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Patent Searching and Data


Title:
BRUSH-STUFFING MACHINE AND STUFFING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/089247
Kind Code:
A1
Abstract:
A brush-stuffing machine comprises a stuffing tool (12) having a tip (34) and an intermediate portion (36), which bears the tip (34). The stuffing tool is moved back and forth along a non-linear path. During the rearward movement of the stuffing tool (12), an anchor, already located in its receiving position, is retained in a stationary manner while the intermediate portion (36) is moved towards the anchor and receives the anchor in a feeding channel (42). Fig. 2

Inventors:
BOUCHERIE BART GERARD (BE)
VANDENBUSSCHE HENK (BE)
Application Number:
PCT/EP2019/079564
Publication Date:
May 07, 2020
Filing Date:
October 29, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GB BOUCHERIE NV (BE)
International Classes:
A46D3/04
Domestic Patent References:
WO2017182525A12017-10-26
WO2016102223A12016-06-30
Foreign References:
DE29716874U11999-01-28
DE202005020231U12006-03-30
Attorney, Agent or Firm:
PRINZ & PARTNER MBB PATENT- UND RECHTSANWÄLTE (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Bürsten-Stopfmaschine, umfassen ein Stopfwerkzeug (12) mit einer Spitze (34), einem Zwischenabschnitt (36), der an die Spitze (34) angrenzt und mit dieser verbunden ist, wobei das Stopfwerkzeug (12) zwischen einer Bündelaufnahmeposition und einer Stopfposition längs einer gekrümmten, nicht linearen Bahn geführt hin- und her bewegbar ist, einer in der Spitze (34) und dem Zwischenabschnitt (36) vorgesehenen Führung (38) für eine Zunge (18), die einen Anker samt Bündel in einen Borstenträger (10) stößt, wobei die Zunge (18) in der Führung (38) längsverschiebbar aufgenommen ist und die Zunge (18) relativ zur Spitze (34) in Stopfrichtung reversibel beweglich ist, und umfassend eine Ankerzuführung (20), die Anker seitlich zur Bewegungsrichtung (B) der Spitze (34) und des Zwischenabschnitts (36) dem Stopfwerkzeug (12) zuführt, wobei der Zwischenabschnitt (36) eine Oberseite (40) hat, von der ein Zuführkanal (42) für den Anker bis zur tiefer gelegenen Führung (38) der Zunge (18) verläuft, wobei die Ankerzuführung (20) Anker in eine Übernahmeposition bewegen kann, die über der Oberseite (40) des Zwischenabschnitts (36) liegt, wobei die Zuführung der Anker und die Bewegung des Stopfwerkzeugs (12) so aufeinander abgestimmt sind, dass ein zu verarbeitender Anker in seine Übernahmeposition bewegt wird, und wobei die Bahn so gekrümmt ist, dass der Zwischenabschnitt (36) unter dem sich in der Übernahmeposition befindlichen, ortsfesten Anker entlang fährt und den Zuführkanal (42) unter den ortsfesten Anker positioniert, sodass der ortsfeste Anker bei der Bewegung des Stopfwerkzeugs (12) in die Bündelaufnahmeposition in den Zuführkanal (42) gelangt.

2. Bürsten-Stopfmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bahn stetig gekrümmt ist, insbesondere ein Kreisbahnabschnitt oder eine durch eine Parallelogrammführung oder Kulissenführung erzeugte Bahn ist.

3. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Bearbeitungseinheit (46) zum Bearbeiten des Ankers während der Bewegung des Stopfwerkzeugs permanent in einer raumfesten Position bleibt.

4. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bearbeitungseinheit (36) eine Biegevorrichtung zum Erzeugen einer Schlinge aus einem als Draht (22) ausgeführten Anker aufweist, mit einem beweglichen Biegeteil (70), welches in einen Schlitz (80) im Zwischenabschnitt (36) eintauchen kann, wobei der Schlitz (80) eine Bewegungsbahn für das Biegeteil (70) ermöglicht und von der Oberseite (40) zumindest bis zur Führung (38) der Zunge (18) verläuft, insbesondere wobei sich der Schlitz (80) in Bewegungsrichtung (B) der Spitze (34) erstreckt.

5. Bürsten-Stopfmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (46) eine Schneidvorrichtung aufweist zum Abschneiden eines Drahtstücks zur Bildung des Ankers, wobei der Draht (22) durch die Ankerzuführung (20) seitlich relativ zur Bewegungsrichtung (B) der Spitze (34) und des Zwischenabschnitts (36) dem Stopfwerkzeug (12) zugeführt wird.

6. Bürsten-Stopfmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gegenhalter (62) vorgesehen ist, welcher mit Aufnahme des Ankers im Zuführkanal (42) diesen nach oben hin schließt, um den Draht (22) in vertikaler Richtung zu positionieren, und dass ein bewegliches Messer (64) vorgesehen ist, welches an den Zuführkanal (42) anschließt und reversibel beweglich ist, um das Drahtstück vom Draht (22) abzutrennen.

7. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite (40) eine Vertiefung (37) hat, von der der Zuführkanal (42) ausgeht oder in den der Zuführkanal (42) übergeht, wobei der Anker bei der Bewegung des Stopfwerkzeugs (12) in Richtung Bündelaufnahmeposition in die Vertiefung (37) und anschließend in den Zuführkanal (42) gelangt.

8. Bürsten-Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführkanal (42) nur an einer Seite offen ist, über welche sich ein zugeführter, noch nicht abgelängter Draht (22) zu einem Drahtspeicher erstreckt.

