DE69411411T2

DE69411411T2 - Formvorrichtung für gemusterte, geformte Gegenstände und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE69411411T2
Application number: DE69411411T
Authority: DE
Inventors: Mituhiro Kiryu-Shi Gunma-Ken Onuki; Hiroshi Ashikaga-Shi Tochigi-Ken Uchida; Hideo Ahikaga-Shi Tochigi-Ken Watanabe
Original assignee: CCA Inc
Current assignee: CCA Inc
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2014-02-22
Also published as: US5665299A; DE69411411D1; ATE168064T1; KR940019424A; EP0611639B1; ES2120568T3; CN1100024A; US5576031A; JPH06238639A; CA2115953A1; EP0611639A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Formvorrichtung für das Herstellen von gemusterten Formkörpern aus verschiedenen Arten von Teilchen und ein Verfahren für die Anwendung der Formvorrichtung zur Herstellung gemusterter Formkörper, wie beispielsweise gemusterter Formkörper aus Beton, gemusterter Formkörper aus Kunststein, Rohprodukte für das Sintern zu gemusterten Formkörpern aus Keramik, gemusterte Formkörper aus Keramik, Formkörper mit Impastoschichten, Formkörper aus Kunststoff, gemusterte Formkörper aus Lebensmitteln und dergleichen.
Der Begriff "Teilchen", wie er in dieser Patentbeschreibung durchgängig verwendet wird, ist so definiert, daß er Teilchen, Körnchen und Granulate umfaßt, entweder allein oder in Kombination miteinander.
Bis jetzt war die einzige Möglichkeit, die zur Verfügung stand, um einen Teil einer Fläche, wie beispielsweise Pflastersteine, mit einem Muster zu versehen, das einen Fußgängerüberweg, ein Stoppzeichen oder ein anderes derartiges Verkehrsregelzeichen zeigt, oder um die gesamte Fläche der Steine mit einem Muster zu versehen, das Bemalen der Fläche mit einem Anstrichmaterial, wie beispielsweise Farbe, oder das Einlegen des gewünschten Musters.
Da die Muster, die auf einen Teil oder die gesamte Fläche der Pflastersteine gemalt wurden, dem Abrieb durch beispielsweise die Schuhe der Fußgänger, die auf den Pflastersteinen laufen, und die Reifen der Fahrzeuge, die darüber hinwegfahren, ausgesetzt sind, werden sie schnell abgenutzt und müssen in häufigen Zeitabständen erneuert. Der Arbeitsumfang, der in diese Arbeit einbezogen ist, ist beträchtlich. Wo das Muster durch Einlegen gebildet wird, ist die Arbeit selbst beschwerlich und sehr kostspielig.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der bereits erwähnten Umstände vorgenommen und hat als Ziel die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens für das schnelle Herstellen von gemusterten Formkörpern, die nicht ihr Oberflächenmuster verlieren, und die nicht unansehnlich werden, selbst wenn sie dem Oberflächenabrieb ausgesetzt sind.
Es wird ebenfalls auf das GB-A 2215266 Bezug genommen, das einen Formkörper offenbart, wie beispielsweise einen Verkehrspoller mit einem Richtungspfeil, der bündig mit der Oberfläche des Pollers geformt ist.
Um das vorangehend erwähnte Ziel zu erreichen, weist die Formvorrichtung für gemusterte Formkörper entsprechend der Erfindung eine Form für das Formen eines Formkörpers und eine Saugeinrichtung für das Saugen von Material aus der Form auf, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Form einen Deckel zum Verschließen des oberen Endes dieser und ein Trennteil aufweist, das einen Musterraum darin begrenzt; und durch
eine oder mehrere Zuführöffnungen für das Zuführen von Teilchen in den Musterraum der Form;
eine mit der einen Zuführöffnung oder mindestens einer der Zuführöffnungen verbundene Beschickungseinrichtung für das Zuführen von Teilchen unter Druck in den Musterraum unter Verwendung von Druckluft; und
eine oder mehrere Saugöffnungen, wobei eine Saugöffnung oder mindestens eine der Saugöffnungen mit einer Saugeinrichtung verbunden ist, um durch Saugen die im Musterraum der Form befindlichen Teilchen entfernen zu können.
In einem bevorzugten Aspekt der Erfindung bildet das Trennteil in der Form die Grenze des zu formenden Musters, und ein äußerer Rahmen umgibt das Trennteil in einem vorgeschriebenen Abstand davon.
Die Erfindung stellt außerdem ein Verfahren für die Herstellung eines gemusterten Formkörpers bei Verwendung der Vorrichtung der Erfindung bereit, das die Schritte aufweist:
Anordnen der Form mit dem darin vorhandenen Musterraum, der Zuführöffnung, der mindestens einen Saugöffnung und dem Deckel auf eine Grundfläche, wobei deren oberes Ende durch den Deckel geschlossen ist;
Zuführen von Teilchen von der Zuführöffnung in die Form, wenn auf der Grundfläche keine Teilchen vorhanden sind, und danach Freigeben der Teilchen in das Innere der Form auf die Grundfläche in Form einer Schicht, die ein vorgeschriebenes Muster aufweist, oder, wenn Teilchen auf der Grundfläche in Form einer Schicht vorhanden sind, Saugen eines Teils der oder aller Teilchen der Schicht in die Saugöffnung an einer Stelle, an der die Form angeordnet ist, um dadurch einen Hohlraum zu erzeugen, danach Zuführen von verschiedenen Arten von Teilchen von der Zuführöffnung in den Musterraum und den Hohlraum, und Freigeben der zugeführten Teilchen auf die Grundfläche, um eine Schicht mit einem vorgeschriebenen Muster zu erzeugen;
Entfernen der Form von der Grundfläche; und
Bewirken, daß die ein vorgeschriebenes Muster aufweisende Schicht so wirkt wie sie ist oder zusammenhängend mit einer Träger- schicht.
In einem bevorzugten Aspekt der Erfindung weist das Verfahren die folgenden Schritte auf: Anordnen einer Form, die aus einem Trennteil, das die Grenze des herzustellenden Musters bildet, und einem Deckel für das Schließen des oberen Endes des Trennteils besteht, auf einer Grundfläche oder einer Trägerschicht, Zuführen von trockenen Teilchen zu einem Musterraum, der durch das Trennteil eingeschlossen ist, Entfernen der Form von der Grundfläche oder der Trägerschicht, Bilden einer Teilchenschicht mit einem vorgeschriebenen Muster und Bewirken, daß sich die Teilchen zu einer zusammenhängenden Masse verfestigen.
Bei einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung weist das Verfahren die folgenden Schritte auf: Pressen der offenen Seite einer Form, die aus mindestens einem Trennteil, das die Grenze des herzustellenden Musters bildet, einem äußeren Rahmen, der das Trennteil mit einem vorgeschriebenen Abstand davon umgibt, und einem Deckel für das Verschließen der oberen Enden des Trennteils und des äußeren Rahmens besteht, in eine auf einer Grundfläche vorhandene Teilchenschicht nach unten hinein, Saugen der vorhandenen Teilchen der Teilchenschicht aus mindestens einem Musterraum, der vom Trennteil umgeben ist, und einem Musterraum zwischen dem Trennteil und dem äußeren Rahmen, Zuführen von Teilchen, die von jenen der vorhandenen Teilchenschicht unterschiedlich sind, zu mindestens einem Musterraum, aus dem Teilchen der vorhandenen Teilchenschicht gesaugt wurden, Entfernen der Form aus der vorhandenen Teilchenschicht, Bilden einer Teilchenschicht mit einem vorgeschriebenen Muster in der vorhandenen Teilchenschicht, und Bewirken, daß die zugeführten Teilchen und die vorhandene Teilchenschicht zu einer zusammenhängenden Masse verfestigt werden.
Bei einem noch weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung weist das Verfahren die folgenden Schritte auf: Pressen der offenen Seite einer Form, die aus einem Trennteil, das die Grenze des herzustellenden Muster bildet, und einem Deckel für das Verschließen des oberen Endes des Trennteils besteht, in eine auf einer Grundfläche vorhandene Teilchenschicht nach unten hinein, Saugen von Teilchen der vorhandenen Teilchenschicht aus einem Musterraum, der durch das Trennteil umgeben ist, Zuführen von Teilchen, die von jenen der vorhandenen Teilchenschicht unterschiedlich sind, zum Musterraum, aus dem Teilchen der vorhandenen Teilchenschicht abgesaugt wurden, Entfernen der Form aus der vorhandenen Teilchenschicht, Bilden einer Teilchenschicht mit einem vorgeschriebenen Muster in der vorhandenen Teilchenschicht, und Bewirken, daß die zugeführten Teilchen und die vorhandene Teilchenschicht zu einer zusammenhängenden Masse verfestigt werden.
Da für die Herstellung des Formkörpers die Erfindung Musterräume vorsieht, wobei eine Form verwendet wird, die ein Trennteil umfaßt, das das herzustellende Muster begrenzt, ist sie in der Lage, Formartikel wiederholt mit hoher Geschwindigkeit herzustellen. Außerdem ermöglicht die Verwendung von Druckluft für die Zuführung der Teilchen zu den Musterräumen die Bildung von Formkörpern aus Teilchen fast augenblicklich. Außerdem, da die Erfindung die Herstellung eines gemusterten Formkörpers durch Pressen einer Form in eine vorhandene Teilchenschicht, lokales Entfernen der vorhandenen Teilchen und danach Zuführen anderer Teilchen in die entleerten Räume ermöglicht, ermöglicht sie die schnelle Herstellung von Formkörpern aus einem Ausgangsmaterial, die mit verschiedenen Mustern versehen sind und denen unterschiedliche Materialien zugesetzt wurden.
Die vorangehend erwähnten und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ersichtlich, die zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Vorrichtung für die Herstellung eines Formkörpers (der Formvorrichtung),
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Beispiels einer Form für die Formvorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines weiteren Beispiels einer Form für die Formvorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung von noch weiteren Beispielen von Formen für die Formvorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 5 eine schematische Darstellung für das Erklären einer abgewandelten Version der ersten Formvorrichtung,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer Form für die Formvorrichtung aus Fig. 5,
Fig. 7 eine schematische Darstellung für das Erklären einer weiteren abgewandelten Version der ersten Formvorrichtung,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Form für die Formvorrichtung aus Fig. 7,
Fig. 9 eine schematische Darstellung für das Erklären einer zweiten Form der Vorrichtung für die Herstellung eines Formkörpers,
Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer Form für die Formvorrichtung aus Fig. 9,
Fig. 11 eine schematische Darstellung für das Erklären einer abgewandelten Version der zweiten Form der Formvorrichtung,
Fig. 12 eine perspektivische Darstellung einer Form für die Formvorrichtung aus Fig. 11,
Fig. 13 eine schematische Darstellung für das Erklären einer weiteren abgewandelten Version der zweiten Form der Formvorrichtung,
Fig. 14 eine schematische Darstellung für das Erklären einer weiteren abgewandelten Version der zweiten Form der Formvorrichtung,
Fig. 15 eine perspektivische Darstellung einer Form für die Formvorrichtung aus Fig. 14,
Fig. 16 eine schematische Darstellung für das Erklären einer Ausführung der Vorrichtung für das Herstellen eines Formkörpers entsprechend der Erfindung,
Fig. 17 eine schematische Darstellung für das Erklären einer abgewandelten Version der Ausführung der Formvorrichtung,
Fig. 18 eine schematische Darstellung, die drei Arten von Trennteilen zeigt, die in der Formvorrichtung aus Fig. 17 eingesetzt werden,
Fig. 19 eine perspektivische Darstellung eines ersten Beispiels eines Formkörpers, der mittels der beschriebenen Vorrichtung hergestellt wurde,
Fig. 20 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Beispiels eines Formkörpers, der mittels der beschriebenen Vorrichtung hergestellt wurde,
Fig. 21 eine perspektivische Darstellung eines dritten Beispiels eines Formkörpers, der nach der Erfindung hergestellt wurde,
Fig. 22 eine perspektivische Darstellung eines vierten Beispiels eines Formkörpers, der nach der Erfindung hergestellt wurde,
Fig. 23 eine perspektivische Darstellung eines fünften Beispiels eines Formkörpers, der nach der Erfindung hergestellt wurde,
Fig. 24 eine perspektivische Darstellung eines sechsten Beispiels eines Formkörpers, der nach der Erfindung hergestellt wurde,
Fig. 25 eine perspektivische Darstellung eines siebenten Beispiels eines Formkörpers, der nach der Erfindung hergestellt würde,
Fig. 26 eine perspektivische Darstellung, die ein weiteres Beispiel einer Form für eine Verwendung in der Formvorrichtung aus Fig. 14 zeigt.
Fig. 1 bis 8 veranschaulichen eine Formvorrichtung für gemusterte Formkörper. Die Formvorrichtung, die in Fig. 1 und 2 gezeigt wird, ist für die Herstellung eines Formkörpers mit einem Sternmuster. Sie ist mit einer Form M, die aus einem kontinuierlichen sternförmigen Trennteil 1 besteht, dessen Höhe der Dicke der zu bildenden Sternmusterschicht gleicht, einem äußeren Rahmen 2 mit der gleichen Höhe, der das Trennteil 1 umgibt, und einem Deckel 3 ausgestattet, der die oberen Enden des Trennteils 1 und des äußeren Rahmens 2 verschließt. Die Form M weist eine Zuführöffnung 5A für das Füllen von Teilchen in einen Musterraum 4A im Inneren des sternförmigen Trennteils 1 und eine Zuführöffnung 5B für das Füllen von Teilchen in einen Musterraum 4B zwischen dem äußeren Rahmen 2 und dem Trennteil 1 auf. Die Zuführöffnungen 5A und 5B sind mit einem Druckluftlagerbehälter 7 mittels der Zuführrohre 6A und 6B verbunden. Die Abschnitte der Zuführrohre 6A und 6B, die mit der Form M verbunden sind, sind starr, und jedes ist mit einem Handabsperrventil 6' ausgestattet. Die verbleibenden Abschnitte der Zuführrohre bestehen aus Schlauch oder anderen elastischen Rohrleitungen, und jedes ist mit einem Teilchenbehälter (8A oder 8B) verbunden, der von einer dazwischenliegenden Stelle davon abzweigt. Jeder Teilchenbehälter 8A und 8B ist in seinem unteren Teil in der Nähe der Behälterzuführöffnung mit einem elektrischen Absperrventil 8' ausgestattet, das mit dem damit in Verbindung stehenden Handabsperrventil 6' auf Gleichlauf abgestimmt ist. Der Druckluftlagerbehälter 7 ist mit einem Luftverdichter 9 für die Zuführung von Druckluft verbunden. Die Abschnitte des Deckels 3 über den Musterräumen 4A und 4B sind mit Entlüftungsöffnungen 10 ausgebildet, die mit Filtern versehen sind.
