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Die Erfindung betrifft ein Entnadelungswerkzeug mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Aus der Praxis sind manuelle Entnadelungswerkzeuge für Nadelbretter bekannt, die von einem Bediener über die Nadeln gesteckt werden, wobei für defekte, insbesondere verbogene oder abgebrochene Nadeln ein Kippen und Einfangen der Nadelspitze in Schräglage des Werkzeugs erforderlich ist.
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Die
DE 10 2011 016 755 B3 lehrt den Einsatz eines Knickarmroboters zum automatischen Auf- und Abrüsten sowie Instandhalten eines Nadelbrettes, was einen relativ hohen Bau- und Programmieraufwand erfordert.
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Aus der
DE 37 43 979 C1 ist es bekannt, zum Endnadeln einen Ausdruckstößel gegen die Spitze der Nadel zu drücken und die Nadel mit einer linearen Vorschubbewegung auszustoßen. Mit einem separaten Sensor wird die Nadelqualität vor dem Ausstoßen überprüft.
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Die
DE 20 2013 104 925 U1 offenbart eine Ausstoßhülse und eine Zustelleinrichtung, die nur eine lineare Zustellbewegung längs der Nadelachse ausführt.
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DE 19 12 670 U zeigt ein manuelles Werkzeug zum Aufsetzen auf eine Nadel, wobei das Austreiben der Nadel mit einem Hammer erfolgt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Entnadelungstechnik aufzuzeigen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. Die beanspruchte Entnadelungstechnik, insbesondere das Entnadelungswerkzeug, die Entnadelungseinrichtung und das Entnadelungsverfahren, haben verschiedene Vorteile.
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Zum einen kommen sie mit einem niedrigen Bau-, Kosten- und Platzaufwand aus. Der Entnadelungsprozess kann schnell und sicher erfolgen. Mit dem Entnadelungswerkzeug können intakte und defekte Nadeln erfasst und aus dem Nadelbrett zumindest teilweise ausgetrieben werden. Eine eventuell vorhandene Abzieheinrichtung kann die teilweise ausgetriebenen Nadeln vollends vom Nadelbrett entfernen.
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Ein linear sowie drehend bewegliches und dabei motorisch angetriebenes Austreibmittel kann sowohl intakte, wie auch defekte Nadeln erfassen und austreiben. Durch die Rotation können auch defekte, insbesondere verbogene Nadeln vom hohlen Austreibmittel erfasst und mitgenommen sowie beim Vorschub ausgetrieben werden. Die jeweils angetriebene Rotationsbewegung und axiale bzw. lineare Vorschubbewegung können einander überlagert werden. In einer Prozessvariante können alle Nadeln mit einer Dreh- und Vorschubbewegung ausgetrieben werden.
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Für intakte Nadeln genügt der axiale bzw. lineare Vorschub, wobei die Rotation entfallen kann. Der Austreibprozess kann bei intakten Nadeln schneller ablaufen. Hierbei kann insbesondere die Vorschubgeschwindigkeit höher als beim Fangen von defekten Nadeln mit überlagerter Rotation sein. Dies erlaubt in einer anderen Prozessvariante eine Leistungssteigerung, wenn defekte Nadeln durch einen vorherigen Detektionsvorgang gefunden und lokalisiert werden, wobei die kombinierte Vorschub- und Rotationsbewegung nur bei diesen defekten Nadeln ausgeführt wird. Die anderen intakten Nadeln können mit dem schnelleren Vorschub ohne Rotation ausgetrieben werden.
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Das Austreibmittel weist in der bevorzugten und besonders effektiven Ausführungsform eine längliche Austreibhülse mit einer axialen und bevorzugt zentralen Bohrung und einem seitlichen Axialschlitz am Hülsenmantel auf. Die Bohrung kann sacklochartig ausgebildet sein und sich samt des Axialschlitzes nur über einen Teilbereich der Hülsenlänge erstrecken.
