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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bürsten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei Ankerdraht von einer Vorratsrolle abgezogen und einer Schneidvorrichtung zugeführt wird, wonach Drahtanker von dem Ankerdraht abgelängt und die Drahtanker anschließend zusammen mit Borstenbündeln zur Befestigung der Borstenbündel an einer Bürste in Bündellöcher der Bürste gestopft werden.
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Die Erfindung betrifft ferner auch eine Bürstenherstellungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5 mit einem Stopfwerkzeug zum Einstopfen und Befestigen von Borstenbündeln in Bündellöchern einer Bürste mittels Drahtankern, mit einer Schneidvorrichtung zum Ablängen der Drahtanker von einem der Schneidvorrichtung zugeführten Ankerdraht, mit wenigstens einer Vorratsrolle mit einem Vorrat an Ankerdraht und mit einer Hauptantriebsvorrichtung zur Zuführung des Ankerdrahtes zu der Schneidvorrichtung und dem Stopfwerkzeug.
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Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Aus der Druckschrift
DE 41 14 297 C2 ist beispielsweise eine Bürstenherstellungsmaschine der eingangs genannten Art vorbekannt, bei der eine Spannvorrichtung mit mehreren Umlenkrollen und einer Tänzerrolle zwischen einer Vorratsrolle und einer Schneidvorrichtung angeordnet ist.
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Borstenbündel werden schon seit Jahrzehnten mittels Drahtankern in Bündellöchern von Bürsten befestigt. Insbesondere bei der Fertigung von kleineren Bürsten oder Zahnbürsten besteht der Wunsch, die Drahtanker mit einer möglichst präzisen und nur geringen Toleranzen unterworfenen Ankerlänge bereitzustellen. Dies mit dem Ziel, einen möglichst präzisen und reproduzierbaren Fertigungsprozess bei der Verankerung der Borstenbündel in Bündellöchern von Bürsten zu erlauben.
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Hat der verwendete Drahtanker eine zu große Länge, kann es Schwierigkeiten beim Einstopfen der Borstenbündel geben. Bei Verwendung eines zu langen Drahtankers kann beispielsweise ein benachbartes Bündelloch beschädigt werden. Ferner kann eine Einstopfkraft, die von dem Stopfwerkzeug aufgebracht werden muss, bei einer zu großen Ankerlänge ansteigen, was dann gegebenenfalls zu einer Notabschaltung der Bürstenherstellungsmaschine erforderlich macht.
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Werden Drahtanker mit einer zu kurzen Ankerlänge zur Befestigung der Borstenbündel in den Bündellöchern verwendet, kann die erforderliche minimale Auszugskraft der mittels der Drahtanker an der Bürste befestigten Borstenbündel unterschritten werden. Ein Unterschreiten der minimalen Auszugskraft der Borstenbündel ist jedoch zu vermeiden, da sich bei einer zu geringen Auszugskraft Borstenbündel gemeinsam mit den Drahtankern von der Bürste bereits bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Bürste lösen können und, wenn es sich bei der Bürste um eine Zahnbürste handelt, von einem Benutzer der Bürste verschluckt werden könnten.
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Bisher ist es bekannt, den Ankerdraht von der Vorratsrolle, die auch als Spule bezeichnet werden kann, direkt abzuziehen und der Schneidvorrichtung beziehungsweise dem Stopfwerkzeug zuzuführen. Eine derartige Bürstenherstellungsmaschine zeigt beispielsweise
DE 29 03 399 A1 . Das Zuführen des Ankerdrahtes unmittelbar nach Abziehen des Ankerdrahtes von der Vorratsrolle oder Spule kann jedoch mit Problemen verbunden sein.
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Da eine mit Ankerdraht bestückte Vorratsrolle ein hohes Gewicht von mehreren Kilogramm, beispielsweise von 12 kg, und einen vergleichsweise großen Durchmesser, beispielsweise 300 mm, aufweist, können beim Abziehen des Ankerdrahtes von der Vorratsrolle hohe Trägheitsmomente zu bewältigen sein. Zudem verändern sich die auftretenden Trägheitsmomente in Abhängigkeit von dem auf der Vorratsrolle vorhandenen Restbestand an Ankerdraht. Da die Zuführung des Ankerdrahtes zu der Schneidvorrichtung und der Abzug der Drahtanker beim Einstopfen der Drahtanker zusammen mit den Borstenbündeln durch das Stopfwerkzeug getaktet erfolgen, also nicht kontinuierlich, muss die Vorratsrolle jedes Mal und in sehr kurzen zeitlichen Abständen stark beschleunigt werden, was Trägheitskräfte verursacht, die der Vorschubrichtung des Ankerdrahtes und der abgelängten Drahtanker entgegenstehen.
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Zudem konnte beobachtet werden, dass sich Vorratsrollen oder Spulen nicht mit einer konstanten Kraft abwickeln lassen. Dies kann passieren, wenn der Ankerdraht mit zu geringer Präzision oder Qualität auf die Vorratsrolle oder Spule aufgewickelt ist. Zudem kann es beim Abwickeln des Ankerdrahtes von der Vorratsrolle zu kurzfristigen Schlaufenbildungen kommen, was wiederum zu Spannungsspitzen beim Abwickeln des Ankerdrahtes von der Vorratsrolle oder Spule führen kann.
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Die zuvor genannten nachteiligen Aspekte lassen ein kontinuierliches Abwickeln von Ankerdraht von der Vorratsrolle nicht zu und können schwankende Ankerlängen, die es zu vermeiden gilt, verursachen.
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Da sich die Taktzeiten der Stopfwerkzeuge bei der Herstellung von Bürsten stetig verkürzen, ist es erforderlich, den Ankerdraht in immer kürzer werdenden Zyklen der Schneidvorrichtung und dem Stopfwerkzeug zuzuführen. Dies hat zur Folge, dass die beim Abziehen oder Abwickeln des Ankerdrahtes von der Vorratsrolle auftretenden Trägheitskräfte in zunehmenden Maße eine präzise Herstellung der Drahtanker beeinträchtigen. Darüber hinaus besteht der Bedarf an immer präziseren Ankerlängen, da die Bürsten oder Zahnbürsten aus immer anspruchsvolleren, beispielsweise härteren oder spröderen Werkstoffen gefertigt werden, die enger Fertigungstoleranzen auch der Drahtanker erfordern.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Bürstenherstellungsmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen sich die zuvor genannten Nachteile vermeiden lassen und die eine präzisere Herstellung und Bereitstellung von Drahtankern zur Befestigung von Borstenbündeln in Bündellöchern einer Bürste erlauben.
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Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren durch die Mittel und Merkmale des auf das Verfahren zur Herstellung von Bürsten gerichteten unabhängigen Anspruchs gelöst. Insbesondere wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Drahtpuffer zwei zueinander beabstandete Seitenwandungen aufweist, die den Aufnahmeraum seitlich begrenzen und zwischen denen ein Drahtabschnitt des Ankerdrahts frei beweglich angeordnet wird, und dass der Ankerdraht nach dem Abziehen von der Vorratsrolle und vor der Zuführung zu der Schneidvorrichtung einem Aufnahmeraum eines Drahtpuffers zugeführt wird, wobei der Ankerdraht innerhalb des Aufnahmeraums frei beweglich ist und mit einem gekrümmten oder gebogenen, sich in Abhängigkeit des Füllgrades des Drahtpuffers bis zu einem gespannten Zustand des Ankerdrahtes frei veränderlichen Verlauf durch den Aufnahmeraum transportiert wird.
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Auf diese Weise kann eine Kraft- und/oder Impulsentkopplung der für die Zuführung des Ankerdrahtes zu der Schneidvorrichtung verantwortlichen Hauptantriebsvorrichtung von der Vorratsrolle für den Ankerdraht erzielt werden.
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Erfindungsgemäß wird der Ankerdraht zur Zuführung zu der Schneidvorrichtung und dem Stopfwerkzeug nun nicht mehr direkt von der Vorratsrolle abgezogen, sondern zunächst dem zwischen der Vorratsrolle und einer Hauptantriebsvorrichtung angeordneten Drahtpuffer entnommen. Da der Ankerdraht innerhalb des Aufnahmeraums frei beweglich ist und mit einem gekrümmten oder gebogenen, sich in Abhängigkeit des Füllgrades des Drahtpuffers bis zu einem gespannten Zustand des Ankerdrahtes frei veränderlichen Verlauf durch den Aufnahmeraum transportiert wird, der innerhalb des Aufnahmeraums befindliche Drahtabschnitt des zugeführten Ankerdrahtes also bis auf sein Eigengewicht unbelastet ist, kann die von Takt zu Takt bei der Zuführung von Ankerdraht zu beschleunigende Gesamtmasse auf ein Minimum reduziert werden. So muss nur die Masse des innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers befindlichen Drahtabschnittes des Ankerdrahtes bei der taktweisen Zuführung des Ankerdrahtes zu der Schneidvorrichtung und dem Stopfwerkzeug beschleunigt werden. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht nur energieeffizienter, sondern erlaubt auch eine präzisere Zuführung des Ankerdrahtes zu der Schneidvorrichtung und somit eine präzisere Herstellung von Drahtankern, da die bei der Zuführung zu überwindenden Widerstände und Trägheitsmomente auf ein Minimum reduziert werden.
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Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn der Verlauf des Ankerdrahts innerhalb des Aufnahmeraums durch Entnahme von Ankerdraht von dem Drahtpuffer unbelastet und/oder widerstandsfrei und/oder kraftfrei verändert werden kann. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn der Ankerdraht kraftfrei und/oder unter einer geringeren Spannung als in dem Drahtpuffer vorgelagerten beziehungsweise nachgelagerten Transportabschnitten durch den Aufnahmeraum transportiert wird. Das bedeutet, dass innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers keinerlei weitere Führungsmittel, wie Rollen, Tänzerrollen oder Tänzerwalzen oder dergleichen, bei einer Entnahme von Ankerdraht aus dem Drahtpuffer beschleunigt werden müssen.