Für die Herstellung von Formkörpern wird die Form M von Hand bewegt und, wie in Fig. 2 gezeigt wird, mit der offenen Seite nach unten auf einer Grundfläche 11 angeordnet, die eine Platte oder dergleichen sein kann. Die Absperrventile 6' und 8' werden danach geöffnet, um zu gestatten, daß die Druckluft verschiedene Farbteilchen dem Musterraum 4A und dem Musterraum 4B zuführt. Wenn beide Musterräume gleichmäßig und vollständig gefüllt sind, werden die Absperrventile geschlossen. Als nächstes wird die Form M von der Grundfläche 11 abgehoben, wobei darauf ein Formkörper S mit einem Sternmuster und einem umgebenden Untergrundmuster zurückbleibt, beide aus Teilchenschichten von vorgeschriebener Dicke gebildet. Der fertige Formkörper wird erhalten, indem bewirkt wird, daß sich die Teilchenschichten zu einer zusammenhängenden Masse mittels eines Verfahrens verfestigen, das später beschrieben wird.
Es ist ebenfalls möglich, den Formkörper S auf einer vorhandenen Trägerschicht von vorgeschriebener Dicke zu bilden, die auf der Grundfläche 11 vorher gebildet wird, und danach zu veranlassen, daß er mit der Trägerschicht verfestigt wird, oder eine Trägerschicht auf dem Formkörper 5 zu bilden und zu veranlassen, daß sie zusammen damit verfestigt wird.
In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung sind die Zuführöffnungen 5A und 5B im Deckel 3 vorhanden, und die Zuführrohre 6A und 6B werden so bereitgestellt, daß sie aufrecht auf dem Deckel stehen. Wie in Fig. 3 gezeigt wird, ist es jedoch statt dessen möglich, Teilchenzuführöffnungen und Zuführrohre im Trennteil 1 und dem äußeren Rahmen 2 bereitzustellen. Außerdem muß die Höhe des Trennteils 1 und des äußeren Rahmens 2 nicht unumgänglich die gleiche sein, und es reicht aus, wenn der untere Rand des einen oder des anderen von Trennteil und äußerem Rahmen in der Lage ist, einen dichten Kontakt mit der Grundfläche 11 herzustellen. (Im Interesse der Kürze wird keine Erklärung betreffs des elektrischen Systems, der Vorrichtungen für das Steuern der elektrischen Absperrventile, usw. vorgelegt.)
Wie in Fig. 4 gezeigt wird, ist es ebenfalls möglich, das Trennteil 1 und den äußeren Rahmen 2 der Form M gemeinsam mit Streben 2' zu befestigen und den Deckel 3 mit Bezugnahme auf die Form M anbaubar/lösbar auszuführen. Bei dieser Anordnung können unterschiedliche Formen M durch selektives Befestigen des Deckels 3 an äußeren Rahmen 2 gestaltet werden, befestigt mit verschieden geformten Trennteilen 1, wie beispielsweise den stern-, mond- und sonnenförmigen Trennteilen 1, die in Fig. 4 gezeigt werden. Das ermöglicht, daß Formkörper mit verschiedenen Mustern in einer gewünschten Dicke auf der Grundfläche 11 gebildet werden. In dem in Fig. 4 veranschaulichten Fall wird die Befestigung zwischen dem Deckel 3 und dem äußeren Rahmen 2 bewirkt, indem der obere Rand des äußeren Rahmens 2 mit einem Bund 2a versehen ist, der Deckel 3 so angeordnet wird, daß sein Umfang mit dem Umfang des Bundes 2a zusammenpaßt, und der Deckel 3 und der äußere Rahmen 2 miteinander mittels Muttern und Schrauben befestigt werden. Die Anordnung für das Bewirken der anbaubaren/lösbaren Beziehung zwischen dem Deckel 3 und dem äußeren Rahmen 2 ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es ist möglich, eine magnetische Befestigung oder verschiedene andere Einrichtungen statt dessen zu verwenden. Auf jeden Fall, um eine dicht anliegende Dichtung mit den oberen Rändern des Trennteils 1 und des äußeren Rahmens 2 zu sichern, bevorzugt man das Anbringen oder Auftragen einer Platte aus Gummi, Schwamm, irgendwelchen von unterschiedlichen Arten von gummiartigem Kunststoff oder dergleichen auf die untere Fläche des Deckels 3. Außerdem ist es anstelle des Vorsehens der Entlüftungsöffnungen 10 möglich, eine luftdurchlässige Matte aus nichtgewebtem Material oder dergleichen auf der Unterseite des Deckels anzubringen, um so einen Kontakt mit dem Trennteil und dem äußeren Rahmen herzustellen, so daß der Abschnitt der Matte, der zwischen dem Deckel und den oberen Rändern des Trennteils und des äußeren Rahmens eingefangen ist, sowohl als Filter als auch als eine Entlüftungsöffnung dient.
Wie in Fig. 4 zu sehen ist, sind die stern- und mondförmigen Trennteile 1 kontinuierlich, während das sonnenförmige Trennteil 1 diskontinuierliche Abschnitte 1' aufweist. Wenn Teilchen dem Musterraum 4A zugeführt werden, der durch das Trennteil 1 mit diskontinuierlichen Abschnitten 1' begrenzt wird, bevor sie zum umgebenden Musterraum 4B zugeführt werden, drücken sie in den Musterraum 4B durch die diskontinuierlichen Abschnitte 1' hinein. Das ermöglicht, das Sonnenflimmern, verschwommene Wolkenränder und dergleichen darzustellen.
Fig. 5 und 6 zeigen eine abgewandelte Version der in Fig. 1 gezeigten Formvorrichtung. Gleichermaßen wie bei dem in Fig. 4 veranschaulichten Fall werden das Trennteil 1 und der äußere Rahmen 2 der Form M miteinander durch Streben 2' befestigt, und der Deckel 3 ist von der Form M lösbar ausgeführt. Ein Teilchenbehälter 8A, der mit einem elektrischen Absperrventil 8' ausgestattet ist, ist direkt auf dem Deckel 3 montiert, um mit dessen Zuführöffnung 5A für das Zuführen der Teilchen zum Musterraum 4A, der durch das Trennteil 1 begrenzt wird, in Verbindung zu stehen. Ein Ende eines Zuführrohres 12 ist mit der Zuführöffnung 5B, die im Deckel 3 vorhanden ist, für das Zuführen von Teilchen zum Musterraum 4B verbunden. Das gleiche Ende des Zuführrohres 12 ist mit einem elektrischen Absperrventil 12 ausgestattet, während das andere Ende davon mit einer Pumpe P verbunden ist, die am unteren Ende des Teilchenbehälters 8B installiert ist. Die Pumpe P wird in Übereinstimmung mit dem Öffnen/Schließen des elektrischen Absperrventils 12 betätigt und von einem Druckluftlagerbehälter 7 mit Druckluft versorgt, dem Druckluft von einem Luftverdichter 9 zugeführt wird.
Der Teilchenbehälter 8A, der am Deckel 3 befestigt ist, ist so montiert, daß er nach links und rechts (Y-Richtung) mit Bezugnahme auf einen brückenartigen Rahmen 14 beweglich ist, der vorn und hinten (X-Richtung) längs der Schienen 13 beweglich ist, und daß er ebenfalls vertikal beweglich ist. Der Teilchenbehälter 8A kann daher wunschgemäß innerhalb der Grenzen des XY-Systems angeordnet werden. An einem Ende seiner Bewegung in der X-Richtung wird er mit Teilchen aus einem großen Teilchenbehälter 15 versorgt. Außerdem kann der Deckel bezüglich der zusammenhängenden Baueinheit aus Trennteil und äußerem Rahmen befestigt/gelöst werden. Der Teilchenbehälter 8B, die Pumpe P, der Druckluftlagerbehälter 7 und der Luftverdichter 9 sind außerhalb der Schienen 13 angeordnet.
Bei dieser Anordnung kann eine Form nach einer von zwei Möglichkeiten gebildet werden. Bei einer wird die Baueinheit aus Trennteil und äußerem Rahmen vom Deckel 3 getrennt und auf der Grundfläche (einer Platte oder dergleichen) angeordnet, auf der das Muster gebildet werden soll, und der Deckel und der Teilchenbehälter, die auf dem XY-Rahmen getragen werden, werden auf die Baueinheit so abgesenkt, daß der Deckel die Musterräume 4A und 4B von oben verschließt. Bei der anderen wird die Baueinheit an der Unterseite des Deckels befestigt, und die resultierende Form wird auf der Grundfläche 11 an der Stelle angeordnet, wo das Muster gebildet werden soll. Danach wird in beiden Fällen das elektrische Absperrventil 8' für das direkte Zuführen von Teilchen aus dem Teilchenbehälter 8A in den Musterraum 4A geöffnet, während der Musterraum 4B gleichmäßig und vollständig mit Teilchen gefüllt wird, die mit hoher Dichte mittels der Pumpe P und der Druckluft zugeführt werden. Die elektrischen Absperrventile 8' und 12' werden danach geschlossen, und die Form wird von der Grundfläche entfernt, wobei darauf ein gemusterter Formkörper S zurückbleibt, der aus Teilchenschichten von vorgeschriebener Dicke besteht. Verschiedene fertige Formkörper können auf diese Weise erhalten werden, indem bewirkt wird, daß sich die Teilchenschichten zu einer zusammenhängenden Masse mittels eines Verfahrens verfestigen, das später beschrieben wird. (Im Interesse der Kürze wird keine Erklärung mit Bezugnahme auf den Mechanismus für das Befestigen/Lösen der Form, die Antriebsmechanismen für die Absperrventile und den brückenartigen Rahmen, usw. vorgelegt.)
Außerdem ist es möglich, wenn die vorangehend erwähnten Arbeitsgänge bei Verwendung unterschiedlich gestalteter Trennteile, wie beispielsweise der stern-, mond- und sonnenförmigen, die in Fig. 4 gezeigt werden, durchgeführt werden, Formkörper S mit verschiedenen Mustern herzustellen, wie in Fig. 5 gezeigt wird.
In diesem Fall werden das Trennteil 1 und der äußere Rahmen 2 separat von der Grundfläche entfernt, nachdem die Zuführung der Teilchen abgeschlossen wurde. (Um zu ermöglichen, daß der Teilchenbehälter 8A dem Musterraum 4A ohne Verwendung von Druckluft Teilchen zuführen kann, reicht es aus, mit Bezugnahme auf nur den Musterraum 4B die Entlüftungsöffnung 10 bereitzustellen.)
Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere abgewandelte Version der Formvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt wird. Die Form M in diesem Fall ist für die Herstellung eines Formkörpers S. der die in Fig. 8 gezeigte Ansicht darstellt. Sie besteht aus Trennteilen 1, einem rechteckigen äußeren Rahmen 2 mit der gleichen Höhe wie die Trennteile 1, und einem Deckel 3, die alle zusammenhängend als ein Körper ausgebildet sind. Der Deckel 3 ist mit vier Zuführöffnungen 5A, 5B, 5C und 5D für das Zuführen von Teilchen zu vier Musterräumen 4A, 4B, 4C und 4D versehen, die durch die Trennteile und den äußeren Rahmen begrenzt werden. Die Zuführöffnungen sind mit einem Druckluftlagerbehälter 7 durch Zuführrohre 16A, 16B, 16C und 16D verbunden. Die Zuführrohre sind an dazwischenliegenden Stellen mit elektrischen Ventilen 16' ausgestattet und in der Nähe der elektrischen Ventile 16' mit Teilchenbehältern 8A, 8B, 8C und 8D, die davon abzweigen. Jeder Teilchenbehälter ist mit einem elektrischen Absperrventil ausgestattet. Der Druckluftlagerbehälter 7 wird mit Druckluft von einem Luftverdichter 9 versorgt. Die Form M, die aus den Trennteilen, dem äußeren Rahmen und dem Deckel besteht, wird auf einem vertikal beweglichen Arm 17 getragen, damit sie auf die Bodenfläche abgesenkt und von dieser entfernt werden kann. Die Trennteile, die den Berg und seine Schneedecke darstellen, sind kontinuierliche Teile, während das Trennteil, das die Wolke verkörpert, ein diskontinuierliches Teil der Ausführung ist, die früher beschrieben wurde. Der Deckel 3 ist mit Entlüftungsöffnungen 10, jede mit einem Filter versehen, an Stellen ausgestattet, die mit den Zuführöffnungen in Verbindung stehen.
Für die Herstellung von Formkörpern wird die Form M, die aus zusammenhängend gebildeten Trennteilen, dem äußeren Rahmen und dem Deckel besteht, mit der offenen Seite nach unten auf der Bezugsfläche angeordnet, und die elektrischen Absperrventile 8' der entsprechenden Teilchenbehälter werden geöffnet, damit die Druckluft verschiedene Farbteilchen zu den Musterräumen 4A-4D zuführen kann. Wenn alle Musterräume gleichmäßig und vollständig gefüllt sind, werden die Absperrventile geschlossen. Als nächstes wird die Form von der Grundfläche 11 abgehoben, wobei darauf ein Formkörper 5 mit einem Ansichtsmuster zurückbleibt, das einen braunen Berg, weißen Schnee, eine weiße Wolke und einen blauen Himmel umfaßt, die alle aus Teilchenschichten von vorgeschriebener Dicke gebildet werden. Der fertige Formkörper kann erhalten werden, indem bewirkt wird, daß sich die Teilchenschichten zu einer zusammenhängenden Masse verfestigen. (Im Interesse der Kürze wird keine Erklärung mit Bezugnahme auf die Antriebsmechanismen für die Absperrventile, Ventile, den Arm, usw. vorgelegt.)
Fig. 9-15 veranschaulichen eine zweite Formvorrichtung für gemusterte Formkörper. Die in Fig. 9 und 10 gezeigte Formvorrichtung ist für die Herstellung eines Formkörpers mit einem Sternmuster. Sie ist mit einer Form M ausgestattet, die aus einem kontinuierlichen sternförmigen Trennteil 1, dessen Höhe der Dicke der zu bildenden Sternmusterschicht gleicht, einem etwas größeren sternförmigen äußeren Rahmen 2 mit der gleichen Höhe, der das Trennteil 1 in einem vorgeschriebenen Abstand davon umgibt, und einem Deckel 3 besteht, der zusammenhängend das Trennteil 1 und den äußeren Rahmen 2 verbindet und die oberen Enden des Trennteils 1 und des äußeren Rahmens 2 verschließt. Die Form M weist auf: eine Zuführöffnung 5A für das Zuführen von Teilchen zu einem Musterraum 4A im Inneren des sternförmigen Trennteils 1, eine Saugöffnung 18A für das Saugen von Teilchen aus dem Musterraum 4A, eine Zuführöffnung 5B für das Zuführen von Teilchen zu einem Musterraum 4B zwischen dem äußeren Rahmen und dem Trennteil und eine Saugöffnung 18B für das Saugen von Teilchen aus dem Musterraum 4B. Die zwei Zuführöffnungen 5A und 5B sind mit einem Luftbehälter 7 mittels der Zuführrohre 6A und 6B verbunden. Die Abschnitte der Zuführrohre 6A und 6B, die mit der Form M verbunden sind, sind starr, und jeder ist mit einem Handabsperrventil 6' ausgestattet. Die restlichen Abschnitte der Zuführrohre bestehen aus Schlauch oder anderen elastischen Rohrleitungen, und jedes ist mit einem Teilchenbehälter (8A oder 8B) verbunden, der von einer dazwischenliegenden Stelle davon abzweigt. Jeder Teilchenbehälter 8A und 8B ist in seinem unteren Teil in der Nähe der Behälterzuführöffnung mit einem elektrischen Absperrventil 8' ausgestattet, das mit dem damit in Verbindung stehenden Handabsperrventil 6' auf Gleichlauf abgestimmt ist. Der Luftbehälter 7 ist mit einem Luftverdichter 9 für die Zuführung von Druckluft verbunden. Die Saugöffnungen 18A und 18B sind mit einer Saugpumpe 20 durch Saugrohre 19A und 19B verbunden. Der Deckel 3 ist mit Entlüftungsöffnungen 10, jede mit einem Filter versehen, an Stellen ausgestattet, die zu den Musterräumen 4A und 4B hin liegen.
