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Die Erfindung betrifft eine Bürstenstopfmaschine mit einem Stopfwerkzeug, das einen zwischen einer Ausgangsposition und einer Stopfposition in Bezug auf eine Stopfrichtung axial beweglichen Werkzeugschieber und eine darin in Stopfrichtung axial bewegliche Stößerzunge umfasst, mit der Borstenbündel zusammen mit Befestigungsankern in Bündellöcher von Borstenträgern, insbesondere von Bürstenkörpern, eingestopft werden können.
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Insbesondere bei Bürsten, deren Bündellöcher eng beieinander liegen oder deren Bündellöcher rechteckige oder mehreckige Querschnitte aufweisen, kann es erforderlich sein, Befestigungsanker, mit denen die Borstenbündel in den Bündellöchern fixiert werden, in unterschiedlichen Drehlagen, sogenannten Ankerstellungen, einzustopfen, um Kollisionen zwischen Befestigungsankern zu vermeiden und eine zuverlässige Verankerung der Borstenbündel im Material der Borstenträger sicherzustellen.
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Bei einem aus der Praxis vorbekannten und an sich bewährten Konzept werden dazu die zu bestopfenden Borstenträger 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.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2017 111 136 A1 sind Bürstenstopfmaschinen zum Stopfen von Borstenbündeln in Bündellöcher eines Borstenträgers mit einem Stopfwerkzeug und einer Schieberführung vorbekannt, wobei das Stopfwerkzeug einen beweglichen Werkzeugschieber und eine darin axial verschiebbare Stößerzunge zum Einstopfen der Borstenbündel umfasst. Der Werkzeugschieber ist 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. Die vorbekannten Bürstenstopfmaschinen weisen jeweils einen Auslenkhebel und eine positionsveränderliche Führungskulisse auf, wobei der Auslenkhebel direkt mit dem Werkzeugschieber verbunden und in der Führungskulisse geführt ist. Durch eine Positionsveränderung der Führungskulisse wird der Werkzeugschieber um seine Längsachse gedreht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, 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 mit gewünschten Ankerstellungen vereinfacht.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Bürstenstopfmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Zur Lösung der Aufgabe wird somit eine Bürstenstopfmaschine mit einem Stopfwerkzeug vorgeschlagen, das einen zwischen einer Ausgangsposition und einer Stopfposition in Bezug auf eine Stopfrichtung axial beweglichen Werkzeugschieber und eine darin in Stopfrichtung axial bewegliche Stößerzunge umfasst, mit der Borstenbündel zusammen mit Befestigungsankern in Bündellöcher von Borstenträgern, insbesondere von Bürstenkörpern, eingestopft werden können. Die Bürstenstopfmaschine weist zur Erzeugung einer zwangsgeführten Drehbewegung des Werkzeugschiebers und um Befestigungsanker in einer gewünschten Ankerstellung in Borstenträger einzubringen, einen Steuerhebel und eine Steuerkulisse mit einem Steuerabschnitt auf, der einen von der Stopfrichtung abweichenden Verlauf hat und so angeordnet ist, dass der Steuerhebel frühestens dann in dem Steuerabschnitt geführt ist, wenn der Werkzeugschieber auf seinem Weg in die Stopfposition eine definierte Zwischenposition zwischen seiner Ausgangsposition und der Stopfposition erreicht.
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Durch die Position des Steuerabschnitts der Steuerkulisse wird die zwangsgeführte Drehbewegung des Werkzeugschiebers somit frühestens dann eingeleitet, wenn der Werkzeugschieber eine Zwischenposition zwischen der Ausgangsposition und der Stopfposition an dem Borstenträger erreicht hat und der Steuerhebel in den Steuerabschnitt der Steuerkulisse gelangt. Die Einleitung der Drehbewegung erfolgt somit verzögert und nicht sofort, wenn der Werkzeugschieber aus seiner Ausgangsposition in Richtung seiner Stopfposition bewegt wird. Ferner muss die Position der Steuerkulisse zur Drehung des Werkzeugschiebers nicht verändert werden. Dies ist bei den aus der Druckschrift
DE 10 2017 111 136 A1 vorbekannten Bürstenstopfmaschinen vorgesehen. Die Steuerkulisse der erfindungsgemäßen Bürstenstopfmaschine kann mit ihrem Steuerabschnitt in einer der gewünschten Ankerstellung gemäßen Relativposition zu dem Werkzeugschieber stationär sein und bleiben. Die verzögerte, zwangsgeführte Drehung des Werkzeugschiebers erfolgt dann durch die Bewegung des Werkzeugschiebers aus der Zwischenposition in die Stopfposition und aufgrund der Position und des Verlaufs des Steuerabschnitts.
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Der Steuerabschnitt der Steuerkulisse kann in der Zwischenposition zwischen der Ausgangsposition und der Stopfposition des Werkzeugschiebers oder zwischen der Zwischenposition und der Stopfposition angeordnet sein.
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Die Steuerkulisse kann zusätzlich zu dem Steuerabschnitt einen in Stopfrichtung ausgerichteten geraden Führungsabschnitt aufweisen, der dem Steuerabschnitt in Stopfrichtung vorgelagert ist. Der Steuerabschnitt kann einen von dem Verlauf des geraden Führungsabschnitts abweichenden Verlauf aufweisen. Ist der Steuerhebel in dem geraden Führungsabschnitt geführt, bewirkt die Steuerkulisse noch keine zwangsgeführte Drehung des Werkzeugschiebers, wenn dieser in Stopfrichtung seiner Stopfposition angenähert wird. Dies geschieht erst dann, wenn der Steuerhebel in den Steuerabschnitt eintritt und der Werkzeugschieber weiter in Stopfrichtung bewegt wird.
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Durch den von der Stopfrichtung abweichenden Verlauf des Steuerabschnitts wird der Steuerhebel beim Eintritt in den Steuerabschnitt seitlich ausgelenkt und die Zwangsdrehung des Werkzeugschiebers bewirkt.
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Bevorzugt ist der Steuerhebel mit dem Werkzeugschieber verbunden. Aufgrund der Verbindung zwischen dem Steuerhebel und dem Werkzeugschieber kann die seitliche Auslenkung des Steuerhebels dann in eine Drehung des Werkzeugschiebers umgesetzt werden. Die Steuerkulisse ermöglicht so eine konstruktiv einfache und gleichzeitig robuste Zwangsführung des Werkzeugschiebers, um Borstenbündel mit in gewünschten Ankerstellungen orientierten Befestigungsankern in Bündellöchern zu fixieren.
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Das Zusammenspiel aus einem geradem Führungsabschnitt und einem Steuerabschnitt, der einen davon abweichenden Verlauf aufweist, bewirkt, dass die Drehung des Werkzeugschiebers verzögert einsetzt und nicht sofort eingeleitet wird, wenn der Werkzeugschieber aus der Ausgangsposition in Richtung Stopfposition bewegt wird. Der gerade Führungsabschnitt kann eine präzise lineare Führung des Werkzeugschiebers auf seinem Weg aus der Ausgangsposition in die Zwischenposition begünstigen. Solange der Steuerhebel noch in dem geraden Führungsabschnitt der Steuerkulisse angeordnet ist, erfährt der Werkzeugschieber keine Drehung, was beispielsweise die Zuführung von Befestigungsankern an den Werkzeugschieber vereinfachen kann.
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Die verzögerte Einleitung der Drehung des Werkzeugschiebers, die die Steuerkulisse mit ihrem Steuerabschnitt bewirkt, kann auch ein präzises Ablängen von Befestigungsankern von Ankerdraht begünstigen, wie es weiter unten noch näher erläutert wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Steuerkulisse weist ihr Steuerabschnitt einen gebogenen Verlauf auf. Der Verlauf des Steuerabschnitts kann dabei so gewählt sein, dass der Drehwinkel des Werkzeugschiebers zunimmt, je weiter der Steuerhebel in Stopfrichtung in den Steuerabschnitt der Steuerkulisse eingeführt wird.
