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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Einführen
von Fasern an ein Stopfwerkzeug in einer Bürstenherstellungsmaschine,
insbesondere eine Vorrichtung des Typs, der einerseits eine Faserpatrone
mit mindestens zwei Fasereinführkanälen aufweist
und andererseits mit einem Einzieher mit Beschickungsöffnungen
ausgestattet ist, die dazu dienen, diese von der Faserpatrone kommenden
Fasern zu einem Bündelentferner
zu bewegen, der mit dem oben erwähnten
Stopfwerkzeug zusammenarbeitet.
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Eine Vorrichtung des oben erwähnten Typs ist
aus EP 0.206.385 des Antragstellers bekannt. Obschon diese bekannte
Vorrichtung gute Ergebnisse liefert, ist sie unvorteilhaft in dem
Sinne, dass sie sehr komplex ist, wenn mehr als zwei Fasersorten
verwendet werden.
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Ein weiterer Vorrichtungstyp ist
aus EP 0.681.796 bekannt. Für
das selektive Einführen
der Fasern aus der Faserpatrone wird hierbei Gebrauch gemacht von
beweglichen Schließvorrichtungen,
die mit den Enden der Fasereinführkanäle zusammen arbeiten,
die es dank ihrer Bewegung ermöglichen, dass
der Bündelentferner
des Einführinstruments während jedes
Zyklus Fasern aus nur einem der Fasereinführkanal entfernen kann. Da
die Fasereinführkanäle sich
hierbei mit ihren Enden direkt auf dem vom Bündelentferner verfolgten Weg
befinden und da ein solcher Bündelentferner
verhältnismäßig klein ist,
ist die Anzahl der Fasereinführkanäle, die
entlang dieses Wegs aufgestellt werden können, in der Praxis auf zwei
beschränkt.
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Einige bekannte Typen von Vorrichtungen, wie
z. B. die in DE 4.040.29 beschribene Vorrichtung, kann um mehrere
Fasereinführkanäle erweitert
werden, aber diese weisen den Nachteil auf, dass sie von komplexer
Bauart sind, ein höheres
Trägheitsmoment
haben und gelegentlich die Gefahr besteht, dass sich die verschiedenen
Fasertypen vermischen. Die Komplexität der Konstruktion wirkt sich
hierbei direkt auf den Kostenpreis und die Gebrauchsfreundlichkeit
der Bürstenherstellungsmaschine
aus. Das höhere
Trägheitsmoment
beschränkt
die Schaltfrequenz, mit anderen Worten, das Umschalten zwischen
verschiedenen Fasersorten. Das Mischen der verschiedenen Fasersorten
ist aus einem ästhetischen
Standpunkt unzulässig
für das
herzustellende Produkt, mit anderen Worten, die herzustellende Bürste.
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Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung eine
Vorrichtung zum Einführen
von Fasern an ein Stopfwerkzeug einer Bürstenherstellungsmaschine, wobei
einer oder mehrere der oben aufgeführten Nachteile ausgeschlossen
werden.
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Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung des oben genannten Typs, wobei zwischen jedem betroffenen
Fasereinführkanal
der Faserpatrone und des oben erwähnten Einziehers Mittel vorgesehen
sind, die es ermöglichen,
dass bestimmte Beschickungsöffnungen
ausschließlich
mit bestimmten Fasereinführkanälen zusammen
arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Mittel aus beweglichen
Elementen bestehen, die entweder als Fasertrenner fungieren und
die jeweils über
mindestens eine Faseraufnahmeöffnung
verfügen,
die in mindestens zwei Positionen gebracht werden kann, nämlich einerseits
eine Position, in welcher die Faseraufnahmeöffnung in Verbindung ist mit
dem betreffenden Fasereinführkanal,
und andererseits eine Position, in welcher die Faseraufnahmeöffnung in
Verbindung ist mit der Seite des Einziehers, in der die oben erwähnten Beschickungsöffnungen
angebracht sind, oder die andererseits jeweils mit einem Durchführkanal
versehen sind, der dank der Bewegung des beweglichen Elements in
mindestens zwei Positionen gebracht werden kann, nämlich eine
Position, in welcher eine Verbindung zwischen dem Fasereinführkanal
und dem Einzieher entsteht, und eine Position, in welcher dieser
Durchführkanal
von dem Einzieher getrennt ist, so dass die oben erwähnte Verbindung
unterbrochen wird.