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Mit anderen Worten beschrieben heißt dies, dass der innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers vorgehaltene Drahtabschnitt des Ankerdrahtes ohne weitere Führungsmittel oder Spannvorrichtungen innerhalb des Aufnahmeraums angeordnet und durch diesen transportiert werden kann. Der Drahtabschnitt wird lose in dem Aufnahmeraum platziert und frei beweglich durch den Aufnahmeraum transportiert. Lediglich Mittel zum Entnehmen des Ankerdrahtes aus dem Aufnahmeraum des Drahtpuffers und Mittel zum Zuführen des Ankerdrahtes in den Aufnahmeraum des Drahtpuffers definieren dabei Fixpunkte, die der Ankerdraht auf seinem Weg von der Vorratsrolle bis hin zu der Schneidvorrichtung und dem Stopfwerkzeug passieren muss. Dazwischen kann der Drahtabschnitt innerhalb des Aufnahmeraums eine nur durch seine Eigenspannung beeinflusste Anordnung einnehmen. Die Mittel können dabei eine der Schneidvorrichtung zugeordnete Hauptantriebsvorrichtung sowie eine zwischen der Hauptantriebsvorrichtung und der Vorratsrolle angeordnete Drahtabzugsvorrichtung sein.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn der Ankerdraht, insbesondere zu Beginn des Verfahrens, beispielsweise durch einen Einrichter, zu einer Schlaufe geformt in dem Aufnahmeraum angeordnet wird und schließlich mit einem schlaufenförmigen, veränderlichen Verlauf durch den Aufnahmeraum des Drahtpuffers bewegt wird.
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Der Ankerdraht kann dem Drahtpuffer getaktet entnommen und der Schneidvorrichtung und dem Stopfwerkzeug getaktet zugeführt werden. Zur dauerhaften Aufrechterhaltung der Entkopplung der Zuführung des Ankerdrahtes zu der Schneidvorrichtung und dem Stopfwerkzeug von der Entnahme oder dem Abwickeln oder Abziehen des Ankerdrahtes von der Vorratsrolle oder Spule mit Hilfe des Drahtpuffers kann es vorteilhaft sein, wenn der Füllgrad des Drahtpuffers, also insbesondere eine Länge eines innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers befindlichen Drahtabschnitts, mittels einer Detektionseinrichtung überwacht und/oder bestimmt wird. Dabei kann Ankerdraht in den Drahtpuffern nachgefördert wird, wenn der Füllgrad einen definierten Mindestfüllgrad erreicht oder unterschreitet.
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In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, eine Fördergeschwindigkeit des Ankerdrahtes in den Drahtpuffer in Abhängigkeit des Füllgrades des Drahtpuffers mittels einer Steuereinheit vorzugeben oder einzustellen. Auf diese Weise ist es möglich, in kürzerer Zeit mehr Ankerdraht in den Drahtpuffer einzubringen, wenn der Füllgrad nahe dem Mindestfüllgrad ist oder diesen erreicht beziehungsweise unterschreitet.
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Möglich ist es, einen im Querschnitt runden oder gerundeten Ankerdraht zu verwenden. Ein solcher runder Ankerdraht weist regelmäßig einen über die Längserstreckung des Ankerdrahtes gleichmäßigen Durchmesser auf. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei welcher als Ankerdraht ein Flach- oder Rechteckdraht verwendet wird. Dieser Flach- oder Rechteckdraht kann die Standardmaße aufweisen und eine Ankerbreite von 1,40 mm und einer Ankerdicke von 0,25 mm aufweisen, wobei unter der Ankerbreite die quer zur Längserstreckung des Ankerdrahtes gemessene Breite des vorzugsweise über die Breitseite seiner Querschnittsform geführten Rechteckdrahtes zu verstehen ist.
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Die zuvor erwähnte Aufgabe wird auch mit einer Bürstenherstellungsmaschine der eingangs genannten Art gelöst, die die Mittel und Merkmale des auf die Bürstenherstellungsmaschine gerichteten unabhängigen Anspruchs aufweist.
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Insbesondere wird eine Bürstenherstellungsmaschine der eingangs genannten Art zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bürstenherstellungsmaschine eine der wenigstens einen Vorratsrolle in Förderrichtung des Ankerdrahtes nachgelagert angeordnete Drahtabzugsvorrichtung und einen zwischen der Drahtabzugsvorrichtung und der Hauptantriebsvorrichtung angeordneten Drahtpuffer mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Drahtabschnitts aufweist. In diesem Aufnahmeraum ist der Drahtabschnitt mit einem veränderlichen, gekrümmten oder gebogenen Verlauf und innerhalb des Aufnahmeraums frei beweglich anordenbar und bei Gebrauch der Vorrichtung angeordnet ist. Es sei erwähnt, dass die erfindungsgemäße Bürstenherstellungsmaschine dabei insbesondere zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingerichtet sein kann.
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Dabei ist der Aufnahmeraum so gestaltet, dass der Drahtabschnitt innerhalb der von dem Aufnahmeraum vorgegebenen Grenzen frei beweglich ist und einen veränderlichen, gebogenen oder gekrümmten Verlauf einnehmen kann. Dies insbesondere in Abhängigkeit des Füllgrades des Drahtpuffers.
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Auf diese Weise wird eine Bürstenherstellungsmaschine geschaffen, die eine Kraftentkopplung und/oder Impulsentkopplung der Hauptantriebsvorrichtung von der zumindest einen Vorratsrolle der Bürstenherstellungsmaschine ermöglicht.
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Innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers sind keinerlei Führungsmittel zur Führung des Ankerdrahtes oder des Drahtabschnittes vorgesehen. Lediglich die Masse des innerhalb des Aufnahmeraums befindlichen Ankerdrahtes muss außer der Masse von Antriebsmitteln der Hauptantriebsvorrichtung bei der taktweisen Entnahme von Ankerdraht aus dem Aufnahmeraum beschleunigt werden.
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Im Kontext der erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine wird unter einer frei beweglichen Anordnung des Drahtabschnittes innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers eine solche verstanden, bei der der Drahtabschnitt lose, also durch sonstige Führungsmittel, wie Rollen oder Tänzerwalzen oder dergleichen, unbelastet, beispielsweise freihängend, innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers angeordnet ist.
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Bei einer Entnahme von Ankerdraht aus dem Drahtpuffer oder einer Zuführung von Ankerdraht in den Drahtpuffer kann sich der Verlauf des Drahtabschnittes innerhalb des Aufnahmeraums frei verändern, wobei eine maximale Ausbreitung des Drahtabschnittes innerhalb des Aufnahmeraums von Wandungen des Aufnahmeraums begrenzt sein kann. Ein Anordnung des Ankerdrahtes, bei der die zuvor beschriebene und erwünschte Kraft- und/oder Impulsentkopplung nicht mehr gegeben ist, kann bestehen, wenn sich der Verlauf des Drahtabschnittes innerhalb des Aufnahmeraumes des Drahtpuffers bis hin zu einem gespannten Zustand des Drahtabschnittes zwischen der Hauptantriebsvorrichtung und der Drahtabzugsvorrichtung ändert. Dann ist der Drahtpuffer vollständig entleert und der Drahtabschnitt nicht mehr entlang eines gebogenen oder gekrümmten Verlaufs in dem Aufnahmeraum des Drahtpuffers angeordnet.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn der Verlauf des Drahtabschnitts innerhalb des Aufnahmeraums widerstandsfrei veränderlich und/oder der Drahtabschnitt widerstandsfrei verkürzbar ist. Widerstandsfrei in diesem Zusammenhang bedeutet, dass der Drahtabschnitt bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Bürstenherstellungsmaschine innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers keinerlei externe Spannung erfährt und nur der Spannung ausgesetzt ist, die aufgrund seines Eigengewichts auf ihn wirkt.
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Auf diese Weise kann die insgesamt beschleunigte Masse beim taktweisen Entnehmen von Ankerdraht aus dem Drahtpuffer auf ein Minimum reduziert werden. Dies ist bei aus dem Stand der Technik vorbekannten Bürstenherstellungsmaschinen so nicht der Fall. Insgesamt kann auf diese Weise somit die Energieeffizienz der Bürstenherstellungsmaschine erhöht und - aufgrund der minimalen zu beschleunigten Masse - auch eine bestmögliche Verkürzung von Taktzeiten bei dem Ablängen der Drahtanker von dem Ankerdraht und beim Stopfen der Drahtanker in die Bündellöcher erzielt werden.
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Um einen Füllgrad des Drahtpuffers zu überwachen und/oder einen Füllgrad des Drahtpuffers bestimmen zu können, kann die Bürstenherstellungsmaschine vorteilhafterweise eine, vorzugsweise berührungslose, Detektionsvorrichtung mit zumindest einem Sensor, der zu dieser Überwachung und/oder Bestimmung eingerichtet ist, aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, ein Nachfördern von Ankerdraht in den Drahtpuffer in Abhängigkeit des Füllgrades des Drahtpuffers zu steuern und/oder zu regeln.
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Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass der Drahtpuffer zwei zueinander beabstandete, insbesondere in Förderrichtung des Ankerdrahtes durch den Drahtpuffer orientierte, Seitenwandungen aufweist. Diese Seitenwandungen begrenzen den Aufnahmeraum seitlich. Zwischen den beiden Seitenwandungen wird oder ist dann der Drahtabschnitt frei beweglich angeordnet. Vorteilhaft kann es in diesem Zusammenhang sein, wenn ein Abstand dieser Seitenwandungen größer als ein Durchmesser des Ankerdrahtes oder größer als die Ankerbreite des Ankerdrahtes ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der in dem Aufnahmeraum befindliche Drahtabschnitt des Ankerdrahtes in dem Aufnahmeraum zwischen den Seitenwandungen verklemmt und eine Zuführung von Ankerdraht zu der dem Drahtpuffer nachgelagerten Schneidvorrichtung blockiert wird.
