CN110636777B - 毛刷填塞设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及毛刷填塞设备，其包括至少一个填塞工具，该填塞工具具有多个可在轨道上往复运动的子工具，这些子工具通过一个凸轮轴(80)驱动，该凸轮轴上存在带倾斜的凸轮面(102至104)的凸轮(82至100)。凸轮随动件成对地配合在一个共同的摇杆(114)上，该摇杆通过倾斜的凸轮面(102，104)倾斜。

Description

毛刷填塞设备

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个填塞工具的毛刷填塞设备。

背景技术

毛刷填塞设备用于将一个或多个刷毛或刷毛簇插入刷毛载体或料匣内的配置的开口中。在此，毛刷填塞设备可设计为：它在利用固定件或不用固定件的情况下作业。这在经由固定件进行紧固的情况中意味着：将刷毛或刷毛簇折叠为U形，并且固定件(线环或一种刀片)作用在U形的中间接桥上、并且将经折叠的刷毛或经折叠的刷毛簇推入开口中并且同时切入开口壁中，以将刷毛或刷毛簇固定在开口中。

用于这种填塞过程的填塞工具包括多个子工具，这些子工具负责各个作业步骤。用于各个作业步骤的子工具及其运动—在仅列举若干个的情况下它们会是圆弧段在刷毛料匣上的分离运动、输送固定件的运动、使线环成形的运动、所谓的束锤的运动、工具推送器的运动或者所谓的用于插入固定件的舌形件的运动--全部由一个或多个马达轴的旋转运动导出。为此通常设置有凸轮和随后的中间传动机构。在下文中，主要是耦合传动机构、杠杆组件、曲轴传动机构、凸轮传动机构、轮式传动机构如齿轮传动机构、摩擦轮传动机构、链轮传动机构或带轮传动机构和滚轮传动机构(Rollengetriebe)属于“中间传动机构”的概念，经由这些机构将旋转运动转换为往复运动。驱动各个子工具的另外的选择可能性是各个伺服电机，这些伺服电机代替凸轮。

在凸轮驱动装置中，凸轮由于其尺寸之故通常裸露在外。凸轮的尺寸主要通过行程长度确定。由于这种开放的结构，产生较高的噪声排放和由松散的刷毛和灰尘造成的轻微污染。凸轮面的润滑是较大的问题，这是因为油会由于高转速之故而飞散。由于高的运动质量之故，在整个系统中产生振动，这些振动必须得到控制。

发明内容

本发明的目的是：实现一种毛刷填塞设备，该毛刷填塞设备的出众之处在于转速高、噪声水平低、保养维修少和结构尺寸较小。此外振动应该得到减少。

所述目的通过毛刷填塞设备得以实现，该毛刷填塞设备包括：至少一个填塞工具，该填塞工具具有多个在轨道上可往复运动的子工具；驱动装置，该驱动装置具有旋转马达和传动机构，该传动机构将旋转马达的旋转运动转换为至少一个子工具的往复运动，该传动机构将马达轴的旋转运动转换为往复运动并且具有凸轮轴，该凸轮轴具有至少一个包括两个相邻的凸轮的驱动副，其中，两个凸轮沿着相对凸轮轴旋转轴线的径向平面延伸并且具有构成凸轮的周面的凸轮面，其中，每个凸轮面一方面径向向外而另一方面倾斜于所述径向平面延伸，其中，相应一个凸轮随动件在两个凸轮面上沿着凸轮面运动并且两个凸轮随动件配合在摇杆上，该摇杆的摇杆轴位于两个凸轮的径向平面之间，其中，每个凸轮随动件导致摇杆轴沿着配置给该凸轮随动件的枢转方向枢转，并且摇杆轴构成输出轴且与中间传动机构联接，该中间传动机构将输出轴运动转换为往复运动。

在根据本发明的毛刷填塞设备中设置有特别类型的传动机构。凸轮设计为与径向向着凸轮轴延伸的盘件或滚筒类似。然而，这些盘件或滚筒的周面在侧视图中观察是倾斜延伸的。凸轮随动件的作用在于：摇杆始终精确地定位，这是因为两个凸轮随动件优选永久地靠置在其配置的凸轮面上。当一个凸轮面的凸轮随动件比另一个凸轮随动件径向距离凸轮轴的旋转轴线更远时，那么前者负责沿着旋转方向的旋转运动，并且接着在凸轮的进一步旋转中相应凸轮面的贴靠在凸轮随动件上的区段与旋转轴线的径向间距重新改变，使得另一个凸轮随动件然后向外转移，与此相对，第一凸轮随动件能够以其接触面继续向内延伸，使得摇杆沿着相反方向进行旋转运动。基于这种结构能够产生紧凑的曲线，这些曲线能够实现大的凸轮随动件，因而可以转换大的力。由此不需要在凸轮传动中常用的压紧弹簧。传动机构的运转平稳性相对迄今使用的传动机构得到明显改善。此外，运动的质量同样是小的。用于往复运动的轨道几何形状可以设计为直线的、圆弧形的或任意其它形式。

