[0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für das Stopfwerkzeug einer Bürstenherstellungsmaschine.
[0002] Das Stopfwerkzeug einer Bürstenherstellungsmaschine weist einen Führungsblock mit
einem Führungskanal für eine hin und her verschiebbare Zunge und ein hin und her bewegbares
Kopfstück auf, in dem der Führungskanal für die Zunge und ein von dieser mitgenommenes
Faserbündel mit Ankerplättchen oder Drahtschlinge fortgesetzt ist. Abhängig von der
Stopfwerkzeugart kann der Führungsblock entweder feststehend sein oder fest verbunden
mit dem Kopfstück oder auch relativ beweglich zu diesem. Im letzten Fall ist der Führungsblock
als separater Schieber ausgeführt. Die einzelnen Faserbündel werden durch einen Bündelabnehmer
aus einem Faserkasten vereinzelt. Das Faserbündel wird mit Ankerplättchen oder Drahtschlinge
durch die Zunge in den Führungskanal des Kopfstücks eingeschoben, welches an die Oberfläche
des Bürstenkörpers herangeführt wird. Wenn das Kopfstück sich in Gegenüberlage zu
einem Bündelloch des Bürstenkörpers befindet, wird das Faserbündel mit Ankerplättchen
oder Drahtschlinge in das Bündelloch hineingetrieben. Der Antrieb für das Stopfwerkzeug
wird von einer rotierenden Antriebswelle abgeleitet, auf der Antriebsnocken drehfest
sitzen. Auf der Umfangsfläche dieser Antriebsnocken laufen Nockenfolger, von denen
der Bewegungshub der Zunge und/oder des Kopfstücks und/oder des Führungsblockes abgeleitet
ist.
[0003] Stopfwerkzeuge dieser Art arbeiten mit hoher Geschwindigkeit bzw. Taktfolge. Sie
sind für einen vorbestimmten Arbeitshub des Kopfstücks und der Zunge ausgelegt, der
von den herzustellenden Bürsten bestimmt wird, insbesondere der Länge der Fasern oder
Borsten. Es wurde zwar bereits vorgeschlagen, den Arbeitshub des Stopfwerkzeugs elektrisch,
pneumatisch oder hydraulisch zu steuern, jedoch erweisen sich derartige Systeme als
viel zu langsam und unpräzise.
[0004] Durch die Erfindung wird eine Antriebsvorrichtung für das Stopfwerkzeug einer Bürstenherstellungsmaschine
zur Verfügung gestellt, die einen variablen und einstellbaren Arbeitshub des Stopfwerkzeugs
ermöglicht, ohne die Arbeitsgeschwindigkeit und Präzision zu beeinträchtigen. Gemäß
der Erfindung ist in den Kraftübertragungsweg zwischen dem Nockenfolger und der Zunge
bzw. dem Kopfstück ein Stellmechanismus eingefügt, durch den der Bewegungshub mechanisch
veränderbar ist, wobei mindestens die Zunge und das Kopfstück unabhängig von der eingestellten
Größe des Bewegungshubes stets in dieselbe Ausgangsstellung relativ zum Führungsblock
zur Übernahme eines Faserbündels mit Ankerplättchen oder Drahtschlinge zurückkehren.
Der Stellmechanismus ist ein rein mechanisches System, das unmittelbar im Kraftübertragungsweg
liegt und dem Bewegungshub lediglich bei Bedarf einen zusätzlichen Hub überlagert.
Da die Zunge und das Kopfstück unabhängig von der eingestellten Größe des Bewegungshubes
stets in dieselbe Ausgangsstellung relativ zum Führungsblock zurückkehren, sind Bündelabnehmer,
Faserkasten und Zufuhr der Ankerplättchen oder Drahtschlingen von dem variablen Bewegungshub
des Stopfwerkzeugs nicht betroffen. Es sind also nur geringe Veränderungen des herkömmlichen,
bewährten Aufbaus des Stopfwerkzeugs erforderlich.
