DE29708279U1

DE29708279U1 - Vorrichtung zur Formgebung unter Über- oder Unterdruck, vorzugsweise unter Vakuum

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Publication number: DE29708279U1
Application number: DE29708279U
Authority: DE
Original assignee: Fritz Minke & Co KG GmbH
Current assignee: Fritz Minke & Co KG GmbH
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2007-04-17

Description

Stenger, Watzke & Rlmg" fV.. _:'WiV;r-Friedrich-Rin_g ?o

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PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

DIPL.-ING. HEINZ J. RING

DIPL.-ING. ULRICH CHRISTOPHERSEN

Unser Zeichen- 97 0338 DIPL.-ING. MICHAEL RAUSCH

DIPL.-ING. WOLFGANG BRINGMANN

Fritz Minke GmbH & Co. KG Patentanwälte

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Cecihenstraße 31, 47051 Duisburg

15. April 1997

Datum

Vorrichtung zur Formgebung unter Über- oder Unterdruck, vorzugsweise unter Vakuum

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Formgebung unter Über- oder Unterdruck, vorzugsweise unter Vakuum, beispielsweise für orthopädische Schuhe, Prothesen, Masken und dergleichen, bestehend aus einem mit einer elastischen Waikmatte oder thermoplastischem Material bespannbaren Ziehrahmen, einer Formunterlage für ein Werkstückmodell sowie Über- oder Unterdruck erzeugenden Mitteln zur Beaufschlagung der Walkmatte bzw. des thermoplastischen Materials in Richtung auf die Formunterlage.

Derartige Vorrichtungen sind in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt und werden in der Orthopädietechnik beispielsweise zur Herstellung von Probe-, Bade- und Interimsschuhen, Peronäus- und Athrodesenkappen sowie Einlagen, Schaftmodellen, Abpoisterungen und dergleichen verwendet. Anwendungsmöglichkeiten sind jedoch auf allen Gebieten zum Abformen eines Gegenstandes denkbar. Zu diesem Zweck wird ein als Positivform ausgebildetes Werkstückmode!! beispielsweise eines Fußes oder Fußbereiches auf einer Formunterlage gelagert und mit Hilfe von Unterlegkeilen, Gummistücken, Schaumstoffteilen etc. gegen Umkippen oder Verrutschen abgestützt. Ein mit einer Walkmatte oder mit einem verformbaren thermoplastischen Kunststoff bespannter Ziehrahmen wird über die Positivform gezogen, so daß sich in einem ersten Schritt die Walkmatte bzw. der thermoplastische Kunststoff annähernd der Kontur der Positivform anpaßt. Im Anschluß daran wird in einem zweiten Schritt der zwischen Formunterlage und Walkmatte/thermoplastischem Material gebildete Raum evakuiert, so daß sich die Walkmatte oder das thermoplastische Material eng an die Geometrie

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f &zgr;.-» .

der Positivform anlegt. Bei der Verwendung einer Walkmatte können auf diese Weise vorgewärmte thermoplastische Kleinteile an die Positivform angepreßt werden. Ist ein thermoplastisches Material in den Ziehrahmen eingespannt, wird die Positivform als ganzes abgeformt. In beiden Fällen behält das thermoplastische Material als Kleinteil oder als ganzes nach dem Abkühlen seine Form, die den Konturen des Werkstückmodells entspricht.

Als Nachteil bei den bekannten Vorrichtungen erweist sich, daß zur notwendigen exakten Positionierung des Werkstückmodells auf der als einfaches Lochblech ausgeführten Formunterlage Unterlegkeile, Gummistücke und dergleichen herangezogen werden. Diese umständliche Handhabung ist nicht nur mit einem hohen Zeitaufwand verbunden, sondern birgt auch die Gefahr, daß diese behelfsmäßigen Konstruktionen beim Walk- oder Tiefziehvorganng zusammenbrechen bzw. wegrutschen. Zudem kann nicht ausgeschlossen werden, daß die Werkstückmodelie beim Überziehen mit der Walkmatte so stark auf die harte Formunterlage gepreßt werden, daß sie sich verformen und damit unbrauchbar werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sich unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine der Auflagekontur des Werkstückmodells optimal angepaßte Formunterlage bei geringem Aufwand einfach und kostengünstig realisieren laßt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Formunteriage eine hermetisch verschließbare und separat evakuierbare Bettung aus einem schüttfähigen Material ist.

