DE69605784T2

DE69605784T2 - Verfahren und system zum spritzgiessen unter verwendung eines überschussraums mit veränderlichem volumen und dadurch hergestellter gegenstand

Info

Publication number: DE69605784T2
Application number: DE69605784T
Authority: DE
Inventors: James Watson Hendry
Original assignee: Melea Ltd
Current assignee: Melea Ltd
Priority date: 1995-05-03
Filing date: 1996-05-03
Publication date: 2000-07-27
Anticipated expiration: 2016-05-04
Also published as: EP0823871B1; BR9608308A; CN1194608A; KR19990008273A; EP0823871A1; JP2002522004A; CA2219941C; CN1071180C; JP3832670B2; WO1996034731A1; AU5813096A; DE69605784D1; CA2219941A1

Description

Querverweis auf eine verwandte Anmeldung

Diese Anmeldung steht mit der US-Patentanmeldung Ser. No. 08/166 255, angemeldet am 13. Dezember 1993, mit dem Titel: "Verfahren und System zum Steuern eines unter Druck stehenden Fluids und Ventilanordnung zu deren Benutzung", die auf denselben Anmelder wie die vorliegende Erfindung übertragen wurde, in Beziehung und wird hiermit durch Bezugnahme in die Anmeldung eingeschlossen.

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Kunststoffspritzgießen und insbesondere auf das Kunststoffspritzgießen mit einer Nebenkavität.

