DE1257097B - Stopfwerkzeug fuer Buerstenherstellungsmaschinen - Google Patents
Stopfwerkzeug fuer BuerstenherstellungsmaschinenInfo
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- A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
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- A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies
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- Soil Working Implements (AREA)
Description
DEUTSCHES JMWWl·- PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche Kl.: 9a- 3/04
Nummer: 1 257 097
Aktenzeichen: Z 12063III/9 a
1257 097 Anmeldetag: 2.Märzl966
Auslegetag: 28. Dezember 1967
Die Erfindung betrifft ein Stopfwerkzeug für Bürstenherstellungsmaschinen mit einem zumindest
teilweise in einem Stößerkanal geführten, über einen Stößerantrieb betätigten Stößer.
Bürstenherstellungsmaschinen bzw. Bürstenstopfmaschinen weisen in der Regel Stopfwerkzeuge der
eingangs beschriebenen Art auf, wobei der Stößer und insbesondere die Stößerzunge schon immer die
besonders gefährdeten Teile dieser Maschinen waren. Falls z. B. das Stopfwerkzeug auf einen Bürstenkörper
einwirkt, der nicht genau eingespannt ist, kann der Stößer bzw. seine Zunge neben die für die Aufnahme
des Borstenbüschels vorgesehene Bohrung gelangen. Besonders bei natürlichem Borstenmaterial
kommen zahlreiche Unregelmäßigkeiten vor, die ein Verstopfen des Werkzeugkopfes nach sich ziehen.
Ferner tritt nicht selten eine Störung bei der Krampenbildung auf, so daß der Stößer blockiert wird. Nicht
auszuschließen ist auch, daß ein Stopfwerkzeug an einer Stelle des Bürstenkörpers zum Stopfen ansetzt,
wo sich gar keine Bohrung befindet. In allen diesen vorerwähnten Fällen führt dies bisher häufig zu einem
Bruch des Stößers und, falls die Bürstenherstellungsmaschine nicht sofort stillgesetzt wurde, zu weiteren
Beschädigungen oder zu Störungen an der gesamten Maschine, insbesondere zu starken Beschädigungen
des Stopfwerkzeuges und der zugehörigen Exzenter, Exzenterrollen usw.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Sicherung des Stößers bei derartigen Stopfwerkzeugen zu schaffen.
Dazu schlägt die Erfindung bei einem Stopfwerkzeug der eingangs beschriebenen Art eine Überlastsicherung
vor, die beim Überschreiten einer Maximallast dem Stößer eine relative Bewegung gegenüber
der Bewegung seines Antriebes freigibt, wobei die Überlastsicherung einen mittels einer kurzen Relativbewegung
betätigbaren Schalter zum Stillsetzen der Bürstenherstellungsmaschine besitzt. Dadurch wird
bei einer Behinderung der Stößerzunge nicht nur die gesamte Bewegung des Stößerantriebes aufgefangen
und somit eine Beschädigung, insbesondere der Stößerzunge selbst, aber auch anderer Teile des
Stopfwerkzeuges vermieden, sondern die gesamte Bürstenherstellungsmaschine wird alsbald stillgesetzt.
An sich sind Überlastsicherungen schon seit langer Zeit bekannt: So ist z. B. eine hydraulische Sicherheitseinrichtung
für hochschwenkbare Bodenbearbeitungswerkzeuge von Landwirtschaftsgeräten nicht mehr neu; diese Bodenbearbeitungswerkzeuge können,
wenn sie auf einen größeren, z. B. durch Steine, Wurzelwerk u. dgl. bedingten Widerstand stoßen,
nach oben schwenkend ausweichen und wieder in Stopfwerkzeug
für Bürstenherstellungsmaschinen
Anmelder:
Fa. Anton Zahoransky, Todtnau (Schwarzw.)
Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Heinz Zahoransky,
Todtnau (Schwarzw.);
Arthur Zahoransky, Freiburg-Littenweiler;
Alfons Thoma, Todtnau (Schwarzw.)
ihre Arbeitslage gebracht werden. Hier handelt es sich aber um das Anwendungsgebiet des Grobmaschinenbaues,
wo ein feinfühliges Ansprechen nicht erforderlich ist und auch noch ein verspätetes
Ausweichen in Kauf genommen werden kann; außerdem fehlt hier das Problem des alsbaldigen Stillsetzens
der gesamten Maschine, wie dies beim Anmeldungsgegenstand der Fall ist.
Nicht mehr neu ist auch eine Vorrichtung zum selbsttätigen Entkuppeln landwirtschaftlicher Zuggeräte
unter Verwendung von federbelasteten Stiften. Auch gehört bereits eine sich selbsttätig lösende
Kupplungsvorrichtung zwischen einem Anhängepflug und einem Traktor schon zum Stand der Technik,
wobei diese Kupplungsvorrichtung sich kennzeichnet durch zwischen eine Zugstange des Pfluges und ein
mit dem Traktor verbundenes Jochstück eingeschaltete, von einer Feder im Eingriff mit der Zugstange
gehaltene Kupplungsglieder, wobei die ineinandergreifenden Teile dieser Glieder und der Zugstange
so geformt sind, daß ein außergewöhnlich starker Zug in der Zugstange die Kupplung selbsttätig löst.
Für die beiden vorerwähnten Vorveröffentlichungen von Überlastsicherungen gilt ebenfalls, daß sie dem
Grobmaschinenbau angehören, nicht feinfühlig anzusprechen brauchen, ausreichend Platz für das Ausweichen
bzw. Zurückbleiben des entkuppelten Teiles vorhanden ist und keine Maschine alsbald stillgesetzt
zu werden braucht.
Schließlich ist auch bereits eine selbsttätige Entkupplungseinrichtung zwischen Fahrzeugen, bei der
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ein Pneumatikkolben verwendet wird, nicht mehr neu; aber auch hier fehlt das anmeldungsgemäße
Problem der kontinuierlichen Arbeitsbewegung, wie ihn der Stößerantrieb erforderlich macht, und das
Problem des Stillsetzens des gesamten Stopfwerkzeuges bzw. einer Bürstenherstellungsmaschine alsbald
nach dem Auftreten der Störung.
Dagegen liegt beim Anmeldungsgegenstand eine differenziertere und wesentlich schwierigere Problemstellung
vor. So muß die Sicherung sehr rasch ansprechen, weil bei einer Stopfleistung von vier oder
fünf Borstenbüscheln pro Sekunde nur etwa Vso Sekunde zum Ansprechen der Überlastsicherung zur
Verfügung steht; dauert die Ansprechzeit merkbar länger, kann die Stößerzunge bereits zerstört sein.
Ferner liegt im erfindungsgemäßen Anwendungsgebiet das zusätzliche Problem vor, daß die Sicherung
der Zunge gegen Überlast in einem sehr weiten Bereich regelbar und einstellbar sein muß. Auf derselben
Bürstenherstellungsmaschine können Bohrungen mit Durchmessern von 2 bis 12 mm gestopft
werden. Bei einem Durchmesserverhältnis von 1:6 ergibt sich bezüglich der Querschnittsfiächen der
Bohrungen ein Regelbereich von etwa 1:36, da die Querschnittsfläche als Maß für die beim Stopfen auftretenden
Kräfte angesehen werden muß. Schließlich besteht noch das Problem, daß das Rückstellen der
freigegebenen Stößerzunge schnell und auf einfache Weise durchgeführt werden kann; bei Naturborsten
können Störungen verhältnismäßig häufig auftreten, und die Bedienungspersonen von Bürstenherstellungsmaschinen
sind meist nicht für kompliziertere Einstellarbeiten geschult. Dabei muß die Rückstellung
auch präzise ausgeführt werden, damit die Stößerzunge anschließend nicht nur korrekte Arbeit ausführt,
sondern auch die Sicherung wieder korrekt anspricht. Ferner ist bei der Ausbildung der Zungensicherung
noch das Problem zu berücksichtigen, daß die Stößerzunge bei einem einzigen Arbeitshub drei
unterschiedliche, jeweils besonders störanfällige Bereiche durchläuft, nämlich einmal den Bereich der
Drahtschlaufenbildung, zum zweiten den der Büschelabnahme und zum dritten den Bereich des Einstopfens
des Büschels in den Bürstenkörper einschließlich des Einsteckens der Krampe darin. Unter
diesen Umständen ist bisher die Verwendung von Sicherungen für die Stößerzunge bei Bürstenherstellungsmaschinen,
insbesondere bei Stopfwerkzeugen, unterblieben.
