机筒组件 【技术领域】
本发明一般涉及一种注模机，尤其是涉及一种注模机的注射装置。注模机包括用于注射塑性材料，或金属材料，或触变状态的金属材料的设备。
背景技术
注模机的操作把许多力，压力，和应力引入到注射装置上。例如，轴向机架力是用于把机筒组件的喷嘴端接合到注模的浇口衬套上的力。这就提供了在喷嘴和浇口衬套间的力密封接合，以防止在注射过程中熔融材料的泄漏。机架力在注射材料熔体之前被应用和维持。
注射力是沿机筒组件孔(bore)内往复式螺杆的长度引导的力。注射力导致把熔融材料注入注模内。由于在制模工艺的注射阶段过程中向前移动螺杆，导致一轴向反作用注射力作用于沿机筒组件的长度上。
注射压力是克服喷嘴，浇注系统，和注模型腔内熔融材料的流动阻力所需压力。注射压力是在注射过程的注射阶段，作用于螺杆端头前的熔体上的压力。机筒组件的累积器端必须经受住注射压力。
用于注模机的注射装置非常为人们所熟知。例如，由Johannaber所著地书名为《注模机使用指南第三版》在1994年由Carl HanserVerlag(ISBN1-56990-169-4)出版，在第三章的38，39，42，43，44，75，和76页详细叙述了用于塑料注模机的传统注射装置。往复式螺杆(RS)注射装置包括机筒组件，所述机筒组件包括喷嘴，机筒头部，轴向孔，喂料部分，电热丝，和热电偶。往复式螺杆被置于机筒的轴向孔内，所述螺杆包括止回阀。机筒的轴向孔包括计量段和加料段。电力或液压驱动操作螺杆来输入并计量熔融材料，并把计量的材料注射入模中。机筒组件通过机架在机筒的一端被固定和支撑、悬置。液压或电力传动装置连接在机架和注模系统的固定板或框架部件之间。传动装置的操作朝向和离开固定板而移动机筒组件，并在喷头和浇口衬套间的最小注射泄漏时，提供通过机筒的整个长度上的轴向机架力。在注射过程中，轴向反作用注射力被引导通过机筒的整个长度。
书名为《注模操作》，由Husky注射模制系统有限公司编写，并在加拿大印刷及1980版权的书中，在第41-44页也包含用于塑料注模机的传统注射装置的叙述。此外，对于往复式螺杆注射装置，机筒在远端被机架支撑，其内装有压射缸和旋转驱动。液压缸被连接在机架和固定板之间。在液压缸的运转中，机架力沿机筒的整个长度作用。对于两阶段注射装置，机筒在其一端被机架支撑。机架内装有驱动。机筒的喷嘴装入注射罐中，所述注射罐包括注射活塞。机架支撑注射罐的另一端。液压缸被连接在机架和固定板之间。在液压缸的运转中，机架力作用于注射罐的整个长度上。在注射过程中，轴向反作用注射力被引导通过注射罐的整个长度。
Bradley等人(转让给陶氏化学公司)的美国专利US5040589在1991年8月20日公开。所述专利叙述了用于注射成型一种触变的半固态金属合金的注射设备。所述专利包括随着金属被送入加料斗和输送进聚集区，把金属喂料储存处理成触变态的设备的叙述，所述加料斗位于机筒的一端，所述聚集区位于机筒的另一端。所述机筒是整体式的厚壁筒体。若干加热区沿机筒的长度被限定，包括厚度不同的机筒段。进料口面积和区域4是相对较厚的机筒段，区域3是稍微较薄的机筒段，区域2是最薄的机筒段。机筒通常被安装在注射装置中。机筒的进料口端被安装在固定于注射装置的框架上的竖直支柱上。机筒的底面，机筒较远两端的中间，被搁在也固定于框架上的第二支撑上。在该设备的运转中，机架力作用于机筒的整个长度上。被公开的机筒的所有段必须有足够的厚度，以经受住轴向力和轴向注射反力的组合力，所述注射力和注射反作用力在注射过程中被引导通过机筒的整个长度。
Vining等人(转让给Thixomat Inc.)的美国专利US5983978在1999年11月16日公开。这个专利叙述了触变金属注射成型设备。机筒形成有两段以限定高压段和低压段。所述低压段薄于高压段。机筒的进料口端被安装在注射装置的竖直机架上。机筒的底面，在机筒的较远两端的中间位置，被搁在也固定于框架上的第二支撑上。在设备的运转中，机架力沿机筒的整个长度作用。被公开的机筒的所有段必须具有足够的厚度，以经受住轴向机架力和反作用注射力的组合力，在注射过程中通过于机筒的整个长度。
在熟知的现有设备中，存在有若干问题和缺陷。由于机筒需要大量的材料以提供用于承受沿机筒整个长度的轴向力的适当厚度，这样机筒的成本昂贵。轴向力可以是机架力，或者注射反力，或者这两种力的组合力。
机筒在应用于触变型材料时，需要使用特殊材料制造，并且这些特殊材料非常昂贵和难以制造。
厚壁机筒热阻高，这就影响了在机筒轴向孔内的材料的加热效率和可控性。
机筒，通常被安装在注射装置内，一般难以安装和拆卸。在机架内的安装和拆卸过程耗时长。在机架中机筒的安装进一步倾向于产生对准问题。
【发明内容】
本发明的一个主要目的是提供一种用于注模机的经改善了的机筒组件。
本发明的另一个目的是提供一种用于注模机的经改善了的机架组件。
本发明的另一个目的是提供一种用于注模机的经改善了的注射装置。
本发明的另一个目的是把机筒组件的一部分与轴向力隔离。
本发明的另一个目的是降低机筒组件的成本。