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Die oben erwähnten Mittel bieten den Vorteil, dass
der Einzieher mit seinen Beschickungsöffnungen an verschiedenen Fasereinführkanälen entlang geführt werden
kann, ohne dass sich die Fasern vermischen, und dass die Fasereinführkanäle selektiv auf
sehr effiziente Weise miteinander verbunden werden können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist
die Anzahl der Beschickungsöffnungen
auf des Einziehers größer als
die Anzahl der Fasereinfihrkanäle. Insbesondere
beträgt
die Anzahl der Beschickungsöffnungen
vorzugsweise mindestens das Doppelte der Anzahl der Fasereinführkanäle. Dies
bietet den Vorteil, dass pro Fasersorte mehrere Beschickungsöffnungen
vorhanden sind, so dass es möglich
wird, ähnliche
Fasern an den Einzieher einzuführen
während
die Fasern vom Einzieher mittels des Bündelentferners entfernt werden.
Dadurch wird es möglich, mit
relativ kleinen Beschickungsöffnungen
zu arbeiten, was den Vorteil bietet, dass der Einzieher nur kleine
Bewegungen ausführen
muss, was wieder die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine begünstigt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind die
oben erwähnten
beweglichen Elemente zurückziehbar.
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Durch Verwendung eines rotierenden
Elements kann das Ganze sehr kompakt ausgeführt werden, so dass auch die
Verluste des Trägheitsmoments
beschränkt
werden können.
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Die Vorrichtung bietet dank der Verwendung relativ
einfacher rotrerender Teile den zusätzlichen Vorteil, dass keine
großen
Massen entfernt werden müssen,
so dass die Betriebsgeschwindigkeit höher ist als bei den bekannten
Vorrichtungen, was als weiteren Vorteil hat, dass eine nahezu unbegrenzte
Anzahl von Fasern verarbeitet werden kann.
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Um die Merkmale der Erfindung besser
zu veranschaulichen, wird als Beispiel ohne irgendeinen einschränkenden
Charakter die folgende bevorzugte Ausführung beschrieben, wobei Bezug
auf die Begleitzeichnungen genommen wird, in denen:
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1 eine
Vorrichtung gemäß der Erfindung
in der Draufsicht zeigt;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie I-II in 1 zeigt;
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3 das
in 1 mit F3 gekennzeichnete
Teil zeigt, aber für
eine andere Position;
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4, 5 und 6 Varianten der Vorrichtung aus 1 zeigen.
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Wie in 1 dargestellt,
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung 1 zum Einführen von
Fasern 2 an ein Stopfwerkzeug 3 in einer Bürstenherstellungsmaschine.
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Die Vorrichtung 1 enthält eine
Faserpatrone 4 mit mindestens 2 und in diesem Fall fünf Fasereinführkanäle 5–6–7–8–9 und
einen Einzieher 10 mit Beschickungsöffnungen 11. Die Faserpatrone 4 ist
in der bekannten Weise mit Andrückmitteln 12 für die Fasern 2 ausgestattet.
Die Fasereinführkanäle 5–6–7–8–9 können mit
verschiedenen Fasern 2 gefüllt werden, wobei diese Fasern 2 von
unterschiedlicher Sorte sein können,
womit impliziert wird, dass die Fasern 2 verschiedene Maße haben
können und/oder
von verschiedener Farbe und/oder verschiedener Art sein können. Der
Unterschied zwischen den Fasern 2 ist schematisch in 1 mit den Buchstaben A-B-C-D-E
angedeutet.