Eine etwas abgewandelte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß im Stößerantrieb ein
Hydraulikkolben vorgesehen ist, der mit einem Druckspeicher in Verbindung steht. Diese Ausbildung
hat den Vorteil, daß nach Wegfall der Überlast der Stößer selbsttätig wieder in seine Betriebslage gebracht
wird.
Wenn man auf geringem Platz große Kräfte zur Halterung des Stößers im Betriebszustand unterbringen
will, ist es vorteilhaft, daß die Überlastsicherung eine vorzugsweise mit Tellerfedern versehene
Klemmverbindung aufweist.
Man kann auf einfache Weise eine erhebliche Erhöhung der zum Auslösen der Sicherung erforderlichen
Maximalkraft erreichen, wenn wenigstens ein Paar Berührungsflächen zwischen einem Pleuel, einem
Kulissenstein des Pleuels od. dgl. einerseits und der Pleuelführung od. dgl. andererseits ein ineinandergreifendes
Profil aufweist.
Es kann zweckmäßig sein, daß die ineinandergreifenden, profilierten Flächen ein unsymmetrisches,
sägezahnartiges Profil besitzen, das in Rückstellrichtung flache Anstellwinkel zur Erleichterung des
Rückstellens in die Ausgangsposition aufweist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand einiger Ausführungen in der Zeichnung erläutert. Es
zeigt in unterschiedlichen Maßstäben
Fig. 1 in stark schematisierter Darstellung eine
ίο mit einem erfindungsgemäßen Stopfwerkzeug ausgerüstete Bürstenstopfmaschine,
F i g. 2 einen waagerechten Längsschnitt durch das Stopfwerkzeug etwas oberhalb der Längsmittelebene,
F i g. 3 einen senkrechten Teillängsschnitt durch das Stopfwerkzeug in der Gegend des Büschelkanals,
wobei der Bildungsschieber in seiner vorderen Endlage steht, in größerem Maßstab,
F i g. 4 eine Seitenansicht auf eine Pleuelführung ähnlich der in Fig. 1,
F i g. 5 einen Querschnitt durch die Pleuelführung gemäß der Schnittlinie V-V in F i g. 4,
F i g. 6 einen Querschnitt durch die Pleuelführung gemäß der Schnittlinie VI-VI in F i g. 4 sowie
F i g. 7 bis 9 eine etwas abgewandelte Form der Klemmverbindung, nämlich F i g. 7 eine Seitenansicht
der Klemmverbindung für ein Pleuel, Fig. 8 eine Stirnansicht dieser Klemmverbindung sowie Fig. 9
einen Schnitt durch diese Klemmverbindung entsprechend der Schnittlinie IX-IX in F ig. 8 und
Fig. 10 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die Verbindung zwischen der
Pleuelführung und dem Pleuel mittels eines Hydraulikkolbens erfolgt, der mit einem Hydraulikpolster in
Verbindung steht.
Die Erfindung sei an Hand der Bürstenstopfmaschine 1 nach Fig. 1, die einen rechten Ständerteil
2 und einen linken Ständerteil 3 aufweist, näher beschrieben. Der rechte Ständerteil trägt in einer
Halterung 4 einen Bürstenkörper 5, der mittels des im ganzen mit 6 bezeichneten Stopfwerkzeuges mit
Borstenbüschel 7 bestückt werden soll. Dieses Stopfwerkzeug befindet sich auf dem linken Ständerteil 3
und ist in F i g. 2 näher dargestellt. Danach besitzt das Stopfwerkzeug 6 einen Zustellschieber 8 sowie
einen Bildungsschieber 9, die beide voneinander unabhängig in dem Führungsgehäuse 10 geführt sind.