Für die Herstellung von Formkörpern wird die Form M, die das Trennteil 1, den äußeren Rahmen 2, den Deckel 3, die Zuführöffnungen 5A und 5B und die Saugöffnungen 18A und 18B aufweist, von Hand aufgenommen und mit der offenen Seiten nach unten auf der Platte oder einer anderen Grundfläche 11 angeordnet. Die Absperrventile 6' und 8' werden geöffnet, damit die Druckluft verschiedene Farbteilchen den Musterräumen 4A und 4B zuführen kann. Wenn die Musterräume gleichmäßig und vollständig gefüllt sind, werden die Absperrventile geschlossen. Als nächstes wird die Form von der Grundfläche 11 abgehoben, wobei darauf einsternförmiger Körper S zurückbleibt, der aus Teilchenschichten von vorgeschriebener Dicke besteht und das in Fig. 9 gezeigte Sternmuster aufweist. Verschiedene fertige Formkörper, die aus einem großen Stern mit einem kleineren Stern von einer unterschiedlichen Farbe im Inneren bestehen, können auf diese Weise erhalten werden, indem bewirkt wird, daß sich die Teilchenschichten zu einer zusammenhängenden Masse mittels eines geeigneten Verfahrens verfestigen. (Im Interess der Kürze wird keine Erklärung mit Bezugnahme auf das elektrische System, die Vorrichtungen für das Antreiben der elektrischen Absperrventile, usw. vorgelegt.)
Fig. 11 und 12 zeigen eine abgewandelte Version der in Fig. 9 gezeigten zweiten Formvorrichtung. Die Form M besteht in diesem Fall aus drei sternförmigen Trennteilen 1, einem rechteckigen äußeren Rahmen 2, der die Trennteile 1 mit einem vorgeschriebenen Abstand davon umgibt, und einem Deckel 3, der die Trennteile 1 und den äußeren Rahmen 2 zusammenhängend verbindet. Die Form M ist mit drei Zuführrohren 21A, von denen jedes mit einem elektrischen Absperrventil 21' ausgestattet ist, um Teilchen den Musterräumen 4A im Inneren der sternförmigen Trennteile I zuzuführen, drei Saugrohren 22A für das Saugen von Teilchen aus den Musterräumen 4A, zwei Zuführrohren 21B für das Zuführen von Teilchen zu einem Musterraum 4B zwischen dem äußeren Rahmen und dem Trennteil und zwei Saugrohren 22B für das Saugen von Teilchen aus dem Musterraum 4B verbunden. Die drei Zuführrohre 21A mit den elektrischen Absperrventilen 21', die für das Zuführen von Teilchen zu den Musterräumen 4A verwendet werden, sind verlängerbar und sind mit einem Teilchenbehälter 8A verbunden, der über der Form M angeordnet ist. Die Zuführrohre 21B für die Musterräume 4B sind mit einem Luftbehälter 7 verbunden, weisen ein elektrisches Absperrventil 21" an einer dazwischenliegenden Stelle auf und sind mit einem Teilchenbehälter 8B verbunden, der davon in der Nähe des elektrischen Absperrventils 21" abzweigt. Der Luftbehälter 7 ist mit einem Luftverdichter 9 für das Zuführen von Druckluft verbunden. Die Saugrohre 22A und 22B sind mit einer Saugpumpe 20 verbunden. Die Form M, die aus den Trennteilen, dem äußeren Rahmen und dem Deckel besteht, und die mit Zuführ- und Saugrohren verbunden ist, wird getragen, so daß sie seitlich längs eines brückenartigen Rahmens 14 zusammen mit dem Teilchenbehälter 8A beweglich ist. Der Deckel kann sich vertikal in dem Raum unterhalb des Teilchenbehälters 8A bewegen, und der brückenartige Rahmen 14 überbrückt ein Förderband 35, das als die Grundfläche 11 dient. Der Deckel 3 ist mit einer Entlüftungsöffnung 10, die mit einem Filter versehen ist, an einer Stelle über dem Musterraum 4B ausgestattet.
Für die Herstellung von Formkörpern wird die Form M mit der offenen Seite nach unten auf der Grundfläche 11 angeordnet. Die elektrischen Absperrventile 21' werden für das direkte Zuführen von Teilchen aus dem Teilchenbehälter 8A in die drei Musterräume 4A geöffnet, während der Musterraum 4B gleichmäßig und vollständig mit Teilchen einer unterschiedlichen Farbe gefüllt wird, die mittels Druckluft zugeführt werden. Die Absperrventile werden danach geschlossen, und die Form wird von der Grundfläche entfernt, wobei darauf ein Formkörper S verbleibt, der aus Teilchenschichten mit vorgeschriebener Dicke besteht und ein Muster aufweist, das aus drei eingeschlossenen Sternen besteht, wie in Fig. 11 gezeigt wird. Der fertige Formkörper kann erhalten werden, indem bewirkt wird, daß sich die Teilchenschichten zu einer zusammenhängenden Masse verfestigen. (Im Interesse der Kürze wird keine Erklärung mit Bezugnahme auf die Mechanismen, usw. für das Antreiben der Absperrventile und des Förderbandes und für das Bewegen der Form seitlich und vertikal vorgelegt.)
Wenn die Trennteile 1 einen unregelmäßigen Umfang aufweisen, wie bei der vorangegangenen Ausführung, bevorzugt man die Bereitstellung von Hilfsstromregulierplatten auf dem Deckel, beispielsweise ebenso wie die Bereitstellung der Entlüftungsöffnung(en) 10 mit Rücksicht auf den Strom der Teilchen von den Zuführöffnungen, und/oder das Erhöhen der Anzahl der Zuführöffnungen, wie gefordert.
Fig. 13 zeigt eine weitere abgewandelte Version der zweiten Ausführung der in Fig. 9 gezeigten Formvorrichtung. Drei verschiedene Arten von Formen M-I, M-II und M-III, deren Trennteile 1 beispielsweise in der in Fig. 4 gezeigten Weise stern-, mond- und sonnenförmig gestaltet sind, werden in Intervallen von 120º um einen Rotor 23 herum getragen, dessen Rotationsachse horizontal liegt. Der Rotor 23 wird drehbar auf einem horizontalen Arm 24 getragen, der so ausgeführt ist, daß er mittels eines Motors oder dergleichen vertikal bewegt wird.
Er ist so ausgeführt, daß er diskontinuierlich in Stufen von 120º mittels eines Ein-Windungs-Motors oder dergleichen gedreht wird. Bei dieser Formvorrichtung wird der Rotor 23 gedreht, bis eine der Formen M-I, M-II und M-III entsprechend dem Muster des herzustellenden Formkörpers, beispielsweise die Form M-II, geradlinig nach unten ausgerichtet ist, um zur Grundfläche 11 hin von oben zu liegen. Der horizontale Arm 24 wird danach abgesenkt, um die Form M-II auf der Grundfläche 11 anzuordnen, wonach Druckluft verwendet wird, um unterschiedliche Farbteilchen dem Musterraum 4A im Inneren des Trennteils und dem Musterraum 4B zwischen dem Trennteil 1 und dem äußeren Rahmen 2 zuzuführen. Im Ergebnis dessen bildet die Form M-II einen Formkörper S mit einem Mondmuster auf der Grundfläche.
Damit unterschiedliche Farbteilchen selektiv den Musterräumen 4A und 4B einer jeden der Formen zugeführt werden können, und damit Teilchen, die in diesen Musterräumen enthalten sind, abgesaugt werden können, sind ein Ende eines Zuführrohres 21A und ein Ende eines Saugrohres 22A mit dem Musterraum 4A einer jeden Form verbunden, und ein Ende eines Zuführrohres 21B und ein Ende eines Saugrohres 22B sind mit dem Musterraum 4B einer jeden Form verbunden. Der Rotor 23 dreht sich um eine stationäre Mittelwelle 25, und eine Schaltbuchse wird zwischen die Mittelwelle 25 und den Rotor 23 eingesetzt, um sich zusammen mit dem Rotor 23 zu drehen. Die anderen Enden der Paare der Zuführrohre 21A, 21B und der Paare der Saugrohre 22A, 22B werden um die Schaltbuchse herum in Intervallen von 120º verbunden. Ein Hauptsaugrohr 26 von einer Saugpumpe 20 und ein Hauptzuführrohr 27 von einem Luftbehälter 7 sind mit der Stirnfläche der Mittelwelle 25 verbunden. Das Hauptzuführrohr 27 gelangt durch einen kontinuierlichen Flüssigkeitsmischer 28 und ist mit einem Farbstoffbehälter 29, der mit elektrischen Absperrventilen 29' ausgestattet ist und getrennte Zuführungen von vier verschiedenen Teilchengrundfarbstoffen (schwarz, rot, blau und gelb) enthält, und stromaufwärts vom Farbstoffbehälter 29 mit einem Teilchenbehälter 30 verbunden, der mit einem elektrischen Absperrventil 30' ausgestattet ist. Der Luftbehälter 7 ist mit einem Luftverdichter 9 für das Zuführen von Druckluft verbunden. Die Deckel der Formen sind mit Entlüftungsöffnungen, jede mit einem Filter versehen, an Stellen ausgestattet, die zu den Musterräumen 4A und 4B hin liegen. Die unteren Ränder der Trennteile und der äußeren Rahmen bestehen aus Gummi oder einem anderen derartigen Material, das einen dichten Kontakt mit der Grundfläche 11 bewirken kann.
Die äußere Fläche der Mittelwelle 25 des Rotors 23 ist mit zwei Ventilöffnungen für das Verbinden des Hauptzuführrohres 27 mit den Musterräumen 4A und 4B der Formen und mit zwei Ventilöffnungen für das Verbinden des Hauptsaugrohres 26 mit den Musterräumen 4A und 4B der Formen versehen. Die Schaltbuchse dreht sich um die Mittelwelle 25 als ein Körper mit dem Rotor 23, so daß, wenn eine der Formen, beispielsweise die Form M-II, geradlinig nach unten hin liegt, nur die Zuführrohre 21A und 21B und die Saugrohre 22A und 22B der Form M-II mit den Ventilöffnungen der Mittelwelle 25 in Verbindung stehen, und daß, wenn eine andere der Formen, beispielsweise die Form M-I (oder M-III), geradlinig nach unten hin liegt, nur die Zuführrohre 21A und 21B und die Saugrohre 22A und 22B der Form M-I (oder M-III) mit den Ventilöffnungen in Verbindung stehen. Damit die entsprechenden Rohre geöffnet und geschlossen werden können, sind die Zuführrohre 21A und 21B einer jeden Form mit elektrischen Absperrventilen 21' ausgestattet, und die Saugrohre 22A und 22B dieser sind mit elektrischen Absperrventilen 22' ausgestattet.
Für die Herstellung von Formkörpern wird der Rotor 23 gedreht, um eine der Formen geradlinig nach unten zu lenken, wonach der horizontale Arm 24 abgesenkt wird, um die offene Seite der Form gegen die Grundfläche 11 zu bringen. Die Zuführabsperrventile 21', 30' und 29' werden danach geöffnet, damit die Druckluft die Musterräume 4A und 4B gleichmäßig und vollständig mit Teilchen füllen kann, entweder wie sie sind oder als unterschiedliche Farbteilchen, die durch Mischen mit Farbstoff erhalten werden. Die Absperrventile werden danach geschlossen, und die Form wird von der Grundfläche entfernt, wobei darauf ein Formkörper S zurückbleibt, der aus Teilchenschichten von vorgeschriebener Dicke besteht und ein Stern-, Mond-, Sonnen- oder anderes gewünschtes Muster aufweist. (Im Interesse der Kürze wird keine Erklärung mit Bezugnahme auf die Mechanismen, usw. für das Antreiben des Armes, der Absperrventile, Ventile und dergleichen vorgelegt.)
Fig. 14 und 15 zeigen eine weitere abgewandelte Version der in Fig. 9 gezeigten zweiten Formvorrichtung. Die Form M ist in diesem Fall für das Herstellen eines Ansichtsmusters und besteht aus einem äußeren Rahmen 2, Trennteilen 1, die am äußeren Rahmen 2 befestigt sind, und einem lösbaren Deckel 3. Gleichermaßen wie beim Fall in Fig. 7 werden vier Musterräume 4A, 4B, 4C und 4D zwischen dem Trennteil 1 und dem äußeren Rahmen 2 gebildet. Der Deckel 3 ist mit vier Zuführöffnungen 5A, 5B, 5C und 5D für das Zuführen von Teilchen zu den vier Musterräumen und mit vier Saugöffnungen 18A, 18B, 18C und 18D für das Saugen von Teilchen aus den Räumen versehen. Die Zuführöffnungen sind mit einem Luftbehälter 7 durch Zuführrohre 16A, 16B, 16C und 16D verbunden. Die Zuführrohre sind an dazwischenliegenden Stellen mit elektrischen Ventilen 16' ausgestattet und weisen angeschlossene Teilchenbehälter 8A, 8B, 8C und 8D auf, die davon in der Nähe der Ventile abzweigen. Der Luftbehälter 7 ist mit einem Luftverdichter 9 für das Zuführen von Druckluft verbunden. Die Saugöffnungen sind mit einer Saugpumpe 20 durch Saugrohre 19A, 19B, 19C und 19D verbunden, und ein elektrisches Absperrventil 19' ist in einem gemeinsamen Abschnitt der Saugrohre in der Nähe der Saugpumpe 20 vorhanden. Die Form M, die aus den Trennteilen 1, dem äußeren Rahmen 2, dem Deckel 3, den Zuführöffnungen 5A-5D und den Saugöffnungen 18A-18D besteht, wird auf einem Arm 32 eines Roboters 31 getragen, durch den sie auf der Grundfläche 11 angeordnet und davon entfernt wird. Die Trennteile, die den Berg und seine Schneedecke verkörpern, sind kontinuierliche Teile, während das Trennteil, das die Wolke verkörpert, diskontinierlich ist. Der Deckel 3 ist mit Entlüftungsöffnungen 10, eine jede mit einem Filter versehen, an Stellen entsprechend den Musterräumen ausgestattet.
Für die Herstellung von Formkörpern wird die Form M auf der Bezugsfläche angeordnet, und die Zuführabsperrventile 8' und 16' werden geöffnet, damit die Druckluft verschiedene Farbteilchen den Musterräumen 4A-4D zuführen kann. Wenn alle Musterräume gleichmäßig und vollständig gefüllt sind, werden die Absperrschieber geschlossen. Im Ergebnis dessen wird ein Formkörper S erhalten, der aus einer Teilchenschicht 33 von vorgeschriebener Dicke gebildet wird, und der ein Muster aufweist, das dem in Fig. 8 gleicht. (Im Interesse der Kürze wird keine Erklärung mit Bezugnahme auf den Mechanismus für das Befestigen/Lösen, die Antriebsmechanismen für die Ventile, Absperrventile und den Roboter, usw. vorgelegt.)
Fig. 16-18 veranschaulichen eine Ausführung der Formvorrichtung für gemusterte Formkörper, die alle charakteristische Merkmale entsprechend der Erfindung umfaßt. Es muß jedoch verstanden werden, daß die Formvorrichtung entsprechend dieser Ausführung nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Anordnungen beschränkt ist, sondern ebenfalls in verschiedenen anderen Anordnungen ausgeführt werden kann. Die in Fig. 16 gezeigte Formvorrichtung ist für die Herstellung eines Formkörpers mit einem Sternmuster. Sie ist mit einer Form M ausgestattet, die aus einem kontinuierlichen sternförmigen Trennteil 1, dessen Höhe der Dicke der zu bildenden Sternmusterschicht gleich ist, einem Deckel 3, der zusammenhängend damit gebildet wird und das obere Ende des Trennteils 1 verschließt, einer Zuführöffnung 5A, die im Deckel 3 für das Zuführen von Teilchen zu einem Musterraum 4A im Inneren des sternförmigen Trennteils 1 gebildet wird, und einer Saugöffnung 18A besteht, die im Deckel 3 für das Saugen von Teilchen aus dem Musterraum 4A gebildet wird. Ein Teilchenbehälter 8 ist am Deckel in direkter Verbindung mit der Zuführöffnung über ein Handabsperrventil 8' befestigt, die Saugöffnung 18A ist mit einer Saugpumpe 20 mittels eines Saugrohres 19A verbunden, und das Saugrohr 19A ist mit einem Handabsperrventil 19' in der Nähe der Saugöffnung versehen. Der Deckel 3 ist mit einer Entlüftungsöffnung 10 ausgestattet, die mit einem Filter versehen ist.
Die Form M, die das Trennteil, den Deckel, die Zuführöffnung und die Saugöffnung aufweist, wird von Hand zusammen mit dem Teilchenbehälter aufgenommen, und die Form wird mit der offenen Seite nach unten auf einer Platte oder einer anderen derartigen Grundfläche 11 angeordnet. Das Handabsperrventil 8' wird danach geöffnet, damit Teilchen aus dem Teilchenbehälter 8 den Musterraum füllen können. Schließlich wird die Form entfernt, wobei ein sternförmiger Körper S auf der Grundfläche zurückbleibt.
Wenn die Formvorrichtung in dieser Weise verwendet wird, bevorzugt man, daß die Seiten des Trennteils in Übereinstimmung mit dem Schüttwinkel der Teilchen geneigt sind.
