DE2820484A1

DE2820484A1 - Formvorrichtung zur herstellung hohler produkte aus geschmolzenem thermoplastischem material

Info

Publication number: DE2820484A1
Application number: DE19782820484
Authority: DE
Inventors: Allison Wood Katzman; Albert George Keller
Original assignee: Glass Marvin and Associates
Current assignee: Glass Marvin and Associates
Priority date: 1975-12-04
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1979-11-15
Also published as: US4050875A

Description

Formvorrichtung zur Herstellung hohler Produkte
aus geschmolzenem thermoplastischem Material Formvorrichtung zur Herstellung hohler Produkte aus geschmolzenem thermoplastischem Material Die Erfindung betrifft eine Formvorrichtung zur Herstellung hohler Produkte aus erhitztem, geschmolzenem, thermoplastischem Material, insbesondere zur Verwendung für Handwerk und Kunst, durch Schleuderauß.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine für Kunst und Handwerk geeignete Formvorrichtung zu schaffen, mit der hohle Kunstgegenstände aus einem thermoplastischen Formmaterial wie Wachs hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Formvorrichtung weist einen Rahmen auf, an dem vertikal und stationär ein kreisförmiger Zahnkranz befestigt ist. Eine mit Hilfe einer Kurbel anzutreibende Welle ist in dem Rahmen konzentrisch zum Zahnkranz drehbar gelagert. Ein joch- oder gabelähnlicher Formträger ist am Ende der Welle befestigt und mit dieser drehbar. Auf dem Formträger wiederum ist ein Formhalter so befestigt, daß er um eine Achse zwischen den Gabelarmen des Formträgers drehbar ist, die im wesentlichen senkrecht zur Kurbelwellenachse liegt. Der Formhalter ist mit einer Welle versehen, die sich durch einen der Gabelarme des Formträgers erstreckt und an einem mit dem Zahnkranz kämmenden Zahnrad befestigt ist und von diesem angetrieben wird. Wenn die Kurbel gedreht wird, um den Formträger zu drehen, dann läuft das Zahnrad auf dem Zahnkranz ab und dreht den Formhalter. Beim Betrieb der Formvorrichtung wird in eine Form geschmolzenes thermoplastisches Material eingefüllt. Die Form besteht aus einem Paar zueinanderpassender Formhälften, die einen Formhohlraum bilden. Nach Einfüllen des Materials wird die Form zusammengesetzt und auf den Formhalter montiert. Drehen der Kurbel bewirkt, daß sich die Form um die beiden im wesentlichen zueinander senkrechten Achsen dreht,wobei das thermoplastische Material im wesentlichen gleichmäßig über die Innenfläche des Formhohlraums verteilt wird, während es sich abkühlt und verfestigt.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 eine perspektivische Vorder und Rückansicht bzw. entgegengesetzte Ansichten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Formvorrichtung für Kunst und Handwerk, Fig. 3 einen vergrößerten Vertikalschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 4-4 von Fig. 3, wobei Teile der Formelemente weggeschnitten sind, Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht der Antriebswelle und eines Teiles eines Verriegelungssystems zur Verriegelung der Antriebswelle, Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer für die Formvorrichtung der Fig. 1 und 2 geeigneten Form, Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Formhalters, und Fig. 8 eine perspe-ivische Darstellung eines Putzmessers, das geeignet ist, die durch die Vorrichtung der Fig. 1 und 2 hergestellten Gegenständer fertigzustellen.
Gemäß den Fig. 1 bis 4 weist die dargestellte Formvorrichtung einen Rahmen 10 mit einer Grundplatte 12 und einem hochstehenden Arm 14 auf. Befestigt an und getragen von dem Arm 14 und der Grundplatte 12 ist bzw. wird ein vertikaler, stationärer, kreisförmiger Zahnkranz 16. Eine Welle 18 (Fig. 3 und 5) mit längs verlaufenden Rippen 18a ist am Arm 14 befestigt und durchsetzt diesen und konzentrisch den Zahnkranz 16 und ist gegenüber diesen Teilen drehbar.
Eine Kurbel 20 mit einem Handgriff 20a ist an einem Ende der Welle 18 befestigt und steht mit den Rippen 18a im Eingriff, damit die Welle 18 gedreht werden kann. Das andere Ende der Welle 18 ist an einem Formträger in Form einer Gabel 22 (Fig. 1 bis 4) befestigt. Wenn die Kurbel 20 und damit die Welle 18 gedreht wird, dreht sich die Gabel 22 mit ihr in einer vertikalen kreisförmigen Bahn.
Wie insbesondere aus den Fig. 4 und 7 erkennbar, besitzt die Gabel 22 zwei im wesentlichen parallele, gegenüberliegende Arme, die einen U-förmigen Rahmen 24 als Formhalter tragen. Der Rahmen 24 ist mit Hilfe eines Drehzapfens 26 und geeigneter Lagereinrichtungen für eine am Rahmen 24 befestigte Welle 28 gegenüber der Gabel 22 drehbar befestigt. Die Welle 28 erstreckt sich durch einen Arm der Gabel 22 und ist an ihrem anderen Ende mit einem Zahnrad 30 (Fig. 1 und 4) verbunden, um sich mit diesem zu drehen.
Das Zahnrad 30 steht mit den Zähnen des stationären Zahnkranzes 16 im Eingriff.
Man sieht (Fig. 1 bis 4), daß bei Betätigung der Kurbel 20 sich die Gabel 22 um die Achse der Welle 18 dreht. Dabei läuft das Zahnrad 30 auf dem Zahnkranz 18 ab und bewirkt eine Drehung des Rahmens 24 relativ zur Gabel 22 um eine Achse, die zur Achse der Welle 18 annähernd senkrecht ist.