Technologischer Hintergrund

Auf dem Gebiet des Kunststoffspritzgießens besteht die übliche Anforderung an den Produktentwickler darin, einen Gegenstand zu entwickeln, der die erforderliche Festigkeit für die Anwendung und eine gleichmäßige Oberflächenqualität für ein zufriedenstellendes Aussehen aufweist, jedoch sind übermäßiges Gewicht, Materialverbrauch und Zykluszeiten zu vermeiden. Häufig muß ein konstruktiver Kompromiß zwischen Festigkeit und Dicke des Kunststoffs gefunden werden. Ein verhältnismäßig dickerer Kunststoffbereich im Gegenstand, wie beispielsweise eine tragende Rippe, führt zu größerem Gewicht, Materialverbrauch und zu einer längeren Zykluszeit und verursacht Einfallstellen und andere Oberflächenfehler, die auf Temperaturgradienten im Bereich des dickeren Querschnitts zurückzuführen sind.
Es ist bekannt, ein unter Druck stehendes Fluid in Verbindung mit dem Spritzgießen von Gegenständen zu verwenden, wie dies in dem Hendry erteilten US-Patent Nr. 5 098 637 gezeigt ist. Das unter Druck stehende Fluid ist üblicherweise Stickstoffgas, das in den Formhohlraum bei Ende oder nahe dem Ende des Kunststoffeinspritzens eingebracht wird. Das unter Druck stehende Fluid dient verschiedenen Zwecken. Erstens erlaubt es, im so geformten Gegenstand innere, hohle Bereiche vorzusehen, die einer Gewicht- und Materialersparnis entsprechen. Zweitens übt das unter Druck stehende Fluid innerhalb des Formhohlraums einen nach außen gerichteten Druck aus und preßt den Kunststoff gegen die Formoberfläche, während sich der Gegenstand verfestigt. Drittens wird die Zykluszeit vermindert, da das Gas durch das noch flüssige, innere Volumen des Kunststoffs wandert und den Kunststoff in diesen Bereichen ersetzt, der sonst einen langen Abkühlzyklus erfordern würde. Viertens preßt der Gasdruck den Kunststoff gegen die Formoberflächen, wodurch ein maximaler Kühleffekt durch die Form erreicht wird.
Wenn indessen die Abmessungen des geformten Gegenstandes zunehmen, muß das Gas mehr Arbeit leisten, um durch das Volumen des Formhohlraums hindurchzuwandern und das Ausformen des Gegenstandes im Formhohlraum zu unterstützen. Wenn der Gasdruck beim Eintritt in den Formhohlraum zu groß ist, besteht das Risiko, daß es durch den Kunststoff im Formhohlraum durchbricht oder ihn ausbläst, d. h. das Gas bleibt nicht im Kunststoff eingeschlossen. Daher gab es praktische Schranken bei der Anpassung des Gaseinbringens auf dem Gebiet des Kunststoffspritzgießens.
Das vorerwähnte, Hendry erteilte US-Patent löst die meisten dieser Probleme. Bei dieser bekannten Spritzgießvorrichtung ist der den Formhohlraum mit dem zusätzlichen Hohlraum verbindende Kanal stets geöffnet und läßt sich das Volumen dieses zusätzlichen Hohlraums verändern, indem ein als Schraube ausgebildeter Einsatz in den zusätzlichen Hohlraum mehr oder weniger hinein- oder aus ihm herausgeschraubt wird.
Diese bekannte Vorrichtung und das Verfahren haben sich bei vielen Anwendungsfällen bewährt, jedoch hat sich herausgestellt, daß insbesondere bei Teilen, die bereichsweise Verdickungen wie verdickte Randbereiche oder Stege oder Rippen aufweisen, die allein mit einem Hohlraum versehen werden sollen, Schwierigkeiten auftraten, da das unter Druck stehende Gas beim Eindringen in die bereits im Formhohlraum eingespritzte Kunststoffschmelze auch in Bereiche vordringen konnte, die nicht hohl ausgebildet sein sollten, insbesondere in relativ dünnwandige Bereiche, so daß hier eine ungewollte Bauteilschwächung eintreten konnte.
Des weiteren stellte sich bei der bekannten Vorrichtung als nachteilig heraus, daß sich das Volumen des zusätzlichen Hohlraums nicht entsprechend den jeweiligen Bedingungen eines Spritzgießzyklus verstellen ließ, sondern sich allenfalls eine Anpassung an unterschiedliche Bauteilgeometrien oder Kunststoffmaterialien während des Stillstandes der Spritzgießvorrichtung durchführen ließ.
Wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, besteht ein anderes Vorgehen darin, eine Nebenkavität 24 mit fest eingestelltem Volumen zu benutzen, bei der ein Absperrschieber 20 und Beilagen 26 dazu dienen, das in die Nebenkavität 24 fließende Kunststoffvolumen zu steuern. Diese Vorgehensweise ist in dem europäischen Patent 0 393 315 der Ferromatic Milacron Maschinenbau GmbH beschrieben.
Der Absperrschieber 20 dient dazu, das Verdrängen der noch schmelzflüssigen Seele des Kunststoffkörpers mittels eines unter Druck stehenden Fluids erst dann zuzulassen, wenn der Formhohlraum zunächst vollständig mit Kunststoffschmelze ausgefüllt ist. Des weiteren soll das Verdrängen des noch schmelzflüssigen Kunststoffs so durchgeführt werden, daß der Rest der auszutreibenden, schmelzflüssigen Seele jede Ausflußöffnung pfropfenartig derart verschließt, daß dabei keine Wanddickenverringerung des Kunststoffkörpers auftritt. Da indessen das Verdrängen der auszutreibenden, schmelzflüssigen Seele ohne Gegendruck erfolgt und die Schußmenge einer Spritzgießmaschine beim Spritzgießen von Kunststoffkörpern von Schuß zu Schuß schwanken kann, ist bei dieser Vorrichtung nicht bei jedem Schuß gewährleistet, daß tatsächlich die Ausflußöffnung stets pfropfenartig verschlossen ist. Auch ein Wiederverschließen der Absperrvorrichtung kann nicht gewährleisten, daß die Ausflußöffnung tatsächlich stets pfropfenartig verschlossen ist. Ist des weiteren bei dieser bekannten Vorrichtung beispielsweise das Schußvolumen der Spritzgießmaschine größer als das Volumen des Formhohlraums, baut sich, wenn der Formhohlraum gefüllt ist und die Absperrvorrichtung verschlossen ist, schlagartig ein sehr hoher Druck auf, so daß die Spritzgießmaschine eine dementsprechend hohe Schließkraft aufweisen muß, und die diesbezüglichen Vorteile des Spritzgießens mit Einbringen eines unter Druck stehenden Gases in die bereits in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoffschmelze, nämlich die Möglichkeit, große Kunststoftkörper auf Spritzgießmaschinen mit verhältnismäßig niedriger Schließkraft fertigen zu können, nicht mehr gegeben sind.
In Fig. 1 steht der Schieber 20 in seiner oberen Stellung und versperrt den Fluß des Kunststoffs vom Formteil in den den Gegenstand festlegenden Hohlraum 12 durch einen Kanal 23 und in die Nebenkavität 24. In Fig. 2 bis 4 ist der Schieber 20 in seiner unteren Stellung und läßt den Kunststoff in die Nebenkavität 24 aufgrund des Gasdrucks eintreten.
Es ist indessen so, daß Spritzgießmaschinen nicht bei jedem Schuß dieselbe Kunststoffmenge liefern. Beim normalen, massiven Kunststoffspritzgießen bewirkt das Kunststoffkissen vor der Schnecke, nachdem die Form gefüllt ist und die Nachdruckphase mit hohem Druck beginnt, den Ausgleich dieser Ungenauigkeit der als Kolben wirkenden Schnecke, so daß bei jedem Schuß die gleiche Kunststoffmenge eingespritzt wird (d. h. das Kissen kann sich von 10 mm auf 5 mm verkleinern, ohne daß Probleme beim Formen des massiven Spritzgußteils auftreten).
Bei einigen Teilen ist es indessen nicht erwünscht, das Formteil einem hohen Nachdruck auszusetzen. Es kann erforderlich sein, den Formhohlraum nur gerade zu füllen. Wenn nämlich das Formteil einem hohen Druck ausgesetzt wird, bildet sich im Formteil ein Spannungsmuster aus, und das Herstellen der hohlen Bereiche im Teil beseitigt nicht die schon im Formteil vorhandenen Spannungen.
Fig. 2 stellt ein Durchblasen in der Nebenkavität 24 dar, wodurch der Gasdruck im Formteil in dem den Gegenstand festlegenden Hohlraum 21 verloren geht. Ein Ergebnis davon ist ein möglicher Schrumpf aufgrund des Druckverlustes im Formteil in dem den Gegenstand festlegenden Hohlraum 21. Des weiteren kann Gas durch die Teilfuge der Form austreten.
Fig. 3 zeigt die Verwendung von zuviel Kunststoff, wodurch Einfallstellen bei der Bezugsziffer 26 auftreten können.
Schließlich zeigt Fig. 4 die Verwendung von Beilagen 26. Indessen kann auch in diesem Fall ein zu hohes Verdichten und Ausblasen, wie in Fig. 3 und 2 jeweils dargestellt, eintreten.
In der EP-A-0 438 279 ist ein System zum Spritzgießen eines hohlen Gegenstandes mit Einrichtungen zum Einspritzen einer Menge flüssigen Kunststoffs in einen Formhohlraum beschrieben, mit einer Form, die wenigstens einen Teil des Gegenstandes bestimmt, Einrichtungen zum Einbringen einer Füllung eines unter Druck gesetzten Gases in den Formhohlraum, um einen Teil des Kunststoffs aus dem Formhohlraum in eine Nebenkavität mit veränderlichem Volumen, die mit dem Formhohlraum in Fließverbindung steht, zu verdrängen und Einrichtungen zum Entlüften des Gases aus dem Formhohlraum, wobei Verschlußeinrichtungen in der Nebenkavität mit veränderlichem Volumen angeordnet sind, die aus einer ersten Stellung, in der der Formhohlraum abgeschlossen ist, in eine zweite Stellung, in der der Formhohlraum und die entsprechende Nebenkavität verbunden sind, beweglich sind und wobei der Formhohlraum vollständig mit flüssigem Kunststoff gefüllt wird, so daß der durch die Wände des Formhohlraums auf das Formteil ausgeübte Druck mit dem vergleichbar ist, der bei der üblichen Spritzgießtechnik zum Herstellen von massiven Gegenständen auftritt. Nachdem der Formhohlraum gefüllt und verdichtet ist, werden die Abschlußeinrichtungen in eine zweite Stellung gebracht, um durch Gasdruck eine Menge des Kunststoffs von innerhalb des Formhohlraums in die Nebenkavität zu verdrängen und auf diese Weise einen hohlen Gegenstand in jedem Formhohlraum zu erzeugen. Die JP-A-6238697 und die JP-A-6297522 zeigen ähnliche Systeme zum Spritzgießen von hohlen Gegenständen.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System zum Spritzgießen unter Verwendung einer Nebenkavität mit veränderlichem Volumen zur Verfügung zu stellen, durch die: (1) die Notwendigkeit eines Abschlußschiebers in Verbindung mit einer Abschlußsituation bei einem unveränderlichen Volumen vermieden wird, (2) Ausblasen in einen Nebenkavitätsbereich, der Gasdruckverlust im Gaskanal und daraus resultierendes Einfallen der Wände der Gaskanäle verursacht, vermieden wird, (3) Ungenauigkeiten beim Schneckenkolben, um dieselbe Kunststoffmenge bei jedem Schuß zu liefern, beseitigt und (4) gesteuertes Verdrängen des Kunststoffs in die Nebenkavität gewährleistet, um dadurch Ausblasen, wie in Fig. 2 gezeigt, oder vollständiges Füllen, wie in Fig. 3 gezeigt, und ein spannungsfreies Formteil (d. h. ohne Überverdichtung) zu gewährleisten.
Ein anderer Zweck der Erfindung ist es, eine Spritzgießvorrichtung und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu verbessern und eine Spritzgießvorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen eines wenigstens bereichsweise hohlen Kunststoffkörpers zur Verfügung zu stellen, mit denen sich diese hohlen Bereiche mit wiederholbar gleichmäßiger Wandstärke gezielt herstellen lassen, ohne daß eine aufwendige, rechnergestützte Regelung des Schußvolumens innerhalb enger Grenzen erforderlich ist.
Zum Erreichen des vorstehenden Zweckes und anderer Zwecke der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Spritzgießen eines hohlen Kunststoffgegenstandes vorgeschlagen. Das Verfahren umfaßt die Schritte: Einspritzen einer flüssigen Kunststoffmenge in einen Formhohlraum, der eine Form aufweist, die wenigstens einen Bereich des Gegenstandes bestimmt, Verdrängen eines Teils des Kunststoffs von dem Formhohlraum in eine Nebenkavität mit einem in Fließverbindung mit dem Formhohlraum stehenden Volumen durch Einbringen einer Füllung von unter Druck gesetztem Gas in den Formhohlraum, Verfestigenlassen des eingespritzten Kunststoffs, Entlüften des Gases aus dem Formhohlraum und Entformen des Kunststoffgegenstandes aus der Form. Die Verfahrensverbesserung umfaßt den Schritt, das Volumen der Nebenkavität sich während des Schrittes des Verdrängens vergrößern zu lassen, um einen im wesentlichen spannungsfreien, hohlen Kunststoffgegenstand herzustellen.
Vorzugsweise wird das Volumen der Kavität durch eine obere Fläche eines in einem Zylinder hin- und herbeweglich angeordneten Kolbens bestimmt.
Bei einer Ausführungsform umfaßt das Verfahren den Schritt, den Druck auf der unteren Fläche des Kolbens zu erhöhen und den Kolben in eine obere Stellung zu bewegen, wobei der Schritt der Volumenvergrößerung den Schritt einschließt, den Druck auf der unteren Fläche des Kolbens zu vermindern, um den Kolben in eine untere Stellung sich bewegen zu lassen.
Zum Erreichen der obigen Ziele und anderer Ziele der vorliegenden Erfindung wird des weiteren ein System zum Ausführen der vorerwähnten Verfahrensschritte vorgeschlagen.
Zusätzlich zum Erreichen der vorstehenden Ziele und anderer Ziele der vorliegenden Erfindung wird ein weiteres Verfahren zum Spritzgießen eines Kunststoffgegenstandes vorgeschlagen. Das Verfahren umfaßt die Schritte: Einspritzen einer Menge eines flüssigen Kunststoffs in einen Formhohlraum, dessen Form wenigstens einen Bereich des Gegenstandes festlegt, Überfließenlassen eines Teils des Kunststoffs aus dem Formhohlraum in eine Nebenkavität, deren Volumen mit dem Formhohlraum in Fließverbindung steht, Sichverfestigenlassen des eingespritzten Kunststoffs und Entformen des Kunststoffgegenstandes aus der Form. Die Verfahrensverbesserung umfaßt den Schritt des Sichvergrößernlassens des Volumens der Nebenkavität während des Schrittes des Einspritzens, um einen im wesentlichen spannungsfreien Kunststoffgegenstand herzustellen.
Bei der einen Ausführungsform wird für das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung ein pneumatischer Druck verwendet, so daß sich der Kolben abwärts bewegt, wenn der Druck des durch einen Schneckenkolben eingespritzten Kunststoffs den Gasdruck auf der unteren Oberfläche des pneumatischen Kolbens überschreitet, wodurch gewährleistet ist, daß auf das Formteil kein höherer Druck als der Fülldruck wirkt. Daher wird der hohle Kunststoffgegenstand im wesentlichen spannungsfrei sein. Auf diese Weise wird die Ungenauigkeit des Schneckenkolbens beim Liefern der gleichen Kunststoffmenge bei jedem Schuß ausgeglichen.
