DE19650333C2 - Verfahren zum Stopfen von Bürsten und Stopfmaschine zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Stopfmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Ein solches Verfahren und eine solche Stopfma­ schine sind Gegenstand des Hauptpatents 195 28 762.

Bürsten im Sinne der Erfindung sind sowohl Grobbürsten wie Be­ sen, Handfeger, kräftige Haarbürsten, Kleiderbürsten usw. als auch Feinbürsten wie Zahnbürsten, Nagelbürsten, feine Haar- und Spülbürsten, Bürsten mit Monofilamenten usw. Unter Krampen sind im Sinne der Erfindung die üblichen mechanischen Befestigungs­ elemente zu verstehen, mit denen je ein Borstenbündel in einem Bürstenloch eines Bürstenkörpers befestigt wird. Als Krampen für Grobbürsten werden üblicherweise Runddrahtabschnitte ver­ wendet, die U-förmig gebogen, um einen mittleren Bereich des zugehörigen Borstenbündels herumgelegt und dahinter überkreuzt werden, so daß sie eine Schlinge bilden, deren Enden sich beim Eindrücken in ein Bürstenloch in diesem verspreizen. Für Fein­ bürsten werden hingegen üblicherweise rechteckige Flachdrahtab­ schnitte, sogenannte Anker verwendet, die diametral in das zu­ gehörige Bürstenloch gedrückt werden, wo sie sich etwas in die Lochwand eindrücken und dadurch festklemmen.

Zentrale Komponente von Bürstenherstellmaschinen ist ein Stopf­ werkzeug mit einem hubweise hin- und herbewegbaren Schieber und einem Stößel, der bei jedem Arbeitshub in ein vorgebohrtes oder vorgespritztes Bürstenloch eines Bürstenkörpers ein Filament- oder Borstenbündel hineindrückt und dort befestigt. Das Stopf­ werkzeug weist einen Stößelkanal auf, in den das Filament- oder Borstenbündel von einer Seite her eingelegt wird, um dann von dem Stößel in der Mitte gefaltet und somit als V-förmiges Ge­ bilde mit seinem Scheitel voran in das Bürstenloch gestoßen zu werden. Im Stößelkanal wird die Krampe je nach ihrer Beschaf­ fenheit schlingenförmig um das Filament- oder Borstenbündel herumgelegt oder als schneidenartiger Anker in den beim Falten des Bündels entstehenden Scheitel eingelegt.

Gemäß Hauptpatent werden die Krampen dem Stopfwerkzeug in vor­ geformtem und zu einem Strang zusammengefaßtem Zustand zuge­ führt; erst innerhalb des Stopfwerkzeugs wird mittels eines längs der Stopfachse in einem Stößelkanal hin- und herbeweg­ baren Stößels die jeweils vorderste Krampe vom Strang getrennt, um dann gegen ein bereitliegendes Borstenbündel gedrückt und zusammen mit diesem in ein Borstenloch gestoßen zu werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und eine Stopfmaschine gemäß Hauptpatent hinsichtlich des Bereit­ haltens und der Verarbeitung des Stranges besonders betriebs­ sicher zu gestalten. Vor allem soll zuverlässig verhindert werden, daß sich einzelne Krampen oder Gruppen von Krampen vorzeitig vom Strang trennen und dadurch Betriebsstörungen ver­ ursachen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß, soweit sie das Verfahren be­ trifft, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, das gemäß den Ansprüchen 2 bis 7 weitergebildet sein kann. Eine erfindungsge­ mäße Stopfmaschine ist Gegenstand des Anspruchs 8 und kann ge­ mäß den Ansprüchen 9 und 10 weitergebildet sein.

Das erfindungsgemäße Halteglied - oder eine Mehrzahl Halteglie­ der - hält die einzelnen Krampen des Stranges zuverlässig, je­ doch mit einer gleichmäßig geringen Kraft zusammen, die das Ablösen der jeweils vordersten Krampe nicht unnötig erschwert. Es ist möglich, ein mehrfach verwendbares Halteglied zu verwen­ den, beispielsweise eine magnetische Schiene, mit der sich der Strang durch den Bereich der Stopfachse hindurchschieben läßt. Das Halteglied kann jedoch auch aus nur einmal verwendbarem, insbesondere flexiblem Material bestehen, das nur Zugkräfte auf den Strang zu übertragen vermag.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Verfahrensablaufs beim Stopfen einer Bürste;

Fig. 2 verschiedene Auführungsformen von zur Durchführung des bis 8 Verfahrens verwendeten Strängen aus Krampen;

Fig. 9 Teile einer Stopfmaschine zum Durchführen des Verfah­ rens, teilweise gezeichnet als Schnitt IX-IX in Fig. 10;

Fig. 10 eine Teilansicht in Richtung der Pfeile X in Fig. 9; und

Fig. 11 eine Teilansicht in Richtung des Pfeils XI in Fig. 9.