[0005] Abhängig von der verwendeten Stopfwerkzeugart kann - wie oben schon erwähnt - der
Führungsblock entweder feststehend sein oder fest an das Kopfstück gekuppelt sein
und folglich mit diesem mitbewegt oder relativ zum Kopfstück bewegt werden. Im letzten
Falle kann auf ähnliche Weise ein Stellmechanismus zwischen Nockenantrieb und Führungsblock
vorgesehen sein, um dessen Bewegungshub mechanisch verändern zu können, falls es notwendig
wird.
[0006] Für den in den Kraftübertragungsweg eingefügten Stellmechanismus werden verschiedene
Ausführungsformen vorgeschlagen.
[0007] Bei der ersten Ausführungsform des Stellmechanismus ist ein schwenkbar gelagerter
Hebel vorgesehen, an dessen einem Ende der Nockenfolger angeordnet ist und dessen
Schwenklager einen einstellbaren Abstand von dem Nockenfolger aufweist. Die Größe
des von dem Nockenfolger abgeleiteten Bewegungshubes hängt nun von der Länge des wirksamen
Hebels ab, mit dem der Antrieb des Stopfwerkzeugs an den schwenkbaren Hebel angeschlossen
ist. Da das Schwenklager des schwenkbaren Hebels verstellbar ist, wird vorzugsweise
die mit der Zunge und/oder dem Kopfstück gekoppelte, hin und her bewegbare Antriebsstange
an den Hebel in festem Abstand von dem Nockenfolger angeschlossen.
[0008] Gemäß einer zweiten Ausführungsform des Stellmechanismus weist dieser einen hin und
her verschiebbar geführten Stößel auf, an dessen einem Ende der Nockenfolger angeordnet
ist; ferner umfaßt der Stellmechanismus eine mit der Zunge und/oder dem Kopfstück
und/oder anderen Teilen des Stopfwerkzeugs (wie z.B. dem Führungsblock) gekoppelte
Antriebsstange und ein die einander zugewandten Enden des Stößels und der Antriebsstange
miteinander kraftschlüssig verbindendes Gestänge. Das Gestänge kann aus zwei an je
einem Ende gelenkig miteinander verbundenen Koppelgliedern bestehen, die am anderen
Ende gelenkig an dem Stößel bzw. an der Antriebsstange angeschlossen sind. Die gelenkig
miteinander verbundenen Enden dieser Koppelglieder sind auf einer Bahn zwangsgeführt,
deren Neigung zur Bewegungsrichtung des Stößels bzw. der Antriebsstange einstellbar
veränderlich ist.
[0009] Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß sie mit geringem Aufwand und durch rein
mechanische, im Kraftflußweg liegende Elemente eine große Variation des Bewegungshubes
des Stopfwerkzeugs zulassen, ohne dessen Arbeitsgeschwindigkeit und Präzision zu beeinträchtigen.
[0010] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Perspektivansicht des Stopfwerkzeugs;
Figur 2 einen Längsschnitt durch das Kopfstück und den Führungsblock des Stopfwerkzeugs;
Figur 3 eine Prinzipdarstellung eines Stellmechanismus zur Variation des Bewegungshubes
des Stopfwerkzeugs;
Figur 4a und 4b Prinzipdarstellungen einer zweiten Ausführungsform des Stellmechanismus
in verschiedenen Stellungen; und
Figur 5 eine Weiterbildung dieser Ausführungsform.
[0011] Das in Figur 1 gezeigte Stopfwerkzeug weist in bekannter Weise einen Führungsblock
10, einen kreisbogenförmigen Bündelabnehmer 12 mit Gegenstück 14 zur Entnahme von
einzelnen Faserbündeln aus einem Faserkasten 16 und ein an einem Schieber 18 befestigtes
kopfstück 20 auf. In dem Führungsblock 10 ist ein Führungskanal für eine Zunge 22
ausgebildet. Dieser Führungskanal wird in dem Kopfstück 20 fortgesetzt. Dem Führungsblock
wird von einer Seite her ein Flachdraht 24 zugeführt, von dem durch ein Stanzwerkzeug
26 einzelne Ankerplättchen abgetrennt werden. Alternativ wird Runddraht zugeführt,
woraus Drahtschlingen geformt werden.
