EP1953287A1

EP1953287A1 - Verfahren und Einrichtung zum Bestücken von Nadelbrettern für Filzmaschinen

Info

Publication number: EP1953287A1
Application number: EP07002360A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Münster; Johannes Dr. Bruske; Gustav Wizemann
Original assignee: Groz Beckert KG
Current assignee: Groz Beckert KG
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: JP2008214843A; TW200914669A; KR20080072566A; BRPI0800197B1; KR100976077B1; CN101235582A; EP1953287B1; PL1953287T3; JP4746637B2; RU2008103964A; US20080184546A1; US8281477B2; CN101235582B; TWI414658B; ES2446521T3; RU2370578C1; BRPI0800197A

Abstract

Ein Bestückungshalbautomat für Nadelbretter weist eine Füllvorrichtung (51) auf, die Filznadeln (17) in einer Teilung präsentiert, die mit der Lochteilung eines Nadelbretts übereinstimmt. Ein Arbeiter kann die Filznadeln mit einer Mehrfachspannzange ergreifen und gruppenweise in die Lochreihen des Nadelbretts (2) einsetzen. Dies ergibt ein Bestückungsverfahren mit sehr hoher Produktivität.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Bestückung und Entnadelung von Nadelbrettern von Filzmaschinen mit Filznadeln.
Filzmaschinen dienen zur Verdichtung von Fasergelegen aus ungeordnet liegenden Fasern, wie beispielsweise Vliesen (mit und ohne Trägermaterial), und gelegentlich auch zum Nachbehandeln von Geweben oder Gestricken. Dazu weisen die Filzmaschinen einen im Wesentlichen ebenen Träger auf, der mit einer großen Anzahl von Filznadeln versehen ist. Dieser Träger wird auch als Nadelbrett bezeichnet. Die Filznadeln sitzen in entsprechenden Öffnungen, in die sie mit ihrem Halteteil eingepresst sind. Der hier gebrauchte Begriff "Filznadel" umfasst auch Nadeln, die zur Nachbehandlung, z.B. Aufrauhen oder auch Perforieren von Gestricken oder Geweben verwendet werden.
Das Einsetzen der Nadeln in ein Nadelbrett ist ein mühsamer Prozess, der häufig ganz oder teilweise von Hand ausgeführt wird. Sind Nadeln verschlissen oder sollen die Nadeln eines Nadelbretts aus anderen Gründen ersetzt werden, müssen die alten Nadeln aus dem Nadelbrett entfernt und die neuen Nadeln in das Nadelbrett eingesetzt werden. Dies ist ein zeitaufwendiger Vorgang. Deshalb wurde in der Vergangenheit versucht, den Prozess wenigstens teilweise zu automatisieren. Die Gebrauchsmusterschrift DE 83 29 050 U1 offenbart dazu einen Bestückungsautomaten mit einem Filznadelmagazin. Dieses wird oberhalb eines Nadelbretts positioniert. Die in dem Nadelbrett vorhandenen Öffnungen können durch geeignete optoelektronische Sensoren erfasst werden. Über einen entsprechenden mechanischen Antrieb können dann die Nadeln aus dem Magazin in die Löcher überführt werden.
Außerdem ist aus der Gebrauchsmusterschrift DE 1923665 eine Vorrichtung zum Einsetzen und Ausstoßen von Nadeln eines Nadelbretts bekannt. Die Maschine weist ein verfahrbares Gestell auf, das oberhalb eines Nadelbretts positioniert werden kann. Ein an der Vorrichtung vorgesehener Ausdrückstempel kann durch Motorkraft vertikal bewegt werden, um auf die Nadelspitzen zu drücken und dadurch die Nadeln aus ihrem Sitz zu lösen. Auf ähnliche Weise dient die gleiche Maschine dazu, lose in einem Nadelbrett eingesetzte Filznadeln in das Nadelbrett einzupressen.
Die einzelnen Druckschriften befassen sich mit Teilaspekten der beim Entnadeln und Benadeln von Nadelbrettern auftretenden Problematik. Es fehlt jedoch noch immer eine Anlage oder Einrichtung mit der Nadelbretter auf effiziente Weise benadelt werden können.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur schnellen Benadelung von Nadelbrettern zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 bzw. der Einrichtung nach Anspruch 8 gelöst:

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Mehrfachspannzange genutzt, um gleichzeitig mehrere Filznadeln zu fassen und in entsprechende Öffnungen des Nadelbretts einzuführen. In der Mehrfachspannzange sind die Filznadeln dabei in einem Abstand gehalten, der mit dem Lochabstand des Nadelbretts übereinstimmt. Auf diese Weise kann ein automatischer Manipulator oder ein entsprechend eingewiesener Arbeiter mittels der Mehrfachspannzange jeweils eine ganze Gruppe von Filznadeln in das Nadelbrett einsetzen. So sind Lochreihen mit wenigen Handgriffen bzw. wenigen Arbeitsgängen mit Nadeln bestückbar. Eine entsprechende Einpresseinrichtung kann die Nadeln einer Lochreihe dann in einem einzigen Hub in das Nadelbrett einpressen.