Gemäß Fig. 1 ist an einem Bürstenträger 10 ein Bürstenkörper 12 befestigt, der Bürstenlöcher 14 aufweist. Der Bürstenträger 10 läßt sich, beispielsweise mittels bekannter Verschiebetische mit bis zu fünf unabhängig gesteuerten Achsen, derart bewegen, daß jeweils ein Bürstenloch 14 mit einer Stopfachse A fluchtet. In diesem Bürstenloch 14 wird ein Borstenbündel 16 folgender­ maßen befestigt:
Das Borstenbündel 16 wird von einem Borstenvorrat 18 abgeteilt und in eine Stellung gebracht, in der sich die Stopfachse A mittig und rechtwinklig durch das Borstenbündel erstreckt. Un­ gefähr gleichzeitig wird eine vorgefertigte U-förmige Krampe 20 in Stellung gebracht, die das in Fig. 1 untere Ende eines Strangs 22 aus einer Vielzahl gleicher Krampen bildet. Die Krampen 20 im Strang 22 sind miteinander durch mindestens ein Halteglied 23 verbunden, das in allen dargestellten Beispielen von einem Klebstreifen gebildet ist, aber in nicht dargestellter Weise auch von einem magnetisierten Stahlband oder einer magnetisier­ ten Schiene aus Stahl od. dgl. gebildet sein kann. In jedem Fall ist es zweckmäßig, wenn der Strang 22, wie in Fig. 1 und auch in Fig. 9 dargestellt, im rechten Winkel zur Stopfachse A zugeführt wird, unabhängig davon, ob diese gemäß Fig. 1 waagerecht liegt oder gemäß Fig. 9 und 10 senkrecht steht.

Der in Fig. 1 abgebildete Strang 22 ist in Fig. 2 bis 4 gesondert dargestellt; er ist aus U-förmigen Krampen 20 gebildet, die entweder gemäß Fig. 1 bis 3 unmittelbar aneinanderliegend oder gemäß Fig. 4 mit Zwischenräumen aneinander aufgereiht sind. In jedem Fall sorgt mindestens ein Halteglied 23 für den Zusam­ menhalt der Krampen 20 im Strang 22; gemäß Fig. 2 sind zwei solche Halteglieder 23 vorgesehen, die an den Außenseiten der Schenkel der Krampen 20 haften.

Das gleiche Prinzip des Zusammenhaltens einer Vielzahl Krampen 20 in einem Strang 22 mittels eines oder mehrerer Halteglieder 23 ist in Fig. 5 bis 8 für rechteckige Krampen 20 dargestellt, die auch als Anker bezeichnet werden. Gemäß Fig. 5 und 6 sind die Krampen 20 mit ihren Breitseiten aneinanderliegend gehal­ ten; dies geschieht gemäß Fig. 5 durch zwei Halteglieder 23, die an den kurzen Schmalseiten der Krampen 20 haften, während gemäß Fig. 6 nur ein Halteglied 23 vorgesehen ist, das hauptsächlich am von den langen Schmalseiten der Krampen 20 gebildeten Rücken 25 des Stranges 22 haftet und U-förmig gefaltet ist, so daß dieses Halteglied 23 auch einen Teil der kurzen Schmalseiten der Krampen 20 bedeckt.

Rechteckige Krampen 20 der in Fig. 5 und 6 dargestellten Art können auch gemäß Fig. 7 und 8 mit ihren kurzen Schmalseiten aneinanderliegend zu einem Strang 22 aufgereiht sein, wobei gemäß Fig. 7 zwei Halteglieder 23 an je einer der beiden Breit­ seiten jeder Krampe 20 haften, während gemäß Fig. 8 nur ein Halteglied 23 vorgesehen ist, das an den in diesem Fall den Rücken 25 des Strangs 22 bildenden langen Schmalseiten der Krampen 20 haftet und so gebogen ist, daß auch die Breitseiten der Krampen 20 teilweise überdeckt sind. Das in Fig. 8 darge­ stellte Halteglied 23 hat in seinem am Rücken 25 des Strangs 22 haftenden mittleren Bereich langestreckte Löcher 27, durch die je eine Krampe 20 zugänglich ist, um vom Strang 22 gelöst zu werden, ohne daß dieser nennenswert verformt zu werden braucht.