9. Verfahren zum Stopfen eines Borstenträgers mittels einer Bürsten- Stopfmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Bereitstellen eines Stopfwerkzeugs (12), das eine Spitze (34) und einen die

Spitze (34) tragenden Zwischenabschnitt (36) hat, wobei in der Spitze (34) und dem Zwischenabschnitt (36) eine Führung (38) für eine Zunge (18) vorgesehen ist, die einen Anker samt einem Bündel von Borsten in den Borstenträger (10) stößt, wobei der Zwischenabschnitt (36) eine Oberseite (40) mit einem Zuführkanal (42) hat, der von der Oberseite (40) bis in die Führung (38) der Zunge (18) verläuft,

Bereitstellen einer Ankerzuführung (20), die Anker seitlich der Bewegungsrichtung (B) der Spitze (34) in eine Übernahmeposition bewegen kann, welche über der Oberseite (40) des Zwischenabschnitts (36) liegt,

Zuführen von Ankern in die Übernahmeposition vor, während oder nachdem das Stopfwerkzeug (12) in der Stopfposition ist, und

Bewegen der Spitze (34) und des Zwischenabschnitts (36) längs einer gekrümmten, nicht linearen Bahn in die Bündelaufnahmeposition und dabei Bewegen des Zwischenabschnitts (36) an den nächsten zu verarbeitenden Anker, der sich in der Übernahmeposition befindet, derart, dass der Zwischenabschnitt (36) unter dem feststehenden Anker entlang bewegt wird und der feststehende Anker in den Zuführkanal (42) gelangt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stopfwerkzeug (12) längs einer stetig gekrümmten Bahn, insbesondere längs eines Kreisbogenabschnitts verschwenkt wird oder entlang einer durch eine Parallelogrammführung oder Kulissenführung erzeugten Bahn.

1 1 . Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerzuführung (20) eine Drahtzuführung ist, die nicht abgelängten Draht (22) quer zur Bewegungsrichtung (B) der Spitze (34) heranführt und ein freies Drahtende über die Oberseite (40) des Zwischenabschnitts (36) schiebt.

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zuführen des Drahts (22) der Draht (22) oberhalb des Zwischenabschnitts (36) zu einer Schlinge (100) gebogen wird und/oder oberhalb des Zwischenabschnitts (36) abgeschnitten wird, bevor der Draht (22) in der Führung (38) aufgenommen ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem der Draht (22) in dem Zuführkanal (42) angeordnet ist, der Zuführkanal (42) mittels eines Gegenhalters (62) nach oben abgeschlossen wird.

Description:
Bürsten-Stopfmaschine und Verfahren zum Stopfen

Die Erfindung betrifft eine Bürsten-Stopfmaschine, umfassend ein Stopfwerkzeug mit einer Spitze, einem Zwischenabschnitt, der an die Spitze angrenzt und mit dieser verbunden ist, wobei das Stopfwerkzeug zwischen einer Bündelaufnahmeposition und einer Stopfposition längs einer gekrümmten, nicht linearen Bahn geführt hin- und her bewegbar ist, einer Führung für eine Zunge, die einen Anker samt Bündel in einen Borstenträger stößt, wobei die Zunge in einer Führung längsverschiebbar aufgenommen ist und die Führung in der Spitze und in dem Zwischenabschnitt vorgesehen ist und die Zunge relativ zur Spitze in Stopfrichtung reversibel beweglich ist, und umfassend eine Ankerzuführung, die Anker seitlich zur Bewegungsrichtung der Spitze und des Zwischenabschnitts dem Stopfwerkzeug zuführt.

Ein Anker ist ein Befestigungsmittel für die Bündel im Borstenträger und kann z.B. ein Metallblättchen, ein Drahtstück oder eine Drahtschlinge sein. Eine solche Bürsten-Stopfmaschine ist aus der WO 2016/102223 A1 bekannt. Dabei ist ein um eine horizontale Achse schwenkbares Stopfwerkzeug vorhanden, ebenso wie ein um eine Achse verschwenkbarer Bündelabnehmer. Der Bündelabnehmer vereinzelt Bündel aus einem Borstenmagazin und übergibt sie dem Stopfwerkzeug unmittelbar hinter einer Spitze. In der Spitze ist eine Führung für die Zunge vorhanden, sodass die Zunge ein aufgenommenes Bündel samt Anker längs der Führung zu einem, zumindest einen Teil der fertigen Bürsten bildenden Borstenträger führt und in eine Öffnung im Borstenträger einstößt.

Das Stopfwerkzeug wird nach der Aufnahme eines vereinzelten Bündels in Richtung zum Borstenträger geschwenkt, wobei die Zunge diese Schwenkbewegung mitmacht und entweder bereits während der Schwenkbewegung oder nach Erreichen der Stopfposition tiefer in die Spitze eindringt, um schließlich das Bündel samt Anker in den Borstenträger zu stoßen. Im Stand der Technik wird das Stopfwerkzeug samt der Führung in der Spitze als auch die Zunge auf einem Kreisbogenabschnitt bewegt.

Darüber hinaus gibt es linear verfahrbare Stopfwerkzeuge mit geradlinigen Zungen, die transversal hin- und herbewegt werden.

Schließlich sind Stopfwerkzeuge bekannt, bei denen das Stopfwerkzeug ebenfalls, wie bei der bogenförmigen Führung, nicht transversal geradlinig verfahren wird, sondern längs einer gekrümmten Bahn, die beispielsweise durch eine Art Gestänge geführt wird, z.B. ähnlich einem Parallelogramm.

