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Verfahren und Vorrichtung zum maschinellen Köpfeln von Kerzen verschiedener
Stärken Da die Herstellung, d. h. das Köpfeln und Schneiden, von Kerzen, insbesondere
solcher kleinster Abmessungen vom Strang durch Handarbeit zeitraubend und ungenau
ist, soll durch die vorliegende Erfindung die vollautomatische Herstellung von Kerzen
auch kleinster Abmessungen ermöglicht werden.
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Dabei werden bei außergewöhnlicher Zeit- und Raumersparnis gleichmäßige
Formen und genaue Längenmaße erreicht. Bisher wurden schon Versuche zum maschinellen
Köpfeln von Kerzen unternommen, ohne daß es bis jetzt gelungen ist, durch vollautomatische
Arbeitsgänge eine gangbare Lösung mit einwandfreier @`'irkung zu finden. Bei den
bisher Bekannten -'erfahren erfolgt das Köpfeln 7. B. durch radiale
Fräsung bzw. Schalung. Die nach den vorgenannten Prinzipien konstruierten Maschinen
weisen den Nachteil auf, daß Kerzen mit kleineren und kleinsten Abmessungen nicht
hergestellt werden können., weil die Führung des Kerzenstranges nicht geeignet ist,
Stränge mit kleineren Durchmessern zu halten, und weil durch die Anordnung und die
Abmessungen der Fräs-und Schneidwerkzeuge die Kerzenlängen nicht beliebig kurz erzielt
werden können.
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Nach der Erfindung ist die Verarbeitung von Kerzensträngen auch kleinster
Durchmesser, z. B. für Puppenkerzen" mit weniger als q. mm Durchinesser und der
Zuschnitt der Kerzen auf kleinste Längen möglich.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der folgenden
Erläuterung gezeigt.
in der eine Maschine, konstruiert nach dem
vorliegenden Prinzip, beschrieben und in den Zeichnungen bildlich dargestellt wird.
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Es zeigt Fig. i- einen verstellbaren Vorschub- des Kerzenstranges
durch Kurvenbetätigung, Fig. 2 einen Teilschnitt zu Fig. i, Fig. 3 die Blockierung
des Kerzenstranges nach erfolgtem Vorschub, Fig. 4 einen. Schnitt durch den Transportmechanismus
mit Messerbalken und Fallrinne, Fig. 5 einen Teilschnitt zu Fig. 4, Fig. 6 einen
Schnitt in Achsellängsrichtung des Vorschubs und des Transportmechanismus der Fig.
i und 4, Fig.7 die Betätigung des Messerbalkens nach Schnitfi der Fig. 8 bei VII-VII,
Fig.8 eine Ansicht auf den Messerbalken und die Kurven in Schnittrichtung der Fig.
4 bei VIII-VIII, Fig. 9 eine Seitenansicht mit ' Fräsmechanisrrius im Schnitt hinter
der Gehäusewand nach Schnittangabe bei Fig. 6 bei IX-IX, Fig. ro den Antrieb der
Frässpindeln für axialen Fräsvorgang, Fig. iz eine Ansicht der Federung für Fräserrückführung,
Fig. z2 bis 15 eine Darstellung der Reihenfolge der Arbeitsvorgäahge.
