DE69209408T2

DE69209408T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Spritzgiessen einer Formmasse

Info

Publication number: DE69209408T2
Application number: DE69209408T
Authority: DE
Inventors: David E Baxter; Robert L Brown
Original assignee: Gencorp Inc
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1991-08-28
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2012-08-21
Also published as: EP0529940A2; EP0529940B1; KR930004049A; US5183605A; CA2071808C; JPH05200771A; CA2071808A1; EP0529940A3; AU642382B2; JP2521620B2; KR950010636B1; AU1853392A; BR9202949A; MX9204309A; DE69209408D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einspritzen von Formungsmaterial, und im spezielleren ein Einspritzverfahren und eine Vorrichtung zum Einspritzen von Formungsmaterial in eine selbstklemmende Form.
Spritzgußpressen zum Einspritzen von Formungsmaterialien in Formen sind in der Herstellungsindustrie wohlbekannt. Formungsmaterialien, wie Kautschukverbundstoffe, müssen typischerweise unter spezifischen Temperatur- und Druckbedingungen in ihren Formen gehärtet werden. Vor dem Einspritzen des Formungsmaterials in die Form klemmt die Einspritzpresse die Form fest, sodaß der Formhohlraum während des Einspritzvorgangs unter Druck steht. Nach dem Einspritzen des Formungsmaterials in die Form übt die Einspritzpresse weiterhin den notwendigen Druck aus und hält möglicherweise die Temperatur, um das Formungsmaterial zu härten.
Ein Problem bei herkömmlichen Formungspressen besteht in der Notwendigkeit, eine Klemmkraft bereitzustellen, die sowohl dem während des Einspritzens von Material in die Form ausgeübten Betriebsdruck von außen standhält, als auch einer Trennkraft, die durch das Einspritzen von Material in die Form und anfängliches Härten des Materials innerhalb der Form auf die Form ausgeübt wird. Die dem Einspritzen von Material zugeschriebene Komponente der Trennkraft ist proportional zur Querschnittsfläche des Formhohlraums. Mit der erforderlichen Klemm- oder Widerstandskraft müssen die Betriebs- und Trennkräfte überwunden werden. Somit steigt, wenn die Größe des zu formenden Erzeugnisses zunimmt, auch die anzulegende Klemmkraft. Verfügbare Einspritzpressen liefern Widerstandskräfte von etwa 250 kN (25 t), die zur notwendigen Widerstandskraft, die für eine bestimmte Anwendung erforderlich ist, beitragen. Natürlich haben Pressen, die solche Kräfte ausüben können, eine beträchtliche Größe, ein beträchtliches Gewicht und einen beträchtlichen Preis, da sie Stützstrukturen umfassen müssen, um die Form während des Einspritzens und jeglichem anfänglichem Härten zu halten.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die für jeden Formungszyklus erforderliche Zeit 6 Minuten oder mehr betragen kann. Ein Formungszyklus umfaßt typischerweise die Schritte des Festklemmens der Form, des Einspritzens von Material in die Form, das Halten der Form in geklemmtem Zustand, um das Härten in Gang zu setzen, und das Wiederbeladen der Einspritzeinheit mit Material. Derartige Formungszykluszeiten sind erforderlich, da die Formen typischerweise innerhalb der Presse unter Druck bleiben müssen, um den Einspritzvorgang abzuschließen, das Härten in Gang zu setzen und die Einspritzeinheit wieder mit Formungsmaterial für den nächsten Zyklus zu beladen.
Bei manchen Systemen ist zwar versucht worden, die Zeit, für die die Formen in der Presse bleiben, zu verringern, bei diesen Systemen ist aber immer noch die Ausübung eines beträchtlichen Drucks durch die Pressen erforderlich, und die Dauer eines jeden Zyklus ist immer noch relativ lange. Die US-PS-3,973,891 stellt beispielsweise eine Einspritzpresse bereit, worin das Einspritzverfahren innerhalb von 10 Sekunden durchgeführt wird, und ein Formfestziehelement wird dann verwendet, um die Form während des restlichen Härtungsvorgangs in festgezogenem Zustand zu halten. Sobald das Festziehelement sich in Position befindet, wird die Form von der Einspritzpresse entfernt und einer Härtungsstation zugeführt. Es ist zwar nicht notwendig, daß die Form zum Härten nach dem Einspritzen in der Einspritzpresse gehalten wird, aber der Einspritzvorgang alleine kann einen Zeitraum von 10 Sekunden erfordern. Der Wiederbeladungsvorgang, in dessen Verlauf die Einspritzvorrichtung wieder für das nächste Einspritzen beladen wird, erhöht die Gesamtzeit des Formungszyklus weiter.
Die GB-A-2235151 (Day) beschreibt eine transportable Form für den Spritzguß mit arretierbaren Führungsstiften, die zwischen zwei Formteilen in Eingriff bringbar sind, um sie zusammenzuhalten, sodaß die gefüllte Form unmittelbar nach dem Einspritzen körperlich von der Einspritzvorrichtung entfernt werden kann. Es ist kein Einspritzverfahren oder eine andere allgemeine Einspritzvorrichtung geoffenbart.
Das allgemeine Problem, mit dem sich die vorliegende Erfindung beschäftigt, ist das Bereitstellen neuer und nützlicher Verfahren und Vorrichtungen zum Einspritzen von Formungsmaterial unter Einsatz einer selbstklemmenden Form.
Besonders bevorzugte Ziele, die hierin angesprochen werden, sind (i) die Anzahl der in einem bestimmten Zeitraum bearbeiteten Formen zu erhöhen, (ii) das Ausmaß der Klemmkraft zu verringern, die erforderlich ist, um die während des Einspritzvorgangs ausgeübten Kräfte auszuhalten, und allgemein (iii) die/das Gesamtgröße, -gewicht und Komplexität der Vorrichtung zu verringern.
Allgemein gesagt werden Vorrichtungen und Verfahren zum Einspritzen in eine Form bereitgestellt, worin das Mittel oder die Kraft, die von der Vorrichtung bereitstellt wird, um die Formen gegen die Einspritzvorrichtung zusammenzuhalten, geringer ist als notwendig wäre, um die Formabschnitte gegen die Innendrücke zusammenzuhalten, da die Form selbstklemmend ist.
Gemäß einem ersten spezifischen Aspekt wird eine Spritzgußvorrichtung bereitgestellt, umfassend:
einen Stützrahmen und einen Formträger zum Aufnehmen einer Form, wobei die Form selbstklemmend ist, um eine durch Druck im Formhohlraum erzeugte Formtrennkraft auszuhalten, die dazu tendiert, die Formteile während des Einspritzvorgangs zu trennen, und eine oder mehrere Einspritzöffnungen zum Aufnehmen von eingespritztem Formungsmaterial aufweist;
eine Einspritzvorrichtung, die mit dem Formträger ausgerichtet und dazu ausgebildet ist, Formungsmaterial mit einem vorbestimmten Einspritzdruck durch eine Angußverteilerplatte hindurch in den Formhohlraum der Form einzuspritzen, die über der/den Einspritzöffnung(en) der Form angreift und eine oder mehrere Angußverteileröffnungen für das Formungsmaterial aufweist, sowie
einen Hochstellmechanismus, der während des Einspritzens auf den Formträger wirkt und die Form mit einer Kraft in eine Hochstellrichtung gegen die Einspritzvorrichtung drängt, die ausreicht, um eine Form-Einspritzvorrichtungs-Trennkraft zu überwinden, die als Ergebnis des Einspritzdrucks, der in den Einspritz- und/oder Angußverteileröffnungen wirkt, zwischen der Einspritzvorrichtung und der Form entsteht, die aber nicht ausreicht, um zusätzlich die Formtrennkraft zu überwinden, wenn die Form nicht selbstklemmend ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Einspritzformungsverfahren bereitgestellt, umfassend
das Tragen einer Form auf einem Formträger in einem Stützrahmen, wobei die Form trennbare Formteile, einen zwischen ihnen definierten Formhohlraum und eine oder mehrere Einspritzöffnungen aufweist, die in den Formhohlraum führen;
das Einspritzen von Formungsmaterial mit einem vorbestimmten Einspritzdruck in den Formhohlraum der Form von einer Einspritzvorrichtung durch eine oder mehrere Angußverteileröffnung einer Angußverteilerplatte der Einspritzvorrichtung hindurch, welche Platte über der/den Einspritzöffnung(en) der Form angreift, während die Form mit einer Kraft gegen die Einspritzvorrichtung geklemmt wird, die von einem auf den Formträger wirkenden Hochstellmechanismus bereitgestellt wird;