Des weiteren kann zum Erreichen der vorstehenden Zwecke und anderer Zwecke der vorliegenden Erfindung in dem zusätzlichen, volumenveränderlichen Hohlraum eine bewegliche Trennwand angeordnet sein, die einer das Volumen des zusätzlichen Hohlraums in Richtung des Formhohlraums verkleinernden Kraftbeaufschlagung unterliegt, die für eine kontrollierte Aufnahme von Kunststoffschmelze durch Volumenvergrößerung des zusätzlichen Hohlraums größer als die durch den Druck des Kunststoffs während des Füllens des Formhohlraums und spätestens bei Beginn des Austreibens von Kunststoffschmelze in den zusätzlichen Hohlraum kleiner als die durch den Druck des in die Kunststoffschmelze im Formhohlraum eingebrachten Gases auf die Trennwand ausgeübte Kraft ist.
Die Trennwand kann vorzugsweise aus einem in einer Bohrung abgedichtet verschiebbaren Kolben bestehen, der zu Beginn des Spritzvorgangs an einem Anschlag, der das kleinstmögliche Volumen des zusätzlichen Hohlraums definiert, anliegt, wobei die Kraftbeaufschlagung des Kolbens vorzugsweise durch ein Druckmedium, insbesondere durch das unter Druck stehende, in die Kunststoffschmelze einzubringende Gas erfolgen kann.
Die auf den Kolben wirkende Kraft, d. h. im Falle der Verwendung des unter Druck stehenden Gases, ist der Druck dieses Gases so bemessen, daß der Kunststoff selbst wenn er während des Füllens des Formhohlraums bereits in den Bereich des Kanals zum zusätzlichen Hohlraum fließt, in diesen Hohlraum übertreten kann, solange der Einspritzvorgang des Kunststoffs noch mit einem vorbestimmbaren, niedrigen Druck abläuft, d. h. solange die eingespritzte Kunststoffschmelze benachbart zu den Wandbereichen bzw. in den Bereichen des Formhohlraums mit geringem Querschnitt noch nicht zu erstarren begonnen hat.
Während des Füllens des Formhohlraums und auch noch zu Beginn des Einbringens des unter Druck stehenden Gases in die bereits in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoffschmelze kann der Druck des den Kolben beaufschlagenden Gases gleich dem Druck des in die Kunststoffschmelze eingebrachten Gases sein. In dem Moment, in dem der Formhohlraum mit so viel Kunststoffschmelze gefüllt ist und sich diese Kunststoffschmelze in der Nähe der Innenwände des Formhohlraums abgekühlt und verfestigt hat, daß das Verdrängen der im Kern noch fließfähigen Kunststoffschmelze beginnen kann, muß der auf den Kolben wirkende Gasdruck vermindert werden, um ein Zurückweichen und damit ein Verdrängen von Kunststoffschmelze in den zusätzlichen Hohlraum zuzulassen.
Ist dagegen das Schußvolumen der Spritzgießmaschine größer als das Volumen des Formhohlraums, wird gegen Ende des Einspritzens der Kunststoffschmelze in den Formhohlraum eine Teilmenge direkt in den zusätzlichen Hohlraum verdrängt, und der beaufschlagte Kolben weicht zurück, ohne daß dabei eine merkliche Erhöhung des Spritzdrucks auftritt, so daß die Schließkraft der Spritzgießmaschine nicht verändert zu werden braucht.
Da bei Verwendung von unter Druck stehendem Gas zum Einbringen in die bereits im Formhohlraum eingespritzte Kunststoffschmelze der Druck dieses Gases in der Regel höher ist als der Einspritzdruck der fließfähigen Kunststoffschmelze, ist bevorzugterweise in einer mit der Bohrung für den Kolben verbundenen Druckmediumleitung ein Druckregelventil und/oder ein Durchflußregelventil angeordnet. Das Druckregelventil dient dazu, den auf den Kolben wirkenden Druck des Druckgases auf einen vorbestimmbaren Wert, der mindestens gleich dem Spritzdruck und kleiner als der Gasdruck des in die bereits im Formhohlraum eingespritzten Kunststoffschmelze eingebrachten Gases ist, einzustellen, um auf diese Weise eine kontrollierte Aufnahme von Kunststoffschmelze im zusätzlichen Hohlraum zu erreichen, während mittels des Durchflußregelventils ein gesteuertes Rückweichen des Kolbens während der Aufnahme von Kunststoffschmelze im zusätzlichen Hohlraum bewirkt wird.
Da der auf den Kolben wirkende Gasdruck beim Öffnen des Formwerkzeugs zum Entformen des Kunststoftkörpers und des in den zusätzlichen Hohlraum gelangten Kunststoffs nicht vollständig auf Atmosphärendruck herabgesetzt wird, sondern vorzugsweise auf einem einstellbaren Wert stehenbleibt, läßt sich der Kolben als Auswerfer für die in den zusätzlichen Hohlraum verdrängte und verfestigte Kunststoffschmelze verwenden.
Um in diesem Fall ein Herausfallen des Kolbens aus seiner Bohrung unter der Wirkung des Gasdrucks zu vermeiden, kann der Kolben einen Dichtring aufweisen und sich eine Druckentlastungsbohrung von der mit Druckmedium beaufschlagten Kolbenseite zu einem Bereich unterhalb des Dichtrings erstrecken. Sobald der Kolben aus seiner Bohrung so weit herausgewandert ist, daß die Druckentlastungsbohrung in Verbindung mit der Umgebungsluft steht, kann das Gas durch die Entlastungsbohrung entweichen, so daß sich der Kolben nicht weiterbewegt.
Ebenso ist es möglich, einen den Kolben in seiner Endstellung festhaltenden mechanischen Anschlag vorzusehen, der vorzugsweise aus einer aus der Bohrung für den Kolben abgedichtet herausgeführten Kolbenstange bestehen kann, deren außen liegender Kopf in der Endstellung des Kolbens zur Anlage an den Anschlag kommt. Als Druckmedium zur Kraftbeaufschlagung des Kolbens läßt sich auch Hydraulikflüssigkeit verwenden, die in der Regel an einer Spritzgießmaschine stets zur Verfügung steht.
Um die eingangs erwähnten Zwecke und andere Zwecke der Erfindung zu erreichen, wird ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines wenigstens bereichsweise hohlen Kunststoffkörpers vorgeschlagen, das aus den Schritten:
- Einspritzen einer fließfähigen Kunststoffschmelze durch einen Angußkanal in einen Formhohlraum,
- Einbringen eines unter Druck stehenden Gases in die bereits in den Formhohlraum eingespritzte Kunststoffschmelze spätestens, wenn der Formhohlraum mit Kunststoffschmelze gefüllt ist,
- Verdrängen eines Teils der noch fließfähigen Kunststoffschmelze aus dem hohl auszuführenden Bereich des Kunststoftkörpers in einen zusätzlichen, mit dem Formhohlraum über einen Kanal verbundenen, volumenveränderlichen Hohlraum gegen die Kraft einer kraftbeaufschlagten, beweglichen Trennwand im zusätzlichen Hohlraum für eine kontrollierte Aufnahme von Kunststoffschmelze durch Volumenvergrößerung des zusätzlichen Hohlraums, die größer als die durch den Druck des Kunststoffs währen des Füllens des Formhohlraums und spätestens mit Beginn des Austreibens von Kunststoffschmelze in den zusätzlichen Hohlraum kleiner als die durch den Druck des in die Kunststoffschmelze im Formhohlraum eingebrachten Gases auf die Trennwand ausgeübte Kraft ist,
- Abkühlen und Verfestigen der Kunststoffschmelze,
- Druckentlasten des durch Einbringen von Gas gebildeten hohlen Bereichs und
- Entformen des Kunststoffkörpers und des in den zusätzlichen Hohlraum verdrängten Kunststoffs
besteht.
Vorzugsweise kann die die Trennwand beaufschlagende Kraft durch ein Druckmedium, insbesondere durch das in die bereits im Formhohlraum eingespritzte Kunststoffschmelze eingebrachte, unter Druck stehende Gas erzeugt werden, dessen Druck einstellbar ist.
Wenn der Druck und das Volumen des die Trennwand beaufschlagenden Gases so eingestellt und bemessen werden, daß sich nach Verdrängen eines vorbestimmten Volumens der Kunststoffschmelze in den zusätzlichen Hohlraum und entsprechendem Zurückweichen der Trennwand ein Druckgleichgewicht beiderseits der Trennwand einstellt, wird genau die Menge der Kunststoffschmelze in den zusätzlichen Hohlraum verdrängt, die zum kontrollierten Erzeugen eines wenigstens bereichsweise hohlen Kunststoftkörpers erforderlich ist. Des weiteren läßt sich dieser Gasdruck aufgrund der dadurch auf die Trennwand ausgeübten Kraft dazu verwenden, das Auswerfen des in den zusätzlichen Hohlraum verdrängten und verfestigten Kunststoffs beim Entformen zu bewirken.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen in allgemeiner Form das Verfahren und System der vorliegenden Erfindung, bei denen der Verschlußschieber und die Beilagen 26 der Fig. 4 fortgefallen und durch eine Nebenkavität mit veränderlichem Volumen ersetzt sind, wobei das Volumen der Nebenkavität durch einen Kolben 30 bestimmt wird, dessen untere Fläche 32 durch einen Gasdruck von einem Steuerkreis (nicht dargestellt) beaufschlagt ist.
Fig. 5 zeigt den Gaskolben 30 in seiner oberen Stellung bei geschlossener Form während des Einspritzens von Kunststoff in einen den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 und in einen Verbindungskanal 23.
Fig. 6 stellt die Lage des Kunststoffs dar, nachdem er in den den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 eingespritzt wurde, wobei Ungenauigkeiten im durch den Schneckenkolben eingespritzten Schußgewicht durch einen oberen Bereich der Nebenkavität 24 aufgenommen wird, der durch den Buchstaben Z bezeichnet ist. Wenn beispielsweise der Spritzdruck des Kunststoffs zum Füllen der Form 70 bar (1000 psi) beträgt, nimmt Z diese 70 bar (1000 psi) auf und läßt es nicht zu, daß der Schneckenkolben in eine Verdichtungsphase mit einem sehr viel höheren Druck als 70 bar (1000 psi) geht. Wenn nämlich ein Druck höher als 70 bar (1000 psi) erreicht wird, würde dies in dem Formteil in dem den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 Spannungen verursachen. Wenn Gas in das Formteil in dem den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 zum Erzeugen eines Hohlraums 34 eingebracht wird, wird überschüssiger Kunststoff in die Nebenkavität 24 verdrängt und aufgenommen, wobei diese Menge durch den Buchstaben W in Fig. 7 bezeichnet ist.
Die vorliegende Erfindung erlaubt das Formen von verhältnismäßig großen Strukturteilen zur Benutzung auf verschiedenen Anwendungsgebieten, wie beispielsweise eine Stoßstange mit einem Paar Endschenkeln für ein Kraftfahrzeug.
Die vorstehenden Zwecke und andere Zwecke, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich ohne weiteres aus der nachfolgenden, ins Einzelne gehenden Beschreibung der besten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische, teilweise weggebrochene Querschnittsansicht eines bekannten Spritzgießverfahrens mit einem Abschlußschieber, um das Fließen von Kunststoff in eine Nebenkavität mit vorgegebenem Volumen zu verhindern;
Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 1 mit dem Schieber in seiner unteren Stellung mit Darstellung des Ausblasens in die Nebenkavität aufgrund einer ungenügenden Menge von Kunststoff in dem den Gegenstand festlegenden Hohlraum;
Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 2 mit der Ausnahme, daß zuviel Kunststoff eingespritzt wurde, woraus Einfallstellen resultieren;
Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich denen der Fig. 2 und 3 mit zusätzlichen, am Boden der Nebenkavität angeordneten Beilagen;
Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich den Fig. 1 bis 4, die das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung ohne Verwendung eines Schiebers, jedoch mit einem pneumatisch gesteuerten Kolben darstellt;
Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 5 nach dem Einspritzen des Kunststoffs;
Fig. 7 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 6 nach dem Einbringen von unter Druck gesetztem Gas in den Formhohlraum, um den hohlen Gegenstand zu formen;
Fig. 8 ist ein Fließschema, das die grundlegenden Schritte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
Fig. 9 ist eine schematische, teilweise weggebrochene Querschnittsansicht, in der der Kolben der Fig. 5 bis 7 mit einem Anschlag verbunden ist;
Fig. 10 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 9 mit dem Kolben in seiner oberen Stellung;
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht eines Zylinders zur Benutzung mit einem Kolben, die zusammen eine Nebenkavität mit veränderlichem Volumen bestimmen;
Fig. 12 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 11 mit einer Öffnung im Zylinder, um unter Druck stehendes Gas der unteren Fläche des Kolbens zuzuführen;
Fig. 13 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 12, bei der eine Bohrung durch einen Anschlagstift geführt ist, um unter Druck stehendes Gas der unteren Kolbenfläche zuzuführen;
Fig. 14 ist eine Draufsicht auf einen Zylinder mit einer versetzten Bohrung zum Zuführen von unter Druck stehendem Gas;
Fig. 15 ist eine teilweise weggebrochene Seitenansicht im Schnitt, die einen Gaskanal und eine Gasleitung zeigt, durch die Gas in den Zylinder eintritt und aus ihm austritt;
Fig. 16 ist eine Stirnansicht entlang der Linien 16-16 der Fig. 15 und zeigt das Gasrohr in einem Ausschnitt in der Form;
Fig. 17 ist ein schematischer Leitungsplan eines Gassteuerkreises zum Steuern des Gasflusses in den und aus dem Zylinder;
Fig. 18 ist eine schematische, teilweise weggeschnittene Ansicht im Schnitt, bei der ein Auswerferstift dargestellt ist, um verfestigten Kunststoff auszuwerfen, nachdem dieser aus der Nebenkavität herausgezogen wurde;
Fig. 19 ist eine schematische, teilweise weggebrochene Ansicht im Schnitt, in der eine Luftfeder mit dem System entsprechend vorliegender Erfindung verwendet wird;
Fig. 20 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Spritzgießvorrichtung zum Herstellen eines wenigstens bereichsweise hohlen Kunststoftkörpers mit Schnittdarstellung eines Formwerkzeugs und
Fig. 21 ist eine ausschnittsweise Schnittdarstellung eines Formwerkzeugs für einen anderen, bereichsweise hohlen Kunststoftkörper mit abgewandeltem Einbringen des Gases und mit einem anderen Kanal zwischen dem Formhohlraum und dem zusätzlichen Hohlraum.