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Eine besonders gute Führung des Ankerdrahtes in dem Aufnahmeraum des Drahtpuffers kann erzielt werden, wenn der Abstand der Seitenwandungen zwischen 0,05 mm und 3 mm, insbesondere zwischen 1,0 mm und 3 mm, größer als ein Durchmesser oder größer als die Ankerbreite des zugeführten Ankerdrahtes ist. Insbesondere im Zusammenhang mit der zuvor erwähnten Detektionsvorrichtung zur Überwachung und Bestimmung des Füllgrades des Drahtpuffers können die zuvor beschriebenen Abstände der beiden Seitenwandungen zueinander vorteilhaft sein.
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Beim taktweisen Entnehmen von Ankerdraht aus dem Drahtpuffer kann der Ankerdraht in Schwingung oder Vibration versetzt werden. Dies kann zur Folge haben, dass sich der Ankerdraht seitlich bewegt und aus einem Detektionsbereich der Detektionsvorrichtung seitlich ausbricht. Geschieht dies, kann der Ankerdraht nicht mehr zuverlässig von der Detektionsvorrichtung erfasst werden. Grundsätzlich gilt, dass mit zunehmender Dicke des zugeführten Ankerdrahtes auch ein Abstand zwischen den Seitenwandungen des Drahtpuffers
(Es folgen Seiten 12 bis 42 der ursprünglichen Beschreibung.) zunehmen kann.
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Um eine Verarbeitung von unterschiedlichen Ankerdrähten mit unterschiedlichen Durchmessern oder unterschiedlichen Ankerbreiten zu erlauben, kann es vorteilhaft sein, wenn der Abstand der Seitenwandungen des Drahtpuffers zueinander in Abhängigkeit eines Durchmessers oder in Abhängigkeit der Ankerbreite des zugeführten Ankerdrahtes einstellbar ist.
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Zur Begrenzung der Beweglichkeit des Drahtabschnitts innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers kann es vorteilhaft sein, wenn der Drahtpuffer zwei zueinander beabstandete, insbesondere quer oder rechtwinklig zur Förderrichtung des Ankerdrahtes durch den Drahtpuffer orientierte, Stirnwandungen aufweist. Diese Stirnwandungen können Seitenwandungen des Drahtpuffers miteinander verbinden. Zwischen den Stirnwandungen des Drahtpuffers, die den Aufnahmeraum stirnseitig begrenzen, kann sich der Drahtabschnitt frei bewegen. Dabei kann ein Abstand der beiden Stirnwandungen zueinander ein Vielfaches eines Abstandes der Seitenwandungen zueinander betragen.
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Der Abstand der beiden Stirnwandungen kann auch so gewählt sein, dass der Drahtabschnitt die beiden Stirnwandungen in Gebrauchsstellung kontaktiert. Auf diese Weise kann eine Vibration des Drahtabschnittes im Aufnahmeraum des Drahtpuffers weitgehend vermieden werden. Eine derartige Vibration des Drahtabschnittes kann durch das taktweise Entnehmen des Ankerdrahtes aus dem Drahtpuffer auftreten. Insbesondere bei der Verwendung von optischen Detektionsvorrichtungen, vor allem solchen, die Lichtschranken aufweisen, kann eine zu große Vibrationsamplitude des Drahtabschnittes im Aufnahmeraum des Drahtpuffers zu einer ständigen Aktivierung und Deaktivierung von Lichtschranken verursachen. Dies kann die Genauigkeit der Überwachung des Füllgrades des Drahtpuffers beeinträchtigen und ist daher zu vermeiden.
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Eine, beispielsweise die zuvor erwähnte, Detektionsvorrichtung der Bürstenherstellungsmaschine zur Überwachung und/oder Bestimmung des Füllgrades des Drahtpuffers kann als optische Detektionseinrichtung mit wenigstens einer Lichtschranke ausgebildet sein. Vorzugsweise kann diese Detektionseinrichtung wenigstens zwei oder drei oder vier oder fünf oder auch mehr derartige Lichtschranken umfassen. Besonders bevorzugt können die Lichtschranken gleichmäßig zueinander beabstandet und benachbart zu dem Aufnahmeraum an dem Drahtpuffer angeordnet sein.
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Dabei können Lichtsendeelemente und/oder auch Lichtempfangselemente der wenigstens einen Lichtschranke in einer Wandung des Drahtpuffers, beispielsweise in einer Stirnwandung des Drahtpuffers eingesenkt und mit einem Abstand zum Aufnahmeraum des Drahtpuffers angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass dann der in dem Aufnahmeraum des Drahtpuffers befindliche Drahtabschnitt die Lichtsende- und Lichtempfangselemente der wenigstens einen Lichtschranke der optischen Detektionsvorrichtung nicht unmittelbar kontaktiert und diese vor Beschädigung und/oder vor Verschmutzung geschützt sein können. Bei der Verwendung von mehreren, insbesondere parallel zueinander ausgerichteten, Lichtschranken einer Detektionsvorrichtung können diese gemeinsam ein Lichtgitter bilden, das einen Großteil oder sogar den gesamten Aufnahmeraum des Drahtpuffers abdeckt und so eine Überwachung des Verlaufs des Drahtabschnitts innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers auf besonders zuverlässige Art und Weise ermöglicht.
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Vorteilhaft kann es in diesem Zusammenhang sein, wenn wenigstens eine Lichtschranke der Detektion zur Einrichtung parallel zu Seitenwandungen des Drahtpuffers ausgerichtet ist.
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Die Bürstenherstellungsmaschine, insbesondere die Detektionsvorrichtung zur Überwachung und Bestimmung des Füllgrades oder Füllstandes des Drahtpuffers, kann zumindest einen, vorzugsweise optischen Füllstandssensor zur Überwachung und/oder Bestimmung des Füllgrades des Drahtpuffers aufweisen. Dieser wenigstens eine Füllstandssensor kann zur Überwachung des Aufnahmeraums und des Füllgrades des Drahtpuffers beispielsweise von oben oder auch von unten auf eine offene Schmalseite des Aufnahmeraums des Drahtpuffers gerichtet sein. Wenn der wenigstens eine Füllstandssensor insbesondere vertikal von oben auf den Aufnahmeraum gerichtet ist, ist dieser gut vor möglichen Verschmutzungen geschützt. Wenn der Füllstandssensor unterhalb des Aufnahmeraums angeordnet ist und von unten auf. den Aufnahmeraum gerichtet ist, kann der Füllstandssensor möglicherweise besser und einfacher montiert werden.
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Die Drahtabzugsvorrichtung kann einen Riemen und zumindest ein Abzugsrad umfassen. Der Riemen kann dabei ein Zahnriemen sein. Es ist aber auch möglich, dass die Drahtabzugsvorrichtung wenigstens zwei miteinander zusammenwirkende Abzugsräder aufweist. Sowohl mit einem Riemen und mit einem dem Riemen zugeordneten Abzugsrad als auch mit zwei zusammenwirkenden Abzugsrädern kann dann der Ankerdraht von der wenigstens einen Vorratsrolle abgezogen und dem Drahtpuffer zugeführt werden.
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Zur Spannung des Riemens kann die Drahtabzugsvorrichtung auch ein Spannrad umfassen, das dem Riemen zugeordnet ist und dessen Abstand zu wenigstens einem übrigen Riemenrad, über das der Riemen geführt werden kann, veränderbar ist. Auch das Spannrad kann mittels eines entsprechenden Spannantriebs angetrieben werden.
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Dabei ist es möglich, dass der Riemen einen Abzugsantrieb aufweist, mit dem der Riemen und/oder das zumindest eine Abzugsrad, das dem Riemen zugeordnet ist, antreibbar ist. Es ist aber auch möglich, mit einem solchen Abzugsantrieb zumindest eines der wenigstens zwei Abzugsräder anzutreiben.
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Um ein Rücklaufen des abgezogenen Ankerdrahtes in Richtung der Vorratsrolle verhindern zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn das zumindest eine Abzugsrad oder wenigstens eines der wenigstens zwei Abzugsräder mit einem in Förderrichtung des Ankerdrahts wirksamen Freilauf verbunden ist/sind. Das bedeutet, dass die mit einem Freilauf ausgestatteten Abzugsräder in Förderrichtung des Ankerdrahtes frei drehbar sind, jedoch eine Drehung der mit dem Freilauf ausgestatteten Abzugsräder in entgegengesetzter Richtung unterbunden ist. Anstelle eines Freilaufs können auch ein Motor mit Bremse und/oder ein selbsthemmender Getriebemotor an den betroffenen Abzugsrädern zum Einsatz kommen, um den zuvor beschriebenen Rücklauf zu unterbinden.
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Die Drahtabzugsvorrichtung kann wenigstens eine Andrückvorrichtung aufweisen. Mit dieser Andrückvorrichtung kann eines der beiden zuvor erwähnten Abzugsräder an das andere angedrückt werden, um eine die Förderung des Ankerdrahtes begünstigende Reibung zu dem Ankerdraht aufzubauen. Es ist aber auch möglich, mit der Andrückvorrichtung den Riemen gegen das ihm zugeordnete Abzugsrad oder das Abzugsrad gegen den Riemen anzudrücken.
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Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine kann auch vorgesehen sein, dass die Drahtabzugsvorrichtung wenigstens ein Klemm-Keilantrieb zum Abziehen des Ankerdrahtes von der wenigstens einen Vorratsrolle aufweist.
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Insbesondere im Zusammenhang mit der Verwendung eines derartigen Klemm-Keilantriebes zum Abziehen des Ankerdrahtes von der wenigstens einen Vorratsrolle kann es vorteilhaft sein, wenn die Bürstenherstellungsmaschine eine Umlenkvorrichtung mit einem Umlenkrad und/oder mit einer Führungshülse für den Ankerdraht aufweist. Die Umlenkvorrichtung kann dabei zwischen der wenigstens einen Vorratsrolle und der Drahtabzugsvorrichtung angeordnet sein. Dies ermöglicht eine genaue Zuführung des Ankerdrahtes zu den der Umlenkvorrichtung nachgelagert angeordneten Antriebselementen der Drahtabzugsvorrichtung. Zur genauen Führung des Ankerdrahtes kann das Umlenkrad eine, insbesondere konische, Führungsnut aufweisen, in der der Ankerdraht in Gebrauchsstellung angeordnet ist. Dem Umlenkrad kann zudem ein Gegenrad zugeordnet sein, mit dem der Ankerdraht in der Führungsnut des Umlenkrades gehalten werden kann. Auch durch diese Maßnahme kann eine präzise Führung des Ankerdrahtes durch die Umlenkvorrichtung erreicht werden.
