LU101898B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Gegenstandes durch Rotationsguss - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes durch Rotationsguss, bei dem eine aus mehreren Rotationsgussformteilen zusammengesetzte Rotationsgussform rotiert wird, um ein Anlagern von zuvor in den Innenraum der Rotationsgussform eingefülltem Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial an der Innenwandung der Rotationsgussform zu bewirken. Es wird eine Folie bestehend aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial, die über ihre gesamte Fläche eine konstante Dicke DF aufweist, freitragend und gegenüber der Rotationsgussform thermisch unisoliert zwischen zwei Rotationsgussformteilen der Rotationsgussform derart angeordnet, dass der Innenraum durch die Folie in wenigstens einen ersten Teilinnenraum, der einen ersten Innenwandungsanteil der Innenwandung aufweist, und einen zweiten Teilinnenraum, der einen zweiten Innenwandungsanteil der Innenwandung aufweist, aufgeteilt wird.

Description

29.06.2020 002A0021LU 1 lu101898 Beschreibung Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Gegenstandes durch Rotationsguss Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes durch Rotationsguss, bei dem eine aus mehreren Rotationsgussformteilen zusammençgesetzte Rotationsgussform rotiert wird, um ein Anlagern von zuvor in den Innenraum der Rotationsgussform eingefülltem Kunststoff- Pulver oder Kunststoff-Granulat aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial an der Innenwandung der Rotationsgussform zu bewirken. Die Erfindung betrifft außerdem ein Rotationsvorrichtungssystem.
Zum Herstellen von Gegenständen durch Rotationsguss ist es üblich, ein Rohmaterial in eine —Rotationsgussform einzuflllen und die Rotationsgussform anschließend zu rotieren mit dem Ziel, dass sich das Rohmaterial an der Innenwandung der Rotationsgussform anlagert.
Um Rotationsguss-Gegenstände aus Kunststoffen herstellen zu können, ist es erforderlich, eine mit Rohmaterial beschickte Rotationsgussform zu rotieren und dabei auf eine derart hohe Temperatur zu heizen, dass das zumeist pulverférmige oder granulatférmige, insbesondere mikrogranulatférmige, Rohmaterial während des Rotationsprozesses schmilzt und sich an der Innenwandung der Gussform anlagert. Die Rotationsbewegung darf hierbei nicht ausschließlich um eine einzige Rotationsachse erfolgen; vielmehr ist es erforderlich, die Gussform in mindestens zwei Dimensionen zu rotieren. ; Es ist bekannt, den Innenraum einer Rotationsgussform mit einer Trennvorrichtung in zwei Teilinnenräume aufzuteilen, um einstückige
29.06.2020 002A0021LU 2 lu101898 Gegenstände herzustellen, die aus zwei Teilen aus unferschiedlichen Materialien oder unterschiedlichfarbigen Materialien bestehen. Hierzu werden in die Teilinnenräume vor dem Rotationsvorgang unterschiedliche oder unterschiedlichfarbige Rohmaterialien eingefüllt. Allerdings ist das Aufteilen der Rotationsgussform in Teiinnenräume mit einer Trennvorrichtung in der Praxis problematisch, aufwändig und führt oft zu fehlerhaften Endprodukten. Aus US 6,383,437 B1 ist eine Gussform für den Rotationsguss bekannt, die aus zwei Formteilen besteht. In die Gussform ist eine plattenförmige Trennwand eingefügt, die die Gussform in zwei Hälften unterteilt. Zusätzlich sind an der Trennwand Klingen angeordnet, die eine weitere Unterteilung des Innenraums bewirken. In die von der Trennwand separierten Hohlräume wird Formmaterial unterschiedlicher Farben eingefügt, das während der Rotation geschmolzen wird. Nach dem Entfernen der Trennwand muss aufwändiger Weise ein drittes Formmaterial eingefügt und ein weiterer Rotationsvorgang durchgeführt werden, um die beim ersten Rotationsvorgang entstandenen Formteile miteinander zu verbinden, was sehr aufwändig, insbesondere zeitaufwändig, ist.
Aus WO 81/02994 ist bekannt, einen Formhohlraum mit einer | Trennvorrichtung in mehrere Teile aufzuteilen. Die Trennvorrichtung kann eine Platte oder eine Folie sein, in dieser Druckschrift darauf hingewiesen wird, dass die Verwendung einer Platte weniger Probleme verursacht. Bei der Verwendung einer Folie sei es zwingend notwendig, die Folie von der Rotationsgussform gehaltene Folie zusätzlich abzustützen oder vor Hitze zu schützen, beispielsweise mit einer zusätzlichen Schicht aus Aluminiumfolie. Das Einbringen von zusätzlichen Abstützungen und/oder thermischen Isolierungen macht das Verfahren jedoch besonders aufwändig.