本发明的另一个目的是降低在机筒组件一定段所需的材料数量。
本发明的另一个目的是降低机筒组件的重量。
本发明的另一个目的是降低部分机筒组件的轴向应力。
本发明的另一个目的是降低部分机筒组件的热质量。
本发明的另一个目的是连接支撑机筒两端的中间部分，以设置喷嘴更精确的对准浇口衬套。
本发明的另一个目的是提供机架组件，以允许用于安装和拆卸机筒组件的无阻碍通道。
本发明的另一个目的是提供具有第一连接件的机架组件，以把机筒组件两端的中间部分固定于托架组件上。
本发明的另一个目的是提供具有第二连接件的机架组件，以用于把机筒组件的一部分保持在托架组件上。
本发明的另一个目的是提供具有机筒支撑(support)的机架组件，以在机筒组件被安装进机架组件内的安装过程中，使机架组件内的机筒与机架组件对准。
通过提供用于注模机的机筒组件，可以达到本发明的前述目的。机筒组件由机筒和第一连接件组成。所述机筒具有第一部分，出料端，和开口。所述机筒具有纵向轴向孔(lengthwise axial bore)，所述纵向轴向孔延伸在所述出料端和所述用于接收往复式螺杆的开口之间。第一机筒连接件被置于机筒的第一部分上，其中第一机筒连接件把机筒的第二部分与轴向力脱离。
作为一个可选择的方式，第一机筒连接件可以包含一个连接部件。第一机筒连接件可以包含第二个连接部件。连接部件可以包含热绝缘体。在本发明的实施例中，连接部件是一对支座(standoffs)。在本发明的另一个实施例中，第二连接部件是环形件(ring)。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包括被置于机筒第二部分上的第二连接件。第二连接件适于与机筒的第二部分和第二机架连接件配合，以允许机筒的轴向运动并防止机筒的转动运动。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包含置于第一连接件上的轴向力连接部件。轴向力连接部件分布轴向力。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包括被置于第一连接件上的热绝缘体。热绝缘体降低了机筒组件与机架间的热传导。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包括被置于第一连接件上的连接绝缘体。连接绝缘体分布轴向力并降低了机筒组件与机架间的热传导。在本发明的实施例中，连接绝缘体是轴向力连接部件和热绝缘体。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包括多个第二连接件。在本发明的实施例中，第二连接件是一形成在机筒第二部分的外表面上的凹口(recess)。在本发明的另一个实施例中，所述凹口是一基本上平的衬垫(flat pad)。在本发明的另一个实施例中，所述凹口是一花键。在本发明的另一个实施例中，所述凹口是一轴向排列的狭槽(axially aligned slot)。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包括多个轴向力连接部件。在本发明的一个实施例中，轴向力连接部件是形成在第一连接件外表面的整体式结构。在本发明的另一个实施例中，轴向力连接部件被保持在第一连接件上。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包括多个热绝缘体。在本发明的一个实施例中，热绝缘体是形成在第一连接件上的整体式结构。在本发明的另一个实施例中，热绝缘体被保持在第一连接件上。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包括多个连接绝缘体。在本发明的一个实施例中，连接绝缘体是形成在第一连接件一侧的整体式结构。在本发明的另一个实施例中，连接绝缘体被保持在第一连接件上。
作为一个可选择的方式，机筒组件可以包括被保持在轴向孔内的衬套(liner)，以把机筒与材料的熔体隔离并保护机筒。
机筒组件可以是整体式结构。作为选择，机筒组件可以是多个固连在一起的机筒段。在其中机筒组件是多个机筒段组成的情况下，各机筒段可以进一步包括密封垫，以防止材料熔体的泄漏。
在下文将进一步显示出本发明的进一步目的和优点。
【附图说明】
仅仅通过示例，现在将要参考附图叙述本发明的实施例。其中：
图1是说明合模装置与注射装置相互连接的注模机的示意图；
图2是注射组件的透视图；
图3是说明机筒组件和机架组件的注射组件的分解透视图；
图4是沿图2中的AA线的截面视图，图解说明了置于机架组件上的多块机筒组件；
图5是沿图2中的AA线的截面视图，图解说明了具有突出端部的喷嘴部分；
图6是沿图2中的AA线的截面视图，图解说明了具有半圆形头部的另一喷嘴部分；
图7是说明机筒组件的积聚器段和第一机筒连接件的透视图；
图8是沿图2中的AA线的截面视图，说明机筒组件的积聚器段和第一机筒连接件的透视图；
