DE2258916A1

DE2258916A1 - Verfahren zur herstellung von gussstuecken oder anderen formstuecken mittels vakuumsaugens flexibler, koerniges material enthaltender behaelter

Info

Publication number: DE2258916A1
Application number: DE19722258916
Authority: DE
Inventors: Lars Haegglund
Original assignee: Landstingens Inkopscentral LIC
Current assignee: Landstingens Inkopscentral LIC
Priority date: 1971-12-01
Filing date: 1972-12-01
Publication date: 1973-06-14
Also published as: NO139670B; SE364212B; FR2162020A1; CA1013912A; FR2162020B1; GB1416453A; NO139670C; IT971374B

Description

80-19.846P - 1. 12. 1972

Landstingens Inköpscentral, Solna (Schweden)

Verfahren zur Herstellung von Gußstücken

oder anderen Formstiicken mittels Vakuumsaugens

flexibler, körniges Material enthaltender Behälter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Formstückes mit einer gegebenen Kontur, die einer äußeren und/oder inneren Kontur eines Modells entspricht. Dabei kann das Formstück entweder ein Endprodukt oder ein Zwischenprodukt, wie z. B. ,ein Gußstück sein, das zur anschließenden Herstellung eines Endprodukts, wie z, B. des in das Gußstück gegossenen Produkts, dienen soll.

Das Modell seinerseits kann z. B. der Gegenstand (Muster) sein, der zur Herstellung einer Form zu verwenden ist, in der oder um die ein Gegenstand durch Gießen herzustellen ist, doch kann das Modell auch ein Teil sein, von dem man einen guten Abdruck, d. h. ein Negativ zu erhalten wünscht, das seinerseits zur Herstellung seines Positivs mit der gleichen Form wie der des genannten Teils zu verwenden ist.

8O-(i54oV7i)-Tp-r.(8)

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Ein Typ des Formstücks, zu dessen Herstellung sich die Erfindung besonders eignen soll, umfaßt verschiedene orthopädische Erzeugnisse, wie z. B. Formen zur Herstellung von Unterknie- und Uberknieprothesen, Formen zur Herstellung von Korsetts, Leisten für orthopädische Schuhe, Fußhülsen usw.

Die Hauptaufgabe der.Erfindung besteht im Erhalten eines neuen Verfahrenstyps, mittels dessen ein Formstück, wie z. B. verschiedene Typen von Gußstücken, mit großer Genauigkeit und geringeren Kosten als bisher erzeugt werden kann. Soweit orthopädische Erzeugnisse betroffen sind, soll insbesondere ein Verfahren angegeben werden, das merklich einfacher als die bisher angewendeten Verfahren ist, wonach die angestrebten Enderzeugnisse nur mit sehr großen Schwierigkeiten erzeugt werden konnten und oft nur schlecht paßten. Das Verfahren soll auch eine merklich schnellere Herstellung des Formstücke als bisher möglich zulassen.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur Herstellung von Gußstücken oder anderen Formstücken mit bestimmten Umrissen, wobei das Formoder Gußstück ein End- oder Zwischenprodukt zur anschließenden Fertigung eines Endprodukts bildet und die Umrisse einem äußeren und/oder inneren Umriß eines Modells entsprechen, mit dem Kennzeichen, daß die folgenden Verfahrensschritte einmal zur direkten Herstellung eines Endprodukts oder mehrere Male zur Erzeugung eines Endprodukts über ein oder mehrere Zwischenprodukte durchgeführt werden:

a) Eine gasdichte, evakuierbare Form, die erforderlichenfalls aus einer Anzahl von Formteilen zusammengesetzt ist, die sich gegenseitig befestigen lassen, und deren Wand

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wenigstens einen flexiblen Bereich enthält, wird in eine bestimmte Relativstellung zum Umriß des Modells gebracht, in der der flexible Bereich, ohne zu brechen oder zu knikken, deformiert werden kann, bis er zum Umriß des Modells paßt;

b) ein körniges Material, z. B. Sand, große Mengen von Kunststoffkügelchen od. dgl., wird in die Form bzw. Formteile eingefüllt, so daß der flexible Wandbereich durch den Druck dieses Materials verformt wird, bis er sich dem Umriß des Modells anschmiegt;

c) das Innere der Form bzw. Formteile wird einem mehr ode,r weniger erheblichen Unterdruck, d. h. einem Vakuum ausgesetzt, so daß das ,körnige Material ein versteiftes Formstück bildet, wodurch der flexible Wandbereich eine' bleibende Kontur entsprechend dem Umriß des Modells annimmt ;

d) das Modell wird anschließend entfernt, während Unterdruck in der Form bzw. den Formteilen aufrechterhalten wird; und

e) danach wird ein Endprodukt bzw. Zwischenprodukt entsprechend der Kontur des flexiblen Bereichs der Wand, durch Gießen oder durch Ansetzen einer Form gebildet, die sich gemäß den Schritten a) bis d) versteifen läßt.