Auch in GB 2489591 A wird darauf hingewiesen, dass zwingend ein thermisches Isolationsmaterial verwendet werden muss, um eine Folie, die
29.06.2020 002A0021LU 3 lu101898 den Innenraum der Rotationsgussform unterteilt, zu schützen.
Außerdem wird für die Folie ein Kunststoffmaterial gewählt, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist, als das in die Teilinnenräume eingefüllte Kunststoff- Pulver oder Kunststoff-Granulat, das sich an der Wandung der Rotationsgussform anlagern soll.
Das Einbringen von zusätzlichen | thermischen Isolierungen macht das Verfahren nachteiliger Weise jedoch aufwändig.
Außerdem hat sich gezeigt, dass der Verbindungsabschnitt der in den unterschiedlichen Teilinnenräumen entstandenen Abschnitte des hergestellten Gegenstandes nachteiliger Weise mechanisch oftmals weniger belastbar ist, als die Übrigen Abschnitte des hergestellten Gegenstandes.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfach und effizient ausführbares Verfahren anzugeben, mit dem bei einem einzigen Rotationsgussvorgang einstückige Gegenstände herstellbar sind, die wenigstens zwei zuverlässig fest miteinander verbundene Abschnitte aufweisen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Folie bestehend aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial, die über ihre gesamte Fläche eine konstante Dicke Dr aufweist, freitragend und gegenüber der Rotationsgussform thermisch unisoliert zwischen zwei Rotationsgussformteilen der Rotationsgussform derart angeordnet wird, dass der Innenraum durch die Folie in wenigstens einen ersten Teilinnenraum, der einen ersten Innenwandungsanteil der Innenwandung aufweist, und einen zweiten Teilinnenraum, der einen zweiten Innenwandungsanteil der Innenwandung aufweist, aufgeteilt wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Rotationsvorrichtungssystem zum Ausführen des o.g.
Verfahrens anzugeben.
29.06.2020 002A0021LU 4 lu101898 Diese Aufgabe wird durch ein Rotationsvorrichtungssystem mit wenigstens einer Rotationsvorrichtung und mit wenigstens einer aus mehreren Rotationsgussformteilen zusammengesetzten Rotationsgussform und mit einer Klemmvorrichtung die dazu ausgebildet ist, eine Folie, insbesondere unmittelbar, an einem der Rotationsgussformteile zu befestigen, gelöst.
In erfindungsgemäBer Weise wurde erkannt, dass es möglich ist, einen Gegenstand durch Rotationsguss bei unterteiltem Innenraum der Rotationsgussform herzustellen, bei dem die Verbindung zwischen den in unterschiedlichen Teilinnenräumen entstanden Abschnitten des hergestellten Gegenstandes hinsichtlich Stabilität und Festigkeit genauso belastbar ist, wie in den Abschnitten außerhalb der Verbindung.
Dies wird durch die Verwendung einer Folie zum Aufteilen des Innenraums der Rotationsgussform erreicht, die aus demselben thermoplastischen Kunststoffmaterial besteht, wir das zur Herstellung des Gegenstandes in die Teilinnenräume der Rotationsgussform eingebrachten Kunststoff-Pulvers oder Kunststoff-Granulats und die vorzugsweise eine besondere Dicke aufweist (hierzu unten mehr). Die Verwendung einer solchen Folie ist in | 20 Überraschender und erfindungsgemdaBer Weise unisoliert (also ohne einen thermischen Schutz der Folie) und freitragend (also insbesondere ohne eine zusätzliche mechanische Abstützung der Folie) möglich, was den gesamten Herstellungsprozess eines Formteils gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ganz erheblich vereinfacht und insbesondere beschleunigt.
Insbesondere kann die Folie vorteilhaft vor dem Rotationsvorgang, vorzugsweise mit einer Klemmvorrichtung, derart an der Rotationsgussform befestigt werden, dass sich die Folie beim Start des Rotationsvorganges außer an wenigstens einem der Rotationsgussformteile (und ggf. an der Klemmvorrichtung) an keinem weiteren Teil unmittelbar mechanisch abstützt.