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Das Austreibmittel wird zum Austreiben einer Nadel mit seiner Zentral- und Vorschubachse fluchtend zur Längsachse der Nadel ausgerichtet. Die Vorschubbewegung und ggf. die Rotationsbewegung erfolgen um und entlang der Zentral- und Vorschubachse des Austreibmittels. Bei der Rotation der Austreibhülse kann eine verbogene Nadel im seitlichen Axialschlitz gefangen und aufgenommen werden. Geringfügig verbogene Nadelspitzen können dabei wieder zumindest annähernd in die Soll-Lage ausgerichtet werden. Bei größeren Verbiegungen kann die Nadelspitze abgetrennt, insbesondere abgeschert und aus dem seitlichen Axialschlitz wieder ausgeworfen werden. Hierfür ist es von Vorteil, wenn das Entnadelungswerkzeug und die Nadeln beim Entnadelungsprozess im Wesentlichen horizontal ausgerichtet werden.
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Für das Einfangen einer verbogenen Nadelspitze ist es vorteilhaft, wenn der seitliche Axialschlitz an der frontseitigen Mündung eine die Schlitzmündung erweiternde Schräge aufweist. Die andere Seitenwand kann gerade bzw. axial ausgerichtet sein. Sie kann in Rotationsrichtung der Austreibhülse vorn liegen.
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Für das sichere Einfangen und Austreiben von intakten und vor allem auch defekten, insbesondere verbogenen, Nadeln ist es von Vorteil, wenn das rotierende Austreibmittel, insbesondere eine Austreibhülse, beim axialen Vorschub gerade und starr entlang der Zentral- und Vorschubachse geführt ist. Hierdurch kann ein seitliches Auswandern oder Taumeln des Austreibmittels vermieden werden. Ein Taumeln hat sich in einigen Einsatzfällen als ungünstig erwiesen.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis zwischen der Rotationsgeschwindigkeit und der Vorschubgeschwindigkeit des Austreibmittels eingestellt werden kann. Zwischen den beiden Geschwindigkeiten gibt es je nach Art der Nadeln ein optimales Verhältnis für das sichere Fangen defekter, insbesondere verbogener, Nadeln.
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Ferner ist es in diesem Zusammenhang und auch generell günstig, wenn das Entnadelungswerkzeug einen Vorschubantrieb und einen Drehantrieb für das Austreibmittel aufweist. Dies sind bevorzugt separate bzw. getrennte Antriebe, die auch unterschiedlich eingestellt bzw. gesteuert oder auch geregelt werden können.
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Bei dem hohlen Austreibmittel, insbesondere der Austreibhülse ist der vordere Frontbereich besonders mechanisch belastet. Für dessen Stabilität ist es vorteilhaft, wenn eine im Wesentlichen plane Stirnwand vorhanden ist. Diese kann randseitig von einer ringförmigen einheitlichen äußeren Phase umgeben sein.
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Zum Fangen einer defekten, insbesondere verbogenen Nadel ist es günstig, wenn der seitliche Axialschlitz mit seiner Hauptebene im Wesentlichen radial zur Zentralachse und der bevorzugt zentralen Bohrung ausgerichtet ist. Der seitliche Axialschlitz weist vorteilhafterweise parallele Seitenwände auf. Im vorderen Bereich des Austreibmittels, insbesondere der Austreibhülse und deinem dortigen Kopfteil kann die Schlitzweite relativ klein sein. Sie kann sich in dem an das Kopfteil anschließenden hinteren Schlitzbereich beidseitig in einer Auskehlung erweitern. Die Ausweitung kann gerundete vordere und rückwärtige Bereiche aufweisen. Diese Ausbildung ist kosten- und fertigungsgünstig. Außerdem erleichtert die beidseits verbreitete Auskehlung den Auswurf von abgetrennten Nadelspitzen.