Wenn das Verfahren angewendet wird, um als Ergebnis zunächst ein Formstück in der Form eines Zwischenprodukts zu liefern, bildet dieses Zwischenprodukt so im nächsten Ver'fahrenszyklus das Modell für das nächste Zwischenprodukt, das auch bereits das Endprodukt sein kann.

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Das erfindungsgemäße Verfahren findet viele Anwendungen. Zum Beispiel läßt es sich anwenden, um Kerne beim Metallgießen zu erübrigen, zur Herstellung von Gußstücken ohne Schlupf, zum Ersatz des Wachses beim "verlorenen Wachs"· Gießverfahren, zur Erzeugung von Formen, die für Kunststoffgüsse von verstärkten, homogenen und Schäumstoffgegenständen dienen sollen, zur Herstellung von Befestigungemitteln usw.

Eine Anzahl von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich als besonders geeignet zur Herstellung von Zwischenprodukten und Endprodukten für eine Unterknieprothese erwiesen, ergeben sich aus den weiterbildenden Merkmalen der Unteransprüche und werden in der Beschreibung anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausfuhrungsbeispiele neben Anwendungsfällen des Verfahrens bei der Herstellung von Überknieprothesen und Korsetts näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 bis,8 verschiedene Herstellungsphasen bei der Fertigung von Zwischenprodukten, die bei der Herstellung des Endprodukts, d. h. der Unterknieprothese verwendet werden, und zwar:

Fig. 1 in Perspektive eine Anordnung zur Erzeugung eines Abdruckes eines Amputationsstumpfes, d. h. eines Stumpfnegatives;

Fig. 2 in Perspektive eine Anordnung zur Erzeugung eines Sandpositives eines Stumpfes;

Fig. 3 das Modellieren des Sandpositives;

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Fig. k im Längsschnitt eine Anordnung zur Befestigung einer Gießprothesenhülse gegenüber dem Sandpositiv zum Gießen der weichen Innenschicht;

Fig. 5 im Vertikalschnitt eine Anordnung zur Her stellung einer Sandschichtschale;

Fig. 6 das Gießen der Innenschicht im Schnitt entsprechend Fig. k; .

Fig. 7 zum Teil im Schnitt eine Anordnung zur gegenseitigen Relativbefestigung der Fußprothese und der Kunststoffhülse; und

Fig. 8 zum Teil im Schnitt eine Anordnung zum Gießen der Form, um die herum die schalenförmige Beinprothese zuletzt gegossen wird.

¥eiter zeigen: . ^v ~ '

Fig. 9 im Vertikalschnitt eine Anordnung zur Erzeugung eines Stumpfnegatives für Uberknieprothesen;

Fig. 10 im Vertikalschnitt eine Formanordnung zur Fertigung von Korsetts;

Fig. 11 im Vertikalschnitt das Erzeugen eines Positivformstücks aus dejn Stumpfnegativ nach Fig., 9»

Fig. 12 im Vertikalschnitt den oberen Teil der Gummifolie, die bei der Anordnung nach Fig. 11 verwendet wird; und

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Fig. 13 im Vertikalschnitt ein durch Zusammenfügen zweier anderer Formstücke gebildetes Formstück.

Zum besseren Verständnis der Herstellung von Unterknieprothesen ist es nützlich, eine kurze Zusammenfassung der bisher üblichen Verfahren zu geben.

Bei der herkömmlichen Fertigung einer Unterknieprothese macht man zunächst einen Gipsverband um den Amputationsstumpf des Patienten und gießt darin ein Gipspositiv. Außerhalb des modellierten Gipspositives gießt man dann eine harte Stumpfhülse (die jedoch eine weiche Innenschicht hat), die über eine Justiervorrichtung usw. mit einer Fußprothese verbunden wird. Die Justiervorrichtung wird nach sorgfältigem Probieren durch ein steifes, auf Unterknie form gebrachtes Schaumkunststofformstück ersetzt, außerhalb dessen eine äußere Hülse aus verstärktem Kunststoff gegossen wird.