wobei die Form einen Selbstklemm-Mechanismus umfaßt, um die Formtrennkraft auszuhalten, die dazu neigt, die Formteile zu trennen und vom Druck des Formungsmaterials im Formhohlraum verursacht wird, und
wobei die vom Hochstellmechanismus bereitgestellte Klemmkraft so vorbestimmt ist, daß sie ausreicht, um die Form-Einspritzvorrichtungs-Trennkraft zu überwinden, die als Ergebnis dessen, daß der Einspritzdruck in den Einspritz- und/oder Angußverteileröffnungen wirkt, zwischen der Einspritzvorrichtung und der Form entsteht, aber nicht ausreicht, um zusätzlich die Formtrennkraft zu überwinden, wenn die Form nicht selbstklemmend ist.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt umfaßt die Spritzgußvorrichtung einen Stützrahmen, der einen Hochstellmechanismus trägt, eine Einspritzvorrichtung und einen Extruder. Der Stützrahmen umfaßt beabstandete Platten und die Platten verbindende Stützstäbe sowie eine C-förmige Öffnung, die in jeder der Platten ausgebildet ist, um die Form aufzunehmen. Vom Rahmen werden eine feststehende obere Plattenanordnung und der vertikale Hochstellmechanismus mit einer beweglichen unteren Platte gehalten. Entweder die obere oder die untere Platte oder beide können erwärmt werden, um für zusätzliche Temperaturregulierung des Formungsmaterials zu sorgen. Die feststehende obere Plattenanordnung umfaßt vorzugsweise eine Einspannplatte, eine Isolationsplatte, eine beheizte Platte und eine Angußverteilerplatte. Während des Einspritzvorgangs wird die Form innerhalb der C-förmigen Öffnung gehalten, die im mit der Einspritzvorrichtung ausgerichteten Stützrahmen ausgebildet ist.
Die vorgesehene Einspritzvorrichtung umfaßt einen Einspritzzylinder und eine Einspritzdüse und wird ebenfalls auf dem Rahmen getragen, um Formungsmaterial unter Druck in die selbstklemmende Form einzuspritzen. Während des Einspritzens des Formungsmaterials befindet sich die Einspritzdüse mit der Angußverteilerplatte der oberen Plattenanordnung in Kommunikation mit der Form in Eingriff, und der Einspritzzylinder kann einen Einspritzdruck bis zu etwa 170 MPa (25.000 psi) ausüben.
Der vertikale Hochstellmechanismus und die feststehende obere Plattenanordnung befinden sich ebenfalls in Klemmeingriff mit der Form. Der Hochstellmechanismus sorgt für eine Klemm- oder Widerstandskraft, um die Form gegen die Angußverteilerplatte, die untere Hochstellmechanismus-Platte und die Düse der Einspritzvorrichtung geklemmt zu halten. Der Hochstellmechanismus übt eine Klemmkraft aus, die größer ist als die vom Einspritzmaterial im Anguß erzeugten Kräfte, die Einspritzkraft, die versucht, die Form von der Angußverteilerplatte zu trennen.
Bei herkömmlichen Formungstechniken steht die Form selbst nicht unter Druck oder ist nicht vorbelastet. Der Einspritzdruck übt die notwendigen Kräfte aus. Unter Einsatz solcher herkömmlicher Techniken ist die Querschnittsfläche des gesamten Formhohlraumes exponiert, und die aufgrund der Einspritzkraftkomponente der Trennkraft erforderliche Klemmkraft wird vom Formkörper auf die Presse übertragen. Da die Formbestandteile, die den Hohlraum in der selbstklemmenden Form gemäß vorliegender Erfindung bilden, unter Druck stehen oder vorbelastet sind, wird die Einspritzkraftkomponente der Trennkraft gemäß vorliegender Erfindung von der Form eingeschlossen. Nur die Angußverteiler- und Einspritzöffnungen zum Formhohlraum in der selbstklemmenden Form müssen vom Hochstellmechanismus eingeschlossen oder festgeklemmt werden.
Material wird der Einspritzvorrichtung vom Extruder zugeführt, der z.B. dem Extruder zugeführte Gummistreifen plastifiziert und gewünschte Mengen Formungsmaterial mit der gewünschten Temperatur, dem gewünschten Druck und den gewünschten Geschwindigkeiten liefert. Formungsmaterial wird dem Extruder vorzugsweise mit einer höheren Masse-Zeit-Rate zugeführt, als der Extrusionsrate, die bei Spritzguß normalerweise eingesetzt wird. Bei einer höheren Extrusionsrate kann die zum Wiederbeladen der Einspritzvorrichtung mit Formungsmaterial für den nächsten Formungszyklus erforderliche Zeit sehr gering sein, beispielsweise etwa 6 Sekunden. Zwischen dem Einspritzzylinder und der Einspritzdüse befindet sich vorzugsweise ein Absperrventil, um das Abgeben von Material über die Düse zu verhindern, während die Einspritzvorrichtung wiederbeladen wird. Eine geregelte (closed loop) Hydraulikeinheit ist vorzugsweise vorgesehen, um den Hochstellmechanismus, die Einspritzvorrichtung, den Extruder und das Absperrventil zu betätigen.
Temperatursteuerungsregler, können zusätzlich zu den temperaturgesteuerten oberen und unteren Platten vorgesehen sein, um die Temperatur des eingespritzten Formungsmaterials zu ermitteln, zu erhöhen und dadurch zu steuern. Die Temperatursteuerungsregler können Verkleidungen aufweisen, die die Einspritzvorrichtung und den Extruder umgeben, um den gewünschten Temperaturbereich und die Strömungsgeschwindigkeit des Formungsmaterials zu regulieren.
Ein Steuerungssystem kann vorgesehen sein, um den Formungszyklus entweder automatisch oder manuell zu steuern, und umfaßt vorzugsweise einen programmierbaren Computer. Das Steuerungssystem kann so mit den gewünschten Daten für den Formungszyklus versorgt werden, sowie dem System Feedbackdaten bezüglich der Betriebsbedingungen der Vorrichtung zugeführt werden.
Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung kann auch ein Transportsystem zum Zuführen von Selbstklemmformen in ausgerichtete Position innerhalb der C-förmigen Öffnung des Stützrahmens zum Ineinandergreifen mit den oberen und unteren Platten und der Einspritzvorrichtung umfassen. Solche Transportsysteme können Beschickungsförderer entweder vom Linear- oder vom Rotationstyp mit mehrfachen Formstationen sein.
Sicherheitsschalter und andere Sensoren sind zum Erkennen der Formposition zur Verhinderung unerwünschter Bewegung der Form, des Ausübens von Druck auf die Form durch den Hochstellmechanismus und des Einspritzvorgangs ebenfalls vorgesehen. Wenn dem Steuerungssystem vor dem Ingangsetzen des Einspritzens nicht zufriedenstellend der/die gewünschte(n) vorbestimmte(n) Druck, Temperatur und andere Betriebsbedingungen gemeldet wird/werden, haben solche Sicherheitsschalter und andere Sensoren die Aufgabe, den Betrieb der Vorrichtungskomponenten zu erkennen und zu verhindern. Außerdem kann ein manueller Sicherheitsschalter vorgesehen sein, um es dem Bedienungspersonal zu ermöglichen, den Betrieb der Vorrichtung zu verhindern.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Rückansicht einer Vorrichtung zum Einspritzen von Formungsmaterial darstellt;
Fig. 1B eine schematische perspektivische Vorderansicht der Vorrichtung darstellt;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist;
Fig. 2B eine schematische Teilansicht im Querschnitt der Einspritzvorrichtung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung gemeinsam mit einer Teilansicht im Querschnitt einer Selbstklemmform ist;
Fig. 3 eine schematische Vorderansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist;
Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Einspritzen von Formungsmaterial wie in Fig. 1 ist, die ein Transportsystem zum Zuführen von Formen zur Vorrichtung aufweist;
Fig. 5 eine schematische Endansicht der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung mit einer innerhalb der Vorrichtung dargestellten Form ist;
Fig. 6 eine schematische Vorderansicht der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist; und Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Einspritzen von Formungsmaterial ist, die eine andere Ausführungsform eines Transportsystems zum Zuführen von Formen zur Vorrichtung aufweist.

