EP2203088B2 - Stopfmaschine für besen oder bürsten - Google Patents

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EP2203088B2
EP2203088B2 EP08839440.8A EP08839440A EP2203088B2 EP 2203088 B2 EP2203088 B2 EP 2203088B2 EP 08839440 A EP08839440 A EP 08839440A EP 2203088 B2 EP2203088 B2 EP 2203088B2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bundle
bristle
bristles
machine according
remover
Prior art date
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Active
Application number
EP08839440.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2203088B1 (de
EP2203088A2 (de
Inventor
Bart Gerard Boucherie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GB Boucherie NV
Original Assignee
GB Boucherie NV
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=38922596&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2203088(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by GB Boucherie NV filed Critical GB Boucherie NV
Publication of EP2203088A2 publication Critical patent/EP2203088A2/de
Publication of EP2203088B1 publication Critical patent/EP2203088B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2203088B2 publication Critical patent/EP2203088B2/de
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/08—Parts of brush-making machines
    • A46D3/082—Magazines for bristles; Feeding bristles to magazines; Knot picking
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies

Definitions

  • the invention relates to a tamping machine for brooms or brushes according to the preamble of claim 1.
  • a tamping machine can be found in the EP 1 803 372 A2 .
  • the bundle collector performs a reciprocating movement on an arc between a take-over position and a tamping position.
  • the bundle buyer picks up a bundle of bristles from the bristle magazine. Then it is moved to the tamping position, in which the tamping tool takes over this bundle of bristles and inserts it into a brush body.
  • the bundle collector is then moved back to the takeover position.
  • a tamping machine which uses an intermediate wheel which is connected to the bristle boxes.
  • the bristle bundles are guided from the intermediate wheel to the tamping tool by means of a bundle remover, the bundle remover being operated in a reciprocating movement.
  • the object of the invention is to provide a tamping machine for brooms or brushes with which a higher cycle rate can be achieved.
  • the features of the characterizing part of claim 1 are provided according to the invention in a tamping machine of the type mentioned.
  • the invention is based on the knowledge that the cycle rates of the conventional tamping machines were limited in particular by the fact that the bundle consumer, viewed over a complete cycle, had to be accelerated twice strongly and braked twice strongly.
  • the bundle pickup must be accelerated strongly and then braked strongly towards the tamping position and then strongly accelerated starting from the tamping position and heavily braked towards the take-over position. Due to the very low speed of the bundle collector at the beginning and at the end of its swiveling movement, the average speed is limited; the average speed is decisive for the achievable clock rate.
  • the bundle pickup is now provided with more than one bundle receiving notch and is driven only in one direction of rotation. It is also provided that the bundle collector transports the bundles directly from the bristle magazine to the tamping tool.
  • the bundle consumer Since the bundle consumer only has to travel half way for a cycle, ie only "there” and not “back” again, a higher clock frequency can be achieved. Even at a higher clock frequency, the bundle pickup must be adjusted at a lower maximum speed between the takeover and the tamping position for the bundle receiving notches. This results in lower mechanical loads because the necessary accelerations and decelerations are lower. Since the bundle pick-up is a wheel which is provided with a large number of bundle receiving notches on the circumference, it is possible to advance the bundle pick-up with a rotary movement to such an extent that a bundle pick-up notch reaches the tamping tool from the bristle magazine.
  • One cycle corresponds to a rotation of the bundle pickup by 1 / n revolution, where n is the number of bundle receiving notches. It can be seen that the smaller the distance between the bristle magazine and the tamping tool, the less the bundle collector has to be adjusted per cycle. This leads to a higher clock rate. If, for example, eight bundle receiving notches are used, the bundle pick-up only has to be turned one eighth of a revolution per cycle. The optimal number of bundle receiving notches represents a compromise. In principle, a larger bundle pickup with a correspondingly larger outer circumference is advantageous, since more bundle receiving notches can be arranged on the outer periphery and the necessary rotary movement of the bundle pickup to bring the next bundle receiving notch to the tamping tool is smaller. However, the bundle collector is enlarged to a disproportionate increase in the rotational mass inertia, which is disadvantageous for the drive of the bundle consumer.
  • the bundle collector has a circular outer circumference. This is advantageous since the bristle magazine can be carried out directly up to the outer circumference of the bundle collector, so that the "seal" between the bristle magazine and the bundle collector is ensured without additional effort.
  • the smooth outer peripheral surface of the wheel holds the bristles in the bristle magazine until a bundle receiving notch runs past the bristle magazine. Then some of the bristles contained in the magazine are automatically pressed into the bundle receiving notch, so that a bristle bundle is formed in the bundle receiving notch. This is then transported to the tamping tool.