Insoweit wird in dem Innenraum der Rotationsgussform keine
29.06.2020 002A0021LU lu101898 Stütze zum AbstUtzen der Folie angeordnet. Außerdem wird in dem Innenraum der Rotationsgussform keine thermische Isolierung zum Isolieren der Folie angeordnet. Insbesondere kann die Folie ohne eine thermische Isolierung unmittelbar mit dem wärmeleitenden Material (insbesondere 5 Metall oder Metalllegierung) der Rotationsgussform unmittelbar in Kontakt stehen. Auch die Rotationsgussform benötigt keinen thermisch isolierenden Abschnitt für die Folie und weist vorzugsweise auch keinen solchen Abschnitt auf.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn für die Dicke Dr der Folie in Millimeter gilt: Dest 2, wobei D die durchschnittfiche Wanddicke des herzustellenden Gegenstandes in Millimeter und Q die Fläche der Folie innerhalb der Rotationsgussform in Quadratmilimetern und h die Höhe des herzustellenden Gegenstandes in Millimeter und x ein Wert zwischen 5 und 15 ist. Der Wert x kann vorteilhaft insbesondere 10 betragen. Mathematisch betrachtet hat x die Einheit: [Vmm]. Beispielsweise für die Herstellung eines kreiszylinderférmigen Pflanzengefäßes mit einem Durchmesser von 500 mm und einer Höhe von 500 mm und einer durchschnittichen Wanddicke von 2 mm kann erfindungsgemäß und vorteilhaft eine Folie verwendet werden, die eine Dicke von ca. 0,16 mm aufweist, wobei für x der Wert 10 angenommen wurde.
Bei einer solchen Dicke Dr ist gewdhrleitet, dass Uber die Folie eine besonders gute und insbesondere mechanisch hoch belastbare Verbindung der in den Teilinnenräumen entstandenen Teile des hergestellten Gegenstandes entsteht, weil die Folie während des Rotationsprozesses, bei dem die Rotationsgussform beheizt wird, beim Entstehen der Wandung der herzustellenden Gegenstandes mit einschmilzt. Außerdem ist erfindungsgemäß bei einer solchen Dicke Dr
29.06.2020 002A0021LU 6 lu101898 gewdhrleitet, dass die Folie (trotz fehlender thermischer Isolierung und trotz fehlender zusätzlicher Abstützung) während des Rotationsprozesses weder vorzeitig reißt, noch durch ein erwärmungsbedingtes Schrumpfen zu hohe nach innen gerichtete Kräfte auf die beim Rotationsprozess entstehende Wandung der herzustellenden Gegenstandes ausübt.
Die Folie kann vorteilhaft, insbesondere da keine thermische Isolierung verwendet wird, derart befestigt werden, dass sie unmittelbar mit den Rotationsgussformteilen in Kontakt steht. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zwischen der Folie und den Rotationsgussformteilen keine thermische Isolierung angeordnet wird. Bei einer ganz besonders vorteilhaften aus besonders schnell ausführbaren Ausführung wird die Folie mittels wenigstens eines Halteelements, insbesondere mittels einer (vorzugsweise werkzeugfrei bedienbaren) Klemmvorrichtung, an einem der Rotationsgussformteile befestigt, bevor die Rotationsgussform durch Aufsetzen wenigstens eines weiteren Rotationsgussformteils geschlossen wird. Die Folie kann insbesondere derart angeordnet werden, dass sie die Öffnung des Rotationsgussformteils vollständig überspannt.
Vorzugsweise ist das Halteelement, insbesondere als Klemmvorrichtung, derart ausgebildet, dass die Folie werkzeugfrei befestigt werden kann und/oder werkzeugfrei wieder gelöst werden kann.
Die Klemmvorrichtung ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführung dazu ausgebildet, die Folie derart an einem der Rotationsgussformteile, insbesondere ausschließlich an einem einzigen der Rotationsgussformteile, befestigen zu können, dass der Innenraum der Rotationsgussform durch die Folie in wenigstens einen ersten Teilinnenraum, der einen ersten Innenwandungsanteil der Innenwandung aufweist, und einen zweiten Teiinnenraum, der einen zweiten Innenwandungsanteil der Innenwandung aufweist, aufgeteilt wird.
29.06.2020 002A0021LU 7 lu101898 Alternativ oder zusätzlich kann die Klemmvorrichtung dazu ausgebildet sein, die Folie derart an dem Rotationsgussformteil befestigen zu können, dass sie eine Öffnung des Rotationsgussformteils, insbesondere vollständig, abdeckt.
