DE2921512C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Bürstendichtung, bei dem auf einem Träger mehrere Bürstenelemente aus einer Gruppe von Borsten angeordnet werden, so daß sich die Borsten vom Träger weg erstrecken, die freien Endbereiche der sich vom Träger weg erstrecken­ den Borsten an einem Basiselement befestigt werden, alle Borsten zwischen dem Träger und dem Basiselement durch­ geschnitten werden, so daß sich die Borsten über eine vorbestimmte Entfernung vom Basiselement erstrecken, und der Träger unter Zurücklassung einer Bürstendichtung mit hervorstehenden Borsten entfernt wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 24 55 195) werden die Borsten direkt an einem verhältnismäßig kompli­ ziert aufgebauten Träger angebracht und dazu mittels Drähten, um die die Borsten herumgefaltet sind, in ihre Stellung gezogen. Damit die Borsten bei diesem bekannten Verfahren alle genau in vorgegebener Lage angeordnet werden und eine geeignete Bürstendichtung erhalten wird, ist es erforderlich, den Träger mit hoher Genauigkeit zu fertigen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Positionieren der Borsten einer Bürstendichtung zu vereinfachen und die Verwendung eines mit hoher Genauigkeit zu fertigenden Trägers für die Borsten zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß jedes Bürstenelement durch Zusammenfassung mehrerer Borsten in einem Halterohr, so daß die Borsten aus dem Halterohr eine vorbestimmte Strecke vorstehen, gebildet wird und daß die Halterohre mit den vorstehenden Borsten unter Ausrichtung jedes Halterohres unter einem vorgegebenen Winkel bezüglich des Trägers auf diesem angeordnet werden.

Bei den erfindungsgemäßen Verfahren werden die Bürstenele­ mente durch Einsetzung der Borsten in die Halterohre vorgefertigt, wodurch sich eine genaue Positionierung der Borsten bezüglich der Halterohre erreichen läßt, so daß die Halterohre dann sehr einfach in einer vorge­ gebenen Lage auf dem Träger angeordnet werden können. Daher kann der Träger auch sehr einfach aufgebaut sein und braucht nicht durch aufwendige, spanabhebende Bearbei­ tung gefertigt zu werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungs­ beispiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Zusammenfassung einer Anzahl von Drahtsträngen zu einem kontinuier­ lichen Bündel.

Fig. 2 zeigt die Montage eines Halterohres, das eine Anzahl aus dem Bündel von Drahtsträngen gebil­ deter Borsten trägt.

Fig. 3 zeigt vergrößert Einzelheiten eines Halterohres mit den aus ihm hervorstehenden Borsten.

Fig. 4 zeigt die Montage einer Anzahl von Halterohren auf einem Träger mit einem Paar ringförmiger Basisplatten während der Bildung einer Bürstendichtung.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine fertige Bürsten­ dichtung.

Fig. 6 zeigt den Einsatz eines Bezugsarms zur Positio­ nierung der Bürstenelemente unter einem vorge­ gebenen Winkel.

Fig. 7 zeigt eine Anzahl von auf einem Träger montierter Bürstenelemente.

Fig. 8 zeigt den abschließenden Bearbeitungsschritt für eine Bürstendichtung unter Verwendung einer Elektroentladevorrichtung.

Fig. 9 und 10 zeigen eine Draufsicht und einen Schnitt durch eine Lochschleifmaschine zur Bearbeitung einer Bürstendichtung.

In den Fig. 1 bis 7 ist eine Folge von Arbeitsschritten zur Herstellung einer ringförmigen Bürstendichtung gezeigt. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung trägt eine Anzahl von Spulen 10, die drehbar auf einem Rahmen 11 befestigt sind und jeweils einen Strang 12 eines als Borstenmaterial dienenden Drahtes tragen, der zu einer Leitdüse geführt wird. In dieser werden die Stränge zusammengefaßt und dann durch eine Spanneinrichtung 14, ein Heizrohr 15 und eine zweite Leitdüse 16 bewegt, worauf die zusammengefaßten Stränge auf eine Trommel 17 aufgewickelt werden. Die Trommel 17 wird in eine Vorrichtung gemäß Fig. 2 eingesetzt, in der die zusammengefaßten Stränge von der am Maschinen­ rahmen befestigten Trommel 17 mittels einer Zuführeinheit 18 abgezogen werden, die die Stränge durch eine Leitdüse 19, die auf einem Ständer 20 gehalten ist, und in ein Halterohr 21 führt. Die Stränge werden mittels eines Schneidwerkzeugs 22 auf die erforderliche Länge abge­ schnitten, um so ein Bürstenelement 23 zu erhalten, das aus einem Halterohr 21 mit in ihm angeordneten Borsten 12 besteht, wobei die Borsten 12 aus dem Halterohr 21 herausragen, wie dies im einzelnen in Fig. 3 zu erkennen ist. Auf diese Weise wird eine Anzahl der­ artiger Bürstenelemente 23 hergestellt.

