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Vorrichtung zur Herstellung von geschlossenen Hohlkörpern Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von geschlossenen Hohlkörpern, wie Bällen
aus gieß- oder spritzfähigen, insbesondere für den Rotationsguß geeigneten Kunststoffmassen,
bei der die Massen in dosierten Mengen in aus zwei Halbschalen bestehende, in drehbaren
Rahmen gelagerte Hohlformen eingefüllt und die Hohlformen anschließend um zwei Rotationsachsen
angetrieben werden, die senkrecht zueinander liegen und im Mittelpunkt der Formen
einen gemeinsamen Schnittpunkt haben.
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Bei den bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Hohlkörpern in
Schleuderformen erfolgt zwar die Drehbewegung in zwei verschiedenen Achsenrichtungen,
jedoch liegen die Schnittpunkte der Drehachsen weit außerhalb des Mittelpunktes
der Form, so daß der zu schleudernde Hohlkörper zufolge unterschiedlicher Zentrifugalkraft
unterschiedliche Dicke an der Formwand aufweist. Dadurch wird z. B. ein Ball bei
anschließendem Aufblasen unrund.
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Auch kann bei bekannten Einrichtungen jeweils nur ein Ball oder Hohlkörper
hergestellt werden.
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Es ist fernerhin eine Vorrichtung zur Herstellung von geschlossenen
Hohlkörpern aus gieß- oder spritzfähigen Kunststoffmassen bekanntgeworden, bei der
die Massen in dosierten Mengen in teilbare, aus zwei Halbschalen bestehende, in
drehbaren Rahmen gelagerte Hohlformen eingefüllt und anschließend um zwei Rotationsachsen
angetrieben werden, die senkrecht zueinander liegen und mit dem Mittelpunkt der
Formen einen gemeinsamen Schnittpunkt besitzen. Hierbei lagert der die Formen tragende
Rahmen in einem zweiten Rahmen, der ebenfalls jedoch in einer um 900 gedrehten Ebene
unter Verwendung von Zahnradantrieben in Umlauf versetzt wird, die ebenfalls in
entsprechend verschiedenen Ebenen liegen. Der erforderliche Drehantrieb für die
Formen wird bei der bekannten Anordnung über miteinander kämmende Zahnräder vom
Hauptantrieb abgeleitet.
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Die bei der bekannten Vorrichtung vorgesehene schräge Anordnung der
teilbaren Formen, die wegen der leichten Herausnehmbarkeit in offenen kugelförmigen
Zapfenlagern gehalten sind, ist jedoch für den praktischen Betrieb verhältnismäßig
umständlich, denn die Formen müssen außerhalb der Vorrichtung gefüllt und dann wieder
in diese eingesetzt werden.
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Diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft
dadurch vermieden, daß die Halbschalen von zwei oder mehr Schleuderformen jeweils
einander gegenüber und in einer Ebene achsparallel nebeneinander in einem drehbar
anzutreibenden, in der Halbierungsebene der Formhälften geteilten Rahmen gemeinsam
gelagert sind, die Formhälften zum Öffnen und Schließen gegeneinanderbewegbar sind
und daß die Schleuderformen in Verlängerung der Drehachse Zahnräder tragen, die
untereinander und über Zwischenräder mit dem an dem einen Ende einer Antriebsachse
angebrachten Antriebszahnstand im Eingriff stehen, deren anderes Ende ein Kegelrad
trägt, das mit einem auf dem Drehzapfen des Rahmens gelagerten Antriebskegelrad
kämmt.
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Eine jede Form führt also eine Rotationsbewegung einerseits um eine
Achse, die mit der Achse des Rahmens zusammenfällt und andererseits um eine dazu
senkrechte Achse aus, wobei die Achsen sich immer im Formenmittelpunkt schneiden,
so daß die Vektoren der Drehbewegungen bei kugeligen Formen gleich groß und bei
langgestreckten Hohlkörpern durch entsprechende Zahnradübersetzung ebenfalls gleich
groß gehalten werden können. Dadurch wird erreicht, daß die Zentrifugalkraft gleichmäßig
auf das flüssige Material einwirkt, welches sich infolgedessen in gleichbleibender
Wandstärke an die Wandung der Form anlegt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die beiden Halbschalen der
Formen jeweils an den gegenüberliegenden Rahmenseiten gelagert sind und in axialer
Richtung ortsunveränderlich mit dem Rahmen zusammenhängen, so daß sie bei der Bewegung
der beiden Rahmenhälften von diesen mitgenommen werden. Im Gegensatz dazu ist bei
der. bekannten Einrichtung der innere Rahmen geschlossen, während der äußere Rahmen
eine U-Form besitzt. Die drehbare Befestigung der von Zahnrädern angetriebenen Formenhälften
an gegenüberliegenden Seiten des ge-
teilten Rahmens ermöglicht
es ferner, eine größere Anzahl nebeneinanderliegender Formen gleichzeitig und gemeinsam
zu füllen und zu schleudern und nach Beendigung des Vorganges auseinanderzufahren,
so daß die Bälle aus der Form herausfallen.
