DE2016583A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen hohler Gegenstände - Google Patents

Description

DR. L MAAS

DR. W. PFEIFFER DR. F. VOITKiENLEITNER

Ί'-G · MÜNCHEN Il

MMUCIWTR. I·- TIL. H «I M

Electrostatic Equipment Corp., Fairfield, Connecticut/V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen hjohler Gegenstände

Ein hohler Gegenstand wird durch überziehen einer flexiblen Blase mit einem Material durch Integrierendes Materials zu einer einheitlichen Struktur hergestellt und hierauf von der Blase abgenommen. Die Vorrichtung weist Einrichtungen zum überziehen einer Form mit einer fließfähigen Hasse aus einzelnen Teilchen, eine flexible Blase, die die Form für den Gegenstand bildet^und Einrichtungen auf, um ein Haften des Materials an der Blase zu bewirken. Es sind zahlreiche Verfahren zum Erzeugen von Gegenständen bekannt, die hohl und/oder kompliziert

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aufgebaut sind, wobei eine große Vielzahl von Materialien fir diese Herstellung verwendet werden. Die bekannten Verfahren haben alle einen oder mehrere Nachteile und stellen sehr oft nicht zufrieden. Unter diesen Nachteilen sind dar hohe Koiteraufwand und der komplizierte Aufbau der Vorrichtung, die verwendet werden niu3_t oowie die Umständlichkeit, Jie'durch das Verfahren etlbat gewöhnlich bedingt ist. Im Ergebnis hiervon werden hohle und/oder komplizierte Gegenstände häufig msh Vorfahren hergonteilt, die sich zu dem Wert de3 fertigen Gegenstandes, was don Kostenaufwand und/oder den Arbeitsaufwand betrifft, nicht in das richtige Verhältnis setzen lassen.

Eine Übliche Heratellungstechnik bedingt die Erzeugung eines Gegenstandes in mehreren Abschnitten, in denen nachelnanderfolgond das Zusammensetzen desselben durchgeführt wird, da die einzelnen Abschnitte unter Verwendung relativ billiger Einrichtungen hergestellt werden können, die einfach in Aufbau sind. Die auf diese Welse hergestellten Gegenstände haben jedoch Säume, die gewöhnlich sowohl vom ästhetischen Standpunkt al3 auch, was noch wesentlicher ist, wegen ihrer Undichtigkeit, die auftreten kann, wenn die Abschnitte nicht sauber zusammengesetzt werden (d.h. wenn Flaschen mit einem solchen Verfahren hergestellt werden) unerwünscht sind. Außerdem bedingt dae Formen eines Gegenstandes in Teilen oder Abschnitten notwendigerweise mehrere Schritte als erforderlich sind, wenn der Gegenstand in einem Stück geformt wird.

Zusätzlich zu diesen Faktoren eignen sich bestimmte Stoffe, die wertvolle Eigenschaften besitzen, nicht für die Erzeugung von geformten Gegenständen, da sie für die Verarbeitung mit bekannten Verfahrenstechniken nicht geeignet sind. Z.B. wei3en eine Anzahl von bekannten Harzen flir diesen Zweck unerwünscht

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hohe Viskositäten bei praktischen Pormungsteraperaturen auf · und/oder diese Harse zersetzen sioh unter Verformungsbedingungen relativ stark.

Die Erfindung bezweckt deshalb ein Verfahren zum Herstellen von praktisch hohlen Gegenstanden, das schnell, leicht und mit relativ geringem Kostenaufwand handhabbar ist.

Die Erfindung bezweckt weiter ein Verfahren mit einer begrenzten Anzahl von Betriebsachritten, durch das Gegenstände mit | relativ komplexem Aufbau und ganz bestimmter Wanddicke ohne Säume hergestellt werden können.

Welter bezweckt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen solcher Gegenstände unter Verwendung von billigen Stoffen, die schwierig oder nicht mit üblichen Formtechniken hergestellt werden können.

Weiter bezweckt die Erfindung ein Verfahren, mit dem eine Orientierung von im allgemeinen hohlen Gegenständen, die aus orientierbaren Kunststoffen hergestellt sind, leicht durchgeführt werden kann.

Schließlich bezweckt die Erfindung eine Vorrichtung mit einfaohera Aufbau, die alt relativ geringem Kostenaufwand zu erstellen ist.