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Ein Drehwinkel des Werkzeugschiebers in Stopfposition kann abhängig sein vom Verlauf des Steuerabschnitts und/oder der Position des Steuerhebels in dem Steuerabschnitt der Steuerkulisse bei in Stopfposition befindlichem Werkzeugschieber. Durch eine entsprechende Anordnung der Steuerkulisse relativ zu dem Werkzeugschieber bzw. zu dem Steuerhebel oder auch durch eine entsprechende Ausbildung und Ausrichtung des Steuerabschnitts der Steuerkulisse kann so vorgegeben werden, um welchen Drehwinkel der Werkzeugschieber auf seinem Weg aus der Zwischenposition in die Stopfposition gedreht wird und welche Ankerstellungen die Befestigungsanker dann in dem Borstenträger einnehmen.
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Der Verlauf des Steuerabschnitts und/oder die konkrete Anordnung der Steuerkulisse relativ zu dem Werkzeugschieber kann somit definieren, um welchen Drehwinkel der Werkzeugschieber in der Stopfposition im Vergleich zu seiner Ausgangsposition gedreht ist. Damit bestimmt der Steuerabschnitt der Steuerkulisse die Drehstellung des Werkzeugschiebers in Stopfposition und so auch die Ankerstellungen der Befestigungsanker in den Bündellöchern.
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Der Werkzeugschieber kann um eine in Stopfrichtung ausgerichtete Rotationsachse drehbar gelagert sein. Zu diesem Zweck kann die Bürstenstopfmaschine eine Schieberführung aufweisen, in der der Werkzeugschieber in Bezug auf die Stopfrichtung axial beweglich und drehbar gelagert ist. So kann der Werkzeugschieber durch eine in Stopfrichtung ausgerichtete Linearbewegung in der Schieberführung zunächst aus der Ausgangsposition in die Zwischenposition bewegt werden. Dort gelangt der Steuerhebel in den Steuerabschnitt der Steuerkulisse. Bei weiterer linearer Bewegung des Werkzeugschiebers in Richtung der Stopfposition wird die zwangsgeführte Drehung bewirkt und der linearen Bewegung des Werkzeugschiebers in die Stopfposition eine Drehbewegung überlagert.
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Die Steuerkulisse kann zur vorzugsweise stufenlosen Einstellung eines Drehwinkels, um den der Werkzeugschieber durch die Steuerkulisse und seine Bewegung in Stopfposition gedreht wird, positionsveränderlich sein. Insbesondere kann die Steuerkulisse zu diesem Zweck positionsveränderlich, vorzugsweise stufenlos positionsveränderlich, an einem Gestell der Bürstenstopfmaschine, insbesondere an der Schieberführung, befestigt sein.
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Die Bürstenstopfmaschine kann, insbesondere am Werkzeugschieber, eine Linearführung aufweisen, entlang der die Steuerkulisse vorzugsweise stufenlos zur Positionsveränderung relativ zu dem Werkzeugschieber linear verschieblich gelagert ist.
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Der Steuerhebel kann quer oder rechtwinklig zur Stopfrichtung orientiert und/oder an einer Außenseite des Werkzeugschiebers angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Steuerhebel durch eine Bewegung des Werkzeugschiebers auch relativ zu der Steuerkulisse und dabei durch den Steuerabschnitt und gegebenenfalls durch den zuvor erwähnten geraden Führungsabschnitt, der dem Steuerabschnitt vorgelagert sein kann, bewegt werden.
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Die Bürstenstopfmaschine kann eine Drahtschneidevorrichtung aufweisen. Die Drahtschneidevorrichtung kann vorzugsweise zwischen der Ausgangsposition und der definierten Zwischenposition des Werkzeugschiebers angeordnet sein. Die Drahtschneidevorrichtung kann ein Drahtmesser und/oder eine Drahtführung umfassen. Der Werkzeugschieber kann ein dem Drahtmesser zugeordnetes Gegenmesser aufweisen. Mithilfe des Drahtmessers und des Gegenmessers an dem Werkzeugschieber können Befestigungsanker von einem über die Drahtführung zugeführten Ankerdraht abgelängt und dem Werkzeugschieber zugeführt werden.
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Für einen zuverlässigen und präzisen Schnitt des Ankerdrahtes kann es vorteilhaft sein, wenn einander zugewandte Stirnflächen des Gegenmessers und des Drahtmessers und/oder der Drahtführung parallel zueinander ausgerichtet sind. Vorteilhaft für die Standzeiten des Gegenmessers und/oder des Drahtmessers und eine Einrichtung der Drahtschneidevorrichtung kann es ferner sein, wenn das Drahtmesser und/oder das Gegenmesser jeweils einen Keilwinkel von 90° aufweisen.
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Wenn das Drahtmesser und das Gegenmesser einen Keilwinkel von 90° aufweisen, kann dies das Einstellen und Einbauen des Drahtmessers und des Gegenmessers erheblich vereinfachen.
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Die Drahtschneidevorrichtung kann einen Schneidantrieb, insbesondere mit einer Hubeinheit, zur Ausführung einer Schneidbewegung des Drahtmessers aufweisen. Bei dieser Ausführungsform der Bürstenstopfmaschine kann das Drahtmesser in Richtung des feststehenden Gegenmessers des Werkzeugschiebers zugestellt werden, um einen Befestigungsanker von einem zugeführten Ankerdraht abzutrennen.
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Die Bürstenstopfmaschine kann ferner eine Stützvorrichtung zur Stabilisierung des Werkzeugschiebers beim Abtrennen von Befestigungsankern aufweisen.
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Beim Abtrennen von Befestigungsankern von einem Ankerdraht auftretende Kräfte, die von dem beweglichen Drahtmesser über den Ankerdraht auf das Gegenmesser und dabei auf den Werkzeugschieber übertragen werden, können über die Stützvorrichtung abgeleitet werden. Dies kann den Werkzeugschieber vor Beschädigungen schützen und ein präzises Abtrennen der Befestigungsanker von dem Ankerdraht begünstigen.
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Bei einer Ausführungsform der Bürstenstopfmaschine weist die Stützvorrichtung ein Stützmittel am Werkzeugschieber und ein Gegenstützmittel auf. Das Gegenstützmittel kann beispielsweise an einem Gestell der Bürstenstopfmaschine oder auch an der Schieberführung des Stopfwerkzeugs angeordnet oder ausgebildet sein. Bei Abtrennen von Befestigungsankern kann sich das Stützmittel an dem Gegenstützmittel abstützen. Auf diese Weise lassen sich beim Schneiden von Ankerdraht auftretende Reaktionskräfte über das an dem Werkzeugschieber ausgebildete Stützmittel auf das Gegenstützmittel übertragen und von diesem ableiten, beispielsweise über die Schieberführung und ein Gestell der Bürstenstopfmaschine.
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Der Abstand des Steuerabschnitts der Steuerkulisse zur Ausgangsposition kann dem Abstand zwischen der Ausgangsposition und der Zwischenposition entsprechen. Eine Wegstrecke, die der Steuerhebel bei einer Bewegung des Werkzeugschiebers aus der Ausgangsposition in die Zwischenposition zurücklegt, bevor er den Steuerabschnitt erreicht, kann dem Abstand zwischen Ausgangsposition und Zwischenposition entsprechen.
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Eine Länge des geraden Führungsabschnitts der Steuerkulisse kann mindestens so groß wie und bevorzugt größer als ein Abstand zwischen der Ausgangsposition und der definierten Zwischenposition des Werkzeugschiebers sein.
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Eine Länge des geraden Führungsabschnitts der Steuerkulisse kann zumindest so groß wie eine Wegstrecke sein, die der Werkzeugschieber zwischen seiner Ausgangsposition und einer in Stopfrichtung nachgelagerten Zwischenposition zurücklegt, in der das Gegenmesser am Werkzeugschieber das Drahtmesser der Drahtschneidevorrichtung in Stopfrichtung passiert hat und/oder in der das Stützmittel am Werkzeugschieber das Gegenstützmittel in Stopfrichtung passiert hat.
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Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Werkzeugschieber bei seiner Verstellung in Stopfrichtung hin zu seiner Stopfposition zunächst nur linear verschoben, jedoch nicht gedreht wird.