Im Bildungsschieber 9 befindet sich ein Stößerkanal 11, in dem die Stößerzunge 12 geführt ist. Der
Stößerkanal 11 wird von einer randoffenen Nut gebildet, die der Zustellschieber 8 abdeckt. Gegebenenfalls
kann dieser auch noch eine einen Teil des Stößerkanals bildende randoffene Nut 11 a aufweisen,
wie es die F i g. 2 zeigt. In F i g. 3 ist ein Teil eines senkrecht zur Fig. 2 angeordneten Mittellängsschnittes
durch das Stopfwerkzeug 6 in der Gegend des Büschelkanals 13 dargestellt, wobei der Bildungsschieber 9 sich in bezug auf den Zustellschieber 8 in
seiner vorderen Endlage befindet. In F i g. 2 erkennt man noch gut den im ganzen mit 14 bezeichneten
Werkzeugkopf, zu dem die Kopfbacken 15 und 16 gehören, in denen sich die Fortsetzung des Stößerkanals
IIb befindet. Ein Haltering 17 hält diese Kopfbacken und die sie tragenden Teile zusammen.
Ferner sind in F i g. 2 noch ein Drahtanschlag 18, ein abgeschnittenes, bereits U-förmig gebogenes Drahtstück
19, das Messer 20 sowie die als Gegenmesser ausgebildete Drahtzuführung 21 und ferner der zuzuführende
Draht 22 zu erkennen. Am hinteren Ende
der Stößerzunge 12 (in Fig. 2 oben) greift der Stößerstiel 23 an der Stößerzunge 12 an; beide bilden
den im ganzen mit 24 bezeichneten Stößer. 25 ist eine Geradführung für den Stößerstiel 23, an dessen
Ende ein Pleuel 26 angelenkt ist, das mit seinem anderen Ende in einer im ganzen mit 36 bezeichneten
Pleuelführung lagert. Diese ist auf das freie Ende eines Winkelhebels 28 befestigt, der seinen Drehpunkt
bei 29 hat und mit seinem kurzen Hebelarm 30 und der daran befindlichen Rolle 31 mittels einer
Feder 32 an eine Exzenterscheibe 33 zur Anlage kommt. Durch den Exzenternocken 34 erhält der
Winkelhebel 28 entgegen dem Druck der Feder 32 eine Verschwenkbewegung, die im Normalfall über
den Pleuel 26 auf den Stößer 24 übertragen wird. Der Stößerantrieb umfaßt die Teile 26 bis 34 sowie
36 und ist im ganzen mit 35 bezeichnet.
Stopfwerkzeuge wie das vorbeschriebene, zwei Schieber aufweisende Stopfwerkzeug 6 sind an sich
bekannt. Die erfindungsgemäße Sicherung für Stößer so läßt sich selbstverständlich auch bei anderen, beispielsweise
einschiebrigen Stopfwerkzeugen verwenden.
Erfindungsgemäß ist nun im Wege der Kraftübertragung zwischen dem Stößerantrieb 35 und dem
Stößer 24 bzw. seiner am meisten gefährdeten Stößerzunge 12 eine Sicherung vorgesehen. Diese erlaubt,
daß der Stößer 24 bzw. seine Zunge 12, wenn sie einer zu hohen Belastung ausgesetzt ist, auszuweichen.