Bei einer Arbeitsweise entsprechend der Erfindung wird die Form M mit der offenen Seite nach unten auf einer vorhandenen Teilchenschicht, die vorher gebildet wurde, angeordnet. Sie wird danach in die Teilchenschicht mit geöffnetem elektrischem Absperrventil 19' so gepreßt, daß die Teilchen im Inneren der Form herausgesaugt werden, während sich die Form weiter in die Schicht hineinbewegt. Wenn der Musterraum von Teilchen leer ist, wird das Handabsperrventil 8' für die Zuführung von Teilchen aus dem Teilchenbehälter 8 geöffnet. Wenn die Form entfernt wird, wird ein sternförmiger Körper S erhalten, der in der Teilchenschicht eingebettet ist.
Fig. 17 und 18 zeigen eine abgewandelte Version der dritten Ausführung der in Fig. 16 gezeigten Formvorrichtung. In diesem Fall besitzt die verwendete Form M einen Deckel 3, der vom Trennteil 1 lösbar ist, wodurch es ermöglicht wird, auf der unteren Fläche des Deckels ein Trennteil zu befestigen, das unter Stern-, Mond-, Sonnen- und anderen Mustern ausgewählt wird, gleichermaßen dem, was an früherer Stelle mit Bezugnahme auf Fig. 4 erklärt wurde. Der Deckel 3 ist mit einer Zuführöffnung für das Zuführen von Teilchen in das Innere des Trennteils und einer Saugöffnung für das Saugen von Teilchen aus dem Inneren des Trennteils versehen. Die Zuführöffnung ist mit einem Luftbehälter 7 durch ein Zuführrohr 6 verbunden, das in der Nähe der Zuführöffnung mit einem elektrischen Absperrventil 6' ausgestattet ist und einen damit verbundenen Teilchenbehälter 8 aufweist, der von einer dazwischenliegenden Stelle abzweigt. Der Luftbehälter 7 ist mit einem Luftverdichter 9 für das Zuführen von Druckluft verbunden. Die Saugöffnung ist mit einer Saugpumpe 20 durch ein Saugrohr 19 verbunden, das in der Nähe der Saugöffnung mit einem elektrischen Absperrventil 19' ausgestattet ist. Der Deckel 3 ist mit einer Entlüftungsöffnung 10 ausgestattet, die mit einem Filter versehen ist und ein Regulierventil 37 für das Regulieren des Luftstromes während des Eintrittes und des Austrittes aufweist. Die Paßflächen der unteren Fläche des Deckels und des Trennteils bestehen aus Gummi 38 oder einem bestimmten anderen Material, das in der Lage ist, einen dichten Kontakt zu sichern.
Die Form M, die das Trennteil, die Zuführöffnung und die Saugöffnung aufweist, ist an einem Arm 40 befestigt, der über einem XY-Tisch 34 so angeordnet ist, daß er drehbar und vertikal beweglich ist. Eine Platte oder dergleichen ist über der Grundfläche ausgebreitet, die durch die obere Fläche des XY-Tisches gebildet wird, und die Form M wird mit der offenen Seite nach unten auf der Platte angeordnet. Die Zuführabsperrventile 6' und 8' werden danach geöffnet, damit die Druckluft Teilchen in das Innere des Trennteils zuführen kann. Wenn das Innere des Trennteils gleichmäßig und vollständig mit Teilchen gefüllt wurde, werden die Absperrventile geschlossen. Als nächstes wird die Form von der Grundfläche abgehoben, wobei darauf ein Körper S zurückbleibt, der aus der Teilchenschicht von vorgeschriebener Dicke gebildet wird und ein Stern- oder anderes Muster entsprechend dem Muster des verwendeten Trennteils aufweist.
Wenn es für notwendig befunden wird, können die Seiten des Trennteils wiederum in Übereinstimmung mit dem Schüttwinkel der Teilchen geneigt werden. Da es die Verwendung eines kontinuierlichen Trennteils jedoch ermöglicht, die Teilchen durch Erhöhen des Luftdruckes zu verdichten, muß in der Anordnung gemäß Fig. 17 der Grad der Neigung nur so groß sein, wie es für das Entfernen der Form erforderlich ist. Bei einer Arbeitsweise entsprechend der Erfindung wird die Form M mit der offenen Seite nach unten auf einer vorhandenen Teilchenschicht angeordnet, die vorher gebildet wurde. Sie wird danach in die Teilchenschicht gepreßt, wobei das Absperrventil 19' der Saugöffnung offen ist, so daß die Teilchen aus dem Inneren der Form abgesaugt werden, während sich die Form weiter in die Schicht hinein bewegt. Wenn der Musterraum frei von Teilchen ist, werden das Absperrventil 6' und 8' für das Zuführen von Teilchen aus dem Teilchenbehälter 8 geöffnet. Wenn die Form entfernt wird, wird ein sternförmiger Körper S erhalten, der in der Teilchenschicht eingebettet ist.
Weitere Trennteile 1 können an einem Ende des XY-Tisches 34 gehalten und für eine Auswechselung durch Bewegen des Tisches in die Position bewegt werden. (Im Interesse der Kürze wird keine Erklärung mit Bezugnahme auf die Mechanismen, usw. für das Antreiben der Absperrventile und des Tisches und für das Bewegen der Form vertikal vorgelegt.)
Während verschiedene Mechanismen für das Befestigen und Lösen des Deckels und des Trennteils verwendet werden können, bevorzugt man, daß das Trennteil aus Stahl gebildet wird und eine Magnetkraft oder dergleichen für sein Anordnen und Entfernen genutzt wird. Diese Anordnung erleichtert ebenfalls die Automatisierung. (Im Interesse der Kürze wird keine Erklärung mit Bezugnahme auf den Mechanismus für das Befestigen/Lösen, den Vibrator, die Vorrichtungen für das Antreiben der Absperrventile und des Armes oder dergleichen vorgelegt.)
Nach der Bildung kann der Formkörper S so verfestigt werden, wie er ist, oder er kann mit einer Trägerschicht überlagert und mit dieser verfestigt werden.
Obgleich eine Anzahl von Ausführungen im vorangegangenen Text erklärt wurden, ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Anordnungen begrenzt. Beispielsweise sind das Trennteil 1 und der äußere Rahmen 2 nicht auf Stern-, Mond- und Sonnenkonfigurationen beschränkt und können verschiedene andere Formen in Abhängigkeit vom herzustellenden Muster aufweisen. Das Trennteil 1 kann kontinuierlich oder diskontinuierlich sein, und wenn es diskontinuierlich ist, kann es unterschiedlich geformte Elemente nutzen, wie beispielsweise Stifte, kleine Stücke, wellenartige Stücke und spiralförmige Stücke. Außerdem können, wie in Fig. 11 und 12 gezeigt wird, Trennteile, die eine Vielzahl von Mustern verkörpern, gleichzeitig dafür verwendet werden, daß einem einzelnen Körper eine Vielzahl von Mustern verliehen wird. Der äußere Rahmen muß nicht unbedingt kontinuierlich sein. Insofern wie kein Problem beim Herstellen des gewünschten Musters entsteht, kann es aufgeschnitten und diskontinuierlich sein. Es reicht aus, die Höhen des Trennteils und des äußeren Rahmens mit Bezugnahme auf die Dicke des fertigen Musters zu ermitteln. Sie müssen nicht unbedingt die gleiche Höhe aufweisen. Alles was erforderlich ist, ist, daß der untere Rand des einen davon einen dichten Kontakt mit der Grundfläche herstellen kann. Ob der untere Rand des Trennteils oder der des äußeren Rahmens den dichten Kontakt mit der Grundfläche bewirken soll, kann nach Eignung für das herzustellende Muster entschieden werden.
Um das Entfernen der Form zu erleichtern und den Zerfall des Musters durch Zerbröckeln zu verhindern, kann dem äußeren Rahmen im Fall einer Form mit sowohl einem Trennteil als auch einem äußeren Rahmen oder dem Trennteil im Fall einer Form mit nur einem Trennteil eine Neigung in Übereinstimmung mit dem Schüttwinkel der Teilchen verliehen werden.
In dem Fall, wo mindestens eines von Trennteil und äußerem Rahmen vom Deckel lösbar ausgeführt ist, kann die Entscheidung darüber, welches lösbar ausgeführt werden soll, unter Berücksichtigung des herzustellenden Formkörpers getroffen werden. Wo es zur Produktivität beiträgt, kann die gesamte Form lösbar ausgeführt werden.
Als Materialien für das Trennteil, den äußeren Rahmen und den Deckel können Metalle, Keramik, Kunststoff, Gummi, Holz, Gewebe, nichtgewebter Stoff oder dergleichen verwendet werden. Für das Herstellen von deutlich begrenzten Musterräumen bevorzugt man das Einsetzen eines Materials, das einen dichten Kontakt beibehalten kann, zwischen der Grundfläche und den unteren Rändern des Trennteils und dem äußeren Rahmen und zwischen den oberen Rändern des Trennteils und dem äußeren Rahmen und der Unterseite des Deckels. Außerdem können das Trennteil und der äußere Rahmen teilweise oder vollständig aus einem elastischen Material gebildet werden, wie beispielsweise Kunststoff, Gummi, synthetischem Kautschuk oder dergleichen. Das ist vorteilhaft, da die Elastizität des Materials das vertikale Anordnen zu dem Zeitpunkt erleichtert, zu dem diese Teile mit der Grundfläche in Kontakt kommen, und da das ebenfalls das Herstellen von deutlich begrenzten Musterräumen sichert. Eine luft- oder flüssigkeitsdurchlässige Grundfläche 39 kann durch Verwenden eines luft- oder flüssigkeitsdurchlässigen Materials, wie beispielsweise nichtgewebten Stoff, Gewebe oder Papier, für die Grundfläche gebildet werden. Das bevorzugt man, weil es die Dichtheit des Kontaktes verbessert, dabei hilft, die Versetzung der Entlüftungsöffnungen und Filter zu verhindern, die Bildung eines festen und gleichmäßigen Formkörpers fördert und, im Ergebnis dieser Effekte, dabei hilft, das Material, das zwischen das Trennteil und den äußeren Rahmen zugeführt wird, vor dem Verlust seiner Form zu bewahren.
Während der Zuführung von Teilchen wirkt der in der Entlüftungsöffnung 10 angebrachte Filter als ein Austrittsfilter, um das Streuen von Teilchen nach außen zu verhindern, während er im Verlauf des Saugens als ein Ansaugfilter wirkt. Er kann am Deckel, dem äußeren Rahmen oder der Grundfläche, der die Teilchen zugeführt werden, vorhanden sein, und die beste Stelle wird unter Berücksichtigung der Produktivität der Vorrichtung und des zu bildenden Musters bestimmt. Vom Gesichtspunkt der Reinigung und Handhabung ist es vorteilhaft, den Filter in einer Entlüftungsöffnung anzubringen, die im Deckel vorhanden ist. Als Material für den Filter können nichtgewebter Stoff, Gewebe, Papier, Baumwolle oder dergleichen verwendet werden. Der Filter kann vorzugsweise lösbar ausgeführt sein, so daß er ausgewechselt werden kann, wenn ein Verstopfen auftritt. Der Deckel wird am besten an einem Vibrator für die Filterreinigung befestigt. Wenn eine Saugöffnung vorhanden ist, kann der Filter durch Saugen gereinigt werden, wenn der Musterraum leer ist. Man bevorzugt, daß der obere Abschnitt oder die Außenseite der Entlüftungsöffnung mit einem Regulierventil 37 ausgerüstet wird, das eine große Öffnung während der Zuführung und eine kleine Öffnung während des Saugens aufweist. Das ist darin vorteilhaft, daß während der Teilchenzuführung Luft mit hoher Geschwindigkeit abgesaugt werden kann, was die Geschwindigkeit erhöht, mit der die Musterräume mit Teilchen gefüllt werden können, während im Verlauf des Saugens das Saugen und Entfernen der Teilchen gleichmäßiger vonstatten geht.
Die Zuführöffnung (en) und die Saugöffnung (en) können im Deckel oder, wie in Fig. 3 gezeigt wird, direkt im Trennteil oder dem äußeren Rahmen vorhanden sein. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit der Erklärung wurden die vorangegangenen Ausführungen so erläutert, als ob sie die Mindestanzahl von Zuführöffnungen und Saugöffnungen aufweisen, die für die Bildung des Musters erforderlich ist. Wenn die einzelnen Musterräume große Flächen aufweisen, oder wenn das Trennteil unregelmäßig geformt ist, müssen die Entlüftungsöffnungen jedoch unter Berücksichtigung des Stromes der Teilchen von den Zuführöffnungen oder den Saugöffnungen bereitgestellt werden, und die Anzahl der Zuführöffnungen und Saugöffnungen muß erhöht werden, wenn es erforderlich ist. Wenn die einzelnen Musterräume große Flächen aufweisen oder das Trennteil unregelmäßig geformt ist, sollten außerdem vorzugsweise Hilfsdurchflußregulierplatten, wenn erforderlich, am Deckel, usw. bereitgestellt werden.
Die Zuführung von Teilchen kann gleichmäßiger bewirkt werden, wenn die Teilchen unter einer pulsierenden Zuführkraft zugeführt werden, oder die Form in Schwingungen versetzt wird. Wenn das Trennteil oder der äußere Rahmen aus einer Teilchenschicht herausgezogen wird, kann ein sauberes Herausziehen realisiert werden, indem die Form während des Entfernens in Schwingungen versetzt wird. Das Ausrüsten des Deckels mit einem Vibrator ermöglicht die gleichmäßigere Zuführung der Teilchen, das Bewirken eines saubereren Entfernens des Trennteils und des äußeren Rahmens und das leichtere Reinigen des Filters (der Filter). Wenn es erforderlich ist, können andere Teile ebenfalls mit Vibratoren ausgerüstet werden.
Die Grundfläche kann durch eine Platte, ein Förderband, eine Tafel oder irgendwelche sonst gebildet werden, worauf die Form angeordnet werden kann. Es kann die Bodenplatte einer doppeltwirkenden Presse oder dergleichen, ein Rahmen mit einem Boden und auf ein Förderband montiert oder eine endlose Fläche, wie beispielsweise ein Förderband, sein. Außerdem kann die Teilchenschicht auf einem Tisch, einer Platte oder dergleichen, die als die Grundfläche dienen, so angeordnet werden, wie sie ist, oder nachdem sie umgedreht wurde.
Die Einrichtung für das Öffnen und Schließen der Absperrventile und Ventile kann eine manuelle, elektrische, pneumatische oder hydraulische Ausführung sein. Über die verwendeten Ausführungen und ihre Montagepositionen kann unter Berücksichtigung der erforderlichen Zuführ- und Absaugfunktionen entschieden werden. Die Einrichtung für das Befestigen und Lösen des Deckels am und vom äußeren Rahmen und dem Trennteil kann eine Magnet-, Klebe-, Klemm-, Schraub-, Einsetz- oder Hakenausführung sein. Die Druckluft kann entweder so verwendet werden, wie sie ist, oder in Kombination mit einer Pumpe oder einer anderen derartigen Vorrichtung. Wenn sie in Kombination mit einer Pumpe verwendet wird, kann die Druckluft zur Förderseite, Saugseite oder dem Inneren der Pumpe zugeführt werden, was vom Gesichtspunkt des Luftaustrittes, der Reibung und dergleichen zu bevorzugen ist, weil die Luft mit hoher Dichte geliefert werden kann, wobei die Gesamtmenge der erforderlichen Luft klein ist und die Teilchen langsam zugeführt werden können. Alle Ausführungen der Formvorrichtung können außerdem mit verschiedenen Hilfsvorrichtungen ausgerüstet werden, wie beispielsweise Vibratoren, statische Löscheinrichtungen und dergleichen.