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Eine Drehung des Werkzeugschiebers vor Einsatz der Drahtschneidevorrichtung wird auf diese Weise vermieden, so dass der Drahtschneidevorgang und auch die Zuführung von Ankerdraht bzw. vom Ankerdraht abgetrennten Befestigungsankern an das Stopfwerkzeug ohne durch eine Drehung verursachte Probleme erfolgen kann. Dann, wenn das Gegenmesser an dem Werkzeugschieber das Drahtmesser der Drahtschneidevorrichtung passiert hat und/oder das Stützmittel und das Gegenstützmittel nicht mehr in Eingriff miteinander stehen und ein Befestigungsanker vom Ankerdraht abgetrennt und dem Stopfwerkzeug zugeführt wurde, kann die Drehung durch Eintritt des Steuerhebels in den Steuerabschnitt der Steuerkulisse eingeleitet werden. Eine Kollision zwischen Drahtmesser und Gegenmesser, Drahtmesser und Werkzeugschieber und/oder eine durch die Drehung des Werkzeugschiebers verursachte Kollision zwischen Stützmittel und Gegenstützmittel wird auf diese Weise effektiv vermieden.
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Die Drehung des Werkzeugschiebers wird durch diese Gestaltung der Steuerkulisse, der Position des Steuerabschnitts und/oder durch die Länge des geraden, in Stopfrichtung ausgerichteten Führungsabschnitts der Steuerkulisse somit erst dann eingeleitet, wenn das Stopfwerkzeug bereits mit einem Befestigungsanker bestückt ist.
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Die Länge des geraden Führungsabschnitts der Steuerkulisse kann somit zumindest so groß sein, dass der Werkzeugschieber erst dann die durch den Steuerabschnitt der Steuerkulisse verursachte Drehung erfährt, wenn ein Befestigungsanker von einem Ankerdraht bereits abgetrennt und dem Stopfwerkzeug zugeführt ist.
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Bei einer Ausführungsform der Bürstenstopfmaschine ist vorgesehen, dass die Steuerkulisse manuell positionsveränderlich ist, um den Drehwinkel des Werkzeugschiebers einzustellen, den der Werkzeugschieber in Stopfposition einnimmt. Die manuelle Positionsveränderung der Steuerkulisse kann hierbei vorzugsweise stufenlos erfolgen.
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Die Steuerkulisse kann bei einer anderen Ausführungsform der Bürstenstopfmaschine auch motorisch positionsveränderlich sein. Zu diesem Zweck kann die Bürstenstopfmaschine einen Kulissenantrieb zur, insbesondere linearen und/oder stufenlosen, Positionsveränderung der Steuerkulisse und dadurch zur Einstellung des Drehwinkels des Werkzeugschiebers in Stopfposition aufweisen. Insbesondere kann der Kulissenantrieb einen Servomotor zur Positionsveränderung der Steuerkulisse aufweisen. Ein solcher Servomotor erlaubt eine präzise Positionsänderung der Steuerkulisse.
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Der Kulissenantrieb kann eine Schubstange aufweisen, die zumindest mittelbar mit der Steuerkulisse verbunden ist und über die eine Antriebskraft des Kulissenantriebs auf die Steuerkulisse übertragen werden kann, um die Position der Steuerkulisse relativ zu dem Werkzeugschieber zu verändern.
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Die Bürstenstopfmaschine kann ferner einen Schieberantrieb aufweisen. Der Schieberantrieb kann eine Antriebsstange umfassen, die mit dem Werkzeugschieber verbunden ist, so dass eine Antriebsbewegung des Schieberantriebs mit der Antriebsstange auf den Werkzeugschieber übertragen werden kann.
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Um eine Antriebsbewegung von dem Schieberantrieb auch bei in unterschiedlichen Drehstellungen befindlichem Werkzeugschieber auf den Werkzeugschieber zu übertragen, können zwischen der Antriebsstange und dem Werkzeugschieber eine Antriebskulisse und ein in der Antriebskulisse geführtes Übertragungselement angeordnet sein.
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Die Antriebsstange kann, insbesondere an ihrem dem Werkzeugschieber zugewandten Ende, die Antriebskulisse aufweisen, in der das Übertragungselement geführt ist. Das Übertragungselement kann mit dem Werkzeugschieber verbunden sein. Die Antriebskulisse kann quer oder rechtwinklig zur Stopfrichtung orientiert sein. Die Antriebskulisse ermöglicht, den Werkzeugschieber mithilfe des Schieberantriebs auch bei einer durch die Steuerkulisse bewirkten Drehung des Werkzeugschiebers um seine Rotationsachse weiter anzutreiben.
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Die Antriebskulisse und das Übertragungselement bewirken somit eine Aufrechterhaltung der Antriebsverbindung zwischen Schieberantrieb und Werkzeugschieber auch bei unterschiedlichen Drehstellungen des Werkzeugschiebers.
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Der Steuerhebel kann, beispielsweise an seinem dem Werkzeugschieber abgewandten, freien Ende, einen Kulissenstein aufweisen. Mit dem Kulissenstein kann der Steuerhebel in der Steuerkulisse geführt sein. Mit seinem Kulissenstein kann der Steuerhebel dann durch einen, beispielsweise durch zuvor bereits erwähnten, den geraden Führungsabschnitt in den Steuerabschnitt der Steuerkulisse überführt werden. Der Kulissenstein kann beispielsweise kugelförmig oder zylindrisch oder ballig ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Kulissenstein am Steuerhebel drehbar gelagert. Dies kann die Reibung zwischen Steuerkulisse und Kulissenstein bei einer Bewegung des Kulissensteins durch die Steuerkulisse und dadurch Verschleiß minimieren.
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Die Steuerkulisse kann bei einer Ausführungsform der Bürstenstopfmaschine einander zugewandte Führungsflächen aufweisen, die parallel zueinander und/oder zu einer Längsmittelachse eines, beispielsweise des zuvor bereits erwähnten, Kulissensteins des Steuerhebels ausgerichtet sind.
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Der Vorteil eines zylindrischen Kulissensteins kann darin bestehen, dass sich ein Linienkontakt zwischen Kulissenstein und den Führungsflächen der Steuerkulisse einstellt. Die Verwendung eines Kulissensteins, der kugelförmig oder ballig ausgebildet ist, kann die Herstellung der Steuerkulisse vereinfachen. Die Führungsflächen der Steuerkulisse können hierbei nämlich dann parallel zueinander und ohne Neigung im Verlauf der Steuerkulisse ausgebildet sein. Dies kann die Fertigung der Steuerkulisse erheblich vereinfachen.
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Bei einer Ausführungsform der Bürstenstopfmaschine können die einander zugewandten Führungsflächen der Steuerkulisse eine die Drehstellung des Werkzeugschiebers kompensierende Neigung in ihrem Verlauf hin zu einem der Stopfposition zugewandten Ende des Steuerabschnitts aufweisen. Hierbei stellt sich der erhebliche Vorteil ein, dass ein zylindrischer Kulissenstein verwendet werden kann und ein Linienkontakt zwischen dem Kulissenstein und den Führungsflächen entsteht.
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Der Kulissenstein kann mittels eines Drehlagers, beispielsweise mittels eines Wälzlagers, am Steuerhebel drehgelagert sein.
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Die Stopfmaschine kann einen Stößerantrieb aufweisen. Der Stößerantrieb kann eine Stößerstange aufweisen, über die der Stößerantrieb mit der Stößerzunge verbunden ist. Die Stößerstange kann über eine Rotationskupplung mit der Stößerzunge verbunden sein. Die Rotationskupplung ermöglicht die Aufrechterhaltung einer Antriebsverbindung zwischen dem Stößerantrieb und Stößerzunge auch bei einer Drehung des Werkzeugschiebers und der darin geführten Stößerzunge.
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Der Werkzeugschieber kann eine zylindrischer Führungsfläche und die Schieberführung eine korrespondierende Gegenführungsfläche aufweisen. Die zylindrische Führungsfläche des Werkzeugschiebers kann an einer Außenseite des Werkzeugschiebers ausgebildet sein. Die korrespondierende Gegenführungsfläche der Schieberführung kann eine Innenfläche, insbesondere eine hohlzylindrische Innenfläche der Schieberführung sein. Die zylindrische Führungsfläche des Werkzeugschiebers und die korrespondierende Gegenführungsfläche der Schieberführung ermöglichen eine Drehlagerung des Werkzeugschiebers in der Schieberführung, ohne eine axiale Verschiebung des Werkzeugschiebers in Richtung der Stopfrichtung in der Schieberführung zu behindern. Die zylindrische Führungsfläche des Werkzeugschiebers und die korrespondierende Gegenführungsfläche der Schieberführung bilden eine kombinierte Dreh-Linear-Lagerung.
