DE2921517A1

DE2921517A1 - Rotationsformmaschine

Info

Publication number: DE2921517A1
Application number: DE19792921517
Authority: DE
Inventors: Robert Charles Quarmby
Original assignee: Orme Polymer Engineering Ltd
Current assignee: Orme Polymer Engineering Ltd
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1979-05-28
Publication date: 1979-12-06
Also published as: FR2427189A1; GB1604532A; ES481110A1; FR2427189B3

Description

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Die Erfindung betrifft eine Rotationsformmaschine, umfassend einen um eine vertikale Drehachse drehbar gelagerten Drehturm, radial von diesem abstehende Formträger, die in regelmäßigen Winkelabständen um die Drehachse an dem Drehturm angeordnet sind, unabhängig voneinander betätigbare, an dem Drehturm angeordnete Motoren, die mit den Formträgern für eine Drehung der Formen um zwei Achsen gekoppelt sind, und eine schrittweise schaltbare Antriebsvorrichtung zum Drehen des Drehturmes, um die Formen an den Formträgern nacheinander jeweils in eine Lade-/Entladestation, eine Heizstation und Kühlstationen zu bringen.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung hohler Kunststoffartikel besteht darin, eine bestimmte Menge eines formbaren Materials in eine geschlossene hohle Form zu bringen und die Form gleichzeitig um zwei quer zueinander verlaufende Drehachsen zu drehen, während sich das formbare Material in flüssigem Zustand befindet, so daß das formbare Material über die Innenoberflache der Form verteilt wird. Beim * Erhärten des formbaren Materials entsteht ein hohler Gegenstand, der die Gestalt der Innenoberfläche der Fonn besitzt. Das formbare Material kann beispielsweise ein in flüssigem Zustand in die Form eingefülltes Plastisol oder ein thermoplastisches Material sein, das als Pulver oder Granulat in die Form eingefüllt und dann durch Erhitzen verflüssigt wird. Die beiden Drehachsen können senkrecht zueinander gerichtet sein. Mindestens eine der Drehbewegungen kann eine oszillatorische Drehbewegung sein. Dies Verfahren zur Herstellung hohler Kunststoffgegenstände wird üblicherweise als Rotationsformen bezeichnet. Unter dem Ausdruck Rotationsformmaschine soll eine Maschine zur Durchführung des Rotationsformens bezeichnet werden.

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Es wurden bereits viele Konstruktionen für eine Rotationsformmaschine vorgeschlagen, in welcher ein die radial abstehenden Formträger tragender Drehturm um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. Die Drehtürme und die Lager für die Formträger sowie die Vorrichtungen zur Übertragung eines Antriebsmomentes für eine um zwei Achsen erfolgende Drehung der Formen an den Formträgern wurden auf viele verschiedene Weisen angeordnet. Man erkennt, daß Probleme hinsichtlich der Stabilität des Drehturmes und der gesamten Maschine auftreten können, wenn die an den äußeren Enden der Formträger angeordneten Formen mit ihrem Inhalt während der Formvorgänge um zwei Achsen gedreht werden und der Drehturm kontinuierlich oder schrittweise von der Antriebsvorrichtung gedreht wird. Bei den herkömmlichen Anordnungen ist es üblicherweise zur Überwindung der Stabilitätsprobleme notwendig, die Maschine am Boden mit aufwendigen Befestigungsanordnungen zu verankern, so daß sie stabil bleibt und sich während des Betriebs nicht bewegt. Somit ist eine Instabil!-__ tat des Drehturms nicht nur aus Gründen der Zuverlässigkeit der Maschine und der Gleichmäßigkeit des Betriebsablaufes unerwünscht, sondern bedeutet auch, daß Zeit und Kosten aufgewendet werden müssen, um umfangreiche Vorkehrungen für die Installation der Maschine zu treffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile eine Maschine der eingangs genannten Art anzugeben, die während des Betriebes stabil bleibt und einen gleichmäßigen Arbeitsablauf ermög- ' licht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Drehturm als hohler vertikaler Zylinder ausgebildet ist,

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der auf Stützrollen drehbar gelagert ist, die in einem Abstand voneinander um die vertikale Drehachse angeordnet sind und mit einer Bodenrandfläche des Drehturmes in Eingriff stehen.
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Jeder Formträger kann in einer öffnung in der Zylinderwand gelagert sein, so daß er sich von dem innerhalb des Zylinders eingeschlossenen Raum, wo er mit zwei unabhängig voneinander betätigbaren Motoren gekoppelt ist, nach außen erstreckt.