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Der Einzieher 10 ist so
angeordnet, dass Faserbündel 13 mittels
eines als solcher bekannten Faserentferners 14 herausgenommen
werden können, der
diese Faserbündel 13 in
das Stopfwerkzeug 3 gibt, wobei Letzteres wiederum die
genannten Faserbündel 13 in
einen Bürstenkörper 15 einsetzt.
Der Bündelentferner 14 und
das Stopfwerkzeug 3 werden in der bekannten Weise angetrieben,
die hier nicht dargestellt ist.
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In dem Beispiel aus 1 ist der Einzieher 10 gemäß dieser
Erfindung kreisförmig
und kann um sein Zentrum rotieren, entweder mittels Rotationen, die
stets in dieselbe Richtung ausgeführt werden, oder mittels Hin-
und Her-Rotationen. Die Beschickungsöffnungen 11 grenzen
hierbei mit ihren offenen Seiten an den Umfang des kreisförmigen Einziehers 10 an.
Die Fasereinführkanäle 5–6–7–8–9 befinden
sich am Außenumfang
des Einziehers 10.
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Die Anzahl der Beschickungsöffnungen 11 des
Einziehers 10, in diesem Fall "24",
ist vorzugsweise größer als
die Anzahl der Fasereinführkanäle 5–6–7–8–9,
in diesem Fall 5''
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Das Besondere an dieser Erfindung
ist, dass zwischen jedem betroffenen Fasereinführkanal 5–6–7–8–9 und
dem Einzieher 10 Mittel 16 vorgesehen sind, die
es ermöglichen,
dass bestimmte Beschickungsöffnungen 11 ausschließlich mit
bestimmten Fasereinführkanälen zusammenarbeiten.
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Diese Mittel 16 bestehen
aus beweglichen Elementen 17, insbesondere rotierenden
Elementen, die als Fasernenner fungieren können und die jeweils über mindestens
eine Faseraufnahmeöffnung 18 verfügen, die
infolge der Rotation des Elements 17 in mindestens zwei
Positionen gebracht werden kann, nämlich einerseits eine Position,
in der die betreffende Faseraufnahmeöffnung 18 mit dem
zugehörigen Fasereinführkanal
verbunden ist, und andererseits einer Position, in der die Faseraufnahmeöffnung 18 mit
der Außenseite
des Einziehers 10 verbunden ist, mit anderen Worten, die Seite,
zu der hin sich die oben erwähnten
Beschickungsöffnungen 11 öffnen.
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Die Faseraufnahmeöffnungen 18 sind jeweils
mit Andrückmitteln
ausgestattet, um zu erreichen, dass die eingebrachten Fasern 2 unter
Druck gesetzt werden und, wie im Folgenden beschrieben, von der
Faseraufnahmeöffnung 18 in
eine Beschickungsöffnung 11 gedrückt werden
können.
In dem gegebenen Beispiel bestehen diese Andrückmittel aus Endteilen 19,
hergestellt aus einem elastischen, deformierbaren Material, wie
z. B. Gummi.
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Es ist festzuhalten, dass gemäß einer
Variante, die hier nicht dargestellt ist, diese Andrückmittel auch
in einer anderen Weise ausgeführt
sein können. Zum
Beispiel können
die Endteile 19 auch aus Elementen bestehen, die aus einem
nicht deformierbaren Material hergestellt sind und die so angeordnet sind,
dass sie sich in Bezug auf die Elemente 17 bewegen können, wobei
diese Endteile dann mit Mitteln, die elastisch eingedrückt werden
können,
z. B. Federn, Luftzylindern, Gummistücken oder ähnlichem, gegen die Fasern 2 gedrückt werden.
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Die Andrückmittel können auch so ausgeführt sein,
dass der Druck auf die Fasern 2 in den Aufnahmeöffnungen 18 reduziert
oder vollständig
entfernt werden kann, wenn die Fasern 2 von dem entsprechenden
Fasereinführkanal 5–6–7–8 oder 9 aufgenommen
werden müssen.
