DE102017111136A1

DE102017111136A1 - Bürstenstopfmaschine

Info

Publication number: DE102017111136A1
Application number: DE102017111136.0A
Authority: DE
Inventors: Jochen-Peter Bucherer; Guido Sommer; Sven Zeiher
Original assignee: Zahoransky AG
Current assignee: Zahoransky AG
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-11-22
Also published as: BE1025529A1; BE1025529B1

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem Gebiet der Bürstenstopfmaschinen. Hierzu wird die Bürstenstopfmaschine (1) vorgeschlagen, die den um seine Längsachse drehbaren Werkzeugschieber (7) aufweist. Um den Werkzeugschieber (7) um seine Längsachse zu drehen, weist die Bürstenstopfmaschine den Auslenkhebel (11) auf, der einerseits direkt an dem Werkzeugschieber (7) befestigt und andererseits in der positionsveränderbaren Führungskulisse (12) der Bürstenstopfmaschine gelagert ist. Über eine Veränderung der Position der Führungskulisse (12) lässt sich eine Drehstellung des Werkzeugschiebers (7) mit Hilfe des Auslenkhebels (11) verändern (vgl. Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bürstenstopfmaschine zum Stopfen von Borstenbündeln in Bündellöcher eines Borstenträgers, insbesondere eines Bürstenkörpers, mit einem Stopfwerkzeug und einer Schieberführung, wobei das Stopfwerkzeug einen beweglichen Werkzeugschieber und eine darin axial verschiebbare Stößerzunge zum Einstopfen der Borstenbündel umfasst, und wobei der Werkzeugschieber in der Schieberführung axial verschieblich und um seine Längsachse drehbar beweglich gelagert ist, um Borstenbündel mit in unterschiedlichen Drehlagen orientierten Befestigungsankern in den Bündellöchern zu befestigen.
Derartige Bürstenstopfmaschinen werden dazu verwendet, Bürsten herzustellen, deren Borstenbündel mit Hilfe von Ankern in Bündellöchern befestigt sind. Solche Bürstenstopfmaschinen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Insbesondere bei Bürsten, deren Bündellöcher rechteckige oder mehreckige Querschnitte aufweisen und die in unterschiedlichen Orientierungen an dem Borstenträger angeordnet sind, ist es erforderlich, einen aus einem Ankerdraht gewonnenen Befestigungsanker abgestimmt auf die Orientierung des Bündellochs am Borstenträger in dieses einzustopfen.
Aus der Praxis sind unterschiedliche Konzepte vorbekannt, um Befestigungsanker in unterschiedlichen Drehlagen in Bündellöcher eines Borstenträgers einzustopfen. Bei einem aus der Praxis vorbekannten und an sich bewährten Konzept werden dazu die zu bestopfenden Bürsten relativ zu dem Stopfwerkzeug gedreht. Um eine ausreichend hohe Prozessgenauigkeit zu erreichen, müssen hierbei jedoch vergleichsweise hohe Korrekturwerte bei der Drehung der Bürsten in einer quer zur Stopfrichtung ausgerichteten X-Y-Ebene berücksichtigt werden. Dies ist vergleichsweise aufwändig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bürstenstopfmaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine Alternative zu den bisher aus der Praxis vorbekannten Bürstenstopfmaschinen darstellt und die die Herstellung gestopfter Bürsten vereinfacht.
Diese Aufgabe wird durch eine Bürstenstopfmaschine der eingangs genannten Art gelöst, die die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf eine solche Bürstenstopfmaschine gerichteten Anspruchs 1 aufweist. Insbesondere wird zur Lösung der Aufgabe eine Bürstenstopfmaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die einen Auslenkhebel und eine positionsveränderliche Führungskulisse aufweist, wobei der Auslenkhebel direkt mit dem Werkzeugschieber verbunden und in der Führungskulisse geführt ist, so dass der Werkzeugschieber durch eine Positionsveränderung der Führungskulisse um seine Längsachse gedreht wird.
Auf diese Weise ist es möglich, den dem Stopfwerkzeug zugeführten Befestigungsanker mit Hilfe des in unterschiedlichen Drehlagen ausrichtbaren Werkzeugschiebers in unterschiedlichen Drehlagen in Bündellöcher eines Borstenträgers, insbesondere eines Bürstenkörpers, einzustopfen.
Diese Rotation oder Schwenkung des Werkzeugschiebers kann besonders präzise und einfach erfolgen, wenn der Auslenkhebel quer oder rechtwinklig zur Stoßrichtung der Stößerzunge und/oder zur Bewegungsrichtung des Werkzeugschiebers orientiert und/oder seitlich an dem Werkzeugschieber befestigt ist.
Um die Arbeitsbewegungen des Werkzeugschiebers durch die Führungskulisse nicht zu behindern, kann es vorteilhaft sein, wenn eine Länge der Führungskulisse, insbesondere einer Führungsnut der Führungskulisse, in der der Auslenkhebel geführt ist, wenigstens der Länge eines Arbeitshubs des Werkzeugschiebers entspricht.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bürstenstopfmaschine kann vorgesehen sein, dass die Bürstenstopfmaschine ein Schwenklager aufweist. Mit diesem Schwenklager kann die Führungskulisse relativ zu dem Werkzeugschieber schwenkbar gelagert sein. Das Schwenklager kann so an einem Gestell der Bürstenstopfmaschine angeordnet sein, dass die Führungskulisse zur Veränderung ihrer Position dann relativ zu dem Gestell der Bürstenstopfmaschine und auch der übrigen, an diesem Gestell angeordneten Elemente der Bürstenstopfmaschine, insbesondere relativ zu dem Stopfwerkzeug mit dem Werkzeugschieber, gedreht und geschwenkt werden kann.