  • the bundle pickup has an outer circumference whose radius between two bundle receiving notches is smaller than in the area of the bundle receiving notches.
  • the bundle pickup in a bundle receiving position in which one of the bundle receiving notches is located opposite the bristle magazine, performs a rapid oscillating movement around the bundle receiving position. This improves the filling of the bundle receiving notches with the bristles.
  • the bundle collector moves basically in one direction only and in relation to the entire sequence of movements.
  • the bundle collector can be driven electronically, for example by a positioning drive (e.g. a servo motor), or mechanically, for example by an index gear or a cam mechanism.
  • a positioning drive e.g. a servo motor
  • an index gear or a cam mechanism e.g. a cam mechanism
  • the bristle magazine receives the bristles in a curved manner. This leads to a space saving, which is particularly important for very long bristles, such as those used in brushes.
  • the bristles are just received in the bristle magazine, but they are curved in the bundle taker during transport from the bristle magazine into the stuffing position to the stuffing tool. This also saves space and prevents the ends of the bristles from beating back and forth during the acceleration and deceleration phase.
  • each bundle collector is arranged on a common axis and that each bundle purchaser is assigned a bristle magazine, the bristle magazines being oriented in different angular positions with respect to the axis of rotation of the bundle collectors.
  • This makes it possible to create a tamping machine which is very compact in the axial direction by arranging the bundle collectors at a distance from one another which is less than the length of the bristles.
  • guides are used between two adjacent bundle collectors which guide the bristles of a bristle magazine in such a way that there is no collision with the bristles of the adjacent bristle magazine.
  • FIG. 1 the essential components of the tamping machine according to the invention are shown, namely a bristle magazine 10, a bundle remover 20 and a tamping tool 30.
  • the bristle magazine contains a plurality of bristles 12 with which a brush is to be fitted.
  • the bristles can be very different bristles, for example very short ones as used for a toothbrush or very long ones as used for brooms.
  • the individual bristles are either stored upright in the bristle magazine 10, that is to say elongated, or else they are curved, as is shown, for example, in FIG EP 1 806 066 is known.
  • a slide 14 is provided, which holds the bristles close together and presses them towards the bundle collector 20.
  • the bundle pickup 20 is designed as a wheel, which on its otherwise smooth peripheral surface 22nd is provided with several bundle receiving notches 24. In the exemplary embodiment shown, eight bundle receiving notches are used, which are arranged at an angular distance of 45 ° to one another.
  • the bundle pickup 20 is arranged such that its outer circumference 22 runs past the exit of the bristle magazine 10. In operation, the bundle pickup 20 executes a stepwise rotary movement about a central axis M in the direction of the arrow U.
  • the tamping tool 30, viewed in the direction of rotation of the bundle collector 20, is arranged “behind” the bristle magazine 10. It performs a translatory, back and forth movement, which is symbolized by the arrow P.
  • the direction of movement is oriented approximately radially with respect to the axis of rotation M of the bundle collector 20.
  • the bristle magazine 10 is also oriented approximately radially.
  • the described tamping machine works in the following way: as soon as a bundle receiving notch 24 is moved past the bristle magazine 10, it fills with a bundle of bristles. This is shown here as a bundle of bristles 26.
  • the bristle bundle is then moved out of the region of the bristle magazine 10 in the course of the further adjustment of the bundle collector 20 and then, viewed clockwise, reaches the region of a holding plate 28, the contour of which lies directly opposite the outer circumference 22 of the bundle collector 20.
  • the holding plate 28 ensures that the bristle bundle 26 located in a bundle receiving notch 24 is held therein as soon as the bundle receiving notch has left the area of the bristle magazine 10.
  • the bristle bundle 26 After the bristle bundle 26 has been moved further by a certain angular amount, it reaches the stuffing tool 30, which it presses in the radial direction outward into a brush body 32 shown schematically here. The corresponding bundle receiving notch 26 is then free again, so that it finally reaches the bristle magazine again in the further circulation of the bundle collector 20, where it is re-loaded.
  • the bundle pickup must be moved two cycles further, that is to say by 90 °, until a certain bundle receiving notch reaches the tamping tool 30 from the bristle magazine 10. Therefore, an assembled bristle receiving notch 24 is in the area of the holding plate 28 when the previous bristle receiving notch 24 is in the stuffing position. If the tamping tool were arranged closer to the bristle magazine, that is to say at an angular distance of 45 °, an assembled bundle receiving notch would get from the bristle magazine to the tamping tool in one cycle.