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Die Entnadelungseinrichtung weist für die relative Positionierung des Nadelbretts und seiner Nadeln einerseits und des Entnadelungswerkzeugs andererseits einen geeigneten und bevorzugt mehrachsigen Manipulator auf. Dieser kann das Entnadelungswerkzeug und/oder das Nadelbrett bewegen. Vorzugsweise ist das Entnadelungswerkzeug stationär angeordnet und der Manipulator bewegt das Nadelbrett. Für die besagte Relativbewegung ist der Manipulator bevorzugt mehrachsig ausgebildet. Der Manipulator kann für die Positionieraufgaben exakt gesteuert werden und ist hierfür mit einer entsprechenden Steuerung und einer Referenzierungseinrichtung zur Lagedefinition des Nadelbretts relativ zum Manipulator ausgerüstet. Die Entnadelungseinrichtung kann ferner eine Detektionseinrichtung für defekte Nadeln aufweisen. Diese arbeitet bevorzugt optisch und kann insbesondere als Kamera ausgebildet sein, welche ebenfalls mit der Steuerung verbunden ist und die defekten Nadeln auch exakt lokalisieren kann.
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In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
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1: eine Entnadelungseinrichtung in einer perspektivischen Gesamtansicht,
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2: eine perspektivische Detailansicht eines Entnadelungswerkzeugs mit einer Detektionseinrichtung für defekte Nadeln und einer Abzieheinrichtung in Verbindung mit einem Manipulator zur mehrachsigen Bewegung eines Nadelbretts,
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3: eine Schemadarstellung von Entnadelungswerkzeug und Nadelbrett mit intakten und defekten Nadeln,
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4: eine Schemadarstellung des Zusammenwirkens von Entnadelungswerkzeug, Nadelbrett und Abzieheinrichtung,
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5 und 6: das Entnadelungswerkzeug mit Austreibmittel und Antrieben in verschiedenen perspektivischen Ansichten
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7: eine abgebrochene und vergrößerte perspektivische Ansicht des vorderen Endes einer Austreibhülse,
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8 bis 11: die Austreibhülse von 7 in verschiedenen Seitenansichten und einer Frontansicht sowie einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie X-X von 11,
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12 und 13: vergrößerte Details XII und XIII von 9 und 10,
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14: eine andere abgebrochene perspektivische Ansicht des vorderen Endes der Austreibhülse.
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Die Erfindung betrifft ein Entnadelungswerkzeug (2) und eine mit einem solchen Entnadelungswerkzeug (2) ausgerüstete Entnadelungseinrichtung (1). Die Erfindung betrifft ferner ein Entnadelungsverfahren.
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Das Entnadelungswerkzeug (2) und die Entnadelungseinrichtung (1) sowie das Entnadelungsverfahren dienen dazu, intakte Nadeln (4) und defekte Nadeln (5) aus einem Nadelbrett (3) auszutreiben. Die Nadel (4, 5) wird dabei mit einer von ihrer Spitze (6) her einwirkenden Kraft und Bewegung nach hinten aus dem Nadelbrett (3) zumindest teilweise ausgeschoben oder ausgestoßen. Eine teilweise ausgeschobene bzw. ausgetriebene Nadel (4, 5) kann an der gegenüberliegenden Seite des Nadelbretts (3) von einer Abzieheinrichtung (31) gegriffen und aus dem Nadelbrett (3) entfernt werden. Die Abzieheinrichtung (31) kann Bestandteil der Entnadelungseinrichtung (1) sein.
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3 und 4 verdeutlichen in einer Schemadarstellung die Form der Nadeln (4, 5). Sie weisen einen vorzugsweise geraden Schaft auf, der am rückwärtigen Ende umgebogen ist. Die bevorzugt rechtwinklige Umbiegung wird als Crank (8) oder Krücke bezeichnet. Die Nadel (4, 5) weist am vorderen Ende eine Nadelspitze (6) mit einem relativ geringen Durchmesser auf. Im Bereich der Nadelspitze (6) können am seitlichen Schaftbereich und an der Spitze Vorsprünge oder Widerhaken angeordnet sein. Die Nadelspitze (6) kann eine Länge von mehreren Zentimetern haben. An die Nadelspitze (6) schließt sich in Richtung zum hinteren Nadelende mindestens eine Schaftverdickung (7) an. Diese kann einen Austreibwiderstand für das Austreibwerkzeug (2) bilden. In den gezeigten Ausführungsformen ist der Nadelquerschnitt im Wesentlichen kreisrund oder oval ausgebildet. Er kann alternativ zumindest bereichsweise eine andere, z.B. prismatische oder sternförmige Gestalt haben.