Umgekehrt kann der Druck auf die Fasern 2 in der Aufüahmeöffnung 18 auch
erhöht
werden, wenn die Fasern 2 zu einer entsprechenden Beschickungsöffnung 11 geführt werden
müssen,
und dies ebenfalls mittels geeigneter Andrückmittel, die zum Beispiel über eine
Steuerung angetrieben werden oder deren Druck in Abhängigkeit
von der Winkelposition des betreffenden Elements 17 variiert.
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Es ist festzuhalten, dass die verschiedenen Teile
hauptsächlich
an ein und derselben Stelle arbeiten und dass sie durch ein Basiselement 20 begrenzt sind,
das verhindert, dass die Fasern 2 aus den Fasereinührkanälen 5–6–7–8–9,
den Aufnahmeöffnungen 18 oder
den Beschickungsöffnungen 11 austreten.
Dieses Basiselement sorgt auch für
eine Stützplatte, über welche
sich die Fasern 2 schieben.
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Des Weiteren verfügt die Vorrichtung 1 über Kupplungsmittel 21,
mit denen einerseits der Einzieher 10 und andererseits
die oben erwähnten
Mittel 16, mit anderen Worten, die rotierenden Elemente 17,
so miteinander verbunden sind, dass dank eines geeigneten Antriebs
des Einziehers 10 und der Elemente 17 nur Fasern
einer bestimmten Sorte an jede der Beschickungsöffnungen 11 geführt werden.
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Die Kupplungsmittel 21 bestehen
in diesem Fall aus einer Steuerung 22, mit der die Antriebe 23 und
24 zum Steuern des Einziehers 10 bzw. zum Steuern der Mittel 16,
insbesondere der Rotation der beweglichen Elemente 17,
gesteuert werden. Der Antrieb 23 besteht zum Beispiel wie
schematisch dargestellt aus einem Schrittmotor oder einem Servomotor 25,
der mittels eines Zahngetriebes 26 für die Rotation des kreisförmigen Einziehers 10 sorgt.
Jeder der Antriebe 24 besteht vorzugsweise ebenfalls aus einem
Schrittmotor oder einem Servomotor, mit dem das entsprechende Element 17 angetrieben
werden kann. Die letzteren Schrittmotoren oder Servomotoren sind
beispielsweise unter den Elementen 17 angebracht.
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Des Weiteren verfügt der Einzieher 10 über ein
Andrückelement 27,
mit dem die Fasern 2 jeder Beschickungsöffnung 11, die vor
dem Bündelentferner 14 positioniert
ist, unter Druck gesetzt werden kann, so dass die Fasern 2 in
die Aussparungen 28 des Bündelentferners 14 gedrückt werden.
Die Andruckkraft dieses Andrückelements 27 wird
mittels einer Feder 29 geliefert.
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Aus praktischen Gründen können mehrere der
Teile, die sich aneinander entlang bewegen, überlappend ausgeführt werden,
wie in der Draufsicht zu sehen ist, um zu verhindern, dass die Fasern 2 zwischen
diese Teile gelangen können.
Wie in 2 dargestellt,
haben die Trennwände 30,
welche die einzelnen Beschickungsöffnungen 11 voneinander
trennen, ebenfalls Teile 31, die über den Rand des Basiselements 20 hinausragen.
In diesen Trennwänden 30 sind
zudem Aussparungen 32 angebracht, so dass die Rotation
des Einziehers 10 nicht dadurch behindert wird, dass die
Elemente 17 sich teilweise innerhalb der kreisförmigen Öffnung des Basiselements 20 befinden,
in dem der Einzieher 10 angebracht ist.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung
aus 1 lässt sich
leicht aus den 1 und 3 herleiten und wird im Weiteren
für den
ersten Fasereinführkanal 5 beschrieben.
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Indem das Element 17, das
zu dem Fasereinführkanal 5 gehört, in eine
Position wie in 1 dargestellt
gebracht wird, werden Fasern 2 aus dem Fasereinführkanal 5 dank
der von den Andrückmitteln 12 ausgeübten Kraft
in die zugehörige
Faseraufnahmeöffnung 18 gedrückt. Die
Andruckkraft der Andrückmittel 12 wird
hierbei so gewählt,
dass nicht nur die Faseraufnahmeöffnung
mit Fasern 2 gefüllt
wird sondern dass auch das betreffende Endteil 19 elastisch
hineingedrückt
wird.
