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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung von
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Formhohlteilen aus Silikon sowie ein nach diesem Verfahren gefertigtes
Silikon-Formteil.
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Nach dem Stand der Technik werden Silikonformteile mit Hohlräumen
durch Gießen von separaten Formteilhälften gefertigt, die nach einer Entfernung
aus der dazugehörigen Negativform und gegebenenfalls nach einer Entfernung von Formkernen
an der Oberfläche der Formteilhälften so zusammengesetzt werden, daß ein innerer
Formhohlraum entsteht.
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Beide Formteilhälften werden miteinander durch ein Klebemittel verklebt,
homogen miteinander verschweißt oder durch die erhitzten zu verbindenden Formteiloberflächen
homogen miteinander verbunden, was vergleichsweise aufwendig ist und zu Fehlausrichtungen
des inneren Hohlraums führen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Fertigung
von Formhohlteilen aus Silikon sowie ein nach diesem Verfahren gefertigtes Silikon-Formteil,
bei dem der Fertigungsvorgang vergleichsweise einfach und schnell vonstatten geht
und Fehlausrichtungen des inneren Hohlraums infolge Aufeinandersetzen bekannter
Formteilhälften vermieden sind, wobei das gefertigte Formhohlteil insbesondere als
Temperiergerät geeignet ist, das eine vorbestimmte Temperatur (bzw. Wärme oder Kälte)
konstant halten kann.
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Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch ein Verfahren
der eingangs genannten Art, das sich dadurch kennzeichnet, daß zumindest in einem
ersten Gießvorgang in eine flache oben offene Negativform mit einer Hohlraumbasis
entsprechend der einen Hälfte der Oberfläche des Formteils zumindest zähflüssiges
Silikon gegossen wird, daß auf der eingegossenen heissen Silikonschicht Formkerne,
insbesondere aus Styropor, entsprechend des oder der auszubildenden Hohlräume des
Formteiles sowie von den Hohlräumen quer nach außerhalb der Negativform verlegte~
gießfeste
Rohranschlüsse angeordnet werden und anschließend zumindest
in einem zweiten Gießvorgang die Negativform vollständig mit zumindest zähflüssigem
Silikon ausgegossen wird, worauf nach einem Verbinden der ersten und zwei ten gegossenen
Silikonschicht und nach einem Lösen des abgekühlten Formteils aus der Negativform
durch die verlegten Rohranschlüsse ein Lösungsmittel, insbesondere Azeton, zu den
Formkernen geleitet wird, um diese aufzulösen und bohlraumbildend aus dem Innern
des Formteils auszuspülen.
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Dadurch können Formhohlteile mit einfachem Aufwand praktisch in einem
Arbeitsvorgang aus Silikon gegossen werden, da Formteilhälften und Formkernentfernung
nach dem Stand der Technik entfallen, mithin auch Fehlausrichtungen der gefertigten
Hohlräume weitgehend vermieden sind. Insbesondere ist es Wesen der Erfindung, auf
ein zusätzliches Klebemittel sowie auf einen zusätzlichen Verschweißungsvorgang
zu verzichten. Wesen der Erfindung ist es ferner, die Formkerne aus Styropor vollständig
ein- oder mehrschichtig mit Silikon einzugießen, wobei die ohnehin vorhandenen Rohranschlüsse
des Formhohlteils dazu verwendet werden, den oder die Styroporkerne aus dem Inneren
nach Auflösung durch ein Lösungsmittel wie Azeton auszuspülen, wodurch ein exakt
vorgebbarer Hohlraum im Innern des Formteils entsteht. Formhohlteile nach Art der
Erfindung können mithin mit geringen Ausschußquoten gefertigt werden. Das Silikongießverfahren
eignet sich insbesondere zur Fertigung von dünnen Außenhäuten mit vergleichsweise
flachen inneren Hohlräumen oder Kanälen, die so ausgelegt werden können, daß ein
Zwangsdurchlauf eines durch das Formteil zu schickenden temperierten Mediums wie
Kühl- oder Warmwasser entsteht. Der Zwangsdurchlauf findet im Betrieb eines Formhohlteils
als Temperierkissen oder Temperierbett bzw. -matratze von einem Rohranschluß zum
anderen statt.
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Hierbei kann praktisch die gesamte Oberfläche des Formhohlteils auf
konstanter Temperatur gehalten werden. Das entstehende Formhohlteil ist vergleichsweise
elastisch und kann beispielsweise in der Human- oder Veterinärmedizin
zur
Behandlung von Entzündungen, Schwellungen oder Blinddarmoperationen angezogen werden.