Detaillierte Beschreibung

Nun auf die Fig. 1, 1B, 2 und 3 Bezug nehmend wird eine Vorrichtung zum Einspritzen von Formungsmaterial M in eine selbstklemmende Form S dargestellt.
Die Vorrichtung, die allgemein mit Bezugszahl 10 bezeichnet ist, umfaßt einen Basisrahmen 11 aus Metalltragbalken zum Befestigen und Stützen einer jeden der Komponenten der Vorrichtung während des Transports zu anderen Stellen. Öffnungen 11a sind in den Metalltragbalken vorgesehen, um Zugang zu Befestigungen zwischen der Vorrichtung und dem Basisrahmen 11 zu haben. Transportöffnungen 13 sind innerhalb der Metalltragbalken vorgesehen, sodaß ein Gabelstapler verwendet werden kann, um die Vorrichtung zwischen gewünschten Stellen zu transportieren.
Ein Stützrahmen 12 trägt eine Einspritzvorrichtung 14, einen Extruder 16 und einen Hochstellmechanismus 18. Ein Steuerungssystem 20 zum Steuern der Position und Bewegung der selbstklemmenden Formen S durch die Vorrichtung 10 und des Einspritzvorgangs sind ebenfalls enthalten. Das Steuerungssystem 20 umfaßt einen programmierbaren Computer mit einem Bedienungspult und eine Hydraulikeinheit 21, die während des Betriebs verschiedene Teile der Vorrichtung 10 aktiviert. Temperaturregler 22 sind zum Regulieren der Temperatur des Formungsmaterials M innerhalb der Einspritzvorrichtung 14 und des Extruders 16 vorgesehen. Wie weiter in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt, kann weiters ein Transportsystem 24 zum Bewegen der selbstklemmenden Formen S durch die Vorrichtung 10 vorgesehen sein.