Bürsten-Stopfmaschinen arbeiten mit Takten von jenseits von 1000 Zyklen pro Minute, mit dem Bestreben, diese auf mindestens 1200 bis 1500 Zyklen pro Minute zu erhöhen. Diese enormen Taktraten können zu einer erhöhten Geräuschbildung und Verschleiß führen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Bürsten-Stopfmaschine so zu verbessern, dass sie bei höheren Takten ruhig läuft.

Dies wird bei einer Bürsten-Stopfmaschine der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der Zwischenabschnitt eine Oberseite hat, von der ein Zuführkanal für den Anker bis zur tiefer gelegenen Führung der Zunge verläuft, wobei die Ankerzuführung Anker in eine Übernahmeposition bewegen kann, die über der Oberseite des Zwischenabschnitts liegt, wobei die Zuführung der Anker und die Bewegung des Stopfwerkzeugs so aufeinander abgestimmt sind, dass ein zu verarbeitender Anker in die Übernahmeposition bewegt wird. Die Bahn, längs der das Stopfwerkzeug bewegt wird, ist so gekrümmt, dass der Zwischenabschnitt unter dem sich bereits in der Übernahmeposition befindlichen, ortsfesten Anker entlang fährt und den Zuführkanal unter den ortsfesten Anker positioniert, sodass der ortsfeste Anker bei der Bewegung des Stopfwerkzeugs in die Bündelaufnahmeposition in den Zuführkanal gelangt.

Die erfindungsgemäße Stopfmaschine hat ein völlig neues Konzept für die Ankerzuführung und die Übernahme des Ankers durch das Stopfwerkzeug zur Grundlage, die für erhebliche Vorteile sorgt. Bisher wurden die Anker entweder erst dann seitlich in das Stopfwerkzeug geführt, wenn sich das Stopfwerkzeug in der Bündelaufnahmeposition befand, das heißt, in seinem hinteren Totpunkt. In dieser Stellung musste dann allerdings nicht nur das Bündel, sondern auch noch der Anker aktiv zugeführt werden, was für eine erhebliche Totzeit während des Taktes führte oder zu extrem hohen Geschwindigkeiten bei Drahtvorschub und Schneidvorgang. Eine andere Möglichkeit im Stand der Technik war es, den Anker bereits während der Rückbewegung des Stopfwerkzeugs über den Zwischenabschnitt zu bewegen und ihn dann in der Bündelaufnahmeposition nur noch mit einer kurzen Zustellungsbewegung nach unten zu führen, um den Anker in die Führung zu bringen. In beiden Varianten wurde jedoch der Anker selbst aktiv in der Bündelaufnahmeposition bewegt. Die Erfindung geht einen völlig anderen Weg, denn sie positioniert den Anker oberhalb der Oberfläche des Zwischenabschnitts in seine Übernahmeposition zeitlich entweder vor, während oder nach dem Stopfen des vorhergehenden Bündels, d.h. bei der Vorwärtsbewegung des vorhergehend zu verarbeitenden Ankers, beim Stopfen mittels des vorhergehend zu verarbeitenden Ankers oder bei der Rückwärtsbewegung nach Stopfen mittels des vorher zu verarbeitenden Ankers. Die gekrümmte, nicht lineare Bahn, längs der das Stopfwerkzeug dann im Rückhub bewegt wird, sorgt dafür, dass der Anker fest stehen bleiben kann und sozusagen das Stopfwerkzeug die Zustellbewegung für den Anker macht, und damit zum Anker fährt und der Zuführkanal„auf“ den Anker setzt. Das heißt, der Zwischenabschnitt bewegt sich so zum Anker, dass dieser letztlich in dem Zuführkanal liegt. Da die Hin- und Herbewegung des Stopfwerkzeugs ohnehin erfolgt, gibt es keine zusätzliche Bewegung, um den Anker in den Zuführkanal zu bringen. Damit lassen sich einerseits deutlich höhere Taktzeichen fahren und zum andern hat sich bei Testmaschinen herausgestellt, dass diese erheblich ruhiger und vibrationsärmer laufen als die ohnehin bereits leistungsfähigeren früheren Stopfmaschinen nach dem Stand der Technik.

Die Bahn, längs der sich das Stopfwerkzeug bewegt, ist vorzugsweise stetig gekrümmt, das heißt ohne jegliche Absätze. Beispiele hierfür sind besonders vorteilhafte Kreisbahnabschnitte oder auch z.B. durch Gestänge, Parallelogrammführungen, oder Kulissenführungen erzeugte Bahnen. Diese Beispiele sind jedoch nicht als einschränkend zu verstehen.

Ferner kann zumindest eine Bearbeitungseinheit zum Bearbeiten des Ankers während der Bewegung des Stopfwerkzeugs vorhanden sein. Diese Bearbeitungseinheit bleibt permanent in einer raumfesten Position. Die Bearbeitungseinheit wird erfindungsgemäß damit ebenfalls sehr nahe zum Stopfwerkzeug gebracht, um kurze Zustellwege zu ermöglichen. Darüber hinaus muss die Bearbeitungseinheit nicht bei jedem Takt noch als Ganzes zugestellt werden, was erneut die bewegten Massen reduziert. Natürlich bedeutet der Begriff „raumfeste Position“ nicht, dass alle Teile der Bearbeitungseinheit raumfest bleiben, vielmehr bleibt die gesamte Raumbearbeitungseinheit in sich raumfest. Teile dieser Bearbeitungseinheit müssen sich jedoch bewegen, denn sie sollen den Anker bearbeiten.