Die beste Ausführungsform der Erfindung

Fig. 8 ist ein Fließbild der bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführenden Schritte.
Im Schritt 110 wird eine Menge geschmolzenen Kunststoffs von einer Spritzgießmaschine in den den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 (d. h. Fig. 5 bis 7) eingespritzt. Für den Kunststoff lassen sich die meisten thermoplastischen Kunststoffe verwenden, insbesondere glas- oder mineralgefülltes thermoplastisches Polyester, das unter der Handelsmarke Valox der General Electric Co. bekannt ist. Die Menge ist ausreichend, um den Formhohlraum und teilweise die Nebenkavität 24, wie in Fig. 5 dargestellt, zu füllen. Vor dem Einspritzen des Kunststoffs befindet sich der Kolben 30, wie in Fig. 5 dargestellt, aufgrund des Gasdrucks auf seiner unteren Seite 32 in seiner oberen Stellung.
Fig. 6 zeigt, wie sich der Kolben 30· nach unten bewegt, um überschüssigen Kunststoff (d. h. "Z") während des Kunststoffeinspritzens aufzunehmen.
Im Schritt 112 (d. h. Fig. 7) wird eine Füllung unter Druck stehenden Gases in die Form eingebracht, nachdem das Einspritzen der geschmolzenen Kunststoffmenge im wesentlichen abgeschlossen ist. Im Schritt 114 wird der Gasfluß in die Form mit einem Druck und einer Zeitdauer, in einer Menge und zu einem Zeitpunkt in der Weise aufrechterhalten, daß dies ausreicht, eine gesteuerte Kunststoffmenge aus dem den Gegenstand festlegenden Formhohlraum in die Nebenkavität 24, die mit dem Formhohlraum 21 über den Verbindungskanal 23 verbunden ist, zu verdrängen. Dies bewirkt das Fließen einer zusätzlichen Kunststoffmenge "W" in die Nebenkavität 24. Das Gas hat das Bestreben, den heißesten, fließfähigsten Kunststoff im zentralen Bereich des Formhohlraums zu verdrängen. Folglich weist der geformte Kunststoffgegenstand dort einen Hohlraum auf, wo der am wenigsten zähflüssige Kunststoff verdrängt wurde. Die Anwesenheit des Gases leistet Einsparungen an Gewicht und Material. Zusätzliche Vorteile umfassen eine verbesserte Oberflächenqualität aufgrund des durch das Gas nach außen gerichteten Drucks und eine verringerte Zykluszeit aufgrund der Verdrängung des verhältnismäßig heißen Kunststoffs aus dem zentralen Bereich des Gegenstandes.
Im Schritt 116 läßt man den Gegenstand sich innerhalb des Formhohlraums 21 verfestigen, während der Gasinnendruck aufrecht erhalten bleibt.
Im Schritt 118 wird das unter Druck stehende Gas aus dem Inneren des geformten Gegenstandes zur Vorbereitung des Öffnens der Form entlüftet. Das Entlüften ist auf zahlreiche Art möglich, wie beschrieben in dem Friederich erteilten US-Patent 4 101 617.
Im Schritt 120 wird der Kunststoffgegenstand aus der Form entformt.
Im Schritt 122 wird der abgelassene oder verdrängte Kunststoff aus der Nebenkavität 24 oder Reservoir entfernt. Der Kolben 30 wird in der Nebenkavität 24 durch unter Druck stehendes Gas nach oben gedrückt. Wenn der Kolben 30 mit einem Anschlag verbunden ist, verhindert der Anschlag, daß der Kolben 30 aus der Form austritt. In bestimmten Fällen können die Schritte 120 und 122 zu einem gemeinsamen Schritt des Auswerfens der geformten Formteile aus dem den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 und aus der Nebenkavität 24 zusammengefaßt werden.
In den Fig. 9 und 10 ist eine zweite Ausführungsform eines in einem Zylinder 132 hin- und herbeweglich angeordneten Kolbens 130, die zusammen eine mit einem einen Gegenstand festlegenden Formhohlraum 136 über einen Verbindungskanal 138 in Fließverbindung stehende Nebenkavität 134 mit veränderlichem Volumen bestimmen, dargestellt. Der Kolben 130 ist in Fig. 9 in seiner unteren Stellung gezeigt, in der die Nebenkavität 134 in X-Richtung mit Kunststoff gefüllt sein kann, bevor dieser ausgestoßen wird.
Fig. 10 zeigt den Kolben 130 in seiner oberen Stellung, in der eine Formteilungslinie 140 in der Form gezeigt ist und in der ungefähr 1 mm (übertrieben) als Zwischenraum zwischen einem Anschlag 142 eines Anschlagstiftes mit der Bezugsziffer 144, der mit seinem entgegengesetzten Ende in den Kolben 130 geschraubt ist, dargestellt ist. Normalerweise befindet sich der Kolben 130 in seiner in Fig. 10 dargestellten oberen Stellung während des Eintretens des Kunststoffs in die Form.
Das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung lassen sich sowohl mit als auch ohne Benutzung eines vorhandenen Anschlags durchführen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11 ist eine mögliche Gaseintrittsstellung 134' in einen Zylinder 132' dargestellt, wenn kein Anschlag für den Kolben 130 verwendet wird.
In Fig. 12 ist eine andere Anordnung eines Gaseintrittslochs 134" in einer gebogenen Wand des Zylinders 132" dargestellt. Eine Bohrung 136" kann an einer Seite der Form für ein Gasröhrchen 138" für den Eintritt und den Austritt des Gases angeordnet sein.
Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine Vertiefung 135''' an der unteren Fläche des Kolbens 130''' vorgesehen ist, um das Gas auf die untere Fläche wirken zu lassen. Gas fließt durch einen mit der Bezugsziffer 144''' bezeichneten Anschlagsstift entlang seiner Längsachse zu einer Gasbohrung 137''', die in Fließverbindung mit einer zweiten Querbohrung 134''' in Fließverbindung mit der Vertiefung 135''' steht. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 13 ist ein flexibler Schlauch (nicht dargestellt) am Anschlag 142''' erforderlich, um das Gas dem Anschlagsstift 144''' zuzuführen.
Fig. 14 zeigt eine versetzte Bohrung 150 im Zylinder, so daß Platz zum Herstellen einer Gasleitung in dem dicken Wandbereich des Zylinders 152 vorhanden ist. Diese Ausführungsform läßt sich mit oder ohne Anschlag benutzen.
Fig. 15 ist eine Seitenansicht des Zylinders 152 in einer Form 154 und zeigt in Fließverbindung stehende Bohrungen 150 und 156, die durch Stopfen 158 und 160 verschlossen sind. Ein Gasröhrchen 162, das auch in Fig. 16 dargestellt ist, ist erkennbar in einem Ausschnitt 164 in der Form angeordnet.
Fig. 17 zeigt ein Beispiel eines Gas- oder pneumatischen Steuerkreises, der allgemein mit der Bezugsziffer 166 bezeichnet ist und mit dem Verfahren und System der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Steuerkreis 166 umfaßt ein mit einer Gasquelle 170 verbundenes Wegeventil 168. Das Wegeventil 168 ist des weiteren mit einem Druckminderventil 172, das mit der durch den Zylinder 132 bestimmten Nebenkavität 134 über ein Rückschlagventil 174 in Fließverbindung steht, verbunden. Die Nebenkavität 134 steht des weiteren mit einem Entlüftungsventil 176 und einem Wegeventil 178 in Verbindung. Das Wegeventil 178 ist noch mit einem zweiten Druckminderventil 180 verbunden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9, 10 und 17 ergibt sich, daß das Wegeventil 168 zunächst betätigt wird, wenn sich die Form schließt und bevor das Einspritzen des Kunststoffs beginnt. Druck von dem Druckminderventil 172 drückt den Kolben 130 im Zylinder 152 aufwärts bis in die obere Stellung. Dann wird Kunststoff in den den Gegenstand bestimmenden Formhohlraum 136 eingespritzt. Wenn das Einspritzen des Kunststoffs beendet wird, wird das Ventil 178 betätigt und das Ventil 168 geschlossen. Hierdurch wird ein derartiger Druck eingestellt, daß der Kolben in der Nebenkavität 134 den von dem dicken Querschnitt des den Gegenstand bestimmenden Formhohlraums 136 durch den Verbindungskanal 138 in die Nebenkavität 134 verdrängten Kunststoffs aufnehmen kann.
Wenn der Gasdruck im Formteil in dem den Gegenstand bestimmenden Formhohlraum 136 aufgebaut wird, ist er größer als der Gasdruck auf der unteren Seite des Kolbens 130. Daher bewegt sich der Kolben 130 nach unten, bis der gleiche Druck auf beiden Seiten des Kolbens 130 herrscht. Der Gasdruck auf der unteren Seite des Kolbens 130 wird dann aufrecht erhalten.
Wenn der Druck des in das Formteil eingebrachten Gases mit dem Gasdruck auf der unteren Fläche des Kolbens 130 ausgeglichen ist, kann kein Kunststoff mehr in die Nebenkavität 134 überfließen.
Nachdem sich der Gegenstand in dem den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 136 verfestigt hat, wird das Gas mittels irgendeines bekannten Verfahrens, wie beispielsweise Abbrechen des Angußkanals oder durch Schließen des Ventils 178 und Öffnen des Entlüftungsventils 176 zum Entlüften des Gases von der unteren Oberfläche des Kolbens 130, entlüftet.
Wenn die Form geöffnet wird, werden die Ventile 168 und 180 geschlossen bzw. geöffnet, wobei das Ventil 180 auf einen niedrigeren Druck als das Ventil 172 eingestellt ist. Das Ventil 180 steuert den Kolben 130, so daß dieser beginnt, sich nach oben zu bewegen, wodurch der übergeströmte und verfestigte Kunststoff aus der Nebenkavität 134 ausgeworfen wird. Wenn der Kolben 180 das obere Ende der Nebenkavität 134 erreicht, werden die Ventile 168 und 178 geschlossen. Jetzt ist das System für den nächsten Zyklus bereit.
Vorzugsweise umfassen die Kolben 30, 130, 130" und 130''' Gasdichtungen 31 (Fig. 5 bis 7), 131 (Fig. 9 bis 10), 131" (Fig. 12) und 131''' (Fig. 13). Bevorzugterweise sind auch Gasdichtungen 133 (Fig. 9 bis 10), 133' (Fig. 12) und 133" (Fig. 13) in den jeweiligen Zylindern 132, 132" und 132''' um die jeweiligen Anschlagsstifte 144, 144" und 144''' herum angeordnet.
Da das Schußgewicht der Spritzgießeinheit veränderlich ist, verändert sich der Weg der Kolben 30, 130, 130" und 130''', um die unterschiedlichen Schußgewichte auszugleichen.