Vorzugsweise ist die Spannzange dabei so ausgebildet, dass sie die einzelnen Filznadeln in nahezu beliebigen Abständen, d.h. in einer beliebigen Teilung halten kann. Die Filznadeln werden z.B. zwischen zwei glatten Spannbacken geklemmt. Der Mehrfachspannzange ist jedoch eine Füllvorrichtung zugeordnet, die darauf eingerichtet ist, die von der Mehrfachspannzange zu übernehmende Gruppe von Filznadeln in dem Teilungsabstand bereit zu halten, der auch an dem Nadelbrett vorhanden ist. Vorzugsweise weist einer der Spannbacken Ausnehmungen auf, die dem vorgegebenen Teilungsabstand der Füllvorrichtung entsprechen. Die Tiefe der Ausnehmungen ist geringer als die Nadeldicke, so dass die in den Ausnehmungen angeordneten Filznadeln durch den zweiten Spannbacken mit dessen glatten Innenseite geklemmt werden können. Die Füllvorrichtung entnimmt die Nadeln beispielsweise einem Nadelbehälter, in dem eine große Anzahl von entsprechenden Filznadeln lose jedoch ausgerichtet, d.h. beispielsweise parallel und richtungsgleich zueinander liegen. Die Vereinzelung der Filznadeln und die Präsentation derselben zum Ergreifen mit der Mehrfachspannzange erfolgt beispielsweise über eine Vereinzelungseinrichtung mit einer oder mehreren Gewindespindeln, auf denen die Filznadeln quer zur Drehachse der Gewindespindeln orientiert liegen.
Ein entsprechender zur Bestückung von Nadelbrettern eingerichteter Arbeitsplatz weist zur Durchführung des Verfahrens vorzugsweise folgende Komponenten auf: eine Halteeinrichtung für das zu bestückende Nadelbrett, die genannte Mehrfachspannzange, eine Füllvorrichtung zur Befüllung der Mehrfachspannzange und eine Einpresseinrichtung, die dazu dient, die in das Nadelbrett eingesetzten Filznadeln in das Nadelbrett einzupressen. Vorzugsweise ist zusätzlich eine Transporteinrichtung vorgesehen, die dazu dient, das Nadelbrett aus einer Bestückungsposition zu der Einpresseinrichtung zu überführen. Dies erleichtert die Arbeit beim Bestücken eines Nadelbretts wesentlich.
Die Füllvorrichtung gibt die Nadelteilung vor. Unter Nadelteilung ist der Abstand der Filznadeln innerhalb einer Reihe, die parallel zur Längsseite eines Nadelbretts angeordnet ist zu verstehen. Die Füllvorrichtung kann dazu zwei Gewindespindeln aufweisen, deren Gangabstand mit der gewünschten Nadelteilung übereinstimmt. Die Nadelteilung und der Abstand der Nadelreihen eines Nadelbretts kann mit einer Kamera oder einer sonstigen Sensoreinrichtung erfasst werden. Die Gewindespindeln sind z.B. manuell auswechselbar. Die Maschinensteuerung kann den Bediener auffordern, die zu der erfassten Teilung passenden Gewindespindeln aus einem Vorrat zu entnehmen und in die Füllvorrichtung einzusetzen.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist zusätzlich zu der Einpresseinrichtung eine Auszieheinrichtung zum Entnadeln eines Nadelbretts vorgesehen. Die Auszieheinrichtung kann in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Einpresseinrichtung angeordnet sein. Sie ist vorzugsweise mit einer Drückleiste versehen, mittels derer ein Druck auf die Arbeitsteile der Filznadeln ausgeübt werden kann, um die Filznadeln zu lösen. Zu der Ausziehvorrichtung gehören vorzugsweise eine oder mehrere Hakenleisten, die die gelockerten Füße der Filznadeln hintergreifen und einen Zug auf diese ausüben können, um die Filznadeln aus dem Nadelbrett herauszuziehen.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus Ansprüchen sowie der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung. Diese beschränkt sich auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten. Die Beschreibung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:

Figur 1 eine Einrichtung zum Be- und Entnadeln von Nadelbrettern von Filzmaschinen,
Figur 2 Teile der Einrichtung gemäß Figur 1 in schematisierter Prinzipdarstellung,
Figur 3 eine Halteeinrichtung für ein Nadelbrett in schematisierter Draufsicht,
Figur 4 und 5 das Ausziehen einer Filznadel aus einem Nadelbrett in schematisierter Darstellung,
Figur 6 eine Füllvorrichtung zum Bereitstellen einer Gruppe von Filznadeln für eine Mehrfachspannzange in perspektivischer Darstellung und
Figur 7 eine Mehrfachspannzange zum Überführen der von der Füllvorrichtung gemäß Figur 6 präsentierten Nadelgruppe in ein Nadelbrett.

