EP3236807B1 - Buersten-stopfmaschine - Google Patents

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Publication number
EP3236807B1
EP3236807B1 EP15808614.0A EP15808614A EP3236807B1 EP 3236807 B1 EP3236807 B1 EP 3236807B1 EP 15808614 A EP15808614 A EP 15808614A EP 3236807 B1 EP3236807 B1 EP 3236807B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brush
tongue
tufting
machine according
tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15808614.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3236807A1 (de
Inventor
Bart Boucherie
Henk Vandenbussche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GB Boucherie NV
Original Assignee
GB Boucherie NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GB Boucherie NV filed Critical GB Boucherie NV
Publication of EP3236807A1 publication Critical patent/EP3236807A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3236807B1 publication Critical patent/EP3236807B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies
    • A46D3/042—Machines for inserting or fixing bristles in bodies for fixing bristles using an anchor or staple
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/06—Machines for both drilling bodies and inserting bristles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B2200/00—Brushes characterized by their functions, uses or applications
    • A46B2200/10—For human or animal care
    • A46B2200/1066—Toothbrush for cleaning the teeth or dentures

Definitions

  • the invention relates to a brush stuffing machine with a stuffing tool with a tip which can be pivoted about a first axis between a bundle receiving position and a stuffing position and which has a guide in the tip for a tongue which stuffs an anchor together with the bundle along the guide into a bristle carrier forming at least part of the finished brush.
  • Such a brush-tamping machine is from the EP 1 803 372 B1
  • This brush tamping machine has a bundle collector that can be pivoted around a vertical axis and a tamping tool that can also be pivoted around a vertical axis.
  • the bundle collector separates bundles from a bristle magazine and transfers them to the tamping tool immediately behind a tip.
  • This tip has a guide for a tongue, so that the tongue guides a picked-up bundle along the guide to a bristle carrier that forms at least part of the finished brush and pushes it into an opening in the bristle carrier.
  • An anchor can be a metal plate or a wire loop.
  • the stuffing tool After picking up an isolated bundle, the stuffing tool is pivoted towards the bristle carrier, with the tongue following this pivoting movement and penetrating deeper into the tip either during this pivoting movement or after reaching the stuffing position in order to finally push the bundle together with the anchor into the bristle carrier.
  • Both the stuffing tool including the curved guide in the tip and the tongue are moved on a circular arc section.
  • a brush tamping machine is known with a linearly movable tamping tool and with a tongue that is guided within the tamping tool and is mounted so that it can move linearly.
  • the DE 10 2009 017794 A1 describes a linearly movable tamping tool with a tongue that is driven by a lifting drive and is also guided linearly within the tamping tool.
  • the object of the invention is to improve a brush tamping machine of the type mentioned above so that it can operate with a faster cycle time.
  • the brush tamping machine has a tamping tool with a tip, the tamping tool with the tip being pivotable about a first axis between a bundle receiving position and a tamping position and having a tongue in the tip that tampes an anchor together with a bundle along the guide into a bristle carrier.
  • the brush tamping machine according to the invention provides that the guide of the tongue in the tip runs linearly and that the front end of the tongue performs a linear pushing movement relative to the tamping tool in the tamping position.
  • a linear impact movement is realized by a linear guide despite the pivoting movement of the stuffing tool.
  • the pivoting movement of the stuffing tool is advantageous compared to a linear movement because reversive pivoting movements can be realized with less effort, high precision and above all high speed.
  • a linear movement is carried out by the tongue at its front end, the movement can be carried out even faster.
  • the linear impact movement reduces the friction with the guide.
  • the movement of the bundle including the anchor is linear in the last part of the overall movement, which leads to a smaller space requirement for the front end of the tip and the tongue. If the tongue also in the last angular degrees of its movement up to the Since the plugging process follows a circular path, a disadvantageous lateral movement component occurs when the bundle is pressed in, which puts strain on the end of the tip and causes additional friction in the guide.
  • the bristle carrier can be, for example, a plate provided with openings, which is later joined with the rest of the brush body to form a common brush body, or the bristle carrier can also be the brush body itself.
  • the tongue can be driven by a swivel drive, preferably its own, for example by having a separate swivel arm for driving the tongue. This means that the tongue moves along a circular arc in the area of its driven end and linearly in the area of the guide in the tip.
  • the guide for the tongue can sit on a swivel arm of the stuffing tool.
  • the axis of the pivot arm of the tongue is also the first axis.
  • the tamping tool can be driven by at least one cam and/or the swivel drive can be driven by at least one cam.
  • a cam drive is characterized by high mechanical stability.
  • One possible variant here is that the cams for the tamping tool and for the swivel drive of the tongue are set in rotation by the same camshaft. This enables forced synchronization in a very simple manner.
  • the distance between the front end of the tip and the first axis is at least 200 mm, in particular at least 300 mm, so that the movement of the guide also takes place on an extremely large arc radius.
  • This relatively large swivel radius also ensures that the swivel angle for the The swivel arm angle between the bundle takeover position and the stuffing position is very small, for example between 2 and 5°. However, this small swivel angle is already sufficient to complete the complete stroke of the stuffing tool.
  • the feed stroke of the stuffing tool can, for example, be only 15 - 20 mm, measured at the front end of the tip between the bundle takeover position and the stuffing position. This small stroke also ensures high cycle times. In the state of the art, corresponding strokes of 25 mm were normal. The percentage reduction in the stroke is therefore enormous.
