Selbsttätig arbeitendes Werkzeug zum Einstanzen der Besteckungsbündel in Bürstenkörper Die Erfindung betrifft ein selbsttätig arbeitendes Werkzeug zum Einstanzen der Besteckungsbündel in den Bürstenkörper und befasst sich mit dem Antrieb für die einzelnen Arbeitsgänge, die ein solches Werk zeug zur Düirchführung des Besteckungsvorganges eines Bürstenkörpers auszuführen hat.
Die einzelnen Arbeitsgänge bestehen bei einem solchen bekannten Werkzeug im wesentlichen: in der Abteilung und Zuführung einer jeweils ein Bündel bildenden bestimmten Menge des Besteckungsmate- rials, in der Bildung einer Drahtschlinge und ihrem Umlegen um das Bündelmaterial oder in der For mung eines Ankers. aus einem:
Flachdraht und seinem Vorschieben vor das Bündelmaterial, in der Einfüh- rung des so vorbereiteten Bündels in den Stanzkopf des Werkzeuges, im Anlegen dieses Kopfes an den Bürstenkörper und in dem. eigentlichen Einstanzvor- gang, durch den die Enden der das Bündel umfassen den Drahtschlinge in den Werkstoff des Bürstenkör pers hineingetrieben werden und das Bündel in ihm verankern.
Bei den bekannten automatischen Stanzwerkzeu- gen werden alle diese Arbeitsgänge mechanisch. be trieben;
dies führt zu einem ausserordentlich viel fältigen und komplizierten Aufbau des Werkzeuges, der die Ursache seiner grossen Störanfälligkeit und seines hohen Gestehungspreises bildet. Beides wirkt sich besonders ungünstig bei der neuerdings bevor zugten Massenfertigung der Bürsten aus, die den Ein satz einer grossen Zahl von Stanzwerkzeugen bedingt;
ausserdem führt das Bestreben nach grösstmöglicher Steigerung der Fertigungsleistung zu hohen und höchsten Geschwindigkeiten für die einzelnen Ar beitsgänge, was einen schnellen Verschleiss und da mit ein vorzeitiges Unbrauchbarwerden der Werk zeuge bewirkt, die für den arbeitsgerechten Ablauf der mechanischen Steuervorgänge mit grosser Präzi- sion gefertigt sein müssen, woraus sich ihr hoher Preis erklärt.
Alles dies rechtfertigt die Annahme, dass das kostspielige und störanfällige, mechanisch betriebene Präzisionsstanzwerkzeug, das in. der Se kunde bis zu. fünf Stanzungen ausführen kann, am Ende seiner Entwicklung angelangt ist.
In dieser Erkenntnis beschreitet die Erfindung einen grundsätzlich anderen Weg, indem sie vor schlägt, die Einzelteile des Werkzeuges durch ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel anzutreiben.
Die Einschaltung eines pneumatischen Druckmit- tels, vorzugsweise in Gestalt von Druckluft, in den Antrieb der beweglichen Teile des Stanzwerkzeuges verleiht ihren Bewegungen eine gewisse Weichheit, jedoch ohne Einbusse an Genauigkeit; dadurch wird das Werkzeug geschont, seine Lebensdauer verlän gert und seine Empfindlichkeit gegen Störungen be seitigt.
Als Organe für den Antrieb der einzelnen Teile des Werkzeuges und für die Steuerung ihrer Bewegungen lassen sich handelsübliche Konstruktio nen verwenden; der Wahl ihrer Anordnung und An bringung bietet die Möglichkeit ihres Anschlusses und ihrer Verbindungen mittels beweglicher Leitun gen, insbesondere mittels Schläuchen, weiten Spiel raum.
Schliesslich erleichtert die pneumatische oder hydraulische Ausrüstung die Zusammenfassung einer grösseren Zahl von Stanzwerkzeugen zu einer selbst tätigen Bürstenfertigungsmaschine. .
Für die Steuerung der Werkzeugantriebe kann man zweckmässig ein gemeinsames Steuerorgan, vor zugsweise in Gestalt einer Nockenwelle, vorsehen, deren Nocken Schaltorgane für die einzelnen An- triebe betätigen. Durch entsprechend versetzte An ordnung der einzelnen Nocken erzielt man dabei die gewünschte Reihenfolge in der Schaltung der Ar beitsvorgänge.
Man kann anderseits vorteilhaft auch eine solche Anordnung treffen, dass die Antriebsorgane für die einzelnen Arbeitsgänge derart hintereinandergeschal- tet und gesteuert sind, dass jeder Arbeitsgang den näch sten auslöst;
damit erhöht man die Gewähr eines ein wandfreien Ablaufes. des gesamten Stanzvorganges in der richtigen Aufeinanderfolge seiner einzelnen Arbeits- gänge und setzt die ohnehin geringe Störanfälligkeit der pneumatischen oder hydraulischen Ausrüstung noch weiter herab.