In Figur 1 ist eine Einrichtung 1 zur Bestückung von Nadelbrettern 2 für Filzmaschinen veranschaulicht. Die Einrichtung 1 ist als Bestückungs-Halbautomat ausgebildet. Solche Nadelbretter 2 dienen beispielsweise zum Herstellen von Filz in Filzmaschinen. Das Nadelbrett 2 weist eine große Anzahl von Löchern 3 auf, die in längs, quer oder schräg angeordneten Reihen geordnet sind. Ein solches Nadelbrett kann beispielsweise Abmessungen von 1,70 m x 0,4 m aufweisen. Die Öffnungen 3 bzw. deren Mittelachsen sind meist im Wesentlichen parallel zueinander orientiert und ungefähr rechtwinklig zu dem ebenen Nadelbrett 2 ausgerichtet. Innerhalb einer Reihe von Öffnungen 3 sind die Lochabstände, d.h. die (Mitten-) Abstände der Löcher untereinander vorzugsweise im Wesentlichen konstant.
Der Bestückungs-Halbautomat nach Figur 1 weist eine Halteeinrichtung 4 für das Nadelbrett 2 auf. Die Halteeinrichtung 4 ist in Form eines Drehtischs ausgebildet. Sie weist einen Brettrahmen 5 auf, der um eine vorzugsweise horizontale Drehachse 6 schwenk- oder drehbar gelagert ist. Dazu ist der Brettrahmen 5 mittels nicht weiter veranschaulichter Antriebe schwenkpositionierbar. Die Antriebe stützen sich an dem Maschinengestell der Einrichtung 1 ab. Der Brettrahmen 5 weist eine Brettführung 7 auf, die beispielsweise aus der schematischen Darstellung der Figur 2 hervorgeht. Zu der Brettführung 7 gehören Führungsschienen 8, 9, die im Abstand parallel zueinander angeordnet sind und dazu dienen, das Nadelbrett 2 zwischen einander aufzunehmen. Die Führungsschienen 8, 9 bilden eine Linearführung für das Brett 2. Sie gestatten, dass das Nadelbrett 2 von der Seite her parallel zu der Drehachse 6 auf die Halteeinrichtung 4 geschoben oder gezogen wird. Zur Erleichterung dieses Vorgangs können an dem Brettrahmen 5 mehrere Rollen 10, 11, 12, 13 angeordnet sein, die drehbar gelagert sind und für das Nadelbrett 2 eine Rollenführung bilden. Die Rollen 10, 11, 12, 13 sind vorzugsweise auf das Nadelbrett 2 hin und von diesem weg beweglich angeordnet. Zur Bewegung können elektrische oder hydraulische Aktoren dienen. Soll das Nadelbrett 2 auf der Halteeinrichtung 4 bewegt werden, werden die Rollen 11 bis 13 zu dem Nadelbrett 2 bewegt bis sie das Nadelbrett 2 von entsprechenden Anlageflächen abheben. Das Nadelbrett 2 ist nun leicht beweglich. Zum Bestücken werden die Rollen 11 bis 13 hingegen z.B. hydraulisch abgesenkt. Das Nadelbrett 2 kann somit auf entsprechenden Anlagenflächen des Brettrahmens 5 aufliegen. An den Führungsschienen 8, 9 oder an anderer geeigneter Stelle vorgesehene Arretiereinrichtung, beispielsweise in Form hydraulischer Klemmpratzen 14, 15 können das Nadelbrett 2 nun an dem Brettrahmen 5 festklemmen.
Der Brettrahmen 5 weist, wie die Figuren 2 und 3 zeigen, vorzugsweise eine zentrale Öffnung 16 auf, in die entsprechende an dem Nadelbrett 2 gehaltene Filznadeln 17 ragen. Der Rand dieser Öffnung 16 kann, wie Figur 3 zeigt, als Anlagefläche und somit als Anschlagmittel für die Positionierung des Nadelbretts 2 dienen. Dies gilt sowohl hinsichtlich der in Figur 3 symbolisierten X- wie auch der dort symbolisierten Y-Richtung. Die so von Teilen der Wandung der Öffnung 16 gebildeten Anschläge 18, 19 wirken somit nicht auf die Kanten des Nadelbretts 2 sondern auf die außenständigen Filznadeln 17. Die Anschläge 18, 19 können auch durch federnde Leisten oder dergleichen gebildet werden. Insbesondere für die X-Richtung kann dies von Vorteil sein, um beim Einführen des Nadelbretts 2 die außenständigen Nadeln beim Auftreffen auf den Anschlag 19 nicht zu beschädigen.
Die Halteeinrichtung 4 wird, wie Figur 2 andeutet, von ihrer Drehpositioniereinrichtung 20 getragen. Diese kann das Nadelbrett in eine Vertikalposition, in eine Schrägposition (dargestellt in Figur 1 und 2) oder auch in eine Horizontalposition schwenken. Optional sind beliebige Zwischenpositionen einstellbar. Die Positioniereinrichtung 20 kann Teil einer Transporteinrichtung 21 sein, die in Figur 2 durch eine Linearführungseinrichtung angedeutet ist. Diese Linearführungseinrichtung weist Führungsschienen 22 und einen Schlitten 23 auf, der durch die Positioniereinrichtung 20 gebildet ist. Sie dient dazu, die Halteeinrichtung 4 mit dem Nadelbrett 2 aus der in Figur 2 rechten Bestückungsposition in eine Einpress- oder Entnadelungsposition 24 zu überführen. Während das Nadelbrett 2 in Bestückungsposition, wie Figur 1 zeigt, nach Art eines Pults für einen Arbeiter zugänglich ist, befindet sich die Einpress- und Entnadelungsposition 24 vorzugsweise in einem von einer Haube 25 (Figur 1) abgedeckten Bereich des Bestückungs-Halbautomaten. Dieser stellt einen vorzugsweise beleuchteten Arbeitsraum dar, der durch Sichtfenster einsehbar ist. Die Haube 25 verwehrt jedoch Arbeitern den unmittelbaren Zugriff.
Die Transporteinrichtung 21 weist nicht weiter veranschaulichte Antriebsmittel auf, mittels derer die von der Positioniereinrichtung 20 getragene Halteeinrichtung 4 von einer Maschinensteuereinrichtung 26 (Figur 1)gesteuert verfahren werden kann. Das Verfahren der Halteeinrichtung 4 mit dem Nadelbrett 2 aus der Bestückungsposition in Einpress- und Entnadelungsposition 24 wird vorzugsweise durch Anforderung des Bedieners ausgelöst.