Die zumindest eine Bearbeitungseinheit kann beispielsweise eine Biegevorrichtung umfassen oder sein. Sie dient dazu, eine Schlinge aus einem als Draht ausgeführten Anker zu biegen und hat ein bewegliches Biegeteil, welches in einen Schlitz im Zwischenabschnitt eintauchen kann, der eine Bewegungsbahn für das Biegeteil ermöglicht, oder besser gesagt freigibt, und der von der Oberseite abwärts zumindest bis zur Führung der Zunge verläuft. Das Biegen des Drahtes erfolgt in eine dazu vorgesehene Umformstruktur mit einer Ausnehmung in welche das Biegeteil zum Biegen des Drahtes und zur Bildung der Schlinge einschwenken kann. Das Bilden der Schlinge erfolgt komplett bevor diese in der Führung aufgenommen ist.

Das Biegeteil kann, nachdem es den Draht gebogen hat, in der obengenannten Ausnehmung und danach in dem Schlitz im Zwischenabschnitt bleiben, um in dieser Stellung die Schlinge zu halten, bis diese in dem Zuführkanal aufgenommen ist oder das Biegeteil kann auch direkt wieder zurückgeschwenkt werden. Im letzteren Fall, entfällt die Haltefunktion des Biegeteils. Ob diese Haltefunktion notwendig ist oder nicht, hängt rein von den Eigenschaften (z.B. Federkraft) des verwendeten Drahtes, der Form der Schlinge selbst oder der Gestaltung der Ausnehmung ab, in welcher die Schlinge gebogen und gehalten wird. Der Schlitz im Zwischenabschnitt kann sich beispielsweise in Bewegungsrichtung des Stopfwerkzeugs erstrecken, womit die Schlinge dann zugleich bereits richtig für die weitere Bewegung durch die Zunge und das Stopfwerkzeug positioniert ist. Der Schlitz erlaubt ein Öffnen und Zurückbewegen des Biegeteils in eine offene Stellung.

Der Schlitz für das Biegeteil und der Zuführkanal für den Anker bilden vorzugsweise ein Kreuz, mit Blick auf die Oberseite. Eine weitere Möglichkeit, eine Bearbeitungseinheit einzusetzen, ist das Vorsehen einer Schneidvorrichtung. Diese kann zusätzlich oder alternativ zur vorgenannten Biegevorrichtung vorgesehen sein und ebenfalls raumfest liegen. Die Schneidvorrichtung dient dazu, ein Drahtstück zur Bildung des Ankers abzutrennen, wobei Draht durch die Ankerzuführung seitlich relativ zur Bewegungsrichtung der Spitze und des Zwischenabschnitts dem Stopfwerkzeug zugeführt wird. Der Draht liegt also, ohne dass er abgeschnitten ist, mit seinem freien Ende über dem Zwischenabschnitt und nahe der Oberfläche, wenn das Stopfwerkzeug in die Bündelaufnahmeposition zurückbewegt wird, um dann in den Zuführkanal zu gelangen, indem der Zuführkanal auf den Draht zufährt und ihn aufnimmt.

Für die Schneidvorrichtung ist beispielsweise ein fester oder beweglicher Gegenhalter vorgesehen, welcher den Zuführkanal nach oben hin schließt. Der Gegenhalter dient dazu, den Draht in vertikaler Richtung zu positionieren und dann zu halten, wenn es zum Schnitt selbst kommt. Es ist nämlich ein bewegliches Messer vorgesehen, welches an den Zuführkanal anschließt und reversibel beweglich ist, um das Drahtstück vom Draht zu trennen. Der Gegenhalter verhindert, dass der Draht nach oben aus dem Zuführkanal wandern kann, wenn das Messer das Drahtstück abschneidet.

Der Zuführkanal ist vorzugsweise nur an einer Seite, das heißt, in Zuführrichtung gesehen links oder rechts, offen. Über diese offene Seite hin erstreckt sich der noch nicht abgelängte Draht zum Drahtspeicher.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Verstopfen einer Bürste mittels einer Bürsten-Stopfmaschine, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Bereitstellen eines Stopfwerkzeugs, das eine Spitze und einen die Spitze tragenden Zwischenabschnitt hat, wobei in der Spitze und im Zwischenabschnitt eine Führung für eine Zunge vorgesehen ist, die einen Anker samt einen Bündel von Borsten in den Borstenträger stößt, wobei der Zwischenabschnitt eine Oberseite mit einem von der Oberseite bis in die Führung der Zunge verlaufenden Zuführkanal für Anker hat, Bereitstellen einer Ankerzuführung, die Anker seitlich der Bewegungsrichtung der Spitze in eine Übernahmeposition bewegen kann, welche über der Oberseite des Zwischenabschnitts liegt,

Zuführen von Ankern in die Übernahmeposition vor, während oder nachdem das Stopfwerkzeug in der Stopfposition ist, und

Bewegen der Spitze und des Zwischenabschnitts längs einer gekrümmten, nicht linearen Bahn in die Bündelaufnahmeposition und dabei Bewegen des Zwischenabschnitts an dem nächsten zu verarbeitenden Anker, der sich in der Übernahmeposition befindet, derart, dass der Zwischenabschnitt unter dem feststehenden Anker entlang bewegt wird und der feststehende Anker in den Zuführkanal gelangt.