Dabei kann eine Schwenkachse des Schwenklagers, um die die Führungskulisse schwenkbar ist, parallel zu einer Längsachse des Auslenkhebels ausgerichtet sein. Vorteilhaft kann es sein, wenn die Schwenkachse des Schwenklagers und die Längsachse des Auslenkhebels deckungsgleich sind, wenn der Werkzeugschieber in einem von einer Einstopfstelle, an der der zu bestopfende Borstenträger angeordnet ist, abgewandten Totpunkt der Werkzeugschieberbewegung angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Position der Führungskulisse ohne Einfluss auf eine Drehung des Werkzeugschiebers zu verändern, wenn sich der Werkzeugschieber in dem hinteren Totpunkt seiner Werkzeugschieberbewegung befindet. Da die Zuführung von Befestigungsankern in das Stopfwerkzeug in der Regel dann erfolgt, wenn der Werkzeugschieber in seinem hinteren Totpunkt angelangt ist, ist es bei einer schwenkbaren Führungskulisse möglich und vorteilhaft, eine eingestellte Schwenkstellung der Führungskulisse beizubehalten. Dies insbesondere dann, wenn mehrere Bündellöcher mit identisch orientierten Befestigungsankern bestopft werden sollen. Unabhängig von der Schwenkstellung der Führungskulisse wird der Werkzeugschieber nämlich immer wieder seine ursprüngliche Drehlage einnehmen, wenn er in den hinteren Totpunkt gelangt. Dies, sofern die Schwenkachse des Schwenklagers deckungsgleich mit der Längsachse des Auslenkhebels ist, sobald der Werkzeugschieber den hinteren Totpunkt erreicht hat.
Wenn die Orientierung der Befestigungsanker zwischen zwei Stopfungen verändert werden soll, kann die Verstellung der Führungskulisse bereits dann erfolgen, sobald die Stößerzunge aus dem Bündelloch des Borstenträgers gezogen wurde. Somit kann bereits der Rückhub des Werkzeugschiebers dazu genutzt werden, eine Neuausrichtung des Werkzeugschiebers mit Hilfe der positionsveränderlichen Führungskulisse vorzunehmen.
Zur Veränderung der Position der Führungskulisse kann die Bürstenstopfmaschine einen Kulissenantrieb aufweisen. Der Kulissenantrieb kann dabei derart ausgestaltet sein, dass er eine lineare oder auch eine schwenkende Positionsveränderung der Führungskulisse ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kulissenantrieb einen Motor, insbesondere einen Servomotor zur Positionsveränderung der Führungskulisse umfasst.
Der Kulissenantrieb kann eine Schubstange umfassen, die zumindest mittelbar mit der Führungskulisse verbunden ist. Über die Schubstange lässt sich eine Antriebskraft des Kulissenantriebs, insbesondere seines Motors, auf die Führungskulisse übertragen und diese schließlich verstellen.
Insbesondere bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bürstenstopfmaschine mit einer schwenkbar gelagerten Führungskulisse kann es vorteilhaft sein, wenn zwischen der Schubstange und der Führungskulisse ein Zwischenelement angeordnet ist. Über dieses Zwischenelement kann eine lineare Schubbewegung der Schubstange in eine Schwenkbewegung der schwenkbar gelagerten Führungskulisse umgewandelt werden. Um die lineare Schubbewegung der Schubstange in eine Schwenkbewegung der Führungskulisse umwandeln zu können, kann es ferner zweckmäßig sein, wenn das Zwischenelement sowohl an der Führungskulisse als auch an der Schubstange schwenkbar gelagert ist.
Um den Werkzeugschieber in seine Arbeitsbewegung zu versetzen, kann die Bürstenstopfmaschine einen Schieberantrieb mit einer Antriebsstange für den Werkzeugschieber aufweisen. Mit Hilfe der Antriebsstange lässt sich eine lineare Hubbewegung zwischen zwei Totpunkten auf den Werkzeugschieber übertragen, um Borstenbündel zusammen mit Befestigungsankern in Bündellöcher einzustopfen. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Bürstenstopfmaschine ist dabei vorgesehen, dass die Antriebsstange mit dem Auslenkhebel verbunden ist, der seinerseits mit dem Werkzeugschieber verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Antriebsbewegung der Antriebsstange über den Auslenkhebel auf den Werkzeugschieber zu übertragen und so den Werkzeugschieber in die gewünschte Arbeitsbewegung zu versetzen.
Um eine Übertragung der Antriebsbewegung der Antriebsstange über den Auslenkhebel auf den Werkzeugschieber auch bei unterschiedlichen Drehlagen des Werkzeugschiebers zu ermöglichen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Antriebsstange, insbesondere an ihrem dem Werkzeugschieber zugewandten Ende, eine Antriebskulisse aufweist, in der der Auslenkhebel mit einem Zwischenabschnitt geführt ist. Besonders bevorzugt ist die Antriebskulisse quer oder rechtwinklig zu der Führungskulisse orientiert. Unter Zwischenabschnitt des Auslenkhebels wird dabei derjenige Abschnitt verstanden, der zwischen einem Befestigungsende des Auslenkhebels an dem Werkzeugschieber und einem in der Führungskulisse geführten Ende des Auslenkhebels ausgebildet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Führungsnut der Antriebskulisse quer oder rechtwinklig zu einer Führungsnut der Führungskulisse ausgerichtet sein kann. Dies um unterschiedliche Drehlagen des Werkzeugschiebers relativ zu der Antriebsstange und unterschiedliche Winkelstellungen des Auslenkhebels in der Antriebskulisse tolerieren zu können.