In der Einpress- und Entnadelungsposition 24 ist zumindest eine Einpresseinrichtung vorgesehen, die eine Eindrückleiste 27 und eine geeignete Antriebseinrichtung, beispielsweise mehrere Hydraulikzylinder 28 oder auch sonstige Aktoren, umfasst und die auf das Nadelbrett 2 hin und von diesem weg verfahrbar ist. Die Eindrückleiste 27 ist dabei vorzugsweise in Vertikalrichtung linear beweglich gehalten, um mit einem horizontal gehaltenen Nadelbrett 2 in seiner Einpressposition 24 zusammenzuwirken. Die Eindrückleiste 27 weist an ihrer unteren Stirnseite, die in Betrieb dem darunter gehaltenen Nadelbrett 2 zugewandt ist, eine Druckfläche 29 auf. Diese Druckfläche 29 weist einen Abschnitt in Form eines Prismas und einen flächenhaften Abschnitt auf. Beim Einpressvorgang werden die einzupressenden Filznadeln 17 zunächst mit dem prismatischen Abschnitt der Druckfläche 29 der Eindrückleiste 27 in das Nadelbrett 2 eingedrückt. Durch die Prismaführung ist gewährleistet, dass die Filznadeln 17 beim Einpressvorgang seitlich stabil gehalten sind. Sie können nicht ausweichen. Der Einpressvorgang wird beendet, indem die Eindrückleiste 27 seitlich versetzt wird, um mit dem flachen Bereich der Druckfläche 29 die Filznadeln 17 komplett in das Nadelbrett 2 einzudrücken. Die Druckfläche 29 erstreckt sich über die gesamte Arbeitsbreite der Einrichtung 1 und weist somit mindestens die Länge einer Lochreihe des Nadelbretts 2 auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckfläche 29 bezogen auf die zu der Drehachse 6 parallele X-Richtung nicht absolut gerade ausgebildet. Vielmehr wird bevorzugt, die Druckfläche 29 ganz geringfügig zu wölben oder etwas anzuschrägen, so dass die Druckfläche 29 in dem Bereich der Mitte der Eindrückleiste 27 etwa ein bis zwei Millimeter unterhalb ihrer Enden steht. Diese Maßnahme hilft beim Ausgleich einer Brettdurchbiegung, die sich beim Eindrücken von Filznadeln in die Öffnungen 3 aufgrund der wirkenden großen Kräfte und der vorhandenen Flexibilität des Nadelbretts 2 ergibt.
In unmittelbarer Nachbarschaft zu der Eindrückleiste 27 kann eine Ausziehvorrichtung 30 angeordnet sein. Zu dieser gehören eine oder mehrere Ausdrückleisten 31 sowie eine entsprechende Anzahl Ausziehleisten 32. Jede Ausdrückleiste 31 erstreckt sich vorzugsweise wiederum über die gesamte Länge eines Nadelbretts 2. Sie weist einen Fußabschnitt 33 auf, wie er aus Figur 4 erkennbar ist. Ein unterer abgewinkelter Abschnitt 34 des Fußabschnitts 33 ist mit Schlitzen 37 versehen, deren Teilung mit der Lochteilung des Nadelbretts 2 übereinstimmt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind vier solcher Ausdrückleisten 31 in enger Nachbarschaft angeordnet, wobei die vier Ausdrückleisten Schlitze mit einer Teilung aufweisen, die den vier gebräuchlichsten Teilungen von Nadelbrettern 2 entspricht. Der Abschnitt 34 der zu dem jeweiligen Nadelbrett 2 passenden Ausdrückleiste 31 kann somit, wie Figur 4 veranschaulicht, über die Arbeitsteile 35 der Filznadeln 17 geschoben werden, die mit ihren Halteteilen 36 in den Öffnungen 3 sitzen. Die Schlitze 37 umfassen die Arbeitsteile 35 mit Spiel. Jedoch sind sie enger als die Halteteile 36. Beim Absenken setzt die Ausdrückleiste 31 deshalb an dem konischen Abschnitt 38 jeder Filznadel 17 auf und bewegt den im Presssitz gehaltenen Halteteil 36 etwas. Der Fuß 39 jeder Filznadel 17 wird dadurch etwas von dem Nadelbrett 2 weg bewegt.
Es ist auch möglich, dass die Ausdrückleiste 31 einen unteren Abschnitt 34 aufweist, der gerade ausgebildet ist. Die Ausdrückleiste 34 enthält dann eine Bohrung deren Durchmesser geringfügig größer als der Durchmesser des Arbeitsteils 35 der Filznadel 17 ist. Das freie Ende dieser Bohrung weist einen konischen Abschnitt auf, der in etwa dem konischen Abschnitt 38 der Filznadel 17 entspricht, der das Arbeitsteil 35 mit dem Halteteil 36 der Filznadel 17 verbindet. Die Ausdrückleiste 31 drückt dann mittels dieses konischen Abschnitts die Filznadeln 17 teilweise aus dem Nadelbrett 2 bzw. dessen Öffnungen 3 heraus.
Die Ausdrückleisten 31 sind jeweils über eigene Antriebe, wie beispielsweise Hydraulikzylinder 40 (Figur 2), vertikal hin und her gehend bewegbar. Vorzugsweise ist der Arbeitshub größer als die Länge des Arbeitsteils 35.
Zu der Ausziehvorrichtung 30 gehört außerdem die aus Figur 5 ersichtliche Ausziehleiste 32. Jeder Ausdrückleiste 31 (falls mehrere vorhanden sind) kann ebenso eine Ausziehleiste 32 zugeordnet sein. Die Ausziehleiste 32 erstreckt sich über die gesamte Länge der Nadelreihe bzw. Lochreihe des Nadelbretts 2. Die Ausziehleiste 32 weist einen abgewinkelten Fußabschnitt 41 auf, der dazu dient, die gelösten Füße 39 zu hintergreifen, wie Figur 5 veranschaulicht. Der abgewinkelte Fußabschnitt ist in seiner Längsrichtung durchgehend, geschlossen d. h. ohne Öffnungen bzw. Schlitze ausgebildet. Somit kann eine Ausziehleiste 32 für unterschiedliche Nadelreichen, bei denen die Abstände der Löcher 3 verschieden sind, verwendet werden. Der Ausziehleiste 32 ist eine Antriebseinrichtung 42 (Figur 2) zugeordnet, die der Ausziehleiste 32 eine durch Pfeile symbolisierte Auszugsbewegung erteilt. Im Rahmen dieser wird die Ausziehleiste 32 zunächst an das Nadelbrett 2 herangeführt. Dies ist beispielsweise im Wesentlichen eine Vertikalbewegung. Dann wird die Ausziehleiste 32 in einer zweiten Bewegungsphase quer zu der Filznadel 17 bewegt, so dass der Fußabschnitt 41 zwischen den Fuß 39 und das Nadelbrett 2 einfährt. In einer Rückhubbewegung, die im Wesentlichen axial zu der Filznadel 17 gerichtet ist, wird deren Halteteil 36 aus der Öffnung 3 heraus gezogen.
Um das Hintergreifen der Füße 3 der Filznadeln 17 durch die Auszugsleiste zu verbessern, kann die Auszugsleiste 32 mit Öffnungen entsprechend dem Abstand der Löcher 3 ausgebildet sein. Dann kann der Fußabschnitt 41 der Auszugsleiste 32 teilweise zwischen die Filznadeln 17 greifen was den Ausziehvorgang verbessert. Dies ermöglicht das Ausziehen der Filznadeln 17 aus dem Nadelbrett 2, wenn diese um 90 Grad verdreht, zu der in Figur 5 angegebenen Richtung, angeordnet sind.