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Die Nadeln (4, 5) sind mit ihrem verdickten rückwärtigen Bereich in eine Öffnung (10) des Nadelbretts (3) klemmend eingesetzt und orthogonal zur Brettebene ausgerichtet. Der Crank (8) liegt an der der Nadelspitze (6) gegenüberliegenden Rückseite des Nadelbretts (3). Das Nadelbrett (3) wird bei einer Nadelmaschine eingesetzt, mit der textile Fasermaterialien, insbesondere Non-Woven-Faserbahnen oder Faservliese vernadelt und verfestigt werden. Die gezeigten Nadeln (4, 5) sind hierfür entsprechend ausgebildet. Alternativ können das Nadelbrett (3) und die Nadeln (4, 5) anderen Zwecken dienen und einer entsprechend andere Ausbildung haben.
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Wie 3 verdeutlicht, sind die intakten Nadeln (4) gerade und entlang ihrer zentralen Längsachse (9) ausgerichtet. Beim Vernadelungsprozess können einzelne Nadeln beschädigt werden. Diese in 3 gezeigten defekten Nadeln (5) sind z.B. im Bereich der Nadelspitze (6) verbogen. Sie können auch verbogen und abgebrochene Nadelspitzen (6) aufweisen. Mit dem Entnadelungswerkzeug (2) können sowohl intakte Nadeln (4) wie auch defekte Nadeln (5) aus dem Nadelbrett (3) ausgetrieben werden.
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Das Entnadelungswerkzeug (2) weist ein hohles mechanisches Austreibmittel (11) für intakte und defekte Nadeln (4, 5) auf. Das Austreibmittel (11) kann gedreht sowie linear bewegt werden und wird dabei motorisch angetrieben. Das Austreibmittel (11) weist eine bevorzugt zentrale und längsgerichtete Achse (17) auf. Die Zentralachse (17) ist zugleich die Vorschubachse für die lineare Vorschubbewegung und die Drehachse für die Rotationsbewegung des Austreibmittels (11).
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Das Austreibmittel wird gemäß 3 zum Austreiben einer Nadel (4, 5) mit seiner Zentral- und Vorschubachse (17) fluchtend zur Längsachse (9) der betreffenden Nadel (4, 5) ausgerichtet. Das um die Zentralachse (17) rotierende Austreibmittel (11) wird beim axialen Vorschub exakt gerade und starr entlang der Zentral- und Vorschubachse (17) geführt.
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Das Verhältnis zwischen Rotationsgeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit des Austreibmittels (11) kann auf einen geeigneten Wert eingestellt werden. Dieser kann z.B. durch Versuche ermittelt oder aus einer Technologie-Datenbank bezogen werden. Das besagte Geschwindigkeitsverhältnis kann ggf. auch gesteuert oder geregelt werden.
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Die Entnadelungseinrichtung (1), insbesondere das Entnadelungswerkzeug (2) weist einen Vorschubantrieb (29) und einen Drehantrieb (28) für das Austreibmittel (11) auf. Hierbei handelt sich vorzugsweise um separate bzw. getrennte motorische Antriebe (28, 29). Diese können z.B. als Elektromotoren, Luftmotoren oder dgl. ausgebildet sein. Die Antriebe (28, 29) können ggf. in gegenseitiger Abhängigkeit und unter Beachtung des optimierten Geschwindigkeitsverhältnisses eingestellt, vorzugsweise gesteuert oder ggf. auch in Verbindung mit einer entsprechenden Sensorik geregelt werden.
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Das Austreibmittel (11) kann in beliebig geeigneter Weise ausgebildet sein. In den gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispielen weist das Austreibmittel (11) eine längliche Austreibhülse (12) auf, welche eine axiale und bevorzugt zentrale Bohrung (18) und einen seitlichen Axialschlitz (20) am Hülsenmantel (19) aufweist. Die Längsachse der Austreibhülse (12) ist die besagte Zentralachse (17).