Wie am besten aus den Fig. 4 und #7 erkennbar, besitzt der Rahmen 24 eine nach innen vorstehende Umfangsleiste 32, die dazu dient, eine plattenartige Form zu tragen. Die Form (Fig. 3 und 6) besteht aus einer oberen Formhälfte 34 und einer unteren Formhälfte 36. Jede dieser Formhälften besitzt Formhohlräume, wie sie bei 34a und 36a gezeigt sind. Die Formhälften passen zur Bildung einer geschlossenen Form zueinander. Stifte 38 auf der Formhälfte 36 können in Bohrungen 40 in der Formhälfte 34 aufgenommen werden, um die Formhälften richtig auszurichten und anzuordnen, wenn sie einander zugewandt, zusammengefügt werden.
Die Formhälften 34 und 36 besitzen Zungen 46 und seitlich vorspringende Ohren 48 (Fig. 3, 4 und 6). Der Rahmen 24 besitzt ein Paar von Zungenaufnahmen 50 (Fig. 4 und 7) in seinem hinteren Teil zur Aufnahme der Zungen 46. Der Rahmen 24 weist außerdem Ohraufnahmen 52 zur Aufnahme der Ohren 48 auf. Man sieht, daß, wenn die Formhälften 34 und 36 zur Bildung eines geschlossenen Formhohlraums zusammengebracht wurden und von der offenen Seite des Rahmens 24 her in diesen eingeschoben werden, die Zungen 46 von den Zungenaufnahmen 50 und die Ohren 48 von den Ohraufnahmen 52 aufgenommen werden.
Zusätzlich ist eine Rasteinrichtung vorhanden, die helfen soll, die Formhälften während der Drehung des Rahmens 24 in diesem zurückzuhalten. Die Rasteinrichtung weist ein Paar von Ansätzen 54 auf nachgiebigen, nach vorn gerichteten Vorsprüngen 32a der Umfangsleiste 32 auf. Hierauf ausgerichtete Bohrungen 56 sind in den Formhälften 34 und 36 vorgesehen, so daß, wenn die Formhälften zusammengesetzt und in richtiger Lage in den Rahmen 24 geschoben werden, die Ansätze 54 in die Bohrungen 56 einschnappen und sicherstellen, daß die Formhälften während der Drehung von Gabel 22 und Rahmen 24 in der richtigen Lage gehalten werden.
Es ist ferner eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, um die Welle 18 und damit Kurbel 20, Gabel 22 und Rahmen 24 gegen eine Drehung aus einer Formbeschickungsstellung zu verriegeln. In dieser Formbeschickungsstellung ist ein Formhohlraum, z.B. 36a, nach oben gerichtet, während Wachs oder ein anderes thermoplastisches Material in den Hohlraum gegossen wird. Ein Riegel 58 (Fig. 3 und 5) ist vertikal gleitfähig in einer Öffnung 59 der hinteren Tragwand 16b des Zahnkranzes 16 angebracht. Der Riegel 58 besitzt ein nach unten vorstehendes gabelartiges Ende 58a und ein manuell zugängliches Knopfteil 58b, das betätigt werden kann, um den Riegel 58 aus seiner in den Fig. 3 und 5 gezeigten Stellung nach unten zu verschieben, so daß das doppelt gezinkte Gabelende 58a mit einem radial vorspringenden Flansch 18b auf der Welle 18 in Eingriff kommt und diesen aufnimmt, um die Welle 18 an einer Drehung zu hindern.
Wie am besten aus den Fig. 4, 6 und 7 zu ersehen, wird bei Verwendung der Formvorrichtung die untere Formhälfte 36 in die richtige Lage auf der Umfangsleiste 32 gebracht und mit geschmolzenem Wachs beispielsweise bis zu etwa 1 bis 1,5 cm vom oberen Rand des Formhälftenhohlraums gefüllt. Die obere Formhälfte 34 wird ebenfalls in den Rahmen 24 gesetzt, wobei die Stifte 38 in die Bohrungen 40 eintreten. Alternativ kann die eine Formhälfte mit geschmolzenem Wachs gefüllt werden und dann mit der anderen Formhälfte zusammengesetzt werden, um schließlich beide Formhälften zugleich im Rahmen 24 anzuordnen. Das Innere jedes Formhälftenhohlraums sollte vor dem Füllen mit einem geeigneten Formlösematerial, etwa einem flüssigen Reinigungsmittel, bedeckt werden.
Je nach Erfordernis oder Wunsch können Farbpigmente zugesetzt werden, um Farbeigenschaften des geformten Gegenstands vorzutäuschen.
Ein Luftdruckstift 60 (Fig. 6) ist dazu vorgesehen, in eine Bohrung oder eine Öffnung 62 in einer der Formhälften eingesetzt zu werden, um das flüssige, thermoplastische Material während der Drehung der Form in dieser zu halten und das Forminnere durch Entfernen des Stifts während des Kühlens und Verfestigens des thermoplastischen Materials zu entlüften. Wenn beispielsweise Wachs als Formmaterial verwendet wird, wird der Luftdruckstift 60 beispielsweise am besten nach etwa einer Minute entfernt und die Kurbel drehung dann für etwa vier Minuten fortgesetzt. Der Luftdruckstift 60 wird dann wieder in die Bohrung 62 gebracht und die Form aus dem Rahmen 24 entfernt und unter kaltem Wasser oder in einem Kühlschrank gekühlt.
Der Luftdruckstift 60 sollte irgendwann während des Kühlvorgangs wieder entfernt werden. Umgebungstemperaturen reichen aus, die Form zu kühlen, obwohl dies eine längere Zeit in Anspruch nimmt. Nach dem Kühlen wird der Gegenstand aus der Form entfernt.
Eine messerähnliche Putzvorrichtung 64 (Fig. 8) ist dazu vorgesehen, Grat oder ähliches vom gegossenen Gegenstand zu entfernen oder die gegossene Form weiter zu bearbeiten, zu schnitzen, einzuschneiden oder dergleichen.
Vorrichtung und Verfahren der vorliegenden Erfindung haben Vorteile, die für Kunst- und Handwerkbegeisterte klar erkennbar sind. Sowohl die Vorrichtung als auch das Verfahren sind einfach zu benutzen und eignen sich für die Verwendung durch einen gewöhnlichen Hobbyisten. Die hergestellten Gegenstände sind ausgezeichnete Kopien, nachdem geringfügige Handhabungen der Entfernung möglicher Grate, und, falls erwünscht, ein Polieren von Hand ausgeführt wurden.
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Claims