Hinsichtlich des thermoplastischen Kunststoffmaterials gibt es keine grundsätzlichen Beschränkungen. Insbesondere hat es sich gezeigt, dass die oben angegebene Formel für die Dicke Dr der Folie für sämtliche thermoplastischen Kunststoffmaterialien, die Üblicherweise im Rotationsguss, insbesondere im Kugelrotationsguss, verwendet werden, insbesondere für die Standardthermoplate PE-LD, PE-HD, PE-LLD, PP, anwendbar ist. Auch die Verwendung von POM, PA 6, PET, PBT, PPA, TPE, SPS, PEK oder PPS ist möglich, wobei die oben angegebene Formel für die Dicke Dr der Folie vorteilhaft anwendbar ist. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn das thermoplastische Kunststoffmaterial Polyethylen, insbesondere LD-PE, ist. Bei einer besonderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den ersten Teilinnenraum ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefüllt wird und in zweiten Teilinnenraum ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefüllt, wobei das in den ersten Teilinnenraum eingefüllte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat eine andere Farbe aufweist, als das in den zweiten Teilinnenraum eingefüllte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat. Auf diese Weise ist es möglich, einstückige Gegenstände herzustellen, die Abschnitte | unterschiedlicher Farbe aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist es beispielsweise auch möglich, dass in den | ersten Teilinnenraum ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefüllt wird und dass in den | zweiten Teilinnenraum ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat aus
29.06.2020 002A0021LU 8 lu101898 dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefUllt wird, wobei dem in den ersten Teilinnenraum eingefüllte Kunststoff-Puiver oder Kunststoff- Granulat andere Partikel, insbesondere andersfarbige Farbpartikel, beigemischt sind, als dem in den zweiten Teilinnenraum eingefUlite Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat.
Auch auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, einstückige Gegenstände herzustellen, die Abschnitte unterschiedlicher Farbe aufweisen.
Um einen Gegenstand herzustellen, der weitgehend überall dieselbe Wanddicke aufweist, sollte der Quotient aus dem Volumen des in den ersten Teilinnenraum eingefüllten Kunststoff-Pulvers oder Kunststoff- Granulats und der Fläche des ersten Innenwandungsanteil genauso groß sein, wie der Quotient aus dem Volumen des in den zweiten Teilinnenraum eingefüllten Kunststoff-Pulvers oder Kunststoff-Granulats und der Fläche des zweiten Innenwandungsanteils.
Es ist vorteilhaft jedoch auch möglich, die Volumina derart zu wählen, dass der Quotient aus dem Volumen des in den ersten Teilinnenraum eingefüllten Kunststoff-Pulvers oder Kunststoff-Granulats und der Fläche des ersten Innenwandungsanteil verschieden ist von dem Quotienten aus dem Volumen des in den zweiten Teilinnenraum eingefüllten Kunststoff- Pulvers oder Kunststoff-Granulats und der Fläche des zweiten Innenwandungsanteils.
Auf diese Weise sind Gegenstände mit unterschiedlichen Wanddicken herstellbar.
Beispielsweise kann ein Pflanzengefäß hergestellt werden, das in der unteren Hälfte, die bei einer Benutzung naturgemäß mechanisch stärker belastet wird, eine größere Wanddicke aufweist, als in der oberen Hälfte, die bei einer Benutzung naturgemäß mechanisch weniger stark belastet wird.
Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise Rohmaterial und (hinsichtlich des hergestellten Gegenstandes) Gewicht eingespart werden.
Bei einer besonders schnell und effizient durchführbaren Ausführung des
29.06.2020 002A0021LU 9 lu101898 erfindungsgemäBen Verfahrens wird in ein erstes der Rotationsgussformteile, das den ersten Teilinnenraum wenigsten teilweise umgibt, ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefüllt. Hierfür wird das erste Rotationsgussformteil vorzugsweise derart ausgerichtet, dass die Offnung nach oben gerichtet ist. Nach dem Einfüllen des Kunststoff-Pulvers oder des Kunststoff-Granulats wird die Öffnung des ersten Rotationsgussformteils mit der Folie abgedeckt. Dies kann vorteilhaft dadurch geschehen, dass die Folie mittels wenigstens eines Halteelements (das vorzugsweise werkzeugfrei bedienbar ist), insbesondere einer Klemmvorrichtung, an | dem ersten Rotationsgussformteil befestigt wird. Danach wird das für den zweiten Teilinnenraum bestimmte Kunststoff- Pulver oder Kunststoff-Granulat aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial auf die Folie aufgelegt und das zweite Rotationsgussformteil zum Bilden der Rotationsgussform auf das erste Rotationsgussformteil aufgesetzt, Anschließend kann der Rotationsvorgang beginnen, bei dem die Rotationsgussform rotiert und gleichzeitig beheizt wird.