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Nach einer bevorzugten Ausbildung ist ferner das Antriebskegelrad
mit einem der beiden, den Rahmen auf Führungsschienen tragenden, auf dem Drehzapfen
angeordneten Laufräder gekuppelt, die auf an dem Gestell der Vorrichtung angebrachten
Schienen geführt sind. Der Kettenantrieb für den Rahmen bewirkt somit über das Kegelrad
den Antrieb der Formen.
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Für den Transport der Rahmen durch die Anlage dient eine mit Mitnehmerlaschen
versehene Kette, die an den Radikappen angreift, welche jedoch nicht dargestellt
ist.
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Zum Einbringen des Kunststoffes in die Hohlformen und zur Entnahme
des fertigen Hohlkörpers müssen diese Formen periodisch geöffnet und wieder geschlossen
werden. Zu diesem Zweck sind in weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die beiden Hälften des in Längsachsenrichtung zweigeteilten Rahmens durch einen
Drehbolzen mit am Kopfende angebrachten, auf einer schrägen Fläche auflaufenden
Stift untereinander versperrt und die schräge Fläche weist eine Ausnehmung für den
Durchtritt des Stiftes in der Auslösestellung auf. Vorteilhaft steht hierbei der
Drehbolzen in axialer Richtung durch entsprechenden Einbau einer Feder unter Spannung.
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Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung sind ferner die konischen mit
Gewinde versehenen Zapfen, die in einer Ebene parallel zur Längsachse geteilten
Formen einschraubbar in entsprechend ausgearbeiteten, in Lagerbüchsen des Rahmens
gehaltenen Lagerzapfen eingesetzt, wobei durch eine einstellbare Feder zwischen
Rahmen und Lagerbüchse die Schließkraft für die Formen erzeugt wird. Der Zusammenhalt
der beiden Rahmen sowohl als auch der Zusammenhalt der beiden Formenhälften erfolgt
also unter Federspannung.
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Zum Zwecke eines kontinuierlichen Betriebes der Vorrichtung sind
auf der den Zahnrädern abgewandten Seite die Lagerzapfen der Formen am freien Ende
mit einem konischen Ansatz versehen, der in entsprechende konische Ausnehmungen
einer pneumais cm betätigten Öffnungs- und Schließvorrichtung eingreift. An Stelle
der sich ineinandersteckenden Konusse können auch planförmige Reibflächen benutzt
werden. Durch diese Schließvorrichtung werden sowohl die beiden Drehbolzen an den
Enden der beiden Rahmenhälften gelöst als auch gleichzeitig die Vorrichtung zwecks
Entnahme der fertigen Hohlkörper auseinandergezogen.
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Zur Entleerung der Formen wie auch zur Füllung derselben ist eine
senkrechte Lage der Formendrehzapfen erforderlich, wobei die Antriebsstimräder immer
oben sein müssen. Um die in beliebiger Lage ankommenden Formen in die erforderliche
Endlage zu bringen, ist in vorteilhafter Ausbildung der Vorrichtung an den Rahmen
auf einer Antriebsseite eine einseitig halbzylindrische abgesetzte Abrolimantelfläche
angebracht, die auf einander gegenüberliegenden am Gestell der Vorrichtung federnd
gehaltenen Leisten abrollt und damit dem Rahmen am Ende der Vorrichtung eine Drehung
bis zu einem Anschlag erteilt.