Die Vorrichtung

Der Stützrahmen 12 der dargestellten Vorrichtung 10 umfaßt Metallstützplatten 26, 27 und Stützstäbe 28, die die Platten miteinander verbinden. Der Stützrahmen 12 trägt eine Einspritzvorrichtung 14, einen Extruder 16 und einen Hochstellmechanismus 18 und ist so konstruiert, daß die Form unter einem Druck von bis zu 170 MPa (25.000 psi) gehalten wird. C-förmige Öffnungen 30 sind in jeder der Platten 26, 27 vorgesehen und bilden eine Öffnung 31 zum Anordnen der selbstklemmenden Form S innerhalb des Stützrahmens 12. Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Zwischenraum c mit etwa 53 cm (21 Inches) zwischen dem oberen und dem unteren Schenkel einer jeden der C-förmigen Öffnungen 30 vorgesehen. Fachleute werden verstehen, daß die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann, um eine Vielzahl von Formungsmaterialien für Formungsobjekte mit einer Vielzahl verschiedener Größen und Gestalten einzuspritzen. Hierin wird zwar im Detail ein Beispiel für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, ein Fachmann kann die erfindungsgemäßen Konzepte jedoch zum Formen größerer und/oder anderer Objekte abändern, indem die relative Größe der Komponenten geändert wird, wie es notwendig sein kann, um das Einspritzen von Material für solche Objekte, die geformt werden sollen, zu ermöglichen.
Eine obere feststehende Plattenanordnung 32 ist mit herkömmlichen Befestigungen 29 zwischen den Stützplatten 26, 27 befestigt. Die obere feststehende Plattenanordnung 32 umfaßt eine obere Einspannplatte 32a, eine Isolationsplatte 32b, eine beheizte Platte 32c und eine Angußverteilerplatte 41. Die feststehende Plattenanordnung 32 ist angrenzend an und in Eingriff mit einem oberen Abschnitt der C-förmigen Öffnungen 30 befestigt. Die obere Einspannplatte 32a, die obere beheizte Platte 32c und die Angußverteilerplatte 41 der feststehenden Plattenanordnung 32 sind Metallplatten. Die Isolationsplatte 32b ist vorzugsweise aus einem isolierenden oder feuerfesten Material. Sowohl die Einspannplatte 32a als auch die Isolationsplatte 32b, die obere beheizte Platte 32c und die Angußverteilerpaltte 41 weisen eine Öffnung 33 in der Mitte auf, um der Einspritzvorrichtung 14 zwecks Eingriff mit einem oberen Abschnitt T der selbstklemmenden Form S den Zugang zu ermöglichen. Ein Flansch 32d ist an der oberen Einspannplatte 32a zwecks Eingriff mit den C-förmigen Öffnungen 30 der beabstandeten Platten 26, 27 vorgesehen, um der vertikalen Bewegung der oberen feststehenden Plattenanordnung 32, durch die sie außer Eingriff mit den C-förmigen Öffnungen kommen würde, Widerstand zu leisten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Einspannplatte 32a und die obere beheizte Platte 32c der feststehenden oberen Plattenanordnung 32 herkömmliche Heizeinrichtungen 23 mit etwa 460 Volt, um das Erwärmen der Form und des Formungsmaterials auf die gewünschte Temperatur und Strömungsrate zu unterstützen.
Eine Deckfläche 35 der oberen Einspannplatte 32a befindet sich in Eingriff mit vertikalen Stützstäben 36, die sich auch im Eingriff mit einem Einspritzvorrichtungsstützelement 38 aus Metall befinden. Das Einspritzvorrichtungsstützelement 38 befindet sich auf den vertikalen Stützstäben 36 in Eingriff und wird von ihnen getragen. Die vertikalen Stützstäbe 36 können starre Metallstützstäbe sein oder können alternativ dazu mit einer Feder vorgespannt sein, um für weitere Einstellung und Vorbelastung der Form S zu sorgen, wenn sie mit der Einspritzvorrichtung 14 in Eingriff kommt. Mit der Deckfläche 37 des Einspritzvorrichtungsstützelements 38 sind zusätzliche vertikale Einspritzvorrichtungsstützen 39 in Eingriff. Die oberen Einspritzvorrichtungsstützen 39 sind über zusätzliche herkömmliche Befestigungen 29 an einem Metallzylinderstützelement 40 befestigt, das im Abstand über dem Einspritzvorrichtungsstützelement 38 und parallel dazu angeordnet ist.
Die Einspritzvorrichtung 14 wird durch die obere Einspannplatte 32a, das Einspritzvorrichtungsstützelement 38 und das Zylinderstützelement 40 getragen. Die Einspritzvorrichtung 14 umfaßt eine Einspritzeinheit 42 mit einer Düse 43, einer Düsenhalterung 44 und einem Einspritzzylinder 45. Der Einspritzzylinder 45 wird auf dem Zylinderstützelement 40 getragen und umfaßt einen herkömmlichen Hydraulikzylinder 46, der einen Stößel 48 zum Einspritzen von Formungsmaterial M in die selbstklemmende Form S betätigt.
Die Einspritzeinheit 42 weist einen Hohlraum 50 im Inneren auf, dem vom Extruder 16 eine Charge Formungsmaterial zugeführt wird. Der innere Hohlraum 50 hält in der dargestellten Ausführungsform eine Charge von etwa 160 cm³ Formungsmaterial. Jedoch können für den Fall, daß das zu formende Objekt ein größeres oder kleineres Volumen hat, innere Hohlräume mit größerem oder kleinerem Volumen im Bereich von 5 cm³ bis über 500 cm³ verwendet werden. Sobald der innere Hohlraum mit Material gefüllt ist, betätigt der Hydraulikzylinder den Stößel 48, um bei der bevorzugten Ausführungsform über einen Durchgang 49 in der Düsenhalterung 44 zur Düse 43 mit einer Rate von etwa 40 cm³ pro Sekunde Material in die Form S einzuspritzen. Der vorbestimmte Druck, mit dem der Einspritzzylinder Material in die Form einspritzt, wird beispielsweise ausgehend von der Art und Temperatur des Formungsmaterials und der Größe eines inneren Formhohlraums 52 innerhalb der selbstklemmenden Form S bestimmt. Es versteht sich auch, daß für den Fall, daß ein größerer innerer Formhohlraum verwendet wird, eine größere Einspritzvorrichtung und ein größerer Hydraulikzylinder notwendig wäre, um das/die beschriebene Volumen und rasche Einspritzrate beizubehalten.
Wie bereits erklärt, wurde die Form beim herkömmlichen Formungsmaterial- Einspritzverfahren innerhalb der Einspritzpresse unter einer äußeren Klemmkraft festgeklemmt, um die innere Formtrennkraft und die am Beginn des Härtens von Material innerhalb des gesamten Formhohlraums entstehenden Kräfte zu überwinden. Die innere Trennkraft der Form war auf die während des Einspritzens von Material auftretenden inneren Betriebskräfte und Härtungskräfte aufgrund der Reaktion des Materials beim Beginn des Aushärtens zurückzuführen. Da Formen nach dem Stand der Technik freiliegend oder offen und nicht selbstklemmend oder vorbelastet waren, mußte die erforderliche Klemmkraft während des Aushärtens des gesamten geformten Gegenstandes beibehalten werden. Außerdem wurde die ausgeübte Klemmkraft ausgehend vom Einspritzdruck und der Querschnittsfläche des gesamten offenen inneren Formhohlraums einer Form so berechnet, daß eine Trennkraft überwunden wurde.