Alle etwaigen Ausziehleisten 32 können von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung 42 betätigt werden und sind entsprechend starr mit einer solchen verbunden.
Zum Auffangen der heraus gezogenen Nadeln dient eine Nadelauffangwanne 43, die in Figur 2 gestrichelt veranschaulicht und besser aus Figur 1 ersichtlich ist. Die Nadelauffangwanne 43 ist schräg geneigt angeordnet, so dass mit der Ausziehvorrichtung 30 aus dem Nadelbrett 2 entfernte Nadeln von der Nadelauffangwanne 43 aufgefangen und in dieser zu einem unteren Wannenabschnitt rutschen können. In der Nadelauffangwanne 43 angeordnete Zwischenwände stellen dabei sicher, dass die Filznadeln 17 im Wesentlichen parallel zueinander zum unteren Wannenbereich rutschen und sich dort im Wesentlichen parallel zueinander anordnen. Der mit der Bedienung des Arbeitsplatzes betraute Arbeiter kann die Nadeln dort geordnet entnehmen und einer Aufarbeitung oder Entsorgung zuführen. Bei der beschriebenen Vorgeehnsweise werden die Nadeln zerstörungfrei und gegebenenfalls wieder einsetzbar zurückgewonnen.
Zur Positionierung insbesondere der Ausdrückleiste(n) 31 in X-Richtung, in Längsrichtung des Nadelbretts 2 ist vorzugsweise zumindest eine Sensoreinrichtung, beispielsweise in Form zumindest einer Bildaufnahmeeinrichtung (Kamera) 44 vorgesehen (Figur 2). Diese ist vorzugsweise an einer Stelle angeordnet, die von einem längsseitigem Ende des Nadelbretts 2 bei der Überführung von der Bestückungsposition in die Ausziehposition bzw. Entnadelungsposition oder Einpressposition 24 durchlaufen wird. Die Bildaufnahmeeinrichtung 44 "sieht" zumindest ein Ende jeder Lochreihe und kann somit sowohl die Position des Lochreihenendes als auch die vorhandene Lochteilung, d.h. den Nadel- bzw. Lochabstand erfassen. Zusätzlich kann durch die Bildaufnahmeeinrichtung 44 der Abstand zwischen zwei Lochreihen erfasst werden. Auf diese Weise kann die Maschinensteuereinheit 26 zunächst zur Entnadelung diejenige Ausdrückleiste 31 aktivieren, die eine entsprechende Schlitzteilung aufweist. Außerdem kann die Maschinensteuereinrichtung die Transporteinrichtung 21 so beeinflussen, dass sie die auszudrückende Nadelreihe genau unter der ausgewählten Ausdrückleiste 31 positioniert. Vorzugsweise sind vier solche Ausdrückleisten 31 vorgesehen - die Anzahl kann jedoch von Fall zu Fall variieren.
Zur Bestückung des Nadelbretts 2 mit Nadeln dient eine Mehrfachspannzange 45, wie sie aus Figur 1 und 7 hervorgeht. Sie dient dazu, in das Nadelbrett 2 einzusetzende Filznadeln 17 in der gewünschten Teilung (Beabstandung) aufzunehmen. Sie weist zumindest zwei Spannbacken 46, 47 auf, von denen zumindest einer beweglich gelagert ist. Die Spannbacken 46, 47 definieren zwischen einander einen Spannspalt 48, der durch geeignete Betätigung eines Auslösehebels 49 verengt werden kann, um Filznadeln zwischen den Spannbacken 46, 47 zu klemmen. Der Auslösehebel 49 ist vorzugsweise neben einem Griff 50 angeordnet, der von der Mehrfachspannzange 45 weg ragt.
Der Spannzange 45 ist eine aus Figur 6 ersichtliche Füllvorrichtung 51 zugeordnet, die an der Einrichtung 1 vorzugsweise oberhalb der Halteeinrichtung 4 im Griffbereich des Arbeiters vorgesehen ist. Die Füllvorrichtung 51 dient dazu, Filznadeln 17 in gewünschter Beabstandung zu vereinzeln und gruppenweise darzubieten, so dass sie von der Spannzange 45 ergriffen und abgenommen werden können. Die Füllvorrichtung 51 bildet eine Schneckenfördereinrichtung und weist dazu Vereinzelungsmittel, beispielsweise in Form zweier zueinander paralleler Gewindespindeln 52, 53 auf, deren Steigung mit der Lochteilung des Nadelbretts 2 übereinstimmt. Bei variablen Lochabständen kann die Gewindesteigung angepasst variabel sein. Die Gewindespindeln 52, 53 weisen beide übereinstimmende Gewinde (beide haben Rechtsgewinde oder beide haben Linksgewinde) auf, und drehen gleichsinnig Zur Drehung dienen Positioniermotoren, wie beispielsweise Schrittmotoren 54, 55. Oberhalb der Enden der Gewindespindeln 52, 53 ist ein Fülltrichter 56 angeordnet, der einen Nadelvorrat aufnimmt. Vorzugsweise ist der Fülltrichter 56 mit einer Vibratoreinrichtung versehen, die ihn gezielt in leichte Vibration versetzt.
Zwischen den Gewindespindeln 52, 53 ist vorzugsweise ein Niederhalter 57 angeordnet, der in Form einer sich parallel zu den Gewindespindeln 52, 53 erstreckenden Leiste ausgebildet sein kann. Er weist an seiner Unterseite ein Niederhaltemittel auf, das aus Kunststoff oder auch aus einem Metall bestehen kann.
Neben der Gewindespindel 53 ist in dem die Gewindespindeln 52, 53 lagernden Rahmen ein Ausschnitt 58 ausgebildet, der der Mehrfachspannzange 45 Zugang zu den Halteteilen 36 und Füßen 39 der Filznadeln 17 gewährt. In dem Ausschnitt 58 ist eine vertikal bewegliche Leiste 59 angeordnet. Sie weist an ihrer Oberseite eine im Wesentlichen ebene Gleitfläche auf, die etwas unterhalb der unteren Kante des Niederhalters 57 liegt. Die Füße 39 gleiten auf der Leiste 59 und werden dadurch einheitlich ausgerichtet.
Eine nicht weiter veranschaulichte Sensorik erfasst, wenn beide Gewindespindeln 52, 53 vollständig mit Filznadeln 17 gefüllt sind, d.h. wenn jeder Gewindegang eine Filznadel 17 enthält. Die Sensoreinrichtung stoppt dann die Schrittmotoren 54, 55 und aktiviert den Niederhalter 57 um die Orientierung der Nadelfüße 39 der Filznadeln 17 zu erhalten. Anschließend senkt sich die Leiste 59 ab. Nunmehr ist der Ausschnitt 58 frei und die Filznadeln 17 können mit der Mehrfachspannzange 45 ergriffen und in vorgegebener Teilung festgeklemmt werden.
Die Funktion der Einrichtung 1 wird nachfolgend beschrieben:

Ein in zumindest einer Reihe mit neuen Nadeln zu bestückendes Nadelbrett 2 wird zunächst an die Einrichtung 1 herangeführt. Dies kann mittels eines geeigneten Wagens oder sonstigen Gestells geschehen. Beispielsweise ist das Nadelbrett 2 darin in vertikaler Orientierung gehalten, wobei seine lange Kante horizontal und seine kurze Kante vertikal steht. Das Nadelbrett 2 kann nun (von Hand) auf die Halteeinrichtung 4 überführt werden. Dabei wird es von einer Linearführungseinrichtung in Form von Führungsschienen 8, 9 geführt. Die darin vorhandenen Rollen 10 bis 13 erleichtern den Vorgang. Das Nadelbrett 2 wird dabei von Hand so lange bewegt (in Figur 1 von links nach rechts) bis die äußersten Nadeln an dem Anschlag 19 anstoßen. Durch Betätigung eines entsprechenden Schalters werden nun alle Rollen 10 bis 13 abgesenkt und die Klemmpratzen 14, 15 aktiviert. Es wird davon ausgegangen, dass das Nadelbrett 2 vollständig mit Nadeln bestückt ist und zumindest eine Nadelreihe entfernt werden soll. An der Einrichtung 1 wird ein entsprechender Schalter betätigt. Die Transporteinrichtung 21 überführt das Nadelbrett 2 mitsamt Brettrahmen 5 nun in die Auszugsposition 24. Dabei wird das Nadelbrett 2 so gedreht, dass die Arbeitsteile 35 der Filznadeln 17, wie in Figur 4 veranschaulicht, etwa vertikal nach oben weisen.