  • the guide in the tip can be essentially linear, e.g. horizontal.
  • This horizontal course which refers to the tamping position, simplifies the alignment of the parts to each other and, above all, their manufacture, because a linear guide is much easier to manufacture than one in the shape of a circular segment.
  • the first axis can be a horizontally aligned axis, whereas in the EP 1 803 372 B1 the axis was aligned vertically.
  • the tongue is designed in one piece and in the shape of a band and can be made of spring steel, for example.
  • a spring steel band makes it possible to drive the tongue without great effort using the swivel drive.
  • the tamping tool can of course also have a second guide at the back of the tip for the tongue.
  • This guide can run linearly or in a circular arc around the swivel axis of the swivel drive.
  • One possibility is to guide the tongue on both sides and at the top and bottom, similar to the guide in the tip.
  • a guide groove can be made in an upper or lower part, and the part on top or below it can be flat or also have a section of a guide groove so that the guide is closed overall.
  • the tongue could run along rollers on at least one side and be guided by them.
  • the tongue is subjected to different types of load in its different sections and can, for example, have a section guided in at least one guide and a drive-side section.
  • the drive-side section which is opposite the front end of the tongue, is wider than the guided section and is designed, for example, as a clamping section that is held directly or indirectly on the pivot arm of the tongue.
  • the length adjustment allows the widened clamping section to be moved close to the guide in the stuffed position of the tongue, so that this section ensures increased mechanical stability.
  • the longitudinal direction of the bristle carrier is in particular parallel or slightly angled (i.e. 15°-25°) to the first axis.
  • the pivoting movement of the stuffing tool is thus in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the bristle carrier.
  • the brush stuffing machine according to the invention can be designed without a so-called bundle displacer.
  • a bundle displacer is a separate part located in front of the tip, which pushes aside the bundles already anchored in the bristle carrier when the next tuft of bristles is stuffed adjacent to them. Due to the brush stuffing machine according to the invention, in which the tip itself makes a diving movement and displaces stuffed tufts of bristles, such a separate displacer is unnecessary, so that the brush stuffing machine according to the invention is designed more simply and is also less complex, so that higher cycle times can be achieved.
  • the brush stuffing machine optionally comprises a bundle collector which feeds individual bundles to the stuffing tool, in particular in a horizontal plane.
  • the bundle collector can be a plate-like circular arc segment or a rotating disk which can be pivoted or rotated about a vertical axis.
  • the stuffing tool can be aligned with the bristle carrier in such a way that the front end of the tip, viewed in the direction of the first axis, has a movement with a vertically downward component from the bundle take-over position to the stuffing position. This means that the end of the tip moves diagonally downwards from above towards the bristle carrier, thus dipping slightly, which pushes away the already stuffed bristles.
  • An optionally provided bevelled surface on the tip namely on its underside in the area of the end, is directed diagonally upwards towards the end and forms a deflector surface for the already stuffed tufts of bristles.
  • the top can also be bevelled towards the end so that the tip tapers towards the end.
  • a drum with holders for several bristle carriers that rotates around a vertical second axis and is located opposite the stuffing tool can be used.
  • the bristle carrier located in the drum holder and opposite the stuffing tool can be stuffed directly. It is therefore a type of rotating tool that can take up several positions.
  • a brush tamping machine which has a drum 10 with several holders for brushes, a tamping tool 12, a bristle magazine 14, a bundle remover 16 and a tongue 52 for tamping. Furthermore, a feed device 18, symbolically represented by an arrow, for so-called anchors 20, for example in the form of a wire loop or a metal plate, is present.
  • bristle carriers 22 for example small plates with openings, which later become part of the finished brush, or bristle carriers 22 in the form of a complete brush body, as in Figure 1 depicted, stuffed.
  • the drum 10 is designed as a rotating holding tool in which a plurality of holders for bristle carriers 22 are accommodated on a carrier 26 that can be rotated about an axis 24, which are fed to and removed from the carrier 26 at certain positions and are stuffed in one position.
  • the axis 24 is preferably horizontal or slightly angled (15°-25° to the horizontal), or the elongated bristle carriers 22 are aligned with their longitudinal direction in the horizontal direction or also slightly angled to the axis 24.
  • the bristle carrier 22 to be stuffed is moved in two axes by moving the carrier 26 in a vertical plane, so that the opening in the bristle carrier to be stuffed next is always opposite the next bristle tuft being brought up and is aligned with it.
  • a bristle magazine 14 comprises a mechanically pre-stressed bearing with ordered, adjacent bristles 28.
  • a bundle collector 16 which can be pivoted about a vertical axis 30 and comprises a plate-shaped circular arc segment, moves along the magazine with the bristles 28 and removes a bundle, in that the bundle collector 16 has a notch 32 on its moving outer edge, which is filled with the bristle bundle.
  • the stuffing tool comprises a tip 34 with a front end 36 which can be moved between a bundle receiving position and a Figure 1 shown stuffing position is pivoted about a first, preferably horizontal axis 40.
  • the end 36 can contact the bristle carrier 22 or be very close to its surface.
  • the end 36 In the bundle take-over position, the end 36 is on the dot-dash line 44.
  • the stroke resulting between the bundle take-over position and the stuffing position is only between 15 and 20 mm.
  • the tamping tool 12 comprises a pivot arm 46 which is coupled at one end to a bearing 48.
  • This bearing 48 is the bearing corresponding to the axis 40.