Den Ablauf der Bewegungsvorgänge bei jedem Stanzvorgang kann man mit Vorteil in Abhängigkeit von der Werkstückbewegung steuern, also seinen Be ginn von dem in Schritten erfolgenden Vorschub des oder der zu besteckenden Bürstenkörper herleiten.
Die gegenüber mechanisch betriebenen Stanz- werkzeugen geringe Arbeitsgeschwindigkeit kann man ohne Einbusse an Fertigungsleistung dadurch ausglei chen, dass man in einer Bürsten!besteckmaschine pneumatisch oder hydraulisch ausgerüstete Stanz werkzeuge in genügender Zahl und vor allem in ent sprechender Anordnung an der Bahn .der Bürsten- körper vorsieht, und zwar vorzugsweisse derart,
dass die Maschine bei jedem -Vorschubschritt -des Werk stückförderers an ihrem Austragsende eine fertig gestellte Bürste liefert.
Die Erfindung ist im nachstehenden anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die auf der Zeichnung in Fig. 1 bzw. 2 schematisch und ohne einheitlichen Massstab veranschaulicht sind.
Beiden Ausführungsbeispielen liegt ein zum Teil bekanntes automatisches Stanzwerkzeug zum Bestek- ken eines Bürstenkörpers 1 zugrunde, dessen Be- standteile die folgenden sind:
In. einem fest angebrachten Gehäuse 2 ist eine Stanznade13 längsverschieblich angeordnet und .durch einen Kolben 4 sowie in einer -Querwand 5 ;geführt;
ferner ist im Gehäuse 2 ein Schieber b längsbeweg- lich geführt, der durch einen aus dem Gehäuse seit lich herausgeführten Bügel 7 starr mit dem Stanzkopf 8 verbunden ist;
der Stanzkopf 8 liegt gleichachsig mit der Stanznadel 3 uni mit einer Längsbohrung für diese versehen vor der Stirnseite des Gehäuses 2 und kann bis zur Anlage an dem Werkstück 1 vor geschoben werden. Im. Gehäuse 2 ist zwischen dem Nadelkolben 4 und .dem Schieber 6 eine Feder 9 und zwischen dem Schieber 6 und der Querwand 5 eine Feder 10 eingeschaltet;
indessen kann für den Vorschub des Stanzkopfes 8 auch ein eigener Druck- luftantrieb vorgesehen werden. Ferner- gehört zu .dem Stanzwerkzeug eine zum Abteilen und Zuführen einer bestimmten Besteckmaterialmenge dienende Vorrich tung in Gestalt einer schwingend gelagerten, kreis- bogenförmigen Sichel 11 mit einer Ausnehmung 12,
die aus einem Vorratsbehälter 13 eine bestimmte Menge Borsten, Haare oder dergleichen entnimmt und an die 'Steile a zwischen der Stirnflüche des Ge häuses 2 und dem Stanzkopf 8 -befördert.
Zur Bildung -der Verankerungsschlinge aus Draht und zu ihrer Anbringung an dem abgeteilten Bestek- kungsbündel dienen folgende Vorrichtungen:
über ein Rollenpaar 14, 15, von denen das eine mit einem Antriebszahnkranz 16 starr verbunden ist, wird, ein Draht 17 dem Vorderteil des Gehäuses 2 zugeführt;
ein in diesem 1'ängsverschieblich geführtes Schneid- und Biegewerkzeug 18, das. mit einer Durchlässboh- rung für die Stanznadel 3 versehen ist, trennt von dem Draht 17 einen Abschnitt ab und biegt ihn in eine U-Form, und zwar über einen Dorn 19,
der auf einer Stange 20 querverschieblich zum Gehäuse 2 angeordnet und in dessen mittlere Längsachse und damit in die Bahn des Werkzeuges 18 wie auch der Stanzn:adel 3 gebracht werden kann. Das Werkzeug 18 ragt mit einer Querstange 21, an der sein: Ver schiebeantrieb angreift, aus einem Schlitz des Gehäu ses 2 heraus.
Nach Zurückziehen des Dornes 19 führt .das Werkzeug 18 die U-förmige Drahtschleife unter Erfassung des bei a befindlichen Besteckbündels also diese beiden Teile in die Bohrung des Stanzkopfes 8 hinein. Nachdem der Kopf 8 bis zur Anlage am Bürstenkörper 1 vorgeschoben worden ist, stanzt die Nadel 3 die Drahtschleife mit dem Besteckbündel in eine Bohrung des. Bürstenkörpers 1 hinein, womit der Besteckungsvorgang vollzogen ist.