Bei der Überführung des Nadelbretts 2 aus der in Figur 2 rechten Position in die Auszugsposition hat das Nadelbrett 2 den Sichtbereich der Bildaufnahmeeinrichtung 44 durchlaufen. Diese hat dabei die Lochteilung des Nadelbretts 2 erfasst. Es wird nun die entsprechende Ausdrückleiste 31 ausgewählt und das Nadelbrett 2 mit der auszudrückenden Filznadelzeile genau unterhalb dieser Ausdrückleiste 31 positioniert. Die Querpositionierung des Nadelbretts 2 erfolgte durch Anlage der Filznadeln an dem Anschlag 19. Im Allgemeinen reicht die Genauigkeit hinsichtlich der Relativpositionierung der Ausdrückleiste 31 aus. Bei besonders feinen Filznadeln kann es außerdem zweckmäßig sein, den genauen Maßbezug durch die Bildaufnahmeeinrichtung 44 herzustellen und die Ausdrückleiste 31 und/oder das Nadelbrett 2 durch eine Querbewegung (in Figur 2 senkrecht zur Zeichenebene) nachzujustieren.
Vorzugsweise werden die Koordinaten der Öffnungen 3 eines Nadelbretts 2 vor dem Bestückungsvorgang erfasst. Dazu ist es notwendig, dass die Öffnungen 3 frei von Filznadeln 17 sind. Die Erfassung der Koordinaten ist in der Regel ein einmaliger Vorgang.
Es folgt der Löseprozess der Filznadel 17, indem die Ausdrückleiste 31 soweit abgesenkt wird, dass die Füße 39 der Filznadeln 17 etwas von dem Nadelbrett 2 weg gedrückt werden. Die Filznadeln 17 gelangen dadurch aus der in Figur 4 veranschaulichten Position in die Position nach Figur 5. Ist dies geschehen, kann die Ausdrückleiste 31 in ihre Ausgangsposition zurückfahren. Die Ausziehleiste 32 zieht nun die vorgelösten Filznadeln 37 aus, indem sie die Füße 39 hintergreift und von dem Nadelbrett 2 weg zieht. Die gelösten Filznadeln 17 fallen aus dem Nadelbrett 2 heraus in die Nadelauffangwanne 43, in der sie geordnet parallel zueinander nach unten in eine vordere Position der Maschine rutschen, wo sie ohne Mühe von einem Arbeiter entnommen werden können.
Ist die Nadelzeile entfernt, kann das Nadelbrett 2 wieder in Bestückungsposition überführt werden. Sollen mehrere Nadelreihen neu bestückt werden, können auch zunächst die neu zu bestückenden Reihen entnadelt werden. Dazu werden die Nadelreihen nach entsprechender Positionierung des Nadelbretts 2 wie vorstehend beschrieben entnadelt.
Zum Neubestücken des Nadelbretts 2 bzw. der entnadelten Öffnungen 3 wird die Transporteinrichtung 21 so angesteuert, dass das Nadelbrett wieder in die in Figur 2 rechts veranschaulichte Position überführt wird. Der vor der Maschine stehende Arbeiter kann nun mittels der Mehrfachspannzange 45 Nadeln in das pultartig gehaltene Nadelbrett 2 (siehe Figur 1) einsetzen. Dazu ergreift er mit der Mehrfachspannzange 45 die von den Gewindespindeln 52, 53 (Figur 6) getragenen Nadeln an ihren Halteteilen 36. Die Ausrichtung der Füße 39 bleibt in der Mehrfachspannzange 45 erhalten. Während er einen Nadelsatz bzw. eine Gruppe von Filznadeln 17 mit der Mehrfachspannzange 45 in die entsprechenden Öffnungen 3 des Nadelbretts 2 einsetzt, erfasst eine entsprechende Sensorik der Füllvorrichtung 51, dass die Gewindespindeln 52, 53 leer sind und setzt die Schrittmotoren 54, 55 sowie ggf. den Vibrator in Gang, um aus dem Vorratsbehälter bzw. dem Fülltrichter 56 Nadeln auf die Vereinzelungseinrichtung in Form von Gewindespindeln 52, 53 fallen zu lassen und diese dem Gewindegangabstand entsprechend zu vereinzeln. Die Leiste 59 ist wieder in oberer Position und richtet die Füße der Filznadeln 17 aus. Sobald beide Gewindespindeln 52, 53 voll sind, stoppt die Füllvorrichtung 1 wieder. Der Arbeiter kann die nächste Nadelgruppe mit der Mehrfachspannzange 45 aufnehmen und in das Nadelbrett 2 einsetzen. Er muss dabei lediglich darauf achten, dass die Arbeitsteile 35 der Filznadeln 17 in die entsprechenden Öffnungen 3 finden. Hat er die vorgesehenen Nadeln 17 in das Nadelbrett 2 eingesetzt, aktiviert er die Funktion zum Einpressen der Filznadeln 17 der Einrichtung 1. Dazu steuert die Maschinensteuerung die Transporteinrichtung 21 an und überführt das Nadelbrett nun mit nach unten weisenden Arbeitsteilen in die Einpressposition 24 unter die Eindrückleiste 27. Es werden die Hydraulikzylinder 28 aktiviert. Die Eindrückleiste 27 presst nun in einer Abwärtsbewegung alle Halteteile 36 in das Nadelbrett 2 ein bis die Füße 39 an dem Nadelbrett 2 anliegen.
Sind gleichzeitig mehrere Nadelreihen zu bestücken wird die Eindrückleiste 27 kurzzeitig wieder von Nadelbrett 2 weg bewegt und das Nadelbrett 2 um einen Reihenabstand, welcher zuvor von der Bildaufnahmeeinrichtung 44 ermittelt wurde, weiter bewegt, so dass die nächste Nadelreihe unterhalb der Druckfläche 29 der Eindrückleiste 27 steht.
Sind alle Nadeln 17 eingepresst, wird das Nadelbrett 2 wieder in Bestückungsposition gefahren (Figur 2 rechts) und die Klemmpratzen 14, 15 werden freigegeben. Nun kann das ganz oder teilweise neu bestückte Nadelbrett 2 dank der vorhandenen Rollen 10 bis 13 mit geringer Kraft wieder von dem Brettrahmen 5 seitlich weg gefahren werden.
Die Füllvorrichtung 51 gibt eine Fußorientierung der Füße 39 zwangsläufig vor. Falls alternativ eine gegensinnige Fußorientierung erreicht werden soll, kann eine zweite spiegelbildlich ausgebildete Füllvorrichtung 51a (Figur 1) vorgesehen sein. Während die Füllvorrichtung 51 die Filznadeln 17 von links nach rechts bewegt, bewegt die Füllvorrichtung 51a die Filznadeln 17 von rechts nach links. Dies ergibt die gegensinnige Fußorientierung. Der Arbeiter kann sich alternativ an der Füllvorrichtung 51 oder der Füllvorrichtung 51a bedienen.
Will er die von den Gewindespindeln 52, 53 vorgegebene Teilung ändern, kann er die Gewindespindeln 52, 53 auswechseln. Ein entsprechender Spindelvorrat wird an dem Bestückungshalbautomat bereitgehalten. Durch entsprechende formschlüssige Kupplungen setzt er die Gewindespindeln 52, 53 in entsprechend gewünschter Drehposition in die Füllvorrichtung 51 ein. Die Einwechselung der Gewindespindeln kann entsprechend einer Bildschirmaufforderung geschehen, die die Maschinensteuerung entsprechend der mit der Bildaufnahmeeinrichtung 44 erfassten Teilung ausgibt.
Ein Bestückungshalbautomat für Nadelbretter 2 weist eine Füllvorrichtung 51 auf, die Filznadeln 17 in einer Teilung präsentiert, die mit der Lochteilung eines Nadelbretts übereinstimmt. Ein Arbeiter kann die Filznadeln 17 mit einer Mehrfachspannzange 45 ergreifen und gruppenweise in die Lochreihen des Nadelbretts 2 einsetzen. Dies ergibt ein Bestückungsverfahren mit sehr hoher Produktivität.