Bei einem Verfahren nach der Erfindung wird eine fließfähige Materialmasse gebildet und wenigstens ein Teil der Peripherie einer flexiblen Blase mit der fließfähigen Masse unter Bedingungen in Berührung gebracht, bei denen die Hasse an der Blase haftet. Hierauf wird das Material zu einem zähen einheitlichen "

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hohlen Gegenstand Integriert und die Blase wird wenigstens teilweise kollabiert, so daß sie aus dem Gegenotand entfernt werden kann. <

Vorzugsweise hat die fließfähige Masse die Form von integrierbaren Teilchen, die ohne weitere Substanzen sicm miteinander vereinigen und das zweckmäßigste Material hierfür ist ein thermoplastischer Kunststoff- Bei einer Ausführungsforrr; nach der Erfindung hat die fließfähige Masse die Form eine3 Pxie3-bettee aus thermoplastischen Teilchen und die 31ase wird auf pine Temperatur vorerhitzt und in das Fließbett eingeführt. Die Vorerhitzungstemperatur wird so groß gewählt, daß die Teilchen wenigstenß teilweise verschmelzen und bei Berührung mit der Blase daran haften. Bei diesen Verfahren findet ein Abkühlen statt, un die verschmolzenen Teilchen in dem ?u3Hmmenhängenden Gegenstand vor dem Entfernen der Blase zu verfestigen.

Bei einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung besteht die fließfähige Maase aus einer Volke aus elektrisch geladener. Teilchen und die Blase ist elektrisch geladen oder geeraet, ao daß eine Spannung oder ein PeId zwischen den Teilchen und der Blase aufrecht erhalten wird, durch das die Teilchen an die Bleae angezoger, werden und auf dieser haften. Bei diesem Verfahren werden die Teilchen vorteilhafterweiae aul der Blase auf eine Temperatur überhalb des Verscnraelzungspunktes des Materials erhitzt und hierauf die verschmolzenen Teilchen unter Bildung des Gegenstandes abgekühlt.

Eie Vorrichtung, die zur. Hersteller, der Teilchen nach c;«er Erfindung verwendet wird, weist Einrichtungen zur. Überzi'.-r.er. ur,d· Formen der fließfähigen Masse aus den integrierbaren Teilchen, einer flexible Blase und Einrichtungen wenigstens auf

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dor Blase, ua tin Haften der Teilchen an wenigstens einem Teil der Blase zu bewirken, auf. Die Einrichtungen, die die Blase für die Teilchen haftend machen,können. Heizeinrichtungen oder eine Gleichstromquelle aufweisen. In letzterem Pail .wird die Spannungquellβ mit der Blase (die elektrisch leitfähig ist) verbunden und der andere Pol wird an die fließfähige Masse gelegt, so daß die Teilchen auf ein Potential geladen werden, das den der Blase entgegengesetzt ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann eine aufpumpbare Blase f und eine Druckquelle haben, die mit der Blase verbunden ist, um das Aufpumpen derselben zu bewirken. Die Vorrichtung kann weiter eine Einrichtung zum Integrieren der Teilchen, die auf der Blase haften, wie z.B. einen Ofen haben, in dem die Teilchen aus einem wärmeverschmelzbaren Material auf der Blase zu einem zähen, einheitlichen, praktisch hohlen Gegenstand verschmolzen werden können.

Anhand der Piguren wird die Erfindung beispielsweise erläutert*

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Christbaumschmucks nach dieser Erfindung.

figur 2 itlgt iohematieoh «in· Vorrichtung nach der Erfindung und

Figur 3 zeigt teilweise schematisch eine elektrostatische Coating-Einrichtung zum Herstellen von Gegenständen, wie sie in Figur 1 dargestellt sind.

In Figur 1 ist ein Christbaumschmuck 10 dargestellt, der nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung naoh der Erfindung her-

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gestellt werden kann. Dieser Schmuck hat einen offenen Hals 11. Eine Vorrichtung, die sich für die Herstellung von Gegenständen, wie z.B. solchen Schmuckgegenständen 10 eignet, ist schematisch in Pigur 2 dargestellt. Die in Figur 2 abgebildete Vorrichtung weiet einen Ketten- oder ähnlichen Förderer M auf, der kontinuierlich um vier entsprechende Kettenräder 14 läuft, die eine praktisch rechteckige Förderbahn, welche durch Pfeile angedeutet wird, definieren. Auf dem Förderer 12 sind mehrere Formen 16 angeordnet, von denen jede für die Herstellung eines Christbaumschmuckes, wie er in Figur 1 dargestellt ist, geeignet ist. Sie Form 16' befindet sich vor der ersten Stufe der Vorrichtung und die Form 16" befindet sich in der letzten Stufe dieser Vorrichtung.

Zuerst tritt die Form 16· in eine Coating-Station 18, die βίη·:η Versorgungstrichter 20, der das Uberzugsmaterial enthält, aufweist. Eine Materialtransportleitung 21 erstreckt sich zwischen dem Trichter 20 und der Station 18. Die überzogene Form 16' läuft von der Coating-Station 18 mit dem darauf aufgebrachten und anhaftenden Uberzugsmaterial in den Ofen 22, in dem sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird, um die Teilchen miteinander zu vereinigen oder zu verschmelzen. Es soll dabei angenommen werden, daß die Teilchen aus einem in Wärme verschmelzbaren Material bestehen. Nach dam Austritt aus dem Ofen 22 läßt man den integrierten Überzug auf der Form aushärten, so daß er eine einheitliche, zähe Struktur bekommt, wonach die Form durch die Spitzen einer schrägen, gabelförmigen Einrichtung 24 läuft, in der der Gegenstand von der ?orn getrennt wird.