Gemäß Fig. 1 gelangt bei jedem Arbeitszyklus die unterste noch mit dem Strang 22 zusammenhängende Krampe 20 in eine Ebene, welche die Stopfachse A enthält. Längs der Stopfachse A ist ein Stößel 30 hin- und herbeweglich, der bei seinem nächsten Arbeits­ hub mit seiner vorderen Stirnfläche 32 einen mäßigen Druck auf die in Fig. 1 unterste Krampe 20 ausübt, diese vom Strang 22 löst und sie um das quer zur Stopfachse A angeordnete Borsten­ bündel 16 herumlegt. Bei weiterer Bewegung in Richtung zum Bür­ stenkörper 12 kann der Stößel 30 zusammen mit üblichen und des­ halb nicht dargestellten Formbacken bewirken, daß die Schenkel der gemäß Fig. 1 bis 4 gestalteten Krampe 20 nach innen gebogen werden und einander in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise über­ kreuzen, so daß die Krampe 20 schließlich in Form einer Schlin­ ge zusammen mit dem von ihr umschlungenen Borstenbündel 16 in das zugehörige Borstenloch 14 gestoßen wird und sich in ihm verankert. Das Bilden solcher Schlingen ist aber bei den vor­ gefertigten Krampen 20 nicht unbedingt erforderlich, so daß die genannten Formbacken entbehrlich sind.

Weitere Einzelheiten des gemäß Fig. 1 verwendeten Stopfwerkzeugs sind in Fig. 9 bis 11 dargestellt. Das Stopfwerkzeug hat eine Schieberführung 34, an der ein Schieber 36 in Richtung der Stopf­ achse A hin- und herbeweglich geführt ist. Der Schieber 36 ist an seinem in Fig. 9 und 10 oberen Ende mit einem nicht darge­ stellten Antriebselement verbunden, das beispielsweise ein Pleu­ el eines Kurbeltriebes sein kann. Am in Fig. 9 und 10 unteren Ende des Schiebers 36 ist ein Werkzeugkopf 40 ausgebildet, der von üblicher Bauart sein kann und deshalb nicht näher darge­ stellt ist. Längs der Stopfachse A erstreckt sich ein Stößel­ kanal 42 durch die Schieberführung 34, den Schieber 36 und den Werkzeugkopf 40 hindurch.

Der Stößelkanal 42 ist, soweit er sich durch die Schieberfüh­ rung 34 hindurcherstreckt, auf einer Seite von dieser begrenzt und hat in deren unterem Bereich einen ersten seitlichen Einlaß 44 für den Strang 22 sowie, diesem Einlaß 44 diametral gegen­ über, einen seitlichen Auslaß 45 für das Halteglied oder Paar Halteglieder 23, von dem die Krampen 20 abgelöst worden sind. Der Auslaß 45 ist so bemessen, daß der Strang 22 nicht hindurchpaßt, die jeweils vorderste Krampe 20 also anstößt und so gezwungen ist, den jeweils nächsten Arbeitshub des Stößels 30 abzuwarten.

In Fig. 9 und 10 nimmt der Stößel 30, insoweit übereinstimmend mit Fig. 1, eine Ruhestellung ein, in der die Stirnfläche 32 des Stößels unmittelbar über dem ersten seitlichen Einlaß 44 und dem seitlichen Auslaß 45 steht, so daß die vorderste, in Fig. 9 am weitesten rechts angeordnete Krampe 20 des Strangs 22 in den Stößelkanal 42 hineingeschoben oder -gezogen werden kann. Wenn das Halteglied, oder Paar Halteglieder 23, in der dargestellten Weise aus Klebstreifen oder auch aus einem flexiblen magneti­ sierten Stahlband besteht, wird das Halteglied oder Paar Halte­ glieder 23 zweckmäßigerweise dazu benutzt, den Strang 22 in den Stößelkanal 42 derart hineinzuziehen, daß die jeweils vorderste Krampe 20 eine Stellung einnimmt, aus der heraus sie vom Stößel 30 bei dessen nächstem Arbeitshub nach unten gedrückt werden kann.