  • Two or more bristle magazines and tamping tools can also be arranged on the circumference of a bundle pickup 20, so that a bundle receiving notch 24 is equipped with a bundle of bristles twice or more often during a revolution of the bundle pickup 20 and delivers this to a tamping tool.
  • An essential feature of the described tamping machine is that the bundle pickup 20 is only moved in one direction and therefore the bundle pickup 20 only has to be accelerated and decelerated once during each cycle, ie from one tamping operation to the next. This results overall in a low movement speed of the bundle pick-up 20.
  • the bristles 10 have a very long length, such as those used for brooms. With such long bristles, the advantages of a bundle pickup that progressively progresses in only one direction (in contrast to a reciprocating bundle pickup as used in the prior art) are particularly clear.
  • FIG 2 An embodiment of a tamping machine is shown, which on the in Figure 1 The principle shown is based, but two assemblies consisting of bristle magazine 10, bundle pickup 20 and tamping tool 30 are used one above the other.
  • the bundle collectors 20 are arranged on a common drive shaft and therefore rotate at the same angular velocity.
  • the two bristle magazines 10 are arranged in different orientations relative to one another. This is because 10 bristles are arranged in each bristle magazine with a length that is greater than the distance between the two bundle pickers 20. If the two bristle magazines 10 were arranged with the same angular orientation, the bristles would interfere with each other.
  • the tamping machine shown consists of a guide 40.
  • the bristles are picked up straight by the bundle pickup 20 in the bristle magazine and are then pressed slightly inwards at their lower ends during transport by the guide 40, so that there is no collision with the bristles of the lower bundle pickup 20.
  • the movement path of the bristle bundles transported by the corresponding bundle pickup 20 is symbolized here by curved surfaces which extend from the corresponding bristle magazine 10 to the corresponding tamping tool 30.
  • the bristles of a bundle of bristles 26 are in a curved or pre-bent state when they reach the stuffing position.
  • FIG 3 An alternative embodiment is shown, which differs only from the embodiment according to the drive of the bundle collector 20 Figure 1 differs.
  • the difference is that, when the bundle pickup is in a take-over position, it performs a rapidly oscillating movement around the take-over position ("shaking movement"), that is to say it is moved forwards and backwards from the take-over position by an angle ⁇ of, for example, 5 °.
  • This improves the filling of the corresponding bundle receiving notch 24 with bristles and ensures an even advancement of the bristles.
  • FIG. 4 A bundle pickup 20 and a bristle magazine 10 are shown according to an alternative embodiment.
  • the difference to the embodiment according to Figure 1 lies in the design of the circumference of the bundle pick-up 20.
  • the radius of the circumference fluctuating between a maximum value in the area of the bundle receiving notches 24 and a minimum value in the areas between two bundle receiving notches 24 are initially "pushed forward", ie towards the central axis M of the bundle pickup 20, since the bristle magazine now faces a peripheral section of the bundle pickup 20 which has a smaller radius than in the area of the bundle receiving notch 24.
  • the bristles are then pushed back again when the next one Bundle receiving notch 24 reaches the area of the bristle magazine 10. This movement of the bristles leads to a more uniform distribution in the bristle magazine and to faster filling of the free spaces which result from the removal of the bristle bundles 26.
  • Movable segments 16 are provided for the "sealing" of the bristle magazine to the bundle collector 20, which are acted upon by springs 18 against the bundle collector 20 and act in the manner of scrapers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Brushes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stopfmaschine für Besen oder Bürsten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein Beispiel für eine solche Stopfmaschine findet sich in der EP 1 803 372 A2 . Der Bündelabnehmer führt bei dieser Maschine eine hin- und hergehende Bewegung auf einem Kreisbogen zwischen einer Übernahmeposition und einer Stopfposition aus. In der Übernahmeposition übernimmt der Bündelabnehmer ein Bündel von Borsten aus dem Borstenmagazin. Dann wird er hin zur Stopfposition bewegt, in der das Stopfwerkzeug dieses Borstenbündel übernimmt und es in einem Bürstenkörper einsteckt. Anschließend wird der Bündelabnehmer zurück zur Übernahmeposition bewegt.
  • Generell besteht bei allen Stopfmaschinen für Bürsten oder Borsten das Problem, daß die Taktraten nicht beliebig gesteigert werden können. Insbesondere besteht das Problem, daß die Geschwindigkeit, mit welcher der Bündelabnehmer zwischen der Übernahmeposition und der Stopfposition verstellt werden kann, begrenzt ist.