Bei wahlweisen Ausführungsformen (durch die gestrichelte Linie dargestellt) weist die Vorrichtung einen Vorerhitzungsofen 26, der stromaufwärts von der Coating-Station 18 angeordnet

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iat, abwie eine Kühlkammer 28 auf, die eich stromabwärts von dem Ofen 22 befindet. Der Vorerhitzungaofen 26 ist zweckmäßig, wenn man die Formen 16 vorerhitzen will, so daß ein wfirmeschmelzbares Pulver daran haften kann. Es ist zwar gewöhnlich möglich, den geformten Gegenstand ausreichend bei Rfiurcbedingungen abzukühlen, nachdem er äks dem Ofen 22 ausgetreten ist, die Verwendung der Kühlkammer 23 vergrößei^t jedoch die Kühlwirkung und verringert die zum Abkühlen-erfor- . derliche Zeit.

In Figur 3 ist eine elektrostatische Coating-Einrichtung 118 dargestellt, die die Coating-Station 18 der anhand von Figur 2 beschriebenen Vorrichtung bildet. Die Coating-Einrichtung oder Überzieheinrichtung 118 hat eine geschlossene Kammer ?0 mit einem V-förmigen Boden 32 und einem geschlitzten Deckel 34. Die Seitenwand 35 über dem Boden 32 hat eine Öffnung Jl zur Druckentlastung der Kammer 30 und ein Filter 36 ist in dieser öffnung 37 vorgesehen. Unter dem V-förnigen Abschnitt 32 ist eine längsgeetreckte Sammelkammer 38 n<it kreisförmigem Querschnitt und ein Schneckenförderer 40 vorgesehen, der drehbar in der Kammer 38 angeordnet 1st. Diese Sammelkasser 39 erstreckt sich längs der geschlossenen Kammer 30 und die Schnecke 40 wird verwendet, um das Pulver, das auf den Boden i der geschlossenen Kammer 30 fällt, längs dieser Kammer in die Luftkaomer 42- zu fördern, die unterhalb des Sammelraums oder der Sammelkammer 38 angeordnet ist.

Die geschlossene Kammer 30 hat zwei Pulverspriüzen oder Pulverschleudern 44, die in dem Boden 32 und der Seite 35 befestigt sind und nach innen auf die Form 16, die durch die Kammer geführt wird, gerichtet sind. Ein Luftschlauch 46 ist mit ^eder Spritze 44 verbunden und kommuniziert über ein entsprechendes '

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Ventil 48 mit der Luftkamrcer 42. Luft, die in die Luftkammer 42 eingeleitet wird, führt das Pulver durch die Ventile 48 (wenn diese geöffnet sind) in die Spritzen 44 und schleudert daa Pulver gegen die Form 116.

In der Mitte in dem geschlitzten Deckel 34 der geschlossenen Kammer 30 ist ein Paar von Führungsschienen 50 angeordnet, die einen Längsachlitz bilden. Ein butterblock 52 sitzt auf den oberen Enden dieser Schienen 50 und ist starr mit dem Förderer t2 verbunden, so daß er länge der Oberseite der Coating-Station 118 geschoben werden kann« Die Führungsschienen 50 tragen nicht nur den Futterblock 52 und bestimmen einen Weg durch die Station 18, sondern sie erstrecken sich auch nach unten längs des Hal3ea 66 der Form 116, so äaS sie einen Teil desselben abdecken und verhindern, daß Pulver sich auf diesem Teil ablagert. Durch die Abdeckung wird eine öffnung in den Gegenstand erhalten, durch die die flexible Form 116 an Ende entfernt werden kann, die öffnung befindet sich in dem Kolben 10, der in Figur 1 dargestellt ist, am Ende des Halses 11 dieees Kolbens.

Durch den Futterblock 52 erstreckt sich ein drehbar angeordnetes, hohles Rohr 54, das sich länge der Tiefe der Führungsschienen 50 erstreckt und dazu dient, den Hals 66 der Forn 16 zu halten, indem das untere Ende dieses Rohres in den Hals hineinragt. Ein Zahnrad 56 ist am oberen Ende des Trägerrohres 54 befestigt, wobei eine dünne Beilagacheibe 53 vorgesehen ist. Das Zahnrad 56 arbeitet Snit einer fest angeordneten Zahnschiene 58 zu3aT.xen. Der Eingriff der Zähne des Zahnrades 56 in die Zahnstange 58 erfolgt, wenn der Futterblcck 52 die Vorrichtung an dieser Schiene 53 vorbeibewegt, wodurch das Zahnrad 56,das Rohr 54 und die Forn: '16 gedreht werden, so daß die gesagte

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Oberfläche der Form gleichmäßig beschichtet wird.