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Indem man den Einzieher 10 rotiert
und ihn zusammen mit einer bestimmten zu füllenden Beschickungsöffnung 11 in
eine Position gegenüber dem
oben erwähnten
Element 17 bringt, und indem man dieses Element 17 mit
seiner Faseraufnahmeöffnung 18 in
die in 3 dargestellte
Position bringt, wird ein Teil der Fasern 2 der Faseraufnahmeöffnung 18 mittels
der durch das Endteil 19 ausgeübten Federkraft in die entgegengesetzte
Beschickungsöffnung 11 gedrückt.
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Dank der Rotation des Einziehers 10 und dessen
exakter Positionierung wird erreichte dass in jedem Arbeitszyklus
des Stopfwerkzeugs 3 Fasern 2 der gewünschten
Sorte – A,
B, C, D oder E – zu
dem Bündelentferner 14 geführt werden
können.
In dem Moment, wo eine Beschickungsöffnung 11 vor dem Bündelentferner 14 positioniert
ist, werden die Fasern 2, die sich in dieser Beschickungsöffnung 11 befinden,
durch das oben erwähnte
Andrückelement 27 so
gegen den Bündelentferner 14 gedrückt, dass
ein Faserbündel 13 getrennt
werden kann.
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Es ist klar, dass es möglich ist,
mit relativ kleinen Beschickungsöffnungen 11 und
Faseraufnahmeöffnungen 18 zu
arbeiten, so dass die von dem Einzieher 10 auszuführenden
Bewegungen sehr begrenzt gehalten werden können, was bewirkt, verschiedene
Beschickungsöffnungen 11 und
folglich verschiedene Sorten Fasern 2 sehr schnell nacheinander
dem Bündelentferner 14 zugeführt werden können. Da
mehrere Beschickungsöffnungen 11 pro Sorte
Fasern 2 vorgesehen werden können, bietet dies den Vorteil,
dass der Einzieher 10 mit einer bestimmten Sorte Fasern 2 gefüllt werden
kann, während
Fasern 2 derselben Sorte durch den Bündelentferner 14 aus
dem Einzieher 10 genommen werden können.
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Die Anzahl der Beschickungsöffnungen 11 muss
nicht für
jede Sorte Fasern 2 dieselbe sein, So können mehrere Beschickungsöffnungen 11 für eine Sorte
Fasern vorgesehen werden, von denen eine große Anzahl verwendet wird. Infolgedessen
variiert möglicherweise
auch die Schaltfrequenz der beweglichen Elemente 17 zwischen
den beweglichen Elementen 17.
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Es ist klar, dass die oben erwähnten Kupplungsmittel 21 sowie
die Antriebe 23–24
auch von einer anderen Art sein können. Hierbei wird nicht ausgeschlossen,
den Einzieher 10 und die beweglichen Elemente 17 mittels
eines rein mechanischen Getriebes zu koppeln, wie z. B. einem Zahnradgetriebe oder
einem Riemengetriebe. Es können
auch Kupplungsmittel und/oder Antriebe pneumatischer oder hydraulischer
Art verwendet werden.
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Wie zuvor deutlich gemacht wurde,
muss das Übersetzungsverhältnis oder
die Regelmäßigkeit der
Bewegung zwischen den Antriebsmitteln des Einziehers 10 und
der beweglichen Elemente 17 nicht unbedingt für alle beweglichen
Elemente 17 dasselbe sein.
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4 stellt
eine Variante dar, in welcher auch ein rotierender Einzieher 10 verwendet
wird. Ein wesentlicher Unterschied zu der Ausführung aus 1 besteht jedoch darin, dass die Fasereinfihrkanäle, in diesem
Fall zwei Kanäle,
5 und 6, und die oben erwähnten
Mittel 16, insbesondere die Elemente 17, zwischen
den kreisförmig
angeordneten Beschickungsöffnungen 11 des
Einziehers 10 angeordnet sind. Dadurch erhält man eine
sehr kompakte Bauweise.