Dazu ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 der Pleuel 26 verschiebbar in einer Pleuelführung
36 angeordnet und durch eine Klemmverbindung K mit der Pleuelführung fest verbunden, wobei
sich die Klemmverbindung K jedoch beim Uberschreiten einer vorgegebenen Maximalkraft löst, so
daß der Pleuel 26 in der Pleuelführung 36 nach rückwärts ausweichen kann. In dem Ausführungsbeispiel
nach F i g. 4 weist die Klemmverbindung K eine in der Pleuelführung 36 gelagerte Kugel 37 auf, die von
einer Feder 38 belastet ist und mittels der Schraube 39 unter einstellbare Vorspannung gebracht werden
kann. An der Schraube 39 ist noch eine Kontermutter 40 vorgesehen. Die Kugel 37 greift in eine
Mulde 41 des Pleuels 26 ein und wird beim Überschreiten einer entsprechenden Maximalkraft gegen
den Druck der Feder 38 zurückgedrängt, so daß sich der Pleuel in Richtung des Pfeiles A in der Pleuelführung
36 bewegen kann. Sogleich bei Beginn dieser Pleuelbewegung relativ zur Pleuelführung 36 wird
ein im ganzen mit S bezeichneter Sicherheitsschalter betätigt. Und zwar weist der Sicherheitsschalter ein
übliches Schaltelement 42 auf, dessen Nase 43 von einem Schaltfinger 44 zu Beginn der Relativbewegung
zwischen Pleuel 26 und Pleuelführung 36 bewegt wird, woraufhin beispielsweise die gesamte Bürstenherstellungsmaschine,
z. B. aber auch nur der das Stopfwerkzeug betreffende Teil einer Bürstenherstellungsmaschine
stillgesetzt wird. Arretiereinrichtungen, die einen Maschinenteil bei Uberlast freigeben,
wie sie durch die Teile 37 bis 41 beschrieben sind, sind an sich bekannt.
In den F i g. 5 und 6, die Schnitte durch die F i g. 4 zeigen, ist eine nur wenig abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dort weist der Pleuel
26 einen sich in der Pleuelführung 36 führenden Kulissenstein 26 a auf, der über einen Bolzen 45, der
Tellerfedern 46 trägt, gegen eine Berührungsfläche 47 der Pleuelführung 36 gedrückt wird. Auch hier kann
man durch Einstellen einer bestimmten Vorspannung die Größe der Reibung zwischen dem Kulissenstein
26 a und der Pleuelführung 36 vorgeben, so daß beim Überschreiten einer gewissen Maximalkraft der
Pleuel 26 bzw. der Kulissenstein 26 α und damit der Stößer 24 ausweichen können. Auch bei dieser
Klemmverbindung ist die Größe der Maximalkraft einregulierbar und ein Sicherheitsschalter S vorgesehen,
der wie vorbeschrieben arbeitet. Normalerweise wird die Größe der Maximalkraft, bei welcher
der Pleuel 26 od. dgl. (26 a) freigegeben wird, etwa das anderthalb- bis zweifache der normal benötigten
Kraft betragen.
Bei Bürstenstopfmaschinen ist eine Einregulierung der Größe der Maximalkräfte, bei der die Sicherung
anspricht, in weiten Grenzen erwünscht, da sehr unterschiedliche Normalkräfte beim Arbeiten des
Stopfwerkzeuges auftreten können. Diese Kräfte sind von der Größe des Stopfwerkzeuges bzw. der des
Werkstückes und der Bohrung und dem Widerstand beim Einschlagen der öse abhängig.
Die mit einer federbelasteten Kugel 37 versehene Klemmvorrichtung K besitzt gewisse Vorzüge, da sie
in einem vergleichsweise engen, einstellbaren Belastungsbereich anspricht. Dagegen läßt die mit Federn
und Reibungsschluß arbeitende Ausführung gemäß den F i g. 5 und 6 einen besonders weiten Einstellbereich
zu, wobei unter Umständen der Ansprechpunkt nicht so genau festzulegen ist. Aus diesem
Grund kann eine Kombination der Ausführung von der mit Reibschluß arbeitenden Klemmverbindung
K nach F i g. 5 und 6 mit der in gewisser Hinsicht formschlüssigen Klemmverbindung nach F i g. 4
vorteilhaft sein. Die Verwendung von Tellerfedern 46 ermöglicht eine Unterbringung von großen Federkräften
auf engem Raum.