Durch eine solche erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine Formunterlage geschaffen, die einfach und schnell an die Auflagekontur des jeweils verwendeten Werkstückmodells angepaßt werden kann und damit neben einem sicheren und rutschfreien Halt auch eine beschädigungsfreie Lagerung des Werkstückmodeiis ermöglicht. Dies liegt an der überraschenden Erkenntnis der Erfindung, daß eine in eine aus schüttfähigem Material, insbesondere gekörntem Material, bestehende Bettung eingedrückte Auflagekontur eines Werkstückmodells durch Evakuierung der zwischen den

einzelnen Körnern sich befindenden Luft fixiert werden kann, indem sich die einzelnen Körner aufgrund der herrschenden Druckdifferenz zwischen Umgebung und Bettung gegeneinander verstemmen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn das schüttfähige Material ein Granulat ist, so daß sich aufgrund der unregelmäßigen Oberflächenstruktur der einzelnen Körner diese sich regelrecht ineinander verkeilen, und somit einen besonders formstabilen Abdruck der Auflagekontur der Positivform erzeugen. Zweckmäßigerweise beläuft sich die Korngröße zwischen 1 mm und 5 mm, um eine feinstrukturierte Anpassung des Abdrucks in der Bettung an die Aufiagekontur des Werkstückmodells zu erzielen.

Von besonderem Vorteil ist es auch, wenn die Bettung in mehreren Stufen evakuierbar ist, so daß sich durch Nachformen des Abdrucks des Werkstückmodells ein sehr genauer Endabdruck am Ende des Evakuierungsprozesses erreichen läßt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Bettung in Art eines austauschbaren Kissens ausgebildet, so daß eine einfache Handhabung für Ein- oder Ausbau der Bettung gewährleistet ist. Durch den Austausch der Bettung ist es zudem möglich, beispielsweise bei Verwendung unterschiedlicher Korngrößen optimal auf die jeweiligen Gegebenheiten des verwendeten Werkstückmodelles reagieren zu können. Um einen einfachen und schnellen Austausch der Bettung sicherzustellen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß die kissenartige Bettung über einen Adapteranschluß an eine Vakuumpumpe anschließbar ist.

Vorteilhafterweise ist die Hülle der kissenartigen Bettung aus einem elastischen, gummiartigen Material gefertigt und weist eine im wesentlichen glatte Oberflächenstruktur auf, um einen möglichst konformen Abdruck der Auflagekontur des Werkstückmodells zu erreichen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bettung in einer wannenartigen Vertiefung gelagert, um neben einer einfachen Aufnahme auch ein hindernisfreies Anliegen der Walkmatte oder des thermoplastischen Materials an das Werkstückmodell zu ermöglichen. Zweckmäßigerweise ist die

wannenartige Vertiefung mit einem Abdeckelement abdeckbar, so daß einerseits ein Schutz gegen Umgebungseinflüsse bei Nichtgebrauch und andererseits ein Betreiben der Vorrichtung auch mit einer herkömmlichen Formunterlage möglich ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Raum zwischen Bettung bzw. Tiefziehfiäche und Walkmatte bzw. thermoplastischem Material mittels einer Vakuumpumpe evakuierbar, so daß auf einfachste Art und Weise eine Druckdifferenz zwischen Walkmatte bzw. thermoplastischem Material und Umgebung erzeugt wird, die dazu führt, daß sich die Walkmatte oder das thermoplastische Material an das Werkstückmodell anlegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Bettung und der zwischen dieser und der Walkmatte bzw. dem thermoplastischen Material gebildete Raum an eine gemeinsame Vakuumquelle angeschlossen, so daß sich eine kostengünstige Herstellung erzielen läßt. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Vakua in der Bettung und in dem zwischen dieser und der Waikmatte bzw. dem thermoplastischen Material gebildeten Raum getrennt ansteuerbar, um eine möglichst einfache Handhabung zu gewährleisten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit einem Hitzeschutz verdeckbare Heizeinrichtung vorgesehen, mittels der die Walkmatte bzw. das thermoplastische Material von dem Tiefziehvorgang erhitzbar sind, um eine Formgebung durch Warmformen zu erzielen.

Schließlich wird vorgeschlagen, daß der Hitzeschutz aus im Bereich der Heizeinrichtung verstellbaren, lamellenartigen Segmenten zusammengesetzt ist, um eine platzsparende Raumanordnung der Vorrichtung zu erreichen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt ist, und zwar zeigt:

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Fig. 1 eine Vorrichtung zur Formgebung durch Warmformen unter Vakuum mit einer in Art eines Kissens ausgebildeten Granulatbettung in einer schematischen Seitenansicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung umfaßt eine mit einem Hitzeschutz 1 verdeckbare Heizeinrichtung 2, welche über einem tischartigen Gestell 3 angeordnet sind. Das Gestell 3 weist zwei unterschiedlich große, wannenartige Vertiefungen 4, 4a auf, die jeweiis über ein Abdeckelement 5 in Form eines Lochbieches abdeckbar sind. Zwischen der Heizeinrichtung 2 und dem Gestell 3 ist ein entsprechend der Größe der wannenartigen Vertiefungen 4, 4a zweigeteilter Ziehrahmen 6 angeordnet, in den mit Hilfe eines Einspannrahmens 7 eine hitzebeständige Walkmatte 8 oder ein thermoplastisches Material einspannbar ist. Die unterschiedlich groß ausgebildeten Teilbereiche des Ziehrahmens 6 ermöglichen eine entsprechend der Größe des verwendeten Werkstückmodeiis optimale Materiaiverwendung thermoplastischen Kunststoffs mit geringstmöglichem Verschnitt.

In der flacheren wannenartigen Vertiefung 4 ist eine kissenartige Bettung 9 für ein Werkstückmodel! 10 untergebracht. Die Bettung 9 besteht aus Granulat 11, das von einer elastischen, gummiartigen Hülle 12 hermetisch verschlossen ist. Die Korngröße des Granulats 11 kann zwischen 1 mm und 5 mm variieren, wobei sowohl eine Bettung 9 aus nur gleich großen Körnern als auch eine aus unterschiedlich großen Körnern verwendet werden kann. Die kissenartige Bettung 9 weist einen Adapteranschluß 13 auf, der über ein Ventil 14 an eine Vakuumpumpe 15 angeschlossen ist. Auf diese Weise ist ein bequemes Auswechseln der Bettung 9 möglich, was beispielsweise dann notwendig ist, wenn eine Bettung mit Körnern einer anderen Korngröße verwendet werden soll oder der Austausch der kissenartigen Bettung 9 aufgrund einer defekten oder verschlissenen Hülle 12 erforderlich ist. Darüber hinaus erleichtert die Herausnahme der Bettung 9 eine Reinigung der Vorrichtung. In die wannenartigen Vertiefungen 4, 4a reichen Ansaugöffnungen 16 hinein, die über ein Ventil 14a ebenfalls mit der Vakuumpumpe 15 verbunden sind.

Die Ventile 14 und 14a sind als 3/3-Wegeventile ausgeführt und weisen neben einer Sperr- und einer Durchlaßstellung auch eine Belüftungssteilung auf, so daß sowohl die Granulatbettung 9 als auch der geschlossene Raum zwischen

Walkmatte 8 bzw. thermoplastischem Material und der gesamten WaIk-/Tiefziehfläche unabhängig voneinander evakuiert bzw. belüftet werden können. Das mit der Bettung 9 verbundene und über einen Hebel 17a betätigte Ventil 14 weist eine Drosselungsmöglichkeit auf, so daß es in der Bettung 9 möglich ist, ein Teilvakuum ohne Veränderungen an der Einstellung der Vakuumpumpe 15 zu bewirken. Dies ist besonders wichtig, da durch die Evakuierung der Bettung 9 diese ein wenig komprimiert wird, was zu Veränderungen des Abdrucks des Werkstückmodells 10 in der Bettung 9 führen kann. Durch diesen stufenweisen Evakuierungsprozeß ist ein Nachformen des Abdrucks des Werkstückmodells möglich, so daß sich ein konformer Abdruck des Werkstückmodeiis am Ende des Evakuierungsprozesses erreichen läßt. Demgegenüber ist das Ventil 14a über ein Fußpedal 17 steuerbar, um bei der Verformung beide Hände zur genaueren Anpassung der Walkmatte 8 bzw. des thermoplastischen Materials an der Positivform 10 frei zu haben. Auch hier läßt sich die Arbeit erleichtern, wenn das Ventil 14a zusätzlich eine Drosselungsmöglichkeit für ein Teilvakuum aufweist.

Der Ziehrahmen 6 ist an seiner rückwärtigen Kante klappbar mit dem Gestell 3 verbunden, was durch den Doppelpfeil in Fig. 1 symbolisiert werden soll. Dichtungen 18 schließen den Ziehrahmen 6 im zugeklappten Zustand hermetisch dichtend ab, so daß zwischen Bettung 9 und Walkmatte 8 ein hermetisch verschlossener Hohlraum 19 entsteht. Durch Evakuierung dieses Hohlraumes 19 wird erreicht, daß die Walkmatte 8 oder das in den Ziehrahmen 6 eingespannte und unter der Heizeinrichtung erwärmte Thermoplast eng an der Positivform des Werkstückmodells 10 anliegt. Nach Abkühlung behält das thermoplastische Material dauerhaft seine Form. Die Heizeinrichtung 2 besteht dabei aus elektrischen Strahlern, deren Heizfläche je nach Ziehfläche einstellbar ist.