Der Druckausgleich zwischen dem Gasdruck in dem Formteil innerhalb des den Gegenstand festlegenden Formhohlraums 21 und dem Gasdruck auf der unteren Fläche 32 des Kolbens 30 ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Wenn die Drücke gleich sind, ergibt sich keine Bewegung des Kolbens 30 in der Nebenkavität 24. Daher kann es sich bei dem System um ein geschlossenes System handeln, dem kein Gas zugeführt wird und aus dem kein Gas abgeführt wird.
Der Zylinder 132 kann aus einer in die Form eingesetzten Buchse aus gehärtetem Stahl bestehen, insbesondere aus einer genormten D. M. E. Flanschbuchse, die gehärtet und genau geschliffen ist. Eine Vielzahl von Buchsen oder Ausgleichstahlrohren können mit dazwischen angeordneten O-Ringdichtungen verwendet werden, wenn ein größerer Zylinder erforderlich ist, um ein zusätzliches Volumen zum Aufnehmen des Kunststoffs aus dem den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 136 erforderlich ist.
Vorzugsweise besteht der Kolben 130 aus einem feinkörnigen Gaskolben und kann einen Sicherheitsgasauslaß aufweisen, der sich von der unteren Fläche des Kolbens 130 zu einer Seitenfläche des Kolbens 130 erstreckt, um zu verhindern, daß der Kolben 130 aus der Form austritt, wenn kein Anschlagsstift, wie beispielsweise der Anschlagsstift 144, vorgesehen ist.
Viele unterschiedliche Verfahren zum Einbringen einer Füllung von unter Druck gesetztem Gas in den den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 lassen sich verwenden. Beispielsweise kann eine Gasnadel benachbart zum dicken Bereich der Form, wie in den Fig. 5 bis 7 dargestellt, angeordnet sein, um Gas dort einzubringen.
Öldruck läßt sich ebenfalls anstelle von Gasdruck verwenden, um einen Fluiddruck auf die untere Oberfläche 22 des Kolbens 30 auszuüben. Vorzugsweise wird jedoch Stickstoffgas für den Druck auf der unteren Fläche 32 des Kolbens 30 verwendet, da eine derartige, steuerbare Gasquelle bereits zum Herstellen der Hohlräume 34 im Formteil in dem den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 verwendet wird.
Ferner ist es möglich, die Bewegung des Kolbens 30, der den verfestigten Kunststoff aus der Nebenkavität 24 auswirft, zum Zerbrechen des Verbindungskanals 23 zu verwenden und das Gas im Formteil entweichen zu lassen, falls nicht gewünscht ist, das Gas im Formteil durch eine benachbart zum den Gegenstand festlegenden Formhohlraum 21 angeordnete Gasnadel zu entlüften.
Unter Bezugnahme auf Fig. 18 ist ein Kolben 130"" in einem Zylinder 132"" dargestellt, der eine Öffnung 182"" zum Zuführen von unter Druck stehendem Gas zu einer unteren Fläche des Kolbens 130"" aufweist. Das veränderliche Volumen einer Nebenkavität 134"" ist mit verfestigtem Kunststoff gefüllt dargestellt.
Ein Ziehansatz 184"" für den Kunststoff in der Nebenkavität 134"" ist benachbart zu einem Ende eines Auswerferstifts 182"" angeordnet und zieht den verfestigten Kunststoff aus der Nebenkavität 184"" heraus, während der Auswerferstift 186"" den Kunststoff auswirft, nachdem er aus der Nebenkavität 134"" herausgezogen ist.
In Fig. 19 ist eine übliche Luftfeder 188 dargestellt, die sich mit einem Kolben 234 anstelle des pneumatischen Steuerkreises 166 verwenden läßt. Der Kolben 234 ist in einer gehärteten Buchse, wie beispielsweise einer Führungsstiftbuchse 232, angeordnet. Die Buchse 232 ist auf einer zweiten Buchse 23 G befestigt, die mittels einer Rundstabgasdichtung 238 abgedichtet ist. Ein unterer Kolbenanschlag 240 behindert die Abwärtsbewegung des Kolbens 234. Eine Gasdichtung 242 dichtet den unteren Anschlag 240 ab. Über einen Anschluß 244 kann Gas durch eine Öffnung 246 zu einer Bohrung 248 im Kolben 234 fließen.
Die folgenden Schritte werden bei Ausführung des Verfahrens und des Systems gemäß Fig. 19 verwendet:
1. Der Kolben 234 ist in seiner oberen Stellung, wenn sich die Form schließt.
2. Der Druck auf dem Kolben 234 ist gleich dem Kunststoffeinspritzdruck.
3. Während des Einspritzens des Kunststoffs fließt gegenüber der zum Füllen der Form notwendigen Kunststoffmenge überschüssiger Kunststoff in die durch die Buchse 232 festgelegte Nebenkavität ausschließlich mit dem Einspritzdruck. Hierdurch werden (a) ein Überverdichten des Formteils und (b) Ungenauigkeiten in der Spritzgießeinheit, mit jedem Schuß die gleiche Kunststoffmenge zu liefern, beseitigt. Der an der Luftfeder 188 eingestellte Gasdruck bleibt konstant und ändert sich nicht, wenn der Kunststoff eintritt, da sie mit einem auf den Einspritzdruck eingestellten Gasablaßventil (nicht dargestellt) verbunden ist.
4. Wenn Gas in das Formteil eingebracht wird, wird der Druck auf den Kolben 234 automatisch herabgesetzt, beispielsweise auf die Hälfte des in das Formteil eingebrachten Gasdrucks.
5. Da der auf den Kolben 234 wirkende Druck jetzt in einem abgesperrten Volumen wirkt, nimmt der Druck auf dem Kolben 234 direkt proportional zu seiner Abwärtsbewegung zu, während Kunststoff in den Bereich der Nebenkavität verdrängt wird.
6. Wenn der Druck des eingebrachten Gases gleich dem Druck auf dem abgeschlossenen Kolben 234 ist, kann kein weiterer Kunststoff in die Nebenkavität verdrängt werden. Wenn nicht genügend Kunststoff in die Nebenkavität verdrängt wird, kann entweder der Druck auf den Kolben 234 vermindert oder der Gasdruck im Formteil erhöht werden. Wenn zuviel Kunststoff in die Nebenkavität verdrängt wird, wird umgekehrt verfahren (d. h. es wird mehr Druck auf den Kolben 234 gegeben oder der Gasdruck im Formteil verringert).
7. Die Form wird geöffnet, und das in die Buchse 232 verdrängte Kunststoffmaterial wird durch Aufgeben eines Drucks auf den Kolben 234 ausgeworfen. Der Kolben 234 kann nicht aus der Buchse 232 austreten, da die Luftfeder 188 ihren maximalen Hub erreicht, wenn die obere Oberfläche des Kolbens 234 mit der Teilfuge der Form fluchtet. Auch diese Konstruktion vermeidet die Notwendigkeit für einen Absperrschieber zwischen dem den Gegenstand bestimmenden Formhohlraum und der Nebenkavität. Diese Konstruktion beseitigt des weiteren das Überverdichten des Formhohlraums und berücksichtigt Ungenauigkeiten der Schnecke beim Einspritzen von genauen Schußgewichten bei jedem Zyklus.
Von einer in Fig. 20 dargestellten Spritzgießvorrichtung zum Herstellen eines wenigstens bereichsweise hohlen Kunststoffkörpers 337 sind zwei Formwerkzeughälflen 322, 324 dargestellt, zwischen denen eine Trennfuge 323 vorhanden ist. In der Formwerkzeughälfte 322 ist ein zusätzlicher Hohlraum 325 in Form einer zylindrischen Bohrung 327 geschaffen, die von der Trennfuge 323 ausgeht und blind in der Formwerkzeughälfte 322 endet. In der Bohrung 327 ist ein Kolben 329 verschiebbar geführt und gegenüber der Bohrung 327 mittels eines Dichtrings 331 abgedichtet.
In der Formwerkzeughälfte 324 ist ein Formhohlraum 336 angeordnet, der sich über einen Angußkanal 334 und eine Bohrung 330 in einem Einsatz 328 von einer Einspritzdüse 326 aus mit fließfähiger Kunststoffschmelze füllen läßt. An einer Bohrung 332 im Einsatz 328 ist eine Druckgasleitung 339 angeschlossen, so daß sich Druckgas über die in der Bohrung 330 mündenden Bohrung 332 in die bereits in den Formhohlraum 336 eingespritzte Kunststoffschmelze einbringen läßt.
Der Formhohlraum 336 steht mit dem zusätzlichen Hohlraum 325 über einen im Bereich der Trennfuge 323 verlaufenden Kanal 338 in Verbindung. Eine Kolbenseite 335 läßt sich über eine Druckgasleitung 348 mit Druckgas beaufschlagen. Dazu dient eine Druckgasquelle 340, die über Druckgasleitungen 356 einerseits über ein Absperrventil oder ein Druckregelventil 341 mit der Druckgasleitung 339 und andererseits über ein Absperrventil oder ein Druckregelventil 347 mit der Druckgasleitung 348 in Verbindung steht, die ihrerseits bis zur Bohrung 327 auf der druckbeaufschlagten Kolbenseite 335 geführt ist.
Aus der Druckgasleitung 339 läßt sich das Druckgas über ein Absperrventil und ggf. ein Durchflußregelventil 343 in einen Auffangbehälter 345 oder in die freie Atmosphäre leiten. Demselben Zweck dient ein Absperrventil 349 und ggf. ein Durchflußregelventil 350 zum Ableiten des Druckgases aus der Leitung 348 in einen Auffangbehälter 351 oder in die freie Atmosphäre. Da es sich bei dem Druckgas in der Regel um Stickstoff handelt, kann das Zurückführen in die Auffangbehälter 345, 351 dazu dienen, den abgeleiteten Stickstoff aufzufangen und zur Wiederverwendung der Druckgasquelle 340 zuzuführen. Ist eine solche Wiederverwendung nicht erforderlich oder nicht gewünscht, kann der Stickstoff in die freie Atmosphäre abgeleitet werden.
Zum Herstellen eines Kunststoffkörpers 337 mit einem hohlen Bereich 344 wird fließfähige Kunststoffschmelze mittels einer nicht dargestellten Spritzgießmaschine durch die Einspritzdüse 326, die Bohrung 330 im Einsatz 328 und den Angußkanal 334 in den Formhohlraum 336 eingespritzt.
Während des Einspritzens der Kunststoffschmelze ist der Kolben 329 durch Öffnen des Absperr- oder Druckregelventils 347 auf seiner Kolbenseite 335 mit Druck beaufschlagt und befindet sich daher in der gestrichelt dargestellten, oberen Stellung, in der der Kolben 329 mit seiner Stirnfläche an der Formwerkzeughälfte 324 im Bereich der Trennfuge 323 anliegt.
Nachdem eine bestimmte Menge fließfähiger Kunststoffschmelze in den Formhohlraum 336 eingespritzt ist, wird das Absperrventil 341 geöffnet und Druckgas über die Leitung 339 und die Öffnung 332 in die bereits im Formhohlraum 336 eingespritzte Kunststoffschmelze eingebracht.