Die pneumatische Ausstattung des. automatischen Stanewerkzeuges ist wie folgt aufgebaut: Zum Antriebe des Besteckmaterialabteilers 11 dient ein schwingend gelagerter Druckluftzylinder 22 mit doppeltwirkendem Kolben 23, dessen Kolben stange 24 am Abteilet 11 gelenkig angreift. Der schrittweise erfolgende Vorschub des Drahtes 17 wird durch. die in das Zahnrad 16 eingreifende Stange des Kolbens 26 eines schwingend gelagerten Druckluft- zylinders 25 bewirkt.
Für den Antrieb des Schneid- und Biegewerkzeuges 18 ist eint Zylinder 27 mit einem doppelt beaufschlagbaren Kolben 28 vorgese hen, .dessen Kolbenstange 29 an dem Arme 21 an- greift. Die Stanznade1 3 ist aus dem rückwärtigen Ende des Gehäuses 2 heraus bis in einen Zylinder 31 geführt, wo sie einen .doppelt beaufschlagbaren Kolben 32 trägt.
Schliesslich wird .die Dornstange 20 von einem Kolben 35 angetrieben, der in einem Zylinder 36 geführt ist.
Der vorstehende Teil der Beschreibung gilt - mit Ausnahme des Antriebes für das Zahnrad 16 - so wohl für Fig. 1 als auch für Fig.2_ Anschliessend wird zunächst das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben:.
In der Bahn der im Arbeitstakt schrittweise vor geschobenen Bürstenkörper 1 liegt ein von jedem an ihm vorbeibewegten Werkstück betätigtes elektrisches Schaltorgan 38, das über Leitungen 39 zum Schalter .40 eines Elektromotors 41 führt.
Dieser treibt über .ein Schneckenvorgelege 42 eine Steuerwelle 43 an, die mit fünf Nockenscheiben 44 besetzt ist, deren jede in bestimmter Versetzung zueinander .einen Nok- ken trägt.
Jeder Nocken betätigt einen pneumati schen Schalter 45 bis 49; diese Schalter bilden die Steuerorgane für die Antriebszylinder 25, 22, 31, 27 bzw. 36, mit denen sie durch -die in Fig. 1 wieder gegebenen Leitungen -verbunden sind.
Während des in kontinuierlichen Schritten erfol genden Vorschubes der Werkstücke schliesst ein Bür stenkörper 1, der an -der Vorschubbewegung teil- nimmt, den Schalter 38 mit der Wirkung, dass der Motor 41 angelassen wird, und zwar steuert dabei der Schalter 40 die Einschaltdauer für eine solche Zeit,
dass die Nockenwelle 43 genau eine Umdrehung im Sinne des Pfeiles b ausführt. Bei diesem Umlauf steuern die Nocken der Scheiben 44 die ihnen zu geordneten Schalter 45 bis 49 im Sinne des Vor schiebens und Rückholens der von ihnen gesteuerten Antriebskolben, und zwar in der Reihenfolge, die sich aus der Versetzung der Nocken ergibt;
da diese auf die Aufeinanderfolge der Bewegungen der einzel nen Teile des Werkzeuges abgestimmt ist, vollzieht sich auf diese Weise bei jedem Umlauf der Welle 43 ein vollständiger Besteckvorgang.
Bei entsprechender Ausbildung kann an' jeden Schalter 45 bis 49 -eine grössere Zahl von Werkzeug teilantrieben angeschlossen werden, z. B. für so viele Einstanzwerkzeuge, wie zum gleichzeitigen Bestek- ken eines Bürstenkörpers erforderlich sind.
Darüber hinaus kann man den gemeinsamen Steuerbereich da- durch erweitern, dass man auf der entsprechend ver längerten Welle 4.3 die Noekenscheiben 44 in einer grösserem Anzahl von Gruppen an- und ihnen die Schaltorgane 45 bis 49 in entsprechender Zahl zu ordnet.
Schliesslich kann man bei einer grösseren Besteckmaschine die gesamte Steuereinrichtung vom Motor 41 bis zu den Schaltorganen 45 bis 49 auch mehrfach anordnen und sämtliche Steuereinrichtun- gen parallel zueinander von einem gemeinsamen Werkstückschalter 38 steuern lassen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 unterschei det sich von demjenigen nach Fig. 1 in der Steuerung der einzelnen Arbeitsvorgänge, die hier in Hinterein- anderschaltung erfolgt. Dabei sind die pneumati- sehen Antriebe der Werkzeugteile in der Weise er gänzt, dass die Kolbenstange 29 einen Ansatz 30, die Kolbenstange 3 einen Ansatz 33 und die Stange 20 einen Ansatz 37 trägt, wobei in der Bahn dieser Ansätze je ein Schalter 50 bzw. 51 bzw. 52 liegt. Dem Zylinder 31 ist ein Impulsventil 34 vorgeschal tet.