优选地，凸轮随动件是滚轮，这些滚轮支承在摇杆上。这些滚轮可以具有较大的直径并且由此可以承受大的力。

滚轮应该配合在同一根中轴线上并且特别是具有同样的直径。

摇杆轴的假想旋转轴线特别是在各自的相对凸轮的旋转轴线的径向平面中延伸，也就是说，它不与径向平面相交、而是位于该径向平面中。这降低了凸轮面的制造费用。

摇杆轴、更确切地说通过摇杆轴构成的输出轴可以在其两个相反的端部区段上分别与各自的中间传动机构联接，从而可以由一个摇杆导出两个输出端。这提供了从一个紧凑的中心传动机构中导出多个运动的额外可能性。

例如填塞设备可以是多重填塞设备，其具有两个或更多个用于对两个或更多个毛刷同时进行填塞的填塞工具，其中，两个填塞工具中的每一个填塞工具设置用于对各自的毛刷进行加工，因而同时制造两个或更多个毛刷。因此结构上的费用和费用支出相对迄今为止的毛刷填塞设备大幅降低。一个驱动马达和一个传动机构的作用在于至少成对地推出毛刷。

特别是在凸轮轴上设置有多个驱动副，这些驱动副的输出轴操作另外的子工具。因此利用一个凸轮轴能够驱动填塞设备中设置的多个或所有的工具及其子工具。

在一种双重填塞设备中，全部凸轮轴可以与结构相同的子工具对联接，以便同时对两个毛刷进行加工。

所述至少一根凸轮轴优选安置在壳体中，至少一根输出轴的至少一个端部、优选一个输出轴或多个输出轴的两个端部从该壳体中伸出，以便然后在壳体外部与中间传动机构联接。

所述壳体优选是封闭的壳体，使得传动机构得到保护免受污染并且可以具有集成的润滑。由此还减少了维护保养。此外噪声排放更低。

壳体中存在的润滑可以是飞溅润滑，使得凸轮面在油池中运转。此外，可设置有内部或外部的油泵，通过该油泵有针对性地将油泵送到凸轮面上，或者可以设置有嵌置的叶轮，该叶轮将油从油底壳中运输到传动机构的事前确定的位置。

构成子工具的实例的填塞舌形件、工具推送器、束锤、线环成形器和/或束分离器可以通过相应各自的驱动副驱动。

需要强调的是：一个驱动副的两个凸轮也可以通过中间壁而被相对彼此加固，该中间壁则甚至可以如下一体地转入两个凸轮中，即，可选地两个凸轮面甚至无凸台地转入中间壁中。在这种情况中，通过凸轮随动件的运行轨道限定各个凸轮面。

附图说明

从下文说明和后面参照的附图获得本发明的另外的特征和优点。附图中：

图1示出根据本发明的填塞设备的一部分的原理示意图，然而不包括驱动装置；

图2示出根据本发明的毛刷填塞设备的一种变型方案的透视性侧视图，其中包括驱动装置和传动机构；

图3示出图2所示传动机构的内部示意图；

图4示出图3所示传动机构的可选的实施方式；

图5a)至d)示意性示出在根据本发明的毛刷填塞设备的一种变型方案中执行的步骤。

具体实施方式

图1示出了毛刷填塞设备，其具有包括多个子工具的填塞工具8。填塞设备包括具有多个用于刷毛载体12的保持器的卷筒10、刷毛料匣14、作为子工具的所谓的取束器(Bündelabnehmer)16、以及作为另外的子工具的用于填塞的舌形件18。此外存在利用箭头象征性示出的输送装置19(同样是子工具)，其用于所谓的固定件20、例如形式为线环或薄金属片(也称为刀片)。

在刷毛填塞设备中，刷毛载体1、例如后期为成品毛刷组成部分的具有开口的小板或形式为如图1所示的完整刷体的刷毛载体被填塞。

卷筒10在当前实例中设计为旋转的保持工具，在该滚筒中多个刷毛载体12容纳在一个围绕轴线24可转动的支承架26上，所述刷毛载体在确定的位置处被输送给支承架26并且取下并且在一位置中被填塞(bestopft)。