Das Verändern der Höhe und Form der Form und das Steuern der Menge der zugeführten Teilchen ermöglicht die Veränderung der Dicke der Teilchenschicht wunschgemäß, während das Verändern des Trennteils es ermöglicht, daß zwischen kontinuierlichen deutlichen Linien und unscharfen (verschwommenen) Linien gewechselt wird. Das ermöglicht in Verbindung mit der Steuerung der Teilchenzuführung und des Saugens und der Verwendung eines kontinuierlichen Farbmischers die Bildung einer breiten Palette von komplizierten und hochentwickelten Mustern. Die Gesamtanordnung der Vorrichtung ist nicht auf die in Fig. 1-18 gezeigten Beispiele beschränkt. Beispielsweise ist es ebenfalls zusätzlich zum in Fig. 15 gezeigten Gelenkroboter 31 möglich, verschiedene andere Positionierungseinrichtungen zu verwenden, die beispielsweise eine Positionierungsvorrichtung auf der Basis der Parallelverschiebung, eine Positionierungsvorrichtung auf der Basis kartesischer Koordinaten, einen Roboter auf der Basis kartesischer Koordinaten, einen Roboter auf der Basis von Zylinderkoordinaten oder einen Roboter auf der Basis von Polarkoordinaten umfassen. Es ist außerdem möglich, einen Roboter in Kombination mit einem Computer für die Verwendung einer Vielzahl von Formen für das Bilden von zusammengesetzten Mustern und das Verbessern der Produktivität zu verwenden. Es ist ebenfalls möglich, die Vorrichtung mit einer Vielzahl von Formen auszurüsten, wie es beispielsweise in Fig. 13 gezeigt wird. Außerdem kann die Vorrichtung mit einer Einrichtung für die Bildung der Teilchenschicht, wie beispielsweise einer Schichtformvorrichtung in Quetschwalzenausführung, oder mit einem Gleitzuführbehälter, der Teilchen zuführt, während er über die Form gleitet, einem Zuführbehälter mit einer Schlitzdüse, einer Rotationszuführeinrichtung, einer Vorrichtung, die ein endloses Wabenband oder dergleichen verwendet, oder einem endlosen Florband oder dergleichen kombiniert werden. Eine derartige Einrichtung kann für das Füllen und Hinterfüllen der verbleibenden Abschnitte oder, insbesondere wenn sie mit der dritten Ausführung in Verbindung steht, für das Legen der Teilchenschicht, die vorher gebildet wurde, eingesetzt werden. Außerdem kann eine erhöhte Geschwindigkeit durch Anwendung der Druckzuführung erreicht werden, und da Rohre eingesetzt werden können, wird der Raumbedarf verringert. Daher kann die Erfindung vorteilhafterweise mit den vorhandenen Anlagen kombiniert werden, die Geschwindigkeits- und Raumprobleme aufweisen, um verschiedene Ausführungen von Vorrichtungen für die Herstellung von Formkörpern bei niedrigen Kosten und mit kurzen Produktionsanlaufzeiten zu realisieren.
Für die Verwendung der Formvorrichtung entsprechend der ersten Vorrichtung zur Herstellung des Formkörpers, wie in Fig. 19 gezeigt, wird die Form M der in Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung von Hand aufgenommen und mit der offenen Seite nach unten auf den Boden (Grundfläche) des Rahmens 36 angeordnet, und die Absperrventile 6' und 8' werden geöffnet, um gelbe Teilchen in den Musterraum 4A im Inneren des Trennteils und weiße Teilchen in den Musterraum 4B zwischen dem Trennteil 1 und dem äußeren Rahmen 2 zuzuführen. Die Form wird danach entfernt, wobei auf der Grundfläche 11 ein Formkörper verbleibt, der aus Teilchen gebildet wird, wobei er ein gelbes Sternmuster gegen einen weißen Untergrund auweist. Nachdem die vorangegangenen Arbeitsgänge wiederholt wurden, sagen wir neunmal, werden den verbleibenden Abschnitten der Grundfläche weiße Teilchen manuell oder mittels eines bestimmten anderen Verfahrens zugeführt. Wenn beispielsweise die Zuführung von Teilchen zu den verbleibenden Flächen bei Verwendung der in Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung ohne Abwandlung durchgeführt wird, wird das Absperrventil des Zuführrohres 6A für das Zuführen von gelben Teilchen geschlossen, und es werden dem verbleibenden Raum im Rahmen vom Zuführrohr 6B nur weiße Teilchen zugeführt. Wenn das abgeschlossen ist, wird eine Trägerschicht darüber angeordnet, wenn erforderlich, und die Teilchen dürfen sich zu einer zusammenhängenden Masse verfestigen. Jegliche Markierung, die durch das Entfernen des Trennteils zurückbleibt, wird sauber durch ein Nachfallen der Teilchen eliminiert. Im Fall der Verwendung der in Fig. 4 und S gezeigten Vorrichtung wird das sternförmige Trennteil verwendet, und entweder wird die Form auf dem XY-Rahmen betätigt, wie im Fall der Vorrichtung in Fig. 6, oder ein Trennteil und ein separater äußerer Rahmen werden auf der Grundfläche vorher angeordnet, und ein Deckel, der auf dem XY-Rahmen getragen wird, wird danach am Trennteil und am äußeren Rahmen dicht befestigt. Gelbe Teilchen werden danach dem Musterraum 4A im Inneren des Trennteils zugeführt, und weiße Teilchen werden dem Musterraum 4B zwischen den Trennteil und dem äußeren Rahmen zugeführt.
Für die Verwendung der Formvorrichtung entsprechend der ersten Vorrichtung zur Herstellung des in Fig. 20 gezeigten Formkörpers wird beispielsweise zuerst der in Fig. 4 gezeigte äußere Rahmen 2, der das sternförmige Trennteil 1 aufweist, am Deckel 3 befestigt, und die so gebildete Form M wird danach mit der offenen Seite nach unten auf dem Boden (Grundfläche) des Rahmens 36 angeordnet, wonach die Absperrventile geöffnet werden, um gelbe Teilchen dem Musterraum 4A und weiße Teilchen dem Musterraum 4B zuzuführen. Die Form M wird danach von der Grundfläche entfernt, wobei darauf ein Formkörper mit einem gelben Stern gegen einen weißen Untergrund zurückbleibt. Als nächstes wird das Trennteil zuerst durch ein mondförmiges und danach durch ein sonnenförmiges ersetzt, und die vorangehend erwähnten Arbeitsgänge werden wiederholt, um auf der Grundfläche einen Formkörper mit einem gelben Mond gegen einen weißen Untergrund und einen Formkörper mit einer roten Sonne gegen einen weißen Untergrund zu erhalten. Es reicht dann aus, den verbleibenden Abschnitten der Grundfläche weiße Teilchen manuell oder mittels eines bestimmten anderen Verfahrens zuzuführen. Beispielsweise, wenn die Zuführung von Teilchen zu den verbleibenden Flächen bei Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ohne Abwandlung durchgeführt wird, wird das Absperrventil 6' des Zuführrohres 6A für die Zuführung von roten oder gelben Teilchen geschlossen, und dem verbleibenden Raum im Rahmen werden nur weiße Teilchen zugeführt. Eine Trägerschicht wird darüber angeordnet, wenn erforderlich, und die Teilchen dürfen sich verfestigen. Jegliche Markierung, die durch das Entfernen des Trennteils verbleibt, wird sauber durch Nachfallen der Teilchen eliminiert. Der Formkörper kann ebenfalls mittels des Verfahrens des Anordnens eines Trennteils und eines äußeren Rahmens, die als eine Einheit verbunden sind, auf der Grundfläche im voraus, dichtes Befestigen eines Deckels, der auf dem XY-Rahmen getragen wird, am Trennteil und dem äußeren Rahmen, Zuführen von Teilchen zu den Musterräumen 4A und 4B, separates Entfernen des Trennteils und des äußeren Rahmens bei Anwendung einer Magnetkraft oder dergleichen und dadurch, daß sich die Teilchen danach verfestigen dürfen, gebildet werden. Da das sonnenförmige Trennteil diskontinuierlich ist, ist es in diesem Fall möglich, eine Sonne mit Flimmern herzustellen, indem dem Musterraum 4A zuerst rote Teilchen zugeführt werden, um zu gestatten, daß sie aus den diskontinuierlichen Abschnitten herausgeblasen werden. Da stern- und mondförmige Trennteile kontinuierlich sind, können die Teilchen zuerst entweder dem Musterraum 4A oder dem Musterraum 4B zugeführt werden.
Für die Verwendung der Formvorrichtung entsprechend der zweiten Vorrichtung zur Herstellung des in Fig. 20 gezeigten Formkörpers wird die Vorrichtung aus Fig. 13 bei Verwendung von stern-, mond- und sonnenförmigen Trennteilen 1 der in Fig. 4 gezeigten Ausführung betätigt. Da der kontinuierliche Flüssigkeitsmischer 28 der Vorrichtung entsprechend Fig. 13 in der Lage ist, Farben kontinuierlich zu mischen, ist es möglich, bei einem jeden der Stern-, Mond- und Sonnenmuster feine Veränderungen vorzunehmen. Wenn eine Formvorrichtung, wie beispielsweise die, die Saugöffnungen aufweist, zur Herstellung von Formkörpern ohne Anwendung des Saugens verwendet wird, können die Saugöffnungen für das Reinigen der Filter geöffnet werden.
Bei einigen der vorangegangenen Fälle ist es möglich, die Pressenplatte unterhalb einer doppeltwirkenden Presse als die Grundfläche zu verwenden, und, nachdem ein oder mehrere gemusterte Formkörper auf der Pressenplatte gebildet wurden, sie zu festen Massen mit der Presse zu pressen. Außerdem ist es möglich, zuerst zu bewirken, daß eine Vielzahl von gemusterten Formkörpern als ein großer verfestigt und später in einzelne Körper zerschnitten wird.
Für die Verwendung der Formvorrichtung entsprechend der zweiten Vorrichtung zur Herstellung des in Fig. 21 gezeigten gemusterten Formkörpers wird eine Teilchenschicht 33 auf dem Boden (Grundfläche) des Rahmens 36 vorher gebildet, und die in Fig. 9 und 10 gezeigte Form M wird in die Teilchenschicht hineingepreßt, wobei das Absperrventil 19' der Saugöffnung 19B offen ist, so daß die Teilchen, die in den Musterraum 4B zwischen dem äußeren Rahmen und dem Trennteil eintreten, durch die Saugpumpe 20 herausgesaugt werden, während sich die Form weiter in die Schicht hineinbewegt. Wenn die Form mit dem Boden in Kontakt gekommen ist, wird das Absperrventil 19' geschlossen, und das Absperrventil 6' wird geöffnet, wodurch Teilchen von unterschiedlicher Farbe vom Teilchenbehälter 8B durch das Zuführrohr 6B zugeführt werden, um den Musterraum 4B mit Teilchen zu füllen. Das Absperrventil 6' wird danach geschlossen, und die Form wird aus der Teilchenschicht 33 entfernt.
Gleichermaßen kann der gemusterte Formkörper aus Fig. 22 hergestellt werden, indem die Form M aus Fig. 9 und 10 in die Teilchenschicht gepreßt wird, wobei die Absperrventile der beiden Saugöffnungen 19A und 19B offen sind, so daß die Teilchen, die in die Musterräume 4A und 4B eintreten, durch die Saugpumpe 20 abgesaugt werden, während sich die Form weiter in die Schicht hineinbewegt. Die Absperrventile 6' der beiden Zuführrohre 6A und 6B werden danach geöffnet, wodurch Teilchen von unterschiedlichen Farben von den Teilchenbehältern 8A und 8B zugeführt werden, um die Musterräume 4A und 4B zu füllen.
Der gemusterte Formkörper aus Fig. 23 kann hergestellt werden, indem die Form M aus Fig. 11 und 12 in eine Teilchenschicht 33, die vorher auf dem Boden (Grundfläche) des Rahmens 36 gebildet wird, gepreßt wird, und, während sich die Form weiter in die Schicht hineinbewegt, nur die Teilchen abgesaugt werden, die in den Musterraum 4A im Inneren eines jeden der drei sternförmigen Trennteile eintreten, und indem Teilchen von einer unterschiedlichen Farbe zugeführt werden, um die Musterräume 4A zu füllen, oder indem alternativ ebenfalls gleichzeitig die Teilchen, die in die äußeren Musterräume 4B eintreten, abgesaugt und danach ebenfalls Teilchen von einer unterschiedlichen Farbe zugeführt werden, um die Musterräume 4B zu füllen.
Der gemusterte Formkörper aus Fig. 24 kann ebenfalls hergestellt werden, indem die Form M-I aus Fig. 13 in eine Teilchenschicht 33, die vorher auf dem Boden (Grundfläche) des Rahmens 36 gebildet wird, gepreßt wird, und, während sich die Form weiter in die Schicht hineinbewegt, die Teilchen, die in den Musterraum 4A im Inneren des sternförmigen Trennteils eintreten, mit der Saugpumpe 20 über das Saugrohr 26 abgesaugt (ohne daß die Teilchen abgesaugt werden, die in den Musterraum 4B eintreten) und Teilchen von einer unterschiedlichen Farbe zugeführt werden, um den Musterraum 4A zu füllen, wonach die Form M-II in die Teilchenschicht 33 gepreßt wird, und, während sich die Form weiter in die Schicht hineinbewegt, die Teilchen, die in die Musterräume 4A und 4B eintreten, bei Verwendung der Saugpumpe abgesaugt werden, und danach die zwei Musterräume mit unterschiedlichen Farbteilchen gefüllt werden.
Ein Formkörper mit einem Ansichtsmuster wie dem, das in Fig. 8 gezeigt wird, kann hergestellt werden, indem die in Fig. 14 und 15 gezeigte Form in eine Teilchenschicht 33, die vorher auf dem Boden (Grundfläche) des Rahmens 36 gebildet wird, gepreßt wird, und indem bei geöffnetem Absperrventil 19' Teilchen, die in die Musterräume 4A-4D eintreten, mit der Saugpumpe 20 abgesaugt werden, während sich die Form weiter in die Schicht hineinbewegt, indem die Zuführabsperrventile geöffnet werden, wenn der untere Rand der Form die Grundfläche berührt, um so zu gestatten, daß die Druckluft Teilchen in die Musterräume zuführt, und indem die Zuführabsperrventile geschlossen werden, und die Form entfernt wird, um das gewünschte Muster in der verbleibenden Teilchenschicht 33 zurückzulassen (siehe Fig. 15).
Für die Verwendung der Formvorrichtung entsprechend der dritten Ausführung zur Herstellung des in Fig. 25 gezeigten Formkörpers wird die Form der Vorrichtung aus Fig. 16 mit der offenen Seite nach unten an der gewünschten Stelle auf einer weißen Teilchenschicht angeordnet, die zuvor im Rahmen bereitgestellt wird, die Form wird in die Teilchenschicht hineingepreßt, wobei das manuell betätigte Absperrventil 19' der Saugöffnung geöffnet ist, und das Absperrventil 19' wird geschlossen und das manuell betätigte Absperrventil 8' der Zuführöffnung wird geöffnet, wenn das Trennteil die Grundfläche erreicht hat und der Musterraum geleert wurde, wodurch gelbe Teilchen dem Musterraum zugeführt werden.
Die Zuführöffnung wird danach geschlossen, und die Form wird entfernt, um auf der Grundfläche einen Formkörper zurückzulassen, der aus einer gelben Teilchenschicht von vorgeschriebener Dicke gebildet und innerhalb eines Untergrundes aus weißen Teilchen eingebettet wird. Die Musterbildung ist abgeschlossen, wenn diese Arbeitsgänge viermal wiederholt wurden. Eine Trägerschicht wird danach darüber angeordnet, wenn erforderlich, und die Teilchen dürfen sich verfestigen. Jede Markierung, die durch Entfernen des Trennteils zurückgelassen wird, wird durch Nachfallen der Teilchen sauber eliminiert. In dem gerade beschriebenen Fall, oder wenn die Zuführung mit Niederdruckluft durchgeführt wird, können die Teilchen aus dem Musterraum bis zu einer mittleren Tiefe der vorhandenen Teilchenschicht abgesaugt werden, und danach kann ein Muster gebildet werden, indem Teilchen dem entleerten Raum zugeführt werden. Für das Verwenden der Formvorrichtung aus Fig. 17 zur Herstellung des in Fig. 25 gezeigten Formkörpers wird das sternförmige Trennteil verwendet, und das Muster wird in einer Schicht aus weißen Teilchen, die vorher in einem Rahmen gebildet wurde, durch Bewegen des XY-Tisches und Anheben und Absenken der Form hergestellt. Im Fall der Vorrichtung aus Fig. 17 ist es ebenfalls möglich, das Trennteil vorher auf der Grundfläche anzuordnen.