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In weiterer Ausbildung besteht die Öffnungs- und Schließvorrichtung
aus einer pneumatisch heb- und senkbaren Spannplatte, in welcher drehfeste, gefederte
Bremskörper in dem Abstand der Formen entsprechender Lage eingesetzt sind und die
am Kopfende eine dem Konus entsprechende Vertiefung aufweisen oder an Stelle des
Konus eine planförmige Reibfläche besitzen.
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In der Vorrichtung können für den Rotationsguß geeignete Kunststoffmassen,
wie z. B. Vinylpolymere ebenso wie Gummi, Kunstgummi und dergleichen Massen verarbeitet
werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung gemäß
der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung
mit teilweise geschnittenen Einzelteilen in geschlossenem Zustand, F i g. 2 einen
senkrechten Querschnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 1, Fig.3 die Vorrichtung gemäß
Fig.1 im geöffneten Zustand, Fig. 4 eine Ansicht der Schwenkvorrichtung für die
Vorrichtung gemäß F i g. 1 bis 3, F i g. 5 eine Aufsicht auf die Verriegelungsvorrichtung,
F i g. 6 eine vergrößerte Darstellung einer der Formen mit Lagerung in senkrechtem
Querschnitt, F i g. 7 eine vergrößerte Darstellung der Lagerung der Form mit Bremsvorrichtung
in senkrechtem Längsschnitt, F i g. 8 eine vergrößerte Darstellung der Verriegelung
der Rahmenhälften in senkrechtem Längsschnitt.
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Die Vorrichtung (vgl. Fig. 1 bis 4) besteht aus den in Richtung der
Drehachse geteilten Rahmenteilen 1 und 2, die durch eine Verriegelung 3 zusammengehalten
werden. Innerhalb dieses Rahmens 1, 2, der mittels der Laufräder 4 auf Schienen
4 a fahrbar ist, sind die zweiteiligen Formen 6 drehbar gelagert.
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Der Antrieb der Formen erfolgt über Stirnräder7 mit Zwischenrädern
8, die mit dem Antriebsstirnrad 9 kämmen. Dieses Antriebsstirnrad ist auf einer
Welle 10 befestigt, die ein Kegelrad 11 trägt, das mit einem koaxial zum Lagerzapfen
12 des Rahmens 1 angeordneten und mit dem Laufrad 4 fest verbundenen Antriebskegelrad
13 kämmt. Der Antrieb des Rahmens erfolgt über eine nicht besonders dargestellte
Kette mittels des auf der anderen Seite angebrachten Kettenrades 14, das an dem
Rahmen starr befestigt ist. Der Rahmenzapfen 15 auf dieser Rahmenseite ist ebenfalls
in einem Laufrad gelagert.
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Durch den Antrieb des Rahmens über das Kettenrad 14 wird also dieser
Rahmen selbst und über die Kegel- bzw. Zahnräder 7 bis 11 werden die Formen 6 in
Drehbewegung versetzt. Die Form (vgl. Fig.6 und 7) besteht aus den Formenhälften
6a und 6b.
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In die beiden Naben der Formenteile sind nach außen konische Zapfen
17, 18 eingesetzt, die ihrerseits wieder in den eigentlichen Lagerzapfen19, 20 durch
Verschraubung befestigt sind. Diese Lagerzapfen laufen in Kugellagern 21, die in
den Rahmenkörper 1 bzw. 2 eingesetzt sind. Diese konische Befestigung erleichtert
das Ausbauen der Formen mit Zapfen aus den Lagerzapfen, wenn die Formen wegen Herstellung
eines Hohlkörpers, wie z. B. Fußballes mit anderer Oberflächennarbung oder Größe
bzw. Erneuerung ausgewechselt werden sollen. Bei
der Lagerung der
Formenhälfte 6b ist am Ende des Lagerzapfens 20 eine besondere Vorrichtung getroffen,
um durch Reibungsschluß die Formenhälfte 6 b nach dem Öffnen in derselben Lage zu
erhalten, wie beim Schluß der Form. Zu diesem Zweck ist entweder ein Konus 22 vorgesehen
(vg. F i g. 1 und 2), der in eine entsprechende konische Ausnehmung 23 eines gegen
Verdrehung gesicherten Körpers 26 eingreift, oder eine Reibscheibe 24 mit fester
Gegenscheibe 25 (vgl. Fig.7), welche auf einem solchen Körper befestigt ist. Diese
gegen Drehung gesicherten Körper 26 sind entweder kantig ausgeführt oder in anderer
Weise gegen Verdrehung gesichert. Sie sind in entsprechenden Ausnehmungen der Spannplatte
21 geführt und durch die Tellerfedern 27 elastisch gehalten. An dem Rahmen 1 ist
auf der Antriebsseite neben dem Kettenrad 14 eine abgesetzte Fläche vorgesehen,
die von zwei Halbzylindern28, 29 mit verschieden großem Radius begrenzt ist.
