 (торговая марка), который крепится к задней части 26 корпуса и проходит насквозь через соответствующее отверстие, выполненное в головке 24 поршня. Магнитный узел 21, установленный на головке 24 поршня, соответственно реагирует на поступательное перемещение головки 24 поршня, посылая при этом сигнал, проходящий через Темпосонический стержень 20, и указывая тем самым местонахождение головки 24 поршня и, следовательно, шнека 1 таким способом, который будет понятен специалистам в области инжекционного прессования.

Скорость вращения и положение шнека 1 определяются при помощи зубчатого ремня 39 и кодирующего устройства 40 таким способом, который будет понятен специалистам в области обеспечения управления различными механизмами при помощи серводвигателя.

В процессе эксплуатации в полости 32 создается повышенное давление за счет нагнетания в эту полость жидкости через отверстие 25. Под воздействием этого давления поршень 23 и шнек 1 принудительно перемещаются вперед. При этом осуществляется инжекция пластмассы, находящейся перед шнеком 1, внутрь полости пресс-формы. По завершении инжекции в полости 32 кратковременно выдерживается пониженное давление. В результате происходит снижение давления в полости 32 и повышение давления в полости 33, в результате чего поршень 23 отводится назад на небольшое расстояние. При этом полый электродвигатель продолжает все время вращаться, сообщая тем самым вращательное движение поршню 23 и шнеку 1, в результате чего происходит плавление пластмассовых гранул, подаваемых к шнеку через отверстие 4. На протяжении всего этого интервала времени может возникнуть необходимость в поддерживании сравнительно низкого давления в полости 32 для того, чтобы избежать возникновения пустот и образования пузырей внутри расплавленной пластмассы. Полый электродвигатель 30 прекращает свое вращение только тогда, когда шнек 1 отойдет назад в предварительно заданное свое положение. Шнек 1 может отводиться дополнительно еще немного назад с тем, чтобы снизилось давление, оказываемое им на расплавленную пластмассу. Как только шнек 1 будет полностью отведен назад, сразу же начинается следующий инжекционный цикл, при этом полностью весь процесс инжекции снова повторяется, и расплавленная пластмасса опять подается в полость пресс-формы.

На фиг.5 иллюстрируется схематически еще один вариант осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления изобретения ротор 54 жестко крепится к поршню 55 и имеет ширину, равную сумме длины хода поршня 55 и ширины статора 56. Головка 57 поршня совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра 58.

Цилиндр 58 показан с одним-единственным впускным патрубком 159 для жидкости. Может предусматриваться наличие также второго впускного патрубка; однако в некоторых случаях практического применения такой второй впускной патрубок может и не потребоваться. Например, в случае для пластифицирующего шнека, предназначенного для применения в машине для инжекционного прессования, при соответствующем скоплении инжекционного пластического материала в зоне концевой части шнека может создаваться довольно значительное давление, воздействующее на шнек и стремящееся переместить поршень обратно в такое его положение, в котором производится инжекция.

Данный вариант осуществления настоящего изобретения имеет соответствующие преимущества, которые состоят в том, что весь электродвигатель в целом все время находится вне гидравлической части привода, а также в том, что отпадает необходимость в наличии шлицевого соединения вала, поскольку для поршня 55 обеспечивается свобода вращательного движения и поступательного перемещения в подшипниках 59 и 60.

Вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг.5, может быть дополнительно модифицирован еще и таким образом, чтобы статор 56 стал длиннее, а ротор 54 короче. При этом такой приводной узел работал бы совершенно так же, как и рассмотренный выше вариант его конструкции, но в связи с уменьшением размера ротора 54 уменьшился бы вес поршня 55, и снизилась бы себестоимость электродвигателя.

В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг.6А и 6В, цилиндр предлагаемого приводного узла охватывает собой полый электродвигатель. Неподвижный корпус 70 этого цилиндра опирается на невращающийся поршень 71 и устанавливается на нем с помощью подшипников 72 и 73. Указанные подшипники 72 и 73 обеспечивают возможность перемещения невращающегося поршня 71 в продольном направлении. Неподвижный корпус 70 и невращающийся поршень 71 вместе образуют поршневую камеру 74. Тороидальная торцевая поверхность 75 отходит от невращающегося поршня 71 и представляет собой направляющую поверхность, которая обеспечивает возможность движения всего узла в продольном направлении. По тороидальной поверхности 75 поршня расположены поршневые кольца 88.