Der Auslenkhebel kann an seinem dem Werkzeugschieber abgewandten Ende einen Kulissenstein aufweisen. Dieser Kulissenstein kann beispielsweise kugelförmig ausgebildet sein, wobei unter Umständen quaderförmige oder würfelförmige Kulissensteine an dem Werkzeugschieber abgewandten Ende des Auslenkhebels zu bevorzugen sind. Derartig quaderförmig oder würfelförmig gestaltete Kulissensteine können nämlich eine größere Kontaktfläche zu der Führungskulisse haben, in der sie in Gebrauchsstellung geführt angeordnet sind, als dies bei kugelförmigen Kulissensteinen der Fall ist. Eine größere Kontaktfläche zwischen Kulissenstein und Führungskulisse kann vorteilhaft sein, um einen Verschleiß und eine Abnutzung positiv zu beeinflussen.
In einem, beispielsweise dem zuvor erwähnten, Zwischenabschnitt kann der Auslenkhebel einen zylindrischen Kulissenstein aufweisen, mit dem der Auslenkhebel in der Antriebskulisse geführt ist. Um zumindest einen Linienkontakt zwischen dem zylindrischen Kulissenstein und der Antriebskulisse zu ermöglichen, kann es vorteilhaft sein, wenn eine Längsmittelachse des zylindrischen Kulissensteins quer oder sogar rechtwinklig zu der Längsachse des Auslenkhebels ausgerichtet ist.
Die Bürstenstopfmaschine kann zudem einen Stößerantrieb aufweisen, mit dem die Stößerzunge durch einen Stößerkanal des Werkzeugschiebers in einer alternierenden Stößerbewegung bewegt werden kann. Dazu kann der Stößerantrieb eine Stößerstange aufweisen, die mit der Stößerzunge verbunden ist. Insbesondere dann, wenn die Stößerzunge relativ zu dem Werkzeugschieber drehfest in dem Stößerkanal des Werkzeugschiebers angeordnet ist, kann es vorteilhaft sein, wenn die Stößerstange über eine Rotationskupplung mit der Stößerzunge verbunden ist. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche relative Drehstellungen der Stößerzunge zu der Stößerstange tolerieren und ausgleichen.
Das Drahtmaterial zur Herstellung der Befestigungsanker kann mittels einer Drahtzuführvorrichtung der Bürstenstopfmaschine dem Werkzeugschieber zugeführt werden. In der Regel innerhalb des Werkzeugschiebers wird das zugeführte Drahtmaterial dann mittels einer Drahtschneidevorrichtung in einzelne Befestigungsanker abgelängt. Beim Drahtschneiden kann es hierbei zu erhöhten Belastungen in vertikaler Richtung und in Rotationsrichtung oder Umfangsrichtung des Werkzeugschiebers kommen. Um die beim Drahtschneiden auftretenden Belastungen aufnehmen zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn der Werkzeugschieber zumindest ein Rastelement, insbesondere einen Rastkeil, vorzugsweise jedoch zwei, insbesondere um 90°, zueinander versetzt angeordnete Rastelemente, aufweist und wenn die Bürstenstopfmaschine wenigstens ein dazu korrespondierend ausgebildetes Gegenrastelement umfasst. Dieses Gegenrastelement kann beispielsweise eine Rastkerbe sein, in die der Rastkeil des Werkzeugschiebers einrasten kann. Das wenigstens eine Rastelement ist vorzugsweise dann mit dem Gegenrastelement verrastet, wenn der Werkzeugschieber in einer Ankeraufnahmeposition an der bereits zuvor erwähnten Drahtzuführvorrichtung der Bürstenstopfmaschine angeordnet ist. Auf diese Weise können die beim Drahtschneiden auftretenden Belastungen in Vertikal- und/oder Dreh- oder Umfangsrichtung des Werkzeugschiebers über die so hergestellte Rastverbindung zwischen dem Rastelement und dem Gegenrastelement aufgenommen werden. Die Ankeraufnahmeposition kann der Werkzeugschieber im hinteren Totpunkt seiner Arbeitsbewegung oder seines Hubes einnehmen.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn das wenigstens eine Rastelement an der Schieberführung angeordnet ist. Um sowohl in vertikaler Richtung wirksame Belastungen als auch in Umfangs- oder Drehrichtung wirksame Belastungen aufnehmen zu können, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn ein Gegenrastelement an einer Oberseite der Schieberführung und ein Gegenrastelement an einer 90° dazu versetzten Seitenfläche der Schieberführung angeordnet sind.
Die Bürstenstopfmaschine kann eine Drahtschneidevorrichtung mit einer Drahtzuführung und mit einem Drahtmesser aufweisen. Der Werkzeugschieber kann ein dem Drahtmesser zugeordnetes Gegenmesser umfassen, wobei einander zugewandte Flächen des Werkzeugschiebers und/oder des Gegenmessers einerseits und des Drahtmessers und/oder der Drahtführung andererseits derart abgewinkelt sind, dass der Werkzeugschieber nach Durchtrennen eines zugeführten Ankerdrahts zur Herstellung von Befestigungsankern relativ zu dem Drahtmesser und/oder der Drahtführung frei drehbar ist. Auf diese Weise lässt sich eine Kollision des Werkzeugschiebers bei Drehung des Werkzeugschiebers um seine Längsachse mit einem der Elemente der Drahtzuführvorrichtung oder Drahtschneidevorrichtung vermeiden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Erfindung, die im vorliegenden Text abgehandelt sind.