  • the opposite end of the pivot arm 46 carries a base 50 which merges into the tip 34.
  • FIG. 3 A slot-like guide 56 is provided, which can be seen schematically in cross-section.
  • the guide 56 in the tip 34 runs linearly.
  • the base 50 has on its upper side a groove 51 which is designed as a guide groove for a Figure 2 shown tongue 52, which relative to the base 50 according to the double arrow in Figure 2
  • the tongue 52 is guided on the base 50 by placing a cover 57 (see Figure 3 ) is placed, which closes off the resulting guide 58 at the top, which could also be designed linearly and lies in the same plane as the guide 56.
  • the guide 58 can also be curved.
  • the tongue 52 is ribbon-like and elongated.
  • the tongue 52 is shown separately again.
  • the tongue 52 has a guided section 53 in which it has a relatively narrow cross-section and in which it is guided in the area of the tip 34 and the base 50.
  • the tongue 52 has a widened clamping section 55 at its end opposite the tip 34.
  • the tongue 52 is made of spring steel, i.e. a spring steel sheet.
  • the clamping section 55 of the tongue 52 is moved along a circular arc path by a swivel drive 82.
  • the swivel drive 82 comprises a swivel arm 84, the axis of which coincides with the first axis 40.
  • insertion opening 60 (see Figure 1 ) which is open at the side and into which a tuft of bristles can be introduced from the bundle separator 16 and an anchor 20 from the feed device 18.
  • the front end 54 of the tongue 52 can be pushed through the tip 34, folding individual bundles of bristles and pushing them together with the anchor 20 into the opening in the bristle carrier 20.
  • the end 36 of the tip 34 has a distance from the first axis 40 which is at least 200 mm, preferably at least 300 mm.
  • the swivel angle between the bundle take-over position and the stuffing position is preferably a maximum of 3°, i.e. it is very small.
  • the swivel arm 46 is swiveled back and forth by the aforementioned 3° by means of a servo motor or by means of the mechanism shown below.
  • Each swivel arm 46, 84 is driven by cams 68 A, 68 B or 70 A and 70 B. These cams are mounted on a common camshaft 71.
  • the camshaft 71 is driven by an electric motor. It is in Figure 1 shown schematically.
  • the cams 68 A and B as well as 70 A and B are designed as adjacent pairs of discs whose outer circumference deviates from a circular shape.
  • the cam 68 A there is a roller 64 on the swivel arm 46 with which the cam 68 A can come into contact. When there is appropriate contact, the cam 68 A presses the swivel arm 46 anti-clockwise towards the stuffing position.
  • the cam 68 B has a roller 66 on a second arm 62 of the stuffing tool with which it can come into contact.
  • the cam 68 A is therefore responsible for the pivoting movement of the stuffing tool 12 in the anti-clockwise direction, i.e. in the stuffing device, whereas the cam 68 B, via its associated roller 66, is responsible for the pivoting movement of the stuffing tool in the clockwise direction.
  • cam 68 A or B it would also be possible to work with just one cam 68 A or B and, in addition, to use a spring to permanently press the roller 64 or 66 against this one cam.
  • two cams 68 A and B are more advantageous.
  • a corresponding design of the cams 70 A and 70 B is also provided for the drive of the swivel arm 84.
  • the cam 70 A contacts, for example, a roller 73 on an arm 75 coupled to the swivel arm 84.
  • the bundle taker In the bundle take-over position, the bundle taker swivels the removed bundle in a horizontal plane into the insertion opening 60.
  • the device 18 also transports the anchor 20 to the insertion opening 60 (see Figure 2 ).
  • the tamping tool 12 is then pivoted towards the bristle carrier 22.
  • an inclined surface 70 is formed which is directed towards the end 36 and upwards and presses the already stuffed bristle tufts 72 downwards so that during the subsequent stuffing process there is no risk of the tongue 52, supplied bristle tuft or anchor coming into contact with bristles of the already stuffed bundles 72. This means that the tip 34 takes over the functions of the previously provided, separate and separately driven bundle displacer.
  • the tongue 52 is moved forwards in the direction of the end 36 relative to the base 50 and thus to the stuffing tool 12 by the pivoting drive.
  • the movement of the front end 54 of the tongue 52 in the guide 56 is linear, as is the pushing movement with which the tongue 52 presses the bristle tuft together with the anchor out of the tip 34 into the bristle carrier 22.
  • the tongue 52 folds the bundle and pushes it with the wire loop or the metal plate into the bristle carrier 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Brushes (AREA)
  • Transplanting Machines (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bürsten-Stopfmaschine mit einem Stopfwerkzeug mit einer Spitze, das zwischen einer Bündel-Übernahmeposition und einer Stopfposition um eine erste Achse verschwenkbar ist und das in der Spitze eine Führung für eine, einen Anker samt Bündel längs der Führung in einen, zumindest einen Teil der fertigen Bürste bildenden Borstenträger stopfende Zunge aufweist.
  • Eine solche Bürsten-Stopfmaschine ist aus der EP 1 803 372 B1 bekannt. Bei dieser Bürsten-Stopfmaschine ist ein um eine vertikale Achse verschwenkbarer Bündelabnehmer sowie ein ebenfalls um eine vertikale Achse schwenkbares Stopfwerkzeug vorhanden. Der Bündelabnehmer vereinzelt Bündel aus einem Borstenmagazin und übergibt sie dem Stopfwerkzeug unmittelbar hinter einer Spitze. In dieser Spitze ist eine Führung für eine Zunge vorhanden, sodass die Zunge ein aufgenommenes Bündel samt Anker längs der Führung zu einem, zumindest einen Teil der fertigen Bürste bildenden Borstenträger führt und in eine Öffnung im Borstenträger einstößt.
