TW201842868A - 刷子塞孔設備 - Google Patents

Abstract

一種刷子塞孔設備，包括至少一個塞孔工具，該至少一個塞孔工具包含由凸輪軸（80）驅動的多個在軌道上往復運動的子工具，在該凸輪軸（80）上配置具有傾斜凸輪表面（102至104）的凸輪（82至100）。凸輪從動件成對地位於共同的搖桿（114）上，該搖桿（114）藉由傾斜的凸輪表面（102至104）而傾斜。

Description

刷子塞孔設備

本發明係關於一種具有至少一個塞孔工具的刷子塞孔設備。

刷子塞孔設備用於將一個或多個刷毛或刷毛束插入刷毛載體或匣中的相關聯開口中。在此情況下，刷子塞孔設備被設計成有錨工作或無錨工作。亦即，在藉由錨來固定的情況下，刷毛或刷毛束被折疊成U形且錨（套環或一種類型的刀）觸及U的中心段並且將經折疊的刷毛或經折疊的刷毛束推入開口中並切入開口壁，以將刷毛或刷毛束錨定在開口中。

用於此塞孔過程的塞孔工具包括負責個別步驟的多個子工具。該等子工具用於個別步驟及該等步驟之運動，可為刷毛匣上的圓弧段的分離運動，錨之進給的運動，形成套環的運動，所謂的毛束敲擊器（Bündelschläger）的運動，工具滑塊的運動或所謂的舌部的用於插入錨的運動（僅舉幾個例子），都源自一個或多個馬達軸的旋轉運動。對此，通常提供凸輪和隨後的中間傳動器。「中間傳動器」之概念還有：耦接傳動器、桿模擬器、曲柄傳動器、凸輪傳動器、輪傳動器（如齒輪傳動器、摩擦輪傳動器、鏈輪傳動器或皮帶輪傳動器）和滾子傳動器，藉由該等中間傳動器，旋轉運動被轉化成往復運動。驅動個別子工具的另一個選擇是代替凸輪的個別伺服馬達。

在凸輪驅動器中，凸輪通常由於凸輪尺寸而曝露在外。凸輪的尺寸特別由衝程長度決定。由於這種開放式設計導致產生相對較高的噪音排放和鬆散的刷毛和灰塵所產生的輕微污染。凸輪表面的潤滑是相對困難，因為油會由於高轉速而飛走。由於高移動質量，在整個系統中發生振動，必須對該振動進行控制。

本發明的目的是提供一種刷子塞孔設備，該刷子塞孔設備之特徵在於：高轉數、低噪音水準、低維護和相對小的尺寸。此外，應減少振動。

該目的藉由一種具有至少一個塞孔工具、驅動器以及傳動器的刷子塞孔設備而解決，該塞孔工具包含：在軌道上往復運動的多個子工具，該驅動器具有旋轉馬達，該傳動器將該旋轉馬達的該旋轉運動轉化成至少一個子工具的該往復運動，該傳動器將馬達軸的旋轉運動轉化成往復運動，且該傳動器包含凸輪軸，其中該凸輪軸包含具有兩個相鄰凸輪的至少一個驅動對，其中該等兩個凸輪沿著徑向平面往該凸輪軸的該轉軸延伸，且該等兩個凸輪具有形成該凸輪的該周圍表面之凸輪表面，其中每個凸輪表面一方面徑向朝外延伸且另一方面傾斜於該徑向平面而傾斜延伸，其中在兩個凸輪表面上各自有凸輪從動件運轉，且該等兩個凸輪從動件位於搖桿上，該搖桿的搖桿軸位於該等兩個凸輪的該等徑向平面之間，其中每個凸輪從動件引起該搖桿軸的在與該凸輪從動件相關聯的樞轉方向上的樞轉，且其中該搖桿軸形成從動軸且與中間傳動器耦接，該中間傳動器將該從動軸運動轉換成該往復運動。