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Der Werkzeugschieber kann in seinem dem Gegenmesser in Stopfrichtung vorgelagerten Abschnitt eine derartige Außenkontur aufweisen, dass der über eine Schneidposition an der zuvor erwähnten Drahtschneidevorrichtung bis in die Zwischenposition und in Stopfrichtung darüber hinaus vorgeschobene Werkzeugschieber kollisionsfrei an dem Drahtmesser der Drahtschneidevorrichtung vorbeidrehbar ist.
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Die Schneidposition des Werkzeugschiebers kann die Position sein, die der Werkzeugschieber einnimmt, wenn das an dem Werkzeugschieber ausgebildete Gegenmesser so an dem Drahtmesser der Drahtschneidevorrichtung positioniert ist, dass ein Abtrennen eines Befestigungsankers von Ankerdraht möglich ist. Die Schneidposition des Werkzeugschiebers kann zwischen der Ausgangsposition und der definierten Zwischenposition angeordnet und somit der Zwischenposition in Stopfrichtung vorgelagert sein.
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Die Bürstenstopfmaschine kann ferner eine Spannvorrichtung mit zumindest einem Spannplatz für einen Borstenträger aufweisen, in den Borstenbündel mithilfe des Stopfwerkzeugs eingestopft werden sollen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Spannplatz um eine in Stopfrichtung orientierte Schwenkachse, vorzugsweise motorisch, schwenkbar ist.
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So lassen sich die gewünschten Ankerstellungen der Befestigungsanker zur Befestigung von Borstenbündeln in Bündellöcher durch eine Kombination einer durch die Steuerkulisse bewirkten Drehung des Werkzeugschiebers und einer entsprechenden Drehung des zumindest einen Spannplatzes um seine Schwenkachse einstellen.
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So ist es beispielsweise denkbar, dass der maximale Drehwinkel, den die Steuerkulisse durch die von ihr bereitgestellte Zwangsführung vorgeben kann, 15° beträgt und die Drehung, die mithilfe des Spannplatzes vorgenommen werden kann, ebenfalls jeweils 15° in beide Richtungen beträgt. So lassen sich kumulativ aus beiden Drehbewegungen unterschiedliche Ankerstellungen erzeugen, unter denen Befestigungsanker zur Befestigung in einen an dem Spannplatz aufgespannten Borstenträger eingebracht werden können.
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Die Bürstenstopfmaschine kann, insbesondere an der Steuerkulisse und/oder an der Linearführung für die Steuerkulisse eine Skala aufweisen, anhand der der Drehwinkel des Werkzeugschiebers in Stopfposition in Abhängigkeit von der eingestellten Position der Steuerkulisse ablesbar ist.
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Die Steuerkulisse kann in einer Kulissenplatte ausgebildet sein. Die Kulissenplatte kann als Wendeplatte ausgebildet sein und zur Vorgabe der Drehrichtung, in der der Werkzeugschieber durch die Steuerkulisse gedreht wird, in unterschiedlichen Stellungen relativ zu dem Werkzeugschieber, insbesondere an der Schieberführung, angeordnet werden. Auf diese Weise kann die Drehrichtung des Werkzeugschiebers durch Wenden der Kulissenplatte besonders einfach umgekehrt werden. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn eine Längsmittelachse des geraden Führungsabschnitts und/oder eine Längsmittelachse eines Eintrittsabschnitts des Steuerabschnitts deckungsgleich mit einer Längsmittelachse der Kulissenplatte ist/sind.
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Die Bürstenstopfmaschine kann ein Borstenmagazin aufweisen. In dem Borstenmagazin kann ein Vorrat an losen Borstenfilamenten angeordnet sein.
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Die Bürstenstopfmaschine kann ferner einen Bündelabteiler aufweisen, mit dem die Bürstenstopfmaschine dazu eingerichtet ist, Borstenbündel aus dem Vorrat an losen Borstenfilamenten in dem Borstenmagazin auszufassen und an das Stopfwerkzeug der Bürstenstopfmaschine zu übergeben. Ein mit dem Bündelabteiler an das Stopfwerkzeug übergebenes Borstenbündel kann dann mithilfe des Stopfwerkzeugs zusammen mit einem Befestigungsanker in der gewünschten Ankerstellung in ein Bündelloch eines bereitgehaltenen Borstenträgers eingestopft und dadurch an dem Borstenträger befestigt werden.
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Das Borstenmagazin kann einen oder mehrere Materialkästen aufweisen. In jedem Materialkasten kann eine Sorte an Borstenfilamenten enthalten sein. Das Borstenmagazin kann beweglich gelagert sein, um die unterschiedlichen Materialkästen wahlweise in eine Entnahmeposition an dem Bündelabteiler anzuordnen. Zu diesem Zweck kann das Borstenmagazin beispielsweise um eine Schwenkachse schwenkbar sein.
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Der Bündelabteiler kann eine Abteilkerbe aufweisen, mit der der Bündelabteiler an dem Borstenmagazin vorbeibewegbar ist, um Borstenbündel aus dem Borstenmagazin auszufassen und an das Stopfwerkzeug zu übergeben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Ausführungsbeispiele.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Bürstenstopfmaschine mit einem Stopfwerkzeug, das einen Werkzeugschieber und eine darin axial bewegliche Stößerzunge aufweist, wobei der Werkzeugschieber entlang einer Stopfrichtung in einer Schieberführung der Bürstenstopfmaschine hin und her verschiebbar ist, und wobei die Bürstenstopfmaschine an einer Oberseite der Schieberführung eine Steuerkulisse aufweist, mit der der Werkzeugschieber durch seine Bewegung in eine Stopfposition zwangsgeführt um seine in Stopfrichtung ausgerichtete Rotationsachse gedreht werden kann, um Befestigungsanker zur Befestigung von Borstenbündeln in einem bereitgehaltenen Borstenträger in einer gewünschten Ankerstellung in dem Borstenträger zu verankern, wobei die Steuerkulisse einen geraden, in Stopfrichtung ausgerichteten Führungsabschnitt und einen Steuerabschnitt aufweist, der einen vom Führungsabschnitt abweichenden, gebogenen Verlauf hat,
- 2 eine vergrößerte Darstellung der in 1 mit dem Kreis markierten Einzelheit,
- 3 eine vergrößerte Darstellung des Stopfwerkzeugs bei in Schneidposition befindlichem Werkzeugschieber, wobei zu erkennen ist, dass ein Stützmittel und ein Gegenstützmittel einer Abstützvorrichtung der Bürstenstopfmaschine zur Aufnahme von Schneidkräften beim Abtrennen von Befestigungsankern in Eingriff miteinander stehen,
- 4 eine mit 3 vergleichbare Detaildarstellung, wobei hier der Werkzeugschieber im Vergleich zu 3 weiter in Stopfrichtung in eine Zwischenposition vorgeschoben ist und das Stützmittel und das Gegenstützmittel nicht mehr in Eingriff miteinander stehen, so dass eine durch die Steuerkulisse verursachte Drehung des Werkzeugschiebers bei weiterem Vorschieben des Werkzeugschiebers in Stopfrichtung eingeleitet werden kann,
- 5 die in den 3 und 4 gezeigte Bürstenstopfmaschine mit dem in Stopfposition befindlichen Werkzeugschieber, wobei zu erkennen ist, dass der Werkzeugschieber durch die Steuerkulisse um einen definierten Drehwinkel gedreht wurde,
- 6-15 verschiedene Darstellungen von Spannvorrichtungen einer Bürstenstopfmaschine mit daran aufgespannten Borstenträgern, wobei die vergrößerten Darstellungen der 9, 10 sowie 14 und 15 unterschiedliche Ankerstellungen veranschaulichen, die mithilfe der in den Figuren gezeigten Bürstenstopfmaschinen durch den Einsatz der Steuerkulisse erzielt werden können,
- 16 eine Darstellung einer weiteren Bürstenstopfmaschine, die eine manuell positionsveränderliche Steuerkulisse aufweist,