Weiter unten weist der Stößelkanal 42 einen sich über die ge­ samte Breite der Schieberführung 34 ersteckenden zweiten seit­ lichen Einlaß 46 auf, in den bei jedem Arbeitszyklus ein Bor­ stenbündel 16 eingelegt wird. Quer zu diesem zweiten seitlichen Einlaß 46, parallel zur diametralen Verbindungslinie zwischen dem ersten seitlichen Einlaß 44 und dem ihm zugeordneten seit­ lichen Auslaß 45, ist im Schieber 36 ein Kanal 48 ausgebildet, in den ein sichelförmiger Bündelförderer 50 hineinbewegbar ist. Der Bündelförderer 50 hat einen äußeren Umriß in der Form eines Kreisbogens, der durch eine Kerbe 52 unterbrochen ist. Um den Mittelpunkt dieses Kreisbogens ist der Bündelförderer 50 in einer zur Stopfachse A parallelen Ebene hin- und herschwenkbar zwischen einer Ausgangsstellung im Bereich des Borstenvorrats 18, wo der Bündelförderer 50 mit seiner Kerbe 52 ein Borsten­ bündel 16 aufnimmt, und der in Fig. 9 abgebildeten Endstellung, in der sich das noch in der Kerbe 52 liegende Borstenbündel 16 quer durch den Stößelkanal 42 erstreckt. Damit auf dem Weg vom Borstenvorrat 18 zum Stößelkanal 42 keine Borsten aus der Kerbe 52 herausfallen können, gleitet der Bündelförderer 50 auf die­ sem Weg mit seinem äußeren Umriß auf einem nicht dargestellten kreisförmigen konkaven Gegenstück.

Die gemäß Fig. 9 noch in Höhe des oberen seitlichen Einlasses 44 im Stößelkanal 42 stehende Krampe 20 wird bei der Abwärtsbewe­ gung des Stößels 30, während der Schieber 36 noch stillsteht, vom Stößel nach unten gedrückt, dabei vom Halteglied oder Paar Halteglieder 23 gelöst, und über das im unteren seitlichen Ein­ laß 46 liegende Borstenbündel 16 geschoben. Das Halteglied oder Paar Halteglieder 23 ist so angeordnet und gestaltet, daß es vom Stößel 30 nicht oder kaum berührt und jedenfalls nicht voll­ ständig durchtrennt wird, so daß es durch den seitliche Auslaß 45 heraustretend ständig unter einer vorgegebenen Zugspannung in Richtung des Pfeils 58 in Fig. 9 gehalten und schrittweise, in Fig. 9 nach rechts, aus dem Stopfwerkzeug herausgezogen wer­ den kann. Diese schrittweise stattfindende Bewegung des Halte­ glieds oder Paars Halteglieder 23 findet jeweils dann statt, wenn der Stößel 30 seine in Fig. 1 und 9 abgebildete, vom Bür­ stenkörper 12 entfernte Ruhestellung einnimmt.

Vom unteren Einlaß 46 an nach unten hat der Stößelkanal 42 ei­ nen größeren Querschnitt, so daß er das Borstenbündel 16 auf­ nehmen kann, das bei fortgesetzter Abwärtsbewegung des Stößels 30, während der Schieber 36 immernoch stillsteht, aus der Kerbe 52 des Bündelföderers 50 nach unten herausgedrückt und in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise V-förmig gebogen wird. Sobald das Borstenbündel 16 die Kerbe 52 verlassen hat, wird der Bündel­ förderer 50 gemäß Fig. 9 nach rechts geschwenkt und dadurch aus dem Kanal 48 herausgezogen. Anschließend beginnt der Schieber 36 einen Abwärtshub, der dann endet, wenn der Werkzeugkopf 40 gegen den Bürstenkörper 12 stößt.

Der durch ein Halteglied oder Paar Halteglieder 23 zusammen­ gehaltene Strang 22 kann lose, z. B. auf einer ebenen Unterlage liegend, bereitgehalten werden. Vorzugsweise ist das Halteglied oder Paar Halteglieder 23 jedoch derart flexibel und so am Strang 22 angeordnet, daß dieser, wie in Fig. 9 und 11 darge­ stellt, auf eine Spule 59 aufgewickelt werden kann und dann einen Vorrat bildet, der für zahlreiche, z. B. mehrere tausend Stopfvorgänge ausreicht. In jedem Fall ist zum Aufwickeln des verbrauchten Halteglieds oder Paars Halteglieder 23 zweck­ mäßigerweise eine Haspel 60 vorgesehen. Diese wird von einem nicht dargestellten Antrieb mit einem solchen Drehmoment be­ lastet, daß das Halteglied oder Paar Halteglieder 23 unter einer im wesentlichen konstanten Zugspannung gehalten wird, bis die letzte Krampe 20 des Strangs 22 in der beschriebenen Weise verarbeitet worden ist.