在本發明的刷子塞孔設備中，提供一種特殊類型的傳動器。凸輪設計為類似於徑向朝凸輪軸延伸的圓盤或滾筒。然而，該等圓盤或滾筒的周圍表面在側視圖中是傾斜的。凸輪從動件確保搖桿總是精確定位，因為較佳地，兩個凸輪從動件永久地貼靠在該等凸輪從動件之相關聯的凸輪表面上。如果一個凸輪表面的凸輪從動件比另一個凸輪從動件更徑向遠離凸輪軸的轉軸，則前者負責在一個旋轉方向上的旋轉運動，然後在凸輪進一步旋轉時，相應凸輪表面的貼靠在凸輪從動件上的部分至轉軸的徑向距離再度發生變化，使得另一個凸輪從動件接著向外移，而第一凸輪從動件以其接觸表面可繼續向內移，使得搖桿的旋轉運動沿相反方向發生。由於此種設計，可以產生允許大型凸輪從動件的緊湊的凸輪，從而可以轉換較大的力。因此，不需要在凸輪驅動器中很常見的壓緊彈簧。與習知使用的傳動器相比，該傳動器的平穩運轉得到顯著改善。此外，移動質量也很低。往復運動的軌跡可形成為線性、圓形片段或任何其他軌跡。

較佳地，凸輪從動件是安裝在搖桿上的滾輪。該等滾輪可具有相對大的直徑，因此承受較大的力。

滾輪應位於相同的中軸上，且特別是具有相同直徑。

搖桿軸的假想轉軸特別在自身的徑向平面中朝凸輪的旋轉軸延伸，亦即，該假想轉軸不與徑向平面相交，而是位於徑向平面內。這減少了凸輪表面的製造成本。

搖桿軸，更確切地說是由搖桿軸形成的從動軸，可在該搖桿軸的兩個相對的端部處各自與自身的中間傳動器耦接，從而可從搖桿獲得兩個從動。這提供了從緊湊的中心傳動器獲得多個運動的額外可能。

例如，塞孔設備可以是具有兩個或更多個塞孔工具的多塞孔設備，以同時將兩個或更多個刷子塞孔，其中兩個塞孔工具中的每一個塞孔工具被設置為對本身的刷子加工，從而同時製造兩個或更多個刷子。與習知的刷子塞孔設備相比，結構複雜性和成本顯著降低。驅動馬達和傳動器提供至少兩倍的刷子產量。

特別地，在凸輪軸上設置多個驅動對，該等驅動對之從動軸致動另外的子工具。因此，藉由凸輪軸，設置在塞孔設備中的多個或所有工具及其子工具被驅動。

在雙塞孔設備中，所有凸輪軸可以與成對的等同建構的子工具耦接，以同時加工兩個刷子。

至少一個凸輪軸較佳安置在殼體中，至少一個從動軸的至少一個端部，較佳一個從動軸或多個從動軸的兩個端部從該殼體伸出，以接著在殼體外部與該中間傳動器耦接。

殼體較佳為封閉殼體，從而保護傳動器不被灰塵弄髒，並可具有一體的潤滑。這也減少了維護。此外，噪音排放較少。

配置在殼體中的潤滑可為浸入潤滑（Tauchschmierung），使得凸輪表面在油浴中運行。此外，可提供內部或外部油幫浦，藉由該油幫浦，將油定向抽送至凸輪表面，或可設置內置葉輪，該葉輪將油從油池輸送到傳動器的預定位置。

作為子工具的示例的塞孔舌部、工具滑塊，毛束敲擊器，套環成形器和（或）毛束分離器可藉由各自本身的的驅動對驅動。

要強調的是，驅動對的兩個凸輪亦可藉由中間壁而彼此穩定，其中，中間壁甚至可一體地過渡至兩個凸輪，使得可選地甚至兩個凸輪表面無拐角地過渡至中間壁中。在此情況下，各個凸輪表面由凸輪從動件的運轉面所限定。

第1圖圖示具有塞孔工具8的刷子塞孔設備，該塞孔工具8具有多個子工具。該塞孔設備包括：具有用於刷毛載體12的多個保持處的滾筒10、刷毛匣14、作為子工具的所謂的毛束摘取器16以及作為又一子工具的用於塞孔的舌部18。此外，以箭頭象徵性圖示的進給設備19（亦為子工具）配置為用於所謂的錨20，例如以套環或金屬片（亦稱為刀）之形式。