Ein mit einer nicht dargestellten Druckquelle- verbundener Schlauch 60 ist am Ende des Rohres 54 mit einer üblichen Kupplung 55 befestigt, so daß die Form 116 je nach Bedarui . aufgeblasen oder entleert werden kann. Eine geeignete elektrische Kontaktvorrichtung mit einem Finger 63 drückt gegen die obere Oberfläche des Zahnrades 56 und stellt eineii Schlftif kontakt mit dieser Fläche her. Die Hochspannungsquelle 64, die achematisch angedeutet wird, iet mit einem Pol mit der Pulverspritze 44 und mit dem anderen Pol mit der elektrischen Kontakteinrichtung 62 verbunden, so daß Pulver, das durch die Spritze 44 gedrückt wird, mit einer Polarität geladen wird, die entgegengesetzt der Polarität ist, auf die die Form 116 geladen wurde. Eine Isolierung ist,-.wo nötig, vorgesehen, um einen Kurzschluß zu vermeiden (das Gehäuse der" Spritzen 44 ist aus diesem Grund nicht leitend). Eine Schicht; aus leitfähigem Material 68 auf der Innenfläche der Fora 116 macht diese elektrisch leitfähig. '.-- - <-- "■ - ■ * '

Im Betrieb der Station 118 wird die Form 116 längs des Schlitzes in dem Deckel 34 der geschlossenen Kammer vorgeschoben · und dabei gedreht, so daß sie dem Pulver, daevgegen diese Form rail luftdruck aus den Pulverspritzen 44 geschleudert wird, ausgesetzt ist. Infolge der .entgegengesetzten.Ladungen des Pulvers und der Form 116, die aus der Schaltung der Hochspannungsquelle 64 resultieren, "wird das Pulver elektrostatisch..angezogen und auf der Oberfläche der Form 116 gehalten. Hierauf wird die Form 116 zu einer Stelle geführt, an der die Teilchen vereinigt werden, z.B. zu dem Ofen 22, der in Figur 2 dargestellt ist. ·■ · _ -

Es ist zwar eine elektrostatische Coating-Kammer dargestellt

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und diese stellt eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung dar, jedoch können andere Formen von den Überzug bildenden Einrichtungen,mit denen eine fließfähige Materialmasae gebildet wird, an deren Stelle verwendet werden. Z.B. kann die Coating-Station 18, die in Figur 2 dargestellt ist, aus einem üblichen oder elektrostatischer Fließbett bestehen, in das oder in de33en Nähe die Form 16 geführt werden kann. De& wesentliche Merkmal der Erfindung wird darin gesehen, da3 d:e den Überzug herstellende Einrichtung eine fließfähige Materialmasse erzeugt. Die Art der verwendeten Vorrichtung ist nicht kritisch.

In Figur 2 ist nur eine einzelne Coating-Station dargestellt. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, eine Vielzahl von Coating-Stationen vorzusehen, die der Reihe nach aufeinanderfolgend längs einer Bahn für den Pormvorschub angeordnet; ainö. Sine solche Anordnung kann mit Vorteil für die Herstellung von Gegenständen, deren Innen- und Außenwände verschiedene Zi/.enschaften haben 3ollen, z.3. fur Verpaokungszwecke, für die Herstellung von Gegenständen mit zunehmenden War.ddicken, für die Herstellung von Gegenständen mit einem Aufdruck und/oder einem Muster, das durch Abdeckung erhalten wird, verwendet werden»

Das Material für den Überzug der Form kann stark variieren und die fließfähige Materialmasse kann entweder Flüssigkeiten oder Feststoffteilchen enthalten. Das verwendete Material jedoch bestimmt die Art der Vorrichtung, die für das Überziehen, Integrieren und/oder die Verfestigungsstufen des Verfahrens notwendig ist. Unter den zahlreichen Materialarten, die geeignet sind, werden thermoplastische Kunststoffe und insbesondere thermoplastische Kunstharze bevorzugt. Beispiele hierfür sind die Vinylidene und Vinyle (z.B. Polystyrol und Polyvinylchlorid)^

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die Olefine (z.B* Polyäthylen, Polypropylen und Copolymere derselben), Zellulose, Polyamide (z.B. Kylön) und dgl. Da die Verarbeltbarkeit und die Strömungseigenachaften des Materials bei dem erfindungsgemäßen Verfahren viel weniger Bedeutung als, bei üblichen Fonctechniken haben und da lange Erwärmungo- ' zeiten bei hohen Temperaturen vermieden werden können, ist das Verfahren nach der Erfindung ideal für die Herstellung von Gegenständen aua Stoffen geeignet, die relativ schlechte Verarbeitungoe.igenschaften und eine relativ schlechte Wärmeoeafindigkeit haben. Darüber hinaus können mit dem erfindungsse- i mäßen Verfahren Gegenstände leicht aus Materialtnischungen hergestellt werden und wenn unterschiedliche Stoffe oder Materialien hintereinander aufgetragen werden, muß nur eine Schicht aus eines integrierbaren Stoff bestehen.