图9是沿图2中的AA线的截面视图，图解说明了机筒组件的第二部分；
图10是图解说明第二机筒连接件的机筒组件的第二部分的局部透视图；
图11是托架部件的顶视图；
图12是沿图11中的C-C线的托架截面侧视图，图解说明第一托架连接件，第二机架连接件，第一机筒支撑部件，和第二机筒支撑部件；
图13是托架部件的前视图，图解说明第一托架连接件和第一机筒支撑部件；
图14是托架部件的端视图，图解说明驱动固定件；
图15是轭的前视图；
图16是轭的后视图；
图17是轭沿图16中的D-D线的接面侧视图；
图18是机筒组件和机架组件的局部透视图，图解说明机筒组件在机架组件内的安装；
图19是机筒组件和机架组件的局部透视图，图解说明机筒组件在机架组件上的安装；
图20是机架的顶视图，图解说明第二机筒连接件和第二托架连接件之间的相互关系；
图21是沿图2中的BB线的局部顶视横截面视图，图解说明带有用于轴向机架力的突出端喷嘴的第一机筒连接件和第一机架连接件之间的相互关系；
图22是沿图2中的BB线的顶视横截面视图，图解说明带有突出端喷嘴的机筒组件和用于轴向反作用力的机架组件之间的相互关系；
图23是沿图2中的BB线的局部顶视横截面视图，图解说明带有用于轴向机架力的半圆形端喷嘴的第一机筒连接件和第一机架连接件之间的相互关系；
图24是沿图2中的BB线的顶视横截面视图，图解说明带有半圆形端喷嘴的机筒组件和用于轴向反作用注射力的机架组件之间的相互关系；
图25是沿图2中的AA线的横截面视图，图解说明在第一操作位置上被置于机筒组件内的螺杆；和
图26是沿图2中的AA线的横截面视图，图解说明在第二操作位置被置于机筒组件内的螺杆。
技术术语表10注模机12合模装置14注射装置16固定板18夹钳部件(clamp frame member)20活动板22传动装置(actuator)24活动半模26固定半模27注射组件28注射装置框架30机筒组件32系杆34机架组件36驱动组件38螺杆平动驱动器(screw translation drive)40螺杆旋转驱动器(screw rotation drive)42机架传动装置(carriage actuator)44第一机筒部分46第一机筒连接件48第二机筒部分50轭(yoke)51开口52托架部件(cradle member)53开口54驱动固定件(drive mount)55开口56第一机架传动装置57开口58第二机架传动装置60第二机筒连接件62喷嘴64累积器(accumulator)66密封接头68密封接头70细长段72安装法兰74孔76累积器端78插头(spigot)80第一直径轴向孔82第一聚集器(first concentrator)84喷嘴的第二直径轴向孔86模端88插端(spigot tip)90半圆形尖端92开口94开口96轴向力连接部件98隔热体99连接绝缘体100孔102螺纹孔104细长段108螺纹孔110第二聚集器112第一累积器直径孔114孔116第二直径孔118端壁120第一端壁122孔124第二端壁126侧面128圆柱形连接装置130法兰132孔134第二开口136第二端壁138衬套140进料口142外筒146第一开口147轴向孔148第二机架连接件150第二轴向力连接部件152第一机架连接件153接合部件155支撑面156第一机架止动块158第二机架止动块160螺杆端头162止回阀164往复运动螺杆体170第一机架传动装置壳体172第二机架传动装置壳体174第一端176纵向轴向开口178第一机架连接件180支撑连接板(support web)182上机架部件184下机架部件186支撑连接板188上机架部件190下机架部件192竖直壁部件194竖直壁部件196第一支撑198第一连接件部件200第二连接件部件202第一连接表面204第二连接表面206第二支撑208第一连接部件210第二连接部件212第一连接表面214第二连接表面216支撑角板218第一机筒支撑部件220第二机筒支撑部件222第一竖直支座224第二竖直支座226第一竖直支座228第二竖直支座230轭安装表面232机筒第一连接件开口234安装表面236螺纹孔238开口240前面242后侧244左侧246右侧248开口250中心轴向孔252机筒座254第一轭支撑256支撑表面258第二轭支撑260支撑表面262固定板
【具体实施方式】
本发明的一个实施例参照附图1开始描述，其图解出注模机，一般用附图标记10表示。所述注模机包括合模装置，用附图标记12表示，所述合模装置相互连接并固定到注射装置上，所述注射装置用附图标记14表示。
固定板16被固定安装到合模装置12的夹钳部件18上。活动板20通过传动装置22在打开位置和闭合位置之间是可操作的。在本发明中技术人员理解所述传动装置22可以是液压传动装置，电力传动装置，或液压和电力传动装置的组合。多个系杆32延伸在固定板16和传动装置22之间。移动的半模24被安装到活动板20的表面上，静止的半模26被安装到固定板16的一个面上。