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In Fig. i sind die Wellen i und 2 ersichtlich, welche durch Zahnräder
3 und 4 in durch Pfeile angedeutete Drehrichtung versetzt werden. Auf der Welle
i sitzt vor dem Zahnrad 3 eine Kurvenscheibe 5, welche bei der angegebenen Drehrichtung
eine Zahnstange 6 mittels Rolle 7 anhebt. Die Rolle 7 läuft auf der Fläche 8 der
Kurvenscheibe 5 bis zum höchsten Punkt derselben, wodurch bei vertikalem Stand der
Kurve nach oben der Hub H der Zahnstange erreicht wird. Dieser Hub H überträgt sich
auf ein im Innern der Zahnstangenführung 9 befindliches Ritzel io, welches leer
auf der Vorschubwelle i i läuft. Dieses Ritzel io ist ein Ganzes mit dem Klinkenträger
i2; in welchem drei oder mehrere Sperrklinken 13 auf den Umfang verteilt
sind. Die Anbringung mehrerer Klinken gewährleistet einen genauen Vorschub des Klinkenrades
14 durch die Zähne 15, über welche die Klinken 13 greifen und das fest auf
der Vorschubwelle ii sitzende Klinkenrad 14 so weit in Pfeilrichtung mitnimmt, als
durch die Vorschubhöhe H bedingt ist. Bei Abfallen der Kurvenbahn der Kurven-Scheibe
5 geht die Zahnstange 6 in ihre Ursprungsstellung zurück und nimmt somit auch das
Ritzel io und den Klinkenträger i.2 mit, wobei die Klinken 13
über die Zähne
15 des Klinkenrades 14 gleiten. Die Rückführung der Zahnstange6 erfolgt durch Federzug
16. Den Andruck der Klinken 13 auf die Zähne 15 bewirken die Druckfedern 17. Zur
Blockierung der Vorschubwelle i i nach dem Vorschub dient ein Sperrad 18 mittels
Eingriff der Sperrklinken ig, ig' bis zur nächsten Vorschubbewegung. Die Sperrklinken
ig, ig' sind zueinander um eine kleine Differenz verschieden lang, um die genaue
Vor-Schublänge einzuhalten, denn dadurch wird erreicht, daß wenigstens eine Klinke
nach beendigtem Vorschub einfällt. Dieser erste Arbeitsvorgang, in Fig. i dargestellt,
ist auch, mit dem entsprechenden Bezugszeichen versehen, aus der Fig.6 im Schnitt
ersichtlich, ebenfalls in Fig. B.
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Die mechanische Betätigung des Vorschubs für die Kerzenstrühge K,
in Fig. i gezeigt, wird weiter durch Fig. ,¢ dargestellt. Die Welle i z (Fig. 4,
auch Fig. 6, 8 und 9) trägt, je nach der Anzahl der Kerzenstränge K, Transportscheiben
2o mit einem die Adhäsion begünstigenden und die Verletzung der Kerzenoberfläche
verhinderden Bezug 2i und darüber auf der oberen Rundung des Kerzenstranges K Druckwalzen
22, die mit einem Überzug 23 versehen sind, der ebenfalls die vorstehend beschriebenen
Eigenschaften hat. Die Druckwalzen 22 werden durch Federzug 24 an den Kerzenstrang
K angedrückt, so daß durch die Umfassung der Rundung des Kerzenstranges K durch
die Scheiben 2o, 21 und Walzen 22, 23 dieser zum nächsten Arbeitsgang vorgeschoben
wird.
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Bei Fig. i ist ersichtlich, daß durch eine Klemmschelle 25 der Vorschub
des Kerzenstranges K reguliert werden kann, so daß also kürzere oder längere Kerzen
geköpfelt werden können je nach Höhen-oder Tiefstellung der Klemmschelle 25. Die
Zug feder 16 kann in ihrer Zugkräftigkeit ebenfalls durch Verstellung des Federhalters
26 eingestellt werden. Die Zahnstangenführung 9 (Fig. i) ist mit einem Halter 27
an die Gehäusewand 28 befestigt.
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Die Ausführung der Transportbahn des Kerzenstranges K ist in Fig.
4 gezeigt. Durch ein Mundstück 29 läuft der Kerzenstrang K auf eine prismaartige
Laufschiene 30 (auch Fig. 5 und 8) durch die vorerwähnten Transportscheiben 2o,
2 1 und Druckwalzen 22, 23 zu den andrückenden Walzen 31, welche in einer Führungsschiene
32 gehalten sind und durch Druckfedern 33 auf den Strang K angelegt werden. Die
Laufschienen 30 sind durch Querstreben 34, 34 galten und weisen bei 34' geschlitzte
Halter 35 auf, in welchen die in Gabeln ruhenden andrückendenWalzen 3 i gegen Verdrehen
gesichert sind. Durch dieAnbringung dieser Walzen 31 kann beim Zurücklauf des Messerbalkens
36, dessen Arbeitsgang später beschrieben wird, ein Hochheben des Stranges K durch
die anhaftende Wirkung des Wachses nicht eintreten. Oberhalb der Laufschiene 3o
ist eine Rinne 37 (Fig. 4 und 9) eingezeichnet, welche bezweckt, den Messern 38
den Weg zum Durchschnitt durch die Kerzenstränge K freizugeben. Die Messer 38 sind
durch auf diesen liegenden Platten 39 befestigt. Die Wirkung des Messerbalkens 36
im Arbeitsgang des Köpfelns wird bei Fig. 7, 8 und 9 beschrieben.