Dae für die als Farm dienende Blase verwendete Material kann ebenfalle beträchtlich variieren und hängt maßgeblich von der Stoffart, die als Überzug auf die Blase dient, ab. Ganz allgemein ist nur zu fordern, daß das die Blase bildende Material etwaa flexibel Ist. Wenn die Blase entweder in einer Yorervärmungestufe oder in einer nachfolgenden Verschmelzungsstufe erwärmt werden «oll, muß gewährleistet sein, daß das ■ Material,aus dem die Blase besteht, durch die erhöhten Ternpe- " raturtn, denen es ausgesetzt iet, praktisch nicht angegriffen wird. Wenn in ähnlicher Weiße der überzug mit einem elektrostatischen Verfahren aufgebracht wird, muß «ine Vorkehrung getroffen werden, daß die Blase auf einem geeigneten Potential gehalten werden kann. Bei Anwendung eines elektrostatischen Verfahrens kann es zwar sehr zweckmäßig sein, daß die Blase aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, üblichere Kautachukarten können jedoch modifiziert werden, um die notwendige Leitfähigkeit zu erhalten. Z.B. können solche Katerl-

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alien mit Metall oder Graphit gefüllt werden oder man kann Metall oder Graphit auf den Innenflächen derselben abscheiden. In einigen Fällen wird es zweckmäßig »ein, die Blase zur Vergrößerung der Festigkeit zu verstärken und diese Verstärkung kann man so wählen, daß die elektrische leitfähigkeit erzeugt wird. Andere Möglichkeiten bestehenu.a. darin, dafl man eine im Vakuum«abgeschiedene metallische Oberfläche außen auf der Blase erzeugt, die als leitfähige Schicht verwendet werden kann, und die weiter unter Erwärmung auf die Innenseite des hergestellten Gegenstandes übertragbar ist. Auf diese Weise kann eine metallische Wirkung auf dem Gegenstand ereeugt werden, wenn dieser aus einen: transparenten Material hergestellt wird. Schließlich kann es vorteilhaft sein·eine Flüssigkeit durch die Blase zu leiten, um dieselbe eu erhitzen, eu kühlen oder aufzublasen. Eine solche Flüssigkeit kann verwendet werden, um ein leitfähiges Medium bereitzustellen. Wenn die Blase aufgepumpt werden muß, soll ein Material erzeugt werden, das hinreichend elastisch oder federnd ist, um zu ermöglichen, daß es seine ursprüngliche Gröase und Form selbst nach vielen Aufpump- und Entleerungszyklen annimmt.

Die Blase wird natürlich dem jeweiligen zu erzeugenden Gegenstand entsprechend geformt. Schmuckgegenstände und Flaschen sind nur als Beispiel genannt.. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung können verwendet werden, um eine große Menge verschiedener Gegenstände zu erzeugen. Die Erfindung kann zwar ir.it größtem Vorteil für die Herstellung¹ von Gegenständen, die nahezu geschlossen sind, angewandt werden, nit dem Auedruck ''höhle Gegenstände" sollen jedoch auch relativ weit geöffnete Gegenstände umfaßt werden, aus denen das Herausnehmen der Form wesentlich weniger schwierig ist, jedoch das Kollabieren der Form einen Vorteil bietet.

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Paa Verfahren zum Herstellen .der Blase hat auf die Erfindung relativ wenig Einfluß. Z.B. karnies zweokraäßlg sein, die · ■ Blase in einer verlorenen Form, wie einer Form aus Wachs, Glas oder einem anderen /brüchigen Material, oder einer. Form herzustellen, die aus einer löslichen Substanz für die nachfolgende Trennung von Blase und Form hergestellt ist. Eine' λ~>^ hohle Form kann verwendet werden, um die Blase mit dem Vorteil zu gießen oder zu formen, daß die Form nicht zerstört werden ' muß und wieder verwendet werden kann.

Für die Vorrichtung kann jeder geeignete Förderer anstelle des schematisch dargestellten Kettenförderers verwendet werden, um die Formen zwischen den Betriebsstationen kontinuierlich zu fördern. Weiter kann ein Förderer ganz.weggelassen "i und durch andere Einrichtungen ersetzt werden oder die Formen können von Hand zwischen aufeinanderfolgenden Betriebsstationen transportiert werden. Die Heizeinrichtungen können von· üblicher Art sein Und aus Konvaktionsöfen,Infrarot- oder Induktionsöfen oder, wie bereits oben erwähnt, mit einer erhitzten Flüssigkeit, z.B. einem erhitzten öl, das durch die Blase geleitet wird, betrieben werden. Übliche Kühleinrichtungen können verwendet werden, wobei als Kühlmedium luft oder ein anderes fließfähiges Medium mit einer relativ niede- j ren Temperatur oder eine übliche Gefrierflüssigkeit verwendet werden können* Solche Medien können entweder außerhalb oder innerhalb der Blase angewandt werden und die Wirkung dieser Medien kann entweder direkt oder indirekt sein. .