Die Folie wird, wie bereits erwähnt, vorzugsweise mittels wenigstens eines Halteelements, insbesondere mittels einer Klemmvorrichtung, an dem ersten Rotationsgussformteil befestigt, bevor das für den zweiten Teilinnenraum bestimmte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial auf die Folie aufgelegt wird. Die Klemmvorrichtung kann insbesondere wenigstens eine Feder oder Federklammer aufweisen. Auf diese Weise kann die Folie vor dem | Rotationsvorgang schnell und zuverlässig an dem ersten Rotationsgussformteil (und vorzugsweise ausschlieBlich an dem ersten Rotationsgussformteil) befestigt und nach dem Rotationsvorgang schnell und zuverlässig wieder von dem ersten Rotationsgussformteil gelöst werden. Das Befestigen der Folie lediglich an einem einzigen der
29.06.2020 002A0021LU 10 lu101898 Rotationsgussformteile hat den Vorteil, dass Zeit eingespart werden kann und eine größere Anzahl von Gegenständen pro Zeiteinheit hergestellt werden kann.
Es ist natürlich auch möglich, die Folie auf andere Weise zu befestigen, allerdings ist die oben beschriebene Methode besonders schnell und zuverlässig ausführbar.
Das Anlagern von Kunststoff an den ersten Innenwandungsanteil und das Anlagern von Kunststoff an den zweiten Innenwandungsanteil erfolgt gleichzeitig während desselben Rotationsvorganges, bei dem die Rotationsgussform rotiert und auf eine Temperatur Uber der Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffmaterials erhitzt wird. Die Folie schmilzt hierbei in die Wandung des herzustellenden Gegenstandes ein und ist auf Grund ihrer geringen Dicke am fertigen Endprodukt optisch nicht mit bloßem Auge wahrnehmbar; dies auch dann nicht, wenn die Folie eine andere Farbe aufweist, als die verwendeten Kunststoff-Pulver bzw. Kunststoff-Granulate.
Allerdings bietet die Verwendung einer Folie, die eine andere Farbe aufweist, als die verwendeten Kunststoff-Pulver bzw. Kunststoff-Granulate, den besonderen Vorteil, die hergestellten Produkte mit einer für den Endverbraucher unsichtbaren Information zu versehen, die später | beispielsweise durch eine mikroskopische und/oder chemische Untersuchung ausgelesen werden kann. Beispielsweise kann der Farbe der verwendeten Folie einem Produktionsjahr zugeordnet sein, so dass über eine spätere mikroskopische und/oder chemische Untersuchung | nachträglich das Hersteljahr eines Gegenstandes festgestellt werden kann. Der Farbe der Folie kann beispielsweise auch ein bestimmter Hersteller zugeordnet sein. Ob das jeweilige Produkt für die mikroskopische und/oder chemische Untersuchung zerstört werden muss, hängt von der Form und dem verwendeten thermoplastischen Kunststoffmaterial ab.
29.06.2020 002A0021LU 11 lu101898 Die Rotationsvorrichtung des Rotationsvorrichtungssystems weist bei einer ganz besonders flexibel einsetzbaren Ausführung eine Kugel, in der die Rotationsgussform angeordnet ist oder anordenbar ist, und eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben einer Rotationsbewegung der Kugel auf. Insbesondere kann die Kugel Öffnungen aufweisen, durch die während eines Rotationsvorganges Heißluft zum Beheizen und Kaltluft zum anschließenden Abkühlen auf die Rotationsgussform geblasen werden kann.
Besonders vorteilhaft und insbesondere mechanisch stabil ist ein Gegenstand, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Der Gegenstand kann insbesondere ein Pflanzengefäß oder ein Lampenschirm oder ein Flüssigkeitstank sein. Jedoch gibt es keine grundsätzlichen Beschränkungen hinsichtich der herstellbaren Gegenstände. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft und schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zumeist mit denselben ) Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäBen Rotationsvorrichtungssystems während der Ausführung eines ersten Schritts eines AusfUhrungsbeispiels des erfindungsgemäBen Verfahrens, Fig.2 das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäBben Rotationsvorrichtungssystems während der Ausführung eines zweiten Schritts des Verfahrens,
29.06.2020 002A0021LU 12 lu101898 Fig. 3 das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäBen Rotationsvorrichtungssystems während der Ausführung eines dritten Schritts des Verfahrens, und Fig.4 das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäBben Rotationsvorrichtungssystems bei einem Rotationsvorgang. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäBen Rotationsvorrichtungssystems. Das Rotationsvorrichtungssystem beinhaltet eine Rotationsvorrichtung 1 und eine aus einem ersten Rotationsgussformteil 2 und einem zweiten Rotationsgussformteil 3 zusammengesetzbare Rotationsgussform 4. Die Rotationsgussform 4 ist in dem gezeigten Beispiel zur Herstellung eines PflanzengefäBes ausgebildet. Es gibt hinsichtlich der Art des herzustellenden Gegenstandes jedoch keine grundsätzlichen Beschränkungen.