- 17 die in 16 dargestellte Bürstenstopfmaschine mit gewendeter Steuerkulisse, so dass hier eine Drehung des Werkzeugschiebers um bis zu 15° nach rechts erfolgt, während gemäß 16 aufgrund des Verlaufs der Steuerkulisse und insbesondere ihres Steuerabschnitts eine Drehung des Werkzeugschiebers nach links um bis zu 15° erfolgt,
- 18-20 perspektivische Ansichten der Bürstenstopfmaschine zur Veranschaulichung des Einsatzes der Steuerkulisse, um den Werkzeugschieber um 15° nach links zu drehen, wobei ein Vergleich der 19 und 20 verdeutlicht, dass die Drehung des Werkzeugschiebers um seine Rotationsachse erst dann erfolgt, wenn der mit dem Werkzeugschieber verbundene Steuerhebel aus dem geraden Führungsabschnitt der Steuerkulisse in den gebogenen Steuerabschnitt der Steuerkulisse überführt wird - dies geschieht durch eine axiale Verstellung des Werkzeugschiebers in Stopfrichtung,
- 21-23 mit den Ansichten aus den 18-20 vergleichbare Ansichten der Bürstenstopfmaschine, wobei hier die Steuerkulisse an ihrer Linearführung ein Stück in Stopfrichtung nach vorne verschoben ist, so dass durch die Bewegung des Werkzeugschiebers in seine Stopfposition (vergleiche 23) der Eintritt des Steuerhebels in den Steuerabschnitt der Steuerkulisse im Vergleich zu der in den 18-20 gezeigten Situation etwas später und letztendlich eine Drehung des Werkzeugschiebers in Stopfposition gegen den Uhrzeigersinn um 10° erfolgt,
- 24-26 drei weitere perspektivische Darstellungen zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Bürstenstopfmaschine bei einer noch weiter in Stopfrichtung vorgeschobenen Steuerkulisse, wobei hier bedingt durch die Position der Steuerkulisse relativ zu dem Werkzeugschieber eine Drehung des Werkzeugschiebers nur noch um 5° erfolgt, wenn der Werkzeugschieber aus einer Ausgangsposition gemäß 24 in seine Stopfposition gemäß 26 vorgeschoben wird,
- 27-29 die in den vorherigen Figuren gezeigte Bürstenstopfmaschine, wobei hier die Steuerkulisse noch weiter in Stopfrichtung vorgeschoben ist, so dass durch eine Bewegung des Werkzeugschiebers aus seiner Ausgangstellung gemäß 27 in seine Stopfposition gemäß 29 der Steuerhebel den geraden Führungsabschnitt der Steuerkulisse nicht mehr verlässt und der Werkzeugschieber dementsprechend keine Drehung erfährt,
- 30 eine perspektivische Einzelteildarstellung eines Teils des Werkzeugschiebers mit dem Steuerhebel, der über einen drehbar gelagerten, ballig geformten Kulissenstein, der am freien Ende des Steuerhebels angeordnet ist, in der Steuerkulisse geführt ist, wobei anhand der Darstellung die unterschiedlichen Positionen, die der Steuerhebel mit seinem Kulissenstein in der Steuerkulisse einnehmen kann, veranschaulicht werden,
- 31 eine mit der Darstellung aus 30 vergleichbare Darstellung, wobei hier anstelle eines balligen Kulissensteins ein zylindrischer Kulissenstein am freien Ende des Steuerhebels angeordnet und einander zugewandte Führungsflächen der Steuerkulisse gemäß der Drehstellung, die der Werkzeugschieber relativ zu der Steuerkulisse einnehmen kann, im Verlauf des Steuerabschnitts der Steuerkulisse zunehmend geneigt sind,
- 32 eine perspektivische Darstellung einer Bürstenstopfmaschine, die eine Spannvorrichtung mit einem Spannplatz für einen Borstenträger aufweist, der um eine in Stopfrichtung orientierte Schwenkachse motorisch schwenkbar ist, um gemeinsam mit dem drehbaren Werkzeugschiebers des Stopfwerkzeugs die gewünschte Ankerstellung zu bewirken, in der Befestigungsanker zur Befestigung von Borstenbündeln in die Bündellöcher des bereitgehaltenen Postenträgers eingestopft werden,
- 33 die in 32 gezeigte Bürstenstopfmaschine mit in 0° Stellung befindlicher Steuerkulisse, so dass der Werkzeugschieber auf seinem Weg in die Stopfposition nur durch den geraden Führungsabschnitt der Steuerkulisse geführt wird, ohne dass er hierbei eine Drehung erfährt, sowie
- 34 die in den 32 und 33 gezeigte Stopfmaschine mit im Vergleich zu 33 gewendeter Steuerkulisse, so dass hier eine Drehung des Werkzeugschiebers, die durch den Verlauf der Steuerkulisse und ihres Steuerabschnitts vorgegeben ist, im Uhrzeigersinn erfolgt.
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Sämtliche Figuren zeigen zumindest Teile von im Ganzen jeweils mit 1 bezeichneten Bürstenstopfmaschinen. Wenn nicht gesondert ausgewiesen, gelten die nachfolgenden Ausführungen in Bezug auf sämtliche, in den Figuren gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1.
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Die gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1 dienen zum Stopfen von Borstenbündeln 2 in Bündellöcher 3 von Borstenträgern 4. Die Borstenträger 4 können beispielsweise Bürstenkörper sein. Die 6-15 zeigen Darstellungen unterschiedlicher Borstenträger 4.
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Jede Bürstenstopfmaschine 1 weist ein Stopfwerkzeug 5 und eine Schieberführung 6 auf.
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Das Stopfwerkzeug 5 dient zum Stopfen der Borstenbündel 2 und weist einen in der Schieberführung 6 zwischen einer Ausgangsposition und einer Stopfposition in Bezug auf eine Stopfrichtung axialbeweglichen Werkzeugschieber 7 und eine darin in Stopfrichtung axialbewegliche Stößerzunge 9 auf. Mithilfe der Stößerzunge 9 können Borstenbündel 2 zusammen mit Befestigungsankern 10 in Bündellöcher 3 bereitgehaltener Borstenträger 4 eingestopft werden.
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Beispielsweise die 1, 16 und 17 zeigen das Stopfwerkzeug 5 der jeweiligen Bürstenstopfmaschine 1 in seiner Stopfposition. Die 18, 21, 24 und 27 zeigen das Stopfwerkzeug 5 der jeweiligen Bürstenstopfmaschine 1 in seiner Ausgangsposition.
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Der Werkzeugschieber 7 ist in der Schieberführung 6 um eine Stopfrichtung ausgerichtete Rotationsachse drehbar gelagert, um Borstenbündel 2 mit in gewünschten Drehlagen, sogenannten Ankerstellungen, orientierten Befestigungsankern 10 in Bündellöchern 3 zu befestigen.
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Um den Werkzeugschieber 7 in die gewünschten Drehlagen zu bringen, weist die Bürstenstopfmaschine 1 einen mit dem Werkzeugschieber 7 verbundenen Steuerhebel 11 und eine Steuerkulisse 12 auf, durch die der Steuerhebel 11 durch eine Bewegung des Werkzeugschiebers 7 aus seiner Ausgangsposition in seine Stopfposition bewegt werden kann.
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Die Steuerkulisse 12 umfasst einen Steuerabschnitt 14, der dazu dient, eine zwangsgeführte Drehbewegung des Werkzeugschiebers 7 zu erzeugen und dadurch Befestigungsanker 10 in einer gewünschten Ankerstellung in Borstenträger 4 einzubringen. Der Steuerabschnitt 14 weist einen von der Stopfrichtung abweichenden, gebogenen Verlauf auf und ist so angeordnet, dass der Steuerhebel 11 abhängig von der Relativposition der Steuerkulisse 12 zum Werkzeugschieber 7 frühestens dann in dem Steuerabschnitt 14 geführt ist, wenn der Werkzeugschieber 7 auf seinem Weg in die Stopfposition eine definierte Zwischenposition zwischen seiner Ausgangsposition und der Stopfposition erreicht hat. Der Steuerabschnitt 14 der Steuerkulisse 12 kann somit zwischen der Ausgangsposition des Werkzeugschiebers 7 und seiner Stopfposition und damit in der Zwischenposition oder zwischen der Zwischenposition und der Stopfposition, also noch weiter in Richtung der Stopfposition verlagert angeordnet sein, je nachdem, in welcher Ankerstellung Befestigungsanker 10 in Borstenträger 4 eingebracht werden sollen.