Die Fig. 1 - 8 zeigen dagegen ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Unterknieprothesen gemäß der Erfindung.

Der Patient senkt seinen Stumpf 1 zwischen die flexiblen Wandbereiche 2 zweier einander zugewandten Formteile 3» die zusammen die Form biLden. Die festen Tnile h der Formteilwände können geeignet aus Plexiglas bestehen, und die flexiblen Bereiche können Gummimembranen sei in. Die Formteile sind weiter mit VerriegeLungsvorrichtungen 5 versehen, mitteLs deren sie sich fest vereinigen lasten. Sand 7 wird dann von oben in jeden Form toil durch die Rohre 6 eInge lassen. Aufgrund des Drucks des Sandes werden die flexiblen Wandbereiche (Gummimembranen) gegen den Stumpf gedrückt.

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Damit sich die Gummimembranen sehr genau dem Stumpf anpassen, kann es in bestimmten Fällen erwünscht sein, zwischen dem Stumpf und der Membran einen Unterdruck zu erzeugen. Wenn die Gummimembranen und der Sand zufriedenstellend dem Stumpf angepaßt sind, werden beide Formteile evakuiert (wobei es zweckmäßig ist, dies durch die Einfüllrohre 6 vorzunehmen) , so daß in den Formteilen ein mehr oder weniger erheblicher Unterdruck auftritt. Im folgenden soll dieses ^v Evakuieren allgemein als Vakuum bezeichnet werden. Aufgrund des Vakuums kommt der Sand in den Formteileri zum .Bilden von versteiften Formstücken. Wenn sich der Sand versteift hat, werden die beiden Formteile durch Öffnen der Verriegelungsvorrichtungen 5 getrennt. Der Stumpf wird dann herausgezogen, und die beiden Formteile werden nachher miteinander durch die Verriegelungsvorrichtungen erneut verriegelt. In den Raum (entsprechend dem Stumpf) in der Form wird dann (s. Fig. 2) eine zweite, evakuierbare, flexible Form 8 eingeführt, die aus einem Gummisack 10 mit einem Versteifungsrohr 9 "besteht, das zweckmäßig sowohl als Sandeinführrohr als auch als Evakuierrohr dient. Der Gummisack wird dann mit Sand gefüllt und durch Vakuum versteift. Die beiden Formteile 3 werden nun entfernt, wonach das so erhaltene Positiv, wenn erwünscht, modelliert werden kann, wobei das Vakuum zeitweilig verringert wird. Ein solches Modellieren ist in Fig. 3 veranschaulicht, die ein Sandpositiv zeigt, dessen ursprünglicher Umriß 11 modelliert wurde, um den Umriß 12 zu bilden.

Eine innere Hülse kann dann in etwa konventioneller Weise gegossen werden, wobei Leder, eine-Gummiabdeckung und verstärkter Kunststoff verwendet werden, hierzu jedoch zu erwähnen ist, daß das Leder, das·üblicherweise am Gipspösi-

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tiv mit Nägeln befestigt wird, statt dessen unter Verwendung eines Ringbefestigungselementes außerhalb des Sandsacks befestigt wird. Wenn das Gießen der inneren Hülse fertig ist, wird diese einfach aus der Form (dem Guraraisack) entfernt, nachdem letztere ventiliert ist.

Die innere Hülse und ihre weiche Innenschicht können indessen auch entsprechend der vorliegenden Erfindung erzeugt werden.

In diesem Fall wird über das mit Leder Ik versehene modellierte Sandpositiv 13 (s. Fig. k) bei verringertem Vakuum eine Sandschichtschale 15 gezogen, wonach die Schale entsprechend dem Positiv geformt wird. Die Sandschichtschale, deren Dicke die Dicke ist, die die weiche Innenschicht für die Stumpfhülse haben soll, wird (s. linke Seite in Fig. 5) durch Einfüllen von Sand 16 zwischen zwei Gummistrumpfe 17» 18 eingeführt, die zwischen einer inneren Form 19 und einer äußeren Form 20 angeordnet sind, wonach die Gummistrümpfe längs ihrer freien Kanten (luftdicht) untereinander verbunden werden, wie der rechte Teil der Fig. 5 zeigt. Venn der verstärkte Kunststoff 21 in Fig. k, der in üblicher Weise um die Sandschichtschale herum gegossen wird, ausgehärtet und rings um den Evakuierrohrteil entfernt ist, wird die so erzeugte Kunststoffschale 21 relativ zum Vakuumrohr 22 des Sandpositivs festgelegt, wobei zwei evakuierbare Gummirohre 23 verwendet werden, die Sand· 24 enthalten und mittels eines Doppeltklebebandes 25 einerseits am äußeren Teil der Schale befestigt und andererseits durch die Clips 26 festgeklemmt werden, die in Schwenkpunkten 27» 28 angelenkt sind, die am Vakuumrohr 22 befestigt sind. Nachdem die Rohre 23 durch