Um eine möglichst rasche Abkühlung der Walkmatte 8 bzw. des thermoplastischen Materials zu erreichen, ist die Heizeinrichtung 2 mit dem Hitzeschutz 1 verdeckbar, der verhindert, daß die Walkmatte 8 bzw. das thermoplastische Material einer durch ein Nachglühen der Heizeinrichtung 2 verursachten Wärmestrahlung ausgesetzt wird. Zu diesem Zweck besteht der Hitzeschutz 1 aus klappbaren Lamellen 20, die über einen Betätigungshebel 21

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in Art einer Jalousie geöffnet bzw. geschlossen werden können. Auf diese Weise ist es möglich, daß der Hitzeschutz 1 stets im Bereich der Abmessungen des Maschinenkörpers der Vorrichtung verbleibt und nicht etwa - wie bei herkömmlichen Ausführungen - als verschwenkbare Schutzplatte von außen vor die Heizeinrichtung 2 geschwenkt werden muß.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine einfache und schnelle Positionierung des Werkstückmodells 10 auf der Formunterlage möglich. Durch die Ausgestaltung der Formunterlage als evakuierbare Bettung 9 aus gekörntem Material ist zudem ein konformer Abdruck der Auflagekontur des Werkstückmodells 10 gewährleistet, so daß eine Deformation des Werkstückmodeüs 10 aufgrund der einwirkenden Kräfte nahezu ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus trägt eine Bettung 9 aus granuliertem Kunststoff 11, der beispielsweise aus recycelten Reststoffen gewonnen werden kann, außer zu einer optimalen Lagerung des Werkstückmodells 10 auch zu einer besonders ökonomischen und auch ökologischen Materialverwendung bei.

Bezuqszeichenliste

1 Hitzeschutz

Heizeinrichtung

Gestell

wannenartige Vertiefung

4a wannenartige.. Vertiefung

Abdeckelement

Ziehrahmen

Einspannrahmen

8 Walkmatte

Bettung

10 Werkstückmodell 11 Granulat 12 Hülle

13 Adapteranschluß 14 Ventil

14a Ventil

15 Vakuumpumpe

16 Ansaugöffnung

17 Fußpedal 17a Hebel

18 Dichtung

19 Hohlraum

20 Lamelle

21 Betätigungshebel

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Formgebung unter Über- oder Unterdruck, vorzugsweise unter Vakuum, beispielsweise für orthopädische Schuhe, Prothesen, Masken und dergleichen, bestehend aus einem mit einer elastischen Walkmatte (8) oder thermoplastischem Material bespannbaren Ziehrahmen (6), einer Formunterlage für ein Werkstückmodeii (10) sowie Über- oder Unterdruck erzeugenden Mitteln zur Beaufschlagung der Walkmatte (8) in Richtung auf die Formunterlage,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Formunterlage eine hermetisch verschließbare und separat evakuierbare Bettung (9) aus einem schüttfähigen Material ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schüttfähige Material Granulat (11) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Korngröße zwischen 1 mm und 5 mm beläuft.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Bettung (9) in mehreren Stufen evakuierbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bettung (9) in Art eines austauschbaren Kissens ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kissenartige Bettung (9) über einen Adapteranschluß (13) an eine Vakuumpumpe anschläeßbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (12) der kissenartigen Bettung (9) aus einem elastischen, gummiartigen Material gefertigt ist und eine im wesentlichen glatte Oberflächenstruktur aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bettung (9) in einer wannenartigen Vertiefung (4, 4a) gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wannenartige Vertiefung (4, 4a) mit einem Abdeckelement (5) abdeckbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (19) zwischen Bettung (9) bzw. Tiefziehfläche und Walkmatte (8) bzw. thermoplastischem Material mittels einer Vakuumpumpe evakuierbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bettung (9) und der zwischen dieser und der Walkmatte (8) bzw. dem thermoplastischen Material gebildete Raum (19) an eine gemeinsame Vakuumquelle angeschlossen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakua in der Bettung (9) und in dem zwischen dieser und der Walkmatte (8) bzw. dem thermoplastischen Material gebildeten Raum (19) getrennt ansteuerbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Hitzeschutz (1) verdeckbare Heizeinrichtung (2) vorgesehen ist, mitteis der die Walkmatte (8) bzw. das thermoplastische Material vor dem Tiefziehvorgang erhitzbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hätzeschutz (1) aus im Bereich der Heizeinrichtung verstellbaren, lamellenartigen Segmenten (20) zusammengesetzt ist.

CH/SC/li