Wie auch bei der erfindungsgemäßen Bürsten-Stopfmaschine muss natürlich auch beim erfindungsgemäßen Verfahren die Bahn so ausgebildet sein, dass sie eine Zuführbewegung des Zwischenabschnitts in vertikaler Richtung nach oben zum feststehenden Anker vollzieht. Die Zufuhr des nächsten Ankers erfolgt entweder während einer Bewegung des Stopfwerkzeugs oder während des Stopfvorgangs mittels des vorhergehenden Ankers.

Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bürsten-Stopfmaschine erläuterten Vorteile und einzelnen Merkmale sind auch auf das Verfahren anwendbar, wie auch umgekehrt die nachfolgend beschriebenen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Bürsten-Stopfmaschine nach der Erfindung anwendbar sind.

Das Stopfwerkzeug wird, wie bereits zuvor erwähnt, längs einer stetig gekrümmten Bahn, insbesondere längs einer Kreisbogenabschnitts verschwenkt, oder entlang einer durch eine Parallelogrammführung oder Kulissenführung erzeugte Bahn.

Die Ankerzuführung ist gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren optional eine Drahtzuführung, die nicht abgelängten Draht quer (d.h. rechtwinkelig oder schräg) zur Bewegungsrichtung des Stopfwerkzeugs heranführt und ein freies Drahtende über die Oberseite des Zwischenabschnitts schiebt. Dieses freie Drahtende wird dann der spätere Anker und dieses freie Drahtende wird in dem sich heranbewegenden Zwischenabschnitt aufgenommen, genauer gesagt in dessen Zuführkanal.

Nach dem Zuführen des Drahtes wird dieser gegebenenfalls zur einer Schlinge gebogen und außerhalb des Zwischenabschnitts abgeschnitten, bevor oder während der Draht im Zuführkanal des Zwischenabschnitts aufgenommen ist. Das Schneiden des Drahtes erfolgt entweder unmittelbar vor oder zu Beginn des Biegevorgangs.

Wenn der Draht nicht gebogen wird, kann er in den Zuführkanal gelangen und im Zuführkanal oder dem Führungskanal geschnitten werden. In diesem Fall wird der Zuführkanal mittels eines Gegenhalters nach oben geschlossen und der Draht anschließend abgeschnitten. Der Gegenhalter ist insbesondere ein stationärer Fortsatz an der Bearbeitungseinheit, der über dem Draht liegt und damit durch das Heranbewegen des Zwischenabschnitts den Zuführkanal nach oben zumindest abschnittsweise schließen kann, wenn dieser den Draht aufnimmt. Darüber hinaus ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Draht über dem Zwischenabschnitt gebogen wird, bis das Stopfwerkzeug in die Bündelaufnahmeposition bewegt ist, und dass die erzeugte Schlinge durch ein Biegeteil während des Heranbewegens des Zwischenabschnitts in die Bündelaufnahmeposition ortsfest gehalten wird. Damit übernimmt das Biegeteil eine Doppelfunktion.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Bürsten-Stopfvorrichtung,

Figur 2 ein vergrößertes Detail der Bürsten-Stopfmaschine nach Figur 1 in einem späteren Herstellungsschritt,

Figur 3 das Detail der Bürsten-Stopfmaschine nach Figur 2 in einem nachfolgenden Verfahrensschritt,

Figur 4 das Detail nach Figur 2 in einem noch späteren Verfahrensschritt, Figur 5 eine schematische Perspektivansicht einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Bürsten-Stopfmaschine, hier mit einer Biegevorrichtung in einem ersten Verfahrensschritt,

Figur 6 die Bürsten-Stopfmaschine nach Figur 5 in einem zweiten

Verfahrensschritt,

Figur 7 die Bürsten-Stopfmaschine nach Figur 5 in einem dritten

Verfahrensschritt,

Figur 8 die Bürsten-Stopfmaschine nach Figur 5 in einem vierten

Verfahrensschritt,

Figur 9 die Bürsten-Stopfmaschine nach Figur 5 in einem fünften

Verfahrensschritt,

Figur 10 eine schematische Schnittansicht durch das Stopfwerkzeug der Bürsten-Stopfmaschine nach Figur 5, und

Figur 1 1 eine Längsschnittansicht durch eine Variante des Zwischenabschnitts im Bereich des Zuführkanals.

In Figur 1 ist eine Bürsten-Stopfmaschine gezeigt, die Borsten in einen Borstenträger 10 mit Öffnungen einschiebt und darin mittels eines Ankers (z.B. Ankerplättchen, Draht oder Drahtschlinge) befestigt. Für Schlingen wird dabei meistens ein Runddraht verwendet und im Falle von Ankerplättchen meistens ein Flachdraht.

Der Borstenträger 10 kann der komplette Bürstenkörper sein oder auch nur ein Teil des Bürstenkörpers, z.B. ein Plättchen oder dergleichen. Dies ändert jedoch nichts an der Bürsten-Stopfmaschine und ihrer Konstruktion.

Die Bürsten-Stopfmaschine umfasst ein Stopfwerkzeug 12, ein Borstenmagazin 14, einen um eine Achse X schwenkbaren Bündelabnehmer 16 sowie eine Zunge 18 zum Stopfen. Eine sogenannte Ankerzuführung 20 führt Anker in Richtung des Pfeiles A seitlich und in Draufsicht rechtwinklig zur Stopfrichtung dem Stopfwerkzeug 12 zu. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anker ein Draht 22, der von einer Rolle abgewickelt und über einen elektrischen Antrieb 24, insbesondere einen Servoantrieb, zugeführt wird.