在接下来说明的填塞运动期间，通过支承架26沿着两根轴线的运动使刷毛载体移动，使得后续需填塞的开口始终与下一个移过来的刷毛簇对置。

刷毛料匣14包括具有并排竖立的、机械预紧的刷毛28的料仓。围绕竖直轴线30可枢转的、包括板形圆弧段的取束器16沿着具有刷毛28的料匣14移动并且通过如下方式获取束，即，取束器16在其沿着移动的外边缘上拥有缺口32，刷毛簇被压入该缺口中。

填塞工具本身包括可移动的(构成子工具的)推送器34，该推送器具有尖部36，该尖部在束接收位置与图1示出的填塞位置之间往复运动。通过双箭头示出这个运动。这个运动可以沿着直线轴或圆弧段进行。

在填塞位置中，尖部36与刷毛载体12接触或停止在其表面附近。

在束接收位置中，尖部36位于点画线44上。尖部36的行程通常与刷毛材料的长度相匹配。如果是牙刷，那么这个行程最大为20mm，若是笤帚则大得多(例如100mm)。

在推送器34中设置有切口状的引导件，舌形件18沿着该引导件往复运动。

在舌形件18拉回时，固定件可以(参见输送装置19上的箭头)在舌形件18的前侧端部前经由侧向切口插入导槽中。此外还输送刷毛簇，更确切地说通过如下方式，即，如在现有技术中已知的那样将刷毛簇折叠并且使固定件20位于折叠为“U”形的刷毛簇的下端部上。然后舌形件18可以将包括经折叠的刷毛簇和固定件20的单元推向尖部36并且最后将其推入相应的开口中。通过所谓的子工具进行各作业步骤。

全部运动都是极快的往复运动，这些往复运动在部分高于1000循环/分钟的情况下必须彼此精确协调。如后续说明的那样，可以通过各个运动部件的机械联接实现单个运动的协调。

图2示出具有驱动装置的毛刷填塞设备。在这种情况下涉及的是多重填塞设备、在此为双重填塞设备，在该双重填塞设备中，一个上部填塞工具50和一个下部填塞工具52同时对毛刷进行填塞。各个子工具为了上部和下部填塞工具50、52设计为相同的，因而产生两个工具组(分别用于上部和下部)。已经结合图1示出和说明的部件保留其附图标记。被视为示意概览图的图1中的一些部件为了更加清楚起见在图2中没有再示出。为此在图2中示出了特别是驱动装置的部件，而在图1中则未示出。

用于可往复运动的各个子工具的全部运动的驱动装置包括旋转马达54以及通过该旋转马达驱动的传动机构56，该传动机构具有封闭的外壳58。

多个输出轴60至68从外壳58中伸出，更确切地说以其两个相反的端部伸出。在图2中标注附图标记的上端部设置用于驱动上部填塞工具50的许多子工具，而输出轴60至68的相反的下端部则设置用于驱动下部填塞工具52的子工具。输出轴60至68进行旋转运动、更确切地说不是环绕的旋转运动、而是在＜360°的角上的旋转运动，其中，如后续借助图3和4还将阐述的那样，这些输出轴交替地沿顺时针和逆时针方向往复运动。

每根输出轴60至68驱动一个各自的中间传动机构、在此形式分别为杠杆组件。这借助输出轴60来阐述。输出轴60驱动具有第一杠杆70和可枢转地安装在该第一杠杆上的第二杠杆72的杠杆组件。杠杆72又直接或间接地与舌形件18联接。输出轴60由此负责舌形件18的往复运动，并且相应的杠杆组件将输出轴60的持续变化的旋转运动转换为舌形件18的基本上直线的或轨道形的往复运动。

毛束填塞设备的其余后续说明的子工具也通过相应的、各自的输出轴60至68驱动。

这样输出轴62负责推送器34的运动。在此也设置有杠杆组件76，该杠杆组件将输出轴64的旋转运动转换为往复运动。

输出轴64负责所谓的束锤77。图2示出了相应的杠杆组件78。束锤77用于：当尖部34的整个行程短到已经塞入刷毛载体12中的开口中的刷毛簇在拉回位置中仍然部分处于尖部34中时，将超长的刷毛簇从尖部34中击出。