Die hier beschriebene Vorrichtung erfordert keine große Klemmkraft während des Formungszyklus, da die Form selbstklemmend ist und die an die Form angelegte Trennkraft von der Form selbst kompensiert wird. Daher müssen nur Bereiche der Form festgeklemmt oder eingeschlossen werden, die offen und nicht vorbelastet sind oder unter Druck stehen. Formungsmaterial wird in eine selbstklemmende Form S eingespritzt, die beispielsweise einen inneren Formhohlraum 52 mit einer Querschnittsfläche von 29 cm² (4,5 Quadratinch) und einer maximalen Einspritz- Querschnittsfläche von 6,5 cm² (1 Quadratinch) aufweist, wie z.B. in Fig. 2B. Die extern ausgeübte Betriebskraftkomponente der Trennkraft wird nach dem Einspritzdruck berechnet, der mit der Querschnittsfläche jeglicher Angußverteiler- und/oder Einspritzöffnungen 54 oder mit anderen äußeren Flächen oder nicht vorbelasteten Flächen, die dem Einspritzdruck auf die selbstklemmende Form S ausgesetzt sind, multipliziert wird. Da die Angußverteileröffnungen 54 kleiner sind als der vorbelastete innere Formhohlraum und die Trennkräfte von der Form kompensiert werden, sind die erforderlichen Klemmkräfte beträchtlich verringert. Die Klemmkräfte werden um einen Faktor von typischerweise 4 verringert, sodaß der Hochstellmechanismus an der Form mit einem Druck angreift, der ¼ des Drucks ausmacht, der ohne eine selbstklemmende Form für die Querschnittsfläche des gesamten inneren Formhohlraums 52 erforderlich wäre. Es sind nicht nur die Klemmkräfte verringert, sondern auch die Zeit, während der die Form unter Druck bleibt, um das Härten in Gang zu setzen, da das Härten nicht im vorbelasteten Formhohlraum abgeschlossen sein muß, sondern nur in den freiliegenden Angußverteileröffnungen 54.
Wie in Fig. 2B gezeigt, wird die Düse 43 während des Einspritzvorgangs unter Verwendung der vorliegenden Einspritzvorrichtung 14 in eine dichtende Beziehung mit der Angußverteilerplatte 41 gebracht, die die Einspritzöffnungen 54 der selbstklemmenden Form S abdeckt und abdichtet. Die herkömmliche Angußverteilerplatte 41 bildet einen Teil der oberen feststehenden Plattenanordnung 32 und umfaßt eine einzelne Öffnung 120 zum Ineinandergreifen mit der Düse 43, die zu einem zweiten Durchgang 122 mit den Öffnungen 124, 125 führt. Die Öffnungen 124, 125 greifen in eine Vielzahl von Einspritzöffnungen 54 in der selbstklemmenden Form S ein oder decken diese ab, sodaß die Charge Formungsmaterial über die Düse 43, die Angußverteilerplattenöffnungen 120, 124 und 125 und die Einspritzöffnungen 54 in den Hohlraum 52 eingespritzt wird. Die Vorrichtung 10 übt typischerweise einen Einspritzdruck im ungefähren Bereich von 96 MPa bis 160 MPa (14.000 psi bis 23.000 psi) aus.
Wieder auf Fig. 2B Bezug nehmend ist der Extruder 16 der dargestellten Ausführungsform eine L-förmige Vorrichtung. Der Extruder 16 umfaßt eine Trommel 56 mit einer einzelnen Extrudierschnecke 58, die innerhalb eines Gehäuses 59 in der Trommel angeordnet ist. Eine Öffnung 60 ist in der Extrudertrommel 56 vorgesehen, um Formungsmaterialstreifen in die Trommel zuzuführen. Bei der bevorzugten Ausführungsform haben die Materialstreifen eine Durometer-Härte von 35 bis 60 sowie eine Breite von etwa 2 Inches und eine Dicke von 0,5 Inches (50 mm x 13 mm).
Die Extruderschnecke 58 wird von einem herkömmlichen Hydraulikmotor 62 angetrieben, der an der Extrudertrommel 56 befestigt und über eine Motorkupplung 64 mit der Schnecke verbunden ist. Der Extruder 16 kann beispielsweise eine Plastifizierungsrate von etwa 55 kg (120 Pfund) pro Stunde haben. Diese hohe Plastifizierungsrate ermöglicht die rasche Wiederbeladung der Einspritzvorrichtung und erlaubt dadurch das Einspritzen eines erhöhten Materialvolumens. Die vom Extruder zugeführte erhöhte Materialrate ermöglicht es, den inneren Formhohlraum 52 mittels des Extruders mit einer Geschwindigkeit zu füllen, die zumindest dreimal schneller ist als bei einem herkömmlichen Extruder, oder zumindest dreimal pro Minute ausmacht.
Die Extruderschnecke 58 führt Formungsmaterial einem Zufuhrdurchgang 66 innerhalb der Düsenhalterung 44 der Einspritzvorrichtung 14 und dann dem Durchgang 49 innerhalb der Düsenhalterung in Kommunikation mit der Düse 43 zu. Der Extruder 16 führt eine vorbestimmte gemessene Menge des Formungsmaterials in die Einspritzeinheit 42 zu. Ein Rückschlagventil 68 ist am Durchgang 49 innerhalb der Düsenhalterung 44 zwischen dem Zufuhrdurchgang 66 und der Düse 43 angeordnet, sodaß das Formungsmaterial M daran gehindert wird, während des Einspritzens von Formungsmaterial in die selbstklemmende Form S wieder zurück in den Extruder 16 zu gelangen.
Außerdem ist ein Absperrventil 70 zwischen der Düse 43 und dem Durchgang 49 unter dem Rückschlagventil 68 angeordnet, sodaß verhindert wird, daß Formungsmaterial während des Wiederbeladens des inneren Hohlraums der Einspritzeinheit mit Formungsmaterial zur Düse 43 gelangt. Das Absperrventil 70 hat einen drehbaren Zylinder 126, der innerhalb einer Öffnung 127 innerhalb der Düsenhalterung 44 untergebracht ist, sowie einen Strömungsdurchgang 128 durch den Zylinder zum Ausrichten mit dem Düsenhalterungsdurchgang 49 während des Einspritzens von Formungsmaterial, wie in Fig. 2B gezeigt. Der Zylinder 126 weist ein Zahnrad 130 auf, das außerhalb der Düsenhalterung 44 montiert ist. Das Zahnrad 130 befindet sich in Eingriff mit einer Zahnstange 132. Die Zahnstange 132 befindet sich in Eingriff mit und wird betätigt von einem Hydraulikzylinder 134, der auf einer an der Einspritzvorrichtung 14 befestigten Ventiltragplatte 136 getragen wird.
Während des Wiederbeladungsabschnitts des Formungszyklus wird das Zahnrad 130 durch die hydraulisch betätigte Zahnstange 132 gedreht, um den Zylinder 126 in eine Position zu drehen, in der sich der Strömungsdurchgang 128 außer Eingriff mit dem Düsenhalterungsdurchgang 49 befindet. In dieser nicht ausgerichteten Position verhindert das Absperrventil 70, daß Formungsmaterial durch den Düsenhalterungsdurchgang 49 strömt, während die Einspritzvorrichtungseinheit 42 wiederbeladen wird.
Der vertikale Hochstellmechanismus 18 der Vorrichtung 10 umfaßt einen vertikal beweglichen Formträger oder untere Platte 74 zum Eingreifen in einen Bodenabschnitt B der Form S und vertikalen Bewegen des oberen Formabschnitts T in den Eingriff mit der Angußverteilerplatte 41 der oberen feststehenden Plattenanordnung 32 in Kommunikation mit der Düse 43. Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform umfaßt der Formträger 74 herkömmliche Heizeinrichtungen 76, die z.B. bei etwa 460 Volt arbeiten, um das Erwärmen der Form und des Formungsmaterials auf die gewünschte Temperatur und Strömungsrate zu unterstützen. Der Metallformträger 74 ist mit herkömmlichen Befestigungen an einem Formträgerelement 78 befestigt. Das Formträgerelement 78 wird von den vertikalen Stützstäben 80 gestützt und befindet sich in Eingriff damit, die auch mit einem Metallzylinder-Stützelement 82 in Eingriff sind. Das Metallzylinderstützelement 82 ist an Flanschelementen 84 befestigt und befindet sich in Eingriff damit, die an einem unteren Abschnitt einer jeden der C- förmigen Öffnungen 30 befestigt sind.