Das Demperiergerät wird oberflächenangepaßt an die zu behandelnde Körperpartie des
Menschen oder Tiers angelegt. Im Gegensatz zu bekannten "Temperierkissen" (Wärmeflaschen,
Wärmekissen, Wärmematratzen, Eisbeutel etc.) kann beim erfindungsgemäßen Temperiergerät
eine gleichmäßige und dosierbare Erwärmung oder Abkühlung vorgenommen werden, sofern
dies erwünscht ist.
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Besonders stabile und strapazierfähige Formhohlteile mit langer Lebensdauer
können gefertigt werden, wenn in Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
erster und/ oder zweiter Gießvorgang für ein Einlegen eines Verstärkungsgittergewebes
in die Negativform unterbrochen wird und/oder entsprechendes Gittergewebe unmittelbar
nach dem ersten und unmittelbar vor dem zweiten Gießvorgang in die Negativform eingelegt
werden.
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Zweckmäßigerweise werden die Formkerne aus Styropor kanalbildend auf
der ersten Silikonschicht angeordnet, wobei Eingang und Ausgang des Kanals durch
entsprechende Verlegung gießfester Rohranschlüsse markiert werden, bevor mit dem
zweiten ein- oder mehrschichtigen Gießvorgang begonnen wird.
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Besonders vielseitige Temperiermöglichkeiten ergeben sich bei Formhohlteilen,
die so gefertigt werden, daß die Formkerne aus Styropor mit entsprechenden Rohranschlüssen
für eine Ausbildung separater Kanäle angeordnet werden. Separate Kanäle können hierbei
als getrennte Temperiersysteme fungieren.
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Zwecks Verringerung des Gesamtgewichts und der Erhöhung der Flexibilität
gefertigter Formteile zeichnet sich ein weiteres erfindungsgemäßes Fertigungsverfahren
dadurch aus, daß in ein gegossenes Formteil Oberflächenaussparungen
eingearbeitet
oder Durchgänge in Randbereichen des Formteils gestochen oder geschnitten werden,
die nicht mit dem inneren Hohlraum in Verbindung stehen.
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Obgleich grundsätzlich (im Gegensatz zum eingangs genannten Stand
der Technik) eine einzige oben offene Negativform zur Fertigung von Silikon-Formhohlteilen
dient, kann zur Schaffung einer nicht-ebenen oberen Oberflächenkonfiguration des
Formhohlteils eine zweite obere Negativform angezogen werden, die nach dem zweiten
Gießvorgang vor einem Auflösen der Styroporkerne mit ihrer inneren Formteiloberfläche
auf die untere Negativform aufgesetzt wird.
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Die aufgesetzte obere Negativform enthält eine obere Gießöffnung,
durch die das Silikon-Formteil auf die gewünschte Endform gegossen werden kann.
Dadurch können auch Formteile komplizierterer Oberflächenkonfiguration geschaffen
werden, die auch Konkav- oder Konvexform besitzen können.
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Derartig individuell gefertigte Formteile können beispielsweise dem
Gelenk oder der Fessel eines Pferdes angepaßt sein, das einer Temperiertherapie
bedarf. Auch könnensuf diese Weise komplizierte Halskrausen oder -manschetten oder
körpergerecht geformte Temperierkissen geschaffen werden, wie beispielsweise zur
Behandlung von Nierenkoliken.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
niedergelegt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben;
es zeigen: Fig. 1 ein nach einem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigtes Formhohlteil
in einer Draufsicht, Fig. 2 das in Fig. 1 gefertigte Formhohlteil in einer Seitenansicht,
Fig.
3 einen Teilschnitt des Formhohlteils nach den Figuren 1 und 2, Fig. 4 ein nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigtes anderes Formhohlteil in einer Draufsicht,
Fig. 5 das Formhohlteil nach Fig. 4 in einer Seitenansicht, Fig. 6 ein der Fig.
3 entsprechender Teilschnitt durch das Formhohlteil der Figuren 4 und 5, Fig. 7
ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigtes weiteres großflächiges Formhohlteil
in einer Draufsicht, und Fig. 8 das Formhohlteil der Fig. 8 in schematischer Draufsicht
mit aufgebrochenem Abschnitt zwecks Darstellung innerer Hohlraumverzweigungen.