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Die Austreibhülse (12) bzw. der Hülsenmantel (19) hat vorzugsweise eine gerade Form und einen z.B. kreisrunden oder ovalen Außenumfang. Alternativ ist eine prismatische Umfangskontur möglich. Die schlanke Austreibhülse (12) hat einen so kleinen Durchmesser, dass sie beim Austreiben einer Nadel (4, 5) genügend Abstand zu den Nachbarnadeln im Nadelbrett (3) hat.
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Der seitliche Axialschlitz ist mit seiner zentralen Hauptebene bevorzugt radial zur Zentralachse (17) ausgerichtet. Die seitlichen Schlitzwände können parallel zueinander und zur besagten Hauptebene ausgerichtet sein. Der seitliche Axialschlitz (20) reicht in der Tiefe bis zur Bohrung (18) und mündet dort. Der seitliche Axialschlitz (20) ist dadurch am Hülsenmantel (19) nach außen und nach innen zur Bohrung (18) offen.
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Wie 8 bis 10 verdeutlichen, gliedert sich das Austreibmittel (11), insbesondere die Austreibhülse (12), in einen vorderen hohlen Endbereich (15) und einen hinteren z.B. massiven Endbereich (16). Die axiale Bohrung (18) und der Axialschlitz (20) sind am vorderen Endbereich (15) des Austreibmittels (11), insbesondere der Austreibhülse (12), angeordnet. Sie sind in ihrer Weite an die Breite der Nadelspitze (6) angepasst.
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Die axiale Bohrung (18) und der seitliche Axialschlitz (20) sind bevorzugt gleich lang. Sie reichen ausgehend von der Frontseite nur über einen Teil der Länge des Austreibmittels (11), insbesondere der Austreibhülse (12). Ihre Länge ist auf die Länge der Nadelspitze (6) bis zu einem Austreibwiderstand (7), insbesondere der besagten Schaftverdickung, abgestimmt. Das Austreibmittel (11), insbesondere die Austreibhülse (12), kann somit beim Austreiben die Nadelspitze (6) in ihrer axialen Bohrung (18) und in ihrem seitlichen Axialschlitz (20) aufnehmen.
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Der seitliche Axialschlitz (20) weist an einem vorderen Ende der Austreibhülse (12) und einem dortigen Kopfteil (22) eine Weite auf, die dem Durchmesser der axialen Bohrung (18) entspricht. Die seitlichen und bevorzugt parallelen Schlitzwände schließen gemäß 11 im wesentlichen tangential an den Umfang der bevorzugt kreisrunden Bohrung an.
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An seinem hinteren und an das Kopfteil (22) anschließenden Bereich kann der seitliche Axialschlitz (20) eine beidseitig verbreiterte Schlitzweite (21) und ggf. eine Auskehlung aufweisen. Die Schlitzweite ist hier größer als im Bereich des Kopfteils (22). Das rückwärtige Ende der Auskehlung (21) bzw. des Axialschlitz (20) ist gemäß 10, 11 und 14 gerundet. Desgleichen ist auch die Stufe am Übergang zum Kopfteil (22) gerundet. Die Auskehlung (21) kann z.B. durch einen Scheibenfräser und der schmalere Schlitzbereich am Kopfteil (22) durch ein Erodierwerkzeug gebildet werden. Die Schlitzerweiterung (21) ist vorteilhaft, aber nicht zwingend notwendig.
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Die axiale Bohrung (18) und der seitliche Axialschlitz (20) haben am vorderen Ende der Austreibhülse (12), insbesondere des Kopfteils (22), eine gemeinsame Mündung (23). Eine Seitenwand des Axialschlitzes (20) weist an der Mündung (23) eine Schräge (26) auf, welche die stirnseitige Schlitzmündung nach außen hin erweitert. Die Schräge (26) ist gegenüber der angrenzenden Schlitzwand in zwei Richtungen geneigt. Sie aus der Schlitzwandebene nach außen schräg abgewinkelt und außerdem um die Längsrichtung der Schlitzwand gedreht.