Ein Hochstellzylinder 86 wird auf dem Zylinderstützelement 82 getragen und umfaßt einen herkömmlichen Hydraulikzylinder 88, der an einer Befestigungsmontagevorrichtung 90 befestigt ist, die sich zum vertikalen Hochheben des Formträgers 74 mit dem Formträgerelement 82 in Eingriff befindet. Bei dieser Ausführungsform hat der Hochstellzylinder 86 eine Hubdistanz von etwa 5 cm (2") und kann im vorliegenden Beispiel eine Kraft von etwa 120 bis 250 kN (12-25 t) ausüben, um den äußeren Kräften Widerstand zu leisten, die während des Einspritzvorgangs auf die Form ausgeübt werden. Es versteht sich, daß der Hochstellzylinder eine Kraft in jedem zum Widerstehen der ausgeübten äußeren Kräfte notwendigen Ausmaß ausüben kann. Die Hochstellgeschwindigkeit des Hochstellmechanismus 18 der bevorzugten Ausführungsform beträgt maximal etwa 30 cm (12 Inches) pro Sekunde. Bei dieser Hochstellgeschwindigkeit und Hubdistanz kommt der Hochstellmechanismus 17 mit der Form S von der Angußverteilerplatte 41 und Düse 43 in einer maximalen Zeit von etwa 0,2 s in oder außer Eingriff.
Die Temperatursteuerungen 22 einschließlich der oberen und der unteren Plattenheizeinrichtung 23 bzw. 76 sind zum Regulieren der Temperatur der Form S in Eingriff zwischen der erwärmten oberen Plattenanordnung 32 und dem erwärmten Formträger 74 vorgesehen. Temperatursteuerungen 22 sind auch zum Regulieren der Temperatur und der Strömungsrate des Formungsmaterials M innerhalb der Einspritzvorrichtung 14 und des Extruders 16 vorgesehen. In Fig. 1 weist die Temperatursteuerung 22 einen herkömmlichen Regler 23 für thermisches Medium mit einem Antriebsmotor zum Regulieren der Temperatur von Reglerhülsen 100 auf.
Wie in Fig. 2B gezeigt, sind Temperaturreglerhülsen 100 vorgesehen, die die Einspritzeinheit 42 und die Extrudertrommel 56 umgeben. Die Reglerhülsen 100 sind vorzugsweise Vorrichtungen mit thermischem Medien vom Öltyp, wobei sich Wärmetauscher vom Wassertyp in Fluidkommunikation mit dem Regler 23 befinden. Solche Hülsen 100 regulieren die Temperatur in einzelnen Zonen, wie der Extrudertrommel, dem inneren Einspritzhohlraum und der Düsenhalterung. Der von solchen Reglern 22 bereitgestellte Temperaturbereich kann z.B. von etwa 135 bis 200ºC (275 bis 400ºF) reichen, aber ein bevorzugter Bereich reicht typischerweise von 165 bis 175ºC (330 bis 350ºF). Sensoren sind vorzugsweise innerhalb der Hülsen vorgesehen, um für Rückkopplungs-Steuerung der Regler 22 und des Reglers 23 über das Steuerungssystem 20 zu sorgen.
Nun auf das in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellte Transportsystem 24 Bezug nehmend können die Formen S durch eine Vielzahl von Verfahren, einschließlich des manuellen Zuführens und Wegnehmens der Formen zum und vom Formträger 74 bereitgestellt werden, um in vertikaler Ausrichtung zum Ineinandergreifen mit der Angußverteilerplatte 41 und/oder Einspritzdüse 43 angeordnet zu werden. Die in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigte Ausführungsform des Transportsystems stellt ein automatisches kontinuierliches lineares Beförderungssystem 24 dar. Eine andere automatische Ausführungsform des Transportsystems wird in Fig. 7 gezeigt, im speziellen ein Drehtischsystem 24'. Da die Elemente der Transportsysteme 24, 24' ähnlich sind, wird jedes der Elemente des zweiten Systems 24' mit einer primären Benennung bezeichnet, und nur die Unterschiede zwischen den Systemen werden im Detail erörtert.
Jedes der Transportsysteme umfaßt eine Formungsstation 102, 102', bei der die selbstklemmenden Formen S während des Einspritzvorgangs in Ausrichtung unter der Einspritzvorrichtung 14 angeordnet sind. An der Formungsstation 102, 102' ist eine Öffnung 104 unterhalb des Bodenabschnitts B der Form S vorgesehen, sodaß während des Betriebs der Vorrichtung der Formträger 74 vertikal hochgestellt werden kann, um die Form mit der oberen Plattenanordnung 32 und die Angußverteilerplatte 41 mit der Düse 43 in Eingriff zu bringen und hochzustellen. Das Transportsystem 24 umfaßt ein lineares Beförderungssystem 105 mit kontinuierlicher Kette. Die Form wird auf zwei beabstandeten und synchronisierten Ketten getragen, wie an den Bezugszahlen 106 und 107 in Fig. 5 und schematisch in Fig. 4 dargestellt, um die Formungsstation 102 zu bewegen.
Bei der zweiten Ausführungsform des Transportsystems 24' sind die Formen in beabstandeten Intervallen um einen runden Tisch 108 angeordnet. Öffnungen 104' sind unter jeder auf dem Tisch angeordneten Form vorgesehen, um ein Ineinandergreifen des Formträgers 74 mit der Form zuzulassen, wenn sich der Tisch 108 in die Ausrichtung mit dem Stützrahmen 12 dreht. Sobald der Einspritzvorgang abgeschlossen ist, werden die Transportsysteme 24, 24' verwendet, um die Formen zur nächsten Station zu übertragen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung 10 ist das Steuerungssystem 20 so programmierbar, daß alle Aspekte des Betriebs der Einspritzvorrichtung 14, des Extruders 16, des Hochstellmechanismus 18 und der Temperaturregler 22 in Koordination mit der Bewegung der Formen auf manuelle Weise oder über ein Transportsystem 24 in Position für den Einspritzvorgang gesteuert werden können. Das Steuerungssystem umfaßt die (nicht dargestellte) Hauptstromversorgung für die Vorrichtung 10. Außerdem umfaßt das Steuerungssystem eine Hydraulikeinheit 21, die den Extruder 16, das Rückschlagventil 68, das Absperrventil 70, den Hochstellylinder 86 und den Einspritzzylinder 45 während des Betriebs der Vorrichtung 10 betätigt. Die Hydraulikeinheit 21 ist ein herkömmliches System mit geschlossenem Kreislauf und Ventil mit einem Maximaldruck von 17 MPa (2500 psi). Es sind auch Druck- und Temperatur-Sicherheitsschalter vorgesehen.
Das Steuerungssystem 20 umfaßt weiters einen herkömmlichen programmierbaren Computer 110 zum Programmieren der vorbestimmten erwünschten Einstellungen und Betriebsbedingungen zum Betrieb der Vorrichtung 10, sowie ein Bedienungspult 112 zur Verwendung durch eine Bedienungsperson während des täglichen Betriebs der Vorrichtung. Bei dieser Ausführungsform ist das Bedienungspult 112 für die Bedienungsperson ein Cincinnati-Electro System 4045, das alle Funktionen der Vorrichtung regelt und einstellt, einschließlich der Aktivierung des automatischen Zyklus, aber das Bedienungspult kann ein beliebiges aus einer Anzahl kommerzieller Operator-Schnittstellenstationen sein. Sicherheitsschalter und Sensoren sind in Verbindung mit dem Steuerungssystem vorzugsweise ebenfalls vorgesehen, um die unerwünschte Bewegung der Form S, das Ausüben von Druck auf die Form durch den Hochstellmechanismus 18 und den Einspritzvorgang zu verhindern. Beispielsweise ist ein Sensor 11 mit einer Walze 11a zum Bestimmen der Extrudergeschwindigkeit vorgesehen, um zu gewährleisten, daß der Betrieb des Extruders 16 wie erwünscht beibehalten wird. In einem Alarmzustand, z.B. wenn ein vorbestimmter Druck, eine vorbestimmte Temperatur und vorbestimmte Betriebsbedingungen dem Steuerungssystem 20 nicht zufriedenstellend gemeldet werden, bevor der Einspritzvorgang in Gang gesetzt wird oder während er abläuft, werden solche Sicherheitsschalter aktiviert, um den Betrieb der Vorrichtung zu verhindern. Außerdem umfaßt das Operator-Steuerungspult 112 einen manuellen Sicherheitsschalter D, um es der Bedienungsperson zu ermöglichen, die Vorrichtung abzuschalten.