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Das in der Zeichnung in den Figuren 1 bis 3 veranschaulichte Ausführungsbeispiel
eines Temperierkissens 1 in einer Draufsicht, Seitenansicht bzw. in einem Teilschnitt
besteht aus einem formgegossenen elastischen Silikonmaterial und besitzt einen inneren
Hohlraum oder Druckflußkanal, der mit seitlichen Rohranschlußstutzen 3, 4 verbunden
ist, um einen Durchlauf vom Rohranschlpßstutzen 3 über den Kanal 2 zum Rohranschlußstutzen
4 zu schaffen. Die Rohranschlußstutzen 3, 4 bestehen aus Kunststoff oder Metall.
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Das Temperierkissen 1 weist eine im wesentlichen konstante Dicke von
17 mm auf und hat eine Länge im Bereich der Rohranschlußstutzen 3, 4 von ca. 330
mm sowie eine Breite von ca. 275 mm. Länge und Breite des Temperierkissens bestimmen
im wesentlichen die wirksame Temperierungsfläche des Gerätes im Betrieb.
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Der Druckflußkanal 2 im Temperierkissen 1 weist im wesentlichen S-förmigen
Verlauf auf, wie dies auch der schematischen Darstellung gemäß Fig. 4 zu entnehmen
ist.
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Im Betrieb wird das flexible Temperierkissen 1 längs seiner Längsseite
im Bereich der Rohrstutzen 3, 4 um eine zu behandelnde Körperpartie eines Menschen
oder Tiers gewickelt, beispielsweise um die Fesseln eines Pferdes, und es wird das
Kissen mittels nichtdargestellter separater Bänder oder integrierter Befestigungsschnüre
am entsprechenden Körperglied befestigt. Anschließend werden über Schnellkupplungen
flexible isolierte Verbindungsschläuche mit den Rohranschlußstutzen 3, 4 verbunden.
Die (nicht veranschaulichten) Verbindungsschläuche sind Teil eines Wärme- oder Kühlsystems
mit einem geschlossenen Wasserkreislauf, wobei im Vorlauf des Wassers eine Umwälzpumpe
für eine Zirkulation des temperierten Wassers durch das Temperierkissen 1 angeordnet
ist. Vor der Umwälzpumpe befindet sich im Wasserkreislauf im eigentlichen Kühlaggregat
ein Wasservorratsbehälter mit einem Temperaturfühler, wobei das Wasser im Vorratsbehälter
entsprechend der eingestellten Temperatur durch das eigentliche Kühlaggregat beispielsweise
konstant auf ca.
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120 C gekühlt wird. Ersichtlich kann mithin im Temperierkissen 1 eine
konstante (Kühl-)Temperatur über längere Zeit gehalten werden.
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Das in den Figuren 4 bis 6 veranæhaulichte zweite Ausführungsbeispiel
entspricht im wesentlichen demjenigen nach den Figuren 1 bis 3. Das Temperierkissen
1 weist zwei entgegengesetzt angeordnete Umfangsränder 6 mit einer Schrägverjüngung
auf, wie dies insbesondere in den Figuren 5 und 6 zu entnehmen ist. In den Umfangsrändern
6 sind zwecks Gewichtsreduzierung und Erhöhung der Flexibilität mehrere Durchbrüche
oder -gänge 5 vorgesehen, die von dem eigentlichen Durchflußkanal 2 getrennt sind.
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Das in den Figuren 7 und 8 veranschaulichte dritte Ausführungsbeispiel
ist
als sogenanntes Temperierbett nach Art einer Luftmatratze aufgebaut. Der innere
Durchflußkanal 2 weist im Bereich der Längskanten jeweils einen in Längsrichtung
sich erstreckenden Kanal 2 sowie eine Reihe von in Querrichtung des Betts verlaufende
Kanalzweige auf, die durch innere integrierte Querstege 7 aus Silikon eingerichtet
werden. Im Betrieb durchströmt das temperierte Wasser das Temperierbett vom Rohranschlußstutzen
3 zum Rohranschlußstutzen 4 des Wasserrücklaufs gemäß Pfeile der Fig. 8.
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Durch die Querstege 7 wird zum einen ein Zwangsdurchlauf des Wassers
eingerichtet und zum andern die Querstabilität des Temperierbetts erhöht, während
das Bett in Längsrichtung gebogen bzw. aufgerollt werden kann.