输出轴66是用于使固定件的环成形的驱动装置，如还借助图5对此进行阐述的那样。

为了使取束器16运动，设置有输出轴68。当输出轴68与轴线30精确重合时，此处不再需要转换或杠杆组件。

图3示出了传动机构56的内部。旋转马达54与凸轮轴80联接，由该凸轮轴获取用于输出轴60至68的全部运动。

在凸轮轴80上为输出轴60至68中的每一个设置有凸轮82至100的各自的驱动副，所述凸轮在配置的相对凸轮轴80旋转轴线A的径向平面R中延伸。这当然并不意味着：凸轮具有仅仅无限小的厚度，它们更确切地说设计为盘形的并且沿着径向平面向外延伸，也就是说它们不是螺旋形的凸轮，而是如平盘那样垂直于轴线A定向。径向平面R是凸轮82至100的平面，该平面在凸轮厚度的中心穿过该凸轮延伸。

每个凸轮82至100具有一个周面、以下称为凸轮面102、104(为了更加清楚起见，只有凸轮面102、104标注了附图标记)。凸轮面102、104主要倾斜于径向平面R延伸，然而在周面上也有平行于轴线A延伸的区段，这些区段可以借助凸轮94、96上的区段106、108看到。然而这些区段只是凸轮面的倾斜于径向平面延伸的各区段之间的过渡区段。

每个凸轮82至100的凸轮面102、104通常基于图3具有向左倾斜的区段以及随后的向右倾斜的区段和其间平行于轴线A的过渡区段，其对应于区段106、108。

形式为滚轮110、112的凸轮随动件在凸轮面102、104上滚动，所述滚轮支承在摇杆114的相反的侧臂上。摇杆114具有摇杆轴，该摇杆轴具有假想的中心旋转轴线116，该中心旋转轴线位于凸轮驱动副的径向平面R之间。

摇杆轴同时构成输出轴60。其余的输出轴62至68相应地是设置在那里的摇杆114的摇杆轴。

在图3中可以看到：支承件118安装在摇杆轴上或换句话说安装在输出轴60至68上，使得滚轮110和112在其上的紧固和支承得以简化并能够实现。

相应摇杆114的每个滚轮对的滚轮110、112的中轴线M重合。

如在图3中可以看到的那样，滚轮110、112也具有相同的直径并且同时靠置在它们相应的凸轮82、84的凸轮面102、104上。

这意味着：凸轮面102、104在穿过轴线A的每个轴向剖面中位于直线G上。在图3中为凸轮面的这些区段中的一些画出了这些直线G。出于清楚的原因，没有为相应凸轮面的其它区段画出这些直线。通过凸轮面102、104和凸轮面区段的这种定向能够实现：相应的摇杆114在其滚轮110、112在凸轮面上滚动期间是无间隙的。

随着凸轮轴80的转动，凸轮以其与轴线A不均等地间隔开的区段环绕。凸轮在此如下设置并且为每个驱动副具有如下的尺寸和偏心度，使得滚轮110、112与相应的凸轮面102、104持久接触。

还必须如下地选择凸轮的尺寸，即，为了一方面不被压向外侧并且另一方面经由滚轮110、112与凸轮面102、104持久接触，摇杆114不必以旋转轴线116与轴线A具有不同距离。换言之，全部直线G在一个驱动副的凸轮的外周上与径向平面R’(配置的摇杆114的旋转轴线116位于该径向平面中)的交点构成一个圆。

通过凸轮面102、104的先向左和在其它区段中向右的定向，配置的摇杆114也先沿顺时针方向倾斜并且再沿着逆时针方向倾斜。图3中的相应箭头清楚地说明了这一点。摇杆轴沿着相反枢转方向枢转，其作用在于：与其联接的子工具的后期的往复运动。每个凸轮面102、104在此单独负责沿旋转方向的运动。

滚轮110、112只在周面(凸轮面)上滚动并且肯定不像在球面传动机构的情况中那样在凸轮的侧面上滚动。这些球面传动机构还具有螺旋形的凸轮形状，而在本发明中凸轮形状是盘形的或者滚筒形的，其具有倾斜的周面。

摇杆轴的从壳体58中伸出的端部区段是图2示出的输出轴60至68。输出轴60至68和由此摇杆轴简单地经由滚珠轴承或滑动轴承支承在壳壁中。

在对外封闭的壳体58中存在油润滑，要么利用泵、要么经由导向叶片、顶出器或类似物。

图4所示的实施方式在功能方面与图3所示的实施方式相对应。然而在此两个凸轮82、84利用一个中间壁120一体连接。中间壁120使凸轮82、84的凸轮面102、104无凸肩地延续，因而产生仅仅一个凸轮的印象。然而中间壁120在功能方面对于输出轴来说无关紧要。因此换言之，凸轮82、84是“整个”凸轮的区段，滚轮110、112在该凸轮上滚动。