  • Ein Anker kann ein Metallplättchen oder eine Drahtschlinge sein.
  • Das Stopfwerkzeug wird nach der Aufnahme eines vereinzelten Bündels in Richtung zum Borstenträger geschwenkt, wobei die Zunge diese Schwenkbewegung mitmacht und entweder bereits während dieser Schwenkbewegung oder nach Erreichen der Stopfposition tiefer in die Spitze eindringt, um schließlich das Bündel samt Anker in den Borstenträger zu stoßen.
  • Sowohl das Stopfwerkzeug samt der bogenförmigen Führung in der Spitze als auch die Zunge werden auf einem Kreisbogenabschnitt bewegt.
  • Alternativ hierzu gibt es linear verfahrbare Stopfwerkzeuge mit geradlinigen Zungen, die transversal hin- und her bewegt werden.
  • Aus der DE 43 24 249 A1 ist eine Bürsten-Stopfmaschine bekannt mit einem linear beweglichen Stopfwerkzeuges und mit einer Zunge, die innerhalb des Stopfwerkzeuges geführt wird und linear verschiebbar gelagert ist.
  • Die DE 10 2009 017794 A1 beschreibt ein linear bewegliches Stopfwerkzeug mit einer Zunge, die über einen Hubantrieb angetrieben wird und die ebenfalls linear innerhalb des Stopfwerkzeuges geführt wird.
  • Solche Bürsten-Stopfmaschinen müssen immer schnellere Taktzeiten aufweisen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bürsten-Stopfmaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie mit einer schnelleren Taktzeit arbeiten kann.
  • Die erfindungsgemäße Bürsten-Stopfmaschine hat ein Stopfwerkzeug mit einer Spitze, wobei das Stopfwerkzeug mit der Spitze zwischen einer Bündel-Übernahmeposition und einer Stopfposition um eine erste Achse verschwenkbar ist und das in der Spitze eine, einen Anker samt Bündel längs der Führung in einen Borstenträger stopfende Zunge aufweist. Die Bürsten-Stopfmaschine nach der Erfindung sieht vor, dass die Führung der Zunge in der Spitze linear verläuft und dass das Vorderende der Zunge relativ zum Stopfwerkzeug in der Stopfposition eine lineare Stoßbewegung vollzieht.
  • Während im Stand der Technik die Zunge kreisbogensegmentförmig verlief und die Führung in der Spitze ebenfalls einen Kreisbogenabschnitt darstellte, wird bei der vorliegenden Erfindung trotz der Schwenkbewegung des Stopfwerkzeugs eine lineare Stoßbewegung durch eine lineare Führung realisiert. Die Schwenkbewegung des Stopfwerkzeugs ist gegenüber einer Linearbewegung vorteilhaft, denn reversive Schwenkbewegungen können mit geringerem Aufwand, hoher Präzision und vor allem großer Geschwindigkeit realisiert werden. Dadurch, dass jedoch eine Linearbewegung durch die Zunge an ihrem Vorderende durchgeführt wird, ist die Bewegung noch schneller durchführbar. Durch die lineare Stoßbewegung ist die Reibung gegenüber der Führung reduziert. Ferner ist die Bewegung des Bündels samt Anker im letzten Teil der Gesamtbewegung linear, was für einen geringeren Raumbedarf des Vorderendes der Spitze und der Zunge führt. Wenn die Zunge auch in den letzten Winkelgraden ihrer Bewegung bis zum Einstopfen auf einer Kreisbahn verläuft, kommt es beim Eindrücken des Bündels zu einer nachteiligen seitlichen Bewegungskomponente, die das Ende der Spitze belastet und zu einer zusätzlichen Reibung in der Führung sorgt.
  • Generell kann der Borstenträger beispielsweise ein mit Öffnungen versehenes Plättchen sein, das später mit dem Rest des Bürstenkörpers zu einem gemeinsamen Bürstenkörper zusammengefügt wird, oder der Borstenträger kann auch der Bürstenkörper selbst sein.
  • Die Zunge kann durch einen vorzugsweise eigenen Schwenkantrieb angetrieben werden, zum Beispiel indem eine eigener Schwenkarm für den Antrieb der Zunge vorhanden ist. Das bedeutet, die Zunge verfährt einerseits im Bereich ihres angetriebenen Endes längs einer Kreisbogenbahn und andererseits im Bereich der Führung in der Spitze linear.
  • Die Führung für die Zunge kann auf einem Schwenkarm des Stopfwerkzeugs sitzen.
  • Vorzugsweise ist die Achse des Schwenkarms der Zunge auch die erste Achse.
  • Das Stopfwerkzeug kann durch zumindest einen Nocken und/oder der Schwenkantrieb kann durch zumindest einen Nocken angetrieben werden. Ein solcher Nockenantrieb zeichnet sich durch eine hohe mechanische Stabilität aus. Eine mögliche Variante hierbei sieht vor, dass die Nocken für das Stopfwerkzeug und für den Schwenkantrieb der Zunge durch dieselbe Nockenwelle in Drehung versetzt werden. Damit wird eine Zwangssynchronisierung auf sehr einfache Weise ermöglicht.
  • Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Schwenkarme für das Stopfwerkzeug und für die Zunge durch eigene elektrische Servomotoren zu schwenken. Die Steuerung der Servomotoren sorgt für eine Synchronisation der Bewegungen der Schwenkarme.
  • Der Abstand des vorderen Endes der Spitze von der ersten Achse beträgt wenigstens 200 mm, insbesondere wenigstens 300 mm, sodass auch die Bewegung der Führung auf einem extrem großen Bogenradius stattfindet. Dieser relativ große Schwenkradius sorgt auch dafür, dass der Schwenkwinkel für den Schwenkarm zwischen der Bündel-Übernahmeposition und der Stopfposition sehr gering ist, beispielsweise zwischen 2 und 5° beträgt. Dieser geringe Schwenkwinkel reicht aber bereits aus, um den kompletten Hub des Stopfwerkzeugs zu vollziehen.
  • Der Zustellhub des Stopfwerkzeugs kann beispielsweise nur 15 - 20 mm betragen, gemessen an dem vorderen Ende der Spitze zwischen der Bündel-Übernahmeposition und der Stopfposition. Dieser geringe Hub sorgt ebenfalls für hohe Taktzeiten. Im Stand der Technik waren entsprechende Hübe von 25 mm normal. Die prozentuale Reduzierung des Hubes ist folglich enorm.
  • Die Führung in der Spitze kann im Wesentlichen linear, z.B. horizontal verlaufen. Dieser horizontale Verlauf, der sich auf die Stopfposition bezieht, vereinfacht die Ausrichtung der Teile zueinander und vor allem ihre Herstellung, denn eine lineare Führung ist wesentlich einfacher herstellbar als eine kreissegmentförmige.
  • Die erste Achse kann eine horizontal ausgerichtete Achse sein, wohingegen in der EP 1 803 372 B1 die Achse vertikal ausgerichtet war.
  • Die Zunge ist insbesondere einteilig und bandartig ausgebildet und kann beispielsweise aus Federstahl sein. Ein Federstahlband ermöglicht es, die Zunge ohne großen Aufwand durch den Schwenkantrieb antreiben zu lassen. Beim Bewegen der Zunge werden unterschiedliche Bereiche der Zunge unterschiedlich bewegt, nämlich, wie gesagt, längs einer Kreisbahn und längs einer linearen Führung.
  • Zu betonen ist, dass das Stopfwerkzeug natürlich auch noch eine zweite Führung rückseitig der Spitze für die Zunge haben kann. Diese Führung kann linear oder kreisbogenförmig um die Schwenkachse des Schwenkantriebs verlaufen. Eine Möglichkeit besteht darin, ähnlich wie bei der Führung in der Spitze die Zunge auf beiden Seiten sowie oben und unten zu führen. Beispielsweise kann in einem Ober- oder Unterteil eine Führungsnut ausgeführt sein, und das darauf bzw. darunter liegende Teil kann eben oder ebenfalls mit einem Abschnitt eine Führungsnut versehen sein, sodass die Führung insgesamt geschlossen ist. Alternativ hierzu könnte die Zunge auf zumindest einer Seite an Rollen entlang verlaufen und durch sie geführt werden.
  • Die Zunge ist in ihren unterschiedlichen Abschnitten unterschiedlichen Belastungsarten unterworfen und kann beispielsweise einen in zumindest einer Führung geführten Abschnitt und einen antriebsseitigen Abschnitt besitzen. Der antriebsseitige Abschnitt, welcher dem vorderen Ende der Zunge entgegengesetzt ist, ist gegenüber dem geführten Abschnitt verbreitert und z.B. als Klemmabschnitt ausgeführt, der direkt oder indirekt am Schwenkarm der Zunge gehaltert ist. Dabei kann von der Längenabstimmung der verbreitete Klemmabschnitt in der gestopften Position der Zunge bis nahe an die Führung bewegt werden, sodass dieser Abschnitt für eine erhöhte mechanische Stabilität sorgt.
  • Wenn der Borstenträger eine längliche Gestalt hat, ist die Längsrichtung des Borstenträgers insbesondere parallel oder leicht (d.h. 15°-25°) zur ersten Achse gewinkelt ausgerichtet. Die Schwenkbewegung des Stopfwerkzeugs liegt damit in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Borstenträgers.
  • Die erfindungsgemäße Büsten-Stopfmaschine kann ohne sogenannten Bündelverdränger ausgebildet sein. Ein Bündelverdränger ist im Stand der Technik ein separates, vor der Spitze liegendes Teil, welches die bereits im Borstenträger verankerten Bündel beiseite drückt, wenn benachbart zu ihnen das nächste Borstenbüschel gestopft wird. Durch die erfindungsgemäße Bürsten-Stopfmaschine, bei der die Spitze selbst eine tauchende Bewegung macht und gestopfte Borstenbüschel verdrängt, ist ein solcher separater Verdränger unnötig, sodass die erfindungsgemäße Bürsten-Stopfmaschine einfacher ausgebildet ist und auch weniger komplex ist, damit höhere Taktzeiten erzielbar sind.
  • Die erfindungsgemäße Bürsten-Stopfmaschine umfasst optional einen Bündelabnehmer, der vereinzelte Bündel dem Stopfwerkzeug zuführt, insbesondere in einer horizontalen Ebene.