图1所示的合模装置12是两个板夹紧装置(platen clamp)。作为选择，所述合模装置12可以是一个有着多于一个的活动板和多于一个的注模的多工位夹具(multi-station clamp)，例如叠箱注模架。作为选择，合模装置12可以是有着旋转多面体六角刀架来代替活动板的标记合模装置。作为选择，合模装置12可以是具有被顺次操作的两个注模的串联合模(tandem clamp)装置。
注射组件27被安装到注射装置14的注射装置框架28上。框架28一般容纳有控制系统，电子设备，和电源组件。注射组件27进一步包括机筒组件30，用于支持和固定机筒组件30的机架组件34和驱动组件36。驱动装置使螺杆旋转以产生材料熔融，并在机筒内把材料向前输送进入聚集区。驱动组件也驱动螺杆往复运动，以把熔融材料注入注模内。
参照图1和图2，进一步描述驱动组件36。在本发明的实施例中，驱动组件包括液压和电力部件。螺杆平动驱动器38提供位于机筒组件30内的螺杆(未示出)的轴向运动。螺杆旋转驱动器40使得在机筒组件30内的螺杆(未示出)做旋转运动。螺杆平动驱动器38是液压的，螺杆旋转驱动器40是电力的。作为选择，驱动器也可以全部是液压的或全部是电力的。在驱动螺杆没有由于螺杆旋转驱动器40而做旋转运动的情况下，平动驱动器38的启动使得螺杆做轴向往复运动。
机筒组件30被安装并固定保持在机架组件34内。机架传动装置42延伸在机架组件34和固定板(见图1)之间。机架传动装置42的操作使得注射组件27移向和离开固定板，以定位喷嘴端部与浇口衬套接触。
现参照图3，进一步描述注射组件27。机架组件34包括托架部件52，轭50，和用于安装驱动组件36(见图1和图2)的驱动固定件54。
机筒组件30包括第一机筒部分44，第一机筒连接件46，第二机筒部分48，第二机筒连接件60。第一机筒连接件46被置于机筒组件30上，并与第一机架连接件互锁以把机筒组件30固定到机架组件34上。第一机架连接件形成在轭50和托架52一端之间，这将在以后叙述。
第一机筒连接件46的位置限定了机筒组件30的第一机筒部分44和第二机筒部分48。第一机筒部分44是能够承受注射压力的一段机筒。第二机筒部分48是脱离轴向力的一段机筒，所述轴向力是轴向机架力(axial carriage force)和轴向反作用注射力。
第二连接件60被置于第二机筒部分48上，并与位于托架部件52另一端处的第二机架连接件相通，靠近驱动固定架54，将机筒组件30的第二部分48保持在托架34内。另一方面，第二连接件60可以被置于第一机筒连接件46和第二机筒部分48一端之间。
机架传动装置42包括一对液压传动装置，其用附图标记56和58表示。第一机架传动装置56的一端通过普通的紧固零件如销钉(未示出)穿过通孔51和53连接到机架组件34的一侧。第一机架传动装置56的另一端连接到固定板上(见图1)。第二机架传动装置56的一端通过另一个普通的紧固零件如销钉(未示出)穿过通孔55和57连接到机架组件34的第二侧。第二机架传动装置58的另一端连接到固定板(未示出)上。
参照图4，现在进一步叙述机筒组件30的横截面视图。机筒组件30被示出安装在机架组件34内。机筒组件34包括第一机筒部分44和第二机筒部分48。第一机筒连接件46被置于机筒组件30上，并限定了第一机筒部分和第二机筒部分的分界线。第二机筒连接件60被置于第二机筒部分48的一端处。在这个实施例中，第一机筒连接件46被整体地形成在第一机筒部分44上，第二机筒连接件60被形成在第二机筒部分48的外表面上。
第一机筒部分44包括喷嘴62和累积器64。喷嘴62通过多个紧固零件被机械地固定到累积器64的一端。喷嘴62在其与累积器64的一端的接合面66处密封，以防止熔融材料的泄漏。喷嘴62的轴向孔与累积器64的轴向孔对准，以允许熔体在注射过程中的流动。作为选择，喷嘴62与机筒组件30是整体式结构。
第二机筒部分48是加料部分，并通过多个紧固零件机械地固定到累积器64的另一端。第二机筒部分48在其与累积器64的另一端的结合面68处密封。第二机筒部分48的轴向孔与累积器的轴向孔对准，以允许熔体从第二机筒部分48向累积器64流动。在本发明的另一个实施例中，第一机筒部分44和第二机筒部分48为整体式结构，没有结合面66和68。
现在参照图5和6，叙述喷嘴62的两个实施例。喷嘴62有一细长的圆柱体部分70，其从安装法兰72延伸到喷嘴62的模端86。安装法兰72呈圆柱形，并与细长的圆柱部分70形成为一整体。安装法兰72的直径大于细长部分70。安装法兰72包括多个间隔的孔74，以接受安装螺栓(未示出)。喷嘴62的累积器末端76包括插头密封78。插头密封78为圆柱形，并从法兰72的一侧向外伸出。喷嘴62包括由第一直径轴向孔80组成的熔体通道，第一聚集器82，和第二直径轴向孔84。在注射运行过程中，熔体通道通过开口92从累积器接收熔体。熔体沿喷嘴62的熔体通道流过，并在去往模途中的另一开口94处离开喷嘴。