  • Aus der gattungsgemäßen DE 199 39 333 ist ein Bündelabnehmer bekannt, der nach Art eines Förderbandes arbeitet. Dieses wird in einer einzigen Bewegungsrichtung verstellt und weist mehrere Bündelaufnahmekerben auf.
  • Aus der DE 40 40 297 ist ein Bündelabnehmer bekannt, der ein Borstenbündel hin zu einer Kreisscheibe übergibt. Diese transportiert die Borstenbündel dann zum Stopfwerkzeug.
  • Aus der EP 0 916 283 ist eine Stopfmaschine bekannt, die ein Zwischenrad verwendet, welches mit den Borstenkästen in Verbindung steht. Vom Zwischenrad werden die Borstenbündel mittels eines Bündelabnehmers zum Stopfwerkzeug geführt, wobei der Bündelabnehmer in einer hin- und hergehenden Bewegung betrieben wird.
  • Aus der GB 895,890 ist eine Maschine zum Entnehmen eines Borstenbündels aus einem Borstenmagazin bekannt, die eine Scheibe mit einer einzigen Bündelaufnahmekerbe aufweist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stopfmaschine für Besen oder Bürsten zu schaffen, mit der eine höhere Taktrate erzielt werden kann.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß bei einer Stopfmaschine der eingangs genannten Art die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Taktraten der herkömmlichen Stopfmaschinen insbesondere dadurch begrenzt waren, daß der Bündelabnehmer, über einen vollständigen Zyklus betrachtet, zweimal stark beschleunigt und zweimal stark abgebremst werden muß. Ausgehend von der Übernahmeposition muß der Bündelabnehmer stark beschleunigt und dann zur Stopfposition hin wieder stark abgebremst und anschließend ausgehend von der Stopfposition stark beschleunigt und zur Übernahmeposition hin wieder stark abgebremst werden muß. Aufgrund der sehr geringen Geschwindigkeit des Bündelabnehmers am Anfang und am Ende seiner Schwenkbewegung ergibt sich nur eine begrenzte Durchschnittsgeschwindigkeit; die Durchschnittsgeschwindigkeit ist aber bestimmend für die erzielbare Taktrate. Um dieses Problem zu beseitigen, wird nun der Bündelabnehmer mit mehr als einer Bündelaufnahmekerbe versehen und nur in einer Drehrichtung angetrieben. Außerdem ist vorgesehen, dass der Bündelabnehmer die Bündel unmittelbar vom Borstenmagazin zum Stopfwerkzeug transportiert.
  • Dies ermöglicht, zwei Schritte gleichzeitig auszuführen, die bisher im Stand der Technik nacheinander ausgeführt werden mußten. Nun ist es möglich, daß eine Bündelaufnahmekerbe sich in der Stopfposition befindet, während gleichzeitig die andere (oder im Falle von mehr als zwei Bündelaufnahmekerben eine andere) Bündelaufnahmekerbe in der Übernahmeposition neue Borsten übernimmt. Daher muß der Bündelabnehmer während eines Zyklus nur so weit verstellt werden, daß die nächste Bündelaufnahmekerbe in die Stopfposition belangt. Im Stand der Technik mußte dagegen während eines Zyklus der Bündelabnehmer aus der Übernahmeposition in die Stopfposition und wieder zurück in die Übernahmeposition verstellt werden. Da also der Bündelabnehmer für einen Zyklus nur den halben Weg zurücklegen muß, also nur "hin" und nicht wieder "zurück", kann eine höhere Taktfrequenz erreicht werden. Selbst bei einer höheren Taktfrequenz muß der Bündelabnehmer mit einer geringeren Maximalgeschwindigkeit zwischen der Übernahme- und der Stopfposition für die Bündelaufnahmekerben verstellt werden. Dadurch ergeben sich geringere mechanische Belastungen, da die notwendigen Beschleunigungen und Verzögerungen geringer sind. Da der Bündelabnehmer ein Rad ist, das am Umfang mit einer Vielzahl von Bündelaufnahmekerben versehen ist, ist es möglich, den Bündelabnehmer mit einer Drehbewegung jeweils so weit weiterzustellen, daß eine Bündelaufnahmekerbe vom Borstenmagazin zum Stopfwerkzeug gelangt. Ein Zyklus entspricht einer Drehung des Bündelabnehmers um 1/n Umdrehung, wobei n die Anzahl der Bündelaufnahmekerben ist. Dabei ist zu erkennen, daß der Bündelabnehmer je Zyklus umso weniger weiterverstellt werden muß, je kleiner der Abstand zwischen dem Borstenmagazin und dem Stopfwerkzeug ist. Dies führt zu einer höheren Taktrate. Werden beispielsweise acht Bündelaufnahmekerben verwendet, muß der Bündelabnehmer je Zyklus nur um eine achtel Umdrehung weitergedreht werden. Die optimale Anzahl der Bündelaufnahmekerben stellt einen Kompromiß dar. Grundsätzlich ist ein größerer Bündelabnehmer mit entsprechend größerem Außenumfang vorteilhaft, da am Außenumfang mehr Bündelaufnahmekerben