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. Des weiteren ist bei Fig.4 noch zu erwähnen, daß eine Einstellung
der Wirkung der Druckwalzen 22, 23 durch eine exzentrische Lagerung der Gabel 4o
an Drehpunkt 41 zu erreichen ist.
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Fig. 6 stellt einen Schnitt von Fig. 4 bei VI-VI dar, wobei ersichtlich
ist, daß die Laufschiene einen Schlitz 42 aufweist (Bezugszeichen 42 in Fig. 4.),
in welchen die Transportscheibe :2o hineinragt bis
zur nötigen Höhe
an den Strang K. In Fig. 6 ist die Laufschiene 30 zur Vermeidung der Unklarheit
weggelassen, da diese Laufschiene im Querschnitt in Fig.5 dargestellt ist. In Fig.6
ist nur eine Strangführung gezeichnet, wogegen in Fig. 8 eine Serie .von beispielsweise
sechs Strängen K zu ersehen ist.
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Fig. 7 zeigt die Betätigung des Messerbalkens 36 in vier Arbeitsphasen.
-Es bedeutet a das Anschneiden des Kerzenstranges K, b der Stillstand im angeschnittenen
Zustand während des Köpfelns, d. h. Fräsens, - c das Durchschneiden des Kerzenstranges
K und d den Rückgang bzw. Hochgang des Messerbalkens 36. Wie in der Fig. 7 ersichtlich
ist, sind die Zeichen a bis d an der Kurvenscheibe 43 in der Reihenfolge
derWirkungsweise (nach der Drehrichtung im Uhrzeigersinn) eingezeichnet. DieRolle
4.4. läuft an der Kurvenbahn ab und ist an einer Gabel 45, durch welche die Welle
2 hindurchgeht, befestigt. Ein Schaft 46 führt von der Gabel 45 die erzeugten Bewegungen
weiter zumMesserbalken36, mit welchem der Schaft 46 verbunden ist. Die Höhenstellung
des Schaftes 46 ist einstellbar. In einer Führung 47 gleitet der Messerbalken 36
in Gleitschiene 48. In weiterer Darstellung der Fig. 7 erfolgt nach dem getätigten
Vorschub (Fig. i, 4 und 12) das Anschneiden des Stranges K (auch Fig. 9 und 13)
durch den Messerbalken 36 mit Messern 38. Im Zustand des Anschneidens (a,
Kurve 43) bleiben die Messer 38 stehen, um ein Zurückschieben des Stranges K durch
axialen Druck beim Köpfeln (Fräsvorgang) zu verhindern (Fig.9). Während des Köpfelns
besteht der Zustand b (Stillstand im Anschnitt), nach dem Köpfeln. der vollständige
Durchschnitt c, wobei die Fräsvorrichtung eine kleine Rückwärtsbewegung macht, um
die angeschnittene und im Durchschnitt befindliche Kerze zu halten, da sie durch
das Eigengewicht evtl. das Bestreben hat, .vorzeitg nach unten abzusinken.
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In Fig. 8 ist eine Serie von beispielsweise sechs Strängen K zu sehen.
Der Schnitt VII-VII zeigt die Wirkungsweise in Fig. 7 in Vorderansicht, wobei die
Anordnung der Kurve 43, Rolle 44, Gabel 45 und Schaft 46 erkenntlich sind. Der Antrieb
der Welle 2 bzw. i erfolgt aus dem Getriebekasten 49, dessen Antrieb durch mechanische
Übertragung oder direkt, evtl. durch einen Flanschmotor, erfolgen kann (Antriebe
dieser Art sind bekannt). Im übrigen vervollständigt die Fig.8 die vorhergehenden
bildlichen Darstellungen der Fig. i bis 7. Im einzelnen ist zu erwähnen: DerMesserbalken
36 weist jeweils an den Kerzensträngen K kragenartige Ausbuchtungen So auf, um dem
Durchschnitt der KerzensträngeK freienRaum zu geben. Die Ausbuchtungen befinden
sich auch an den dahinterliegenden Platten 39. Die Messer 38 sind ebenfalls ersichtlich.
