DE4114297C2 - Vorrichtung zum Stopfen und Verankern von Borstenbündeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Stopfen und Verankern von Borstenbündeln in Löcher eines Bürstenkörpers, wobei die Vorrichtung ein Stopfwerkzeug sowie eine Zu­ führeinrichtung zum Zuführen von Befestigungsanker-Strangmate­ rial zu dem Stopfwerkzeug aufweist.

Beim Stopfen von Bürsten werden die Borstenbündel zusammen mit Befestigungsankern in Löcher des Bürstenkörpers eingestopft und dadurch mit diesem verbunden. Diese Befestigungsanker können aus Runddrahtschlingen oder Plättchen gebildet sein. Der Runddraht bzw. der Flachdraht für die Plättchen werden dem Stopfwerkzeug als Strangmaterial zugeführt.

Aus der DE-OS 25 52 213 ist eine Zuführeinrichtung bekannt, mittels der Borstenmaterial von Vorratsspulen einem Stopfwerk­ zeug zugeführt wird. Der Antrieb eines Vorschubrades erfolgt über ein Schaltrad mit Schaltklinke. Dabei wird der Vorschub über zwei gegeneinander drückende Räder, nämlich das Vorschub­ rad und ein Andruckrad, von denen das Vorschubrad vom Schaltrad angetrieben wird, vorgenommen. Die Schaltklinke wird von einem Exzenter aus betätigt.

Würde eine solche Vorrichtung zum Zuführen von Strangmaterial für Befestigungsanker verwendet werden, ist nachteilig, dass für jede Drahtlänge ein dazu passendes Schaltrad benötigt wird. Ein solches Schaltrad hätte dann eine bestimmte Zähnezahl, aus der sich eine definierte Ankerlänge ergibt, die somit nur durch Austausch des Schaltrades mit entsprechendem Aufwand variiert werden könnte.

Aus der DE-OS 29 03 399 ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Zuführeinrichtung für Ankerplättchen-Metallband aufweist, bei der der Vorschub des Metallbandes durch einen Exzenter-Antrieb erfolgt. Auch bei dieser Anordnung ist die Vorschub-Länge durch den Exzenter-Antrieb festgelegt und kann ebenfalls nur aufwändig durch Austausch des Exzenters variiert werden.

Insbesondere bei der Befestigung mit Ankerplättchen ist es wünschenswert, die Ankerlänge dem jeweiligen Anwendungsfall anzupassen. Die Bürstenkörper bestehen häufig aus unterschied­ lichem Material und es ist dementsprechend eine Anpassung der jeweiligen verwendeten Plättchenanker erforderlich. Verwendet man einen harten Kunststoff, so führt ein zu langer Plättchen­ anker leicht zu Rissen, während in einem weichem Kunststoffma­ terial der gleiche Anker das Borstenbündel nicht genügend festhalten würde. Zur Anpassung an die unterschiedlichen Mate­ rialien müsste das Ankerplättchen in seiner Länge einige hun­ dertstel Millimeter variiert werden. Dies ist jedoch mit den bekannten Zuführeinrichtungen bei vertretbarem Aufwand nicht möglich.

Üblicherweise variieren die Plättchenanker in ihrer Länge zwi­ schen etwa 1,8 und 5,5 Millimetern.

Bei Verwendung von Runddraht als Strangmaterial wird dieser um das gefaltete Borstenbündel herum zu einer Schlinge gebogen und in das entsprechende Bürstenkörperloch eingestopft. Übliche Drahtlängen bei solchen Runddrahtschlingen bewegen sich etwa im Bereich zwischen 8 und 40 Millimetern.

Wegen dieser unterschiedlichen Vorschublängen bei Runddraht­ schlingen und bei Flachdraht-Plättchen werden jeweils unter­ schiedliche Zuführeinrichtungen verwendet. Je nach der vorge­ sehenen Ankerbefestigung ist somit auch ein Austausch zumindest der Zuführeinrichtung für das Strangmaterial erforderlich. Dies ist umständlich und auch zeitaufwändig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zuführ­ einrichtung zu schaffen, die sowohl für Runddrahtschlingen als auch für Plättchenanker eingesetzt werden kann und die auf einfache Weise bezüglich des Vorschubes auch in kleinsten Schritten an die verschiedenen Anwendungen angepasst werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Zuführeinrichtung einen Vorschubantrieb für das Befestigungsanker-Strangmaterial mit einem elektronisch gesteuerten, als Schrittmotor oder Servomotor ausgebildeten Positioniermotor zum in der Vorschublänge variablen, schrittweisen Zuführen von Strangmaterial mit einem Hub im Bereich zwischen hundertstel Millimetern und etwa 40 Millimetern aufweist und dass das Befestigungsanker- Strangmaterial vor dem Vorschubantrieb schlaufenförmig geführt ist.