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Die Steuerkulisse 12 umfasst einen in Stopfrichtung ausgerichteten geraden Führungsabschnitt 13, der dem Steuerabschnitt 14 in Stopfrichtung vorgelagert ist. Der Steuerhebel 11 wird, sobald er in den Steuerabschnitt 14 der Steuerkulisse 12 eintritt, dem Verlauf des Steuerabschnitts 14 entsprechend, quer zur Stopfrichtung ausgelenkt. Durch seine Verbindung mit dem Werkzeugschieber 7 zwingt der Steuerhebel 11 den Werkzeugschieber 7 dann in die gewünschte Drehstellung, wenn der Werkzeugschieber 7 weiter bis in seine Stopfposition verschoben wird.
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Der Drehwinkel des Werkzeugschiebers 7 in Stopfposition hängt dabei von der Position des Steuerhebels 11 in dem Steuerabschnitt 14 der Steuerkulisse 12 und von dem Verlauf des Steuerabschnitts 14 relativ zu der Stopfrichtung ab.
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Die Steuerabschnitte 14 der in den Figuren gezeigten Steuerkulissen 12 weisen jeweils einen gebogenen, von einer Längsmittelachse des geraden Führungsabschnitts 13 weg gerichteten Verlauf auf. Jede Steuerkulisse 12 ist zur stufenlosen Einstellung eines Drehwinkels, um den der Werkzeugschieber 7 durch die Steuerkulisse 12 und seine Bewegung in Stopfposition gedreht wird, parallel zur Stopfrichtung und parallel zur Bewegungsrichtung des Werkzeugschiebers 7 stufenlos positionsveränderlich. Zu diesem Zweck ist jede gezeigte Steuerkulisse 12 stufenlos positionsveränderlich an der jeweiligen Schieberführung 6 befestigt.
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Um die stufenlose Positionsveränderung der Steuerkulisse 12 an der Schieberführung 6 zu ermöglichen, weist die Bürstenstopfmaschine 1 eine Linearführung 15 auf, die an der Schieberführung 6 befestigt ist und entlang der die Steuerkulisse 12 relativ zu dem Werkzeugschieber 7 verschieblich gelagert ist.
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Bei allen in den Figuren gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1 ist der jeweilige Steuerhebel 11 quer, nämlich rechtwinklig zur Stopfrichtung orientiert und an einer Außenseite des jeweiligen Werkzeugschiebers 7 angeordnet.
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Jede gezeigte Bürstenstopfmaschine 1 weist eine Drahtschneidevorrichtung 16 mit einer Drahtführung 17 und einem Drahtmesser 18 auf. Der Werkzeugschieber 7 der jeweiligen Bürstenstopfmaschine 1 weist ein dem Drahtmesser 18 zugeordnetes Gegenmesser 19 auf. Das Drahtmesser 18 ist beweglich und dazu eingerichtet, eine Schneidbewegung auszuführen, um zusammen mit dem beim Schneiden feststehenden Gegenmesser 19 Befestigungsanker 10 von einem über die Drahtführung 17 zugeführten Ankerdraht 20 abzutrennen. Der jeweils abgetrennte Befestigungsanker 10 wird dann zusammen mit einem Borstenbündel 2 mithilfe der Stößerzunge 9 durch den Stößerkanal 8 transportiert und in ein Bündelloch 3 eines bereitgehaltenen Borstenträgers 4 eingestoßen.
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Einander zugewandte Stirnflächen des Gegenmessers 19 und Drahtmessers 18 sowie der Drahtführung 17 sind dabei parallel zueinander ausgerichtet. Das Drahtmesser 18 und das Gegenmessern 19 weisen zudem jeweils einen Keilwinkel von 90° auf. Dies erleichtert die Einstellung der Drahtschneidevorrichtung 16 und den Einbau des Gegenmessers 19 in den Werkzeugschieber 7 und seine Einstellung dort.
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Die Drahtschneidevorrichtung 16 umfasst ferner einen Schneidantrieb 21, der als Hubeinheit 22 ausgebildet ist und dazu dient, das Drahtmesser 18 in einer Schneidbewegung relativ zu dem Gegenmesser 19 zu bewegen und dadurch Befestigungsanker 10 von zugeführtem Ankerdraht 20 abzutrennen.
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Jede gezeigte Bürstenstopfmaschine 1 weist eine Stützvorrichtung 23 auf. Die Stützvorrichtung 23 wird zur Stabilisierung des Werkzeugschiebers 7 beim Abtrennen von Befestigungsankern 10 von einem Ankerdraht 20 verwendet.
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Die Stützvorrichtung 23 umfasst ein Stützmittel 24 am Werkzeugschieber 7 und ein Gegenstützmittel 25, das an der Schieberführung 6 angeordnet ist. Ist der Werkzeugschieber 7 mit seinem Gegenmesser 19 in einer Schneidposition an der Drahtschneidevorrichtung 16 und dem Drahtmesser 18 angeordnet, stützt sich das Stützmittel 24 an dem Gegenstützmittel 25 ab. Auf diese Weise ist es möglich, die beim Abtrennen von Befestigungsankern 10 vom Ankerdraht 20 auftretenden Schnittkräfte über das Stützmittel 24 und das Gegenstützmittel 25 der Stützvorrichtung 23 in ein Gestell 26 der Bürstenstopfmaschine 1 abzuleiten.
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Eine Länge des geraden Führungsabschnitts 13 der Steuerkulisse 12 ist dabei mindestens so groß wie und bevorzugt größer als ein Abstand zwischen der Ausgangsposition und der definierten Zwischenposition des Werkzeugschiebers 7. Damit ist die Länge des geraden Führungsabschnitts 13 mindestens so groß wie und bevorzugt größer als eine Wegstrecke, die der Werkzeugschieber 7 zwischen seiner Ausgangsposition und der in Stopfrichtung der Schneidposition nachgelagerten Zwischenposition zurücklegt, in der das Gegenmesser 19 am Werkzeugschieber 7 das Drahtmesser 18 der Drahtschneidevorrichtung 16 in Stopfrichtung bereits passiert hat und in der das Stützmittel 24 am Werkzeugschieber 7 vom Gegenstützmittel 25, das an der Schieberführung 6 angeordnet ist, entfernt ist.
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Somit wird sichergestellt, dass eine durch den Steuerabschnitt 14 der Steuerkulisse 12 bewirkte Drehung des Werkzeugschiebers 7 frühestens dann erfolgt, wenn der Werkzeugschieber 7 in einer Position angelangt ist, in der eine Drehung des Werkzeugschiebers 7 ohne Kollision des Stützmittel 24 mit dem Gegenstützmittel 25 möglich ist und auch das Drahtmesser 18 nicht mehr im Schwenkbereich des Gegenmesser 19 angeordnet ist.
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Dies begünstigt, dass das Drahtmesser 18 und das Gegenmesser 19 jeweils einen Keilwinkel von 90° aufweisen können und einander zugewandte Stirnseiten des Drahtmessers 18 und des Gegenmessers 19 unabhängig von einer anschließenden Drehung des Werkzeugschiebers 7 bei in Schneidposition befindlichem Werkzeugschieber 7 parallel zueinander ausgerichtet sein können. Auf diese Weise ist es möglich, eine durch den Schneidantrieb 21 und die Hubeinheit 22 bewirkte Schneidbewegung, in der das Drahtmesser 18 an dem Gegenmessern 19 vorbeigeführt wird, parallel zu den Stirnseiten des Drahtmessers 18 und des Gegenmessers 19 auszuführen.
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Die in den 16 und 17 sowie 32-34 gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1 weisen zur Vorgabe des Drehwinkels des Werkzeugschiebers 7 in Stopfposition jeweils eine manuell positionsveränderliche Steuerkulisse 12 auf.
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Um die Drehlage des Werkzeugschiebers 7 in seiner Stopfposition und damit die Ankerstellung der Befestigungsanker 10 auch während des Betriebs der Bürstenstopfmaschine 1 verändern zu können, weisen die in den 1 sowie 18-27 gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1 einen Kulissenantrieb 27 auf.
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Der Kulissenantrieb 27 ist zur linearen und stufenlosen Positionsveränderung der jeweiligen Steuerkulisse 12 eingerichtet. Zu diesem Zweck ist der Kulissenantrieb 27 mit einem Servomotor 28 ausgestattet.