Am oberen Umfangsrand des ersten Rotationsgussformteils 2 ist eine Klemmvorrichtung 5 angeordnet, die mehrere Klemmelemente aufweist und die dazu ausgebildet ist, eine (in dieser Figur nicht dargestellte) Folie 12 unmittelbar an dem ersten Rotationsgussformteil 2 zu befestigen.
Das Rotationsvorrichtungssystem weist außerdem eine Kugel 6 auf. Die Kugel 6 besteht aus einer ersten Halbkugel 7 und einer zweiten Halbkugel 8, die wieder lösbar miteinander verbunden werden können. Das erste Rotationsgussformteil 2 ist mittels erster Federn 9 in der ersten Halbkugel 7 befestigt, während das zweite Rotationsgussformteil 3 mittels zweiter Federn 10 in der zweiten Halbkugel 8 befestigt ist. Wie Figur 1 zeigt, kann die zweite Halbkugel 8 samt dem zweiten Rotationsgussformteil 3 von der ersten Halbkugel 7 und dem ersten Rotationsgussformteil 2 abgehoben werden.
29.06.2020 002A0021LU 13 lu101898 In das erste Rotationsgussformteil 2 wird Kunststoff-Pulver oder Kunststoff- Granulat 11 aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefüllt.
AnschlieBend wird in einem zweiten Schritt eine Folie 12 bestehend aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial, die Über ihre gesamte Fläche eine konstante Dicke Dr aufweist, freitragend und gegenüber der Rotationsgussform thermisch unisoliert derart mittels der Klemmvorrichtung 5 an dem ersten Rotationsgussformteil 2 befestigt, dass sie die Öffnung des ersten Rotationsgussformteils 2 vollständig Überspannt, was in Figur 2 dargestellt ist.
Das erste Rotationsgussformteil 2 und die Folie 12 umgeben dann einen ersten Teilinnenraum 19 der Rotationsgussform 4. Danach wird in einem dritten Schritt das für den zweiten Teilinnenraum 21, der im Ergebnis durch das zweite Rotationsgussformteil 3 und die Folie umgrenzt ist, bestimmte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat 13 aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial auf die Folie 12 aufgelegt (was in Figur 3 gezeigt ist) und das zweite Rotationsgussformteil 3 zum Bilden der Rotationsgussform 4 auf das erste Rotationsgussformteil 2 aufgesetzt und die Kugel 4 geschlossen.
AnschlieBend kann der Rotationsvorgang beginnen, was in Figur 4 dargestellt ist.
Bei dem Rotationsvorgang wird die — Rotationsgussform rotiert und gleichzeitig beheizt.
Das in den ersten Teilinnenraum 19 eingefüllte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat 11 kann eine andere Farbe aufweisen, als das in den zweiten Teilinnenraum 21 eingefüllte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff- Granulat 13. Auf diese Weise ist es möglich, einen einstückigen Gegenstand herzustellen, der Abschnitte unterschiedlicher Farbe aufweist.
Alternativ kann dem in den ersten Teilinnenraum 19 eingefüllten Kunststoff- Pulver oder Kunststoff-Granulat 11 andere Partikel, insbesondere andersfarbige Farbpartikel, beigemischt sein, als dem in den zweiten Teilinnenraum 21 eingefüllte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat 13. Auch auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, einen einstückigen Gegenstand herzustellen, der Abschnitte unterschiedlicher Farbe aufweist.
29.06.2020 002A0021LU 14 lu101898 Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, die Mengen an Kunststoff- Pulver oder Kunststoff-Granulat 11, 13 so zu wählen, dass in den Teilinnenräumen Abschnitte des Gegenstandes entstehen, die sich hinsichtlich ihrer Wanddicken unterscheiden.