angeordnet werden können und die notwendige Drehbewegung des Bündelabnehmers, um jeweils die nächste Bündelaufnahmekerbe zum Stopfwerkzeug zu bringen, kleiner wird. Allerdings führt eine Vergrößerung des Bündelabnehmers zu einem überproportionalem Anstieg der Rotations-Massenträgheit, was nachteilig für den Antrieb des Bündelabnehmers ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Bündelabnehmer einen kreisförmigen Außenumfang aufweist. Dies ist vorteilhaft, da das Borstenmagazin bis unmittelbar zum Außenumfang des Bündelabnehmers ausgeführt werden kann, so daß ohne zusätzlichen Aufwand die "Abdichtung" zwischen dem Borstenmagazin und dem Bündelabnehmer gewährleistet ist. Die glatte Außenumfangsfläche des Rades hält nämlich die Borsten im Borstenmagazin, bis eine Bündelaufnahmekerbe am Borstenmagazin vorbeiläuft. Dann werden automatisch einige der im Magazin enthaltenen Borsten in die Bündelaufnahmekerbe gedrückt, so daß in der Bündelaufnahmekerbe ein Borstenbündel geformt wird. Dieses wird dann zum Stopfwerkzeug weitertransportiert.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Bündelabnehmer einen Außenumfang aufweist, dessen Radius zwischen zwei Bündelaufnahmekerben kleiner ist als im Bereich der Bündelaufnahmekerben. Bei der Drehung des Bündelabnehmers werden die am Außenumfang anliegenden Borsten im Borstenmagazin hin- und herbewegt, da sie zunächst näher zur Drehachse des Bündelabnehmers gelangen können und dann wieder zurückgedrückt werden, wenn die nächste Bündelaufnahmekerbe sich der Übernahmeposition nähert. Dies gewährleistet, daß die von den gerade entnommenen Borsten gebildeten Freiräume besser aufgefüllt werden und die nächste Bündelaufnahmekerbe besser befüllt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Bündelabnehmer in einer Bündelaufnahmeposition, in der sich eine der Bündelaufnahmekerben gegenüber des Borstenmagazins befindet, eine schnelle oszillierende Bewegung um die Bündelaufnahmeposition herum ausführt. Dies verbessert die Füllung der Bündelaufnahmekerben mit den Borsten. Zur Klarstellung sei hier angemerkt, daß sich der Bündelabnehmer trotz der oszillierenden Bewegung des Bündelabnehmers in der Übernahmeposition, grundsätzlich und auf die gesamte Bewegungsabfolge bezogen, nur in einer Richtung bewegt.
  • Der Antrieb für den Bündelabnehmer kann elektronisch erfolgen, beispielsweise durch einen Positionierantrieb (z.B. einen Servomotor), oder auch mechanisch, beispielsweise durch ein Indexgetriebe oder einen Nockenmechanismus.
  • Gemäß einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Borstenmagazin die Borsten gekrümmt aufnimmt. Dies führt zu einer Platzersparnis, was insbesondere bei sehr langen Borsten wichtig ist, wie sie beispielsweise in Bürsten eingesetzt werden.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Borsten im Borstenmagazin gerade aufgenommen sind, sie aber im Bündelabnehmer beim Transport aus dem Borstenmagazin in die Stopfposition zum Stopfwerkzeug gekrümmt werden. Auch diese führt zu einer Platzersparnis und verhindert ein unerwünschtes Hin- und Herschlagen der Enden der Borsten während der Beschleunigungs- und Verzögerungsphase.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Bündelabnehmer auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und daß jedem Bündelabnehmer ein Borstenmagazin zugeordnet ist, wobei die Borstenmagazine, bezogen auf die Drehachse der Bündelabnehmer, in unterschiedlichen Winkelstellungen ausgerichtet sind. Dies ermöglicht, eine in axialer Richtung sehr kompakte Stopfmaschine zu schaffen, indem die Bündelabnehmer in einem Abstand voneinander angeordnet werden, der geringer ist als die Länge der Borsten. Vorzugsweise werden dabei zwischen zwei benachbarten Bündelabnehmern Führungen verwendet, welche die Borsten eines Borstenmagazins so führen, daß es keine Kollision mit den Borsten des benachbarten Borstenmagazins gibt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
    • Figur 1 eine schematische Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Stopfmaschine;
    • Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Stopfmaschine;
    • Figur 3 eine schematische Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Stopfmaschine mit einer modifizierten Betriebsart; und
    • Figur 4 eine schematische Ansicht eines Bündelabnehmers gemäß einer modifizierten Ausführungsform.