Auf diese Weise wird eine stabilere Maschine erreicht. Die breite Verteilung der Drehturmlast auf die Stützrollen ergibt eine stabile Anordnung. Bei der erfindungsgemäßen Maschine hat es sich gezeigt, daß auf die Verwendung aufwendiger Befestigungseinrichtungen zur Befestigung der Maschine an dem Fußboden völlig verzichtet werden kann. Die Maschine kann so angeordnet werden, daß sie allein auf selbstjustierenden Lagern auf dem Boden aufliegt.

Wenn auch der Drehturm eine perfekte kreiszylindrische Gestalt besitzen kann, so versteht es sich, daß entsprechend der Erfindung auch ein Drehturm mit einer im wesentlichen zylindrischen Wand oder einer von einer perfekten kreiszylindrischen Gestalt abweichenden Wand verwendet werden kann. Möchte man beispielweise die Zylinderwand aus flachen Platten herstellen, so könnte die Wand für vier Formträger im Grundriß oktagonal sein, wobei die oktagonale Wand näherungsweise einer kreiszylindrischen Form entspricht.

Vorzugsweise sind die Bodenrandfläche und die Stützflächen der Stützrollen kegelstumpfförmig. Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform verjüngt sich die Bodenrandfläche nach unten, während sich die Stützflächen in Richtung auf

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die vertikale Achse der Maschine hin verjüngen. Um den Drehturm in radialer Richtung festzulegen, können Führungsrollen verwendet werden, welche an der Zylinderwand, vorzugsweise der Außenoberfläche dieser Wand, an Stellen anliegen, die in Winkelabständen um die vertikale Achse liegen.

Jeder Formträger ist an dem Drehturm vorzugsweise mit Hilfe einer äußeren Welle von zwei koaxial zueinander verlaufenden Wellen des Pormträgers gelagert. Die äußere Welle ist in einem Lager drehbar gelagert, das in einer Öffnung in der Zylinderwand des Drehturmes sitzt. Die innere Welle ist mit Hilfe zweier in einem Abstand voneinander angeordneter Kugellager innerhalb der äußeren Welle drehbar gelagert.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Drehturmes der Maschine und der an ihm befestigten Form

träger,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine,

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie III-III in Fig. 1,

welcher den inneren Endabschnitt eines Formträgers zeigt,

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie IV-IV in Fig. 2, welcher die Lagerung der Stützrollen und die

se.bstjustierenden Lager der Maschine zeigt und

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Fig. 5 einen Schnitt längs Linie V-V in Fig. 2,

welcher die Lagerung einstellbarer Führungsrollen der Maschine zeigt.

Die erfindungsgemäße Maschine (vgl. insbesondere Fig. 1 und 2) umfaßt einen Drehturm 10, der um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist und vier Formträger 12 trägt, die sich von ihm radial nach außen erstrecken. Eine eine Schrittsteuerung beinhaltende Antriebsvorrichtung 14 dient dazu, den Drehturm 10 schrittweise zu drehen, um so eine an dem äußeren Endabschnitt eines Formträgers 12 angeordnete Form nacheinander in Flucht mit einer Lade-/Entladestation 16, einer Heizstation 18 und zwei Kühlstationen 20, 22 der Maschine zu bringen und das Kunststoffmaterial in der Form in herkömmlicher Weise zu formen. Der Drehturm 10 ist als ein hohler vertikaler Zylinder mit einer Zylinderwand 24 ausgebildet, die koaxial zur vertikalen Achse angeordnet ist. Die Zylinderwand 24 hat eine kreiszylindrische Gestalt. Die Formträger 12 erstrecken sich durch öffnungen 26 in der Zylinderwand 24, wobei die inneren Endabschnitte der Formträger 12 innerhalb des von der Zylinderwand 24 umschlossenen Raumes liegen. An dem Drehturm 10 sind acht unabhängig voneinander betätigbare Elektromotoren 28, 30 angeordnet, und zwar im allgemeinen innerhalb des von der Zylinderwand 24 umschlossenen Raumes. Dabei sind jeweils zwei Elektromotoren mit dem inneren Endabschnitt jedes Formträgers 12 gekoppelt, um die an dem Formträger angeordnete Form um .· zwei Achsen zu drehen. Eine Schleifringsäule 29 ermöglicht die Zufuhr von Energie zu den Elektromotoren 28 und 30.