Bei der Fertigung einer kreisförmigen Bürstendichtung mit nach außen gerichteten Borsten, werden die Bürstenele­ mente 23 gemäß Fig. 3 an einem ringförmigen Träger 24 befestigt, beispielsweise durch Festkleben der Halterohre 21 am Träger 24, so daß sich die Borsten 12 vom Träger 24 nach innen erstrec­ ken. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird der Träger 24 mit den an ihm befestigten Bürstenelementen 23 dann auf einen Montagebock 25 aufgepaßt, der auch ein Paar ringförmiger Basisplatten 26 trägt, die so angeordnet sind, daß sich die radial inneren Endbereiche der Borsten 12 zwischen ihnen befinden. Die Borsten 12 werden alle radial nach innen durch die Halterohre 21 geschoben, so daß ihre radial inneren Enden an einer zylindrischen Fläche 27 des Montagebockes 25 anliegen, wodurch sich eine gleichmäßige Positionierung der Borsten 12 ergibt. Nunmehr werden die Platten 26 fest ver­ klammert, um die Borsten 12 zu halten, und danach werden die Borsten 12 zwischen den Halterohren 21 und den Platten 26 abgeschnitten, wie dies bei 28 angedeutet ist. Der Träger 24 kann jetzt entfernt werden, und wenn die Halterohre 21 aus geeignetem Material bestehen, lassen sie sich erneut benutzen.

Die Basisplatten 26, die die auf die gewünschte Länge geschnittenen Borsten 12 tragen, werden aus dem Montagebock 25 entfernt, und die Platten 26 und die Borsten 12 werden, wie bei 29 in Fig. 5 angedeutet, durch Schweißung mitein­ ander verbunden. Die fertige Bürstendichtung kann in dieser Form benutzt werden, oder sie kann einer Bearbeitung unterzogen werden, wie sie später beschrieben werden wird.

Um die Montage der Bürstenelemente 23 auf dem Träger 24 in der gewünschten Ausrichtung zu erleichtern, weist der Montagebock 25 einen Bezugsarm 30 auf, der in Fig. 6 dar­ gestellt ist. Bei dieser Anordnung hat der Träger 24 die Form eines Kreissegmentes und wird derart im Montage­ bock gehalten, daß der Bezugsarm 30 um den Krümmungsmittel­ punkt 31 des Trägers verschwenkt werden kann. An dem vom Schwenkpunkt 31 entfernten Ende des Arms 30 weist der Träger 24 eine Bezugsanlagefläche 32 auf, die unter einem entsprechenden Winkel zum Positionieren der Rohre 21 der Bürstenelemente auf dem Träger 24 ausgerichtet ist. Auf diese Weise können mehrere Bürstenelemente auf dem Träger 24 montiert werden, und durch Verwendung einer Anzahl derar­ tiger Träger kann eine kreisförmige Anordnung hergestellt werden, die dann in der vorstehend beschriebenen Weise auf dem Montagebock 25 befestigt wird. Die in Fig. 5 gezeigte Dichtung ist eine ringförmige Bürstendichtung, doch können selbstverständlich auch gekrümmte oder gerad­ linige oder anders geformte Dichtungen auf die gleiche Weise hergestellt werden, indem entsprechend geformte Träger, Montageböcke usw. verwendet werden. Darüber hinaus können die Basisplatten unterschiedliche Formen haben, so daß der Basisbereich der Dichtung, von dem sich die Borsten erstrecken, den gewünschten Querschnitt ausweisen kann, beispielsweise quadratisch, rechteckförmig, kreisför­ mig, elliptisch, L-förmig oder Z-förmig.