Betrieb der Vorrichtung

Vor dem Betrieb der Vorrichtung werden die Betriebssteuerungsparameter des Objektes, das geformt werden soll, in das Steuerungssystem 20 programmiert. Zu solchen Betriebsparametern gehören beispielswiese die Größe des zu formenden Objektes, die Anzahl der pro Stunde zu formenden Objekte, das Volumen des Materials innerhalb der Einspritzvorrichtung 13, die Geschwindigkeit der Extruderschnecke 58, die Materialtemperatur-, Druck- und Strömungsrateneinstellungen für die verschiedenen Komponenten, die Materialaushärtungszeiten, Einspritzraten, Einspritzvorrichtungswiederbeladungsraten, Position der Form S vor, während und nach dem Einspritzvorgang, der Einspritzdruck, der/die Hochstellmechanismus- Widerstandsdruck oder Trennkraft, die Hubdistanzen und die gewünschten Temperaturen und Druckwerte, die in den Betriebskomponenten, wie der Hydraulikeinheit, zu überwachen sind.
Auf Basis der dem Steuerungssystem 20 gelieferten Information kann ein automatischer Zyklus entwickelt werden, um die Vorrichtung 10 ohne Intervention durch die Bedienungsperson zu betreiben. Alternativ dazu kann das Operator-Steuerungspult 112 verwendet werden, um die Vorrichtung zwischen den Zyklen je nach Notwendigkeit zu starten und anzuhalten.
Sobald das Programmieren des Steuerungssystems 20 abgeschlossen ist, wird ein Formungszyklus begonnen, wenn die Form M der Formungsstation 104 manuell oder über ein Transportsystem 24 zugeführt wird. Die Form wird dann vom Transportsystemförderer 105 freigelassen, und der Hochstellmechanismus 18 wird in Gang gesetzt, um die Form vertikal auf den Formträger 74 in Eingriff mit der oberen Plattenanordnung 32 und der Düse 43 zu heben. Der Formträger 74 des Hochstellmechanismus 18 bringt die Form S mit jener Kraft mit der oberen Plattenanordnung 32 in Eingriff, die als notwendig ermittelt wurde, um die Form und Position der Form S während des Einspritzens des Formungsmaterials beizubehalten.
Die Einspritzvorrichtung 14 injiziert dann, typischerweise etwa 3 bis 4 Sekunden lang, Material von der Einspritzeinheit 42 in die Form, wenn sich das Material im Bereich der oben erörterten Temperatur- und Druckparameter befindet. Formungsmaterial wird vom inneren Hohlraum 50 in der Einspritzeinheit 42 durch den Durchgang 49 in der Düsenhalterung 44, den Zylinderdurchgang 126 und die Düse 43 zur Angußverteilerplatte 41 eingespritzt. Sobald es sich in der Angußverteilerplatte 41 befindet, gelangt Material durch die Öffnung 120 zum zweiten Durchgang 122 und die Öffnungen 124, 125 in Eingriff mit den Einspritzöffnungen 54 zum inneren Formhohlraum 52.
Nachdem das Einspritzen abgeschlossen ist, wird die Form aus dem Eingriff mit der Angußverteilerplatte 41 der oberen Plattenanordnung 32 und der Düse 43 gelöst. Nach dem Abschließen des Einspritzens wird das Absperrventil 70 in die geschlossene Position gebracht, um das Strömen von Material zur Düse 43 zu blockieren. Dann kann mit dem Wiederbeladen der Einspritzeinheit 42 begonnen werden. Das Wiederbeladen wird fortgesetzt, bis die Parameter des Extruders 16 in den oben erörterten erwünschten Bereichen liegen. Bei der bevorzugten Ausführungsform dauert der Wiederbeladungsvorgang etwa 4 bis 5 Sekunden lang. Gleichzeitig mit dem Lösen der Form wird durch den Betrieb des Transportsystems der Formungszyklus abgeschlossen, indem die gefüllte Form von der Formungsstation 102 bewegt und eine Form S für den nächsten Formungszyklus bereitgestellt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung dauert jeder Zyklus etwa 15 Sekunden.
Ein Einspritzsystem wie hierin beschrieben kann vorteilhaft bei einem Formungssystem verwendet werden, wie in der parallelen EP-A-488508 der Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes beschrieben, die gemäß Artikel 54(3) EPÜ mit der vorliegenden Anmeldung in Beziehung steht und deren Offenbarung hierin durch Verweis eingeschlossen ist.
Die bei der vorliegenden Technik eingesetzte selbstklemmende Form kann z.B. wie in der Anmeldung EP-A-488508 beschrieben ausgebildet sein, oder wie in der entsprechenden europäischen Anmeldung der Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes beschrieben, die am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde, und Priorität USSN 751,015 beansprucht - eine Kopie der Beschreibung liegt dem Akt bei.
In der vorliegenden Beschreibung handelt es sich bei allen in GB gebräuchlichen Maßen um die ursprünglichen Werte, und die hinzugefügten metrischen Umwandlungen dienen der Information.