在喷嘴62的第一个实施例中，模端86包括插端88。插端88呈圆柱形，并延伸进入浇口衬套(未示出)中的互补圆柱形孔中，以在熔融材料的注射过程中，在喷嘴64的模端86与浇口衬套之间形成紧密密封接合。在运转中，插端88与浇口衬套中互补圆柱形孔形成滑动密封接合。插端88被允许相对浇口衬套运动。
在喷嘴62的第二个实施例中，模端86包括凸起的半球状端90。所述半球状端90与在浇口衬套(未示出)中的互补凹入的半球状开口相接合，以在熔融材料的注射过程中，在喷嘴64的模端86与浇口衬套之间形成紧封接合。在运行中，半球状端90与在浇口衬套中的互补凹入半球状开口是压力密封接合。
现在参照图7和8，叙述累积器段，其一般用附图标记64表示。累积器包括一细长段104，和第一机筒连接件46。在本发明的实施例中，连接件46包括轴向力连接部件，其用附图标记96表示，和隔热体，其用附图标记98表示。作为选择，连接件46可以包括连接绝缘体99，所述连接绝缘体是轴向力连接部件96与隔热体98的结合。轴向熔融通道延伸通过累积器64。轴向熔融通道包括第一累积器直径孔112，第二聚集器110，和第二直径孔116。第一累积器直径孔112对准喷嘴62的第一直径孔80并与之连接。第二直径孔116对准第二机筒部分48(未示出)的轴向孔147并与之连接。第二直径孔116(其定义了累积带)所限定的容量决定了注射入注模的可得到的最大注入量。
累积器64基本上是具有适当(在细长部分104的外表面与熔融通道之间)壁厚的圆柱形，以便经受由于注射和反作用注射力所引起的高压。在本发明的实施例中，累积器64的壁厚必须还经受得住轴向机架力。
通过喷嘴62的法兰72，喷嘴62连接到累积器64的端壁118上。累积器64的端壁118包括多个螺纹孔108。喷嘴62的法兰72包括对应的多个孔74。螺拴通过孔74和螺纹孔108把喷嘴62和累积器64相互联接。为了在喷嘴62和累积器64之间形成密封结合，累积器64上的孔114具有互补直径，以紧密接收喷嘴的插端78。作为选择，必须安装密封垫以防止喷嘴62和累积器64之间的泄漏。电热丝通常被固定安装在累积器64的外表面和连接件46的侧面126上。
在本发明的实施例中，连接件46整体形成在累积器64的一端上，另一方面，连接件46可以是保持或固定到累积器64上的单独部件。例如，连接件46可以焊接到累积器64的外表面，或螺纹连于累积器64。本领域技术人员将会理解必须设计保持或固定的连接以承受轴向力。
在本发明的实施例中，连接件46包括轴向力连接部件96。如在实施例中说明的，轴向力连接部件96是整体地形成在连接件46的第一端壁120上的一对向外伸出的部件。作为选择，轴向力连接部件96可以是多个向外伸出的部件，或者多个间隔的支柱(standoffs posts)，或者是可以与连接件46为一整体或与其分开的圆柱形环状部件。在本发明的另一个实施例中，连接件46包括一对轴向力连接部件(150，96，见图21和图23)，所述连接部件被置于连接件46的第一端壁120和第二端壁124上。
本发明的技术人员将理解连接件46的力连接部件96的横截面积将能经受住所需的轴向力。另外，轴向力连接部件96的放置是为了提供平均对称的载荷分布。
作为选择，连接件46可以包括被置于连接件46上的第二端壁124上的第二轴向力连接部件(或连接绝缘体)。
在本发明的实施例中，轴向力连接部件96包括隔热体，一般用附图标记98表示。如实施例所说明的，隔热体98被整体形成在轴向力连接部件96上。通过最小化连接部件96的横截面积，以使其与托架部件52上的第一机架连接件(未示出)相接触。在运行中，隔热体降低了从热量累积区64和连接件46到托架部件52和轭50的传导热的传递。作为选择，隔热体可以与轴向力连接部件96分开，或者可以是涂层，或者是用于降低传导热的不同材料。隔热体被置于第一机筒连接件46和第一机架连接件间的所有接触面的中间。本发明的技术人员将理解，隔热体能够经受住所需的轴向力。
喷嘴62和累积器64一起形成了机筒组件的第一机筒部分44。第一机筒部分44可以有选择地包括衬套或保护性涂层，以保护熔体通道不被磨损和腐蚀。
现在参照图9和10，叙述第二机筒部分48。第二机筒部分48示出的是机筒组件30的加料部分，其包括轴向孔147，第一开口146，第二开口134，和进料口140。材料通过进料口140进入第二部分48。被置于轴向孔128内的螺杆(未示出)在轴向孔147内朝向累积器64向前输送材料。
第二机筒部分48基本上呈圆柱形，其一般具有适当(在细长的机筒的外表面与作为熔体通道的孔147之间)的壁厚以承受由于压紧和操纵加入的材料而产生的压力。轴向力没有通过第二机筒部分48而受到控制。
第二机筒部分48有选择地包括衬套138，其被安装在外部的机筒142之内以保护机筒不受磨损和腐蚀。
开口146允许在轴向孔147内的螺杆(未示出)的安装和拆卸。