Wie bereits erwähnt wurde, kann für idie Erzeugung einer Öffnung in dem herzustellenden Gegenstand ein Teil der Blase abgedeckt werden. Diese Öffnung kann auch in einem getrennten Arbeitsgang gebildet werden. Die Einrichtungen zum Abdecken der Blase können physikalischer Natur sein, d.h. es kann eine

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Konttruktlonssperre, wie z.B. ein· Abachiraung In Form der dargestellten Schienen verwendet werden oder es kann ein Abdeckungseffekt erhalten werden durch entsprechendes Richten der Luftstrahlen durch Bestreichen oder durch elektrische Abstoßung, wenn ein elektrostatisches Verfahren angewandt wird. Wenn das Uberzugsmaterlal an der Blase durch Verschmelzen desselben während einer Vorstufe haften soll oder wenn es danach erhitzt wird, kann' eine Wärmesenke an dem Teil der Blase, an dem der überzug nicht haften soll, vorgesehen sein, so daß kein Anhaften stattfindet oder das anhaftende Material leicht entfernbar 1st. Die Wärmesenke kann der die Blase haltende Teil sein, s. B. das in Figur 3 dargestellte Rohr und dieser Teil kann von innen, z.B. durch Wasser, Luft oder dgl. gekühlt sein.

Der Ausdruck "Verschmelzen" bezieht sich praktisch auf die Wirkung, die -bei hohen Temperaturen eingeleitet wird, für die Beschreibung dieser Erfindung ist er jedoch etwas weiter zu interpretieren. Z.B. kann eine Behandlung mit Lösungsmitteldämpfen und eine Elektronenbestrahlung verwendet werden, um in bestimmten Materialien eine Strömung zu erzeugen und ' * Fällen, in denen Materialien dieser Arten angewandt werden, soll der.Ausdruck "Verschmelzen" diese Verfahren umfassen. Darüber hinaus können Ultraschallschwingungen verwendet werden, um bestimmte Arten von Teilchen zu verschmelzen. In solchen Fällen wird eine geeignete Einrichtung anstelle des Ofens, der in den Zeichnungen abgebildet ist, verwendet. Solche Techniken ermöglichen die Verwendung anderer Materialien für die Blase, z.B. Materialien, die sich bei erhöhten Temperaturen nicht verwenden lassen. Es ist weiter gemäß dieser Erfindung möglich, selbstintegrierende Stoffe zu verwenden, wie z.3. geschmolzene Stoffe, Lösungsmitteldispersionen, die zu einer

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Verfestigung fähig eind, in welchem Fall kein eigener VerachmelKungBvorgang nötig ist.

Sie elektrische Schaltung, die für das elektrostatische Überziehen erforderlich ist, wird normalerweise eine übliche Schaltung eein, die lediglich entsprechend den Notwendigkeiten dt· jeweiligen Verwendungssweck«β modifiziert ist. Die Blas* muß nicht direkt mit der Hochspannungsquelle verbunden sein, vie in den Zeichnungen dargestellt, sie kann entweder unabhängig oder über andere Teile der Vorriontung geerdet sein, die I «weckmäßigerweiae auf Erdpotential gehalten werden, um den bekannten Sicherheitsvorschriften zu genügen.>

Ee lit ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß die Vorrichtung, die verwendet werden kann, sehr geeignet ist, die Eigenschaften des erzeugten Gegenstandes zu verbessern. Es ist bekannt« daß die Eigenschaften bestimmter Harze, wie z.B. Polypropylen, durch Orientierung der Moleküle längs einer oder mehrerer Achsen verbessert werden und die Bedingungen für eine solche Orientierung sind allgemein bekannt. Bei einer Ausführungsfora nach der Erfindung, bei der die Blase aus einem aufpumpbaren Material hexgestellt ist» und nach dem überziehen * auf eine entsprechende Temperatur gebracht worden ist, können ■ die Moleküle ,des Materials einfach durch Aufpumpen der Blase multiaxial orientiert werden, wobei die Dimensionen des Gegenstandes auf der Blase vergrößert und dieser Gegenstand dadurch gestreckt werden kann. Die restlichen Verfahrensstufen müssen •in keiner Weise modifiziert werden» um dieses Ergebnis zu erhalten. .