Eine Weiterbildung des vorbeschriebenen Erfindungsgedankens findet man in den F i g. 7 bis 9, wo
ein Paar benachbarter Berührungsflächen 50, 51 zwischen einem Kulissenstein 26 a des Pleuels 26 einerseits
und der Pleuelführung 36 andererseits ein ineinandergreifendes, sägezahnartiges Profil aufweist. Wie
die Fig. 8 und 9 zeigen, weist dazu sowohl die Pleuelführung 36 als auch der Kulissenstein 26 a
zwei besondere, jeweils mit den vorgenannten Teilen befestigte Einsätze50a bzw. 51a auf, die z.B. aus
gehärtetem Werkstoff bestehen können. Auch hier ist, um bis zu einer einstellbaren Maximalkraft eine
Formschlüssigkeit aufrechtzuerhalten, eine Art Klemmverbindung vorgesehen; dazu dienen wiederum
Tellerfedern 46, die bei dieser Ausführungsform auf zwei Bolzen 45 a und 45 δ angeordnet sind. Diese
Ausführungsform ermöglicht die Einstellung von vergleichsweise großen Maximalkräften und stellt in
ihrer Wirkungsweise gewissermaßen eine Kombination der Ausführungsformen nach den F i g. 4 einerseits
und den F i g. 5 und 6 andererseits dar. Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal enden
die sägezahnartig ineinandergreifenden Berührungsflächen 50 bzw. 51 pleuelseitig so an den glatten Berührungsflächen
52 zwischen dem Kulissenstein 26 a und der Pleuelführung 36, daß sich beim Ausweichen
des Pleuels 26 der Kulissenstein 26a auf den oberen Zacken des Einsatzes 51 hinauf- und dort weiterbewegen
kann. Dadurch erreicht man nicht nur, daß vom erstmaligen Überschreiten der eingestellten
Maximalkraft und dem dadurch bedingten Ausrasten der Teile 50 a und 51a an ein leichtes weiteres Aus-
Claims (7)
1. Stopf werkzeug für Bürstenherstellungsmaschinen mit einem zumindest teilweise in einem
Stößerkanal geführten, über einen Stößerantrieb betätigten Stößer, gekennzeichnet durch
eine Überlastsicherung, die beim Überschreiten einer Maximallast dem Stößer (24) eine etwa dem
Stößerhub entsprechende relative Bewegung gegenüber der Bewegung seines Antriebes (35)
freigibt, wobei die Überlastsicherung einen mittels einer kurzen Relativbewegung betätigbaren Schalter
(S) zum Stillsetzen der Bürstenherstellungsmaschine (1) besitzt.
2. Stopfwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Stößerantrieb ein Hydraulikkolben
(60) vorgesehen ist, der mit einem Druckspeicher (63) in Verbindung steht.
3. Stopfwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastsicherung eine
vorzugsweise mit Tellerfedern (46) versehene Klemmverbindung (K) aufweist.
4. Stopfwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Paar Berührungsflächen
(50, 51) zwischen dem Pleuel (26), einem Kulissenstein (26 a) des Pleuels od. dgl. einerseits und der Pleuelführung (36)
od. dgl. andererseits ein ineinandergreifendes Profil aufweist.
5. Stopfwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein sägezahnartig ineinandergreifendes
Profil der Berührungsflächen (50 und 51), die einerseits zum Pleuel od. dgl. und andererseits zur Pleuelführung (36) gehören,
schräg in die glatte Berührungsfläche (52) zwischen der Pleuelführung (36) und dem Kulissenstein
(26a) od. dgl. auslaufen, so daß die glatte Berührungsfläche (52) auf den Zacken des Profils
(51) bzw. des zugehörigen Einsatzstückes (51a) vergleichsweise leicht ausweichend gleiten bzw.
zurückgeführt werden kann.
6. Stopfwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der dem gezackten Profil
(51, 52) benachbarte Ansatz (53) der Fläche (52) etwas abgerundet ist.
7. Stopfwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die ineinandergreifenden, profilierten Flächen (50, 51) ein unsymmetrisches, sägezahnartiges
Profil aufweisen, das in Rückstellrichtung flache Anstellwinkel zur Erleichterung des Rückstellens
in die Ausgangsposition aufweist.
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