第二部分48的第二端壁136通过法兰130连结到累积器64的连接件侧。连接件46的端壁120包括多个螺纹孔102。第二部分48的法兰130包括相对应的多个孔132。螺栓穿过孔132和螺纹孔102使第二部分48与连接件46相互联接。为了在连接件46和第二部分48之间形成密封接合，连接件46上的孔100具有互补直径，以紧密接收第二部分48的圆柱形连接装置装置件128。连接件46上的孔122具有互补直径，以接收法兰130。作为选择，密封垫可被安装以防止在第一部分和第二部分48之间的泄漏。累积器64的第二直径孔116与第二部分48的轴向孔147轴向对准。
第二机筒连接件60被形成在第二部分48的一端上。第二机筒连接件60包括至少一个接合部件，用附图标记153表示，其用于与托架连接部件互补接合，以防止在螺杆(未示出)运行转动过程中机筒组件30进行转动运动。电热丝一般被固定安装在第二机筒部分48的外表面。
在实施例中说明，接合部件153是机加工在机筒外表面上的平的凹口。作为选择，接合部件153可以是向外突起的部件，或者凹槽，或狭槽，或花键。作为选择，另一个凹口155与可拆卸的板(未示出)接合，以防止在从托架组件释放时机筒组件向前翻倒，并且用于第二机筒部分垂直对准于驱动组件。
在所述机器应用于处于触变状态的金属熔体材料时，例如，镁。喷嘴62可以用DIN2888或DIN2999制造。累积器44和第一机筒连接件68(包括轴向力隔离器)可以用铬镍铁合金718制造，并带有用钨铬钴合金12制造的衬套。
当机器用于塑性的熔融材料时，喷嘴62可以用SAE4140钢制造，其端部用H13制造。累积器44和第一机筒连接件68(包括轴向力隔离器)可以用带有铸造衬套的4140制造。第二部分48可以用带有铸造衬套的4140制造。
喷嘴62，累积器44，第一机筒连接件68，和第二部分48可以从材料钢坯机加工制成，或作为选择，它们可以通过热等静压(HIP)工艺形成，然后机加工。
现在参照图3和11，进一步叙述机架组件34的托架部件52。托架部件52基本上呈矩形，如在图11的顶视图中所示。第一托架连接件178如果形成在托架部件52的一端。驱动固定件54被形成在托架部件52的另一端。驱动固定件54包括轴向孔，以把驱动组件连接到位于机筒(未示出)的轴向孔内的螺杆的一端。第一托架连接件178和驱动固定件54与托架部件52的纵轴线对准。
第一托架连接件178与驱动固定件54通过第一机架传动装置壳体170和第二机架传动装置壳体172相互联接。
第一机架壳体170形成了一个纵向的U形矩形通道，以容纳第一机架传动装置56。第一机架壳体170包括支撑连接板180，其被置于靠近第一机架壳体170的一端，并在上机架部件182与下机架部件184之间延伸。竖直壁部件192连结上机架部件182和下机架部件184。
第二机架壳体172形成第二个纵向的U形的矩形通道，以用于容纳第二机架传动装置58。第二机架壳体172包括支撑连接板186，其被置于靠近第二机架壳体172的一端，并在上机架部件188和下机架部件190之间延伸。第二竖直壁件194连接上机架部件188与下机架部件190。
托架部件52有一纵向轴向开口176，其从托架部件52的第一端174延伸到驱动固定件54。这个开口为在托架部件52内插入和移出机筒组件(参见图3)提供了畅通的通道。
现在参照图11和12，进一步叙述第一托架连接件178和第二托架连接件148。
托架部件52包括第二支撑206，其在托架部件52的第一端174处的竖直壁部件(192，194)之间延伸。在本发明的实施例中，第一托架连接件148包括第一连接部件208和第二连接部件210。第一和第二连接部件(208，210)从竖直壁部件(190，192)向外延伸。第一连接部件208包括第一连接表面212，第二连接部件210包括第二连接表面214。第一托架连接件178形成了相对于纵轴的开口以接受第一机筒连接件46。在本发明的实施例中，第一连接表面212和第二连接表面214与机筒连接件60的轴向力连接部件96接合。作为选择，第一连接表面212和第二连接表面214与隔热体98接合。一对支撑角板216延伸在第一和第二连接部件(208，210)的后表面与竖直壁部件(192，194)之间。
托架部件52还包括第一支撑196，其延伸在竖直壁部件(192，194)和驱动固定件54之间。第一支撑196是T型的。在本发明的实施例中，第二机架连接件148包括第一连接件部件198和第二连接件部件200。第一和第二连接件部件(198，200)从第一支撑196的上表面向上延伸，并从竖直壁部件(192，194)向外延伸。第二机架连接件148形成了相对于纵轴向的开口，以接受第二机筒连接件60。第一连接表面202和第二连接表面204与第二机筒连接件60的互补表面(153)接合。
第一机筒支撑部件218形成在第二支撑206的上表面。第一机筒支撑部件218包括第一竖直支座222和第二竖直支座224。绝缘体(222，224)高于第一支撑206的上表面，以便与相对第一托架连接件178放置第一机筒连接件46的机筒组件30的外表面接合。