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die Anschlüsse 29 Vakuum gebracht sind, wird der Sand aus der Sandschichtschale entfernt, die ganze Einheit wird umgekippt (s. Fig. 6), und nichtsteifes Schaum-, Silikongummioder¹ entsprechendes Material 30 wird in den Raum zwischen dem Sandpositiv und der Kunststoffhülse eingefüllt, wodurch die weiche Innenschicht für die Prothesenhülse gebildet wird.

Um die Unterknieprothese fertigzustellen, wird die vollständige innere Hülse 31 (s. Fig. 7) über eine Schwenkvorrichtung 32 mit einem Vorsprung 33 an einen Prothesenfuß oder Attrappenteil 34 angepaßt, der ein Loch 35 zum Einführen oder Entfernen von Sand aufweist. Nach dem Überprüfen und dem Justieren des Fußes in seine richtige Stellung relativ zur Hülse (unter Verwendung der Schwenkvorrichtung) werden die Fußprothese und die Hülse in einer Befestigungsvorrichtung 36 befestigt, die gedreht oder geschwenkt werden kann. Das Befestigen der Hülse 31 relativ zur Befestigungsvorrichtung 36 läßt sich zweckmäßig über einen sandgefüllten Gummisack 37 vornehmen, der in die (innen mit Doppeltklebeband 38 versehene) Hülse 31 eingeführt und dann über ein Vakuumrohr 39 versteift wird. Nach dem Befestigen wird die Schwenkvorrichtung entfernt, und der Kunststoffabdeck- oder -blattkegel 40 sowie das Stokkinettrohr 41 zur Kunststoffverstärkung werden über das Evakuierrohr für spätere Verwendung gezogen.

Dann wird das Doppeltklebeband 42 um die. Hülse und um die Fußprothese befestigt, wonach der Kunststoffkegel 43 zwischen den Bändern ausgestreckt wird. Man bildet so eine evakuierbare Form, die aus der Hülse, dem Fuß und dem Blattoder Abdeckkegel besteht, der zwischen diesen Teilen ausge-

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streckt ist. Nach dem Umdrehen der Befestigungsvorrichtung 36, die als Rahmen dient (s. Fig. 8), wird Sand 44 in den Kegel 43 eingeführt; zweckmäßig wird dies so gemacht, daß das Beingußstück gegen eine negative äußere Form 45 geformt wird. Nachdem das endgültige Formstück unter verringertem Vakuum modelliert ist, wird der Sand vollem Vakuum ausgesetzt, und die Kunststoffhülse wird in herkömmlicher Weise mit Verstärkung und Kunststoff gegossen. Wenn der Kunststoff ausgehärtet ist, wird der Rahmen umgedreht, der Sand durch die Fußprothese entfernt und die Prothese fertiggestellt.

Wenn man das obige Verfahren gemäß der Erfindung anwendet, kann eine Prothese mit wesentlich besserer Anpassung der Hülse an den Stumpf des Patienten gefertigt werden, es tritt eine merklich kürzere Wartezeit für den Patienten auf, und es ergeben sich beträchtlich niedrigere Kosten als bei bekannten Herstellungsverfahren.

Das gleiche Verfahren, das vorstehend erfindungsgemäß zur Herstellung von Hülsen für Unterknieprothesen beschrieben wurde, läßt sich auch zur Herstellung von Überknieprothesenhülsen anwenden, doch hier sollte der Stumpf, um eine gute Anpassung der Hülse an den Stumpf zu erreichen, vor dem Gießen verlängert werden. Fig. 9 zeigt die Herstellung einer Überknieprothesenhülse. Ein Strumpf 46, der um sich selbst eingekrempelt ist, z. B. eine offene Glasfasertrikotsocke, wird hier um den Stumpf 47 mit der umgefalteten Kante 48 der Socke nach oben gezogen, bevor der Stumpf in die Formanordnung 49 abgesenkt wird, die in diesem Fall eine Öffnung 50 am Boden aufweist, zweckmäßig einstückig ist und, wenn nötig, ein flexibles Fenster in der Außenschale

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aufweist, so daß das ringförmige Sandformstück, wenn Vakuum angelegt wird, nicht merklich größer als der Stumpf wird. Um die Gummiabdeckung 51 zusammenhängend dem ausgestreckten Stumpf anzupassen, wird der innere Teil 52 der Socke durch die Bodenöffnung 50 in der Formanordnung herausgezogen; der Sand 53 treibt die Gummiabdeckung gegen den Stumpf und füllt den Raum aus, der momentan an dem Platz auftritt, wo gerade die Kante 48 der Socke war.