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Ein weiterer wesentlicher Unterschied
besteht darin, dass die Beschickungsöffnungen 11 in der
Form von Durchführkanälen ausgeführt sind,
die mit den oben erwähnten
Fasereinführkanälen 5 und 6 mit
einem Ende über
die Elemente 17 zusammenarbeiten können, und die mit ihren anderen
Enden mit dem Bündelentferner 14 zusammenarbeiten
können.
Dies bietet den Vorteil, dass die Fasern 2 stets so vorwärts durch
die Beschickungsöffnungen 11 bewegt
werden, dass sich keine Fasermassen in diesen Beschickungsöffnungen 11 bilden,
die niemals den Bündelentferner 14 erreichen.
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Die 5 zeigt
eine Variante, in welcher an Stelle eines rotierenden Einziehers 10 ein
gerader Einzieher 33 verwendet wird. Die rotierenden Elemente 17 sind
in diesem Fall auf einer Linie entlang des Einziehers 33 angeordnet.
Der Antrieb 23 des Einziehers besteht aus einem linearen
Verschiebemechanismus.
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Die Arbeitsweise der Ausführung aus 5 ist analog zu der Arbeitsweise
der Ausführung
aus 4, mit als einzigem
Unterschied, dass der Einzieher 33 hin und her bewegt und
nicht rotiert wird.
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6 zeigt
eine Variante der Ausführung aus
Abbildung 5, in welcher ebenfalls ein gerader Einzieher 33 verwendet
wird, aber in welchem die oben erwähnten Mittel 16 in
diesem Fall aus Elementen 17 bestehen, die mit einem Durchführkanal 34 versehen
sind, der, wenn sich das erwähnte
Element 17 bewegt, insbesondere rotiert, in mindestens
zwei Positionen gebracht werden kann, nämlich eine Position, in welcher
eine Verbindung zwischen dem betreffenden Fasereinführkanal 5, 6, 7 oder 8 und
dem Einzieher 33 entsteht, und eine Position, in welcher dieser
Durchführkanal 34 von
dem Einzieher 33 getrennt wird, so dass die oben erwähnte Verbindung unterbrochen
wird.
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Die Arbeitsweise der Ausführung aus 6 ist praktisch analog.
zu der Arbeitsweise der Ausführung
aus 5, mit als einzigem
Unterschied, dass die Fasern 2 nicht erst in die Elemente 17 aufgenommen
und anschließend,
nachdem diese Elemente 17 in eine andere Position gebracht
worden sind, aus diesen Elementen wieder heraus gedrückt werden müssen, sondern
die Fasern können
nun von den Fasereinführkanälen 5, 6, 7 oder 8 in
einer einzigen Bewegung in die Beschickungsöffnung 11 gedrückt werden.
Dies bietet den Vorteil, dass die Andrückmittel, wie z. B. die oben
erwähnten
Endteile 19, weggelassen werden können. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, dass alle Fasern 2 sich stets vorwärts bewegen und
dass nirgendwo Fasermassen gebildet werden, die lange Zeit oder
praktisch ständig
an derselben Stelle bleiben.
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Es ist klar, dass die Elemente 17 aus 6 auch in den Ausführungen
aus den 1 und 4 angewendet werden können.
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Es ist ebenfalls klar, dass statt
eines geraden Einziehers 33 auch ein Einzieher mit einer
endlichen Länge
verwendet werden kann, der nicht gerade sondern z. B. gebogen ist,
und der über
ein bestimmtes Bogensegment hin und her rotieren kann.
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Die vorliegende Erfindung ist in
keiner Weise auf die Ausführungen
beschränkt,
die hier als Beispiel beschrieben und in den Begleitzeichnungen dargestellt
sind; ganz im Gegenteil, eine solche Vorrichtung zum Einführen von
Fasern an ein Stopfwerkzeug kann gemäß den verschiedensten Varianten ausgeführt werden
ohne den Rahmen dieser Erfindung zu überschreiten.