第二机筒支撑部件220形成在第一支撑196的上表面。第二机筒支撑部件220包括第一竖直支座226和第二竖直支座228。绝缘体(226，228)的高度超出第二支撑196的上表面，以与相对第二机架连接件148放置的第二机筒连接件60的机筒组件30的外表面接合。
第一机筒支撑部件218和第二机筒支撑部件220形成了机筒调整部件，并在当机筒组件被装入托架部件34时轴向对准机筒组件30。托架部件52可以包括附加的机筒支撑部件。
现在参照图13，叙述第一端174和托架部件52的第一托架连接件178。轭安装表面230延伸在第一机架壳体170和第二机架壳体172之间。轭安装表面230包括若干螺纹孔，以容纳螺栓把轭50固定到托架部件52上。第一竖直支座222和第二竖直支座224以一定距离间隔，以安全可靠的支撑机筒组件30的外表面。选择第一连接表面212和第二连接表面214的横截面积，以使其能够经受和分布轴向机架力到第一机筒连接件46上。第一机筒连接件46装入机筒连接件开口，一般用附图标记232表示。
现在参照附图14，进一步叙述托架部件52的驱动固定件54。驱动固定件54包括一个用于安装驱动组件36的安装表面234。若干螺纹孔236被提供来容纳螺栓用于驱动组件36安装到驱动固定件54上。开口238被提供以把驱动组件36连结到安装在机筒(未示出)内的螺杆的一端。
现在参照图15，16，和17，进一步叙述轭50。轭50是矩形，且具有前面240，后面242，左侧面244，右侧面246，上面和底部。轭50的厚度适当，以经受轴向机架力。轭50包括若干开口248，以容纳螺栓把轭50固定到托架部件52的轭安装表面230上。轴向孔250具有用于接受机筒组件30的第一直径和用于接受机筒连接件46的第二直径。轭50的连接表面与第二轴向力连接部件150接合。在本发明的实施例中，连接表面是一形成在第一直径和第二直径之间的机筒底座252。机筒底座254有一横截面积以经受和分布轴向机架力。
在本发明的实施例中，第一机架连接件152通过50和托架部件34的第一托架连接件178形成。
轭50包括一对轭支撑(254，258)。第一轭支撑254被安装在轭50的一侧。第二轭支撑258被安装在轭50的另一侧，其与第一轭支撑254相对。两轭支撑轴向对准。第一轭支撑254包括支撑面256，第二轭支撑258包括支承面260。支撑面(256，260)与第一机架制动器56和第二机架制动器58的互补表面接合，以在装配机架组件34时支撑轭50。
在本发明的实施例中，轭用厚钢板A36制造，托架组件用A356浇注。作为选择，托架组件可以是一对通过系杆相互连接的连接件。
在本发明的一个可替换的实施例中，第一机架连接件通过多个系杆与第二机架连接件互连。在本发明的另一个可替换的实施例中，第一机架连接件通过框架部件与第二机架连接件互连。
参照附图18和19叙述机筒组件30在机架组件52中的安装。托架部件52被安装在注射装置14的框架28上，以使注射组件相对注射装置框架28(未示出)作轴向运动。机架传动装置42被安装在托架部件52上，并被连接到静止部件上，例如注模机10的固定板16上。机架传动装置42被操作移动托架部件52离开固定板16(参见图18)。轭50被置于远离托架部件52的第一端174的机架传动装置42上。支撑表面256与一个传动装置接合，支撑表面260与另一个传动装置接合。
机筒组件30被降低进入托架部件34的开口中。第一机筒连接件46与第一托架连接件178对准。第二机筒连接件60与第二机架连接件148对准。机筒组件30一直被降低直到其与第一机筒支撑部件218和第二机筒支撑部件200接合。机筒支撑部件(218，200)与在托架部件34中的机筒组件30对准。
矩形固定板262(参见图19)与第二机筒连接件60的支撑面155接合，以在托架部件52中竖直地保持机筒组件30。固定板262通过普通螺栓被固定到第一和第二连接部件(200，198)上。固定板262的下表面与支撑表面155接合，以允许机筒组件30在机架组件34中的轴向运动。
轭50被移向托架部件52的第一端174，并通过若干螺栓被固定到托架部件52的第一端174上。在轭50和轭安装表面230之间设置有若干定位销和开口，以把轭50对准到托架部件34上。第一机筒连接件46被有效地固定和夹紧到机架组件上。往复式螺杆(被置于机筒组件的轴向孔内)然后被连接到驱动组件36上。
本领域技术人员将理解，机筒组件30从机架组件52上的移出是与安装操作相反的操作。
现在参照图20，示出的是机筒组件30和第二机筒连接件60在没有轭50时被安装在机架组件34上的顶视图。
第二机筒连接件60与第二机架连接件148接合，把机筒组件30的第二机筒部分48固定到托架部件52上。第二机筒连接件60和第二机架连接件148防止了机筒组件30在螺杆(未示出)旋转操作过程中相对于纵轴线的旋转。第二机筒连接件60和第二机架连接件148允许了第二机筒部分48的轴向纵向运动，有效地把第二机筒部分与轴向力隔离。