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Der jeweilige Kulissenantrieb 27 ist über eine Schubstange 29 zumindest mittelbar mit der jeweiligen Steuerkulisse 12 verbunden. Über die Schubstange 29 kann eine Antriebskraft des Kulissenantrieb 27 zur Positionsveränderung auf die Steuerkulisse 12 übertragen werden.
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Jede gezeigte Bürstenstopfmaschine 1 weist auch einen Schieberantrieb 30 mit einer Antriebsstange 31 auf, die mit dem Werkzeugschieber 7 verbunden ist. So ist es möglich, eine Antriebsbewegung des Schieberantriebs 30 mit der Antriebsstange 31 auf den jeweiligen Werkzeugschieber 7 zu übertragen.
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Die Figuren zeigen, dass die Antriebsstange 31 an ihrem dem Werkzeugschieber 7 zugewandten Ende eine Antriebskulisse 32 aufweist. In der Antriebskulisse 32 ist ein Übertragungselement 33 geführt, das mit dem Werkzeugschieber 7 verbunden ist. Die Antriebskulisse 32 ist quer oder rechtwinklig zur Stopfrichtung orientiert und erlaubt eine Kraftübertragung zwischen Schieberantrieb 30 und Werkzeugschieber 7 auch bei unterschiedlichen Drehstellungen des Werkzeugschiebers 7.
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Der jeweilige, in der Steuerkulisse 12 geführte Steuerhebel 11 weist an seinem dem Werkzeugschieber 7 abgewandten, freien Ende jeweils einen Kulissenstein 34 auf. Die Kulissensteine 34 können beispielsweise kugelförmig, ballig oder auch zylindrisch ausgebildet sein. Die Figuren zeigen Kulissensteine 34, die ballig bzw. zylindrisch ausgebildet sind.
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Die in den Figuren gezeigten Kulissensteine 34 sind drehbar an ihrem jeweiligen Steuerhebel 11 gelagert. Zu diesem Zweck werden beispielsweise Wälzlager verwendet.
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Die Kulissensteine 34 sind in der jeweiligen Steuerkulisse 12 geführt. Die 30 und 31 zeigen die Kulissensteine 34 in unterschiedlichen Positionen und in unterschiedlichen Steuerkulissen 12.
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Die in den Figuren gezeigten Steuerkulissen 12 weisen einander zugewandte Führungsflächen 35 und 36 auf, die parallel zueinander und parallel zu einer Rotationsachse des jeweiligen Kulissenstein 34 und damit auch parallel zu einer Längsmittelachse des jeweiligen Steuerhebels 11 ausgerichtet sind.
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Die Führungsflächen 35 und 36 der in 30 gezeigten Steuerkulisse 12 sind in einem 90° Winkel zu einer Oberfläche einer Kulissenplatte 37, in der die Steuerkulisse 12 ausgebildet ist, ausgerichtet.
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Um eine sich mit der Drehstellung des Werkzeugschiebers 7 ändernde Winkelstellung des Steuerhebels 11 und seines Kulissensteins 34 zu den Führungsflächen 34 und 35 dieser Steuerkulisse 12 auszugleichen, ist der Kulissenstein 34 aus 30 ballig ausgebildet.
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Der in 31 gezeigte Kulissenstein 34 weist eine zylindrische Außenkontur auf. Dies ermöglicht einen Linienkontakt zwischen den Führungsflächen 35 und 36 und dem Kulissenstein 34. Zum Ausgleich einer sich in Abhängigkeit der Relativposition des Werkzeugschiebers 7 zu der Steuerkulisse 12 verändernden Winkelstellung des Kulissensteins 34 und des Steuerhebels 11, sind die Führungsflächen 35 und 36 der Steuerkulisse 12 in 31 im Verlauf des Steuerabschnitts 14 zunehmend entsprechend geneigt, dennoch aber weiterhin parallel zueinander. Die zunehmende Neigung der Führungsflächen 35 und 36 entspricht damit einem durch die Steuerkulisse 12 und ihren Steuerabschnitt 14 verursachten Drehwinkel des Werkzeugschiebers 7, der wiederum abhängig von der Relativposition des Werkzeugschiebers 7 zur Steuerkulisse 12 ist.
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Jede Bürstenstopfmaschine 1 weist auch einen Stößerantrieb 38 mit einer Stößerstange 39 für die Stößerzunge 9 auf. Um die sich auf dem Weg zwischen der Ausgangsposition und der Stopfposition ändernde Drehstellung des Werkzeugschiebers 7 zu kompensieren ist die Stößerzunge 39 über eine Rotationskupplung 40 mit der Stößerzunge 9 verbunden.
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Die Figuren zeigen ferner, dass die Werkzeugschieber 7 jeweils eine zylindrische Führungsfläche 41 und die jeweilige Schieberführung 6 eine korrespondierende, hohlzylindrische Gegenführungsfläche 42 aufweisen. Die Führungsfläche 41 am Werkzeugschieber 7 und die korrespondierende Gegenführungsfläche 42 an der Schieberführung 6 ermöglichen eine Rotation des Werkzeugschiebers 7 in der Schieberführung 6 und gleichzeitig auch eine lineare Bewegung des Werkzeugschiebers 7 innerhalb der Schieberführung 6. Die Führungsfläche 41 kann auch als Lagerfläche des Werkzeugschiebers 7 bezeichnet werden.
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Der Werkzeugschieber 7 weist in seinem dem Gegenmesser 19 in Stopfrichtung vorgelagerten Abschnitt 43 eine derartige Außenkontur auf, dass der über eine Schneidposition hinaus in Stopfrichtung vorgeschobene Werkzeugschieber 7 kollisionsfrei an dem Drahtmesser 18 der Drahtschneidevorrichtung 16 vorbeibewegt werden kann. Jede der gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1 weist zudem eine Spannvorrichtung 44 mit einem Spannplatz 45 für einen Borstenträger 4 auf.
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Bei dem in den 32-34 gezeigten Ausführungsbeispiel der Bürstenstopfmaschine 1 ist dieser Spannplatz 45 um eine in Stopfrichtung orientierte Schwenkachse motorisch schwenkbar. Die Ankerstellung, in der die Befestigungsanker 10 mithilfe des Stopfwerkzeugs 5 in die Borstenträger 4 eingebracht werden, ist somit auch mithilfe des schwenkbaren Spannplatzes 45 einstellbar.
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Die 32-34 verdeutlichen das Zusammenspiel der durch die Steuerkulisse 12 und den schwenkbaren Spannplatz 25 jeweils resultierenden Drehstellungen des Werkzeugschiebers 7 und die damit bewirkten Ankerstellungen der Befestigungsanker 10 in den Borstenträgern 4.
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Jede der gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1 weist eine Skala 46 auf, anhand der der Drehwinkel des Werkzeugschiebers 7 in Stopfposition in Abhängigkeit von der eingestellten Position der Steuerkulisse 12 ablesbar ist.
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Ferner sind die Steuerkulissen 12 in unterschiedlichen Ausrichtungen verwendbar. Zu diesem Zweck sind die Kulissenplatten 37, in denen die Steuerkulissen 12 ausgebildet sind, als Wendeplatten ausgeführt. Durch ein Wenden der Kulissenplatten 37 kann die Drehrichtung der durch die Steuerkulissen 12 bewirkten Zwangsführungen vorgegeben werden. Dabei ist erkennbar, dass eine Längsmittelachse des geraden Führungsabschnitts 13 und eine Längsmittelachse eines Eintrittsabschnitts des Steuerabschnitts 14 der jeweiligen Steuerkulisse 12 deckungsgleich mit einer Längsmittelachse der Kulissenplatte 37 ist.
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Ein Vergleich der 33 und 34 veranschaulicht den Einfluss der Orientierung der Steuerkulisse 12 auf die Richtung der Drehbewegung des Werkzeugschiebers 7. Auch die 16 und 17 zeigen die dort verwendete Steuerkulisse 12 einmal in einer nach links orientierten Ausrichtung (16) und einmal in einer nach rechts orientierten Ausrichtung ( 17) .
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Jede der gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1 weist ein Borstenmagazin 47 auf. In dem Borstenmagazin 47 sind drei Materialkästen 51 ausgebildet. In jedem Materialkasten 51 ist ein Vorrat von Borstenfilamenten angeordnet. Die drei Materialkästen 51 der in den Figuren gezeigten Borstenmagazine 47 können dabei unterschiedliche Sorten von Borstenfilamenten enthalten.