刷毛載體12（例如未來是成品刷子的組成部分的帶開口薄片）或者如第1圖所圖示的完整刷體形式之刷毛載體被塞入刷子塞孔設備。

在本示例中，滾筒10配置為旋轉的保持工具，在該滾筒10上，在可繞軸24旋轉的載體26上容置多個刷毛載體12，該等刷毛載體12在特定位置上被餽送至載體26並被移除，並在一位置上被塞孔。

在以下描述的塞孔運動中，刷毛載體藉由載體26的運動而在兩軸間移行，使得接下來將被塞孔的開口總是相對於下個移近的刷毛束。

刷毛匣14包括儲存處（Lager），該儲存處具有彼此相鄰的機械性預張緊的刷毛28。可繞豎軸30樞轉的包括片狀圓弧段的毛束摘取器16沿著具有刷毛28的匣14而移動並摘取毛束，其中毛束摘取器16在該毛束摘取器16的沿行外緣上具有凹槽32，刷毛束被壓入該凹槽32中。

塞孔工具本身包括：具有尖端36的可移行滑件34（形成子工具），該尖端36在毛束接收位置以及在第1圖中圖示的塞孔位置之間往復移動。藉由雙箭頭圖示此移動。該移動可沿著線性軸或圓弧段進行。

在塞孔位置上，尖端36接觸刷毛載體12，或者保持接近該刷毛載體22之表面。

在毛束接收位置，尖端36位於點劃線44上。尖端36之衝程通常配合刷毛材料之長度。對於牙刷，此衝程達20 mm，對於掃帚，此衝程長得多（例如100 mm）。

在滑件34中設置狹縫狀引導件，該舌部18沿著該引導件往復移動。

在舌部18縮回的情況下，（見進給設備19上的箭頭）錨可在舌部18前側端藉由側向狹縫插入引導凹槽中。此外，如本領域所公知的以下方式供給刷毛束：毛束被折疊並且錨20停留在「U」形折疊刷毛束的下端。然後，舌部18可將折疊的刷毛束和錨20所構成的單元推到尖端36，且最後推入相應的開口。各個步驟由所謂的子工具執行。

所有運動都是相當快速的往復運動，該等往復運動在有時超過每分鐘1000個迴圈的情況下必須精確地彼此協調。如下所述，可以藉由各個運動部件的機械耦接來完成各個運動的這種協調。

在第2圖中圖示具有驅動器的刷子塞孔設備。這是一種多塞孔設備，此處為雙塞孔設備，其中上部塞孔工具50和下部塞孔工具52同時將刷子塞孔。對於上部和下部塞孔工具50、52，可以使各個子工具相同，從而產生兩組工具（各用於上部和下部）。已經結合第1圖圖示和描述的部件保留該等部件的符號。（作為示意性概覽圖的）第1圖中的一些部件不再圖示以增加第2圖的清晰度。為此，特別地，在第2圖中圖示驅動器的部件，但第1圖中未圖示。

用於可往復運動的各個子工具的所有運動的驅動器包括：旋轉馬達54和由該旋轉馬達54驅動的傳動器56，該傳動器56具有封閉的外殼58。

多個從動軸60至68以該等從動軸60至68的兩個相對端部從外殼58伸出。在第2圖中標有符號的上部端部被設置為用於驅動上部塞孔工具50的多個子工具，且從動軸60至68的相對的下部端部被設置為用於驅動下部塞孔工具52的子工具。從動軸60至68進行旋轉運動，但不是環繞式旋轉運動，而是角度＜360°的旋轉運動，其中該等從動軸60至68交替地以順時針和逆時針方向往復運動，如以下還參考第3和4圖所闡述的。

每個從動軸60至68驅動自身的中間傳動器，在此分別為桿模擬器的形式。這將參考從動軸60進行闡釋。從動軸60驅動桿模擬器，該桿模擬器具有第一桿70和可樞轉地安裝在該第一桿70上的第二桿72。桿72又直接或間接地與舌部18耦接。藉此，從動軸60負責舌部18的往復運動，並且相應的桿模擬器將從動軸60的持續變化的旋轉運動轉化為舌部18的基本上為線性亦或軌道狀的往復運動。