In gestrichelter Stellung der Messer 38 ist der Anschnitt dargestellt. In Fig. 8
sind alle mechanisch wirksamen Teile, wie in den vorhergehenden Fig. i bis 7, soweit
die Darstellungsmöglichkeit besteht, zu erkennen und durch die bis jetzt dafür angeführten
Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Federn 51: und 52 bezwecken das Zudrücken des
Messerbalkens 36. In der Fig. 8 und der folgenden Fig. 9 ist die Kurvenbetätigung
für den Fräsvorgang sichtbar und wird im folgenden erläutert: Die Kurvenscheibe
53 (Fig. 8 und 9) ist in vier Arbeitsphasen eingeteilt, und zwar ist ä schnelles
Vorschieben zum Fräsbeginn, b' Fräsvorgang, c' schnelles kurzes Zurückgehen während
,des Durchschneidens und Haltens der Kerze, d' schneller Rückgang nach dem Schneiden..
Über die Rolle 54 Überträgt sich die Kurvenbewegung auf den Arm 55, welcher auf
einer der Stoßstangen 56, 57 verstellbar angeklemmt ist. Die Stoßstangen 56, 57
gleiten in den Führungsbolzen 58, 59 und bewegen den Fräserträger 6o. Auf diesem
einstellbar sitzt der Fräserblock 61 mit der den Kerzensträngen K entsprechenden
Anzahl Frässpindeln 62, welche den Erfordernissen entsprechend radial und axial
gelagert sind. Der dem Fräserblock zugeführte Strang K wird entsprechend der Bewegung
der Kurvenscheibe 53 bearbeitet durch die Fräser 63, deren Antrieb in Fig. io dargestellt
ist. Die Frässpindeln 62 sind hohl, so daß die Räumnadeln 64 die in den Frässpindeln
festgesetzten Späne ausstoßen können. Wie die Fig. 14 und 15 zeigt, wird beim Köpfeln
ein Stück des Kerzendochtes freigelegt, so daß also der Fräser 63 die entsprechende
Form der Fig. 14 und 15 haben muß. Die Verstopfung des Hohlraumes der Frässpindeln
62 wird dadurch vermieden, daß die vorerwähnten Räumnadeln 64, welche bei 65 ihre
Halterung haben und bei 66 in einer Stelleiste auch verstellbar sind, nach jedem
Arbeitsgang der Frässpindeln 62 beim Zurückgehen derselben die Bohrung der Fräser
63 durchstoßen. Für eine genaue Führung des Fräserblockes 61 ist eine beiderseitige
Führung 66 vorhanden. In den Längsnuten 67 kann der Fräserblock 61, entsprechend
dem erforderlichen Vorschub des Kerzenstranges K verstellt und mit den Klemmschrauben
68 jeweils in der entsprechenden Lage gehalten werden.
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Es ist besonders zu erwähnen, daß alle Einstellungen an der Maschine
zur Veränderung der Kerzenlänge nur einmal für alle Kerzenstränge erfolgt, so däß
nicht eine den Kerzensträngen entsprechende Anzahl von Werkzeugen einzeln eingestellt
werden muß, wie es bei Maschinen mit radialer Fräsung notwendig ist. Eine Umstellung
der Maschine bei Verarbeitung von Kerzen verschiedener Stärken entfällt überhaupt,
da sich die Maschine automatisch darauf einstellt.