Claims (10)

1. Verfahren zum Stopfen von Bürsten, bei dem
ein Bürstenkörper (12), der Borstenlöcher (14) aufweist, in eine Stellung gebracht wird, in der ein Borstenloch (14) auf eine Stopfachse (A) ausgerichtet ist,
ein Strang (22) vorgeformter Krampen (20) symmetrisch in be­ zug auf eine die Stopfachse (A) enthaltende Ebene zugeführt wird,
ein Borstenbündel (16) von einem Borstenvorrat (18) abgeteilt und bezüglich der Stopfachse (A) querliegend zwischen der Stel­ lung der vordersten Krampe (20) und dem Bürstenloch (14) ange­ ordnet wird,
die vorderste Krampe (20) vom Strang (22) getrennt wird, in­ dem sie längs der Stopfachse (A) gegen das Borstenbündel (16) bewegt wird, wobei dieses V-förmig gebogen wird, und
das Borstenbündel (16) mit der Krampe (20) in das Borstenloch (14) gestoßen und darin verankert wird,
nach Patent 195 28 762,
dadurch gekennzeichnet, daß die Krampen (20) durch mindestens ein sich in Längsrichtung des Stranges (22) erstreckendes Halte­ glied (23) zusammengehalten und von diesem im Bereich der Stopfachse (A) einzeln abgelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang (22) mittels des Halte­ gliedes (23) zur Stopfachse (A) hin bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (23) durch den Bereich der Stopfachse (A) hindurchgezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (23) jenseits der Stopfachse (A) aufgewickelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Halteglied (23) ein Haft­ streifen, insbesondere ein Kleb- oder Magnetstreifen verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (23) den Strang (22) an einem rückwärtigen, beim Einstoßen in ein Borstenloch (14) nach hinten weisenden Rand (25) umgreift.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied (23) in einem dem rückwärtigen Rand (25) des Stranges (22) zugeordneten Bereich Löcher (27) aufweist, durch die hindurch sich eine Kraft zum Einstoßen der Krampen (20) in ein Borstenloch (14) aufbringen läßt.

8. Stopfmaschine zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit
einem Bürstenträger (10) zum Halten eines mit Borstenlöchern (14) versehenen Bürstenkörpers (12) und zum Ausrichten jeweils eines Borstenlochs (14) auf eine Stopfachse (A),
einem Schieber (36), der an einer Schieberführung (34) in Richtung der Stopfachse (A) hin- und herbeweglich ist und einen an den Bürstenkörper (12) anlegbaren Werkzeugkopf (40) trägt,
einem längs der Stopfachse (A) durch den Schieber (36) und den Werkzeugkopf (40) hindurchgehenden Stößelkanal (42), der einen ersten seitlichen Einlaß (44) für Krampen (20) und einen zweiten seitlichen Einlaß (46) für Borstenbündel (16) aufweist,
einer in den ersten seitlichen Einlaß (44) mündenden Strang­ führung (56) zum Zuführen eines Stranges (22) aus vorgeformten Krampen (20),
einem Bündelförderer (50) zum Fördern jeweils eines Borsten­ bündels (16) von einem Borstenvorrat (18) zum zweiten seit­ lichen Einlaß (46) und
einem Stößel (30), der im Stößelkanal (42) längs der Stopf­ achse (A) hin- und herbewegbar ist zwischen einer Ruhestellung, in der er hinter dem ersten Einlaß (44) zurückgezogen ist, und einer Stopfstellung, in der er aus dem Werkzeugkopf (40) her­ ausragt, um in ein Borstenloch (14) einzugreifen,
nach Patent 195 28 762,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stößelkanal (42) diametral ge­ genüber dem ersten seitlichen Einlaß (44) einen seitlichen Aus­ laß (45) für mindestens ein sich in Längsrichtung des Stranges (22) erstreckendes und ihn bis zum Eintritt in den ersten seit­ lichen Einlaß (44) zusammenhaltendes Halteglied (23) aufweist.

9. Stopfmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Auslaß (45) auf der selben Seite des Schiebers (36) angeordnet ist wie der Bündelförderer (50).

10. Stopfmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich neben der Schieberführung (34) auf der selben Seite wie der seitliche Auslaß (45) eine Haspel (60) zum Aufwickeln des von den Krampen (20) abgelösten Haltegliedes (23) angeordnet ist.