Die Rotationsvorrichtung 1 weist eine Aufnahme für die Kugel 6 auf, in der die Rotationsgussform 4 angeordnet ist. Die Kugel 6 wird mittels einer Antriebsvorrichtung 14 zur Rotation angetrieben. Die Antriebsvorrichtung 14 beinhaltet einen Antriebsmotor 15, der ein Antriebsrad 16 um eine horizontale Achse zur Rotation antreibt. Das Antriebsrad 16 steht in Reibungskontakt mit der Außenseite der Kugel 6 und treibt diese zur Rotation an. Die gesamte Antriebsvorrichtung 14 kann mit einer weiteren Antriebsvorrichtung 17 um eine vertikale Achse gedreht werden, um die Ausrichtung der Rotationsachse, um die die Kugel 6 rotiert, insbesondere fortlaufend, ändern zu können. Die Kugel 6 wird mittels seitlich angeordneter Rollkugeln 18 während ihrer Rotation in Position gehalten. Der Innenraum der Rotationsgussform 4 wird durch die freitragend und thermisch, insbesondere gegenüber der Rotationsgussform 4, unisoliert angeordnete Folie 12 in den ersten Teilinnenraum 19, der einen ersten Innenwandungsanteil 20 der Innenwandung der Rotationsgussform 4 aufweist, und den zweiten Teilinnenraum 21, der einen zweiten Innenwandungsanteil 22 der Innenwandung der Rotationsgussform 4 aufweist, aufgeteilt.
Bei dem Rotationsvorgang schmelzen die zuvor in den Innenraum der Rotationsgussform eingefülltem Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulate 11, 13 aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial bei dem Kontakt mit der Innenwandung der beheizten Rotationsgussform und es kommt zu einem Anlagern an dem ersten Innenwandungsanteil 20 und an dem zweiten Innenwandungsanteil 22. Die Folie 12 schmilzt hierbei in die entstehende Wandung des herzustellenden Gegenstandes ein.
29.06.2020 002A0021LU 15 lu101898 Nach dem Rotationsvorgang werden die zweite Halbkugel 8 sowie das zweite Rotationsgussformteil 3 wieder von der ersten Halbkugel 7 sowie dem ersten Rotationsgussformteil 2 getrennt, so dass der (nicht dargestellte) hergestellte, einstückige Gegenstand entnommen werden kann.
Aus der Wandung des Gegenstandes herausragende Reste der Folie können einfach abgetrennt werden.
29.06.2020 002A0021LU 16 lu101898 Bezugszeichenliste: 1 Rotationsvorrichtung 2 Erstes Rotationsgussformteil 3 Zweites Rotationsgussformteil 4 Rotationsgussform 5 Klemmvorrichtung 6 Kugel 7 Erste Halbkugel 8 Zweite Halbkugel 9 erste Federn 10 zweite Federn 11 Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat 12 Folie 13 Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat 14 Antriebsvorrichtung 15 Antriebsmotor | 16 Antriebsrad 17 weitere Antriebsvorrichtung | 20 18 Rolkugeln 19 Erster Teilinnenraum Erster Innenwandungsanteil 21 Zweiter Teilinnenraum 22 Zweiter Innenwandungsanteil fo Hv

Claims (19)

29.06.2020 | 002A0021LU 17 lu101898 Patentanspriche
1. Verfahren zum Herstellen eines Gegenstandes durch Rotationsguss, bei dem eine aus mehreren Rotationsgussformteilen (2, 3) zusammengesetzte Rotationsgussform (4) rotiert wird, um ein Anlagern von zuvor in den Innenraum der Rotationsgussform (4) eingefülltem Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat (11, 13) aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial an der Innenwandung der Rotationsgussform (4) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folie (12) bestehend aus dem thermoplastischen | Kunststoffmaterial, die Uber ihre gesamte Fläche eine konstante Dicke Dr aufweist, freifragend und gegenüber der Rotationsgussform (4) thermisch unisoliert zwischen zwei Rotationsgussformteilen (2, 3) der Rotationsgussform (4) derart angeordnet wird, dass der Innenraum durch die Folie (12) in wenigstens einen ersten Teilinnenraum (19), der einen ersten Innenwandungsanteil (20) der Innenwandung aufweist, und einen zweiten Teilinnenraum (21), der einen zweiten Innenwandungsanteil (22) der Innenwandung aufweist, aufgeteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Dicke Dr der Folie (12) in Millimeter gilt: Dr=} 2, wobei D die durchschnitfiche Wanddicke des herzustellenden Gegenstandes in Millimeter und Q die Fläche der Folie (12) innerhalb der Rotationsgussform (4) in Quadratmilimetern und h die Höhe des herzustellenden Gegenstandes in Millimeter und x ein Wert zwischen 5 und 15 ist.