[0012] Im Betrieb eines solchen Stopfwerkzeugs wird dessen Kopfstück 20 in schneller Taktfolge
nacheinander an die einzelnen Bündellöcher des Bürstenkörpers herangeführt, und die
Zunge 22 schiebt für jedes Bündelloch des Bürstenkörpers ein durch den Bündelabnehmer
12 übergebenes Faserbündel mit Ankerplättchen in den Führungskanal des Kopfstücks
ein und treibt es mit einem zusätzlichen Hub in das gegenüberliegende Bündelloch ein.
Es ist offensichtlich, daß der für diese Funktionen des Stopfwerkzeugs benötigte Arbeitshub
des Kopfstücks 20 und der Zunge 22 von der Länge der Fasern oder Borsten, also von
dem zu beborstenden Bürstentyp, abhängt. Dieser Bewegungshub kann bei herkömmlichen
Stopfwerkzeugen nicht verändert werden.
[0013] Bei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für das Stopfwerkzeug ist in den Kraftübertragungsweg
zwischen Stopfwerkzeug und einer rotierenden Antriebswelle, von der die Antriebsbewegung
mittels Nocken und Nockenfolger abgeleitet wird, ein Stellmechanismus eingefügt, durch
den der Bewegungshub des Stopfwerkzeugs in weiten Grenzen verändert werden kann, ohne
die Arbeitsgeschwindigkeit und Präzision des Stopfwerkzeugs zu beeinträchtigen. Der
Stellmechanismus gewährleistet auch, daß die hintere Ausgangslage von Kopfstück und
Zunge und gegebenenfalls Führungsblock stets dieselbe ist, so daß weder die Bündelabnahme,
noch die Zuführung des Flach- oder Runddrahtes, von dem die Ankerplättchen abgetrennt
bzw. Drahtschlingen geformt werden, betroffen ist.
[0014] Eine erste Ausführungsform dieses Stellmechanismus ist in Figur 3 schematisch dargestellt.
Auf einer rotierenden Antriebswelle ist ein Antriebsnocken 30 drehfest angeordnet.
Auf der Umfangsfläche des Nockens 30 läuft ein Nockenfolger 32, der an einem Ende
eines Hebels 34 angeordnet ist, dessen anderes Ende in einem verstellbaren Schwenklager
36 schwenkbar gelagert ist. Durch die Verstellung des Schwenklagers 36 über einen
mit einer Linearführung 38 gekoppelten Stellarm 37 wird die wirksame Länge des Hebels
34 verändert. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Schwenklager 36 in vertikaler
Richtung verstellbar. Eine horizontale, hin und her bewegbare Antriebsstange 40, an
die z.B. das Kopfstück 20 angeschlossen ist, trägt einen Arm 40a, der in festem Abstand
vom Nockenfolger 32 bei 42 schwenkbar an den Hebel 34 angeschlossen ist. Bei der in
Figur 3 gezeigten Drehstellung des Nockens 30, die der Ausgangsstellung des Kopfstücks
20 entspricht, steht der Hebel 34 senkrecht zur Führungsrichtung der Linearführung
38.
[0015] Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Größe des von dem Nockenfolger 32 abgeleiteten
Bewegungshubes der Antriebsstange 40 von der wirksamen Länge des Hebels 34, also von
der Stellung des Schwenklagers 36 abhängt. Der Bewegungshub der Antriebsstange 40
kann daher in weiten Grenzen variiert werden.