Claims

1. Spritzgußvorrichtung, umfassend:

einen Stützrahmen (12) und einen Formträger (78) zum Aufnehmen einer Form (S), wobei die Form selbstklemmend ist, um einer Formtrennungskraft zu widerstehen, die durch Druck im Formhohlraum (52) verursacht wird, der dazu tendiert, die Formteile während des Einspritzvorgangs zu trennen, und eine oder mehrere Einspritzöffnungen (54) zum Aufnehmen von eingespritzem Formungsmaterial aufweist;

eine Einspritzvorrichtung (14), die mit dem Formträger (74) ausgerichtet und dazu ausgebildet ist, Formungsmaterial mit einem vorbestimmten Einspritzdruck durch eine Angußverteilerplatte (41) in den Formungshohlraum (52) der Form (S) einzuspritzen, welche Angußverteilerplatte über die Einspritzöffnung(en) (54) der Form (S) eingreift und eine oder mehrere Angußverteileröffnungen (120, 124, 125) für das Formungsmaterial aufweist, sowie

einen Hochstellmechanismus (18), der während des Einspritzens auf den Formträger (74) wirkt und die Form (S) mit einer Kraft, die ausreicht, um eine Form- Einspritzvorrichtung-Trennungskraft zu überwinden, die zwischen der Einspritzvorrichtung (14) und der Form (S) als Ergebnis des in den Einspritz- und/oder Angußverteileröffnungen (54;120,124,125) wirkenden Einspritzdrucks entsteht, die aber nicht ausreicht, um zusätzlich die Formtrennungskraft zu überwinden, wenn die Form nicht selbstklemmend wäre, in einer Hochstellrichtung gegen die Einspritzvorrichtung (14) drängt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Hochstellmechanismus (18) eine maximale Hochstellkraft aufweist, die nicht größer ist als 25 t.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein Temperaturregulierungssystem (22) zum Regulieren der Temperatur des Formungsmaterials zum Einspritzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Temperaturregulierungssystem eine feststehende beheizte Plattenanordnung (32) zum Angreifen an der Form (S) umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die weiters einen Extruder (16) zum Zuführen von Formungsmaterial zur Einspritzvorrichtung (14) umfaßt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, umfassend ein Temperaturregulierungssystem (22) zum Regulieren der Temperatur des Formungsmaterials, wobei das Temperaturregulierungssystem temperaturgesteuerte Reglerhülsen (100) um die Einspritzvorrichtung (14) und den Extruder (16) umfassen.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend einen Steuerungsprozessor zur automatischen Steuerung des Einspritzens von Material.

8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Stützrahmen (12) beabstandete Platten (26,27) aufweist, die jeweils eine C-förmige Öffnung (30) zum Zugang zum Formträger (74) haben, sowie Stützstäbe (28), die die Platten (26,27) miteinander verbinden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die weiters ein Transportsystem (24) umfaßt, um der Einspritzvorrichtung (14) aufeinanderfolgende selbstklemmende Formen (S) zu präsentieren, und einen Beschickungsförderer (105, 108) zum Tragen der Form(en) umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Beschickungsförderer (105, 108) eine Formungsstation (102) aufweist, wo eine Form (S) angeordnet wird, und eine Bodenöffnung (104), um das Ineinandergreifen des Formträgers (74) mit der Form (S) zuzulassen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der der Beschickungsförderer ein Linearförderer (105) ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der der Beschickungsförderer ein Rotationsförderer (108) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, die eine Sicherheitsarretierung umfaßt, um zu verhindern, daß vom Hochstellmechanismus (18) Kraft auf die Form (S) ausgeübt wird, wenn die vorbestimmten Betriebsbedingungen nicht erfüllt sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Einspritzvorrichtung (14) einen Einspritzdruck im Bereich von 96 bis 160 MPa (14.000 bis 23.000 psi) liefert.

15. Spritzgußverfahren, umfassend:

das Abstützen einer Form (S) auf einem Formträger (78) in einem Stützrahmen (12), wobei die Form trennbare Formteile, einen zwischen diesen definierten Formhohlraum (52) und eine oder mehrere Einspritzöffnungen (54) aufweist, die zum Formhohlraum (52) führen;

das Einspritzen von Formungsmaterial mit einem vorbestimmten Einspritzdruck in den Formhohlraum (52) der Form aus einer Einspritzvorrichtung (14) durch eine oder mehrere Angußverteileröffnungen (120, 124, 125) einer Angußverteilerplatte (41) der Einspritzvorrichtung (14) hindurch, die über den Einspritzöffnung(en) (54) der Form (S) angreift, während die Form mit einer Kraft gegen die Einspritzvorrichtung (14) geklemmt wird, die von einem Hochstellmechanismus (18) stammt, der auf den Formträger (78) wirkt;

wobei die Form (S) einen Selbstklemm-Mechanismus umfaßt, um einer durch Druck von Formungsmaterial im Formhohlraum (52) verursachten Formtrennungskraft zu widerstehen, die dazu neigt, die Formteile zu trennen, und

wobei die vom Hochstellmechanismus (18) stammende Klemmkraft so vorbestimmt ist, daß sie ausreicht, um eine Form-Einspritzvorrichtung-Trennungskraft zu überwinden, die als Ergebnis des in den Einspritz- und/oder Angußverteileröffnungen (54; 120, 124, 125) wirkenden Einspritzdrucks zwischen der Einspritzvorrichtung (14) und der Form (S) entsteht, aber nicht ausreicht, um zusätzlich die Formtrennungskraft zu überwinden, wenn die Form nicht selbstklemmend wäre.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die vom Hochstellmechanismus (18) ausgeübte vorbestimmte Kraft geringer als 25 t ist.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem der von der Einspritzvorrichtung (14) gelieferte Einspritzdruck im Bereich von 96 bis 160 MPa (14.000 bis 23.000 psi) liegt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, umfassend die Verwendung eines Steuerungsprozessors, um die vom Hochstellmechanismus (18) auszuübende Kraft abhängig von der ermittelten Fläche der Einspritz- und/oder Angußverteileröffnungen (54; 120, 124, 125) vorzubestimmen.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei dem Formungsmaterial der Einspritzvorrichtung (14) von einem Extruder (16) zugeführt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, bei dem der Stützrahmen (12) beabstandete Platten (26,27) aufweist, die jeweils eine C-förmige Öffnung (30) haben, wobei Stützstäbe (28) die Platten (26, 27) miteinander verbinden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, umfassend das Bereitstellen aufeinanderfolgender selbstklemmender Formen (S) für die Einspritzvorrichtung (14), wobei die Formen auf einem Beschickungsförderer (105, 108) zur Einspritzvorrichtung (14) hin und von dieser weg bewegt werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem jede Form nach dem Aushärten von Formungsmaterial in der/den Einspritzöffnung(en), aber bevor das Aushärten im Formhohlraum (52) abgeschlossen ist, von der Kraft des Hochstellmechanismus (18) befreit wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, bei dem die vom Hochstellmechanismus (18) auf die Form (S) ausgeübte vorbestimmte Kraft etwa ¼ jener Kraft ausmacht, die notwendig wäre, um zusätzlich die Formtrennungskraft zu überwinden, wenn die Form nicht selbstklemmend wäre.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, bei dem die Einspritzvorrichtung zumindest drei Formhohlräume pro Minute füllt.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, bei dem das Formungsmaterial Gummi bzw. Kautschuk ist.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, bei dem der Formhohlraum ein Volumen von 5 bis 500 cm³ aufweist.