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Zur Zuführung des Ankerdrahtes zu der Schneidvorrichtung und dem nachgelagerten Stopfwerkzeug kann die Hauptantriebsvorrichtung zumindest zwei einander zugeordnete Antriebsräder aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die Hauptantriebsvorrichtung zu diesem Zweck einen Antriebsriemen und ein Antriebsrad und/oder auch wenigstens einen Klemm-Keilantrieb umfasst. Dabei kann der Antriebsriemen, das dem Antriebsriemen zugeordnete Antriebsrad oder auch die beiden Antriebsräder jeweils antreibbar sein. Es ist aber auch denkbar nur einzelne Antriebsräder oder nur den Antriebsriemen anzutreiben. Zu diesem Zweck kann die Hauptantriebsvorrichtung mit entsprechenden Antrieben oder Motoren ausgestattet sein.
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Um den für die Zuführung des Ankerdrahtes mit Hilfe der Hauptantriebsvorrichtung erforderlichen Anpressdruck auf den Ankerdraht erzeugen zu können, kann die Hauptantriebsvorrichtung wenigstens eine Anpressvorrichtung aufweisen. Mit dieser Anpressvorrichtung kann zumindest eines der beiden Antriebsräder an das andere Antriebsrad und/oder der Antriebsriemen gegen das ihm zugeordnete Antriebsrad angedrückt werden. Es ist aber auch denkbar, mittels einer derartigen Anpressvorrichtung das Antriebsrad gegen den Antriebsriemen zu drücken.
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Bei Verwendung eines Riemens im Zusammenspiel mit einem Abzugsrad kann es vorteilhaft sein, wenn der Riemen das ihm zugeordnete Abzugsrad in einem Winkel von etwa 90° umschlingt. Eine besonders zuverlässige Abwicklung des Ankerdrahtes von der wenigstens einen Vorratsrolle lässt sich erzielen, wenn der Umschlingungswinkel des Riemens um das ihm zugeordnete Abzugsrad größer ist, beispielsweise 180°, 210° beträgt.
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Die Bürstenherstellungsmaschine kann eine Hauptumlenkvorrichtung mit einem Umlenkrad aufweisen. Diese kann insbesondere in Förderrichtung des Ankerdrahts der Hauptantriebsvorrichtung, insbesondere einem, beispielsweise dem bereits zuvor erwähnten, Klemm-Keilantrieb der Hauptantriebsvorrichtung, in Förderrichtung des Ankerdrahtes vorgelagert sein. Dabei kann die Hauptumlenkvorrichtung zwischen dem Drahtpuffer und der Hauptantriebsvorrichtung angeordnet sein. Um den Ankerdraht zuverlässig umlenken zu können, kann das Umlenkrad eine, insbesondere konische, Führungsnut zur Führung des Ankerdrahtes aufweisen. Zudem kann dem Umlenkrad ein entsprechendes Gegenrad zugeordnet sein. Dieses kann in die Führungsnut des Umlenkrades eingreifen. Der Ankerdraht kann dann zwischen dem Umlenkrad und dem Gegenrad in der Führungsnut der Hauptantriebsvorrichtung zugeführt werden.
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Die Hauptumlenkvorrichtung kann die Genauigkeit erhöhen, mit der der Ankerdraht der Hauptantriebsvorrichtung zugeführt werden kann.
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Um das Auftreten von Schlupf zwischen dem zugeführten Ankerdraht und den entsprechenden Zuführmitteln der Abzugsvorrichtung und/oder der Hauptantriebsvorrichtung oder auch der jeweiligen Umlenkvorrichtung und/oder der Hauptumlenkvorrichtung reduzieren oder gar vermeiden zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn eine den Ankerdraht kontaktierende Außenseite des Riemens und/oder zumindest eines Abzugsrads und/oder eines, beispielsweise des bereits zuvor erwähnten, Antriebsriemens und/oder zumindest eines Antriebsrads und/oder eines, beispielsweise des bereits zuvor erwähnten Umlenkrades und/oder eines, beispielsweise des zuvor erwähnten Umlenkrades der der Hauptantriebsvorrichtung zugeordneten Hauptumlenkvorrichtung mit einer rutschhemmenden Beschichtung versehen ist.
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Diese rutschhemmende Beschichtung kann dabei beispielsweise aus Kunststoff, Gummi oder auch Kunstgummi bestehen. Sowohl die Hauptantriebsvorrichtung als auch die Drahtabzugsvorrichtung können jeweils einen Sensor zur Detektion eines Ankerdrahtes in der Hauptantriebsvorrichtung und/oder in der Drahtabzugsvorrichtung aufweisen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass frühzeitig ein Leerfahren der Bürstenherstellungsmaschine erkannt werden kann.
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Ferner ist es möglich, dass der wenigstens einen Vorratsrolle ein Vorratssensor zur Überwachung und/oder Bestimmung eines Drahtvorrates auf der Vorratsrolle zugeordnet ist. Der Vorratssensor kann dabei beispielsweise eine Sensorrolle sein, die den auf der wenigstens einen Vorratsrolle aufgewickelten Ankerdraht kontaktiert. Je nach Stellung der Sensorrolle auf der Vorratsrolle kann dann auf den Restbestand an Ankerdraht auf der Vorratsrolle rückgeschlossen werden. Es ist aber auch möglich, den Vorratssensor als optischen Sensor auszubilden.
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Es ist aber auch möglich, dass die Bürstenherstellungsmaschine eine Tänzerrolle aufweist, die der wenigstens einen Vorratsrolle in Förderrichtung nachgelagert ist. Mit dieser Tänzerrolle kann dann angezeigt werden, dass der Vorrat an Ankerdraht auf der wenigstens einen Vorratsrolle verbraucht ist. Sobald kein Ankerdraht mehr auf der Vorratsrolle vorhanden ist, verändert die in Gebrauchsstellung auf einem zwischen der wenigstens einen Vorratsrolle und der Abzugsvorrichtung verlaufenden Ankerdrahtabschnitt aufliegende Tänzerrolle ihre Lage. Sobald dies geschieht, wird erkennbar, dass der Vorrat an Ankerdraht auf der wenigstens einen Vorratsrolle aufgebraucht ist.
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Um ein Rückdrehen der Vorratsrolle entgegen der Förderrichtung des Ankerdrahtes verhindern zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn die wenigstens eine Vorratsrolle einen in Förderrichtung des Ankerdrahts wirksamen Freilauf aufweist.
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Abschließend sei erwähnt, dass der zuvor mehrfach erwähnte Drahtpuffer als sogenannter Drahtköcher ausgebildet sein kann. Der Drahtköcher kann dabei die bereits zuvor erwähnten zwei sich gegenüberliegend angeordneten Seitenwandungen und die zwei sich gegenüberliegend angeordneten Stirnwandungen aufweisen, die die beiden Seitenwandungen miteinander verbinden. Zwischen den Seitenwandungen und den Stirnwandungen ergibt sich dann der Aufnahmeraum des Drahtpuffers. Somit kann der Drahtköcher als Aufnahmebehältnis zur Aufnahme des in dem Drahtpuffer angeordneten Drahtabschnitts angesehen werden. Der Drahtabschnitt ist innerhalb des Drahtköchers frei beweglich. Eine Beweglichkeit des Drahtabschnittes innerhalb des Drahtköchers wird lediglich von den Seitenwandungen und den beiden die Seitenwandungen verbindenden Stirnwandungen begrenzt. Je nach Füllgrad des Drahtpuffers kann der Drahtabschnitt dabei keine der Seitenwandungen oder Stirnwandungen kontaktieren oder aber auch nur eine oder einige oder sogar alle Wandungen des Drahtpuffers berühren. Dies ist möglich, da der Drahtabschnitt innerhalb des Aufnahmeraums frei beweglich angeordnet ist. Innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtspeichers befinden sich also keinerlei weitere Führungsmittel, die den sich innerhalb des Aufnahmeraums frei veränderlichen Verlauf des Drahtabschnittes beeinflussen würden. Somit ist der Drahtabschnitt innerhalb des Drahtpuffers also lose angeordnet und zwischen den beiden bereits erwähnten, einerseits durch die Hauptantriebsvorrichtung und andererseits durch die Vorabzugsvorrichtung vorgegebenen Fixpunkten aufgehängt. Insgesamt kann so eine hohe Taktfrequenz bei der Entnahme des Ankerdrahtes aus dem Drahtpuffer zur Zuführung des Ankerdrahtes zu der Schneidvorrichtung und dem Stopfwerkzeug erreicht werden, da lediglich die Masse des innerhalb des Drahtpuffers angeordneten Drahtabschnittes beschleunigt werden muss.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen in teilweise stark schematisierter Darstellung:
- 1 eine stark schematisierte perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine, wobei ein zwischen einer Drahtabzugsvorrichtung und einer Hauptantriebsvorrichtung der Bürstenherstellungsmaschine angeordneter Drahtpuffer zu erkennen ist, in dessen Aufnahmeraum ein Drahtabschnitt mit einem gebogenen Verlauf innerhalb des Aufnahmeraums frei beweglich und lose hängend angeordnet ist,
- 2 eine geschnittene Seitenansicht der in 1 dargestellten Bürstenherstellungsmaschine,
- 3 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine, wobei die Hauptantriebsvorrichtung zwei Klemm-Keilantriebe umfasst und der Drahtpuffer im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 als schlanker Drahtköcher ausgebildet ist, an dessen beiden Stirnwandungen der schlaufenförmig innerhalb des Aufnahmeraums des Drahtpuffers angeordnete Drahtabschnitt zumindest abschnittsweise flächig anliegt,
- 4 eine Draufsicht auf die in den 1, 2 und 3 in unterschiedlichen Positionen angeordneten Umlenkräder und Gegenräder einer Hauptumlenkvorrichtung bzw. Umlenkvorrichtung, wobei zu erkennen ist, dass das Gegenrad in eine Führungsnut des Umlenkrades für den Ankerdraht eingreift und die Führungsnut radial abschließt, sowie
- 5 ein Blockschaltbild einer Steuer schaltung, wobei im oberen der Teil der Figur eine zentrale Steuerung und im unteren Teil der Figur die erfindungsgemäße Bürstenherstellungsmaschine in stark vereinfachter Darstellung zu erkennen sind.