Fig. 26 zeigt eine Form M, die für die Herstellung eines Ansichtsmusters bei der Formvorrichtung entsprechend der dritten Ausführung eingesetzt wird. Sie weicht von der Form M aus Fig. 15 darin ab, daß der Musterraum 4B für den Himmel nicht mit einer Zuführöffnung oder einer Saugöffnung versehen ist. Die Anordnung der gesamten Vorrichtung kann daher die sein, die dadurch erhalten wird, daß das Zuführrohr und das Saugrohr, die mit dem Musterraum 4B verbunden sind, ebenso wie der Teilchenbehälter, der mit dem gleichen Zuführrohr verbunden ist, aus der Vorrichtung aus Fig. 14 entfernt werden. Während diese Vorrichtung ebenfalls mit einem äußeren Rahmen verwendet werden kann, der am Boden geschlossen ist, wird jetzt der Fall beschrieben, bei dem sie in einer Anordnung verwendet wird, wo die obere Fläche eines Förderers als die Grundfläche dient.
Ein äußerer Rahmen 36 wird separat auf einem Förderer angeordnet, und sein Inneres wird mit Teilchen gefüllt, um eine Teilchenschicht 33 zu bilden. Der Roboter wird betätigt, um den Deckel 3 direkt oben auf dem äußeren Rahmen anzuordnen, und das Trennteil 1, das an der Unterseite des Deckels befestigt ist, wird in die Teilchenschicht 33 gepreßt, wobei das Saugabsperrventil 19' geöffnet ist. Während sich das Trennteil 1 weiter bewegt, werden die Teilchen, die in die Musterräume 4A, 4B, 4C und 4D eintreten, mittels der Saugpumpe 20 abgesaugt. Wenn der untere Rand des Trennteils 1 die Grundfläche berührt hat, wird das Absperrventil 19' geschlossen, und die Zuführabsperrventile 6' und 8' werden geöffnet, damit die Druckluft die Musterräume 4A, 4B, 4C und 4D gleichmäßig und vollständig mit Teilchen füllen kann. Die Zuführabsperrventile werden danach geschlossen, und die Einheit wird von der Grundfläche entfernt, wodurch ein Ansichtsmuster in der Teilchenschicht 33 von vorgeschriebener Dicke gebildet wird, das auf der Grundfläche verbleibt. Mit anderen Worten, die Musterabschnitte entsprechend den Musterräumen 4A, 4C und 4D werden durch Teilchen gebildet, die von den Teilchenbehältern 8A, 8C und 8D zugeführt werden, während das Muster entsprechend dem Musterraum 4B durch Teilchen gebildet wird, die von Beginn an ein Teil der Teilchenschicht 33 waren.
Die im vorangegangenen Text beschriebenen Formkörper werden verfestigt, entweder so, wie sie gebildet werden, oder nachdem eine Trägerschicht darauf angeordnet wurde. In dem Fall, wo der Formkörper nach dem Verfahren hergestellt wird, bei dem zuerst abgesaugt und danach Teilchen zugeführt werden, bevorzugt man die Verwendung eines Ausgangsmaterials als das Material für die Schicht, die vorher auf der Grundfläche gebildet wurde, und verwendet danach erneut das abgesaugte Ausgangsmaterial als Mustermaterial, nachdem ihm ein Farbstoff, wie beispielsweise ein Pigmentfarbstoff, ein Farbstoff, ein Metall oder eine andere mineralische Substanz, oder irgendeines von verschiedenen Pulvern oder Granulaten aus beispielsweise Gestein oder Keramik zugesetzt wurde. Der Vorteil davon ist, daß das die kontinuierliche Herstellung von feinen Farbunterschieden ermöglicht und außerdem bedeutet, daß das einzige Material, das der Vorrichtung vorher zugeführt werden muß, der Farbstoff ist.
In allen Fällen können die Formvorrichtung und das Verfahren, das für die Herstellung des Musters angewandt wird, frei ausgewählt werden. Durch Kombinieren von verschiedenen Vorrichtungen mit verschiedenen Verfahren zur Musterbildung ist es möglich, Formkörper mit verschiedenen Mustern zusätzlich zu jenen herzustellen, die vorangehend beschrieben wurden. Selbst wo ein Formkörper mit ein- und demselben Muster hergestellt werden soll, kann es außerdem auf verschiedene Weise hergestellt werden, so daß eine beträchtliche Auswahl hinsichtlich der Wahl der Formvorrichtung und des Verfahrens zur Musterbildung zu verzeichnen ist. Auf jeden Fall ist es immer möglich, ein gut definiertes Muster durch Steuern der Menge an zugeführten Teilchen und, wenn das Saugen parallel angewandt wird, ebenfalls durch Steuern des Grades des Saugens herzustellen. Als Material für die Grundfläche bevorzugt man die Verwendung von Gummi, Schwamm, Papier, nichtgewebtem Stoff oder einem anderen etwas bauschigen oder elastischen Material. Das ist der Fall, weil, wenn die Form der Formvorrichtung auf eine Grundfläche gepreßt wird, die aus einem derartigen Material gebildet wird, die Bauschigkeit oder die Elastizität des Materials die Absorption des Spieles zwischen der Grundfläche und dem Trennteil und äußerem Rahmen ermöglicht, wodurch es wiederum leichter wird, die Form in der vertikalen Richtung anzuordnen. Da das Trennteil in der Lage ist, die Musterräume deutlicher abzugrenzen, wird es außerdem möglich, schärfere Musterlinien zu bilden. Eine gleiche Wirkung kann ebenfalls erhalten werden, indem die Form mit einer Feder oder einem elastischen Körper aus Gummi oder dergleichen niedergedrückt wird, oder indem ein Faden, Bindfaden oder ein anderes derartiges elastisches Material an den Berührungsflächen des Trennteils befestigt wird. Bei allen Ausführungen wird jede Entlüftungsöffnung vorzugsweise mit einem Filter versehen, der aus nichtgewebtem Stoff, Gewebe, Papier, usw. bestehen kann. Das Regulierventil regelt den Luftstrom beim Arbeitsgang des Saugens und Absaugens und dient vorzugsweise dazu, daß ein gleichmäßiges Absaugen erfolgt und der Koeffizient des Entfernens von Teilchen durch Saugen verbessert wird. Bei allen Ausführungen bevorzugt man die Verwendung von Teilchen, die durch Hinzufügen eines Farbstoffes, wie beispielsweise eines Pigmentfarbstoffes oder Farbstoffes, zu einem Ausgangsmaterial erhalten wurden, so daß farbige Muster durch kontinuierliches Farbmischen hergestellt werden können. Wie beim Färben bevorzugt man, von helleren zu dunkleren Farben fortzufahren, da das den Einfluß vom Mischen der Farbstoffe verringert. Bei allen Anordnungen bevorzugt man, der Form eine Schwingung zu erteilen, weil, wenn man so verfährt, eine gleichmäßigere Zuführung der Teilchen ermöglicht wird, und indem das Nachfallen von Teilchen in den Bereichen begünstigt wird, aus denen das Trennteil herausgezogen wird, wird die Bildung von stark verdichteten Formkörpern ermöglicht.
Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung wird trockenes Teilchenmaterial für das Bilden der Musterschicht auf der Bodenfläche eingesetzt. Obgleich das Material, nachdem es getrocknet ist, eine oder mehrere Substanzen absorbiert haben kann, zu denen Wasser, Öl, Gleitmittel-Bindemittel, Lösungsmittel, Abbindemittel oder Weichmacher gehören, wird es nicht mit Wasser, Öl, Gleitmittel-Bindemittel, Lösungsmittel, Abbindemittel oder Weichmacher geknetet, und es kann in einem trockenen Zustand für die Zuführung zur Bodenfläche leicht pulverisiert werden. Andererseits kann das Material, aus dem die Trägerschicht gebildet wird, entweder trocken oder mit einer oder mehreren Substanzen befeuchtet sein, zu denen Wasser, Öl, Gleitmittel-Bindemittel, Lösungsmittel, Abbindemittel und Weichmacher gehören. Anderenfalls kann eine Platte aus Metall, Holz, Zement, Glas oder Keramik oder ein Blatt Papier, eine Lage nichtgewebten Stoff, Gewebe, Gewirke oder Kunststoff als die Tragschicht eingesetzt werden. In diesem Fall dient die Platte oder das Blatt bzw. die Lage als die Grundfläche. Außerdem kann irgendein anderer vorhandener Formkörper als eine Grundfläche eingesetzt werden, auf der eine Musterschicht gebildet wird, die gemeinsam damit verfestigt wird.
Die zuzuführenden Materialien können voneinander in Abhängigkeit vom herzustellenden Formkörper abweichen. Anderenfalls wird gefordert, daß sie im fertigen Zustand voneinander hinsichtlich Farbe, Glanz, Struktur und dergleichen abweichen.
Bei der Herstellung eines Formkörpers aus Beton ist das Musterschichtmaterial trocken und besteht hauptsächlich aus Zementpulver, Harz oder einer Mischung davon und kann zusätzlich mindestens eine Substanz umfassen, zu denen ein Pigmentfarbstoff und feine Zuschlagstoffe gehören. Das Material für eine Trägerschicht besteht hauptsächlich aus Zementpulver, Harz oder einer Mischung von Zementpulver und Harz, wobei die Mischung außerdem einen feinen Zuschlagstoff enthält und, wenn erforderlich, zusätzlich einen Pigmentfarbstoff und mindestens eine Substanz enthalten, zu der grobe Zuschlagstoffe und verschiedene Arten von Fasern gehören. Das Trägermaterial kann entweder trocken sein, wie das Mustermaterial, oder es kann in der Form einer Betonaufschlämmung vorliegen, die durch Kneten mit Wasser, usw. erhalten wurde.
Sowohl die Materialien für die Musterschicht als auch das Material für die Trägerschicht kann zusätzlich Holzspäne als Zuschlagstoffe oder feine Zuschlagstoffe umfassen, und sie können außerdem damit in Mischung zerkleinerten oder pulverisierten Granit, zerkleinerten oder pulverisierten Marmor, Schlacke, lichtreflektierende Teilchen, anorganische Hohlkörper, wie beispielsweise Shirasu-Kugeln, Teilchen aus keramischem Material, neukeramischem Material, Metall, Erz oder anderen Substanzen umfassen. Sie können ebenfalls als Zusatzmittel einen Erstarrungs- und Härtungsbeschleuniger, ein Feuchtigkeitssperrmittel, ein Treibmittel und dergleichen enthalten. Die vorangehend erwähnten verschiedenen Arten von nutzbaren Fasern umfassen Metallfasern, Kohlenstoffasern, synthetische Fasern, Glasfasern und dergleichen.
Alle Materialien werden einer Form, usw. zugeführt und dürfen sich zu einer zusammenhängenden Masse verfestigen. Anderenfalls wird, nachdem das Material zugeführt wurde, Wasser allen Abschnitten des Inneren der Form zugeführt, wodurch die Materialien zu einer zusammenhängenden Masse innerhalb der Form verfestigt werden. Wenn ein feuchtes Material für die Trägerschicht verwendet wird, wird die zugeführte Wassermenge im Hinblick auf das im feuchten Material enthaltene Wassers reduziert. Wenn eine Platte aus Metall, Holz, Zement, Glas oder Keramik oder ein Blatt Papier, eine Lage nichtgewebter Stoff, Gewebe oder Gewirke beispielsweise als die Trägerschicht eingesetzt wird, kann zugelassen werden, daß sie sich mit der Musterschicht zu einer zusammenhängenden Masse verfestigt. Ein Formkörper aus asphalthaltigem Beton kann hergestellt werden, indem ein durch Wärme schmelzbares Material eingesetzt wird, wie beispielsweise Asphalt.
Bei der Herstellung eines Formkörpers aus Betonstein können die Materialien für die Musterschicht und das Material für die Trägerschicht beispielsweise aus einer oder mehreren der Substanzen bestehen, zu denen Gesteinsteilchen, keramische Teilchen, neukeramische Teilchen, Glasteilchen, Kunststoffteilchen, Holzspäne oder Metallteilchen gehören, und sie können, wenn es für erforderlich gehalten wird, außerdem mit einem Pigmentfarbstoff und/oder einem Abbindemittel für das Binden der Mischung gemischt werden. Das Material für die Trägerschicht kann ebenfalls beispielsweise aus mindestens einer der Substanzen bestehen, zu denen Gesteinsteilchen, keramische Teilchen, neukeramische Teilchen, Glasteilchen, Kunststoffteilchen, Holzspäne und Metallteilchen gehören, und es kann, wenn es für erforderlich gehalten wird, außerdem mit einem Pigmentfarbstoff, usw. gemischt werden. Das Abbindemittel ist hauptsächlich eine Mischung von Zementpulver und Wasser, eine Mischung von Zementpulver, Harz und Wasser oder eine Mischung von Harz, Wasser und enem Lösungsmittel und kann außerdem Teilchen einer oder mehrerer Substanzen enthalten, zu denen Gestein, keramische Materialien, neukeramische Materialien, Glas und Kunststoff gehören, und es kann, wenn es für erforderlich gehalten wird, mit einem Pigmentfarbstoff oder Farbstoff geknetet werden und mit verschiedenen Arten von Teilchen, verschiedenen Faserarten, verschiedenen Arten von Mischsubstanzen und verschiedenen Arten von Zusatzmitteln gemischt werden. Die verschiedenen Arten von Teilchen umfassen Teilchen aus Schlacke, Flugasche und feinen lichtreflektierenden Substanzen. Die verschiedenen Faserarten umfassen Metallfasern, Kohlenstoffasern, synthetische Fasern und Glasfasern. Die verschiedenen Arten von Mischsubstanzen und Zusatzmitteln umfassen Mittel für das Bewirken einer Schwundbeständigkeit, Erstarrungs- und Abbindemittel, Verzögerungsmittel, Feuchtigkeitssperrmittel, Treibmittel, Wasserreduziermittel, Mittel für das Bewirken einer Fließfähigkeit, und dergleichen.
Wenn es erforderlich ist, das Haftvermögen des Abbindematerials mit den vorangehend erwähnten Materialien zu verbessern, können die Materialien mit Wasser, Lösungsmittel oder einem Oberflächenbehandlungsmittel besprüht oder in diesen getaucht werden.
Alle Materialien können zu einer zusammenhängenden Masse innerhalb einer Form, usw. verfestigt werden, indem eine Vakuum-Saugbehandlung, eine Zentrifugalbehandlung oder eine andere derartige Behandlung für das Verteilen des Abbindemittels zwischen benachbarten Teilchen angewandt oder eine Mischung aus einem Zuschlagstoff und einem Abbindemittel als Material für die Trägerschicht eingesetzt wird. Wenn eine Platte aus Metall, Holz, Zement, Glas oder Keramik oder ein Blatt Papier, eine Lage nichtgewebter Stoff, Gewirke, Gewebe oder ein Kunststoff als die Trägerschicht verwendet wird, kann sich die Musterschicht damit zu einer zusammenhängenden Masse verfestigen.