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Die Schräge (26) ist vorzugsweise als ebener Wandbereich ausgebildet. Sie kann von vorn gemäß 11 gesehen einen spitzen Winkel von z.B. 20° bis 50°, vorzugsweise ca. 30°, mit der Zentralachse (17) einschließen. Die andere und gegenüber liegende Schlitzwand kann eine gerade und axiale Ausrichtung haben.
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In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform liegt in der bei 5 durch einen Pfeil angedeuteten Drehrichtung der Austreibhülse (12) die gerade und axiale Schlitzwand vorn. Bei der Rotation gerät Sie dadurch zuerst in Eingriff mit einer gebogenen Nadelspitze (6) einer defekten Nadel (5) und nimmt diese mit. Die in Drehrichtung weiter hinten liegende Schräge (26) kann das Eindringen der besagten Nadelspitze (6) in den seitlichen Axialschlitz (20) unterstützen und kann als schräge Angleitfläche wirken.
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Die Austreibhülse (12) kann an ihrem vorderen Ende eine im Wesentlichen plane Stirnwand aufweisen. Diese umgibt die besagte Mündung (23). Die Stirnwand kann eben oder mit einer leichten konvexen Wölbung ausgebildet sein. Sie kann rechtwinklig zur Zentralachse (17) ausgerichtet sein. Ferner kann die Austreibhülse (12) am besagten vorderen Ende randseitig eine ringförmige einheitliche äußere Fase (24) aufweisen. Diese grenzt an die plane Stirnwand an. An der Mündung (23) der axialen Bohrung (18) ist eine innere Fase (25) angeordnet.
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Zum Austreiben einer Nadel (4, 5) werden das Austreibmittel (11), insbesondere die Austreibhülse (12), und die besagte Nadel (4, 5) koaxial zueinander ausgerichtet, wobei das Austreibmittel (11) anschließend axial vorgeschoben wird und dabei ggf. um die Zentralachse (17) rotiert. Die gerade Nadelspitze (6) einer intakten Nadel (4) oder einer zwar abgebrochenen, aber immer noch geraden Nadel (5) taucht widerstandsfrei in die axiale Bohrung (18) ein.
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Am Ende der axialen Vorschubbewegung schlägt das Austreibmittel (11) mit seinem vorderen Ende, insbesondere mit der Mündung (23), an einem Austreibwiderstand (7), z.B. einer Schaftverdickung oder einem anderen seitlich Vorsprung, der Nadel (4, 5) an und drückt dann bei einer fortgesetzten Vorschubbewegung die besagte Nadel nach hinten aus der Öffnung (10) im Nadelbrett (3). Die Nadel (4, 5) kann dabei vollständig oder teilweise aus dem Nadelbrett (3) geschoben werden.
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Die Rotation des Austreibmittels (11) umd die Zentralachse (17) ist nur bei einem Austreiben einer defekten Nadel (5) mit einer verbogenen Nadelspitze (6) erforderlich. Durch die Rotation wird die verbogene Nadelspitze (6) im seitlichen Axialschlitz (20) gefangen und aufgenommen. Eine stärker verbogene Nadelspitze (6) kann dabei abgetrennt, insbesondere abgeschert werden. Die abgetrennte Nadelspitze (6) kann aus dem hinteren erweiterten Schlitzbereich (21) bzw. aus der Auskehlung ausgeworfen werden. Über den weiteren Vorschubweg wird die defekte Nadel (5) in der vorerwähnten Weise durch Anschlag des vorderen Endes des Austreibmittels (11) am Austreibwiderstand (7) nach hinten aus der Aufnahmeöffnung (10) ausgeschoben bzw. ausgestoßen.