Fig. 11 veranschaulicht, wie die Negativform 51'» .53 einfach zu einer positiven Form umgewandelt werden kann, indem man ein Vakuumsaugrohr 63 in den Hohlraum hinter dem Amputationsstumpf 47 (Fig. 9) einführt und Sand 64 in den Hohlraum einläßt, worauf der doppeltgefaltete Vakuumkantenteil 65 der Gummifolie 51' (Fig. 11 und 12) zusammengezogen und um das Rohr 63 abgedichtet wird, so daß sich Luft durch Absaugen von Sand 64 in normaler Weise zur Schaffung eines Vakuums entfernen läßt. Das so erzeugte Sandpositiv wird dann aus der Formanordnung 49 entfernt, indem man die Kante 66 der Gummifolie 51' von der oberen Kante der Anordnung freimacht. Aus Gründen der Vereinfachung zeigt die rechte Hälfte von Fig. 11 den Zustand, wenn Luft aus dem Sandkörper 64 abgezogen ist, um darin ein Vakuum zu schaffen, während die linke Hälft.e dieser Figur den Zustand zeigt, wenn die Formanordnung 49 entfernt ist, wobei die Kante 66 in die Lage 66* zurückgesprungen ist.

Wenn zwei Vakuumformstücke, z, B. Formen zusammenzufügen sind, um ein einziges Formstück zu bilden, so daß der eingeschlossene Sand dann durch nur eine Öffnung entleert werden kann, läßt sich dies durchführen, indem man die beiden Formstücke längs zweier gegenseitig passender Formoberflächen, ζ. B. der Gummimembranoberflächen 67 und 68, zu-

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sammensetzt, die in Fig. 13 dargestellt sind, und die Verbindungszone mit einem geeigneten Material füllt, wonach der gemeinsame Formbereich, der die gegenseitig passenden Formoberflächen umfaßt, ausgeschnitten wird, während das Vakuum beibehalten wird, so daß eine Deformation des zusammengesetzten Formstücks verhindert wird. In diesem Zusammenhang läßt sich z. B. das folgende Verfahren anwenden, wobei auf Fig. 13 verwiesen wird.

Eine Kunststoffabdichtmasse 7"I wird zugeführt und zur Verbindungsζone zwischen den Formstücken 69 und 70 geformt, um die gewünschte Oberflächengestalt 72 zu erzeugen. Bin Schnitt A-A und B-B wird dann z. B. mit einem Messer durch sowohl diese Masse als auch die Gummimembran längs der ganzen Verbindungszone gelegt. Ein gewisser Lufteinstrom tritt im Bereich des Schnittes auf, doch läßt sich durch Anlegen von Druck an die Schnittzone, um so nacheinander die Masse abzudichten, ein ausreichender Unterdruckzustand in den Formstücken 69, 70 beibehalten, um deren Deformation zu verhindern. Ein Schnitt durch die gegenseitig anliegenden Membranoberflächen 67» 68 wandelt die beiden Formstücke in untereinander verbundene Gefäße um, wodurch das Vakuumsaugrohr 73 für ein Formstück überflüssig wird und verstöpselt werden kann.

Eine andere orthopädische Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung von Formen zur Fertigung von Korsetts (s. Fig. 10).

Bei der Korsettherstellung wird im Grunde das gleiche Verfahren angewendet, als wenn man das modellierte Vakuumpositiv zur Herstellung der Stumpfhülse für Unterknieprothe-

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sen erzeugt. Um eine leichte Form zu erhalten, wird sie in. zwei Stufen in der Weise hergestellt, daß zwei Gummisäcke, einer innerhalb des anderen, in die Negativform eingeführt werden. Der innere Sack $k wird mit Zellularkunststoffpellets 55 gefüllt, die gegen das zentrale Evakuierrohr gepackt werden, und man bringt durch das. Rohr 57 Vakuum auf, wobei ein relativ weiter Raum 58 zwischen dem inneren Gummisack und der äußeren Form 59 auftritt. Dieser Raum wird mit Sand 6o vor dem äußeren Gummisack 6ΐ angefüllt, und man läßt den Sand durch Vakuum steif werden, nachdem der äußere Gummisack ebenfalls an das zentrale Evakuierrohr angeschlossen ist, das mit einem Extravakuumkanal verbunden ist. Das Formstück, das so erhalten wird, läßt sich in üblicher Weise unter verringertem Vakuum modellieren.