  • In Figur 1 sind die wesentlichen Bauteile der erfindungsgemäßen Stopfmaschine dargestellt, nämlich ein Borstenmagazin 10, ein Bündelabnehmer 20 und ein Stopfwerkzeug 30.
  • Das Borstenmagazin enthält eine Vielzahl von Borsten 12, mit denen eine Bürste bestückt werden soll. Bei den Borsten kann es sich um sehr unterschiedliche Borsten handeln, beispielsweise um sehr kurze, wie sie für eine Zahnbürste verwendet werden, oder auch um sehr lange, wie sie für Besen verwendet werden. Die einzelnen Borsten werden im Borstenmagazin 10 entweder stehend gelagert, also langgestreckt, oder aber auch gekrümmt, wie dies beispielsweise aus der EP 1 806 066 bekannt ist. Es ist ein Schieber 14 vorgesehen, der die Borsten eng zusammenliegend hält und hin zum Bündelabnehmer 20 drückt.
  • Der Bündelabnehmer 20 ist als Rad ausgeführt, welches auf seiner ansonsten glatten Umfangsfläche 22 mit mehreren Bündelaufnahmekerben 24 versehen ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel werden acht Bündelaufnahmekerben verwendet, die im Winkelabstand von 45° zueinander angeordnet sind. Der Bündelabnehmer 20 ist so angeordnet, daß sein Außenumfang 22 unmittelbar vor dem Ausgang des Borstenmagazins 10 vorbeiläuft. In Betrieb führt der Bündelabnehmer 20 eine schrittweise Drehbewegung um eine Mittelachse M in der Richtung des Pfeils U aus.
  • Das Stopfwerkzeug 30 ist, in der Drehrichtung des Bündelabnehmers 20 betrachtet, "hinter" dem Borstenmagazin 10 angeordnet. Es führt eine translatorische, hin- und hergehende Bewegung aus, die durch den Pfeil P symbolisiert ist. Die Bewegungsrichtung ist, bezogen auf die Drehachse M des Bündelabnehmer 20, in etwa radial ausgerichtet. Auch das Borstenmagazin 10 ist in etwa radial ausgerichtet.
  • Die beschriebene Stopfmaschine arbeitet in der folgenden Weise: Sobald eine Bündelaufnahmekerbe 24 am Borstenmagazin 10 vorbeibewegt wird, füllt sie sich mit einem Bündel von Borsten. Dieses ist hier als Borstenbündel 26 gezeigt. Das Borstenbündel wird dann im Verlauf der Weiterverstellung des Bündelabnehmers 20 aus dem Bereich des Borstenmagazins 10 herausbewegt und gelangt dann, im Uhrzeigersinn betrachtet, in den Bereich einer Halteplatte 28, deren Kontur dem Außenumfang 22 des Bündelabnehmers 20 unmittelbar gegenüberliegt. Die Halteplatte 28 gewährleistet, daß das sich in einer Bündelaufnahmekerbe 24 befindende Borstenbündel 26 in dieser gehalten wird, sobald die Bündelaufnahmekerbe den Bereich des Borstenmagazins 10 verlassen hat.
  • Nachdem das Borstenbündel 26 um einen bestimmten Winkelbetrag weiterbewegt wurde, gelangt es gegenüber dem Stopfwerkzeug 30, das es in radialer Richtung nach außen in einen hier schematisch gezeigten Bürstenkörper 32 einpresst. Die entsprechende Bündelaufnahmekerbe 26 ist dann wieder frei, so daß sie im weiteren Umlauf des Bündelabnehmers 20 schließlich wieder zum Borstenmagazin gelangt, wo sie erneut bestückt wird.
  • Beim gezeigten Ausführungsbeispiel muß der Bündelabnehmer um zwei Zyklen weiterbewegt werden, also um 90°, bis eine bestimmte Bündelaufnahmekerbe vom Borstenmagazin 10 zum Stopfwerkzeug 30 gelangt. Daher befindet sich eine bestückte Borstenaufnahmekerbe 24 im Bereich der Halteplatte 28, wenn die vorhergehende Borstenaufnahmekerbe 24 sich in der Stopfposition befindet. Falls das Stopfwerkzeug näher am Borstenmagazin angeordnet wäre, also in einem Winkelabstand von 45°, würde ein bestückte Bündelaufnahmekerbe innerhalb eines Zyklus vom Borstenmagazin zum Stopfwerkzeug gelangen. Es können am Umfang eines Bündelabnehmers 20 auch zwei oder mehr Borstenmagazine und Stopfwerkzeuge angeordnet werden, so daß eine Bündelaufnahmekerbe 24 während eines Umlaufs des Bündelabnehmers 20 zweimal oder auch öfter mit einem Borstenbündel bestückt wird und dieses an eine Stopfwerkzeug abgibt.