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Obgleich in den vorgenannten Ausführungsbeispielen Temperierkissen
sowie ein Temperierbett mit einem einzigen Durchlaufkanal 2 beschrieben sind, können
mehrere separate Kanäle mit entsprechenden zusätzlichen Rohranschlußstutzen vorgesehen
sein, um örtliche Bereiche des Kissens oder Betts zu temperieren. Separate Kanäle
können über Schließventile miteinander verbunden sein, die je nach Bedarf geöffnet
oder geschlossen sind. Auch können zwischen einzelnen Kanalzweigen sogenannte "Weichen"
eingebaut sein, um unterschiedliche Wärme- oder Kälteströme im Bett bzw. im Kissen
bedarfsweise einzurichten.
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In den Rohranschlußstutzen 3, 4 können Schließventile angeordnet sein,
um beispielsweise das Kissen oder Bett nach Art einer "Wärmeflasche" oder Wassermatratze
zu benutzen, und zwar unabhängig von einem Kühl- oder Wärmesystem. Geht die Kühl-
oder Wärmewirkung des Kissens oder Betts bei weniger anspruchsvollen Temperierbehandlungsfällen
nachhaltig verloren, so wird das Temperiergerät an das Wärme-/ Kältesystem angeschlossen
und ein Wassertausch im Kissen oder Bett vorgenommen. Bei einer derartigen Anordnung
kann ein einziges Wärme-/Kältesystem eine Vielzahl von Temperierkissen oder -betten
versorgen, wobei ein Wassertausch
schnell und sauber vollzogen
werden kann.
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Sämtliche vorgenannten Ausführungsbeispiele von Gemperierkissen oder
-betten werden wie folgt gefertigt.
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Eine (nicht veranschaulichte) flache oben offene Negativform wird
in horizontaler Ebene angeordnet und mit zumindest zähflüssigem Silikon (-kautschuk)
ein oder mehrschichtig ausgegossen, bis eine (untere) Silikonhaut des zu bildenden
Formhohlteils in voller Dicke entstanden ist ("erster Gießvorgang").
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Anschließend werden Formkerne aus Styropor auf die gegossene Silikonschicht
in einer Weise gesetzt, daß ein Durchflußkanal 2 an der Stelle der gesetzten Styroporkerne
entsteht.
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Beispielsweise werden die Styroporkerne gemäß Fig. 4 in der Negativform
mit S-förmigem Verlauf angeordnet, wie dies die dortigen Pfeile ausweisen. An zumindest
zwei Stellen liegen die Styroporkerne dicht an den Seitenwänden der Negativform,
wobei in diesem Bereich seitliche gießfeste Rohranschlußstutzen 3, 4 aus Kunststoff
oder Metall durch die Negativform in den entsprechenden Styropor-Formkern eingestochen
bzw. eingedrückt werden.
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Nach einem "Setzen" der Rohranschlußstutzen 3, 4 wird die Negativform
vollständig ausgegossen, bis die Styropor-Formkerne vollständig eingegossen sind
und die über den Styropor-Formkernen eingegossene Silikonschicht eine Dicke aufweist,
die in etwa der Dicke der sogenannten unteren Außenhaut entspricht, so daß auch
oben eine Außenhaut aus Silikon ausgebildet wird (zweiter Gießvorgang).
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Das in die Negativform mehrschichtig eingegossene Silikon verbindet
sich hierbei zu einer homogenen einheitlichen elastischen Masse. Das gegossene Formteil
wird aus der Negativform entfernt, und es wird anschließend durch die Rohranschlußstutzen
3, 4 ein Lösungsmittel wie Azeton zu
den inneren Styropor-Formkernen
eingeleitet, die durch das Lösungsmittel aufgelöst werden. Das aufgelöste Styropormaterial
wird durch die Rohranschlußstutzen 3, 4 nach außen gespült: Ein innerer Durchlaufkanal
2 ist entstanden.
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Nach einem Gießen der unteren Haut kann ein (nicht veranschaulichtes)
Verstärkungsgewebe in die Negativform eingelegt werden, auf dem die Styropor-Formkerne
plaziert werden, wie auch nach einer Anordnung der Formkerne ein weiteres (nicht
veranschaulichtes) Verstärkungsgewebe eingelegt werden kann, bevor die obere Haut
gegossen wird.
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Die in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele weisen ebenflächige
Oberfläche auf. Bei entsprechender Negativformgestaltung können auch kompliziertere
Oberflächenkonfigurationen gegossen werden, gegebenenfalls auch durch Aufsetzen
einer zweiten Negativform auf die erste.