Bezugszeichenliste

1: Einrichtung
2: Nadelbrett
3: Öffnungen
4: Halteeinrichtung
5: Brettrahmen
6: Drehachse
7: Brettführung
8: Führungsschiene
9: Führungsschiene
10: Rolle
11: Rolle
12: Rolle
13: Rolle
14: Klemmpratze
15: Klemmpratze
16: Öffnung
17: Filznadeln
18: Anschlag
19: Anschlag
20: Positioniereinrichtung
21: Transporteinrichtung
22: Schienen
23: Schlitten
24: Einpress- und Entnadelungsposition
25: Haube
26: Maschinensteuereinrichtung
27: Eindrückleiste
28: Hydraulikzylinder
29: Druckfläche
30: Ausziehvorrichtung
31: Ausdrückleisten
32: Ausziehleiste
33: Fußabschnitt
34: Abschnitt
35: Arbeitsteil
36: Halteteil
37: Schlitz
38: Konischer Abschnitt
39: Fuß
40: Antriebseinrichtung
41: Fußabschnitt
42: Antriebseinrichtung
43: Nadelauffangwanne
44: Bildaufnahmeeinrichtung
45: Mehrfachspannzange
46: Spannbacken
47: Spannbacken
48: Spannspalt
49: Auslösehebel
50: Griff
51, 51a: Füllvorrichtung
51: Gewindespindel
52: Gewindespindel
53: Schrittmotor
54: Schrittmotor
55: Fülltrichter
56: Niederhalter
57: Ausschnitt
58: Leiste

Claims

Verfahren zur Bestückung von Nadelbrettern (2) einer Filzmaschine mit Filznadeln (17), die einen Arbeitsteil (35) und einen Halteteil (36) aufweisen, mit folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Nadelbretts (2) mit einer Anzahl von Öffnungen (3), die zur Aufnahme der Filznadeln (17) eingerichtet und in vorgegebenen Abständen angeordnet sind,

Bereitstellen einer Mehrfachspannzange (45), die zur Aufnahme von mehreren Filznadeln (17) durch Fassen der Halteteil (36) derselben eingerichtet ist,

Einsetzen einer Gruppe von Filznadeln (17) mit paralleler Längsausrichtung in die Mehrfachspannzange (45),

Einführen zumindest der Arbeitsteile (35) der von der Mehrfachspannzange (45) gehaltenen Filznadeln (17) in die Öffnungen (3) des Nadelbretts (2) und

Einpressen der Halteteile (36) der Filznadeln (17) in die Öffnungen (3) des Nadelbretts (2).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filznadeln (17) der Mehrfachspannzange (45) gruppenweise zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filznadeln (17) in der Mehrfachspannzange (45) in Abständen zueinander gehalten sind, die mit den Lochabständen übereinstimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einpressen der Halteteile (36) erst erfolgt, nachdem alle zur Bestückung des Nadelbretts (2) vorgesehenen Filznadeln (17) in ihre Öffnungen (3) eingesetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestücken des Nadelbretts (2) in einer Bestückungsposition erfolgt, die von derjenigen Position verschieden ist, in der die Halteteile (36) der Filznadeln (17) in die Öffnungen (3) des Nadelbretts (2) eingepresst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen (3) vor dem Einsetzen der Filznadeln (17) von vorhandenen Filznadeln befreit werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zu entfernenden Filznadeln in einem zweischrittigen Prozess zunächst mit einer Ausdrückleiste (31) gelöst und dann mit einer Ausziehvorrichtung (30) von einer anderen Nadelbrettseite her ausgezogen werden.
Einrichtung zur Bestückung von Nadelbrettern (2) einer Filzmaschine mit Filznadeln (17), die einen Arbeitsteil (35) und einen Halteteil (36) aufweisen, mit folgenden Komponenten:
eine Halteeinrichtung (4) für ein zu bestückendes Nadelbrett (2), um das Nadelbrett (2) in einer Bestückungsposition zu halten;

eine Mehrfachspannzange (45), die dazu eingerichtet ist, eine Gruppe zueinander parallel ausgerichteter Filznadeln (17) gesteuert zu fassen und frei zu geben,

eine Füllvorrichtung (51), um die Mehrfachspannzange (45) mit mehreren Filznadeln (17) zu bestücken;

eine Einpresseinrichtung (27, 28), um in Öffnungen (3) des Nadelbretts (2) eingesetzte Filznadeln (17) mit ihren Halteteilen (36) in die Öffnungen (3) des Nadelbretts (2) einzupressen.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (4) eine Transporteinrichtung (21) aufweist, die dazu dient, das Nadelbrett (2) aus der Bestückungsposition zu der Einpress- und Entnadelungsposition (24) zu überführen.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (4) eine Drehvorrichtung (20) aufweist, mittels derer das Nadelbrett (2) um eine Drehachse (6) drehbar gehalten ist.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Halteeinrichtung (4) eine Arretiereinrichtung (14, 15) gehört, um das Nadelbrett (2) an der Halteeinrichtung (4) fest zu halten.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (4) mit einer Linearführungseinrichtung (8, 9) für die Nadelbretter (2) versehen ist, um das jeweilige Nadelbrett (2) beim Überführen in die Halteeinrichtung reibungsarm zu führen.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrfachspannzange (45) eine Füllvorrichtung (51) zur automatischen Bestückung der Mehrfachspannzange (45) mit Filznadeln (17) zugeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllvorrichtung (51) einen Filznadel-Vorratsbehälter aufweist, dem eine Vereinzelungseinrichtung zugeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungseinrichtung (51) eine Schneckenfördereinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Filznadeln (17) der Mehrfachspannzange (45) zuzuführen.
Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenfördereinrichtung zwei Gewindespindeln (52, 53) aufweist, die parallel zueinander angeordnet und kontrolliert drehend angetrieben sind.
Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Filznadel-Vorratsbehälter (56) mit einer Vibrationserzeugungseinrichtung verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auszieheinrichtung (30) aufweist, um Filznadeln (17) aus den Öffnungen (3) des Nadelbretts (2) zu entfernen.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildaufnahmeeinrichtung (44) zur Ermittlung der Positionen und/ oder der Abstände der Öffnungen (3) des Nadelbretts (2) vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Einpresseinrichtung (27, 28) eine Ausdrück- und/oder Ausziehvorrichtung (30, 31) vorgesehen ist.