Статор 76 полого электродвигателя крепится к внутренней поверхности невращающегося поршня 71, обеспечивая в процессе работы соответствующую взаимосвязь этого поршня с ротором 77 электродвигателя. При этом сам ротор 77 крепится к валу 78.

В данном варианте осуществления настоящего изобретения ротор 77 полого электродвигателя приводится во вращение, сообщая тем самым вращательное движение также и валу 78. При этом вал 78 опирается на подшипники 79 и вращается в них.

Под воздействием давления жидкости на любую из обеих сторон тороидальной поверхности 75 поршня происходит перемещение всего этого узла в целом, состоящего из невращающегося поршня 71, статора 76, ротора 77 и вала 78 в продольном направлении.

На фиг.6А вал 78 показан в отведенном назад своем положении. На фиг.6В этот вал 78 показан в выдвинутом своем положении.

Преимущество конструкции, которая показана на фиг.6А и 6В, заключается в том, что предлагаемый узел будет в данном случае иметь меньшую длину, но при этом потребуется обеспечить возможность перемещения в продольном направлении для соответственно большей части данного узла. Кроме того, в данном варианте осуществления настоящего изобретения также отпадает необходимость в применении шлицевого вала или же какого-нибудь другого аналогичного устройства.

На фиг.7 и 7А показана такая модификация рассматриваемого варианта исполнения, представленного на фиг. 6А и 6В, в которой вместо одного-единственного тороидального поршня предусматривается применение двух отдельных поршней. В таком варианте осуществления настоящего изобретения поршни крепятся неподвижно, а поступательное перемещение совершает при этом сам цилиндр.

Как показано на фиг.7, вал 80 опирается на подшипники 81 и 82 и вращается в них. Статор 83 жестко крепится к корпусу 84. Внутри корпуса 84 находятся также поршни 85 и 86, размещенные соответственно в цилиндрах 187 и 188. При этом предусматривается наличие соответствующих гидравлических связей (не показаны) с цилиндрами 187 и 188, под воздействием которых обеспечивается соответствующее перемещение поршней 85 и 86 таким способом, который хорошо понятен специалистам в данной области техники. Ротор 87 полого электродвигателя жестко крепится к валу 80.

В процессе работы при подаче тока в статор 83 происходит вращение ротора 87, в результате чего приводится во вращательное движение вал 80. При подаче рабочей жидкости, находящейся под давлением, к поршням 85 и 86 происходит принудительное перемещение корпуса 85 в продольном направлении. При таком перемещении корпуса 84, происходящем в продольном направлении, происходит также принудительное перемещение статора 83, ротора 87 и вала 80 в продольном направлении.

Вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг.7, является достаточно компактным и не требует применения одного-единственного, но имеющего сравнительно большие размеры тороидального цилиндра либо соответствующего привода шпинделя. Однако в этом варианте исполнения данной конструкции необходимо будет обеспечить также и возможность перемещения в продольном направлении целиком для всего узла корпуса в сборе, в состав которого входят также полый электродвигатель и цилиндры.

Выбор соответствующего варианта осуществления настоящего изобретения будет в каждом отдельном случае определяться исходя соответственно из тех требований, которые предстоит удовлетворить в данном конкретном применении. Например, если существуют какие-либо ограничения по длине, можно будет тогда остановить свой выбор на таком варианте осуществления настоящего изобретения, который показан на фиг.6А и 6В либо на фиг.7, тогда как в тех случаях, когда в качестве основного требования принимается обеспечение минимально возможного веса вала, наилучшие результаты могут быть получены при применении совсем других вариантов осуществления настоящего изобретения.