  • Der Bündelabnehmer kann ein plattenartiges Kreisbogensegment oder eine rotierende Scheibe sein, welches bzw. welche um eine vertikale Achse verschwenkbar bzw. drehbar ist.
  • Das Stopfwerkzeug kann so zum Borstenträger ausgerichtet sein, dass das vordere Ende der Spitze in Richtung der ersten Achse gesehen von der Bündel-Übernahmeposition in die Stopfposition eine Bewegung mit einer vertikal nach unten gerichteten Komponente aufweist. Das bedeutet, das Ende der Spitze bewegt sich von oben schräg zum Borstenträger hin abwärts, taucht also leicht ab, wodurch die schon gestopften Borsten weggedrückt werden.
  • Eine optional vorgesehene Schrägfläche an der Spitze, und zwar an ihrer Unterseite im Bereich des Endes ist zum Ende hin schräg nach oben gerichtet und bildet eine Abweiserfläche für die bereits gestopften Borstenbüschel. Natürlich kann auch die Oberseite zum Ende hin angeschrägt sein, so dass sich die Spitze zum Ende hin verjüngt.
  • Es kann eine z.B. um eine vertikale, zweite Achse rotierende Trommel mit Haltern für mehrere Borstenträger verwendet werden, die dem Stopfwerkzeug gegenüberliegt. Der sich im Halter der Trommel befindliche, dem Stopfwerkzeug gegenüberliegende Borstenträger kann so direkt bestopft werden. Es handelt sich somit um eine Art rotierendes Werkzeug, das mehrere Positionen einnehmen kann.
  • Weitere Vorteile und Merkmale finden sich in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Bürsten-Stopfmaschine gemäß einer optionalen Ausführungsform,
    • Figur 2 die Bürsten-Stopfvorrichtung nach Figur 1 mit weggelassenem Borstenmagazin und
    • Figur 3 eine schematische Seitenansicht des Stopfwerkzeugs nach Figur 1 mit der Zunge in der Bündel-Übernahmeposition.
  • In Figur 1 ist eine Bürsten-Stopfmaschine gezeigt, die eine Trommel 10 mit mehreren Haltern für Bürsten, ein Stopfwerkzeug 12, ein Borstenmagazin 14, einen Bündelabnehmer 16 sowie eine Zunge 52 zum Stopfen aufweist. Ferner ist eine symbolisch mit einem Pfeil dargestellte Zuführeinrichtung 18 für sogenannte Anker 20, beispielsweise in Form einer Drahtschlinge oder eines Metallplättchens vorhanden.
  • In der Bürsten-Stopfmaschine werden Borstenträger 22, zum Beispiel Plättchen mit Öffnungen, die später Teil der fertigen Bürste sind, oder Borstenträger 22 in Form eines kompletten Bürstenkörpers, wie in Figur 1 dargestellt, bestopft.
  • Die Trommel 10 ist als rotierendes Haltewerkzeug ausgeführt, bei der an einem um eine Achse 24 drehbaren Träger 26 mehrere Halter für Borstenträger 22 aufgenommen sind, die an bestimmten Positionen dem Träger 26 zugeführt und abgenommen werden und in einer Position bestopft werden.
  • Die Achse 24 ist vorzugsweise horizontal oder leicht gewinkelt (15°-25° zur Horizontalen), oder die länglichen Borstenträger 22 sind mit ihrer Längsrichtung in horizontaler Richtung oder ebenfalls leicht abgewinkelt zur Achse 24 ausgerichtet.
  • Während der nachfolgend dargestellten Stopfbewegung wird der zu bestopfende Borstenträger 22 durch Bewegung des Trägers 26 in einer vertikalen Ebene in zwei Achsen verfahren, sodass immer die nachfolgend zu bestopfende Öffnung im Borstenträger dem herangeführten nächsten Borstenbüschel gegenüberliegt und zu ihm ausgerichtet ist.
  • Ein Borstenmagazin 14 umfasst ein mechanisch vorgespanntes Lager mit geordneten, nebeneinanderstehenden Borsten 28. Ein um eine vertikale Achse 30 schwenkbarer Bündelabnehmer 16, der ein plattenförmiges Kreisbogensegment umfasst, fährt am Magazin mit den Borsten 28 entlang und nimmt ein Bündel ab, indem der Bündelabnehmer 16 an seinem entlangfahrenden Außenrand eine Kerbe 32 besitzt, die mit dem Borstenbündel ausgefüllt wird.
  • Das Stopfwerkzeug umfasst eine Spitze 34 mit einem vorderen Ende 36, welches zwischen einer Bündel-Übernahmeposition und einer in Figur 1 gezeigten Stopfposition um eine erste, vorzugsweise horizontale Achse 40 verschwenkt wird.
  • In der Stopfposition kann das Ende 36 den Borstenträger 22 kontaktieren oder ganz nahe an seiner Oberfläche stehen.
  • In der Bündel-Übernahmeposition befindet sich das Ende 36 auf der strichpunktierten Linie 44. Der sich zwischen Bündel-Übernahmeposition und Stopfposition ergebende Hub beträgt nur zwischen 15 und 20 mm.
  • Das Stopfwerkzeug 12 umfasst einen Schwenkarm 46, der an einem Ende mit einem Lager 48 gekoppelt ist. Dieses Lager 48 ist das zur Achse 40 entsprechende Lager.
  • Das entgegengesetzte Ende des Schwenkarms 46 trägt eine Basis 50, die in die Spitze 34 übergeht.