[0016] Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Bewegungshub des Kopfstückes
20 variiert. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß auf ähnliche Weise mit einem ähnlichen
Mechanismus der Bewegungshub der Zunge und/oder des Führungsblockes variiert werden
kann. Auf der Antriebswelle können also z.B. mehrere Antriebsnocken 30 angeordnet
sein (z.B. 30' für die Zunge und 30'' für den Führungsblock) mit jeweils pro Nocken
einem zugeordneten Stellmechanismus, um den Hub jeder Bewegung variieren zu können.
[0017] In einer anderen Ausführungsform, die hier nicht weiter im Detail beschrieben ist,
wird durch einen ähnlichen Stellmechanismus die ganze Antriebswelle mit Nocken 30,
30' und 30'' verschoben. Dadurch wird der Bewegungshub des Kopfstückes, der Zunge
und/oder des Führungsblockes gleichzeitig um das gleiche Maß variiert. Der Vorteil
dieser Ausführung liegt darin, daß nur ein Stellmechanismus notwendig ist, um von
mehreren Bewegungen den Hub gleichzeitig zu variieren.
[0018] Bei der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Ausführungsform des Stellmechanismus ist
der Nockenfolger 32 an einem Ende eines horizontal hin und her bewegbar geführten
Stößels 50 angeordnet. Koaxial mit diesem Stößel 50 und im Abstand von ihm ist eine
Antriebsstange 52 ebenfalls horizontal hin und her verschiebbar angeordnet. Die einander
zugewandten Enden von Stößel 50 und Antriebsstange 52 sind durch zwei gelenkig angeschlossene
Koppelglieder 54 und 56, die an ihren benachbarten Enden gelenkig miteinander verbunden
sind, kraftschlüssig gekoppelt. Diese Enden der Koppelglieder 54, 56 sind in einer
Führungskulisse 58 zwangsgeführt, die an ihrem dem Stößel 50 benachbarten Ende bei
60 schwenkbar gelagert ist. Über eine Betätigungsstange 62 kann der Neigungswinkel
α der Führungskulisse 58 eingestellt werden.
[0019] Auch bei dieser Ausführungsform ist ohne weiteres ersichtlich, daß der vom Nocken
32 abgeleitete Bewegungshub, der durch die Koppelglieder 54, 56 auf die Antriebsstange
52 übertragen wird, über den Neigungswinkel α der Führungskulisse 58 verändert werden
kann. Der Arbeitshub des an die Antriebsstange 52 angeschlossenen Stopfwerkzeugs kann
somit in weiten Grenzen variiert werden. Wenn der Neigungswinkel α auf 0° eingestellt
ist, wird der Bewegungshub unverändert auf die Antriebsstange 52 übertragen. Auch
bei dieser Ausführungsform ist unabhängig von der Größe des Bewegungshubes eine gleichbleibende
Ausgangsstellung des Stopfwerkzeugs nach jedem Arbeitstakt gewährleistet.
[0020] Bei der in Figur 5 gezeigten Weiterbildung dieser Ausführungsform erfolgt die Verstellung
des Neigungswinkels der Führungskulisse 58 über eine zusätzliche Steuereinrichtung.
Diese Steuereinrichtung umfaßt einen mit einer Welle drehbaren Nocken 70, auf deren
Umfangsfläche ein Nockenfolger 72 läuft, und einen schwenkbaren, zweiarmigen Hebel
74, an dessen einem Ende der Nockenfolger 72 angeordnet ist und dessen anderes Ende
mit einem Langloch 76 versehen ist, in welchem das mit 78 bezeichnete Ende der Betätigungsstange
62 eingreift. Durch Drehung des Nockens 70 kann bei dieser Weiterbildung eine Modulierung
des Bewegungshubes des Stopfwerkzeugs erfolgen. Eine zusätzliche Beeinflussungsmöglichkeit
ergibt sich durch das Langloch 76 und die Verschiebung des Endes 78 der Betätigungsstange
62 in diesem Langloch.