Es zeigen dabei in stark schematisierter Darstellung:

1 und 2 jeweils eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bürstenstopfmaschine, wobei seitlich an dem Werkzeugschieber ein in einer linearverstellbaren Führungskulisse geführter Auslenkhebel zu erkennen ist, mit dem eine Drehstellung des Werkzeugschiebers relativ zu seiner in einem Gehäuse angeordneten Schieberführung verändert werden kann,
3 bis 8 perspektivische Ansichten einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bürstenstopfmaschine, wobei hier eine Führungskulisse zur Veränderung einer Drehstellung des Werkzeugschiebers über ein Schwenklager an einem Gestell der Bürstenstopfmaschine angeordnet ist,
9 eine Einzelteildarstellung eines Details des in den vorherigen Figuren dargestellten Werkzeugschiebers, wobei ein rückseitiges Endstück des Werkzeugschiebers mit dem daran befestigten Auslenkhebel, ein in Gebrauchsstellung in einem Zwischenabschnitt des Auslenkhebels platzierter zylindrischer Kulissenstein sowie ein an einem Kugelkopf des Auslenkhebels in Gebrauchsstellung befestigter weiterer Kulissenstein, der quaderförmig gestaltet ist und mit einem flächigen Kontakt in der im zugeordneten Führungskulisse verschieblich geführt wird, zu erkennen sind,
10 und 11 die in 9 dargestellte Einzelheit des Werkzeugschiebers, wobei hier die beiden Kulissensteine in ihrer Gebrauchsstellung an dem Auslenkhebel angeordnet sind und wobei der Werkzeugschieber und sein Auslenkhebel in den beiden Figuren in unterschiedlichen Drehstellungen dargestellt sind,
12 bis 15 stark schematisierte Schnittdarstellungen des in den vorherigen Figuren dargestellten Werkzeugschiebers, wobei die Schnittebene an einer Stelle durch den Werkzeugschieber verläuft, an der die Zuführung des Ankermaterials zur Herstellung der Befestigungsanker erfolgt.

In der nachfolgenden Beschreibung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei unterschiedlicher Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszeichen.
Die 1 bis 8 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen einer im Ganzen mit 1 bezeichneten Bürstenstopfmaschine. Die in den Figuren dargestellten Bürstenstopfmaschinen 1 dienen zur Herstellung von Bürsten. Dabei ist vorgesehen, dass mit Hilfe der Bürstenstopfmaschinen 1 Borstenbündel 2 in Bündellöcher 3 eines Borstenträgers 4 eingestopft werden. Der in den Figuren dargestellte Borstenträger 4 ist ein Bürstenkörper 4.
Jede der in den Figuren dargestellten Bürstenstopfmaschinen 1 umfasst jeweils ein Stopfwerkzeug 5 und eine Schieberführung 6. Das Stopfwerkzeug 5 weist einen beweglichen Werkzeugschieber 7 auf, der in seinem Inneren einen Stößerkanal 8 umfasst. In dem Stößerkanal 8 ist eine axial verschiebbare Stößerzunge 9 zum Einstopfen der Borstenbündel 2 angeordnet. Der Werkzeugschieber 7 ist in der Schieberführung 6 axial verschieblich und um eine Längsachse drehbar beweglich gelagert. Dies mit dem Ziel, Borstenbündel 2 mit in unterschiedlichen Drehlagen orientierten Befestigungsankern 10 in den Bündellöchern 3 zu befestigen.
Jede der in den Figuren dargestellten Bürstenstopfmaschinen 1 weist jeweils einen Auslenkhebel 11 und eine positionsveränderliche Führungskulisse 12 auf, wobei der jeweilige Auslenkhebel 11 direkt mit dem Werkzeugschieber 7 verbunden und in der Führungskulisse 12 geführt ist. Dies so, dass der Werkzeugschieber 7 durch eine Positionsveränderung der Führungskulisse 12 um seine Längsachse gedreht werden kann. So können Borstenbündel 2 mit in unterschiedlichen Drehlagen orientierten Befestigungsankern 10 in den Bündellöchern 3 des Bürstenkörpers 4 verankert werden. Der Auslenkhebel 11 ist jeweils rechtwinklig zur Stoßrichtung der Stößerzunge 9 durch den Werkzeugschieber 7 und auch rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Werkzeugschiebers 7 orientiert. Zudem ist der Auslenkhebel 11 an dem ihm jeweils zugeordneten Werkzeugschieber 7 mit einem Befestigungsende seitlich an diesem befestigt.
Eine Länge der Führungskulisse 12, in der der Auslenkhebel 11 geführt ist, entspricht dabei zumindest der Länge eines Arbeitshubs, der von dem Werkzeugschieber 7 während des Betriebs der Bürstenstopfmaschine 1 überwunden wird. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Werkzeugschieber 7 während des Betriebs der Bürstenstopfmaschine 1 eine alternierende Bewegung, die von zwei Totpunkten begrenzt wird, durchführt. Der Arbeitshub entspricht dabei der Strecke, die der Werkzeugschieber 7 während eines Hubes in einer Richtung zurücklegt. Die Führungskulisse 12 weist eine Führungsnut 13 auf beziehungsweise definiert eine solche, in der der Auslenkhebel 11 geführt ist.