Mit einem solchen elektronisch gesteuerten, als Schrittmotor oder Servomotor ausgebildeten Positioniermotor kann nun die Zuführlänge des Strangmateriales praktisch beliebig eingestellt werden, wobei auch Veränderungen des Vorschubes im Hundertstelmillimeterbereich möglich sind. Andererseits ist auch gut eine Umstellung von der kleineren Vorschublänge bei Plättchenankern auf die größere Vorschublänge bei Rund­ drahtschlingen möglich. Da diese Zuführeinrichtung universell für die verschiedenen Befestigungsarten eingesetzt werden kann, ist nun ein umständliches und zeitaufwendiges Auswechseln der Zuführeinrichtung nicht mehr erforderlich.

Die Verwendung eines Schrittmotors lässt eine sehr genaue Einstellung der Vorschublänge zu. Schrittmotoren sind auch durch ihre hohe Dynamik in der Lage, das Strangmaterial praktisch "schussweise" mit der geforderten Präzision zuzufüh­ ren. Bei einer Stopfgeschwindigkeit von 600 Bündeln pro Minute wäre pro Zyklus jeweils nur eine Zehntelsekunde Zeit. Nur ein Teil davon steht aber zum Zuführen des Strangmaterial zur Ver­ fügung.

Durch die im Zuführweg vorhandene Schlaufe des Strangmateriales ist ein Ausgleichsbereich zwischen dem Abwickeln des Strangmateriales von der Vorratsspule und dem Zuführen bei der Zuführeinrichtung zum Stopfwerkzeug vorhanden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Vorschubantrieb wenigstens ein Vorschubrad und wenigstens ein Andrückrad aufweist und dass der Positioniermotor gegebenen­ falls unter Zwischenschaltung eines Getriebes mit dem Vor­ schubrad verbunden ist. Der Positioniermotor kann durch Ver­ wendung eines Getriebes der jeweiligen Aufgabe optimal ange­ passt werden. Dieses Getriebe kann gegebenenfalls umsteuerbar oder umbaubar sein, wobei kurze Vorschublängen mit einer Ge­ triebestufe für die Plättchenanker und eine andere Getriebe­ stufe für die langen Runddrahtschlingen vorgesehen sind.

Zweckmäßigerweise ist das Strangmaterial auf einer mit einem Abwickelantrieb verbundenen Vorratsspule aufgewickelt.

Durch diesen Abwickelantrieb wird erreicht, dass das Strangma­ terial praktisch ohne Zugspannung von der Zuführeinrichtung dem Stopfwerkzeug zugeführt werden kann.

Zweckmäßigerweise ist dabei im Bereich zwischen der Vorratsspule und der Zuführeinrichtung eine Spanneinrichtung mit einer schlaufenförmigen Führung für das Strangmaterial vorgesehen, wobei bei dieser Spanneinrichtung eine Messvorrichtung für die Strangspannung angeordnet ist.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzel­ heiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Bürstenstopfma­ schine mit Befestigungsanker-Strangmaterial-Zufüh­ rung,

Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung in Aufsicht,

Fig. 3 eine Teilansicht eines Bürstenkörpers im Bereich ei­ nes Loches mit eingestopftem Borstenbündel und

Fig. 4 eine etwa Fig. 3 entsprechende Darstellung, hier je­ doch mit einem Ankerplättchen.

Eine in den Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung 1 dient zum Stopfen und Verankern von Borstenbündeln 2 in Löcher eines Bürstenkörpers 3.

Diese Vorrichtung 1 weist ein Stopfwerkzeug 4, eine Zuführein­ richtung 5 für Befestigungsanker-Strangmaterial 6, eine ange­ triebene Vorratsspule 7 sowie eine Spanneinrichtung 8 auf.

In den Fig. 3 und 4 sind unterschiedliche Befestigungsarten gezeigt, wobei in Fig. 3 das Borstenbündel 2 mit Hilfe einer Runddrahtschlinge 9 gehalten ist, während das Borstenbündel 2 in Fig. 4 mit einem Plättchenanker 10 gehalten ist. Sowohl die Runddrahtschlinge 9 als auch der Plättchenanker 10 werden von Strangmaterial abgeteilt, wobei das Strangmaterial für die Runddrahtschlinge 9 Runddraht und für den Plättchenanker 10 Flachdraht ist.

Bei Verwendung einer Runddrahtschlinge 9 wird das runde Strangmaterial dem Stopfwerkzeug 4 zugeführt und innerhalb von diesem durch einen Werkzeugschieber in passender Länge abge­ schnitten. Danach wird der Draht um einen Vierkant oder der­ gleichen herumgebogen und mit einer Zunge zum Bürstenkörper 3 verschoben, wobei auf diesem Verschiebeweg das Borstenbündel 2 mitgenommen und in die Bohrung 11 eingedrückt wird. Die Enden der Runddrahtschlinge 9 verankern sich dabei seitlich in den Wandungen der Bohrung.

Bei Verwendung von Plättchenankern 10 wird der zugeführte Flachdraht abgelängt, wobei die Länge geringfügig größer als der Bohrungsdurchmesser ist. Der Plättchenanker 10 schneidet dadurch jeweils einige zentel Millimeter an gegenüberliegenden Seiten der Bohrung ein, wie dies gut auch in Fig. 4 erkennbar ist.

In dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Vor­ richtung 1 weist die Zuführeinrichtung 5 einen Vorschubantrieb 12 mit einem Positioniermotor 13 und einem Getriebe 14 auf.