Der Drehturm 10 ist auf sechs Stützrollen 32 drehbar gelagert, die in gleichförmigen Abständen voneinander um die

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vertikale Achse herum angeordnet sind und mit einer Bodenrandfläche 34 des Drehturmes 10 in Berührung stehen. Wie man in Fig. 4 erkennt, ist jede Stützrolle 32 mittels zweier einen axialen Abstand voneinander aufweisender Kugellager 36 auf einer Welle 38 drehbar gelagert. Die Welle 38 ist in einer in einem ringförmigen Basisteil 42 ausgebildeten öffnung 40 gelagert, so daß die jeweilige Stützrolle radial innerhalb des Basisteiles 42 liegt. Wie ebenfalls die Fig. zeigt, wird das Basisteil 42 von sechs selbstjustierenden Lagereinheiten 44 getragen, die nahe den Stützrollen 32 angeordnet sind. Die Bodenrandflache 34 des Drehturmes 10 besitzt eine kegelstumpfförmige Fläche, die zur Achse hin abfällt und in Eingriff mit der kegelstumpfförmigen Stützfläche der Stützrollen 32 tritt, wobei die Stützflächen 46 sich ebenfalls in Richtung auf die vertikale Achse der Maschine hin verjüngen. Der Drehturm 10 weist einen Auflagerring 48 auf, dessen Unterseite die Bodenrandfläche 34 bildet.

An der Außenoberfläche der Zylinderwand 24 liegen in Winkelabständen rund um die vertikale Achse des Drehturmes 10 fünf Führungsrollen 50 an, um die radiale Lage des Drehturms 10 festzulegen. Jede Führungsrolle 50 ist so gelagert, daß sie in geringem Umfang radial zur vertikalen Achse des Drehturms 10 verstellbar ist. Wie man aus Fig. 5 erkennt, ist jede Führungsrolle 50 drehbar auf einem vertikalen Achszapfen 54 gelagert, dessen unterer Endabschnitt in einem an dem Basisteil 42 befestigten Block 56 steckt. Der untere Endabschnitt des Achszapfens 54 ist in dem -· Block 56 mit Hilfe eines Zugbolzens 58 gegen eine Drehung gesichert. Ein oberer Endabschnitt des Achszapfens 54, auf dem die Führungsrolle 50 drehbar gelagert ist, ist an dem unteren Endabschnitt des Achszapfens befestigt, so daß

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bei Lösen des Zuybolvjcms durt'li !,oekurn ei nor Mut. Ler (>() eine Drehung des Achszapfens 54 in dem Block 56 eine radiale Bewegung der Führungsrolle 50 gegenüber der vertikalen Achse des Drehturms 10 bewirkt. 5

Die Antriebsvorrichtung 14 umfaßt eine Kette 62, die sich in ümfangsrichtung um die Außenseite der Zylinderwand 24 herum erstreckt, sowie ein von einem Motor angetriebenes Kettenrad 64, welches mit der Kette 62 in Eingriff steht.

Die Kette 62 wird von Bügeln 66 gehalten, die mit Abständen voneinander rund um die Zylinderwand 24 befestigt sind. Das Kettenrad 64- ist auf einem Fortsatz des Basisteiles 42 gelagert. Ein Elektromotor 74, der ebenfalls auf dieser Fortsetzung des Basisteils angeordnet ist, treibt über einen Kettentrieb das Kettenrad 64 an, um so den Drehturm 10 zu drehen.

Wie man in Fig. 3 erkennt, umfaßt jeder Formträger 12 zwei koaxial zueinander angeordnete Wellen, nämlich eine äußere Welle 80 und eine innerhalb derselben angeordnete Welle 78. Jede dieser Wellen 78 und 80 ist mit einem Antriebsrad verbunden, das seinerseits mit einem der dem jeweiligen Formträger zugeordneten zwei Elektromotoren in Antriebsverbindung steht, um die an dem jeweiligen Formträger gelagerte Form zu drehen. Das Antriebsrad der inneren Welle ist ein Kettenrad 82, das mit einem der dem Formträger 12 zugeordneten Elektromotoren 28, 30 über einen Kettentrieb verbunden ist. Das Antriebsrad der äußeren Welle 80 ist in Form eines Kettenrades 84 ausgebildet, das mit dem anderen der dem Formträger 12 zugeordneten Elektromotoren 28, 30 über einen Kettentrieb verbunden ist. Die beiden Kettenräder 82 und 84 besitzen denselben Durchmesser. Die innere Welle

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ist in zwei in einem Abstand voneinander angeordneten Kugellagern 86 innerhalb der äußeren Welle 80 drehbar gelagert.