Am Snde des Verfahrens nu3 der Gegenstand nur von der Blase abgestreift werden. Dieses Abstreifen v/ird, wie bereits oben

erwähnt wurde, erleichtert, indem eine Öffnung in dem Gegenstand während des Überziehene durch eine geeignete Abdeckung erzeugt wird. Wenn die Öffnung wenigstens etwa 1/4 der Größe dee größten Querschnitte der Blase hat und wenn die Blase genügend flexibel ist, kann sie normalerweise direkt aus dem Gegenstand herausgezogen werden. Wenn jedoch die Eigenschaften des Gegenstandes oder der Blase eine Trennung schwieriger machen, können Luftstrahlen oder dgl. verwendet werden, um die Blase zu kollabieren, in Schwingung zu versetzen und zu

^ schmieren, eo daß sie leichter entfernt werden kann. Alternativ kann ein Schmierstoff zwischen die Blase .und den Gegen» ■tand für denselben Zweck injiziert werden. Weitere Möglichkeiten sur Erleichterung der Trennung umfassen die Drehung · der Blase relativ zu dem Gegenstand und die Verwendung eines Vakuums, das allmählich eingesetzt werden soll, so daß die Blast nicht reißt. lit einigen Fällen bieten die anderen Vorteil· der Erfindung so viel« daß die Zerstörung der Blase bei ihrer Entfernung kein bemerkenswerter Nachteil ist, jedoch ist ·■ natürlich wünschenswerter, die Blase für die wiederholte Verwendung unbeschädigt zu lassen. Die Einrichtungen, mit denen dl· Blatt tatsächlich aus dem Gegenstand herausgezogen wird, können weitgehend variieren. In der Zeichnung ist

fe beispielsweise tint gabelförmige Einrichtung dargestellt.

Anhand des nachfolgenden Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert.

Beispiel

Ein üblicher runder Christbaumschmuck' mit einem Durchmesser von 6,3 cm (2 1/2 inch) wurde als zerstörbares Modell verwendet. Ein Kunststoffrohr wurde über den Kais de3 Schmuckes gestülpt und dieser wurde dann*mit einem Nylonpulver in einem

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elektrostatischen Fließbett beaohiohtet, laohde* der Überzug etwa 0,8 bis 1,6 ma (1/32 bis 1/16 Inch) erreicht hatte (wosu mehrer· aufeinanderfolgende Beschichtung*- und VtrichiBelxungsvorgange erforderlich waren), wurde die innere Glaskugel durch Plexieren der Nylonhülle «erbrochen und die Bruchstücke daraus entfernt. Die Hülle wurde als Form für weitere Arbeitsgänge verwendet. . ·....-

Nach dem Überziehen der Innenseite der Nylonform mit einem Trennmittel wurde ein flüssiges Organopolysiloxanpolymeres .' g in die Form gegossen. Diese wurde dann gedreht, um eine vollständige Bedeckung zu gewährleisten, wonach man-sie umkehrte und auslaufen ließ. Danach wurde.die Form 15 bis 30 Minuten lang bei 100° C erhitzt, um das Polymere auszuhärten. Nach dem Kühlen wurde die auf diese Weise hergestellte Blase entfernt, indem man Luft zwischen derselben und der Form einblies. Die Wanddicke der fertigen Blase betrug etwa Ο,.ΟΙ bis 0,025 cm (0,005 bis 0,01 inch). ..

Pulverförmiger Graphit wurde hierauf in die Blase gegossen und auf die Innenwand derselben eingerieben, so daß eine elektrisch leitfähige Oberfläche entstand. Die Blase wurde dann. auf ein starkwandiges Rohr geklebt, das in ihrem Hals gerade ... genug weit eingesetzt worden war, so daß ein Ende mit der Stelle übereinstimmte, an der der Hals des Schmuckes zu Ende war..Das Rohr wirkte als Wärmesenke, so daß nach einer späteren Verschmelzungsstufe das Pulver auf der Blase in der Nähe des Rohrendes leicht entfernt werden konnte. . _:

Das Rohr in dem Hals der Blase würde elektrisch geerdet und die Blase sowie das Rohr wurden dann um -die Achse in einem geerdeten"- elektrostatischen Fließbett etwa 5 bis 10 Sekunden lang gedreht« Das für den Überzug verwendete Pulver bestand

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Die Erfindung sohafft ein schnell, leicht und wiederholt durchführbares wirtschaftliches Verfahren zum Herstellen hohler Gegenstände. Die Gegenstände können relativ kompliziert aufgebaut sein und in einer begrenzten Anzahl von Betrieb3-sohritten hergestellt werden. Sie werden ohne Säume und mit ganz bestimmten Wanddicken hergestellt. Stoffe, die relativ billig und/oder schwierig mit übliohen Pormungatechniken zu verarbeiten sind, können gemäß dem Verfahren nach der Erfindung verwendet werden und die Orientierung der Moleküle in dein hergestellten Gegenstand kann leioht zur Verbesserung der Eigenschaften derselben bewirkt werden. Die Erfindung schafft auch eine Vorrichtung, die besonders für den beschriebenen Zweck geeignet, einfach aufgebaut und relativ billig ist.

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Claims (1)

1. Pa t e nt a η s ρ r: ü c he

   Verfahren·zum Herstellen eines hohlen Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß man eine fließfähige.Masse aua Material bildet, wenigstens einen Teil der Peripherie einer flexiblen Blase mit der fließfähigen Masse unter Bedingungen in Berührung bringt, bei denen das Material an der Blase haftet, das Material zu einem zähen, einheitlichen, hohlen Gegenstand integriert und die Blase wenigstens teilweise J kollabiert, um sie aus dem Gegenstand zu entfernen,

   2. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß man als Material für den hohlen Gegenstand integrierbare Teilchen verwendet· -

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet» daß man als integrierbare Teilchen ein thermoplastisches Kunstharz verwendet« .