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Die auf der gegenüberliegenden Seite des Nadelbretts (3) angeordnete Abzieheinrichtung (31) kann eine steuerbare Zange oder ein anderes geeignetes Greifinstrument zum bevorzugt mechanischen Greifen des rückwärtigen Nadelendes, insbesondere des Cranks (8), aufweisen und bei einer Rückzugbewegung die gefasste Nadel (4, 5) aus dem Nadelbrett (3) herausziehen. Die freigelegte Nadel kann wiederverwendet oder verworfen werden. Sie kann dabei einer z.B. optischen Prüfung unterzogen und klassifiziert werden. Die Abzieheinrichtung (31) kann Bestandteil einer Benadelungseinrichtung sein, mit der anschließend neue Nadeln oder wiederverwendete gebrauchte Nadeln in die Öffnungen (10) des Nadelbretts (3) eingesetzt werden.
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Das Austreibmittel (11), insbesondere die Austreibhülse (12), ist an ihrem hinteren Endbereich (16) einerseits mit einer Aufnahme (27), insbesondere einer Hülsenaufnahme, verbunden. Hierbei kann eine Lagerung (13) zwischen der Aufnahme (27) und dem Austreibmittel (11) vorhanden sein. Die Lagerung (13) kann z.B. eine Gleit- oder Wälzlageranordnung, insbesondere eine gespannte Schräglageranordnung, aufweisen. Diese kann sowohl einkombiniertes Radiallager und Axiallager bilden. Durch die Lagerung (13) sind eine präzise konzentrische Drehlagerung und ein exakter Rundlauf des Austreibmittels (11) gewährleistet.
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Die Aufnahme (27) ist mit einem der beiden Antriebe (28, 29), insbesondere dem Drehantrieb (28), verbunden. Der Drehantrieb (28) kann seinerseits am Vorschubantrieb (29) angeordnet oder von diesem beaufschlagt sein. Die Aufnahme (27) und das Austreibmittel (11) sind beim Vorschub entlang der Zentralachse (17) exakt gerade und starr geführt. Hierfür kann z.B. die Aufnahme (27) an einer schlittenartigen Geradführung gelagert und geführt sein. Beim Vorschub kann der Drehantrieb (28) mitbewegt werden.
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Für das besagte Austreiben werden die beaufschlagte Nadel (4, 5) bzw. das Nadelbrett (3) und das Entnadelungswerkzeug (2) relativ zueinander bewegt und positioniert. Hierfür ist ein steuerbarer Manipulator (30) vorgesehen, der mit einer nicht dargestellten Steuerung der Entnadelungseinrichtung (1) verbunden ist. Der Manipulator (30) kann das Entnadelungswerkzeug (2) oder das Nadelbrett (3) oder beide relativ zueinander bewegen.
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In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform bewegt der Manipulator (30) das Nadelbrett (3) und positioniert es mit der jeweils auszutreibenden Nadel (4, 5) gegenüber dem an einem Gestell (14) stationär gehaltenen Entnadelungswerkzeug (2). Die Abzieheinrichtung (31) kann ebenfalls stationär und dem Entnadelungswerkzeug (2) axial gegenüberliegend am Gestell (14) der Entnadelungseinrichtung (1) angeordnet sein.
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Der Manipulator (30) hat bevorzugt mehrere Bewegungsachsen, die in 1 und 3 durch Pfeile symbolisiert sind. Er kann dabei eine beliebige Zahl und Kombination von rotatorischen und/oder translatorischen Bewegungsachsen haben. In den gezeigten Ausführungsformen besitzt der Manipulator (30) zwei oder mehr orthogonale und bevorzugt vertikal und horizontal ausgerichtete lineare Bewegungsachsen. Er ist z.B. Kreuzschlittenantrieb oder als programmierbarer Linearroboter ausgebildet. Alternativ ist eine Ausbildung als Gelenkarmroboter möglich.
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Der Manipulator (30) nimmt das Nadelbrett (3) in einer definierten bzw. referenzierten Lage auf. Die Steuerung kennt dadurch sowohl die Form, Abmessungen und Lage des Nadelbretts (3), als auch das Lochbild und die Position der darin enthaltenen Nadeln (4, 5). Der Manipulator (30) kann daher exakt die auszutreibende Nadel (4, 5) und das Entnadelungswerkzeug (2) koaxial und relativ zueinander positionieren.