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Die 1, 2, 3 und 5 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen einer im Ganzen mit 1 bezeichneten Bürstenherstellungsmaschine.
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Die Bürstenherstellungsmaschine 1 weist ein Stopfwerkzeug 2, eine Schneidvorrichtung 3, wenigstens eine Vorratsrolle 4 mit einem Vorrat an Ankerdraht 5 und eine Hauptantriebsvorrichtung 6 zur Zuführung des Ankerdrahts 5 zu der Schneidvorrichtung 3 und dem Stopfwerkzeug 2 auf. Wie insbesondere in 1 gezeigt ist, ist dieser Ankerdraht hier als Flach- oder Rechteckdraht, vorzugsweise in den üblichen Standardabmessungen, ausgestaltet, wobei dieser Ankerdraht 5 über die Breitseite seiner Querschnittsform geführt ist. Das Stopfwerkzeug 2 ist zum Einstopfen und Befestigen von Borstenbündeln 7 in Bündellöchern 8 eines Bürstenkörpers 9a einer Bürste 9 mittels von dem Ankerdraht 5 abgelängten Drahtankern 10 eingerichtet. Um den Bürstenkörper 9a der Bürste 9 mit den Bündellöchern 8 in eine für das Einstopfen der Borstenbündel 7 erforderlichen Relativposition zu dem Stopfwerkzeug 2 positionieren zu können, weist die Bürstenherstellungsmaschine 1 einen relativ zu dem Stopfwerkzeug 2 beweglichen Bürstenhalter 11 auf, an dem die Bürste 9 bzw. der Bürstenkörper 9a aufgespannt ist.
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Um den Füllgrad des Drahtvorrats in der Vorratsrolle 4 bestimmen zu können, kann ein Ultraschallsensor vorgesehen sein, der direkt auf die Vorratsrolle 4 ausgerichtet ist.
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Mit Hilfe der Schneidvorrichtung 3 können die Drahtanker 10 von dem der Schneidvorrichtung 3 zugeführten Ankerdraht 5 in einer für die Befestigung der Borstenbündel 7 in den Bündellöchern 8 erforderlichen Länge abgelängt werden.
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Mit Hilfe der Hauptantriebsvorrichtung 6 wird der Ankerdraht 5 der Schneidvorrichtung 3 und dem Stopfwerkzeug 2 zugeführt.
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Um eine Kraft- und Impulsentkopplung zwischen der Hauptantriebsvorrichtung 6 und der Vorratsrolle 4 zu ermöglichen, weist die Bürstenherstellungsmaschine 1 eine der Vorratsrolle 4 in Förderrichtung des Ankerdrahtes 5 nachgelagert angeordnete Drahtabzugsvorrichtung 12 und einen zwischen der Drahtabzugsvorrichtung 12 und der Hauptantriebsvorrichtung 6 angeordneten Drahtpuffer 13 auf.
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Der Drahtpuffer 13 umfasst einen Aufnahmeraum 14, der der Aufnahme eines Drahtabschnitts 15 des zugeführten Ankerdrahtes 5 dient. In dem Aufnahmeraum 14 ist der Drahtabschnitt 15 bis zu einem gespannten Zustand mit einem veränderlichen, gekrümmten oder gebogenen Verlauf innerhalb des Aufnahmeraums 14 frei beweglich angeordnet. Dies ist insbesondere anhand der 1, 2 und 3 gut zu erkennen.
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Innerhalb des Aufnahmeraumes 14 ist keinerlei den Drahtabschnitt 15 beaufschlagendes Führungselement, wie beispielsweise eine Führungsrolle oder eine Tänzerrolle vorhanden, die die freie Beweglichkeit des Drahtabschnittes 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 einschränken oder beeinträchtigen würde. Der Drahtabschnitt 15 des Ankerdrahtes 5 ist also innerhalb des Aufnahmeraums 14 im Wesentlichen spannungsfrei.
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Damit ist der Verlauf des Drahtabschnitts 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 durch Entnahme von Ankerdraht 5 aus dem Drahtpuffer 13 oder durch Zuführen von Ankerdraht 5 in den Drahtpuffer 13, also in Abhängigkeit eines Füllgrades des Drahtpuffers 13 widerstandsfrei veränderlich. Kräfte, die aufgrund der Masse des Drahtabschnitts 15 auf diesen einwirken oder Reibungskräfte, die zwischen dem Drahtabschnitt 15 und einer Innenwandung 19, 20 des Drahtpuffers 13 bei Anlage des Drahtabschnitts 15, so wie sie in 3 zu erkennen ist, auftreten können, werden im Kontext der Erfindung nicht als relevante Widerstände oder die Beweglichkeit des Drahtabschnitts innerhalb des Aufnahmeraums 14 beeinträchtigende Kräfte angesehen.
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Somit ist der Drahtabschnitt 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 des Drahtpuffers 13 widerstandsfrei und kraftfrei durch Entnahme von Ankerdraht 5 auf dem Aufnahmeraum 14 verkürzbar. Gemäß den 1, 2 und 3 ist der Drahtabschnitt 15 in dem Aufnahmeraum 14 in Form einer Drahtschlaufe 16 angeordnet.
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Durch den schlaufenförmigen Verlauf des Drahtabschnittes 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 weicht eine Länge des Drahtabschnittes 15 von einer minimalen Länge ab, die er einnehmen würde, sofern er entlang einer direkten Verbindung zwischen der Drahtabzugsvorrichtung 12 und der Hauptantriebsvorrichtung 6 gespannt wäre. Diese Längenabweichung zu dem denkbaren geraden Verlauf zwischen der Drahtabzugsvorrichtung 12 und der Hauptantriebsvorrichtung 6 stellt dabei einen Vorrat an Ankerdraht 5 dar, der weitgehend kraftfrei und widerstandsfrei auch mit einer hohen Taktfrequenz dem Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 entnommen werden kann.
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Lediglich der in dem Drahtpuffer 13 angeordnete Drahtabschnitt 15 muss dabei zur taktweisen Zuführung des Ankerdrahtes 5 zu der Schneidvorrichtung 3 und dem Stopfwerkzeug 2 beschleunigt werden. Weitere, die zu beschleunigende Masse erhöhende Führungselemente, wie beispielsweise Führungsrollen oder Tänzerrollen und/oder Tänzerwalzen, die den Drahtabschnitt 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 des Drahtpuffers 13 mit einer gewissen Spannung führen könnten und zu einer Beeinträchtigung der freien Beweglichkeit des Drahtabschnitts 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 des Drahtpuffers 13 führen würden, sind nicht vorhanden, erzeugen keinen Widerstand gegen die freie Beweglichkeit des Drahtabschnitts 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 und müssen daher auch nicht beschleunigt werden.
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Die 1, 2, 3 und 5 zeigen ferner, dass die Bürstenherstellungsmaschine 1 eine berührungslose Detektionsvorrichtung 17 mit mehreren Sensoren 18 aufweist. Die Detektionsvorrichtung 17 ist mit ihren Sensoren 18 zur Überwachung und Bestimmung eines Füllgrades des Drahtpuffers 13 eingerichtet.
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Der Drahtpuffer 13 umfasst zwei zueinander beabstandete Seitenwandungen 19, die in Förderrichtung des Ankerdrahtes 5 durch den Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 orientiert sind und die den Aufnahmeraum 14 seitlich begrenzen. Zwischen den beiden Seitenwandungen 19 ist der Drahtabschnitt 15 frei beweglich angeordnet, kann also lediglich begrenzt durch die Seitenwandungen 19 und möglicherweise begrenzt durch seine Eigenspannung eine beliebige Stellung innerhalb des Aufnahmeraums 14 einnehmen. Noch einmal sei erwähnt, dass innerhalb des Aufnahmeraums 14 keinerlei den Drahtabschnitt 15 in irgendeine Zwangsstellung bringende Führungsmittel zur Führung des Drahtabschnitts 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 des Drahtpuffers 13 vorhanden sind.
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Ein Abstand der beiden Seitenwandungen 19 zueinander ist dabei größer als ein Durchmesser oder als die Ankerbreite des Ankerdrahtes 5. Je nach Durchmesser oder Ankerbreite des Ankerdrahtes kann der Abstand der Seitenwandungen 19 zwischen 0,05 mm und 3,0 mm größer als ein Durchmesser oder als die Ankerbreite des zugeführten Ankerdrahtes 5 sein.
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Bei einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine 1 ist vorgesehen, dass der Abstand der Seitenwandungen 19 zueinander in Abhängigkeit eines Durchmessers oder in Abhängigkeit von der Ankerbreite des zugeführten Ankerdrahtes 5 einstellbar ist. Dies um die Bürstenherstellungsmaschine 1 auf unterschiedliche Ankerdrähte zur Fertigung unterschiedlicher Bürsten anpassen zu können.
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Neben den beiden zueinander beabstandet angeordneten Seitenwandungen 19 weist der Drahtpuffer 13 zwei zueinander beabstandete quer oder rechtwinklig zur Förderrichtung des Ankerdrahtes 5 durch den Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 orientierte Stirnwandungen 20 auf. Diese Stirnwandungen 20 verbinden die Seitenwandungen 19 des Drahtpuffers 13 miteinander und begrenzen den Aufnahmeraum 14 stirnseitig. Somit wird der Aufnahmeraum 14 einerseits durch die beiden zueinander beabstandeten Seitenwandungen 19 und andererseits durch die beiden zueinander beabstandeten Stirnwandungen 20 definiert. Zwischen den beiden Stirnwandungen 20 ist der Drahtabschnitt 15 frei beweglich angeordnet und kann beispielsweise - je nach Füllgrad des Drahtpuffers 13 - die in den 1 und 2 dargestellte Stellung innerhalb des Aufnahmeraums 14 einnehmen oder auch gemäß 3, die eine Bürstenherstellungsmaschine 1 in einer anderen Ausführungsform zeigt, an den hier im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 in einem geringen Abstand zueinander angeordneten Stirnwandungen 20 des dort dargestellten Drahtpuffers 13 anliegen.