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Das jeweilige Borstenmagazin 47 ist um eine Schwenkachse 48 schwenkbar an dem Gestell 26 der jeweiligen Bürstenstopfmaschine 1 gelagert. Auf diese Weise können die drei Materialkästen 51 des Borstenmagazins 47 wahlweise in eine Entnahmeposition an einem Bündelabteiler 49 der Bürstenstopfmaschine 1 gebracht werden. Der Bündelabteiler 49 ist um eine zu der Schwenkachse 48 des Borstenmagazins 47 parallele Schwenkachse an dem Gestell 26 der Bürstenstopfmaschine 1 schwenkbar gelagert.
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Der Bündelabteiler 49 weist eine Abteilkerbe 50 auf, mit der er zur Entnahme von Borstenbündeln 2 aus dem Borstenmagazin 47 an dem Borstenmagazin vorbeibewegt werden kann. Die mit der Abteilkerbe 50 des Bündelabteilers 49 jeweils aus dem Borstenmagazin 47 entnommenen Borstenbündel 2 werden mit dem Bündelabteiler 49 an den Werkzeugschieber 7 des Stopfwerkzeugs 5 übergeben.
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Die 18, 21, 24 sowie 27 zeigen den Bündelabteiler 49 der jeweiligen Bürstenstopfmaschine 1 in seiner Übergabeposition an dem Werkzeugschieber 7 des Stopfwerkzeugs 5. Durch eine Bewegung der Stößerzunge 9 durch den Stößerkanal 8 des Stopfwerkzeugs 5 wird ein mit dem Bündelabteiler 49 bereitgehaltenes Borstenbündel 2 zunächst aus der Abteilkerbe 50 des Bündelabteilers 49 entnommen und dann zusammen mit einem Befestigungsanker 10 durch eine Bewegung der Stößerzunge 9 in Stopfrichtung in ein Bündelloch 3 eines bereitgehaltenen Borstenträgers 4 eingestopft und dort verankert.
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Bei den in den 16 und 17 sowie 32-34 gezeigten Ausführungsbeispielen der Bürstenstopfmaschine 1 kann die Steuerkulisse 12 manuell in ihrer Relativposition zu dem Werkzeugschieber 7 verschoben werden, um die Drehstellung des Werkzeugschiebers 7 in seiner Stopfposition an einem bereitgehaltenen Borstenträger 4 zu definieren. Um die Relativposition der Steuerkulisse 12 zu dem Werkzeugschieber 7 zu fixieren, weisen die in diesen Figuren gezeigten Bürstenstopfmaschinen 1 einen Klemmmechanismus 51 auf, der einen Schraubgriff 52 umfasst. Durch Drehen des Schraubgriffs 52 in eine Richtung kann die Position der Steuerkulisse 12 fixiert werden. Durch Drehen des Schraubgriffs 52 in die entgegengesetzte Richtung kann der Klemmmechanismus 51 gelöst werden, um die Position der Steuerkulisse 12 wieder zu ändern.
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Die 6 bis 15 zeigen Befestigungsanker 10 in unterschiedlichen Ankerstellungen an zwei Borstenträgern 4, die sich hinsichtlich ihrer Formgebung unterscheiden. Die 6 und 11 zeigen die beiden Borstenträger 4 an einer Spannvorrichtung 44 vor dem Einstopfen von Borstenbündeln 2.
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7 zeigt den Borstenträger 4 aus 6 nach dem Einstopfen von Borstenbündeln 2.
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Gemäß 7 sind die Befestigungsanker 10 zur Befestigung der Bortenbündel 2 in den Bündellöchern 3 horizontal orientiert. Aufgrund der Abmessungen der Befestigungsanker 10 und des Abstandes benachbarter Bündellöcher 3 im Borstenträger 4 zueinander weisen die Befestigungsanker 10 nur einen sehr geringen Abstand zueinander auf. Dies ist gut anhand von 8 zu erkennen, die die in 7 mit dem Kreis markierte Einzelheit in vergrößerter Darstellung zeigt, und kann eine zuverlässige Befestigung der Borstenbündel 2 in den Bündellöchern 3 erschweren.
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Um eine zuverlässige Befestigung der Borstenbündel 2 in den Bündellöchern 3 des Borstenträgers 4 mithilfe der Befestigungsanker 10 sicherzustellen, können die Befestigungsanker 10 mithilfe der erfindungsgemäßen Bürstenstopfmaschine 1 in einer abweichenden, schrägen Ankerstellung, wie sie in den 9 und 10 gezeigt ist, in den Borstenträger 4 eingebracht werden.
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Durch die im Vergleich zu den 7 und 8 schräge Ankerstellung der Befestigungsanker 10 weisen diese nun einen größeren Abstand zueinander auf. Dies kann eine zuverlässige Fixierung der Borstenbündel 2 in den Bündellöchern 3 des Borstenträgers 4 mithilfe der Befestigungsanker 10 begünstigen.
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Die 11-15 zeigen einen Borstenträger 4 mit einer anderen Formgebung an der Spannvorrichtung 44. Insbesondere 13, die die in 12 mit dem Kreis markierte Einzelheit in vergrößerter Darstellung zeigt, verdeutlicht, dass die Befestigungsanker 10 aufgrund der zur Befestigung der Borstenbündel 2 an dem Borstenträger 4 gewählten Ankerstellung gerade im Randbereich des Borstenträgers 4 nur einen geringen Abstand zum Rand des Borstenträgers 4 aufweisen. Dies kann die Fixierung der Borstenbündel 2 in den Bündellöchern 3 des Borstenträgers 4 beeinträchtigen.
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Die 14 und 15 zeigen, dass die in den Eckbereichen eingebrachten Befestigungsanker 10 für eine zuverlässige Fixierung der Borstenbündel 2 in einzelnen Bündellöchern 3 mit einer im Vergleich zu der Ankerstellung der übrigen Befestigungsanker 10 abweichenden Ankerstellung in den Borstenträger 4 eingebracht werden können. Die bündelabhängige Anpassung der Ankerstellung bei der Bearbeitung eines Borstenträgers 4 wird durch die stufenlose Positionsveränderung der Steuerkulisse 12 relativ zu dem Werkzeugschieber 7 des Stopfwerkzeugs 5 möglich; dies insbesondere bei den Bürstenstopfmaschinen 1, die eine motorische Positionsveränderung der Steuerkulisse 12 erlauben, die auch während eines Stopfvorgangs vorgenommen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bürstenstopfmaschine
- 2
- Borstenbündel
- 3
- Bündelloch
- 4
- Borstenträger
- 5
- Stopfwerkzeug
- 6
- Schieberführung
- 7
- Werkzeugschieber
- 8
- Stößerkanal
- 9
- Stößerzunge
- 10
- Befestigungsanker
- 11
- Steuerhebel
- 12
- Steuerkulisse
- 13
- gerader Führungsabschnitt von 12
- 14
- Steuerabschnitt von 12
- 15
- Linearführung
- 16
- Drahtschneidevorrichtung
- 17
- Drahtführung
- 18
- Drahtmesser
- 19
- Gegenmesser
- 20
- Ankerdraht
- 21
- Schneidantrieb
- 22
- Hubeinheit
- 23
- Stützvorrichtung
- 24
- Stützmittel an 7
- 25
- Gegenstützmittel an 6
- 26
- Gestell von 1
- 27
- Kulissenantrieb
- 28
- Servomotor
- 29
- Schubstange
- 30
- Schieberantrieb
- 31
- Antriebsstange
- 32
- Antriebskulisse
- 33
- Übertragungselement
- 34
- Kulissenstein
- 35
- Führungsfläche von 12
- 36
- Führungsfläche von 12
- 37
- Kulissenplatte mit 12
- 38
- Stößerantrieb
- 39
- Stößerstange
- 40
- Rotationskupplung
- 41
- zylindrische Führungsfläche an 7
- 42
- korrespondierende Gegenführungsfläche an 6
- 43
- Abschnitt von 7
- 44
- Spannvorrichtung
- 45
- Spannplatz
- 46
- Skala
- 47
- Borstenmagazin
- 48
- Schwenkachse von 47
- 49
- Bündelabteiler
- 50
- Abteilkerbe
- 51
- Materialkasten
- 52
- Befestigungsmechanismus für 12
- 53
- Schraubgriff