  • In der Spitze 34 ist eine in Figur 3 schematisch zu erkennende, im Querschnitt schlitzartige Führung 56 vorgesehen. Die Führung 56 in der Spitze 34 verläuft linear.
  • Die Basis 50 hat auf ihrer Oberseite eine Nut 51, die als Führungsnut ausgeführt ist, und zwar für eine in Figur 2 gezeigte Zunge 52, die relativ zur Basis 50 gemäß dem Doppelpfeil in Figur 2 hin- und her bewegt wird. Die Zunge 52 wird auf der Basis 50 geführt, indem auf die Basis ein Deckel 57 (siehe Figur 3) aufgesetzt wird, der die entstehende Führung 58 nach oben abschließt, welche ebenfalls linear ausgeführt werden könnte und in derselben Ebene wie die Führung 56 liegt.
  • Optional kann die Führung 58 auch bogenförmig sein.
  • Die Zunge 52 ist bandartig und langgestreckt. In Figur 2 ist die Zunge 52 noch einmal separat dargestellt. Die Zunge 52 hat einen geführten Abschnitt 53, in welchem sie einen relativ schmalen Querschnitt besitzt und in welchem sie im Bereich der Spitze 34 und der Basis 50 geführt ist. Darüber hinaus besitzt die Zunge 52 jedoch an ihrem der Spitze 34 entgegengesetzten Ende einen verbreiterten Klemmabschnitt 55.
  • Insbesondere ist die Zunge 52 aus Federstahl ausgeführt, also ein Federstahlblech.
  • Der Klemmanschnitt 55 der Zunge 52 wird von einem Schwenkantrieb 82 längs einer Kreisbogenbahn bewegt. Der Schwenkantrieb 82 umfasst einen Schwenkarm 84, dessen Achse mit der ersten Achse 40 zusammenfällt.
  • Zwischen Spitze 54 und Basis 50 ist eine Einschuböffnung 60 (siehe Figur 1) vorgesehen, die zur Seite hin offen ist und in die vom Bündelvereinzelner 16 ein Borstenbüschel sowie von der Zuführeinrichtung 18 ein Anker 20 eingeführt werden können.
  • Das Vorderende 54 der Zunge 52 kann durch die Spitze 34 hindurchgestoßen werden und dabei vereinzelte Borstenbündel falten und samt Anker 20 in die Öffnung im Borstenträger 20 stoßen.
  • Das Ende 36 der Spitze 34 hat einen Abstand von der ersten Achse 40, der mindestens 200 mm, vorzugsweise mindestens 300 mm beträgt.
  • Der Schwenkwinkel zwischen der Bündel-Übernahmeposition und der Stopfposition beträgt vorzugsweise maximal 3°, ist also sehr gering.
  • Der Schwenkarm 46 wird um die vorerwähnten 3° hin- und her geschwenkt mittels eines Servomotors oder mittels der nachfolgend dargestellten Mechanik.
  • Jeder Schwenkarm 46, 84 wird durch Nocken 68 A, 68 B bzw. 70 A und 70 B angetrieben. Diese Nocken sitzen auf einer gemeinsamen Nockenwelle 71. Die Nockenwelle 71 wird durch einen Elektromotor angetrieben. Sie ist in Figur 1 schematisch dargestellt.
  • Die Nocken 68 A und B sowie 70 A und B sind als nebeneinanderliegende Scheibenpaare ausgeführt, deren Außenumfang von einer Kreisform abweicht.
  • Für den Nocken 68 A gibt es auf dem Schwenkarm 46 eine Rolle 64, mit der die Nocke 68 A in Kontakt treten kann. Bei entsprechendem Kontakt drückt die Nocke 68 A den Schwenkarm 46 entgegen dem Uhrzeigersinn Richtung Stopfposition.
  • Die Nocke 68 B hat auf einem zweiten Arm 62 des Stopfwerkzeugs eine Rolle 66, mit der sie in Kontakt treten kann.
  • Die Nocke 68 A ist folglich für die Schwenkbewegung des Stopfwerkzeugs 12 entgegen dem Uhrzeigersinn, d.h. in Stopfvorrichtung, verantwortlich, wogegen die Nocke 68 B über ihre zugeordnete Rolle 66 für die Schwenkbewegung des Stopfwerkzeugs im Uhrzeigersinn verantwortlich ist.
  • Alternativ hierzu wäre es auch möglich, nur mit einer Nocke 68 A oder B zu arbeiten und darüber hinaus über eine Feder die Rolle 64 oder 66 permanent gegen diese eine Nocke zu drücken. Bei höheren Taktraten sind jedoch zwei Nocken 68 A und B vorteilhafter.
  • Entsprechend wie für den Antrieb des Schwenkarms 46 ist auch für den Antrieb des Schwenkarms 84 eine entsprechende Ausführung der Nocken 70 A und 70 B vorgesehen. Die Nocke 70 A kontaktiert beispielsweise eine Rolle 73 auf einem mit dem Schwenkarm 84 gekoppelten Arm 75.
  • Auf dem Schwenkarm 84 sitzt, verdeckt in den Figuren, entsprechend der Rolle 64 eine zugeordnete Rolle, die in Kontakt mit der Nocken 70 B treten kann. Somit wird über die Nocken 70 A und 70 B der Schwenkarm 84 für die Zunge 72 in zwei Richtungen angetrieben.
  • Die Funktionsweise der Bürsten-Stopfmaschine wird im Folgenden kurz erläutert.