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Bei der Variante der erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine 1 gemäß 3 mit einem im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel des Drahtpuffers 13 gemäß den 1 und 2 schmaleren Drahtpuffer 13, der auch als Drahtköcher bezeichnet werden kann, besteht der Vorteil in der stirnseitigen Anlage des Drahtabschnitts 15 an den Stirnwandungen 20. Aufgrund der Reibung zwischen den Stirnwandungen 20 und dem Drahtabschnitt 15 können bei der taktweisen Entnahme des Ankerdrahtes 5 aus dem Drahtspeicher 13 auftretende Vibrationen und sonstige unkontrollierte Bewegungen des Drahtabschnitts 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 des Drahtpuffers 13 reduziert oder gar vermieden werden.
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Den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen des Drahtpuffers 13 ist gemein, dass ein Abstand der beiden Stirnwandungen 20 zueinander ein Vielfaches eines Abstandes der beiden Seitenwandungen 19 zueinander beträgt.
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Gemäß 3 ist der Abstand der beiden Stirnwandungen 20 so gewählt und auf den mittels der Bürstenherstellungsmaschine 1 verarbeiteten Ankerdraht 5 abgestimmt, dass der Drahtabschnitt 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 die beiden Stirnwandungen 20 kontaktiert.
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Zur Überwachung und Bestimmung des Füllgrades des Drahtpuffers 13 ist die Detektionsvorrichtung 17 als optische Detektionseinrichtung 17 ausgebildet. Als Sensoren 18 kann die Detektionsvorrichtung 17 Ultraschallsensoren oder andere, vorzugsweise berührungslose Sensoren aufweisen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Detektionsvorrichtung 17 Sensoren 18 auf, die als vorzugsweise gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnete Lichtschranken 21 ausgebildet sind. Jede der Lichtschranken 21 umfasst dabei jeweils ein Lichtsendeelement 22 und ein Lichtempfangselement 23, die an den Stirnwandungen 20 des Drahtpuffers 13 sich paarweise gegenüberliegend angeordnet sind.
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Insbesondere die geschnittenen Darstellungen des Drahtpuffers 13 gemäß den 2 und 3 verdeutlichen dabei, dass sowohl die Lichtsendeelemente 22 als auch die Lichtempfangselemente 23 der Lichtschranken 21 in den Stirnwandungen 20 des Drahtpuffers 13 eingesenkt und mit einem Abstand zu dem Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 angeordnet sind. Auf diese Weise sind die Lichtsendeelemente 22 und auch die Lichtempfangselemente 23 gut vor einer Verschmutzung oder Beschädigung durch den innerhalb der Aufnahmeraums 14 freibeweglichen Drahtabschnitt 15 des Ankerdrahtes 5 geschützt.
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Die Lichtschranken 21 der Detektionsvorrichtung 17 sind parallel zu den Seitenwandungen 19 des Drahtpuffers 13 ausgerichtet. Das bedeutet, dass sich zwischen den Lichtsendeelementen 22 und Lichtempfangselementen 23 ausbildende Lichtstrahlen 24 parallel zu den Seitenwandungen 19 des Drahtpuffers 13 innerhalb des Aufnahmeraums 14 ausbreiten. Die Funktionsweise der Lichtschranken 21 ist besonders gut anhand von 2 zu erkennen.
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Hier reicht die Drahtschlaufe 16 des Drahtabschnitts 15 so weit von oben in den Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 hinein, dass vier der insgesamt fünf vertikal übereinander und beabstandet zueinander angeordneten Lichtschranken 21 geschaltet sind. Lediglich bei der untersten Lichtschranke 21 ist der sich zwischen dem Lichtsendeelement 22 und dem Lichtempfangselement 23 ausgebildete Lichtstrahl 24 nicht unterbrochen. Auf diese Weise kann die Ausbreitung der Drahtschlaufe 16 des Drahtabschnitts 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14 des Drahtpuffers 13 mit Hilfe der berührungslosen Detektionsvorrichtung 17 ermittelt werden.
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Spätestens dann, wenn die Drahtschlaufe 16 des Drahtabschnitts 15 durch Entnahme von Ankerdraht 5 aus dem Drahtpuffer 13 soweit aus dem Aufnahmeraum 14 herausgezogen ist, dass sie auch die oberste der Lichtschranken 21 nicht mehr schaltet, kann die Drahtabzugsvorrichtung 12 eine entsprechende Aufforderung in Form eines Steuersignals erhalten, Ankerdraht 5 zur Auffüllung des Drahtpuffers 13 in den Aufnahmeraum 14 nachzufördern.
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Sobald dann der Drahtpuffer 13 einen gewünschten Füllgrad erreicht hat, also beispielsweise wenn wieder sämtliche fünf Lichtschranken 21 aufgrund der in den Aufnahmeraum 14 hineinreichenden Drahtschlaufe 16 des Drahtabschnitts 15 geschaltet sind, kann die Drahtabzugsvorrichtung 12 ein entsprechendes Steuersignal erhalten, wodurch die weitere Nachförderung von Ankerdraht 5 in den Drahtpuffer 13 gestoppt wird.
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Bei einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine 1 ist vorgesehen, dass die Bürstenherstellungsmaschine 1, beispielsweise die Detektionsvorrichtung 17, zumindest einen, vorzugsweisen optischen, Füllstandssensor zur Überwachung und/oder Bestimmung des Füllgrades des Drahtpuffers 13 aufweist.
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Dieser Füllstandssensor kann dann in Ergänzung oder in Ersetzung der Lichtschranken 21 verwendet werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Füllstandssensor so an der Bürstenherstellungsmaschine 1 angeordnet ist, dass er auf eine offene Schmalseite 25 gerichtet ist und von oben oder von unten durch die offene Schmalseite 25 hindurch den Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 optisch überwacht.
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Gemäß den 1, 2 und 3 weist die Drahtabzugsvorrichtung 12 einen Riemen 26 auf, der beispielsweise als Zahnriemen ausgebildet sein kann. Neben dem Riemen 26 weist die Drahtabzugsvorrichtung 12 ein Abzugsrad 27 auf. Das Abzugsrad 27 wird von dem Riemen 26 mit einem Umschlingungswinkel von etwa 90° umschlungen. Größerer Umschlingungswinkel sind möglich und je nach Anwendungsfall auch gewünscht.
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Zwischen dem Riemen 26 und dem Abzugsrad 27 ist der Ankerdraht 5 angeordnet. Mit Hilfe des Riemens 26 und dem Abzugsrad 27 lässt sich der Ankerdraht 5 von der Vorratsrolle 4 abziehen und dem Drahtpuffer 13 zuführen. Gemäß 1 läuft der Riemen 26 über zwei Riemenräder 28, die den Riemen 26 in die für die Umschlingung des Abzugsrads 27 erforderliche Anordnung bringen.
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Zwischen den beiden Riemenrädern 28 ist ein Spannrad 29 angeordnet. Dem Spannrad 29 ist ein Spannantrieb 30 zugeordnet, mittels dessen die Relativposition des Spannrades 29 zu den beiden übrigen Riemenräder 28 veränderbar ist, um eine Spannung des Riemens 26 zu erzeugen.
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Einem der beiden übrigen Riemenräder 28 und dem Abzugsrad 27 ist jeweils ein Abzugsantrieb 31 in Form eines Motors zugeordnet. Mit Hilfe der Abzugsantriebe 31 kann einerseits der Riemen 26 und andererseits das Abzugsrad 27 angetrieben werden. Das Abzugsrad 27 ist ferner mit einem in Förderrichtung des Ankerdrahtes 5 wirksamen Freilauf 32 ausgestattet, der ein unerwünschtes Rückdrehen des Abzugsrads 27 entgegen der mit dem Abzugsrad 27 zugeordneten Pfeil angedeuteten Förderrichtung verhindert.
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Die Drahtabzugsvorrichtung 12 weist außerdem eine Andrückvorrichtung 33 auf, mit der das angetriebene Riemenrad 28 zum Andrücken des Riemens 26 gegen das ihm zugeordnete Abzugsrad 27 angepresst werden kann. Dies um die für die Förderung des Ankerdrahtes 5 nützliche Anpresskraft bereitstellen zu können.
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Sowohl dem Spannrad 29 als auch dem angetriebenen Riemenrad 28 sind Abstandssensoren 34 zugeordnet. Mit diesen kann die Position des angetriebenen Riemenrads 28 beziehungsweise die Position des Spannrads 29 überwacht werden. Aus den ermittelten Postionen lässt sich darauf zurückschließen, ob sich ein Ankerdraht 5 zwischen dem Riemen 26 und dem Abzugsrad 27 befindet. Somit können die beiden Abstandssensoren 34 zur Überwachung und Steuerung der Zuführung des Ankerdrahtes 5 verwendet werden.
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Der Drahtabzugsvorrichtung 12 in Förderrichtung des Ankerdrahtes 5 vorgelagert weist die Bürstenherstellungsmaschine 1 eine Umlenkvorrichtung 35 auf. Diese Umlenkvorrichtung 35 umfasst ein Umlenkrad 36, eine Führungshülse 37 für den Ankerdraht 5 sowie ein dem Umlenkrad 36 zugeordnetes Gegenrad 38, mittels dessen der Ankerdraht zuverlässig an das Umlenkrad 36 zum Umlenken des Ankerdrahtes 5 angedrückt werden kann.