Bei dem in den 3 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Bürstenstopfmaschine 1 weist diese ein Schwenklager 14 auf. Mit Hilfe des Schwenklagers 14 ist die Führungskulisse 12 relativ zu dem Werkzeugschieber 7 schwenkbar gelagert und an einem Gestell 15 der Bürstenstopfmaschine 1 angeordnet.
Beispiele für die unterschiedlichen Drehstellungen des Werkzeugschiebers 7, die mit Hilfe der schwenkbar gelagerten Führungskulisse 12 eingenommen werden können, sind in den einzelnen 3 bis 8 dargestellt. Zwischenstellungen der Führungskulisse 12 sind dabei möglich.
Die 3, 5 und 7, in denen der Werkzeugschieber 7 in seinem hintere Totpunkt angeordnet ist, verdeutlichen, dass eine Schwenkachse 16 des Schwenklagers 14, um die die Führungskulisse 12 dieser Bürstenstopfmaschine 1 schwenkbar ist, parallel zu einer Längsachse des Auslenkhebels 11 und zudem deckungsgleich mit der Längsachse des Auslenkhebels 11 ist, sobald der Werkzeugschieber 7 in seinem hinteren Totpunkt befindet.
Bei Vergleich der 3, 5 und 7 wird der damit verbundene Vorteil deutlich. Wenn die Schwenkachse 16 des Schwenklagers 14 in der dort gezeigten Endstellung im hinteren Totpunkt der Werkzeugschieberbewegung des Werkzeugschiebers 7 deckungsgleich mit der Längsachse des Auslenkhebels 11 ist, kann eine Veränderung der Position der Führungskulisse 12 an dem Schwenklager 14 vorgenommen werden, ohne dass diese die Drehstellung des Werkzeugschiebers 7 in dieser Stellung beeinflusst. Unabhängig davon, in welcher Drehstellung sich die Führungskulisse 12 befindet, nimmt der Auslenkhebel 11 und damit auch der mit diesem verbundene Werkzeugschieber 7 im hinteren Totpunkt immer ein und dieselbe Position und Drehstellung relativ zu der Schieberführung 6 ein. Dies kann die Zuführung von Ankerdraht zur Herstellung von Befestigungsankern 10 innerhalb des Werkzeugschiebers 7 vereinfachen.
Um die Führungskulissen 12 in ihre unterschiedlichen Positionen bringen zu können, ist jede der Bürstenstopfmaschinen 1 mit einem Kulissenantrieb 17 ausgestattet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Bürstenstopfmaschine 1 gemäß den 1 und 2 ist dieser Kulissenantrieb 17 zu einer linearen Positionsveränderung der Führungskulisse 12 eingerichtet. Bei dem in den 3 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel der Bürstenstopfmaschine 1 ist der dort verwendete Kulissenantrieb 17 zur schwenkenden Positionsveränderung der dort verbauten Führungskulisse 12 eingerichtet. Jeder der Kulissenantriebe 17 umfasst zur Positionsveränderung der jeweiligen Führungskulisse 12 einen Motor, der hier als Servomotor 18 ausgebildet ist.
Jeder der in den Figuren dargestellten Kulissenantriebe 17 weist eine Schubstange 19 auf. Diese Schubstange 19 ist jeweils zumindest mittelbar mit der ihr zugeordneten Führungskulisse 12 verbunden und dient dazu, eine Antriebskraft des Kulissenantriebs 17 auf die Führungskulisse 12 zu übertragen. Bei dem in den 3 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel der Bürstenstopfmaschine 1 ist zwischen der Schubstange 19 und der Führungskulisse 12 ein sowohl an der Schubstange 19 als auch an der Führungskulisse 12 schwenkbar gelagertes Zwischenelement 20 angeordnet. Dieses Zwischenelement 20 dient dazu, die lineare Schubbewegung der Schubstange 19 in eine Schwenkbewegung der schwenkbar gelagerten Führungskulisse 12 umzuwandeln. Über die drehbar gelagerte Befestigung des Zwischenelements 20 sowohl an der Schubstange 19 als auch an der Führungskulisse 12 lässt sich eine bei der Positionsveränderung der Führungskulisse 12 auftretende Winkeländerung zwischen der Schubstange 19 und der Führungskulisse 12 ausgleichen.
Die Bürstenstopfmaschinen 1 weisen jeweils einen Schieberantrieb 21 auf. Der jeweilige Schieberantrieb 21 dient dazu, den Werkzeugschieber 7 zwischen den beiden Totpunkten alternierend zu bewegen. Zu diesem Zweck weist jeder Schieberantrieb 21 eine Antriebsstange 22 für den Werkzeugschieber 7 auf. Die Antriebsstange 22 ist mit dem Auslenkhebel 11 der jeweiligen Bürstenstopfmaschine 1 verbunden. Dies so, dass eine Antriebsbewegung der Antriebsstange 22 über den Auslenkhebel 11 auf den Werkzeugschieber 7 übertragen wird. Als Verbindungselement zwischen der Antriebsstange 22 und dem Auslenkhebel 11 weist die Antriebsstange 22 an ihrem dem Werkzeugschieber 7 zugewandten Ende eine Antriebskulisse 23 auf, in der der Auslenkhebel 11 mit einem Zwischenabschnitt 24 geführt ist. Die Antriebskulisse 23 ist mit ihrer Führungsnut rechtwinklig zu der Führungsnut 13 der Führungskulisse 12 ausgerichtet.