  • Wesentliches Merkmal der beschriebenen Stopfmaschine ist, daß der Bündelabnehmer 20 nur in einer Richtung bewegt wird und daher der Bündelabnehmer 20 während jedes Zyklus, also von einem Stopfvorgang zum folgenden, nur einmal beschleunigt und einmal verzögert werden muß. Daraus ergibt sich insgesamt eine niedrige Bewegungsgeschwindigkeit des Bündelabnehmers 20. Dies ist besonders von Vorteil, wenn die Borsten 10 eine sehr große Länge haben, wie sie beispielsweise für Besen verwendet werden. Bei derart langen Borsten sind die Vorteile eines sich schrittweise in nur einer Richtung weiterstellenden Bündelabnehmers (im Gegensatz zu einem hin- und hergehenden Bündelabnehmer, wie er im Stand der Technik verwendet wird) besonders deutlich.
  • In Figur 2 ist eine Ausführungsform einer Stopfmaschine gezeigt, die auf dem in Figur 1 gezeigten Prinzip basiert, jedoch zwei Baugruppen bestehend aus Borstenmagazin 10, Bündelabnehmer 20 und Stopfwerkzeug 30 übereinander verwendet. Die Bündelabnehmer 20 sind auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet und drehen sich daher mit der selben Winkelgeschwindigkeit. Die beiden Borstenmagazine 10 sind in unterschiedlichen Ausrichtungen relativ zueinander angeordnet. Dies liegt daran, daß in jedem Borstenmagazin 10 Borsten mit einer Länge angeordnet sind, die größer ist als der Abstand zwischen den beiden Bündelabnehmern 20. Wären die beiden Borstenmagazine 10 mit derselben Winkelausrichtung angeordnet, würden sich die Borsten gegenseitig stören.
  • Eine weitere Besonderheit der in Figur 2 gezeigten Stopfmaschine besteht in einer Führung 40. Die Borsten werden gerade stehend vom Bündelabnehmer 20 im Borstenmagazin aufgenommen und anschließend beim Transport von der Führung 40 an ihren unteren Enden leicht nach innen drückt, so daß es keine Kollision mit den Borsten des unteren Bündelabnehmers 20 gibt. Die Bewegungsbahn der vom entsprechenden Bündelabnehmer 20 transportierten Borstenbündel ist hier durch gekrümmte Flächen symbolisiert, die sich vom entsprechenden Borstenmagazin 10 bis zum entsprechenden Stopfwerkzeug 30 erstrecken. Die Borsten eines Borstenbündels 26 befinden sich, wenn sie in die Stopfposition gelangen, in einem gekrümmten oder vorgebogenen Zustand.
  • In Figur 3 ist eine alternative Ausgestaltung gezeigt, die sich nur durch den Antrieb des Bündelabnehmers 20 von der Ausführungsform gemäß Figur 1 unterscheidet. Der Unterschied besteht darin, daß der Bündelabnehmer, wenn er sich in einer Übernahmeposition befindet, eine schnell oszillierende Bewegung um die Übernahmeposition herum ausführt ("Rüttelbewegung"), also um einen Winkel α von beispielsweise 5° aus der Übernahmeposition vorwärts und rückwärts bewegt wird. Dies verbessert die Füllung der entsprechenden Bündelaufnahmekerbe 24 mit Borsten und sorgt für ein gleichmäßiges Nachrücken der Borsten.
  • Im wesentlichen dasselbe Ergebnis kann erzielt werden, indem das Borstenmagazin in eine Rüttelbewegung versetzt wird. Dies würde gewährleisten, daß sich die Ausrichtung der sich in der Stopfposition befindenden Bündelaufnahmekerbe 24 relativ zum Stopfwerkzeug während des Stopfvorgangs nicht ändert.