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Um ein seitliches Abrutschen des Ankerdrahtes 5 von dem Umlenkrad 36 vermeiden zu können, weist das Umlenkrad 36 an seinem Außenumfang eine konische Führungsnut 39 zur Führung des Ankerdrahtes 5 auf. Eine Draufsicht auf das Umlenkrad 36 und das dem Umlenkrad 36 zugeordnete Gegenrad 38 ist in 4 dargestellt. Hier ist auch gut die Führungsnut 39 des Umlenkrades 36 zu erkennen, in die das Gegenrad 38 ein Stück weit eingreift, um einen geschlossenen Führungskanal zur sicheren Führung und Umlenkung des Ankerdrahtes 5 zu erzeugen.
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Die Umlenkvorrichtung 35 ist zwischen der Vorratsrolle 4 und der Drahtabzugsvorrichtung 12 angeordnet.
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Gemäß den 1 und 2 weist die Hauptantriebsvorrichtung 6 der dort gezeigten Bürstenherstellungsmaschine 1 zwei einander zugeordnete Antriebsräder 40 und 41 auf.
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Bei der in 3 dargestellten Variante der Bürstenherstellungsmaschine 1 umfasst die Hauptantriebsvorrichtung 6 zwei hintereinander angeordnete Klemm-Keilantriebe 42, 43, mit denen ebenso wie mit den beiden Antriebsrädern 40, 41 der Ankerdraht 5 der Schneidvorrichtung 3 und dem Stopfwerkzeug 2 taktweise zugeführt werden kann. Gemäß 1 ist jedem der beiden Antriebsräder 40, 41 jeweils ein Antriebsmotor 44 zugeordnet, die das für die Zuführung des Ankerdrahtes 5 erforderliche Drehmoment aufbringen.
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Bei der Verwendung von Klemm-Keilantrieben 42, 43 gemäß 3 kann entweder der vordere Klemm-Keilantrieb 42 bewegt werden, oder man bewegt beide gegensätzlich, wobei jeder der beiden Klemm-Keilantriebe 42, 43 dann jeweils nur einen halben Hub ausführt.
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Die Hauptantriebsvorrichtung 6 umfasst ferner eine Anpressvorrichtung 45. Diese Anpressvorrichtung 45 ist dem oberen Antriebsrad 41 der beiden Antriebsräder 40, 41 zugeordnet und dient dazu, den für die Zuführung des Ankerdrahtes 5 wünschenswerten Anpressdruck zwischen den beiden Antriebsrädern 40, 41 zu erzeugen. Der Anpressvorrichtung 45 des oberen Antriebsrads 41 ist dabei ebenfalls ein Abstandssensor 34 zugeordnet, mittels dessen der Abstand des oberen Antriebsrads 41 zu dem unteren Antriebsrad 40 überwacht werden kann. Über den Abstand der beiden Antriebsräder 40, 41 zueinander lässt sich darauf rückschließen, ob zwischen den beiden Antriebsrädern 40, 41 noch Ankerdraht 5 vorhanden ist.
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Die in 3 dargestellte Bürstenherstellungsmaschine 1 umfasst eine den beiden Klemm-Keilantrieben 42 und 43 vorgelagerte Hauptumlenkvorrichtung 46. Die Hauptumlenkvorrichtung 46 dient dazu, den Ankerdraht 5 mit der erforderlichen Präzision den beiden Klemm-Keilantrieben 42 und 43 zuführen zu können. Die Hauptumlenkvorrichtung 46 weist dazu ein Umlenkrad 36 und ein dem Umlenkrad zugeordnetes Gegenrad 38 auf. Diese erhalten dieselben Bezugszeichen wie das Umlenkrad 36 und das Gegenrad 38 der Umlenkvorrichtung 35, da sie hinsichtlich ihres Aufbaus mit diesen übereinstimmen. Dabei ist das Umlenkrad 36 der Hauptumlenkvorrichtung 46 analog zu dem Umlenkrad 36 der Umlenkvorrichtung 35 aufgebaut und umfasst ebenfalls eine Führungsnut 39 zur Führung des Ankerdrahtes 5. Auch bei der Hauptumlenkvorrichtung 46 greift das Gegenrad 38 in die Führungsnut 39 des Umlenkrades 36 ein. Dies ist beispielsweise gemäß der teilgeschnittenen Darstellung in 3 zu erkennen. Insofern lässt sich die Darstellung eines Umlenkrades 36 und des dem Umlenkrad 36 zugeordneten Gegenrades 36 gemäß 4 auch auf die Hauptumlenkvorrichtung 46 gemäß 3 übertragen.
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Den Ankerdraht 5 kontaktierende Außenseiten des Riemens 26, der Antriebsräder 40, 41 und bei Bedarf auch der Umlenkräder 36 sind mit einer rutschhemmenden Beschichtung aus Kunststoff oder Gummi oder dergleichen beschichtet, um einen Schlupf des Ankerdrahtes 5 bei der Zuführung relativ zu den zuvor genannten Antriebsmitteln zu verhindern.
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Die zuvor erwähnten Abstandssensoren 34 der Hauptantriebsvorrichtung 6 und der Drahtabzugsvorrichtung 12 haben jeweils die Funktion eines Sensors zur Detektion des Ankerdrahtes 5 in der Hauptantriebsvorrichtung 6 beziehungsweise in der Drahtabzugsvorrichtung 12.
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Entsprechend den von den Sensoren ermittelten Zuständen kann die Zuführung des Ankerdrahtes 5 durch die Bürstenherstellungsmaschine 1 gesteuert werden. Es ist auch möglich, entsprechende Signale an einen Bediener auszugeben, mit denen angezeigt werden kann, dass beispielsweise ein Wechsel der Vorratsrolle 4 notwendig ist.
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Zudem kann auch der Vorratsrolle 4 ein entsprechender Vorratssensor zugeordnet sein, mittels dessen der Restbestand an Ankerdraht 5 auf der Vorratsrolle überwacht werden kann. Dabei kann der Vorratssensor eine den auf der Vorratsrolle 4 aufgewickelten Ankerdraht 5 kontaktierende Sensorrolle sein und auf der Vorratsrolle 4 aufliegen. Die Position der Sensorrolle auf der Vorratsrolle 4 verändert sich mit abnehmendem Restbestand von Ankerdraht 5 auf der Vorratsrolle 4, woraus auf den Restbestand an Ankerdraht 5 zurückgeschlossen werden kann. Es ist aber auch möglich, dass als Vorratssensor ein optischer Sensor verwendet wird, mit dem sich die Überwachung oder Bestimmung des Drahtvorrates auf der Vorratsrolle 4 berührungslos durchführen lässt. Bei einer wiederum anderen Ausführungsform der Bürstenherstellungsmaschine ist vorgesehen, dass zwischen der Vorratsrolle 4 und der Drahtabzugsvorrichtung eine Tänzerrolle auf dem zwischen der Vorratsrolle 4 und der Drahtabzugsvorrichtung 12 verlaufenden Ankerdraht 5 aufliegt. Diese Tänzerrolle verändert dann ihre Position, wenn kein Ankerdraht 5 mehr vorhanden ist. Dadurch kann ermittelt werden, wann die Vorratsrolle 4 gewechselt werden muss.
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Die in den Figuren dargestellte Vorratsrolle 4 ist ebenfalls mit einem in Förderrichtung des Ankerdrahtes 5 wirksamen Freilauf 32 ausgestattet. Dies um zu verhindern, dass die Vorratsrolle 4 entgegen der Förderrichtung gedreht werden kann. Dies würde zu einer ungewünschten Spannung oder auch Bewegung des Ankerdrahtes 5 entgegen der eigentlichen Förderrichtung führen, was wiederum die Genauigkeit und den Betrieb der Bürstenherstellungsmaschine 1 beeinträchtigen könnte.
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Die Bürstenherstellungsmaschine 1 weist eine Hauptantriebswelle auf, an der drei Doppelexzenter ausgebildet sind. Ein erster Doppelexzenter ist für eine Hubbewegung des Stopfwerkzeugs 2 und einer darin beweglich angeordneten Stößerzunge 46 verantwortlich. Mit einem zweiten Doppelexzenter kann eine Hubbewegung der Schneidvorrichtung 3 erzeugt werden. Ein dritter Doppelexzenter ist über ein einstellbares Hebelsystem mit den Klemm-Keilantrieben 42, 43 verbunden, um diese oder auch nur einen von diesen beiden anzutreiben.
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Gemäß der Schnittdarstellung der Schneidvorrichtung 2 nach 2 weist die Schneidvorrichtung 2 in ihrem Inneren eine Anschlagfläche 57 für den der Schneidvorrichtung 2 zugeführten Ankerdraht 5 auf.
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Auf der zuvor beschriebenen Bürstenherstellungsmaschine 1 lässt sich das nachfolgend beschriebene Verfahren durchführen.
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Zur Herstellung von Bürsten 9 wird Ankerdraht 5 von der Vorratsrolle 4 abgezogen und der Schneidvorrichtung 3 zugeführt. In der Schneidvorrichtung 3 werden Drahtanker 10 von dem Ankerdraht 5 abgelängt anschließend zusammen mit Borstenbündeln 7 zur Befestigung der Borstenbündel 7 an der Bürste 9 mittels des Stopfwerkzeugs 2 in Bündellöcher 8 der Bürste 9 gestopft. Dazu werden die Borstenbündel 7 in an sich bekannter Weise an das Stopfwerkzeug 2 übergeben. Hierzu weist das Stopfwerkzeug 2 eine Aufnahmekerbe 47 auf, innerhalb die einzustopfenden Borstenbündel 7 angeordnet werden können.
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Mit Hilfe der Stößerzunge 46 kann der bereitgehaltene Drahtanker 10 zusammen mit dem in der Aufnahmekerbe 47 angeordneten Borstenbündel 7 in das entsprechende Bündelloch 8 der an dem Bürstenhalter 11 bereitgehaltenen Bürste 9, die hier noch als stark schematisiert dargestellter Bürstenkörper 9a oder Bündelhalteplatte vorliegt, gestopft werden.