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29.06.2020 002A0021LU 18 lu101898
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (12) derart befestigt wird, dass sie unmittelbar mit den Rotationsgussformteilen (2, 3) in Kontakt steht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Folie (12) und den Rotationsgussformteilen (2, 3) keine thermische Isolierung angeordnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Kunststoffmaterial Polyethylen, insbesondere LD-PE, ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den ersten Teilinnenraum (19) ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat (11) aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefüllt wird und dass in den zweiten Teilinnenraum (21) ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff- Granulat (13) aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefüllt wird, wobei das in den ersten Teilinnenraum (19) eingefüllte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat (11) eine andere Farbe aufweist, als das in den zweiten Teilinnenraum (21) eingefüllte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat (13).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch | gekennzeichnet, dass in den ersten Teilinnenraum (19) ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat (11) aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefüllt wird und dass in den zweiten Teilinnenraum (21) ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff- Granulat (13) aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefülit wird, wobei dem in den ersten Teilinnenraum (19) eingefüllte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff-Granulat (11) andere Partikel, insbesondere andersfarbige Farbpartikel, beigemischt sind,
29.06.2020 002A0021LU 19 lu101898 als dem in den zweiten Teilinnenraum (21) eingefüllte Kunststoff- Pulver oder Kunststoff-Granulat (13).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient aus dem Volumen des in den ersten Teilinnenraum (19) eingefüllten Kunststoff-Pulvers oder Kunststoff-Granulats (11) und der Fläche des ersten Innenwandungsanteils (20) verschieden ist von dem Quotienten aus dem Volumen des in den zweiten Teilinnenraum (21) eingefüllten Kunststoff-Pulvers oder Kunststoff-Granulats (13) und der Fläche des zweiten Innenwandungsanteils (22).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in ein erstes Rotationsgussformteil (2) der Rotationsgussformteile (2, 3), das den ersten Teilinnenraum (19) wenigsten teilweise umgibt, ein Kunststoff-Pulver oder Kunststoff- Granulat (11) aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial eingefült wird, und dass eine Öffnung des ersten Rotationsgussformteils (2) anschließend mit der Folie (12) abgedeckt wird und dass anschlieBend das für den zweiten Teiinnenraum (21) bestimmte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff- Granulat (13) aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial auf die Folie (12) aufgelegt wird und dass anschließend das zweite Rotationsgussformteil (3) zum Bilden der Rotationsgussform (4) auf das erste Rotationsgussformteil (2) aufgesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (12) mittels wenigstens eines Halteelements, insbesondere mittels einer Klemmvorrichtung (5), an dem ersten Rotationsgussformteil (2) befestigt wird, bevor das für den zweiten Teilinnenraum (21) bestimmte Kunststoff-Pulver oder Kunststoff- Granulat (13) aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial auf die Folie (12) aufgelegt wird.
ZOO
29.06.2020 002A0021LU 20 lu101898
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgussform (4) bei einem Rotationsvorgang auf eine Temperatur Über der Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffmaterials erhitzt wird.
| 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgussform (4) in einer rotierbar gelagerten Kugel (6) angeordnet wird, die während des Rotationsvorganges rotiert wird.
13. Gegenstand hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
14. Gegenstand nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand ein Pflanzengefäß oder ein Lampenschirm ist oder ein Flüssigkeitstank ist.
15. Rotationsvorrichtungssystem mit wenigstens einer Rotationsvorrichtung (1) und mit wenigstens einer aus mehreren Rotationsgussformteilen (2, 3) zusammengesetzten Rotationsgussform (4) und mit einer Klemmvorrichtung (5) die dazu ausgebildet ist, eine Folie (12), insbesondere unmittelbar, an einem der Rotationsgussformteile (2, 3), insbesondere ausschließlich an einem einzigen der Rotationsgussformteile (2, 3), zu befestigen.
16. Rotationsvorrichtungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (5) werkzeugfrei bedienbar ist.
17. Rotationsvorrichtungssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Folie (12) derart an dem Rotationsgussformteil (2, 3} zu befestigen, dass sie eine Öffnung des Rotationsgussformteils (2, 3) abdeckt.
29.06.2020 002A0021LU 21 lu101898
18. Rotationsvorrichtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Folie (12) derart an dem Rotationsgussformteil (2, 3) zu befestigen, dass der Innenraum der Rotationsgussform (4) durch die Folie (12) in wenigstens einen ersten Teilinnenraum (19), der einen ersten Innenwandungsanteil (20) der Innenwandung aufweist, und einen zweiten Teilinnenraum (21), der einen zweiten Innenwandungsanteil (22) der Innenwandung aufweist, aufgeteilt wird.
19. Rotationsvorrichtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsvorrichtung (1) eine Kugel (6), in der die Rotationsgussform (4) angeordnet ist oder anordenbar ist, und wenigstens eine Antriebsvorrichtung (14) zum Antreiben einer Rotationsbewegung der Kugel (6) aufweist.
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