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die -fließfähige Masse ein Fließbett aus den Teilchen ist, das man die Blase auf eine erhöhte Temperatur vorerwärmt und | in das Fließbett einführt, wobei die Temperatur hinreichend groß gewählt wird, so daß die Teilchen wenigstens teilweise verschmelzen und an der Blase bei Kontakt mit dieser haften und daß man die Blase mit dem überzug abkühlt, us die verschmolzenen Teilchen zu verfestigen und einen einheitlichen Gegenstand zu erzeugen.

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   5. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daS man als fließfähige Masse eine Wolke aua elektrisch geladenen Teilchen verwendet, wobei man die Blase mit Ladung einer Polarität ladet, die der Polarität der Teilchen entgegengesetzt ist, so daß diese Teilchen von der Blase angezogen werden und auf dieser haften.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Teilchen auf der Blase auf eine Temperatur überhalb des Verschiselzungapunktes dee Materials erhitzt und hierauf die verschmolzenen Teilchen unter Bildung eines freitragenden Gegenstandes abkühlt.

   7. Verfahren nach Anspruch 5 t dadurch gekennzeichnet, da3 man auf die Innenfläche der Blase ein elektrisch leitfähiges Material aufbringt.

   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da2 man al· elektrisch leitfähigee Material fein zerteilten Graphit verwendet.

   9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafl aan einen Teil der Oberfläche der Sla3e abdeckt, üb das Anhaften von Material auf diesem Teil praktisch verhindert, so dag der Gegenstand eine Öffnung hat, durch die man die Blase aus dem Gegenstand entfernt.

   10· Verfahren nach Anspruch 5 t dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Oberfläche der Blase nicht geladen wird, um dae Anhaften der Teilchen an diesem Teil zu verhindern, so daß der erzeugte Gegenstand eine Öffnung hat, durch die man die Blase entfernt.

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   * an j.. ...

   11. Verfahren nach Anepruoh 2/ dadurch gelcennselehntt, daß man als Blase «ine aufpumpbare Blaeβ verwendet, die in einem aufgepumpten Zustand während der Berührung mit dem Fließbett und der Integrierung der Teilchen erhalten wird.

   12. Verfahren naefa Anspruch 2# dadurch gekennzelehnet, daß man ein orientierbares Material und eine aufpumpbare Blas* verwendet» lind daß dieBlase unter Vergrößerung ihrer Abmessungen aufgepumpt wirdi nachdem der Gegenstand auf ihr ■ geformt wird» äo daß die Moleküle des Materials orientiert -fj Werden.

   13* Vorrichtung zum Herstellen eines hohlen Gegenstandes, gekennzeichnet durch Einrichtungen zürn Bilden eines PlieÖ-bettea aus integrierteren Teilchen _t. durch eine flexible Blase, die die Form für den Gegenstand "bildet* und durch Einrichtungen* die wenigstens mit der Blase zusamtneriärbexten, um das Anhaften der Teilchen auf wenigstens einen Teil dieser Blase zu bewirken,

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Einrichtungen» um die auf der Blase haftenden Teilchen zu integrieren* -™

   15* Vorrichtung nach Anspruch-13» dadurch gekennzeichnet, daß diö Einrichtungen, die das-Anhaften der Teilchen an der Blase bewirken, Hdizeinrichtungen sind. '■

   1-6» Vorrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, da.3 die Vorrichtung Einrichtungen zu« Befestigen der Blase aufweist» wobei diese Befestigtingseinriehtungen öine senke haben, die teilwöise in die Blase eingesetzt ist,

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   die Wärme aus dem entsprechenden Teil der Blase abzuziehen und dae Anhaften der Teilchen an diesem Teil zu verhindern« «

   17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet« da3 die das Anhaften der Teilchen an der Blase bewirkenden Einrichtungen eine Gleichstromspanmmgsg.uelle aufweisen, von der ein Pol mit der Blase und der andere Pol mit der fließbettbildenden Einrichtung verbunden ist, so da2 die Teilchen auf ein Potential aufgeladen werden, das de:r. der Blase entgegengesetzt ist, wobei die Blase wenigstens teilweise elektrisch halbleitfähig ist.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet,- äaß die Blase aufpumpbar i3t und daß die Vorrichtung eine Druckquelle umfaßt, die mit der Blase zwecks Aufputr.por derselben verbunden ist.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, d?.." die Einrichtung zum Integrieren der Teilchen einen Ofer. aufweist, in dem diese Teilchen auf der Blase miteir.c.-. ·.-unter Bildung eines hohlen Gegenstandes verschmolzen v:«. den, wobei diese Teilchen aus einem wärmeverschmelzbar&r. Material bestehen.

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   BAD ORIGINAL

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