Beginnt das Einbringen des Druckgases in die Kunststoffschmelze, bevor der Formhohlraum 336 vollständig mit Kunststoffschmelze gefüllt ist, wird das Einspritzen des Kunststoffs fortgesetzt, bis die zum Herstellen des bereichsweise hohlen Kunststoffkörpers 337 benötigte Menge eingespritzt ist. Während dieses fortgesetzten Einspritzens der Kunststoffschmelze wird bereits Druckgas in die Kunststoffschmelze eingebracht und bildet darin einen Hohlraum 344 und preßt dabei gleichzeitig die Kunststoffschmelze gegen die Wandflächen 346 des Formhohlraums 336.
Ob nun das Druckgas bereits in die Kunststoffschmelze eingebracht wird, bevor der Formhohlraum 336 vollständig mit Kunststoffschmelze gefüllt ist oder ob das Einbringen des Druckgases erst dann beginnt, wenn der Formhohlraum 336 vollständig mit Kunststoffschmelze gefüllt ist, bedeutet dies in beiden Fällen, daß der im Formhohlraum 336 herrschende Druck noch verhältnismäßig niedrig ist, so daß die durch den den Formhohlraum 336 mit dem zusätzlichen Hohlraum 325 verbindenden Kanal 338 fließende Kunststoffschmelzenfront auf den druckbeaufschlagten Kolben 329 trifft und diesen erst dann verschieben kann, wenn der Druck im Formhohlraum 336 höher als der auf die Kolbenseite 335 wirkende Gasdruck ist. Dieser Gasdruck läßt sich durch das Ventil 347 bzw. das Ventil 349 und das Durchflußregelventil 350 steuern, so daß das Zurückweichen des Kolbens 329 in gesteuerter Weise so erfolgt, daß eine kontrollierte Aufnahme von Kunststoffschmelze durch Volumenvergrößerung des zusätzlichen Hohlraums 325 bewirkt wird.
Nach dem Abkühlen und Verfestigen der Kunststoffschmelze im Formhohlraum 336 und im zusätzlichen Hohlraum 325 wird der Gasdruck aus dem hohlen Bereich 344 über den Angußkanal 334, die Bohrung 330, die Öffnung 332, die Druckgasleitung 339, das Absperrventil 332 und das Durchflußregelventil 343 mit kontrollierter Geschwindigkeit entlüftet, bis im wesentlichen Druckgleichgewicht zwischen dem hohlen Bereich 344 und der Außenatmosphäre herrscht. Nunmehr lassen sich die Formhälften 322, 324 auseinanderfahren und der Kunststoftkörper sowie der sich im zusätzlichen Hohlraum 325 befindliche Kunststoff entformen. Zum Entformen des Kunststoffkörpers 337 lassen sich übliche Auswerferstifte verwenden, während zum Entformen des im zusätzlichen Hohlraum 325 befindlichen Kunststoffs der Kolben 329 verwendet wird, der aufgrund der Druckbeaufschlagung der Kolbenseite 335 wie ein Auswerferstift wirkt.
Während der Kunststoffkörper 337 gemäß Fig. 20 einen nicht näher definierten hohlen Bereich 344 aufweist, ist in Fig. 21 erkennbar, daß ein Kunststoftkörper 352 mit verhältnismäßig geringer Wandstärke einen zur Trennfuge 323 benachbarten Randbereich größerer Wandstärke aufweist, der durch Einbringen von Druckgas hohl geblasen werden soll. Bei dem Kunststoffkörper 342 kann es sich z. B. um eine längliche Stoßstange für ein Kraftfahrzeug handeln, deren Randbereich 353 verstärkt ist. In diesem Fall wird der Formhohlraum über einen nicht dargestellten Angußkanal vollständig mit Kunststoffschmelze gefüllt. Ein Ende des verdickten Randes 353 ist über einen Tunnelkanal 354 mit dem zusätzlichen Hohlraum 325 verbunden. Der Kolben 329 befindet sich in seiner oberen Stellung, da die Kolbenseite 335 über eine mit der Druckgasleitung 348 in Verbindung stehende Bohrung 356 mit Druckgas einstellbaren Drucks beaufschlagt ist. Das entgegengesetzte Ende des verdickten Randes 353 läßt sich über eine Hohlnadel 355 mit Druckgas über die daran angeschlossene Druckgasleitung 339 mit Druckgas beaufschlagen.
Falls die Spritzgießmaschine in einem Spritzzyklus mehr Kunststoffschmelze in den Formhohlraum spritzt, als der Formhohlraum aufnehmen kann, strömt dieser überschüssige Teil der Kunststoffschmelze ohne wesentliche Erhöhung des Einspritzdrucks bzw. des im Formhohlraum herrschenden Drucks über den Tunnelkanal 354 in den zusätzlichen Hohlraum 325 und verschiebt den Kolben 329 gegen den Druck des Druckgases um einen dem überschüssigen Volumen entsprechenden Weg. Nunmehr wird am entgegengesetzten Ende des verdickten Randes 353 Druckgas über durch die Hohlnadel 355 in den noch schmelzflüssigen Kernbereich des verdickten Randes 353 eingebracht und verdrängt diesen noch schmelzflüssigen Anteil in den zusätzlichen Hohlraum 325 unter Bildung eines hohlen Bereichs im verdickten Rand 353.
Wenn die in Fig. 20 dargestellten Ventile 347, 349 verschlossen sind, bewirkt die Verschiebung des Kolbens 329 durch die in den zusätzlichen Hohlraum 325 verdrängte Kunststoffschmelze eine Gasdruckerhöhung, bis Druckgleichgewicht auf beiden Seiten des Kolbens 329 herrscht. Der Gasdruck in dem hohlen Bereich im verdickten Rand 353 wird so Lange aufrechterhalten, bis der Kunststoffkörper 352 so weit abgekühlt und verfestigt ist, daß er sich entformen läßt. Damit der Kunststoffkörper 352 aufgrund des in ihm herrschenden Gasdrucks beim Entformen nicht zerplatzt, wird der Gasdruck zunächst über die Hohlnadel 355 in kontrollierter Weise entlüftet, indem das in Fig. 20 dargestellte Absperrventil 342 geöffnet wird, so daß das Gas durch das Durchflußregelventil 343 gesteuert abfließt.
Nach dem Druckausgleich mit der Außenatmosphäre bzw. mit dem niedrigen Druck in einem Auffangbehälter werden die Formhälften 322, 324 auseinander gefahren, worauf sich der Kunststoffkörper 352 aus der Form entnehmen läßt und der im zusätzlichen Hohlraum 325 befindliche Kunststoff durch den mit Gasdruck beaufschlagten Kolben 329 ausgestoßen wird.
Die Hohlnadel 355 kann ggf. zurückziehbar gestaltet sein, um den Fluß der Kunststoffschmelze nicht zu beeinträchtigen und um ein Verstopfen durch die Kunststoffschmelze zu verhindern.
Ist der Druck des von der Druckgasquelle 340 gelieferten Druckgases höher als der zur Bildung des hohlen Bereich 344 in Fig. 1 bzw. des hohlen Bereichs im verdickten Rand 353 in Fig. 2 erforderliche Druck, kann das Absperrventil 341 als Druckregelventil ausgebildet sein. Ist der Druck des von der Druckgasquelle 340 gelieferten Druckgases gleich dem zum Einbringen in die Kunststoffschmelze erforderlichen, kann das Ventil 341 als Absperrventil gestaltet sein.
Das Ventil 342 kann ebenfalls als Absperrventil gestaltet sein, wenn der Haltedruck während des Verfestigens des Kunststoffkörpers 337 bzw. 352 gleich dem Druck des in die bereits in dem Formhohlraum eingespritzte Kunststoffschmelze eingebrachten Gases ist. Soll der Haltedruck niedriger sein, läßt sich das Ventil 342 als Druckregelventil gestalten, so daß sich nach einer gewissen Zeit der niedrigere Haltedruck über dieses Druckregelventil 342 einstellen läßt.
Das Ventil 347 kann als Absperrventil ausgebildet sein, wenn der auf die Kolbenseite 335 wirkende Gasdruck gleich dem Druck des von der Druckgasquelle 340 belieferten Druckgases in der Anfangsphase sein kann. In diesem Fall muß der auf die Kolbenseite 335 wirkende Gasdruck spätestens dann auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden, wenn das Verdrängen von Kunststoffschmelze aus dem Formhohlraum 336 in den zusätzlichen Hohlraum 325 beginnen soll. Der erforderliche Gegendruck läßt sich in diesem Fall durch ein als Druckregelventil ausgebildetes Ventil 349 einstellen und ggf. durch das Durchflußregelventil 350 kontrolliert auf Atmosphärendruck oder auf den Druck im Auffangbehälter 351 herabsetzen.
Soll auf die Kolbenseite 335 von vornherein ein niedrigerer Druck wirken als der, der durch die Druckgasquelle 340 zur Verfügung gestellt wird, kann das Ventil 347 als Druckregelventil ausgebildet sein.
Verbleibt bis zum Entformen der Kunststoffkörper 337 bzw. 352 ein Gasdruck auf der Kolbenseite 335 des Kolbens 329, wird dieser Kolben 329, wie bereits erwähnt, zum Auswerfer für den im zusätzlichen Hohlraum 325 befindlichen, verfestigten Kunststoff, jedoch muß in diesem Fall verhindert werden, daß der Kolben 329 durch diesen Gasdruck beim Auseinanderfahren der Formhälften 322, 324 aus seiner Bohrung 327 herausgetrieben wird. Dies wird bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 20 durch eine Entlastungsbohrung 333 erreicht, die von der Kolbenseite 335 bis in einen Bereich unterhalb des Dichtrings 331 geführt ist und eine Druckentlastung der Kolbenseite 335 bewirkt, sobald der Kolben 329 bis auf Höhe dieser Druckentlastungsbohrung 333 aus seiner Bohrung 327 herausgetreten ist.
Demgegenüber weist der Kolben 329 beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 21 einen mechanischen Anschlag auf, der aus einer mit dem Kolben 329 fest verbundenen Kolbenstange 357, einem damit verbundenen Kopf 358 und einer Anschlagfläche 360 an der Formwerkzeughälfte 324 besteht. Die Kolbenstange 357 ist mittels eines Dichtrings 359 nach außen abgedichtet und liegt in der in Fig. 21 dargestellten Stellung mit dem Kopf 358 noch nicht an der Anschlagfläche 360 an, da der Kolben 329 mit seinem Kopf an einer Fläche der Formwerkzeughälften 322 in der Trennfuge 323 anliegt. Werden nun die Formwerkzeughälften 322, 324 in Achsrichtung des Kolbens 329 auseinanderbewegt, um den Kunststoffkörper 352 und den in den zusätzlichen Hohlraum 325 verdrängten Kunststoff zu entformen, bewegt sich der Kolben 329 aufgrund des auf die Kolbenfläche 335 wirkenden Gasdrucks aus seiner dem Volumen der in den zusätzlichen Hohlraum 325 verdrängten Kunststoffschmelze entsprechenden, zurückgezogenen Stellung in die in Fig. 21 dargestellte Stellung und darüber hinaus bis zum Anschlag des Kopfes 358 an die Anschlagfläche 360 vor und wirkt dabei als Auswerfer Ihr den in den zusätzlichen Hohlraum 325 verdrängten und verfestigten Kunststoff, ohne daß der Kolben 329 durch den Gasdruck aus seiner Bohrung 327 herausgetrieben werden und herausfallen kann.