刷子塞孔設備的其他下述子工具亦由相應的本身的從動軸60至68驅動。

因此，從動軸62負責滑件34的運動。此處亦設置桿模擬器76，該桿模擬器76將從動軸64的旋轉運動轉換為往復運動。

從動軸64負責所謂的毛束敲擊器77。相應的桿模擬器78在第2圖中示出。當尖端34的總衝程短到已塞入刷毛載體12中的開口中的刷毛束在縮回位置上仍然部分地位於尖端34中時，毛束敲擊器77用於將過長的刷毛束從尖端34中敲出。

從動軸66是用於形成錨的套環的驅動器，如還參考第5圖所闡述的。

為了移動毛束摘取器16，設置從動軸68。如果從動軸68與軸30準確地重合，則此處不再需要轉換或桿模擬器。

在第3圖中，圖示出傳動器56的內部。旋轉馬達54與凸輪軸80耦接，從動軸60至68的所有運動都從該凸輪軸80分接。

對於每個從動軸60至68，在凸輪軸80上設置有凸輪82至100的自身的驅動對，該等凸輪82至100在相關聯的徑向平面R中延伸至凸輪軸80的轉軸A。當然，這並不意味著該等凸輪僅具有無限小的厚度，該等凸輪是圓盤形的並且沿著徑向平面向外延伸，亦即，該等凸輪並非是螺旋狀凸輪，而像是與軸A成直角定向的平圓盤。徑向平面R是凸輪82至100的相對於凸輪的厚度在中心穿過該凸輪之平面。

每個凸輪82至100具有周圍表面，下文中稱為凸輪表面102、104（為清楚起見，僅凸輪表面102、10標有符號）。凸輪表面102、104主要相對於徑向平面R傾斜地延伸，但其中在周圍上也存在平行於軸A延伸的部分，這可從凸輪94、96上的部分106、108看出。然而，該等部分僅是凸輪表面的傾斜於徑向平面而傾斜延伸的部分之間的過渡部分。

通常，參考第3圖，每個凸輪82至100的凸輪表面102、104具有向左傾斜部分和隨後的向右傾斜部分，且在該向左傾斜部分與該向右傾斜部分之間具有平行於軸A的對應於部分106、108的過渡部分。

滾輪110、112形式的凸輪從動件運轉在凸輪表面102、104上，該等滾輪110、112安裝在搖桿114的相對側向臂上。搖桿114具有搖桿軸，該搖桿軸具有假想的中心轉軸116，該轉軸116位於凸輪驅動對的徑向平面R之間。

搖桿軸同時形成從動軸60。其餘的從動軸62至68相應地為設置在該處的搖桿114的搖桿軸。

在第3圖中可以見到，軸承件118安裝在搖桿軸上，或換言之安裝在從動軸60至68上，使得滾輪110和112在該軸承件118上的固定與支承變得容易並且成為可能。

相應搖桿114的每對滾輪的滾輪110、112的中軸M重合。

如第3圖中可見，滾輪110、112也具有相同的直徑並且同時貼靠在該等滾輪110、112之各自的凸輪82、84的凸輪表面102、104上。

這意味著，以任何一個穿過軸線A的軸向截面看，凸輪表面102、104位於直線G上。對於凸輪表面的該等部分中的一些部分，在第3圖中圖示該等直線G。為清楚起見，未針對相應凸輪表面的其他部分圖示該等直線G。藉由凸輪表面102、104和凸輪表面部分的這種定向，允許當搖桿114的滾輪110、112在凸輪表面上滾動時，相應的搖桿114無間隙。

藉由凸輪軸80的旋轉，凸輪以該等凸輪的與軸A不等間隔的部分環轉。就此，凸輪經配置且對於每個驅動對具有尺寸和偏心度，使得滾輪110、112與相應的凸輪表面102、104永久接觸。

還必須選擇凸輪的尺寸，使得搖桿114的轉軸116毋需離軸A的距離不同以達成以下目的：一方面不被向外壓，且另一方面永久地藉由滾輪110、112與凸輪表面102、104接觸。換言之：驅動對的凸輪的周圍上的所有直線G與相關聯的搖桿114的轉軸116所在的徑向平面R'的交點形成一個圓。

藉由將凸輪表面102、104一下向左定向並且在其他部分中向右定向，使相關聯的搖桿114一下順時針傾斜並一下逆時針傾斜。第3圖中相應的雙箭頭闡釋了這一點。搖桿軸在相反樞轉方向上的此種樞轉確保與該搖桿軸耦接的子工具的後續往復運動。就此，每個凸輪表面102、104獨自負責在一個旋轉方向上的運動。