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Dabei ist vorgesehen, dass der Ankerdraht 5 nach dem Abziehen von der Vorratsrolle 4 und vor der Zuführung zu der Schneidvorrichtung 3 dem Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 zugeführt wird. Dabei ist der Ankerdraht 5 innerhalb des Aufnahmeraums 14 frei beweglich, wird also innerhalb des Aufnahmeraums von keinerlei Führungselement unter einer bestimmten Spannung gehalten oder in eine bestimmte Position gezwungen. Der Ankerdraht 5 nimmt dabei innerhalb des Aufnahmeraums 14 einen gekrümmten oder gebogenen, sich in Abhängigkeit des Füllgrades des Drahtpuffers 3 bis hin zu einem gespannten Zustand des Ankerdrahtes 5 frei veränderlichen Verlauf an und kann mit diesem Verlauf durch den Aufnahmeraum 14 transportiert werden.
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Dabei wird der Verlauf des Ankerdrahtes 5 innerhalb des Aufnahmeraums 4 durch Entnahme von Ankerdraht 5 aus dem Drahtpuffer 13 unbelastet, widerstandsfrei und kraftfrei verändert, insbesondere verkürzt. Der Ankerdraht 5 wird kraftfrei, widerstandsfrei und unter einer geringeren Spannung als in dem Drahtpuffer 13 vorgelagerten oder nachgelagerten Transportabschnitten durch den Aufnahmeraum 14 transportiert. Auf diese Weise kann er sich innerhalb der Grenzen des Aufnahmeraums 14 des Drahtpuffers 13 frei anordnen oder ausrichten.
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Beim Einrichten der Bürstenherstellungsmaschine 1 wird der Ankerdraht 5 zu der Schlaufe 16 geformt, in dem Aufnahmeraum 14 angeordnet und anschließend mit einem schlaufenförmigen, widerstandsfrei und kraftfrei veränderlichen Verlauf durch den Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 bewegt.
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Der Ankerdraht 5 wird dem Drahtpuffer 13 getaktet entnommen und der Schneidvorrichtung 3 und anschließend dem Stopfwerkzeug 2 getaktet zugeführt. Der Füllgrad des Drahtpuffers 13 wird mittels der Detektionseinrichtung 17 überwacht und bestimmt. Ankerdraht 5 wird in den Drahtpuffer 13 dann nachgefördert, wenn der Füllgrad einen definierten Mindestfüllgrad erreicht oder unterschreitet. Dabei kann eine Fördergeschwindigkeit des Ankerdrahtes 5 in den Drahtpuffer 13 in Abhängigkeit des detektierten Füllgrades des Drahtpuffers 13 mittels einer zentralen Steuereinheit 48 vorgegeben und eingestellt werden.
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5 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer Schaltung zum Betrieb der erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine 1. Im unteren Teil dieser Darstellung ist die Bürstenherstellungsmaschine 1 und im oberen Teil die zentrale Steuereinheit 48, die in einem Schaltschrank 54 angeordnet sein kann, zu erkennen. Die zentrale Steuereinheit 48 steuert die Hauptantriebsvorrichtung 6 und schaltet somit die Antriebsmotoren 44 oder auch die Klemm-Keilantriebe 42, 43 ein. Allgemein die Sensoren 18 oder konkret die Lichtempfangselemente 23 der Lichtschranken 21 der Detektionsvorrichtung 17, die auch als Lichtleitersensoren bezeichnet werden können, melden über I/O-Einheiten 56 und ein CAN-Bus-System 55 den Füllgrad des auch als Drahtköcher zu bezeichnenden Drahtspeichers 13 an die zentrale Steuereinheit 48. Außer CAN-Bus-Systemen können auch andere Bus-Systeme eingesetzt werden. Grundsätzlich ist auch der Einsatz von einer direkten Steuerung ohne Bus-System vorstellbar.
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Je nach Füllgrad des Drahtspeichers 13 werden die Abzugsantriebe 31 zum Nachfüllen des Drahtspeichers 13 aktiviert.
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In einer einfachsten Ausführung der Bürstenherstellungsmaschine 1 verbindet ein Relais 49 eine Stromversorgung 51 mit den beispielsweise als Gleichstrommotoren ausgebildeten Antriebsmotoren 44 und Abzugsantrieben 31. Dabei kann ein Widerstand 50 die Geschwindigkeit der Antriebsmotoren 44 und auch der Abzugsantriebe 31 vorgeben. Hierbei kann der Widerstand 50 ein einstellbarer Widerstand sein, da sich so die Geschwindigkeit der Antriebsmotoren 44 und der Abzugsantriebe 31 variabel einstellen lässt.
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Gemäß 5 weist die Bürstenherstellungsmaschine 1 zwei Relais 49 und zwei variabel einstellbare Widerstände 50 auf, die mit der Stromversorgung 51 verbunden sind. Die Stromversorgung 51, die Relais 49 und die Widerstände 50 sind über eine Versorgungsleitung 52 mit den Abzugsantrieben 31 und den Spannantrieben 30 verbunden.
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Bei einer in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform der Bürstenherstellungsmaschine 1 können mehrere Relais und Widerstände parallel geschaltet werden, damit je nach Füllgrad des Drahtspeichers 13 unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten der Antriebsmotoren 44, der Klemm-Keilantriebe 43, 44 und/oder auch der Abzugsantriebe 31 und des Spannantriebs 30 eingestellt werden können.
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Um eine besonders exakte Steuerung realisieren zu können, können als Spannantriebe 30, Abzugsantriebe 31 und auch als Antriebsmotoren 44 der Hauptantriebsvorrichtung 6 Servomotoren oder Schrittmotoren verwendet werden.
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Die Antriebsmotoren 44 der Hauptantriebsvorrichtung 6 werden über Steuerung 53 angesteuert, die der zentralen Steuereinheit 48 untergeordnet ist.
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Eingehaust wird die zentrale Steuereinheit 48 von dem nur stark schematisiert dargestellten Schaltschrank 54.
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Um eine präzise Zuführung von Ankerdraht 5 zu der Schneidvorrichtung 3 und dem Stopfwerkzeug 2 der Bürstenherstellungsmaschine 1 zu ermöglichen, wird die Hauptantriebsvorrichtung 6 der Bürstenherstellungsmaschine 1 mittels des Drahtpuffers 13 und der Drahtabzugsvorrichtung 12 von der Vorratsrolle 4, auf der der Ankerdraht 5 aufgewickelt ist, kraft- und/oder impulsentkoppelt. Dazu ist vorgesehen, dass der Ankerdraht 5 in dem Aufnahmeraum 14 des Drahtpuffers 13 lose, das heißt freibeweglich, angeordnet und durch den Aufnahmeraum transportiert wird. Dabei nimmt der Drahtabschnitt 15 des Ankerdrahts 5 innerhalb des Aufnahmeraums 14 einen gebogenen oder gekrümmten oder schlaufenförmigen Verlauf an. Dieser Verlauf ist in Abhängigkeit des Füllgrades des Drahtpuffers innerhalb des Aufnahmeraums 14 frei veränderlich. Je mehr Ankerdraht 5 aus dem Drahtspeicher 13 entnommen wird, desto weniger gebogen oder gekrümmt ist der Verlauf des Drahtabschnitts 15 innerhalb des Aufnahmeraums 14. Da der Ankerdraht 5 innerhalb des Aufnahmeraums 14 von keinerlei weiterem Führungselement, wie eine Tänzerrolle oder sonstigen Führungsrolle in eine bestimmte Position gebracht oder in einer solchen gehalten wird, kann die Entnahme des Ankerdrahtes 5 aus dem Drahtspeicher 13 weitgehend kraft- oder widerstandsfrei erfolgen. Lediglich die Masse des innerhalb des Aufnahmeraums 14 befindlichen Ankerdrahtes 5 muss außer der Masse der Antriebsmittel der Hauptantriebsvorrichtung 6 bei der taktweisen Entnahme von Ankerdraht 5 aus dem Aufnahmeraum 14 beschleunigt werden. Eine Beschleunigung weiterer Führungselemente in Form etwa einer Tänzerrolle oder gar der gesamten Vorratsrolle 4, auf der der Ankerdraht 5 aufgewickelt ist, kann so vermieden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bürstenherstellungsmaschine
- 2
- Stopfwerkzeug
- 3
- Schneidvorrichtung
- 4
- Vorratsrolle
- 5
- Ankerdraht
- 6
- Hauptantriebsvorrichtung
- 7
- Borstenbündel
- 8
- Bündellöcher
- 9
- Bürste
- 9a
- Bürstenkörper
- 10
- Drahtanker
- 11
- Bürstenhalter
- 12
- Drahtabzugsvorrichtung
- 13
- Drahtpuffer
- 14
- Aufnahmeraum
- 15
- Drahtabschnitt
- 16
- Drahtschlaufe
- 17
- Detektionsvorrichtung
- 18
- Sensoren
- 19
- Seitenwandungen
- 20
- Stirnwandungen
- 21
- Lichtschranke
- 22
- Lichtsendeelement
- 23
- Lichtempfangselement
- 24
- Lichtstrahl
- 25
- Schmalseite von 13
- 26
- Riemen
- 27
- Abzugsrad
- 28
- Riemenräder
- 29
- Spannrad
- 30
- Spannantrieb
- 31
- Abzugsantrieb
- 32
- Freilauf
- 33
- Andrückvorrichtung von 12
- 34
- Abstandssensoren
- 35
- Umlenkvorrichtung
- 36
- Umlenkrad
- 37
- Führungshülse
- 38
- Gegenrad
- 39
- Führungsnut
- 40
- Antriebsrad
- 41
- Antriebsrad
- 42
- Klemm-Keilantrieb
- 43
- Klemm-Keilantrieb
- 44
- Antriebsmotor
- 45
- Anpressvorrichtung von 6
- 46
- Stößerzunge
- 47
- Aufnahmekerbe für 7
- 48
- zentrale Steuereinheit
- 49
- Relais
- 50
- Widerstand
- 51
- Stromversorgung
- 52
- Versorgungsleitung
- 53
- Steuerung für 6
- 54
- Schaltschrank
- 55
- CAN-Bus
- 56
- I/O-Einheit
- 57
- Anschlagfläche für 5 in 3