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Daß die fertig bearbeiteten Kerzen nach dem Köpfeln getrennt von den
abfallenden Spänen in ein Magazin fallen, kann auf zweierlei Art erreicht werden:
Einmal durch Fallrohre 69, welche oberhalb, dem Einfall der Kerzen entsprechend,
offen sind. Dieser Auffang ist mit 7o bezeichnet. Das Fallrohr 69 ist bei 71 horizontal
und auch schwenkbar zu verstellen. Die fertiggestellten Kerzen fallen in den Auffang
7o. Die durch die Köpfelung (Fräsung) der Kerzen wirbelnden Späne fallen hinter
ein auch dem Schutz gegen Verletzung dienendes Fangblech 72 gesondert ab. Eine andere
Möglichkeit
der Trennung von Kerzen und'Spänen besteht in der Ausbildung
der Fallrohre 69 als offene Rinnen und der Ableitung der Spähe mittels Druckluft
durch geschlossene Kanäle, die zwischen den Fallrinnen nach unten geführt werden.
Bei beiden Lösungen wird eine Vermischung von Kerzen und Spänen und damit ein nachträgliches
zeitraubendes Reinigen der Kerzen von noch anhaftenden Spänen vermieden. Die Späne
fallen entweder in einen Kasten, aus dem sie dem Schmelzkessel wieder zugeführt
werden, oder in einen beheizten Behälter, in dem sie zur Wiederverwertung sofortgeschmolzen
werden. Das Mundstück 73 dient zur Anführung zu den Fräsern 63. Der- Motor 74 treibt
die Frässpindeln 62 an., irn diesem Fall mittels Kettenrädern 75. Der Antrieb kann
auch mit anderen bekannten Mitteln, z. B. Rundriemen., Keilriemen, Lochriemen, oder
auch direkt erfolgen.
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Fig. io zeigt, wie der Antrieb der Frässpindeln 62, wie oben erwähnt,
durch Kettenantrieb mit Kettenrädern 75 erfolgen kann. mit einer Spannrolle 76.
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In Fig. ii ist dargestellt durch Draufsicht XI bei Fig. 9 die Federcü'ckführung
des Armes 55, wobei die Feder 77 entsprechend der Zeichnung in wirksamer Weise angeordnet
sein kann.
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;Die für die Bewegungen der Arbeitsvorgänge tätigen Kurven können
nicht nur, wie in der Beschreibung und in denZeichnungen angeführt, durch Federwirkung,
sondern auch zwangsläufig arbeiten durch in Kurvenbahnen laufende Führungsrollen.
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In den Fib. 12 bis i 5 ist aufgezeigt, wie der Vorgang vom Vorschub
des Stranges K an bis zur vollendeten Herstellung der Kerzen in der Reihenfolge
.der Arbeitsgänge abläuft, und zwar zeigt Fig. 12 den Vorschub L für einstellbare
Kerzenlänge, Fig. 13 das Anschneiden der Messer und Anschieben der Fräser, -Fig.
1q. das Verbleiben der Messer im Anschnitt während des Fräsvorganges, dann kurzes
Zurückgehen der Fräser zum Halten der Kerzen beim Durchschneiden, Fig.15 das Durchschneiden
der SträngeK, Rückgang des Messerbalkens und-Rü@kgang der Fräser. Die vorliegende
Erfindung bringt demnach auf dem Gebiet der Kerzenherstellung folgende Vorteile:
-a) VollautomatischeHersteliung vonKerzen auch kleinster Abmessungen, b) einfache
Verstellung des Vorschubs und der Fräsvorrichtungen für die verschiedenen Kerzenlängen,
wobei vermieden wird, daß die Einstellung für jeden einzelnen Kerzenstrang für sich
erfolgen muß, c) die geköpfelten Kerzen fallen in ein Magazin, so daß die bei der
Fräsung entstehenden Späne nicht mit dem Fertigfabrikat vermengt werden, d) die
übersichtliche Beachtung der Arbeitsvorgänge, so daß jede-evtl. auftretende Störung
sofort vvahrgenommen werden kann, e) keine Verstopfung der Frässpindeln,
f) -kein nennenswerter Abfall, g) die Bearbeitung mehrerer Stränge im laufenden
Arbeitsgang, h) keine Deformierung .der Stränge, i) gleichmäßige Kopfformen, k)
genau einstellbare Kerzenlängen.
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Die mit der Erfindung erzielbare Leistung gegenüber der Handarbeit
beträgt das 5- bis 6fache. Die Raumersparnis beläuft sich auf 75'/0-