Специалистам в данной области техники следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается исключительно только лишь теми примерами практического его осуществления, которые рассмотрены в приведенном здесь выше описании изобретения с целью проиллюстрировать наилучшие варианты осуществления настоящего изобретения, в которые могут быть внесены различные изменения и дополнения, касающиеся формы, размерных характеристик и взаимного расположения отдельных деталей конструкции, а также различных подробностей, определяющих принцип действия предлагаемого устройства. При этом предполагается, что настоящее изобретение охватывает собой все такие изменения и дополнения при условии, что они не выходят за пределы существа и объема изобретения, определяемого прилагаемой ниже формулой изобретения.

Изобретение относится к приводным узлам для машин литья под давлением. Приводной узел содержит цилиндр для приема текучей среды под давлением, поршень, крепящийся на валу машины для литья, и электродвигатель с полым валом. Цилиндр имеет внутреннюю и внешнюю поверхность и установлен с возможностью вращения. Поршень имеет головку и находится в контакте со скольжением с внутренней поверхностью цилиндра, а также устанавливается с возможностью вращения. Вал выполнен с возможностью смещаться вдоль оси под действием давления текучей среды через цилиндр к головке поршня. Электродвигатель имеет корпус, ротор и статор. Статор смонтирован на стенке корпуса, а ротор соединен с внешней поверхностью цилиндра. Причем ротор предназначен для вращения поршня и вращения вала машины литья под давлением. Изобретение направлено на повышение инжекционной способности инжекционного узла. 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Приводной узел для применения в машине для литья под давлением, имеющей вал, причем упомянутый узел содержит цилиндр (48), имеющий внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, для приема текучей среды, находящейся под давлением, при этом цилиндр (48) устанавливается с возможностью вращения и располагается вдоль оси,
поршень (50), крепящийся на валу машины литья под давлением, причем поршень (50) имеет головку, находится в контакте со скольжением с внутренней поверхностью цилиндра (48) и устанавливается с возможностью вращения и располагается вдоль оси, а вал выполнен с возможностью смещаться продольно под действием давления текучей среды через цилиндр (48) к головке поршня (50), и
электродвигатель (45) с полым валом, имеющий корпус (61) со стенкой,
статор (46), укрепленный на стенке корпуса (61), и
ротор (47), соединенный с внешней поверхностью цилиндра (48), причем ротор (47), который устанавливается с возможностью вращения и располагается вдоль оси, предназначен для вращения поршня (50) и вращения вала машины для литья под давлением.

2. Приводной узел по п.1, отличающийся тем, что цилиндр (48) имеет шлицевой участок (49), выполненный на внутренней поверхности цилиндра (48), а поршень (50) имеет шлицы (62), входящие в зацепление с шлицевым участком (49) цилиндра (48).

3. Приводной узел по п.2, отличающийся тем, что указанный цилиндр (48) окружает указанный электродвигатель (45) с полым валом.

4. Приводной узел по п.1, отличающийся тем, что указанный ротор (47) имеет длину, которая больше, чем указанный статор (46).

5. Приводной узел по п.2, отличающийся тем, что указанный ротор (47) имеет длину, которая больше, чем указанный статор (46).

6. Приводной узел по п.4, отличающийся тем, что указанный ротор (47) имеет длину, равную сумме ширины указанного статора и хода поршня (50) в указанном цилиндре (48).

7. Приводной узел по п.5, отличающийся тем, что указанный ротор (47) имеет длину, равную сумме ширины указанного статора и хода поршня (50) в указанном цилиндре (48).

8. Приводной узел п.1, отличающийся тем, что указанный статор (46) имеет ширину, которая больше, чем указанный ротор (47).

9. Приводной узел п.2, отличающийся тем, что указанный статор (46) имеет ширину, которая больше, чем указанный ротор (47).

10. Приводной узел по любому одному из пп.1 и 2, 4-9, отличающийся тем, что указанный цилиндр (48) вращается в подшипниках, установленных в корпусе (61) электродвигателя.

11. Приводной узел по п.10, отличающийся тем, что указанный цилиндр (48), указанный поршень (50) и указанный ротор (47) вращаются как единый узел.

12. Приводной узел по любому одному из пп.1 и 2, 4-7, отличающийся тем, что указанный цилиндр (48), по меньшей мере, частично расположен внутри пределов указанного электродвигателя (45) с полым валом.