Das Stopfwerkzeug 12 sitzt auf einer Welle 26 und kann um eine Achse, hier eine horizontale Achse D hin- und hergeschwenkt werden, und zwar von einer in Figur 1 gezeigten Stopfposition (vorderster Totpunkt), bis in eine entgegengesetzte sogenannte Büschelaufnahmeposition, die in Figur 4 zu sehen ist und den hinteren Totpunkt darstellt.

Das Stopfwerkzeug 12 bewegt sich bei dieser Hin- und Herbewegung längs einer gekrümmten, nicht linearen Bahn, hier längs eines Kreisbahnabschnitts. Alternativ kann hier auch eine andere gekrümmte Bahn verwendet werden, z. B. über eine Parallelogramm- oder Kulissenführung, das heißt, es ist nicht nur eine Welle 26 mit einem darauf sitzenden Verbindungsarm 28 vorgesehen, sondern das Stopfwerkzeug 12 ist auch noch über eine zweite, beabstandete Welle und einen Verbindungsarm gelagert.

Die gekrümmte Bahn ist so ausgeführt, dass sie von der Stopfposition in die Bündelaufnahmeposition für eine vertikale Aufwärtsbewegung des Stopfwerkzeugs 12 sorgt, wie nachfolgend noch erläutert werden wird.

Die Zunge 18 ist an ihrem rückwärtigen Ende an einem Verbindungsarm 30 angelenkt, der ebenfalls um die Achse D schwenkbar ist.

Kurvenrollen 32 erlauben die Ansteuerung der Verbindungsarme 28, 30, beispielsweise über eine gemeinsame Nockenwelle, wie dies in der WO 2016/102223 A1 gezeigt ist.

Die Bewegung der Zunge 18 ist nicht identisch mit der Bewegung des restlichen Stopfwerkzeugs, vielmehr eilt die Zunge 18 bei der Bewegung zwischen der Stopfposition und der Bündelaufnahmeposition der Bewegung des restlichen Stopfwerkzeugs 12 voraus.

Das Stopfwerkzeug 12 umfasst neben der Zunge 18 auch noch eine Spitze 34, die den Borstenträger 10 kontaktieren kann oder ganz nahe an seine Oberfläche heranfahren kann, wenn Büschel und Anker durch die dann weiter in Richtung Borstenträger 10 bewegte Zunge 18 eingestoßen werden. Die Spitze 34 ist an ihrem hinteren Ende an einem sogenannten Zwischenabschnitt 36 befestigt und kann auch einstückig in diesen übergehen.

Die Spitze 34 und der Zwischenabschnitt 36 haben eine Führung 38 für die Zunge 18 in ihrem Inneren.

Von der Oberseite 40 geht ein Zuführkanal 42 aus (siehe Figur 2), der bis zur tiefergelegenen Führung 38 hindurchgeht, dort aber endet, sodass ein Boden vorhanden ist.

In der gezeigten Ausführungsform ist darüber hinaus eine Bearbeitungseinheit 46 für zugeführte Anker, hier zum Abschneiden dieser Anker vom Draht 22 vorhanden, die teilweise in einer seitlichen Nut 48 des Zwischenabschnitts 36 positioniert ist. Die Bearbeitungseinheit 46 ist positionsfest und wird nicht mit dem Rest der Stopfmaschine hin- und her bewegt.

Die Bearbeitungseinheit 46 weist eine Durchgangsöffnung für Draht 22 auf, die in Zuführrichtung A verläuft.

In der Stopfposition gemäß Figur 1 hat die Zunge 18 gerade ihre vorderste Position erreicht und hat ein zugeführtes Bündel samt Anker in die entsprechende Öffnung des Borstenträgers 10 gestopft. In dieser Position oder kurz nach dieser Position, d.h. vor, während oder nach dem Zurückfahren des Stopfwerkzeugs 12 des vorherigen Taktes für den zuvor verarbeiteten Anker, wird über den Antrieb 24 Draht 22 durch die Durchgangsöffnung der Bearbeitungseinheit 46 knapp über die Oberseite 40 geschoben. Figur 2 zeigt das Drahtende, d.h. die Spitze 50 des Drahtes 22, welches bereits über der Oberseite 40 liegt.

Während des Zurückfahrens des Stopfwerkzeugs 12 eilt die Zunge 18 der Spitze 34 bei der Rückfahrbewegung voraus.

Die Spitze 50 des Drahtes 22, die später der Anker wird, bleibt stationär stehen, jedoch wandert die Spitze 34 samt Zwischenabschnitt 36 nach hinten und gleichzeitig nach oben, wie dies anhand des Pfeiles in Figur 1 1 zu sehen ist. Die Lage der Spitze 50 des Drahtes 22 ist so auf die gekrümmte Bahn abgestimmt, dass ohne irgendeine vertikale Zustellbewegung des Drahtes 22 die Spitze 50 in den Zuführkanal 42 gelangt, wie dies in Figur 3 zu sehen ist. Das bedeutet, der Zwischenabschnitt 36 wird auf den späteren Anker zubewegt und fängt sozusagen die Spitze 50 des Drahtes 22 ein und nimmt sie in den Zuführkanal 42 auf.

Der Draht 22 liegt somit quer zur Führung 38 auf deren Höhe. Die Spitze der Zunge 18 liegt bezogen auf die Figuren 1 bis 4, rechts dahinter.