1. Antriebsvorrichtung für das Stopfwerkzeug einer Bürstenherstellungsmaschine, welches
einen Führungsblock (10) mit einem Führungskanal für eine hin und her verschiebbare
Zunge (22) und ein relativ zu dem Führungsblock hin und her bewegbares Kopfstück (20)
aufweist, in dem der Führungskanal für die Zunge (22) und ein von dieser mitgenommenes
Faserbündel (F) mit Ankerplättchen oder Drahtschlinge fortgesetzt ist, mit einer rotierenden
Antriebswelle, wenigstens einem mit der Antriebswelle drehfesten Antriebsnocken (30)
und einem auf dessen Umfangsfläche laufenden Nockenfolger (32), von dem der Bewegungshub
der Zunge (22) und/oder des Kopfstücks (20) und/oder des Führungsblockes abgeleitet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kraftübertragungsweg zwischen dem Nockenfolger
(32) und der Zunge (22) bzw. dem Kopfstück (20) und/oder dem Führungsblock ein Stellmechanismus
(34, 36, 38; 54, 56, 58) eingefügt ist, durch den der Bewegungshub mechanisch veränderbar
ist, wobei die Zunge (22) und das Kopfstück (20) und/oder der Führungsblock unabhängig
von der eingestellten Größe des Bewegungshubes stets in dieselbe Ausgangsstellung
(A) zur Übernahme eines Faserbündels (F) mit Ankerplättchen oder Drahtschlinge zurückkehren.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmechanismus
einen schwenkbar gelagerten Hebel (34) aufweist, an dessen einem Ende der Nockenfolger
(32) angeordnet ist und dessen Schwenklager (36) einen einstellbaren Abstand von dem
Nockenfolger (32) aufweist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Zunge
(22) und/oder dem Kopfstück (20) gekoppelte, hin und her bewegbare Antriebsstange
(40) an den Hebel (34) in festem Abstand von dem Nockenfolger (32) angeschlossen ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager
(36) des Hebels (34) durch eine Linearführung (38) geführt ist und der Hebel in der
Ausgangsstellung parallel zur Führungsrichtung der Linearführung steht.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmechanismus
einen hin und her verschiebbar geführten Stößel (50), an dessen einem Ende der Nockenfolger
(32) angeordnet ist, eine mit der Zunge (22) und/oder dem Kopfstück (20) gekoppelte
Antriebsstange (52) und ein die einander zugewandten Enden des Stößels und der Antriebsstange
miteinander kraftschlüssig verbindendes Gestänge (54, 56) aufweist.
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge zwei
an je einem Ende gelenkig miteinander verbundene Koppelglieder (54, 56) aufweist,
die am anderen Ende gelenkig an dem Stößel (50) bzw. der Antriebsstange (52) angeschlossen
sind.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelglieder
(54, 56) an ihren gelenkig miteinander verbundenen Enden auf einer Bahn zwangsgeführt
sind, deren Neigung zur Bewegungsrichtung des Stößels (50) bzw. der Antriebsstange
(52) einstellbar veränderlich ist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwangsführung
der Koppelglieder (54, 56) durch eine Führungskulisse (58) bewerkstelligt ist, deren
dem Nockenfolger (32) benachbartes Ende um eine feste Achse verschwenkbar ist.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel
(α) der Führungskulisse (58) durch eine Steuereinrichtung verstellbar ist, die eine
Nockenwelle mit einem auf deren Nocken (70) laufenden Nockenfolger (72), der an einem
Ende eines schwenkbaren Hebels (74) angeordnet ist, und eine an das andere Ende des
Hebels (74) angeschlossene Betätigungsstange (62) aufweist, die den Hebel (74) mit
der Führungskulisse (58) verbindet.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Hebel
(74) ein Langloch (76) aufweist, an dem die Betätigungsstange (62) verschiebbar angeschlossen
ist.