  • In Figur 4 sind ein Bündelabnehmer 20 und ein Borstenmagazin 10 gemäß einer alternativen Ausgestaltung gezeigt. Der Unterschied zur Ausführungsform gemäß Figur 1 liegt in der Ausgestaltung des Umfangs des Bündelabnehmers 20. Dieser weist bei der Ausgestaltung gemäß Figur 4 einen unrunden Verlauf auf, wobei der Radius des Umfangs schwankt zwischen einem Maximalwert im Bereich der Bündelaufnahmekerben 24 und einem Minimalwert in den Bereichen zwischen zwei Bündelaufnahmekerben 24. Wenn der Bündelabnehmer 24 ausgehend von einer Übernahmeposition einer Bündelaufnahmekerbe 24 weitergestellt wird, können die Borsten im Borstenmagazin 10 zunächst "nach vorne" geschoben werden, also zur Mittelachse M des Bündelabnehmers 20 hin, da dem Borstenmagazin nun ein Umfangsabschnitt des Bündelabnehmers 20 gegenüberliegt, der einen geringeren Radius hat als im Bereich der Bündelaufnahmekerbe 24. Anschließend werden die Borsten wieder zurückgedrückt, wenn die nächste Bündelaufnahmekerbe 24 in den Bereich des Borstenmagazins 10 gelangt. Diese Bewegung der Borsten führt zu einer gleichmäßigeren Verteilung im Borstenmagazin und zum schnelleren Auffüllen der Freiräume, die durch die Entnahme der Borstenbündel 26 entstehen.
  • Für die "Abdichtung" des Borstenmagazins zum Bündelabnehmer 20 hin sind bewegliche Segmente 16 vorgesehen, die von Federn 18 gegen den Bündelabnehmer 20 beaufschlagt werden und nach der Art von Abstreifern wirken.

Claims (12)

  1. Stopfmaschine für Besen oder Bürsten, mit einem Borstenmagazin (10), einem Bündelabnehmer (20) und einem Stopfwerkzeug (30), das so angeordnet ist, dass es ein Borstenbündel (26) aus dem Bündelabnehmer (20) entnehmen kann, um das Borstenbündel in einen Bürstenkörper einzupressen, wobei der Bündelabnehmer (20) mit mindestens zwei Bündelaufnahmekerben (24) versehen ist und der Außenumfang (22) des Bündelabnehmers (20) unmittelbar vor einem Ausgang des Borstenmagazins (10) vorbeiläuft, und wobei der Bündelabnehmer (20) in einer einzigen Bewegungsrichtung verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bündelabnehmer (20) als Rad ausgeführt ist und in einer Drehbewegung verstellt wird, wobei das Stopfwerkzeug (30) eine translatorische, hin- und hergehende Bewegung (P) ausführt.
  2. Stopfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass acht Bündelaufnahmekerben (24) vorgesehen sind.
  3. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bündelabnehmer (20) einen kreisförmigen Außenumfang aufweist.
  4. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bündelabnehmer (20) einen Außenumfang aufweist, dessen Radius zwischen zwei Bündelaufnahmekerben (24) kleiner ist als im Bereich der Bündelaufnahmekerben (24).
  5. Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bündelabnehmer (20) in einer Bündelaufnahmeposition, in der sich eine der Bündelaufnahmekerben (24) gegenüber des Borstenmagazins (10) befindet, eine schnelle oszillierende Bewegung um die Bündelaufnahmeposition herum ausführt.
  6. Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stopfwerkzeug (30) translatorisch bewegt wird.
  7. Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Borstenmagazin (10) die Borsten gekrümmt aufnimmt.
  8. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Borstenmagazin (10) die Borsten gerade aufnimmt und die Borsten auf dem Weg zum Stopfwerkzeug (30) vorgebogen werden, so dass sie in der Stopfposition gekrümmt sind.
  9. Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bündelabnehmer (20) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und dass jedem Bündelabnehmer (20) ein Borstenmagazin (10) zugeordnet ist, wobei die Borstenmagazine (10), bezogen auf die Drehachse (M) der Bündelabnehmer (20), in unterschiedlichen Winkelstellungen ausgerichtet sind.
  10. Stopfmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand zwischen zwei Bündelabnehmern (20) geringer ist als die Länge der im Borstenmagazin (10) aufgenommenen Borsten (12), so dass die Borsten von zwei benachbarten Borstenmagazinen (10) in axialer Richtung überlappen, und dass zwischen zwei benachbarten Bündelabnehmern (20) eine Führung angeordnet ist, welche die Borsten eines Borstenmagazins (10) so führen, dass es keine Kollision mit den Borsten des benachbarten Borstenmagazins (10) gibt.
  11. Stopfmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bündelabnehmer (20) elektronisch angetrieben wird, insbesondere durch einen Servomotor.
  12. Stopfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bündelabnehmer (20) mechanisch angetrieben wird.
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