尽管在图4中示出了仅仅一个驱动副，但是也可以将相应的驱动副用于其余的输出轴62至68或者只用于这些驱动副中的一些。

在图5a)至d)中示出不可限定性理解的实例：当固定件20是线环时如何输送该固定件并使之变形。在图5a)中，舌形件18在前部位置中。然后侧向经由同样可由驱动装置导出的往复运动输送固定件20、在此形式为直线的线材段。用附图标记140标记折弯件，并且用附图标记180标记变形销。

接着将折弯件140沿着箭头方向向前推(这个运动也由或可以由驱动装置导出)。基于折弯件140的前侧端部的形状和变形销180的相应的互补的形状将固定件20、在此线材段弯成U形(参见图5b))。接着继续使舌形件18返回，直到其被拉回到固定件20下部为止，使得通过图5c)中的箭头象征性表示出的顶出器130将固定件20向下压到舌形件平面中，因而接着在舌形件18的前进行程中该舌形件可以将固定件20推开并将刷毛簇的束150折叠和带走。所有这些子工具的运动也可以由驱动装置获取。

两个单独的填塞工具50、52可以配备结构相同的或同样的杠杆组件，因而非常大幅地简化了毛刷填塞设备的制造。此外，所述设备的结构极其紧凑并且运行平稳。

Claims (13)

1.毛刷填塞设备，其包括：至少一个填塞工具，该填塞工具具有多个在轨道上可往复运动的子工具；驱动装置，该驱动装置具有旋转马达(54)和传动机构(56)，该传动机构将旋转马达(54)的旋转运动转换为至少一个子工具的往复运动并且具有凸轮轴(80)，该凸轮轴(80)具有至少一个包括两个相邻的凸轮(82至100)的驱动副，其中，两个凸轮(82至100)沿着相对凸轮轴(80)的旋转轴线(A)的径向平面(R)延伸并且具有构成凸轮(82至100)的周面的凸轮面(102，104)，其中，每个凸轮面(102，104)一方面径向向外并且另一方面至少局部倾斜于所述径向平面延伸，其中，相应一个凸轮随动件在两个凸轮面(102，104)上沿着凸轮面运动，并且每个驱动副的两个凸轮随动件配合在一共同的摇杆(114)上，该摇杆的摇杆轴位于两个凸轮(82至100)的径向平面(R)之间，其中，每个凸轮随动件引起摇杆轴沿着配置给该凸轮随动件的枢转方向枢转，并且摇杆轴构成输出轴(60至68)并且与中间传动机构联接，该中间传动机构将输出运动转换为往复运动。

2.根据权利要求1所述的毛刷填塞设备，其特征在于：所述凸轮随动件是滚轮(110，112)，这些滚轮支承在摇杆(114)上。

3.根据权利要求2所述的毛刷填塞设备，其特征在于：所述滚轮(110，112)具有同一根中轴线(M)。

4.根据权利要求1至3之任一项所述的毛刷填塞设备，其特征在于：所述摇杆轴的假想的旋转轴线(116)位于相对凸轮轴(80)的旋转轴线(A)的径向平面(R’)中。

5.根据权利要求1至3之任一项所述的毛刷填塞设备，其特征在于：通过摇杆轴构成的驱动轴具有两个相反的端部区段，这些端部区段分别与各自的中间传动机构联接。

6.根据权利要求5所述的毛刷填塞设备，其特征在于：所述毛刷填塞设备是多重填塞设备，其具有至少两个用于对至少两个毛刷同时进行填塞的工具，其中，两个中间传动机构中的每一个中间传动机构设置用于对毛刷进行加工。

7.根据权利要求6所述的毛刷填塞设备，其特征在于：所述凸轮(82至100)的多个驱动副配合在所述凸轮轴(80)上，所述驱动副的输出轴(60至68)操作另外的子工具。

8.根据权利要求7所述的毛刷填塞设备，其特征在于：每个输出轴的端部与结构相同的中间传动机构和子工具联接，以分别构成两个相同的工具。

9.根据权利要求1至3之任一项所述的毛刷填塞设备，其特征在于：至少一根凸轮轴(80)安置在壳体(58)中，输出轴(60至68)的至少一个端部从该壳体中伸出。

10.根据权利要求9所述的毛刷填塞设备，其特征在于：在所述壳体(58)中具有润滑。

11.根据权利要求9所述的毛刷填塞设备，其特征在于：所述中间传动机构在外侧安装在壳体(58)上。

12.根据权利要求10所述的毛刷填塞设备，其特征在于：所述中间传动机构在外侧安装在壳体(58)上。

13.根据权利要求1至3之任一项所述的毛刷填塞设备，其特征在于：填塞舌形件(18)、工具推送器、束锤、线环成形器和/或束分离器通过凸轮(82至100)的各自的驱动副驱动。

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