Der Auslenkhebel 11 weist an seinem dem Werkzeugschieber 7 abgewandten Ende einen Kulissenstein 25 auf. Ist dieser Kulissenstein 25 kugelförmig, wie in den 1 bis 8 dargestellt, ergibt sich zwischen der Führungskulisse 12 und dem Kulissenstein 25 ein punktförmiger oder linienförmiger Kontakt. Dies kann aus Verschleißgründen ungünstig sein. Daher kann der Kulissenstein 25 auch quaderförmig ausgebildet sein, wie es in den 9 bis 11 dargestellt ist. Hier wird der Kulissenstein 25 auf eine Befestigungskugel 26 an einem freien Ende des Auslenkhebels 11 aufgesetzt. Die Seitenflächen des quaderförmigen Kulissensteins 25 können dann vollflächig in der Führungskulisse 12 an Begrenzungswänden der Führungsnut 13 anliegen.
Die Verwendung einer Befestigungskugel 26 zur Befestigung eines Kulissensteins 25 kann vorteilhaft sein, da sich so unterschiedliche Winkelstellungen des Auslenkhebels 11 relativ zu der Führungskulisse 12 ausgleichen lassen. Der Kulissenstein 25 bildet mit der Befestigungskugel 26 ein Kugelgelenk. Die Befestigungskugel 26 fungiert als Kugelkopf, der in Gebrauchsstellung in eine an dem Kulissenstein 25 ausgebildete Gelenkpfanne eingreift. So kann der Kulissenstein 25 unterschiedliche Winkelstellungen zu dem Auslenkhebel 11 einnehmen.
Zwei unterschiedliche Winkelstellungen sind zum Beispiel in den 10 und 11 dargestellt.
Die 9 bis 11 zeigen außerdem, dass der Auslenkhebel 11 in dem zuvor erwähnten Zwischenabschnitt 24, mit dem der Auslenkhebel 11 in der Antriebskulisse 23 geführt ist, einen zylindrischen Kulissenstein 27 aufweist. Um einen Linienkontakt des Kulissensteins 27 in der Antriebskulisse 23 und eine Winkeltoleranz zu erlauben, ist eine Längsmittelachse des zylindrischen Kulissensteins 27 in Gebrauchsstellung rechtwinklig zu der Längsachse des Auslenkhebels 11 ausgerichtet. Der Auslenkhebel 11 ist in Gebrauchsstellung durch eine Bohrung 27a des Kulissensteins 27 gesteckt.
Jede der in den Figuren dargestellten Bürstenstopfmaschinen 1 ist zudem jeweils mit einem Stößerantrieb 28 ausgestattet. Mit Hilfe des Stößerantriebs 28 kann die Stößerzunge 9 alternierend durch den Werkzeugschieber 7 zum Einstopfen von Befestigungsankern 10 zusammen mit Borstenbündeln 2 in Bündellöcher 3 eines Borstenträgers 4 hin und herbewegt werden. Zur Übertragung einer Antriebskraft von dem Stößerantrieb 28 auf die Stößerzunge 9 weist der Stößerantrieb 28 eine Stößerstange 29 auf. Die Stößerstange 29 ist über eine Rotationskupplung 30 mit der Stößerzunge 9 verbunden. Auf diese Weise lässt sich eine Drehung der Stößerzunge 9 relativ zu dem Stößerantrieb 28 und seiner Stößerstange 29 tolerieren. Eine solche Drehung tritt auf, da die Stößerzunge 9 drehfest in dem verdrehbaren Werkzeugschieber 7 angeordnet ist.
Sämtliche 1 bis 8 zeigen, dass der Werkzeugschieber 7 zwei Rastelemente 31 in Form von Rastkeilen aufweist. Diese sind um 90° versetzt zueinander angeordnet und dienen dazu, beim Schneiden des Ankermaterials auftretende Kräfte, die in vertikaler und in Drehrichtung des Werkzeugschiebers 7 wirken, aufzunehmen. Die Bürstenstopfmaschine 1 weist zwei dazu korrespondierend ausgebildete Gegenrastelemente 32 in Form von Rastkerben auf. Die beiden Rastelemente 31 sind mit den Gegenrastelementen 32 verrastet, wenn der Werkzeugschieber 7 in einer Ankeraufnahmeposition an einer Drahtzuführvorrichtung 33 der Bürstenstopfmaschine 1 angeordnet ist. In dieser Ankeraufnahmeposition ist der Werkzeugschieber 7 zum Beispiel in den 1, 3 und 7 dargestellt. Die beiden kerbenförmigen Gegenrastelemente 32 sind an der Schieberführung 6 und hier konkret an einer Oberseite und an einer Seitenfläche eines die Schieberführung 6 beinhaltenden Gehäuses 34 angeordnet. Ein erstes der Gegenrastelemente 32 befindet sich an einer Oberseite 35 des Gehäuses 34 der Schieberführung 6, während ein zweites der beiden Gegenrastelemente 32 an einer 90° dazu versetzten Seitenfläche 36 der Schieberführung 6 beziehungsweise ihres Gehäuses 34 angeordnet ist.
Die in den Figuren dargestellten Bürstenstopfmaschinen 1 umfassen zudem jeweils eine Drahtschneidevorrichtung 37, die eine Drahtzuführung 38 und ein Drahtmesser 39 umfasst. Der Werkzeugschieber 7 weist seinerseits ein Gegenmesser 40 auf, das dem Drahtmesser 39 zugeordnet ist. Ein Schnitt durch die Ebene der Drahtschneidevorrichtung 37 ist in den 12 bis 15 bei in unterschiedlichen Drehlagen befindlichem Werkzeugschieber 7 dargestellt.