Die äußere Welle 80 we.l»L einem Flansch ÜB auf, dor an

seinem Umfang mit einer Lauffläche für eine einen Drahtkäfig aufweisende Kugellageranordnung 90 verschraubt ist, wobei die andere Lauffläche für die Kuge!lageranordnung 90 mit einem quadratischen Lagerring 92 verbunden ist. Der Lagerring 92 ist an der Zylinderwand 24 mit Hilfe eines Trägerrahmens 94 so befestigt, daß seine öffnung koaxial zu der öffnung 26 in der Zylinderwand liegt. Auf diese Weise ist die äußere W.elle 80 drehbar in dem Kugellager 90 gehalten.
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Die Maschine ist so konstruiert, daß Formträger 12 sowohl in Gestalt gerader Arme als auch in Gestalt von Winkelarmen ohne Schwierigkeiten verwendet werden können. Die in der Fig. 1 dargestellte Maschine weist drei Formträger 12 in Gestalt von Winkelarmen und einen Formträger 12 in Gestalt eines geraden Armes auf. Jeder Formträger 12 trägt eine drehbar an ihm gelagerte Formplatte 96, die derart angeordnet ist, daß sie mit Hilfe der Wellen 78 und 80 um zwei Achsen gedreht werden kann. Bei dem in Gestalt eines geraden Armes ausgebildeten Formträger 12 dient die äußere Welle dazu, die Formplatte 96 an dem Formträger 12 zu drehen. Bei einem in Form eines Winkelarmes ausgebildeten Formträger dagegen dient die innere Welle 78 dazu, die Formplatte 96 . ■ an dem Formträger 12 zu drehen. Das Antriebsmoment zur Drehung der Formplatten 96 wird von den Wellen 78 und 80 in herkömmlicher Weise auf die Formplatten 96 übertragen. Um für jeden formträger 12 sowohl einen Formträger in Gestalt

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eines geraden Armes als auch einen Formträger in Gestalt eines Winkelarmes verwenden zu können, sind die jedem Formträger 12 zugeordneten Elektromotoren 28 und 30 radial verstellbar relativ zum Drehturm 10 angeordnet, so daß bei Verwendung eines geraden Armes die Elektromotoren 28 und 30 die Kettenräder 82 bzw. 84 antreiben, während bei einem Winkelarm die Elektromotoren 28 und 30 die Kettenräder 84 bzw. 82 antreiben (siehe Fig. 2). Ein Austausch der Elektromotoren ist notwendig, da der Elektromotor 28 so ausgebildet ist, daß er die Kettenräder 82 bzw. 84 nur mit einem Drittel der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors 30 antreibt. Die Elektromotoren 28 und 30 können somit relativ zu den Kettenrädern 82 und 84 einfach vertauscht werden, da die Kettenräder 82 und 84 denselben Durchmesser besitzen.

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Claims

PATENTANWÄLTE DR. KADOR &DR. KLUNKER ORME POLYMER ENGINEERING LIMITED, Midland Road, Higham Ferrers, Wellingborough, Northamptonshire, NN9 8HJ, England Rotationsformmaschine Patentansprüche

1.^ Rotationsformmaschine, umfassend einen um eine vertikrale Drehachse drehbar gelagerten Drehturm, radial von diesem abstehende Formträger, die in regelmäßigen Winkelabständen um die Drehachse an dem Drehturm angeordnet sind, unabhängig voneinander betätigbare, an dem Drehturm angeordnete Motoren, die mit den Formträgern für eine Drehung der Formen um zwei Achsen gekoppelt sind, und eine schrittweise schaltbare Antriebsvorrichtung zum Drehen des Drehturmes, um die Formen an den Formträgern nacheinander jeweils in eine Lade-/Entladestation, eine Heizstation und Kühlstationen zu bringen, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehturm (10) als hohler vertikaler Zylinder (24) ausgebildet ist, der auf Stützrollen (32) drehbar gelagert ist, die in einem Abstand voneinander um die vertikale Drehachse

(38) angeordnet sind und mit einer Bodenrandfläche (34) des Drehturmes (10) in Eingriff stehen.

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2. Rotationsformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Bodenrandfläche (34) des Drehturmes (10) von einer Kegelstumpffläche gebildet ist, mit welcher der Drehturm (10) auf kegelstumpfförmigen Stützflächen (46) der Stützrollen (32) aufliegt.

3. Rotationsformmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bodenrandfläche (34) sich nach unten hin verjüngt und daß die Stützflächen (46) der Stützrollen (32) sich in Richtung auf die vertikale Drehachse hin verjüngen.

4. Rotationsformmascliine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß an in Winkelabständen rund um die vertikale Achse gelegenen Stellen Führungsrollen (50) mit dem Drehturm (10) in Eingriff stehen, um eine radiale Ausrichtung des Drehturmes zu bewirken.

5. Rotationsformmaschine nach Anspruch 4, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Führungsrollen (50) an der Außenseite der Zylinderwand (24) des Drehturms (10) anliegen.

6. Rotationsformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Formträger

(12) eine äußere Welle (80) aufweist, die in einem Lager (90) drehbar gelagert ist, das in einer Öffnung (26) in der Zylinderwand (24) des Drehturms (10) angeordnet ist.

7. Rotationsformmaschine nach Anspruch 6, dadurch g e kennzeichnet, daß jeder Formträger (12) eine innere Welle (78) aufweist, die mit Hilfe zweier in einem Abstand zueinander angeordneter Kugellager (86) innerhalb der äußeren Welle (80) drehbar gelagert ist.

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