滾輪110、112僅在周圍表面（凸輪表面）上運轉，而不在凸輪的側表面上運轉（如弧面傳動的情況）。弧面傳動亦具有螺旋形的凸輪形狀，而本發明中的凸輪形狀是盤形或輥形，具有傾斜的周圍表面。

搖桿軸的從殼體58伸出的端部是第2圖中所圖示的從動軸60至68。從動軸60至68以及因此搖桿軸簡單地藉由滾珠軸承或滑動軸承安裝在殼體壁中。

在對外封閉的殼體58中，存在油潤滑，係藉由幫浦或藉由葉片，削刮器或類似物。

根據第4圖的實施方式在功能上對應於根據第3圖的實施方式。然而，此處兩個凸輪82、84一體地與中間壁120連接。中間壁120接續凸輪82、84的凸輪表面102、104而無拐角，從而產生僅一個凸輪的印象。然而，中間壁120對從動軸沒有功能意義。因此，換言之，凸輪82、84是「整個」凸輪的部分，滾輪110、112在該「整個」凸輪上滾動。

儘管在第4圖中僅圖示一個驅動對，但是相應的驅動對也可以用於其餘的從動軸62至68或僅用於該等驅動對中的一些驅動對。

在第5a)至d)圖中，圖示錨20（在此為套環）如何進給和變形的非限制性示例。在第5a)圖中，舌部18處於前方位置。然後，錨20（此處是直的線材形式）藉由往復運動被側向供給，該往復運動也可以源自驅動器。符號140標示彎曲部件，且符號180標示變形銷。

接著，彎曲部件140沿箭頭方向向前推動（該運動亦可源自或者源自驅動器）。由於彎曲部件140的前側端部的形狀和變形銷180的相應互補形狀（參見第5b圖），錨20（此處是線材）彎曲成U形。隨後，舌部18進一步向後移動，直到該舌部18在錨20下面被拉回，使得削刮器130（第5c)圖中用箭頭表示）將錨20向下壓入舌片平面，使得隨後在舌部18的向前衝程中，該舌部18可以將錨20推到該舌部18前方，並折疊且夾帶刷毛束中的一毛束150。可從驅動器中分接所有該等子工具的運動。