  • In der Bündel-Übernahmeposition schwenkt der Bündelabnehmer das entnommene Bündel in einer horizontalen Ebene in die Einschuböffnung 60. Die Vorrichtung 18 transportiert den Anker 20 auch an die Einführöffnung 60 heran (siehe Figur 2). Anschließend wird das Stopfwerkzeug 12 zum Borstenträger 22 geschwenkt.
  • In Figur 3 ist zu sehen, dass die Spitze 36 von der dargestellten Bündel-Übernahmeposition in die Stopfposition mit einer leichten Tauchbewegung nach vorne und leicht vertikal abwärts bewegt wird.
  • Auf der Unterseite der Spitze 34 im Bereich des Endes ist eine Schrägfläche 70 ausgebildet, die zum Ende 36 und nach oben gerichtet ist und die bereits gestopfte Borstenbüschel 72 nach unten drückt, sodass für den anschließenden Stopfvorgang keine Gefahr besteht, dass Zunge 52, zugeführtes Borstenbüschel oder Anker in Kontakt mit Borsten der bereits gestopften Bündel 72 kommen. Das bedeutet, die Spitze 34 übernimmt die Funktionen des bisher vorgesehenen, separaten und separat angetriebenen Bündelverdrängers.
  • Bereits während des Schwenkhubes zwischen Bündel-Übernahmeposition und Stopfposition oder später in der Stopfposition wird die Zunge 52 durch den Schwenkantrieb relativ zur Basis 50 und damit zum Stopfwerkzeug 12 nach vorne in Richtung zum Ende 36 bewegt.
  • Die Bewegung des Vorderendes 54 der Zunge 52 in der Führung 56 ist linear, ebenso wie die Stoßbewegung, mit der die Zunge 52 das Borstenbüschel samt Anker aus der Spitze 34 heraus in den Borstenträger 22 drückt.
  • Die Zunge 52 faltet das Bündel und stößt es mit der Drahtschlinge oder dem Metallplättchen in den Borstenträger 22.

Claims (15)

  1. Bürsten-Stopfmaschine mit einem Stopfwerkzeug (12) mit einer Spitze (34), wobei das Stopfwerkzeug (12) mit der Spitze (34) zwischen einer Bündel-Übernahmeposition und einer Stopfposition um eine erste Achse (40) verschwenkbar ist und das in der Spitze (34) eine Führung (56) für eine, einen Anker (20) samt Bündel längs der Führung (56) in einen zumindest einen Teil der fertigen Bürste bildenden Borstenträger (22) stopfende Zunge (52) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (56) der Zunge (52) in der Spitze (34) linear verläuft und dass das Vorderende (54) der Zunge (52) relativ zum Stopfwerkzeug (12) in der Stopfposition eine lineare Stoßbewegung vollzieht.
  2. Bürsten-Stopfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (52) durch einen Schwenkantrieb (82) angetrieben ist.
  3. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (56) an einem Schwenkarm (46) des Stopfwerkzeugs (12) gehaltert ist.
  4. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (52) an einem eigenen, angetriebenen Schwenkarm (84) befestigt ist.
  5. Bürsten-Stopfmaschine nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkarme (46, 84) des Stopfwerkzeugs (12) und der Zunge (52) um dieselbe Achse (40) schwenkbar sind.
  6. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stopfwerkzeug (12) durch zumindest einen Nocken (68 A, 68 B) und/oder der Schwenkantrieb (82) durch zumindest einen Nocken (70 A, 70 B) angetrieben werden, wobei die Nocken (68 A, 68 B, 70 A, 70 B) vorzugsweise durch dieselbe Nockenwelle (71) in Drehung versetzt werden.
  7. Bürsten-Stopfmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkarme (46, 84) durch eigene elektrische Servomotoren geschwenkt und synchronisiert werden.
  8. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (56) in der Spitze (34) im Wesentlichen linear verläuft.
  9. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Achse (40) eine horizontale Achse ist.
  10. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (52) einteilig und bandartig, insbesondere aus Federstahl, ausgebildet ist.
  11. Bürsten-Stopfmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (52) einen in zumindest einer Führung (56, 58) geführten Abschnitt (53) und einen antriebsseitigen, insbesondere gegenüber dem geführten Abschnitt (53) verbreiterten Klemmabschnitt (55) hat, der an dem Schwenkantrieb (82) der Zunge (32) gehaltert ist.
  12. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ohne Bündelverdränger ausgebildet ist.
  13. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bündelabnehmer (16) vorgesehen ist, der vereinzelte Borstenbündel dem Stopfwerkzeug (12) zuführt, insbesondere in einer horizontalen Ebene zuführt.
  14. Bürsten-Stopfmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bündelabnehmer (16) ein Kreisbogensegment oder eine Scheibe umfasst, welches bzw. welche um eine zur ersten Achse senkrechten Achse (30) verschwenkbar bzw. drehbar ist.
  15. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stopfwerkzeug (12) so zum zu beborstenden Borstenträger (22) ausgerichtet ist, dass das vordere Ende (36) der Spitze (34) in Richtung der ersten Achse (40) gesehen von der Bündel-Übernahmeposition in die Stopfposition eine Bewegung mit einer vertikal nach unten gerichteten Komponente durchführt, insbesondere wobei die Spitze (34) an ihrer Unterseite zum vorderen Ende (36) eine nach oben gerichtete Schrägfläche (70) besitzt.
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