Claims

1. Verfahren zum Spritzgießen eines hohlen Kunststoffgegenstandes (337, 352), das die Schritte umfaßt:

- Einspritzen einer fließfähigen Kunststoffmenge in einen Formhohlraum (136, 21, 336) mit einer wenigstens einen Teil des Gegenstandes (337, 352) festlegenden Form;

- Verdrängen eines Teils des Kunststoffs aus dem Formhohlraum in einen mit dem Formhohlraum in Fließverbindung stehenden, volumenveränderlichen Überschußraum (24, 134, 325) durch Einbringen einer unter Druck stehenden Gasfüllung in den Formhohlraum (21, 136, 336);

- Verfestigenlassen des eingespritzten Kunststoffs;

- Entlüften des Gases aus dem Formhohlraum (21, 136, 336) und

- Entfernen des Kunststoftkörpers aus der Form, gekennzeichnet durch

- Füllen des Formhohlraums (21, 136, 336), ohne den fließfähigen Kunststoff zu verdichten,

- Gesteuertes Sich-Vergrößernlassen des Rauminhalts des Überschußraums (24, 134, 325) auf ein Endvolumen, das auf der in den Formhohlraum (21, 136, 336) eingespritzten Kunststoffmenge beruht, wobei sich der Rauminhalt des Überschußraums (24, 134, 325) während des Schritts des Verdrängens und/oder während des Schritts des Einspritzens vergrößert, um einen im wesentlichen spannungsfreien, hohlen Kunststoffgegenstand herzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Rauminhalt des Überschußraums wenigstens teilweise durch eine obere Fläche eines in einem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolbens bestimmt wird, der eine obere Stellung und eine untere Stellung hat, und bei der das Verfahrendes weiteren den Schritt umfaßt: Erhöhen des auf den Kolben wirkenden Drucks, um den Kolben in seine obere Stellung zu bewegen, und bei dem der Schritt des Sich-Vergrößernlassens des Rauminhalts des Überschußraums den Schritt des Verminderns des auf den Kolben wirkenden Drucks einschließt.