Der Zylinder 22 ist schwingend gelagert; an sei ner Schwingbewegung nimmt ein Doppelhebel 53 teil, der über eine Stossstange 54, die in den Zahn kranz 16 eingreift, das Rollenpaar 14, 15 derart schrittweise antreibt, dass es jedesmal ein Drahtstück von der Länge der Schleife in das Gehäuse 2 fördert. In der Bahn des Schwinghebels 53 liegt ein Schal ter 55.
Wird in der kontinuierlich schrittweisen Werk stückführung das Steuerorgan<B>38,</B> das hier pneu matisch arbeitet, durch einen an ihm vorbeigeführ ten Bürstenkörper betätigt, so leitet es während sei ner Einschaltstellung die Druckluft, die ihm aus der Hauptleitung 59 über eine Leitung 60 zugeführt wird, durch eine Leitung 61 dem Antrieb 22, 23 der Vorrichtung 11 mit der Wirkung zu,
dass diese eine bestimmte Menge Besteckinaterial aus dem Behälter 13 an die Stelle a befördert. Gleichzeitig schiebt -das Rollenpaar 14, 15 über den beschriebenen Schwing- antrieb 53, 54 ein Stück des Drahtes 17 in das Gehäuse 2.
Dabei betätigt der Schwinghebel -53 mit seinem freien Ende den Schalter 55, der über eine Leitung 63 den Antrieb 27, 28 für das -Werkzeug 18 im 'Sinne des Biegeas der Drahtschleife um den Dorn 19 steuert. Während dieser Bewegung schliesst die Steuernase 30 der Kolbenstange 29 den Schalter 50 mit der-Wirkung,
dass über eine Leitung 64 der Kol ben 35 im Zylinder 36 im Sinne des Zurückziehens der Dornstange 20 verschoben wird. Dabei betätigt die Nase 37 den als Ventil mit Leerlsufrücklauf aus gebildeten Schalter 52, welcher der Druckluft über eine Leitung 66 den Weg zu dem Steuerschieber 34 freigibt. Dieser Schieber -steuert den Antrieb 31,
32 in der Weise, -dass die Stanznadel 3 sölgagartig vor geschoben wird, wobei unter der Mitnehmerwirkung der Feder 9 zunächst der Stanzkopf 8, der das Be- steckbündel mit Drahtschleife -enthält, an den Bür stenkörper 1 gedrückt wird und beim weiteren Hub des Kolbens 32 die Stariznadal 3 das Bündel in die Aufnahmebohrung 67 des Bürstenkörpers 1 ein stanzt.
Am Ende dieser Bewegung betätigt der Arm 33 -das Ventil 51 mit der Wirkung, dass über die Lei tung 69 der Steuerschieber 34 umgesteuert wird und den Rückhub des Kolbens 2 und\ damit der Stanz- nadel 3 veranlasst. Gleichzeitig gibt im Zuge des schrittweisen Werkstückvorschübes -der den
Vorgang steuernde Bürstenkörper das Steuerorgan 38 frei; dieses schaltet den Borstenzubringerantrieb 22, 23 über die Leitung 70 auf Rückhub; über den dadurch freigegebenen \Schalter 55 holt der Antrieb 27, 28 das Werkzeug 18 in seine Ausgangsstellung zurück, während der Antrieb 35, 36 nach Freigabe des Ven tils 50 die Dornstange 20 -anhebt, so d@ass sie den Dorn 19 wieder in die Bahn des: Werkzeuges 1'8 bringt.
Damit sind sämtliche Teile des Stanzwerk- zeuges in ihre Ausgangslage zurückbewegt worden, in der sie für den nächstfolgenden automatischen Stanzvorgang bereitstehen; der nunmehr durch. den nächsten Schritt im Züge des Werkstückvorschubes durch Betätigung des Schaltorgans 38 ausgelöst wird. Im übrigen kann statt des automatisch gesteuerten Organs 38 auch ein Handschalter vorgesehen werden.
Wie ergänzend zu beiden Ausführungsbeispielen bemerkt sei, sind jedem Antriebszylinder zwei nur in Fig. 2 dargestellte Regelventile 71 vorgeschaltet, mit denen der Hub und die Geschwindigkeit der An triebskolben genau eingeregelt werden kann. Als mittlere Werte für die Arbeitsgeschwindigkeit des Werkzeuges nach der Erfindung seien 1 bis. 2 Sekun den für ein Arbeitsspiel und eine weitere Sekunde für den Vorschub des Werkstückes um einen Schritt genannt.
Für den Aufbau und die Arbeitsweise des Stanz werkzeuges kann nach der Erfindung statt der Druck- luft auch eine Druckflüssigkeit als Medium für den Antrieb und für die Steuerung der Teile des Werk- zeuges gewählt werden.