Für die Herstellung eines keramischen Formkörpers oder des Rohproduktes für einen keramischen Formkörper sind die trockenen Materialien für die Musterschicht hauptsächlich Teilchen von einer oder mehreren Substanzen, zu denen Ton, Gestein, Glas, neukeramische, feinkeramische Materialien und Glasur gehören, mit oder ohne Zugabe eines Pigmentfarbstoffes oder Farbstoffes. Die Materialien können Materialien sein, die etwas Wasser absorbiert haben, oder denen ein Gleitmittel-Bindemittel nach dem Trocknen hinzugegeben wurde, aber sie werden nicht mit dem Gleitmittel-Bindemittel oder Wasser geknetet und befinden sich in einem Zustand, in dem sie leicht pulverisiert werden können. Das Material für die Trägerschicht besteht hauptsächlich aus Teilchen aus einer oder mehreren Substanzen, zu denen Ton, Gestein, Glas, neukeramische und feinkeramische Materialien gehören, und können zusätzlich einen Pigmentfarbstoff und einen Farbstoff enthalten. Es wird gefordert, daß die Trägerschicht im fertigen Zustand von der Musterschicht hinsichtlich Farbe, Glanz, Struktur und dergleichen abweicht, und daß sie entweder gleichermaßen wie die Musterchicht trocken sein kann oder durch Kneten mit Wasser oder einem Gleitmittel-Bindemittel befeuchtet wird. Außerdem können entweder die Materialien für die Musterschicht oder das Material für die Trägerschicht weiter mit anorganischen Hohlkörpern, wie beispielsweise Shirasu-Kugeln, und Teilchen aus keramischen Materialien, Metall oder Erz gemischt werden, und es können verschiedene Arten von Schaumbildnern, Mitteln zur Verhinderung der Fließfähigkeit, obenschwimmende Mittel, Gleitmittel, Bindemittel und Adhäsionsbeschleuniger als Zusatzmittel hinzugefügt werden.
Die der Form, usw. zugeführten Materialien dürfen sich zu einer zusammenhängenden Masse verfestigen oder werden dazu veranlaßt, ohne Zugabe oder unter Zugabe einer vorgegebenen Wassermenge oder Menge eines Gleitmittels-Bindemittels, um sie zu erweichen, und durch Anwendung von Druck auf die resultierende Mischung. Die verfestigte zusammenhängende Masse wird aus der Form, usw. entfernt und als ein Rohprodukt eingesetzt. Das Rohprodukt wird gesintert, um einen keramischen Formkörper zu erhalten. Anderenfalls werden die Materialien, die einem feuerfesten Einsatzbehälter oder einer ähnlichen Form zugeführt werden, durch Erhitzen geschmolzen oder verschmolzen, um eine zusammenhängende Masse zu erhalten, und die zusammenhängende Masse wird aus dem Einsatzbehälter herausgenommen. Im Fall eines Formkörper aus Emaille, gefärbtem Glas oder kristallinem Glas wird das Material für die Musterschicht auf eine Platte aus Metall, Glas oder Keramik gelegt und durch Erhitzen geschmolzen oder verschmolzen, um mit der Platte eine zusammenhängende Masse zu bilden.
Die trockenen Materialien für die Musterschicht, die bei der Herstellung eines Formkörpers eingesetzt werden, der eine Impasto-Schicht aufweist, sind verschiedene Arten von pulverisierter Farbe, und das Material für die Trägerschicht ist eine Platte oder dergleichen aus Metall, Holz, Zement oder keramischem Material. Die verschiedenen Arten der pulverisierten Farbe umfassen Acrylharz, Polyesterharz, Acryl-Polyester-Hybridharz, Fluorharz und ähnliche Harze, denen ein Pigmentfarbstoff oder Farbstoff zugesetzt wurde. Die Materialien für die Musterschicht werden auf die Platte als eine Trägerschicht gelegt und durch Erhitzen geschmolzen und verschmolzen, um die zwei Schichten miteinander zu verbinden. Beim Verbinden der zwei Schichten miteinander kann ein Druck auf die Schichten angewandt werden. Im Ergebnis dessen ist es möglich, eine Platte zu erhalten, die eine Impasto-Schicht darauf aufweist.
Bei der Herstellung eines Formkörpers aus Kunststoff bestehen die trockenen Materialien für die Musterschicht hauptsächlich aus Teilchen von verschiedenen Arten von Kunststoffen, und sie können außerdem einen Pigmentfarbstoff oder einen Farbstoff enthalten. Die Materialien können ebenfalls einen Weichmacher oder ein Lösungsmittel enthalten, aber sie werden nicht mit einem Weichmacher oder Lösungsmittel geknetet und befinden sich in einem Zustand, in dem sie leicht pulverisiert werden können. Das Material für die Trägerschicht kann entweder trocken sein, oder es kann durch Kneten mit einem Weichmacher oder Lösungsmittel befeuchtet werden. Die verschiedenen Arten von Kunststoffen umfassen Polyethylen, Nylon, Polypropylen, Polycarbonat, Acetal, Polystyrol, Epoxid, Vinylchlorid, Naturkautschuk, synthetischen Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polypropylenoxid, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeres, Fluorharz und andere thermoplastische und duroplastische Harze. Sowohl die Materialien für die Musterschicht als auch das Material für die Trägerschicht können, wenn es für erforderlich gehalten wird, einen Schaumbildner, ein Antioxidationsmittel, einen Thermostabilisator, ein Brückenbildungsmittel, andere Zusatzmittel und Teilchen aus anorganischen Materialien und dergleichen enthalten. Alle Materialien werden durch Erhitzen zu einer zusammenhängenden Masse geschmolzen oder verschmolzen, während ein Druck darauf angewandt wird, wenn erforderlich. Bei diesem Verfahren ist es möglich, einen gemusterten Formkörper aus Schaumstyrol, eine gemusterte, geformte Badewanne oder Fußbodenfliesen aus Kunststoff, usw. herzustellen. In diesem Fall können die zwei Schichten mit einer Platte aus Metall, Holz, Zement, keramischem Material oder einem Blatt Papier, einer Lage nichtgewebten Stoff, Gewirke, Gewebe oder Kunststoff verbunden werden.
Bei der Herstellung von Süßwaren oder anderen geformten Lebensmitteln bestehen die trockenen Materialien für die Musterschicht hauptsächlich aus Teilchen aus einer oder mehreren Substanzen, zu denen Weizen, Reis, Kartoffeln, Bohnen, Getreide und Zucker gehören, und sie können zusätzlich Gewürze enthalten. Die Materialien können ebenfalls Öl oder Wasser enthalten, werden aber nicht mit Öl oder Wasser geknetet und befinden sich in einem Zustand, in dem sie leicht pulverisiert werden können. Das Material für die Trägerschicht kann entweder trocken sein, gleichermaßen wie die Materialien für die Musterschicht, oder es kann durch Kneten mit Öl oder Wasser befeuchtet werden. Sowohl die Materialien für die Musterschicht als auch das Material für die Trägerschicht können, wenn es für erforderlich gehalten wird, außerdem ein Treibmittel und andere Zusatzmittel enthalten. Alle Materialien werden der Form, usw. zugeführt, und dürfen sich verfestigen oder werden zur Verfestigung veranlaßt, indem Wasser oder Öl zugegeben wird, um sie zu einer zusammenhängenden Masse zu erweichen. Die zusammenhängende Masse wird gepreßt und danach aus der Form entfernt, um ein Rohprodukt zu erhalten. Das Rohprodukt wird danach gebacken. Anderenfalls werden alle Materialien innerhalb der Form, usw. gebacken. Bei diesem Verfahren ist es möglich, verschiedene gemusterte, gebackene Süßwaren herzustellen. Es ist ebenfalls möglich, einen ge musterten Formkörper herzustellen, der durch Erhitzen geschmolzen wird, wie beispielsweise einen gemusterten Formkörper aus Schokolade, usw., indem Teilchen des Materials verwendet werden, das durch Erhitzen geschmolzen wird, wie beispielsweise Schokolade, usw., und indem die Teilchen durch Erhitzen geschmolzen und verschmolzen werden.
Die Materialien, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind nicht auf jene begrenzt, die hierin als Beispiele erklärt werden, und verschiedene andere Materialien können ebenfalls in Abhängigkeit vom herzustellenden Formkörper eingesetzt werden. Außerdem kann der Bereich der gemusterten Formkörper, die hergestellt werden können, durch Kombinieren verschiedener Materialien vergrößert werden, die im fertigen Zustand hinsichtlich der Eigenschaften, Farbe, des Glanzes, der Struktur und dergleichen abweichen. Beispielsweise ist es durch Verwenden von Formsand oder Metallpulver als das Material möglich, eine Form oder einen gemusterten, gesinterten Formkörper aus Metall herzustellen.
Beim Verfahren für die Herstellung irgendwelcher gemusterter Formkörper ist es wünschenswert, eine Schwingung anzuwenden, wenn die Materialien auf die Bodenfläche gebracht werden, um so eine gleichmäßige Bewegung der Materialien zu sichern. Außerdem kann durch Reiben mit einer Bürste oder einem Kamm oder Anwenden eines Luftstrahles oder Wasserstrahles auf den Grenzabschnitt zwischen den verschiedenen Arten von Materialien für die Musterschicht das Muster unscharf gemacht werden.
Indem auf der Bodenfläche oder der Musterschicht eine Matte aus nichtgewebtem Stoff oder einem anderen wasser- oder ölabsorbierenden Material bereitgestellt wird, kann außerdem jegliche überschüssige Menge an Wasser, Öl, Gleitmittel-Bindemittel, Weichmacher oder Lösungsmittel einem Abschnitt zugeführt werden, dem es daran mangelt, um diese gleichmäßig im Formkörper zu verteilen. Im Ergebnis dessen wird das Verhältnis von Wasser (Hilfsmittel) in der Oberfläche zum Zement (Harze) klein, und das bedeutet, daß die Festigkeit des Formkörpers als ganzer verbessert wird. Wenn eine luftdurchlässige Matte bei der Bildung eines Körpers unter Druck eingesetzt wird, wird die Entgasung verbessert, um einen dichten Körper zu erhalten. Dadurch, daß die Musterschicht und die Trägerschicht oder beide in Schwingung versetzt oder gepreßt werden, wenn sich die zwei Schichten zu einem zusammenhängenden Körper verfestigen dürfen, wird der erhaltene zusammenhängende Körper dicht und hinsichtlich der Festigkeit verbessert. Der Körper kann mit langen Fasern, kurzen Fasern, Drahtnetzen oder Bewehrungsstäben verstärkt werden, indem diese in oder zwischen die zwei Schichten eingesetzt werden. Das Verfahren, bei dem ein Körper, der nach dem Verfahren der Folienherstellung oder dem Extrudierverfahren erhalten wurde, oder irgendwelche verschiedenen Platten oder Tafeln als Trägerschicht eingesetzt werden, ist für die Herstellung von verschiedenen Körpern anwendbar, die architektonische Platten und Tafeln, Wandtafeln und Fliesen umfassen. Die Oberfläche eines vorhandenen Betonkörpers kann als die Bodenfläche verwendet werden. In diesem Fall werden die Materialien für die Musterschicht auf der Betonfläche abgelegt und verfestigt, um mit dem vorhandenen Betonkörper einen zusammenhängenden Körper zu bilden.
Beim Verfahren für die Herstellung eines Formkörpers entsprechend dieser Erfindung ist es möglich, einen Formkörper mit einer gebogenen fertigen Fläche herzustellen, indem eine verformbare Matte als die Bodenfläche eingesetzt oder eine teilweise oder allseits verformbare Form verwendet wird.
Für das wiederholte Herstellen eines dicken Musters erfordern die konventionellen Verfahren die Verwendung einer Vielzahl von Hilfsformen, um eine schnelle Herstellung zu bewirken, und sie erfordern außerdem die Verwendung einer Schablone oder dergleichen zum Zeitpunkt des Füllens der Materialien in die Form. Andererseits ermöglicht das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine schnelle Herstellung ohne Verwendung einer Schablone oder dergleichen. Da keine Notwendigkeit besteht, eine Vielzahl von Hilfsformen und Trennteilen aneinander anzupassen, ist es außerdem möglich, verschiedene Muster bei einem hohen Grad an Vervollkommnung wiederholt herzustellen. Da verschiedene Formen durch Auswechseln von Formen hergestellt werden können, ist die Erfindung außerdem bei der Herstellung von Formkörpern mit sowohl kleiner als auch großer Fläche anwendbar. Wenn Druckluft verwendet wird, ist es außerdem möglich, die Größe der Bauteile zu reduzieren, die in der Nähe der Form für das Zuführen der Teilchen erforderlich sind. Das macht es leicht, die Erfindung in eine vorhandene Vorrichtung mit engen Raumbegrenzungen einzubauen. Beispielsweise kann eine Maschine für die Herstellung eines verdichteten gemusterten Formkörpers leicht dadurch realisiert werden, daß die Erfindung in eine vorhandene doppeltwirkende Presse oder dergleichen eingebaut wird. Da die Materialien dem Musterraum durch Druckluft zugeführt werden, können Formkörper fast augenblicklich hergestellt werden. Außerdem ermöglicht das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers durch Saugen von Teilchen aus einem vorgeschriebenen Bereich einer vorhandenen Teilchenschicht und anschließendes Zuführen von Teilchen zum entleerten Bereich die schnelle Herstellung, da die vorhandene Schicht aus Teilchen als Teil des Fertigproduktes verwendet wird. Indem das Verfahren des Hinzufügens eines Farbstoffes zu den abgesaugten Teilchen oder den Grundteilchen, die der Vorrichtung vorher zugeführt wurden, übernommen wird, wird es außerdem leicht, eine kontinuierliche Farbänderung zu erreichen.
Mittels dieser Herstellungsverfahren ist es möglich, Formkörper aus Beton, Formkörper aus Betonstein, Rohprodukte für das Sintern zu keramischen Formkörpern, gemusterte Formkörper aus Keramik, Formkörper aus Impasto, Formkörper aus Kunststoff und geformte Lebensmittel, die Süßwaren umfassen, leicht herzustellen, wobei sie jeweils ein Muster von vorgeschriebener Dicke aufweisen, das auf einem Teil oder deren gesamten Oberfläche gebildet wird. Daher können die gemusterten Formkörper ihre Muster in einem ausgezeichneten Zustand beibehalten, selbst wenn sie einem Abrieb der Oberfläche ausgesetzt sind. Da die Musterschicht durch Kombination von verschiedenen Arten von trockenen Materialien gebildet wird, können die Materialien infolge ihres Nachfallens ohne irgendwelche Zwischenräume dicht gefüllt werden, und die Grenzen zwischen den benachbarten Materialien können sehr detailliert ausgedrückt werden. Das gebildete Muster ist daher sehr deutlich geschnitten.
Außerdem ist es ebenfalls möglich, die eingefüllten Teilchen entweder an den Grenzen zwischen ihnen oder als Ganzes zwangläufig durcheinanderzubringen, nachdem die Teilchen eingefüllt wurden. Indem man so verfährt, wird die Herstellung von Formkörpern ermöglicht, die Marmor oder anderen Arten von Naturstein ähneln.
Im Fall der Herstellung von entweder einem Rohprodukt für einen Formkörper aus Keramik oder einen Formkörper aus Keramik ist es möglich, verschiedene Arten von Elementen, Schaltungen, Antennen, usw. mit Leichtigkeit herzustellen, indem mindestens zwei Arten von Materialien für einen Isolator, Leiter, Halbleiter, dielektrisches, piezoelektrisches Bauelement, eine magnetische Substanz, usw. kombiniert werden.
Wenn der hergestellte Körper als eine architektonische Platte verwendet wird, kann außerdem, da die Platte ihr Muster selbst nach der Abfasung beibehält, das Schneiden ohne jegliche Beschränkung vorgenommen werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Formen eines gemusterten Formkörpers, mit