Außerdem ist ein mit dem Getriebe 14 verbundenes Vorschubrad 15 sowie ein mit diesem zusammenarbeitendes Andrückrad 16 vor­ gesehen.

Zwischen dem Vorschubrad 15 und dem Andrückrad 16 ist das Strangmaterial 6 hindurchgeführt. Durch eine Drehbewegung des Vorschubrades wird das Strangmaterial jeweils um die vorgese­ hene Ankerlänge dem Stopfwerkzeug 4 zugefördert. Durch den vorgesehenen Positioniermotor, der elektronisch gesteuert ist, läßt sich die Vorschublänge des Strangmateriales in weiten Be­ reichen variieren. Bevorzugt wird für den Positioniermotor ein Schrittmotor eingesetzt. Es ist aber auch denkbar, einen Ser­ vomotor vorzusehen.

Das vorgesehene Getriebe 14 dient zur Anpassung des Positio­ niermotors an den jeweiligen Anwendungsfall. Das Getriebe kann auch umsteuer- oder umschaltbar sein, so daß getriebeseitig auf unterschiedliche Basislängen zum einen für Runddraht­ schlingen, zum anderen für Plättchenanker umgestellt werden kann. Die Positionierlänge des Motors würde in diesem Falle praktisch unbeeinflußt bleiben.

Insbesondere bei Verwendung eines Schrittmotors könnte dieser auch direkt das Vorschubrad 15 antreiben, wobei die passende Vorschublänge an der zugehörigen elektronischen Ansteuerschal­ tung vorgegeben werden kann. Es ist dabei auch eine genaue An­ passung der Strangmaterial-Länge möglich, wobei auch Längenän­ derungen im Bereich von hundertstel Millimetern vorgesehen sein können. Dies ist insbesondere bei Verwendung von Plätt­ chenankern 10 vorteilhaft, da deren Länge in der Praxis nicht nur vom Durchmesser der Bohrung 11 im Bürstenkörper 3, sondern auch vom jeweils verwendeten Bürstenkörper-Material abhängig ist. Dies kann nun durch Feineinstellung der Plättchenanker­ länge auf einfache Weise berücksichtigt werden.

Da die Zykluszeit für das Zuführen des Strangmateriales sehr kurz ist und beispielsweise eine zehntel Sekunde beträgt, darf das Strangmaterial vor der Zuführeinrichtung 5 nur eine ge­ ringe Zugspannung aufweisen. Da es in der Regel von einer Vor­ ratsspule 7 entnommen wird, ist für diese Vorratsspule ein Ab­ wickelantrieb 17 vorgesehen. Außerdem ist zwischen der Vor­ ratsspule 7 und der Zuführeinrichtung 5 noch die Spanneinrich­ tung 8 mit einer schlaufenförmigen Führung für das Strangmate­ rial 6 vorgesehen.

Die hier gebildete Strangmaterial-Schlaufe dient zur Bereit­ stellung von genügend Strangmaterial für das jeweilige ruckar­ tige Zuführen zum Stopfwerkzeug 4 und auch zur Konstanthaltung des Strangmaterial-Zuges. Die Spanneinrichtung 8 weist zwei Umlenkrollen 18 sowie eine dazwischen befindliche Tänzerrolle 19 auf, wobei die Höhenlage der Tänzerrolle eine Maß für die Strangmaterialspannung ist. Die Lage der Tänzerrolle wird im Ausführungsbeispiel durch eine Lichtschranke 20 überwacht, die bei Unterschreitung einer vorgegebenen Schlaufenlänge des Strangmateriales den Abwickelantrieb 17 zum Nachfördern von Strangmaterial 6 von der Vorratsspule 7 ansteuert.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Stopfen und Verankern von Borstenbündeln in Löcher eines Bürstenkörpers, wobei die Vorrichtung ein Stopfwerkzeug sowie eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von Befestigungsanker-Strangmaterial zu dem Stopfwerkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrich­ tung (5) einen Vorschubantrieb (12) für das Befestigungs­ anker-Strangmaterial mit einem elektronisch gesteuerten, als Schrittmotor oder Servomotor ausgebildeten Positioniermotor (13) zum in der Vorschublänge variablen, schrittweisen Zuführen von Strangmaterial mit einem Hub im Bereich zwischen hunderstel Millimetern und etwa 40 Millimetern aufweist und daß das Befestigungsanker- Strangmaterial vor dem Vorschubantrieb schlaufenförmig geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubantrieb (12) wenigstens ein Vorschubrad (15) und wenigstens ein Andrückrad (16) aufweist und daß der Positioniermotor (13) gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Getriebes (14) mit dem Vorschubrad (15) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Strangmaterial (6) auf einer mit einem Abwickelantrieb (17) verbundenen Vorratsspule (7) aufgewickelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen der Vorratsspule (7) und der Zuführeinrichtung (5) eine Spanneinrichtung (8) mit einer schlaufenförmigen Führung für das Strangmaterial (6) vorgesehen ist und daß bei dieser Spanneinrichtung (8) eine Meßvorrichtung für die Strangspannung angeordnet ist.