Einander zugewandte Flächen des Werkzeugschiebers 7, des Gegenmessers 40, des Drahtmessers 39 und der Drahtführung 38 sind derart abgewinkelt zueinander, dass der Werkzeugschieber 7 nach einem Durchtrennen eines zugeführten Ankerdrahts 41 zur Herstellung eines Befestigungsankers 10 relativ zu dem Drahtmesser 39 und der Drahtführung 38 frei drehbar ist. Die Wirkung der relativ zueinander abgewinkelten Flächen werden durch die unterschiedlichen Darstellungen der 12 bis 15 deutlich. Eine Kollision zwischen dem Werkzeugschieber 7 und den Elementen der Drahtschneidevorrichtung 37 ist aufgrund des abgewinkelten Verlaufs der einander zugewandten Flächen der zuvor erwähnten Bestandteile ausgeschlossen.
Sämtliche 1 bis 8 zeigen ferner, dass jede der dort dargestellten Bürstenstopfmaschinen 1 zudem jeweils eine Bündelabteilvorrichtung 42 aufweist. Mit dieser Bündelabteilvorrichtung 42 können einzelne Borstenbündel 2 aus einem Borstenmagazin 43 mit einem Vorrat loser Borstenfilamente entnommen werden. Die Bündelabteilvorrichtung 42 umfasst dazu einen mit einer Bündelabteilkerbe ausgestatteten Kreisbogenabteiler 44. Der Kreisbogenabteiler 44 wird in einer alternierenden, schwenkenden Bewegung an einer offenen Vorderseite des Borstenmagazins 43 vorbeigeführt, um mit seiner Bündelabteilkerbe ein einzelnes Borstenbündel 2 aus dem Vorrat loser Borstenfilamente zu entnehmen. Nach der Entnahme eines Borstenbündels 2 wird dieses mit Hilfe des Kreisbogenabteilers 44 an das Stopfwerkzeug 5 der Bürstenstopfmaschine 1 übergeben und zusammen mit einem abgelängten Befestigungsanker 10 von der Stößerzunge 9 erfasst und in ein Bündelloch 3 des an einem Halter 45 bereitgehaltenen Borstenträgers 4 eingestopft.
Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem Gebiet der Bürstenstopfmaschinen. Hierzu wird die Bürstenstopfmaschine 1 vorgeschlagen, die den um seine Längsachse drehbaren Werkzeugschieber 7 aufweist. Um den Werkzeugschieber 7 um seine Längsachse zu drehen, weist die Bürstenstopfmaschine den Auslenkhebel 11 auf, der einerseits direkt an dem Werkzeugschieber 7 befestigt und andererseits in der positionsveränderbaren Führungskulisse 12 der Bürstenstopfmaschine 1 gelagert ist. Über eine Veränderung der Position der Führungskulisse 12 relativ zu dem Werkzeugschieber 7 lässt sich eine Drehstellung des Werkzeugschiebers 7 mit Hilfe des Auslenkhebels 11 verändern.
Bezugszeichenliste

1: Bürstenstopfmaschine
2: Borstenbündel
3: Bündelloch
4: Borstenträger
5: Stopfwerkzeug
6: Schieberführung
7: Werkzeugschieber
8: Stößerkanal
9: Stößerzunge
10: Befestigungsanker
11: Auslenkhebel
12: Führungskulisse
13: Führungsnut von 12
14: Schwenklager
15: Gestell
16: Schwenkachse
17: Kulissenantrieb
18: Servomotor
19: Schubstange
20: Zwischenelement
21: Schieberantrieb
22: Antriebsstange
23: Antriebskulisse
24: Zwischenabschnitt von 11
25: Kulissenstein
26: Befestigungskugel an 11
27: zylindrischer Kulissenstein
27a: Bohrung in 27
28: Stößerantrieb
29: Stößerstange
30: Rotationskupplung
31: Rastelement/Rastkeil
32: Gegenrastelement/Rastkerbe
33: Drahtzuführvorrichtung
34: Gehäuse von 6
35: Oberseite von 34
36: Seitenfläche von 34
37: Drahtschneidevorrichtung
38: Drahtzuführung
39: Drahtmesser
40: Gegenmesser
41: Ankerdraht
42: Bündelabteilvorrichtung
43: Borstenmagazin
44: Kreisbogenabteiler
45: Halter

Claims

Bürstenstopfmaschine (1) zum Stopfen von Borstenbündeln (2) in Bündellöcher (3) eines Borstenträgers (4), insbesondere eines Bürstenkörpers (4), mit einem Stopfwerkzeug (5) und einer Schieberführung (6), wobei das Stopfwerkzeug (5) einen beweglichen Werkzeugschieber (7) und eine darin axial verschiebbare Stößerzunge (9) zum Einstopfen der Borstenbündel (2) umfasst, und wobei der Werkzeugschieber (7) in der Schieberführung (6) axial verschieblich und um seine Längsachse drehbar beweglich gelagert ist, um Borstenbündel (2) mit in unterschiedlichen Drehlagen orientierten Befestigungsankern (10) in den Bündellöchern (3) zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenstopfmaschine (1) einen Auslenkhebel (11) und eine positionsveränderliche Führungskulisse (12) aufweist, wobei der Auslenkhebel (11) direkt mit dem Werkzeugschieber (7) verbunden und in der Führungskulisse (12) geführt ist, sodass der Werkzeugschieber (7) durch eine Positionsveränderung der Führungskulisse (12) um seine Längsachse drehbar ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslenkhebel (11) quer oder rechtwinklig zur Stoßrichtung der Stößerzunge (9) und/oder des Werkzeugschiebers (7) orientiert und/oder seitlich an dem Werkzeugschieber (7) befestigt ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge der Führungskulisse (12), insbesondere einer Führungsnut (13) der Führungskulisse (12), in der der Auslenkhebel (11) geführt ist, wenigstens der Länge eines Arbeitshubs des Werkzeugschiebers (7) entspricht.
Bürstenstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenstopfmaschine (1) ein Schwenklager (14) aufweist, mit dem die Führungskulisse (12) relativ zu dem Werkzeugschieber (7) schwenkbar gelagert, insbesondere an einem Gestell (15) der Bürstenstopfmaschine (1) angeordnet, ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkachse (16) des Schwenklagers (14), um die die Führungskulisse (12) schwenkbar ist, parallel zu einer Längsachse des Auslenkhebels (11) ausgerichtet ist, insbesondere wobei die Schwenkachse (16) des Schwenklagers (14) und die Längsachse des Auslenkhebels (11) bei in einem von einer Einstopfstelle abgewandten Totpunkt der Werkzeugschieberbewegung befindlichem Werkzeugschieber (7) deckungsgleich sind.
Bürstenstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenstopfmaschine (1) einen Kulissenantrieb (17) zur, insbesondere linearen oder schwenkenden, Positionsveränderung der Führungskulisse (12) aufweist, insbesondere wobei die Kulissenantrieb (17) einen Servomotor (18) zur Positionsveränderung der Führungskulisse (12) umfasst.
Bürstenstopfmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenantrieb (17) eine Schubstange (19) umfasst, die zumindest mittelbar mit der Führungskulisse (12) verbunden ist und über die eine Antriebskraft des Kulissenantriebs (17) auf die Führungskulisse (12) übertragbar ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schubstange (19) und der Führungskulisse (12) ein, vorzugsweise sowohl an der Schubstange (19) als auch an der Führungskulisse (12) schwenkbar gelagertes, Zwischenelement (20) angeordnet ist, über das eine lineare Schubbewegung der Schubstange (19) in eine Schwenkbewegung der schwenkbar gelagerten Führungskulisse (12) umwandelbar ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenstopfmaschine (1) einen Schieberantrieb (21) mit einer Antriebsstange (22) für den Werkzeugschieber (7) aufweist, die mit dem Auslenkhebel (11) verbunden ist, sodass eine Antriebsbewegung der Antriebsstange (22) über den Auslenkhebel (11) auf den Werkzeugschieber (7) übertragbar ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstange (22), insbesondere an ihrem dem Werkzeugschieber (7) zugewandten Ende, eine Antriebskulisse (23) aufweist, in der der Auslenkhebel (11) mit einem Zwischenabschnitt (24) geführt ist, vorzugsweise wobei die Antriebskulisse (23) quer oder rechtwinklig zu der Führungskulisse (12) orientiert ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslenkhebel (11) an seinem dem Werkzeugschieber (7) abgewandten Ende einen Kulissenstein (25), insbesondere einen kugelförmigen oder quaderförmigen oder würfelförmigen Kulissenstein (25) aufweist, der in der Führungskulisse (12) geführt ist, und/oder dass der Auslenkhebel (11) in einem oder dem Zwischenabschnitt (24) einen zylindrischen Kulissenstein (27) aufweist, mit dem der Auslenkhebel (11) in der Antriebskulisse (23) geführt ist und dessen Längsmittelachse quer oder rechtwinklig zu der Längsachse des Auslenkhebels (11) ausgerichtet ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenstopfmaschine (1) einen Stößerantrieb (28) mit einer Stößerstange (29) für die Stößerzunge (9) aufweist, die über eine Rotationskupplung (30) mit der Stößerzunge (9) verbunden ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschieber (7) zumindest ein Rastelement (31), insbesondere ein Rastkeil (31), vorzugsweise zwei um insbesondere 90 Grad versetzt zueinander angeordnete Rastelemente (31), aufweist und dass die Bürstenstopfmaschine (1) wenigstens ein dazu korrespondierend ausgebildetes Gegenrastelement (32), insbesondere eine Rastkerbe (32), aufweist, wobei das wenigstens eine Rastelement (31) mit dem Gegenrastelement (32) verrastet ist, wenn der Werkzeugschieber (7) in einer Ankeraufnahmeposition an einer Drahtzuführvorrichtung (33) der Bürstenstopfmaschine (1) und/oder in einem hinteren Totpunkt seiner Arbeitsbewegung oder seines Hubes angeordnet ist.
Bürstenstopfmaschine (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gegenrastelement (32) an der Schieberführung (6) angeordnet ist, vorzugsweise wobei ein Gegenrastelement (32) an einer Oberseite (35) der Schieberführung (6) und ein Gegenrastelement (32) an einer 90 Grad dazu versetzten Seitenfläche (36) der Schieberführung (6) angeordnet sind.
Bürstenstopfmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenstopfmaschine (1) eine Drahtschneidevorrichtung (37) mit einer Drahtführung (38) und mit einem Drahtmesser (39) und dass der Werkzeugschieber (7) ein dem Drahtmesser (39) zugeordnetes Gegenmesser (40) umfassen, wobei einander zugewandte Flächen des Werkzeugschiebers (7) und/oder des Gegenmessers (40) einerseits und des Drahtmessers (39) und/oder der Drahtführung (38) andererseits derart abgewinkelt sind, dass der Werkzeugschieber (7) nach Durchtrennen eines zugeführten Ankerdrahts (41) relativ zu dem Drahtmesser (39) und/oder der Drahtführung (38) frei drehbar ist.