Der Bündelabnehmer 16, der zuvor zurückgeschwenkt war, um über einen seitlichen Aufnahmeschlitz entlang des Borstenmagazins zu fahren und ein Borstenbüschel abzunehmen, fährt gemäß Figur 3 nach vorne in eine seitliche Einschuböffnung 54 (siehe Figur 1 ) zwischen Spitze 34 und Zwischenabschnitt 36. Das Büschel steht dann vor dem Anker und dem vorderen Ende der Zunge 18.

In der in Figur 4 gezeigten späteren Position ist der Bündelabnehmer 16 kurz vor seinem Zurückfahren. Die Zunge 18 ist schon etwas nach vorne gefahren, um den dann bereits abgeschnittenen Draht und damit den erzeugten Anker in Richtung Borstenbüschel zu verfahren und diese mitzunehmen. Unmittelbar danach könnte bereits für den nächsten Takt erneut Draht 22 seitlich zugeführt werden. Anschließend bewegt der Verbindungsarm 28 die Spitze 34 nach vorne zum Borstenträger 10.

Auch während dieser Vorwärtsbewegung der Spitze 34 kann die Bearbeitungseinheit 46 stationär bleiben.

In die Bearbeitungseinheit 46 kann die in Figur 10 gezeigte Schneidvorrichtung integriert sein. In Figur 10 ist ein Schnitt durch den Zwischenabschnitt 36 im Bereich der Führung 38 und dem Zuführkanal 42 zu sehen. Seitlich erstreckt sich der Draht 22 von der Führung 38, die an einer Seite offen ist, zu einem Drahtspeicher, hier einer Rolle 60, von der der Draht 22 abgewickelt wird.

An der Bearbeitungseinheit 46 ist ein Gegenhalter 62 vorgesehen, der nur in Figur 10 gezeigt ist und der den Zuführkanal 42 nach oben hin schließen kann, wenn die Spitze 50 des Drahts 22 über den Zuführkanal 42 bis in die Führung 38 gelangt ist. Der Gegenhalter 62 ist z.B. ein bezogen auf Figur 2 unmittelbar über der seitlich vorstehenden Spitze 50 des Drahtes 22 vorspringender Absatz an der gezeigten Stirnwand der Bearbeitungseinheit.

Der Gegenhalter 62 soll eine Bewegung des Ankers, die beim nachfolgend erläuterten Abschneiden entsteht, nach oben und aus der Führung 38 heraus verhindern. Dadurch kann der Gegenhalter sogar optional von oben gegen die Spitze 50 des Drahts 22 drücken. Ein neben dem Gegenhalter 62 auf und ab bewegliches Messer 64 ist in der Bearbeitungseinheit 46 gelagert. Eine Messerführung 66 ist nur symbolisch dargestellt. Das Abschneiden des Drahtstücks unter Bildung des Ankers erfolgt vorzugsweise in der Bündelaufnahmeposition.

Die Ausführungsform nach den Figuren 5 bis 9 arbeitet mit einem Anker, der zwar aus einem Draht 22 gebildet ist, dieser Draht 22 wird aber zu einer Schlinge 100 gebogen. Auf die Merkmale der Bürsten-Stopfmaschine, die bereits anhand der vorhergehenden Figuren erläutert wurde, kann nun verzichtet werden, weil die bereits eingeführten Merkmale und Teile, Abschnitte und dergleichen, die identisch, gleich oder funktionsgleich sind, die bereits eingeführten Bezugszeichen tragen und damit bezeichnet sind. Es muss folglich nur noch auf die wesentlichen Unterschiede eingegangen werden.

Zur besseren Darstellung ist in den Figuren 5 bis 9 der Verbindungsarm 30 nicht dargestellt, ebenso wie die Zunge 18, wobei beide jedoch vorhanden sind. Ebenso sind Magazin 14 und Bündelabnehmer 16 nicht dargestellt. Auch diese sind jedoch vorhanden, sie sind so ausgeführt wie in der vorhergehenden Ausführungsform.

Der grundlegende Unterschied zur ersten Ausführungsform ist, dass die Bearbeitungseinheit 46 vorliegend als Biegevorrichtung zum Erzeugen einer Schlinge 100 aus Draht 22 ausgeführt ist.

Auch hier ist die Bearbeitungseinheit stationär während der Bewegung des Stopfwerkzeugs 12.

Der Zwischenabschnitt 36 ist hier gegenüber der Spitze 34 auf der Oberseite 40 vertieft; siehe Vertiefung 37.

Die Biegevorrichtung umfasst ein schwenkbares Biegeteil 70, hier in Form eines angetriebenen Hebels. Für das Biegeteil 70 hat der Zwischenabschnitt 36 einen Schlitz 80, der, wie im Folgenden noch erläutert wird, ein Bewegen des Biegeteils 70 im Zwischenabschnitt 36 auch im Bereich der Führung 38 erlaubt. Der Schlitz 80 erstreckt sich folglich bis zur tiefer gelegenen Führung 38, vorzugsweise sogar etwas tiefer als die Führung 38.

Der Schlitz 80 erstreckt sich folglich von dem Zuführkanal weiter nach vorne in Richtung Spitze 34.

Im Folgenden wird für die Ausführungsform nach den Figuren 5 bis 9 das Verfahren zum Stopfen einer Bürste mittels der gezeigten Bürsten-Stopfmaschine beschrieben.

In Figur 5 befindet sich das Stopfwerkzeug 12 in der Stopfposition, in der auch die Zunge 18 in der vordersten Position ist.

Im vorhergehenden Takt kann bereits während der Vorwärtsbewegung der Spitze 32, während des Stopfens des vorhergehenden Büschels oder während der Rückwärtsbewegung des Stopfwerkzeuges Draht 22 seitlich, in einen Halter 82 zugeführt werden.