现参照图21，作为图2中沿BB线的局部横截面视图，示出了被安装在机架组件34上的机筒组件30的局部视图。
机筒组件30被容纳固定在机架组件34内。在本发明的实施例中，隔热体和第一轴向力连接部件96与第一机架连接件152的表面接合。环形的第二轴向力连接部件150位于连接件46的另一侧上。第二轴向力连接部件的隔热体表面与轭50的内表面(机筒座)接合。轭50被置于机架组件34的前部。轭50被螺栓连结到机架组件34的前部，以牢固地夹紧第一机筒连接件46。
在轭50与机架组件34之间设置有用于把机筒组件30与机架组件34固定的夹紧力。夹紧力被引导通过第二轴向力连接部件150(包括隔热体)，第一机筒连接件46，和第一轴向力连接部件96(包括隔热体)。
在运转中，在轴向力被引导通过机筒连接件46时，有两种不同的应用。当喷嘴62包括插端88(见图5)时，轭包括第一机架止块156和第二机架止块158(作为选择，单个机架止块)。第一和第二机架止块通过螺拴被安装在轭50的前面。第一和第二机架止块从轭50的前面向外伸出，以与固定板的表面接合。第一和第二机架止块的长度是允许插端88的长度能够进入浇口衬套。机架传动装置42的运行把机架组件34和机筒组件30移向固定板(参见图1)，直到第一和第二机架止块与固定板16接合，以阻止进一步向前运动。机架传动装置42进一步被操作以产生轴向机架力。轴向机架力通过第一机架传动装置56和第二机架传动装置58被引导到机架组件34上。机架组件34通过第一机架连接件152进一步引导机架力到第一轴向力连接部件96，第一机筒连接件46，第二轴向力连接部件150，轭50，和第一和第二机架止块上。这就把第二机筒部分48与轴向机架力相隔离开。
现参照图22，叙述轴向注射力。在注射阶段中，螺杆平动驱动38被操作，以在机筒组件30中向前移动螺杆。注射力从螺杆平动驱动38被引导至往复式螺杆本体164和位于往复式螺杆前部的材料熔体。反作用注射力被向后引导通过累积器64，至第一机筒连接件46，(包括连接部件)第一托架连接件152，第一和第二支架传动装置壳体(170，172)，驱动固定件54，和螺杆平动驱动组件30上。第二机筒部分与轴向反作用注射力脱离。
现在参照图23，当喷嘴62包括半圆形尖端90时(参见图6)，不再需要第一机架止块156和第二机架止块158。机架传动装置42的操作把机架组件34和机筒组件30移向固定板16，直到半圆形头部90与浇口衬套接合。机架传动装置42进一步被操作以产生轴向机架力。轴向机架力通过第一机架传动装置56和第二机架传动装置58被引导至机架组件34。机架组件34通过第一机架连接件152进一步引导轴向机架力到第一轴向机架力连接部件96，第一机筒连接件46，累积器64，和喷嘴62。第一机筒部分分布轴向机架力，第二机筒部分脱离轴向机架力。
现参照图24，叙述轴向注射力。在注射阶段，操作螺杆平动驱动38在机筒组件30内向前移动螺杆。注射力从平动驱动38被引导至往复运动螺杆主体164，和往复式螺杆前部的材料熔体。第一注射反力被引导返回通过累积器64，至第一机筒连接件46，(包含连接部件)至第一托架连接件152，至第一和第二机架传动装置壳体(170，172)，至驱动固定件54，和至螺杆平动驱动组件30。第二个反作用注射力被引导返回通过喷嘴62，至累积器64，至第一机筒连接件46，(包含连接部件)至第一托架连接件152，至第一和第二机架传动装置外壳(170，172)，至驱动固定件54，和至螺杆平动驱动组件30。第二机筒部分脱离轴向反作用注射力。
现参照图25和26，叙述螺杆在机筒组件中的运转。如前所述，机筒组件，包括喷嘴62，累积器64，第一机筒连接件46，第二机筒部分48，第二机筒连接件60分别被固定和保持在机架组件34内。螺杆被置于累积器和第二机筒部分的轴向孔内。螺杆包括螺杆端头160，止回阀162，和往复式螺杆主体164。螺杆在被注射位置(参见图13)和最大注射位置(参见图14)之间往复运动。
在运转中，螺杆在被注射位置开始。加材料通过加料口进入机筒组件的轴向孔内。材料被熔融并沿螺杆主体164被向前输送至螺杆端头160。在累积器64的累积区，随着注射材料在螺杆端头160的累积，直到在累积区接受了适当的注射容量后，螺杆向后移动。然后，螺杆向前移动，把注射熔体注入注模中。止回阀162允许熔体移向止回阀的前面而不是后面。在运行中，止回阀仅仅在累积器64的轴向孔内往复运动。
在本发明的实施例中，机筒组件由单一整体式结构形成。在另一个实施例中，机筒组件是连接到第二部分上的第一部分。在再一个实施例中，第一部分是连结到累积器的喷嘴。在另一个实施例中，第一部分是连结到机筒头部的喷嘴，机筒头部连结到累积器上。
本领域所属的技术人员易于理解的是本发明并不局限于这儿所叙述的实例，其可以被认为是本发明实施的最佳方式，并且操作细节和零件的形式，尺寸，装配等都易于被更改。本发明规定包括所有这些变更，所述这些变更在本发明的精神和附属的权利要求书所限定的范围内。