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Gegenüber diesem Rotationskörper befinden sich die beiden Leisten
30 und 31 mit Laufflächen 30a und 31 a, auf welchen der halbzylinderförmige Teil
mit dem größeren Durchmesser im Vorbeifahren des Rahmens abrollt. Diese Leisten
30 und 31 sind über Federn 32 mit dem Gestell 33 fest verbunden. Bei der in F i
g. 4 dargestellten Lage befindet sich der Rahmen ungefähr am Ende der Bewegung,
derart, daß bei vertikaler Lage des Rahmens das Ende der Ablauffläche erreidht ist
und die weitere Bewegung durch einen Anschlag 34 abgebremst wird. In dieser Lage
erfolgt die Öffnung der Form bzw. der im Rahmen gehaltenen Formen zwecks Entformung
des fertigen Produktes. Das Öffnen und Schließen erfolgt automatisch durch die Spannplatte
21 bzw. mit Hilfe der in dieser Platte angeordneten drehfesten Körper 26, die mit
ihren konischen Ausnehmungen 23 gegen die Klonen 22 an den Enden der Lagerzapfen
20 der Formen 6b gefahren werden. Hierdurch werden diese Formteile in ihrer Betriebslage
wieder fixiert, was von Bedeutung ist, wenn im Innern der Formen eine Gravierung,
ein Profil od. dgl., das mit der anderen Formhälfte überein stimmen muß, aufgebracht
ist. Durch diese Spannplatte 21 wird nun gleichzeitig auch die Verriegelung 3 betätigt.
Diese Verriegelung (vgl. F i g. 8) besteht aus einem Drehbolzen 35, der mittels
des unteren Bundes 36 über die Tellerfedern 37 mit Scheibe 38 und Segerring39 in
dem Rahmenteil 2 gelagert ist, wobei der Drehbolzen 35 sowohl gedreht werden kann
als auch gegen den Druck der Federn 37 längsverstellbar ist. Der obere Teil des
Drehbolzens besitzt an seinem Kopf einen Querstift 40, der auf einer Scheibe 41
mit schräger Fläche 42 gleitet, wenn der Drehbolzen gedreht wird (vgl. F i g. 5).
Die Drehung erfolgt um etwa 1100 bzw. so lange, bis der Querstift 40 genau über
einer entsprechenden Ausnehmung 43 in der Ablaufscheibe 41 steht, durch die er hindurchtreten
kann. In dieser Stellung ist dann der Drehbolzen frei und damit die Verriegelung
der Rahmenteile 1 und 2 aufgehoben. Diese können nunmehr die in F i g. 3 dargestellte
Lage einnehmen, wobei das fertige Formteil herausgenommen und neue Masse für den
nächsten Arbeitsvorgang eingefüllt werden kann. Die Spannplatte 21 wird auf pneumatischem
od!er hydraulischem Wege auf und ab bewegt, wobei ein der Länge des Drehbolzens
entsprechender Hub bedingt ist. Die pneumatischen Antriebsmittel hierzu sind nicht
besonders darge-
stellt. Die Hubbewegung für die Spannplatte ist durch nicht besonders
dargestellte Maßnahmen, wie z.B. Zahnstangen, mit dem Antrieb für die Drehbewegung
des Drehbolzens derart gekuppelt, daß gleichzeitig mit der Abbremsung der einzelnen
Formen durch die Spannplatte auch die Verriegelung des Sperrbolzens gelöst wird,
wie aus Fig. 1 und 3 zu erkennen. Die Endlage des Drehbolzens 35 bestimmt sich durch
die in dem Rahmenteil 1 eingebrachte Scheibe 44, die durch einen Segerring 45 gesichert
ist.
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Die Ablaufscheibe 41 ruht auf einer in der Ausnehmung des Rahmens
1 eingesetzten Büchse 46, welche auf der Scheibe 44 aufsitzt.