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Das Nadelbrett (3) ist beim Entnadelungsprozess vorzugsweise vertikal ausgerichtet, wobei die Nadeln (4, 5) eine horizontale Lage einnehmen. Das Entnadelungswerkzeug (2) und seine Wirkrichtung, insbesondere die Zentralachse (17), sind ebenfalls horizontal ausgerichtet. Abgebrochene Nadelspitzen (6) können dadurch nach unten fallen und den Prozessbereich verlassen. In einer anderen Ausführungsform kann das Nadelbrett (3) eine aufrechte und leicht geneigte Lage einnehmen, wobei die Nadeln (4, 5) und die Zentralachse (17) entsprechend quer, insbesondere orthogonal, dazu ausgerichtet sind.
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In einer ersten konstruktiven und verfahrenstechnischen Ausführungsform wird das Austreibmittel (11) beim Austreiben aller Nadeln (4, 5) axial vorgeschoben und dabei gedreht. Hierdurch findet beim Austreiben eine automatische Erkennung und ggf. Abtrennung verbogener Nadelspitzen (6) statt. Diese Ausführungsform ist besonders kostengünstig, weil das Entnadelungswerkzeug (2) zugleich die Detektion und Behandlung defekter Nadeln (5) bewirkt.
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In einer anderen Ausführungsform werden defekte Nadeln (5) vor dem Austreiben auf andere Weise erfasst und detektiert. Dies kann durch eine geeignete Detektionseinrichtung (32) erfolgen. Diese kann z.B. eine optische Detektion durchführen und ist zu diesem Zweck als elektronische und digitale Messkamera ausgebildet. Sie erfasst optisch die Qualität der Wirkbereiche der Nadeln (4, 5), insbesondere der Nadelspitzen (6). Sie kann dabei Verbiegungen einer Nadelspitze (6), abgebrochene Nadelspitzen (6) oder auch Verschleiß oder anderweitige Abnutzungserscheinungen oder Defekte erkennen. Die Detektionseinrichtung (32) ist mit der besagten Steuerung verbunden und kann bei der Detektion der Nadelqualität auch die exakte Position der betreffenden Nadel (4, 5) erfassen und an die Steuerung melden.
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Die Detektionseinrichtung (32) und das Nadelbrett (3) können auf verschiedene Arten realtiv zueinander bewegt werden. In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform gemäß 2 ist die Detektionseinrichtung (32) stationär am Gestell (14) angeordnet und befindet sich z.B. unterhalb des Entnadelungswerkzeugs (2) mit frontaler Blickrichtung auf die Nadeln (4, 5). Das Nadelbrett (3) wird vom Manipulator (30) relativ zur Detektionseinrichtung (32) bewegt.
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Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere könnend die Merkmale der Ausführungsbeispiele und der genannten Varianten in beliebiger Weise miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Entnadelungseinrichtung
- 2
- Entnadelungswerkzeug
- 3
- Nadelbrett
- 4
- Nadel intakt
- 5
- Nadel defekt
- 6
- Spitze, Nadelspitze
- 7
- Austreibwiderstand, Schaftverdickung
- 8
- Crank
- 9
- Längsachse
- 10
- Öffnung
- 11
- Austreibmittel
- 12
- Austreibhülse
- 13
- Lagerung
- 14
- Gestell
- 15
- Endbereich vorn
- 16
- Endbereich hinten
- 17
- Zentralachse
- 18
- Bohrung
- 19
- Mantel
- 20
- Axialschlitz
- 21
- erweiterter Schlitzbereich, Auskehlung
- 22
- Kopfteil
- 23
- Mündung
- 24
- Fase außen
- 25
- Fase innen
- 26
- Schräge
- 27
- Aufnahme, Hülsenaufnahme
- 28
- Drehantrieb
- 29
- Vorschubantrieb
- 30
- Manipulator, Positioniereinrichtung
- 31
- Abzieheinrichtung
- 32
- Detektionseinrichtung, Kamera
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011016755 B3 [0003]
- DE 3743979 C1 [0004]
- DE 202013104925 U1 [0005]
- DE 1912670 U [0006]