einer Form (M) zum Formen eines Formkörpers und einer Saugeinrichtung (8) zum Saugen von Material aus dieser Form, gekennzeichnet dadurch, daß

die Form (M) einen Deckel (3) zum Verschließen des oberen Endes von ihr und ein Trennteil hat, das einen Musterraum (4A) in ihr bildet; und durch

eine oder mehrere Zufuhröffnungen (5A, 5B) zum Zuführen von Teilchen in den Musterraum der Form;

eine mit der einen Zufuhröffnung oder mindestens eine der Zufuhröffnungen verbundene Beschickungseinrichtung (7, 8) zum Zuführen von Teilchen unter Druck in den Musterraum unter Verwendung von Druckluft; und

eine oder mehrere Saugöffnungen (18A, 18B), wobei die eine Saugöffnung oder mindestens eine der Saugöffnungen mit einer Saugeinrichtung (2) verbunden ist, um durch Saugen die in dem Musterraum der Form befindlichen Teilchen entfernen zu können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennteil (1) in der Form (M) die Grenze des zu formenden Musters bildet und ein äußerer Rahmen (2) das Trennteil in einem vorgeschriebenen Abstand von ihm umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (M) ein Trennteil (1) aufweist, das die Grenze des zu formenden Musters bildet.

4. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehrere Zufuhröffnungen (5A, 5B) in dem Deckel (3) gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehrere Zufuhröffnungen (5A, 5B) in dem Trennteil (1) gebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehrere Zufuhröffnungen (5A, 5B) in dem äußeren Rahmen (2) gebildet sind.

7. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehrere Saugöffnungen (18A, 18B) in dem Deckel (3) gebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehrere Saugöffnungen in dem Trennteil (1) gebildet sind.

9. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Form (M) eine Form mit einer Entlüftungsöffnung (10) ist, die mit einem Filter versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter aus einem nicht gewebten Flächengebilde, gewebten Flächengebilde oder Papier hergestellt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung (10) eine mit einem Rückschlagventil (37) ausgerüstete Entlüftungsöffnung ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennteil (1) und der äußere Rahmen (2) miteinander verbunden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennteil (1) und der äußere Rahmen (2) lösbar an dem Deckel (3) angebracht sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennteil (1) lösbar an dem Deckel (3) angebracht ist.

15. Verfahren zum Herstellen eines gemusterten Formkörpers unter Verwendung einer Vorrichtung, die alle Merkmale des Anspruches 1 hat, mit den folgenden Schritten:

Setzen der Form (M), die den Musterraum (4A) darin, die Zufuhröffnung (5A, 5B), die mindestens eine Saugöffnung (18A, 18B) und den Deckel (3) hat, und deren oberes Ende durch den Deckel (3) geschlossen ist, auf eine Bodenfläche (11);

Zuführen von Teilchen von der Zuführöffnung in die Form auf der Bodenfläche in Form einer Schicht, Saugen eines Teiles der oder aller Teilchen der Schicht in die Saugöffnung an einer Stelle, an der die Form plaziert ist, um dadurch einen Hohlraum zu erzeugen, dann Zuführen von verschiedenen Arten von Teilchen von der Zufuhröffnung in den Musterraum und den Hohlraum, und Freigeben der zugeführten Teilchen auf die Bodenfläche, um eine Schicht mit einem vorgeschriebenen Muster zu erzeugen;

Entfernen der Form von der Bodenfläche; und

Bewirken, daß die ein vorgeschriebenes Muster aufweisende Schicht als Rückschicht wirkt oder mit einer Rückschicht zusammenhängend wirkt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in den Musterraum der Form unter Verwendung von Druckluft zugeführt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Saugen entfernten Teilchen gefärbt werden und dann in den Musterraum der Form zugeführt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche die Oberfläche einer luft- oder flüssigkeitsdurchlässigen Matte ist.

19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche die Oberfläche einer flüssigkeitsabsorbierenden Matte ist.