3. Verfahren nach Anspruch 2 mit dem weiteren Schritt: Erhöhen des Drucks auf der unteren Fläche des Kolbens, um den Kolben in seine obere Stellung zu bewegen und um den Teil des Kunststoffs nach dem Entlüften aus dem Überschußraum zu entfernen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Einspritzen eines fließfähigen Kunststoffs durch einen Angußkanal in einen Formhohlraum,

- Einbringen eines unter Druck stehenden Gases in den bereits in den Formhohlraum eingespritzten Kunststoff spätestens, wenn der Formhohlraum mit Kunststoff gefüllt ist,

- Verdrängen eines Teils des noch fließfähigen Kunststoffs aus dem hohl auszuführenden Bereich des Kunststoffgegenstandes in einen zusätzlichen, volumenveränderlichen, mit dem Formhohlraum über einen Kanal verbundenen Überschußraum

- gegen die Kraft einer kraftbeaufschlagten, beweglichen Trennwand im zusätzlichen Überschußraum für eine kontrollierte Aufnahme von Kunststoff durch Volumenvergrößerung des zusätzlichen Überschußraums, die größer als die durch den Druck des Kunststoffs während des Füllens des Formhohlraums und spätestens mit Beginn des Austreibens von Kunststoff in den zusätzlichen Überschußraum kleiner als die durch den Druck des in den Kunststoff im Formhohlraum eingebrachten Gases auf die Trennwand ausgeübte Kraft ist,

- Abkühlen und Verfestigen des Kunststoffs,

- Druckentlasten des durch Einbringen von Gas gebildeten hohlen Bereichs,

- Entformen des Kunststoffgegenstandes und des in den zusätzlichen Überschußraum verdrängten Kunststoffs.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die die Trennwand beaufschlagende Kraft durch ein Druckmedium erzeugt wird, dessen Druck einstellbar ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das in den Kunststoff eingebrachte Druckmedium dasselbe Gas ist, das die Kraft auf die Trennwand ausübt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Druck und das Volumen des die Trennwand beaufschlagenden Gases so eingestellt und bemessen werden, daß sich nach Verdrängen eines vorbestimmten Volumens des Kunststoffs in den zusätzlichen Überschußraum und entsprechendes Zurückweichen der Trennwand ein Druckgleichgewicht beiderseits der Trennwand einstellt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die auf die Trennwand ausgeübte Kraft das Auswerfen des in den zusätzlichen Überschußraum verdrängten und verfestigten Kunststoffs durch die Trennwand beim Entformen bewirkt.

9. System zum Spritzgießen eines hohlen Kunststoffgegenstandes mit

- einer Einrichtung (326) zum Einspritzen einer fließfähigen Kunststoffmenge in einen eine wenigstens einen Teilbereich des Gegenstandes (337; 352) festlegende Form aufweisenden Formhohlraum (136; 21; 336),

- einer Einrichtung (332, 339, 341, 356, 340) zum Einbringen einer Füllung von unter Druck gesetztem Gas in den Formhohlraum (136; 21; 336), um einen Teil des Kunststoffs aus dem Formhohlraum (21; 136; 336) in einen mit dem Formhohlraum in Fließverbindung stehenden, volumenveränderlichen Überschußraum (24; 134; 325) zu verdrängen und

- einer Einrichtung (342, 343) zum Druckentlasten des Gases aus dem Formhohlraum (21; 136; 336),

gekennzeichnet durch:

- eine Einrichtung (30; 130; 234; 329; 166; 340, 347, 348, 349, 350) zum gesteuerten Sich-Vergrößernlassen des Volumens des Überschußraums (24; 134; 325) auf ein auf der in den Formhohlraum (21; 136; 336) eingespritzten Kunststoffmenge beruhendes Endvolumen in der Weise, daß während des Verdrängens des Teils des Kunststoffs von dem Formhohlraum (21; 136; 336) in den Überschußraum (24; 134; 325) oder während des Einspritzens ein Verdichten des fließfähigen Kunststoffs im Formhohlraum (154; 322, 324) vermieden und ein im wesentlichen spannungsfreier Gegenstand hergestellt wird.

10. System nach Anspruch 9, bei dem die Einrichtung zum Sich-Vergrößernlassen einen Zylinder (132, 327) und einen im Zylinder (132; 327) hin- und herbeweglich angeordneten Kolben (30; 130; 234; 329) umfaßt, die zusammen den Überschußraum (24; 134; 325) bilden und bei dem das System des weiteren eine Einrichtung (166; 340, 347, 349, 350) zum Steuern des auf den Kolben ausgeübten Drucks zum Steuern der Bewegung des Kolbens (30; 130; 234; 329) im Zylinder (132; 327) umfaßt.

11. System nach Anspruch 10, bei dem die Steuereinrichtung eine Luftfeder (138) zum Steuern des Drucks auf den Kolben (234) umfaßt.

12. System nach Anspruch 10, bei dem die Steuereinrichtung einen pneumatischen Steuerkreis (166) zum Steuern des Luftdrucks auf der unteren Fläche (32) des Kolbens (30; 130; 234; 329) umfaßt.

13. System nach Anspruch 12 mit einem entweder dem Kolben (30; 130; 234; 329) oder dem Zylinder (132; 327) zugeordneten Anschlag (142; 358), um ein Herausbewegen des Kolbens (30; 130; 234; 329) aus dem Zylinder (132; 327) zu verhindern.

14. System nach Anspruch 13, bei dem der Anschlag einen mit dem Kolben (30; 130; 234; 324) verbundenen und sich damit bewegenden Anschlagstift (144; 357) umfaßt.

15. System nach Anspruch 14, bei dem der Anschlagstift (144''') eine darin gebildete Bohrung (137''') umfaßt, die die untere Fläche des Kolbens (130''') mit dem pneumatischen Steuerkreis (166) fließend verbindet.

16. System nach Anspruch 12, bei dem der Zylinder eine darin angeordnete Öffnung (134; 150; 156; 182""; 348) zum Fließverbinden der unteren Fläche (82) des Kolbens (30; 130; 234; 329) mit dem pneumatischen Steuerkreis (166; 340, 347, 349, 350) umfaßt.

17. System nach Anspruch 9 mit einer Einrichtung (186"") zum Auswerfen des Teils des Kunststoffs aus dem Überschußraum (134"").

18. System nach Anspruch 17, bei dem die Auswerfeinrichtung einen Auswerferstift (186"") umfaßt.

19. System nach einem der Ansprüche 9 bis 18, gekennzeichnet durch:

- wenigstens einen in einer Form (322, 324) angeordneten Formhohlraum (336),

- wenigstens einem Angußkanal (330, 334) zum Einspritzen von druckbeaufschlagtem, fließfähigem Kunststoff,

- wenigstens einer Bohrung (332, 355) für ein unter Druck stehendes Gas zum Einbringen des Gases in den bereits in den Formhohlraum (336) eingespritzten Kunststoff,

- wenigstens einen in der Form (322, 324) außerhalb des Formhohlraums (336) und mit diesem über einen Kanal (338, 354) verbundenen, zusätzlichen, volumenveränderlichen Überschußraum (325),

- eine bewegliche Trennwand (329) in dem zusätzlichen Überschußraum (325) und

- eine das Volumen des zusätzlichen Überschußraums (325) in Richtung des Formhohlraums (336) verkleinernde Kraftbeaufschlagung der Trennwand (329), die größer als die durch den Druck des Kunststoffs während des Füllens des Formhohlraums (336) und spätestens mit Beginn des Austreibens von Kunststoff in den zusätzlichen Überschußraum (325) kleiner als die durch den Druck des in den Kunststoff im Formhohlraum (336) eingebrachten Gases auf die Trennwand (329) ausgeübte Kraft ist.

20. System nach Anspruch 19, bei dem die Trennwand aus einem in einer Bohrung (327) abgedichtet verschiebbaren Kolben (329) besteht.

21. System nach Anspruch 20, bei dem die Kraftbeaufschlagung des Kolbens (23) durch ein Druckmedium erfolgt.

22. System nach Anspruch 21, bei dem als Druckmedium das unter Druck stehende, in den Kunststoff einzubringende Gas verwendet wird.

23. System nach Anspruch 21 oder 22, bei dem ein Druckregelventil (347) und/oder ein Durchflußregelventil (350) in einer mit der Bohrung (327) für den Kolben (329) verbundenen Druckmediumleitung (348) angeordnet ist.

24. System nach einem der Ansprüche 21 bis 23, bei dem der Kolben (329) einen Dichtring (331) aufweist und sich eine Druckentlastungsbohrung (333) von der mit Druckmedium beaufschlagten Kolbenseite (335) zu einem Bereich unterhalb des Dichtrings (331) erstreckt.

25. System nach einem der Ansprüche 18 bis 24, bei dem die bewegliche Trennwand (329) einen Auswerfer für den in den zusätzlichen Überschußraum (325) verdrängten und verfestigten Kunststoff bildet.

26. System nach einem der Ansprüche 19 bis 25, bei dem ein den Kolben (329) in seiner Endstellung in der Bohrung (327) festhaltender, mechanischer Anschlag (358, 360) vorgesehen ist.

27. System nach einem der Ansprüche 19 bis 26, bei dem der zusätzliche Überschußraum (325) in einer Formhälfte (322) am Ende eines durch Druckgasbeaufschlagung hohl auszuführenden Bereichs (344, 353) des Kunststoffgegenstandes (337, 352) angeordnet ist, der den Formhohlraum (336) mit dem zusätzlichen Überschußraum (325) verbindende Kanal (328, 354) im Bereich der Teilfugenebene (323) zwischen beiden Formhälften (322, 324) liegt und die Öffnung (332, 355) zum Einbringen des unter Druck stehenden Gases in den Kunststoff am Anfang des durch Druckgasbeaufschlagung hohl auszuführenden Bereichs (344, 353) des Kunststoffgegenstandes (337, 352) angeordnet ist.