Obwohl sich die obige Beschreibung nur auf die Prothesen- und Korsettherstellung bezieht, ist offenbar, daß viele andere orthopädische Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung denkbar sind. Zum Beispiel wird beim Herstellen von Leisten für orthopädische Schuhe ein modelliertes Sandvakuumpositiv oder Gipspositiv in einer negativen Sandvakuumform gebildet, die zweckmäßig rotierbar gemacht und in zwei Hälften mit einem entfernbaren Zwischenrahmen unterteilt ist, worin Vakuuraanschlüsse so vorgesehen sind, daß die Gummimembranen für die negativen Formhälften befriedigend mit dem Positiv verbunden werden. Das Einfüllen von Sand in die Halbformen wird zweckmäßig durch Umkehren der ganzen Form vorgenommen, wobei der Sand aus den mit den Halbformen verbundenen Gummisäcken ausrieselt, die von Anfang an die erforderliche Gesamtmenge Sandes enthalten. Damit das Schrumpfen des Sandes, d. h. die Schrumpfung der Sand-

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formstücke in den Halbformen, die Gummimembranen der Negativhalbformen nicht von ihrer Anlage am Positiv entfernt, wenn die Halbformen unter Vakuum gesetzt werden, müssen die Außenwände der Halbformen, oder wenigstens Teile davon, flexibel sein oder, wenn nicht flexibel, im Inneren mit einem dünnen flexiblen Bereich (z. B. einer Membran) versehen sein, der, bevor Vakuum angelegt wird, eng an das Innere der zugehörigen festen Außenwand angelegt ist und, wenn Vakuum angelegt wird, Kontakt mit der Innenseite der Außenwand verliert, d. h. sich davon wegwölbt und so ein entsprechendes Wegwölben ("Schlupf") der Gummimembranen der Negativhalbformen vom Positiv verhindert. Damit der genannte dünne flexible Vandbereich nicht gehindert wird, den Kontakt mit der Innenseite der festen Außenwand zu verlieren, muß die Außenseite des flexiblen Bereichs in direkter Berührung mit der Umgebungsatmosphäre, zweckmäßig mittels durchgehender Ventilationslöcher in der festen äußeren Wand sein. Nach Entfernen des Positivs wird Schaumkunststoff, der beim Abkühlen steif wird (der permanente Leisten), in das so entstehende Loch gegossen.

Wenn eine Fußhülse hergestellt wird, die bekanntlich aus einer rund um die Sohlen- und Absatzteile des Fußes und Vorderfußteils gedrückten Schale besteht, wird zunächst eine Negativform des modellierten Sand-Vakuumpositivs erzeugt. Thermoplastischer Kunststoff wird in den Raum (begrenzt durch Doppeltklebeband) gegossen, der sich zwischen dem Positiv und dem Negativ bildet, wenn der Sand in der äußeren Form unter Vakuum komprimiert wird. An den Stellen, wo extradicke Schichten an der Sandseite der Gummioberfläche der äußeren Form erforderlich sind, wird eine dünne Schaumgummischicht befestigt, die die Eigenschaft hat,

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sich, unter Vakuum mehr als der Sand zu komprimieren und so einen vergrößerten Raum zwischen dem Positiv und dem Negativ zu erzeugen.

Unter Anwendung des Hersteilverfahrene gemäß der Erfindung können auch andere orthopädische Erzeugnisse als die oben erwähnten hergestellt werden, so z» B. Orthosen (Stützbandagen) , Einlagen, Fußstützen und Heber für orthopädisches Schuhwerk, Spannstützen, verschiedene Arten von Behandlungsbandagen und Rheumatikerschuhe.

Das im Hauptanspruch gekennzeichnete Herstellungsverfahren läßt sich weiter auf dem orthopädischen Gebiet zur Herstellung einer teilweise hohlen Armabduktionsscliiene, zur Herstellung von Bruchschienen (anstelle von Gips), "inertia orthos" für Spastiker und Patienten mit Zittern und zum Herstellen einer justierbaren, flexiblen Neigungsstütze für Patienten mit Durchiiegewunden oder Rückenstörungen verwenden.