Der Halter 82 hat eine im Querschnitt L-förmige Führungsstruktur 84 für den Draht 22. Die Führungsstruktur 84 wird durch eine Ausnehmung 86 unterbrochen, die seitlich (das heißt von oben gesehen) mit der Führung 38 fluchtet. In die Ausnehmung 86 kann das Biegeteil 70 einschwenken.

Der Draht 22 wird längs der Führungsstruktur 84 seitlich zugestellt, wobei er hier (siehe Figur 6) die Ausnehmung 86 noch überbrückt. Das Biegeteil 70 ist nach wie vor nach vorne geschwenkt.

Gemäß Figur 7 wird dann das Biegeteil 70 über einen Antrieb zurückgeschwenkt und biegt den Draht 22, genauer gesagt das Drahtende, zu einem„U“, indem es in die Ausnehmung 86 schwenkt. Die Spitze 50 des Drahtes 22 ist in Figur 7 zu sehen. Gleichzeitig während des Starts des Biegevorgangs oder kurz vor dem Biegen wird durch eine Vorrichtung wie sie in Figur 10 gezeigt ist, der Draht 22 abgeschnitten, wobei die Bearbeitungseinheit gemäß Figur 10 zur Vereinfachungen in den Figuren 5 bis 9 weggelassen ist. Damit ergibt sich ein Anker in Form einer Schlinge 100, die in Figur 9 zu sehen ist. In dieser Position bleibt die Schlinge 100 während das Stopfwerkzeug 12 gemäß Figur 8 zurückschwenkt. Die Schlinge 100 wird dabei bevorzugt durch das Biegeteil 70 gehalten, kann aber auch über ihre eigenen Federkraft, ihre eigene Form oder durch angepasste Gestaltung der Ausnehmung 86 in dieser gehalten bleiben. In diesem letzteren Fall, kann das Biegeteil sofort nach dem Biegen schon wieder in seine Ausgangsstelle zurück geschwenkt werden

Aufgrund der Tatsache, dass eine Bewegungskomponente nach oben beim Zurückfahren vorhanden ist, wird das Zwischenabschnitt 36 so zur Bearbeitungseinheit 46 hingefahren, dass der Anker über den Zuführkanal 42 bis zur Führung 38 gelangt.

Wie in Figur 8 zu sehen ist, ist das Biegeteil 70 in den Schlitz 80 getaucht (besser gesagt der Schlitz 80 wurde an das Biegeteil 70 herangeführt).

Das Biegeteil 70 wird anschließend nach vorne geschwenkt, sodass es über der Oberseite 40 des Zwischenabschnitts 36 liegt.

Das Borstenbüschel wird schließlich hinzugefügt, und die Zunge 18 kann nach vorne gefahren werden, ebenso wie die Spitze 34. Noch während der Vorwärtsbewegung der Spitze, wenn die Schlaufe 100 wegbewegt wurde, kann bereits Draht 22 nachgeführt werden. Damit steht enorm viel Zeit für den Biege- und Schneidevorgang zur Verfügung, was die Taktzeit reduziert und es erlaubt, die Geschwindigkeiten der Zunge und der Spitze zu reduzieren, ebenso wie die Zuführgeschwindigkeit für den Draht und die Geschwindigkeit der bewegten teile in der Bearbeitungseinheit. All dies sorgt für bedeutend mehr Laufruhe und geringeren Verschleiß selbst bei gesteigerten Taktraten.

Da bei der Ausführungsform nach den Figuren 5 bis 9 die Schlaufe 100 durch das Biegeteil 70 gehalten wird, kann optional der Gegenhalter 62 auch weggelassen werden.

Der Gegenhalter kann aber auch wie bei der vorhergehenden Ausführungsform ausgebildet sein, z.B. wenn das Biegeteil 70 auf seiner der erzeugten Schlinge 100 gegenüberliegenden Seite einen Absatz nach oben hat, der als Anschlag gegen Bewegung des Drahtes nach oben wirken kann, wenn das Messer 64 schneidet. Auch nach der Ausführungsform nach den Figuren 5 bis 9 kann natürlich die Bahn, die das Stopfwerkzeug 12 vollzieht, nicht nur eine Kreisbahn sein oder ein Kreisbahnabschnitt, sondern eine irgendwie anders geformte Bahn mit stetiger Krümmung, die eine vertikale Bewegung des Zwischenabschnitts 36 nach oben zu dem Anker hin macht.

Alternativ zu der Ausführung mit dem gezeigten Drahtankern können auch Ankerplättchen seitlich zugeführt werden. Dies ändert allerdings an dem

Gesamtkonzept der Bürsten-Stopfvorrichtung nichts.

In den Figuren 5 bis 9 ist die Vertiefung 37 gut zu erkennen, denn der Zwischenabschnitt 36 hat von hinten beginnend zuerst einen höheren

Abschnitt 102 und danach zur Spitze 34 hin die Vertiefung 37.

Zu betonen ist auch noch, dass für jede beliebige Ausführungsform keine separate Antriebsvorrichtung nötig ist, um den Anker vertikal in die Führung 38 zu drücken. Es ist eine reine Abstimmung der Lage des Ankers mit dem Radius und der Lage der Drehachse D sowie dem Verlauf der Oberseite 40, damit der Zwischenabschnitt 36 und der Zuführkanal 42 den Anker in der

Rückwärtsbewegung„einfangen“ können, siehe Figur 1 1.