Patentansprüche 1. Formvorrichtung zur Herstellung hohler, gegossener Produkte aus heißem, geschmolzenem, thermoplastischem Material, g e k e n n z e i c h n e t durch einen Rahmen (12, 14), durch einen Formhalter (24), der gleichzeitig um mehrere getrennte Achsen drehbar im Rahmen getragen wird, durch eine Einrichtung (20, 20a, 18, 18a, 16, 30) zum Drehen des Formhalters um die Achsen und durch eine Form (34, 36), die lösbar vom Formhalter gehalten wird und mit - esem drehbar ist, derart, daß das erhitzte, thermoplastische Material in die Form gebracht werden kann und diese während der Kühlung des Materials gedreht werden kann.
2. Formvorrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t durch Einrichtungen zum Abdichten der Form (34, 35) und Verhindern eines Leckens während der Drehung und zur Entlüftung der Form zur Umgebungsluft bei Verfestigung des thermoplastischen Materials innerhalb der Form.
3. Formvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Einrichtung zum Abdichten und Entlüften einen entfernbaren Stift (60) umfaßt, der die Formwand durchsetzt.
4. Formvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,daß die Form zwei zueinanderpassende Formhälften (34, 36) umfaßt, die je einen Teilformhohlraum aufweisen, daß der Formhalter (24) in eine Formfüllstellung bringbar ist, in der eine Formhälfte mit ihrem Teilformhohlraum nach oben gerichtet liegt, um das geschmolzene, thermoplastische Material aufzunehmen, und daß eine lösbare Verriegelungseinrichtung (58, 59) zur Verriegelung des Formhalters in der Formfüllstellung vorhanden ist.
5. Formvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rahmen einen Grundteil (12) und einen vertikalen Drehgliedträger (14) aufweist, daß an dem Drehgliedträger ein Drehglied um eine erste Achse drehbar befestigt ist, daß der Formhalter (24) um eine zweite Achse drehbar an dem Drehglied befestigt ist und daß Kurbel und Zahnradeinrichtungen vorhanden sind, um sowohl das Drehglied als auch den Formhalter um ihre jeweilige Achse zu drehen.