Auch wenn sich die verschiedenen Teile der Beschreibung ausschließlich auf orthopädische Erzeugnisse beziehen, ist das erfindungsgemäße Verfahren natürlich nicht auf solche bestimmten Anwendungsfälle beschränkt; das Verfahren läßt sich auch mit Vorteil zur Erzeugung verschiedener Arten von Gußstücken usw. anwenden, wie in der Einleitung bereits angedeutet wurde.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Gußstücken und anderen Formstücken mit bestimmten Umrissen, wobei das Form- oder Gußstück ein End- oder Zwischenprodukt zur anschließenden Fertigung eines Endproduktes bildet und die Umrisse einem äußeren und/oder inneren Umriß eines Modells entsprechen, dadurch gekennzeichnet , daß die folgenden Verfahrensschritte einmal zur direkten Herstellung eines Endprodukts oder mehrere Male zur Erzeugung eines Endprodukts über ein oder mehrere Zwischenprodukte durchgeführt werden:

a) eine gasdichte, evakuierbare Form, die erforderlichenfalls aus einer Anzahl von Formteilen zusammengesetzt ist, die sich gegenseitig befestigen lassen, und deren Wand wenigstens einen flexiblen Bereich enthält, wird in eine bestimmte Relativstellung zum Umriß des Modells gebracht, in der der flexible Bereich, ohne zu brechen oder zu knikken, deformiert werden kann, bis er zum Umriß des Modells paßt;

b) ein körniges Material, z. B. Sand, große Mengen von Kunststoffkugelchen od. dgl., wird in die Form bzw. Formteile eingefüllt, so daß der flexible Wandbereich durch den Druck dieses Materials deformiert wird, bis er sich dem Umriß des Modells anschmiegt;

c) das Innere der Form bzw. Formteile wird einem mehr oder weniger erheblichen Unterdruck, d, h. einem Vakuum ausgesetzt, so daß das körnige Material ein versteiftes Form-

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stück bildet, wodurch der flexible Wandbereich eine bleibende Kontur entsprechend dem Umriß des Modells annimmt;

d) das Modell wird anschließend entfernt, während der "unterdruck in der Form bzw. den Formteilen aufrechterhalten wird5 und

e) danach wird ein Endprodukt bzw. Zwischenprodukt entsprechend der Kontur des flexiblen Bereichs der Wand durch Gießen oder durch Ansetzen einer Form gebildet, die sich gemäß den Verfahrensschritten a) bis d) versteifen läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Herstellung von Zwischenprodukten zur Fertigung von Unter- , knieprothesen, wobei des Patienten Amputationsstumpf das Modell bildet, dadurch gekennzeichnet , daß der Stumpf zwischen die flexiblen (z. B. aus Gummimembranen bestehenden) Bereiche der Wand in zwei zusammengesetzten Formteilen abgesenkt wird, wonach man Sand in die Formteile einführt, so daß die flexiblen Bereiche gegen den Stumpf gedrückt werden, daß dann die Formen bis zu einem gegebenen Vakuum so evakuiert werden, daß sich die darin befindlichen Sandmassen versteifen, daß weiter der Stumpf herausgezogen und durch eine evakuierbare zweite Form ersetzt wird, die als ein Gummisack ausgelegt ist, der mit Sand gefüllt und durch Vakuum zum Versteifen gebracht wird, worauf die Teilformen vom so gebildeten Sandpositiv entfernt werden.

3» Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck in der evakuierten Form zeit-

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weise genügend verringert wird, daß sich das versteifte Formstück in einem gegebenen Ausmaß modellieren läßt.

h. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» bei dem das Sandpositiv das Modell bildet, dadurch gekennzeichnet, daß über das Sandpositiv eine Isoliermembran aus z. B. Leder gezogen wird, daß eine evakuierbare Form, die als Sandschichtschale ausgelegt ist und aus zwei flexiblen Formstrümpfen mit einer Zwischensandschicht besteht, über das isolierte Sandpositiv gezogen wird und daß die Sandschichtschale genügend evakuiert wird, um steif zu werden, jedoch geeignet zu bleiben, um bis zu einem gewissen Grad modelliert zu werden.