兩個單獨的塞孔工具50、52可以配備等同建構或相同的桿模擬器，從而大為簡化刷子塞孔設備的製造。此外，該設備非常緊湊且運轉平穩。

8‧‧‧塞孔工具

10‧‧‧滾筒

12‧‧‧刷毛載體

14‧‧‧刷毛匣

16‧‧‧毛束摘取器

18‧‧‧舌部

19‧‧‧進給設備

20‧‧‧錨

24‧‧‧軸

26‧‧‧載體

28‧‧‧刷毛

30‧‧‧軸

32‧‧‧凹槽

34‧‧‧滑件

36‧‧‧尖端

44‧‧‧點劃線

50‧‧‧上部塞孔工具

52‧‧‧下部塞孔工具

54‧‧‧旋轉馬達

56‧‧‧傳動器

58‧‧‧外殼

60‧‧‧從動軸

62‧‧‧從動軸

64‧‧‧從動軸

66‧‧‧從動軸

68‧‧‧從動軸

70‧‧‧第一桿

72‧‧‧第二桿

76‧‧‧桿模擬器

77‧‧‧毛束敲擊器

78‧‧‧桿模擬器

80‧‧‧凸輪軸

82‧‧‧凸輪

84‧‧‧凸輪

90‧‧‧凸輪

92‧‧‧凸輪

94‧‧‧凸輪

96‧‧‧凸輪

98‧‧‧凸輪

100‧‧‧凸輪

102‧‧‧凸輪表面

104‧‧‧凸輪表面

106‧‧‧部分

108‧‧‧部分

110‧‧‧滾輪

112‧‧‧滾輪

114‧‧‧搖桿

116‧‧‧轉軸

118‧‧‧軸承件

120‧‧‧中間壁

130‧‧‧削刮器

140‧‧‧彎曲部件

150‧‧‧毛束

180‧‧‧變形銷

A‧‧‧轉軸

G‧‧‧直線

M‧‧‧中軸

R‧‧‧徑向平面

R’‧‧‧徑向平面

根據下述說明以及所參考的隨附圖式以闡釋本發明之進一步的特徵和優點。圖式中：

第1圖圖示根據本發明的塞孔設備的一部分的原則性示意圖，但沒有驅動器；

第2圖圖示根據本發明的刷子塞孔設備的變型的透視側視圖，具有驅動器和傳動器；

第3圖圖示第2圖的傳動器內部的示意圖；

第4圖圖示第3圖的傳動器的替代性實施方式；以及

第5a)至d)圖示意性地圖示在根據本發明的刷子塞孔設備的變型中執行的步驟。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (12)

1. 一種具有至少一個塞孔工具、一驅動器以及一傳動器（56）的刷子塞孔設備，該塞孔工具包含：在軌道上往復運動的多個子工具，該驅動器具有一旋轉馬達（54），該傳動器（56）將該旋轉馬達（54）的該旋轉運動轉化成至少一個子工具的該往復運動，且該傳動器（56）包含一凸輪軸（80），其中該凸輪軸（80）包含具有兩個相鄰凸輪（82至100）的至少一個驅動對，其中該等兩個凸輪（82至100）沿著一徑向平面（R）往該凸輪軸（80）的該轉軸（A）延伸，且該等兩個凸輪（82至100）具有形成該凸輪（82至100）的該周圍表面之一凸輪表面（102、104），其中每一凸輪表面（102、104）一方面徑向朝外延伸且另一方面至少部分地傾斜於該徑向平面而傾斜延伸，其中在兩個凸輪表面（102、104）上各自有一凸輪從動件運轉，且每個驅動對的該等兩個凸輪從動件位於一共同的搖桿（114）上，該搖桿（114）的搖桿軸位於該等兩個凸輪（82至100）的該等徑向平面（R）之間，其中每個凸輪從動件引起該搖桿軸的在與該凸輪從動件相關聯的一樞轉方向上的一樞轉，且其中該搖桿軸形成一從動軸（60至68）且與一中間傳動器耦接，該中間傳動器將該從動運動轉換成該往復運動。
2. 如請求項1所述之刷子塞孔設備，其中，凸輪從動件係滾輪（110、112），該等滾輪（110、112）安裝在該搖桿（114）上。
3. 如請求項2所述之刷子塞孔設備，其中，該等滾輪（110、112）具有相同中軸（Ｍ）。
4. 如以上請求項中任一者所述之刷子塞孔設備，其中，該搖桿軸的該假想旋轉軸（116）位在該凸輪軸（80）的轉軸（A）的一徑向平面（R'）中。
5. 如請求項1至3中任一者所述之刷子塞孔設備，其中，由該搖桿軸形成的該從動軸具有兩個相對端部，該等兩個相對端部各自與一本身的中間傳動器耦接。
6. 如請求項5所述之刷子塞孔設備，其中，該刷子塞孔設備係一多塞孔設備，具有用於同時將至少兩個刷子塞孔的至少兩個工具，其中該等兩個中間傳動器的每個中間傳動器設置為用於加工一刷子。
7. 如請求項1至3中任一者所述之刷子塞孔設備，其中，凸輪（82至100）的多個驅動對位於該凸輪軸（80）上，該等驅動對的從動軸（60至68）致動其他的子工具。
8. 如請求項6所述之刷子塞孔設備，其中，每個從動軸的該等端部與等同建構的中間傳動器與子工具耦接，以各自形成兩個相同的工具。
9. 如請求項1至3中任一者所述之刷子塞孔設備，其中，該至少一個凸輪軸（80）裝設在一殼體（58）中，該從動軸（60至68）的至少一個端部從該殼體（58）伸出。
10. 如請求項9所述之刷子塞孔設備，其中，在該殼體（58）中存在一潤滑。
11. 如請求項9所述之刷子塞孔設備，其中，該中間傳動器安裝在該殼體（58）外側。
12. 如請求項1至3中任一者所述之刷子塞孔設備，其中，藉由凸輪（82至100）的一本身的驅動對來驅動一塞孔舌部（18）、一工具滑塊、一毛束敲擊器、一套環形成器及（或）一毛束分離器。