5· Verfahren nach Anspruch h_t dadurch gekennzeichnet, daß die Sandschichtschale erzeugt wird, indem man einen Formstrumpf in den anderen einführt, den Doppelstrumpf in einem schalenform!gen Raum (Formraum) zwischen einem inneren Modell und einem äußeren Modell anordnet, Sand in den Raum zwischen den Strümpfen einführt, die freien Kanten der Strümpfe gasdicht verbindet und mit einem Evakuieretutzen versieht, durch den nachher Vakuum angelegt wird, und schließlich die Modelle entfernt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Herstellung von Unterknieprothesen, dadurch gekennzeichnet, daß eine evakuierbare Form gebildet wird, indem man einen Abdeck- oder Blattkegel zwischen einer Fußprothese und einer Kunststoffhülse anordnet, die relativ zum Fuß festgelegt ist, den flexiblen Bereich der Formwand, d. h. den Blattkegel, mit einem Modell mit innerem Formumriß zum Formen gegen diesen Umriß umgibt, Sand in die Form einführt, Vakuum anlegt, das umgebende Modell entfernt, ein erforder-

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Iiehes Modellieren bei verringertem Unterdruck vornimmt und die endgültige Prothesenhülle in üblieher Weise unter Verwendung von verstärktem Kunststoff gießt.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die mit der Form verbundene Kunststoffhülse relativ zu einem Rahmen befestigt, der die Fußprothese trägt, wozu man eine sandgefüllte evakuierbsre Form verwendet, die man in die Kunststoffhülse einführt und durch Vakuum zum Versteifen bringt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Vakuum versteifte Form von dem geformten Endprodukt bzw. Zwischenprodukt durch Verringerung des Unterdrucks auf Null entfernt wird, so daß dann atmosphärischer Druck in der Form herrscht," und man den Sand aus der Form entleert, wodurch sich auch die letztere entfernen läßt»,

9· Verfahren nach Anspruch 1,.dadurch gekennzeichnet, daß man den Teil der Form- bzw. Formteilerwände, der nicht in Berührung mit dem Umriß des Modells gebracht wird, formt, indem man einen schrumpfkompensierten flexiblen Bereich der Wand verwendet, der beim Anlegen von Vakuum seine Gestalt infolge der Kompression (Schrumpfung) des körnigen Materials ändert, wobei die Anpassung des flexiblen Wandbereichs an den Modellumriß während des Vakuums trotz,des Schrumpfens, des Formstücks (körnigen Materials) beibehalten wird.

■'-■■ '^l 10«. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegebener Spielraum zwischen dem Umriß des Modells

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und der Außenseite des Formstlicks unter Vakuum während des Einwirkens des Vakuume bewirkt wird, indem die Zusammensetzung und Menge dee körnigen Materials so angepaßt wird, daß man eine bestimmte Kompression (Schrumpfung) des Formstückes während der Vakuumeinwirkung erhält.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein vergrößerter Spielraum zwischen dem Umriß des Modells und der Außenseite des Formstücks unter Vakuum durch ein poröses (leicht kompressibles) Material bewirkt wird, das man in die Form bzw. Formteile im Bereich des flexiblen Vandbereichs einfuhrt, bevor die Form bzw* Formteile mit dem körnigen Material (z. B. Sand) gefüllt und unter Vakuum gesetzt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Umriß des Modells und der Außenseite des Formstücke unter Vakuum auftretende Spielraum oder Hohlraum mit Gußmasse oder einer versteifbaren Form gefüllt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man einen elastischen Schlauch als flexiblen Wandbereich sowohl für eine äußere Form mit einem nicht-flexiblen Wandbereich als auch für eine innere Form verwendet, die mit Vakuumerzeugungsmitteln versehen ist, wobei man den äußeren Randteil des Schlauches am nicht-flexiblen Wandbereich anbringt und einen Teil des Schlauches innerhalb des Außenrandteils an die Vakuumerzeugungsmittel anschließt.

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λΗ. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet^ daß man zwei Formstücke zur Bildung einer einzigen Einheit'mit gemeinsamem Vakuum verbindet,
indem man passende Teile des flexiblen Wandbereichs jedes lOrmstücks aneinandersetzt und diese Paßteile im Bereich
der Verbindungszone mit einem formbaren Abdichtmaterial
überzieht, wonach man jeden der verbundenen ¥andteile durch einen Schnitt durch das Abdichtmaterial aufschneidet, wobei man z. B. durch Druckeinwirkung ein laufendes Abdichten des Abdichtmaterials an der Schnittzone bewirkt.

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