Obwohl die vorstehend beschriebene und in Fig. 5 gezeigte Dichtung ohne weitere Bearbeitung verwendet werden kann, kann es gelegentlich erforderlich sein, die Dichtung zur Erzielung einer bestimmten Abmessung genau spanabhebend zu bearbeiten. Dies kann mittels einer Vorrichtung er­ folgen, wie sie in Fig. 8 bzw. in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, um so sicherzustellen, daß die Dichtung eine im wesentlichen konstante radiale Stärke hat. In Fig. 8 ist eine Elektroentladevorrichtung gezeigt, mit der die Borsten 35 einer ringförmigen Bürstendichtung 36 bearbeitet werden können, die eine im Querschnitt Z-förmige Basisplatte 37 und eine im wesentlichen ebene Basisplatte 38 aufweist und bei der sich die Borsten nach innen er­ strecken. Die Dichtung 36 wird zwischen einer festpositio­ nierten Antriebsrolle 39, die drehbar am Maschinenrahmen 40 befestigt ist, und einer weiteren Antriebsrolle 41, die mittels einer Feder 42 in Richtung auf die Antriebsrolle 39 gedrückt wird, gehalten. Um eine Stützplatte 44, die ebenfalls am Maschinenrahmen 40 befestigt ist, sind Führ­ rollen 43 zur Abstützung und Unterstützung der Bewegung der Dichtung 36 angeordnet. Die Antriebsrollen 39 und 41 werden beide von einem nicht dargestellten Motor über ein nicht dargestelltes Getriebe angetrieben, so daß sich eine Drehung der Dichtung 36 um ihre Achse ergibt. Die Vorrich­ tung weist einen Entladekopf 45 mit einer kreisförmigen, drehbaren Elektrode 46 auf, wobei der Kopf 45 derart am Maschinenrahmen 40 befestigt ist, daß er sowohl senkrecht als auch parallel zur Drehachse der Elektrode 46 bewegt werden kann. Ein nicht dargestellter Behälter umgibt denjenigen Teil der Vorrichtung, in dem die Entladung stattfindet, um eine geeignete dielektrische Flüssigkeit zu umschließen.

Im Betrieb wird die Bürstendichtung 36 mittels der Antriebs­ rollen 39 und 41 gedreht, während die Borsten 35 durch die sich drehende Elektrode 46 bearbeitet werden. Wenn sich die Dichtung 36 dreht, erfolgt eine Hin- und Herbewegung der Elektrode 46 um ihre eigene Achse, während der Funken­ spalt automatisch durch die senkrechte Bewegung des Kopfes 45 gesteuert wird. Vorzugsweise wird die Dichtung 36 in einer Ebene angeordnet, die unter einem Winkel zur Hori­ zontalen, beispielsweise 45°, wie dargestellt, verläuft, um dann dadurch die Servowirkung der Schneidelektrode 46 bei Abtastung der Bohrung der Dichtung 36 während deren Drehung zu unterstützen. Normalerweise ist die Schneid­ elektrode 46 in eine dielektrische Flüssigkeit eingetaucht, und eine geeignete Elektrode kann beispielsweise aus Kohlenstoff, Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Der äußere Umfang der Dichtung 36 kann in ähnlicher Weise bearbeitet werden, und auch Dichtungen mit von der in Fig. 8 gezeigten Form der Basisplatten 37, 38 abweichenden Basisplatten können einer derartigen Bearbeitung unterzogen werden.

In den Fig. 9 und 10 ist eine Vertikalschleifmaschine dargestellt, mit der die Borsten einer Dichtung 50, die im wesentlichen entsprechend der Dichtung 36 gemäß Fig. 8 aufgebaut ist, bearbeitet werden. Die Dichtung 50 wird von drei Stützrollen 51 gehalten, von denen nur eine in Fig. 10 zu erkennen ist, während am Umfang der Dichtung 50 Leerlauf­ rollen 52 angreifen, um die Dichtung 50 in der gewünschten Lage zu halten. Eine Antriebsrolle 53 wird in Eingriff mit dem Umfang der Dichtung 50 gepreßt und von einem über ein Getriebe arbeitenden, nicht dargestellten Motor angetrie­ ben. Auf einem Teilrahmen 55 ist eine Steuerrolle 54 befestigt, und der Teilrahmen 55 wird von einer Federein­ richtung 56 in Richtung auf die Antriebsrolle 53 gedrückt. Die Steuerrolle 54 steht in Eingriff mit einer Innenfläche der Basisplatte der Dichtung 50, um die Dichtung 50 in Eingriff mit der Antriebsrolle 53 zu drücken, so daß sich die Dichtung 50 im Betrieb der Vorrichtung um ihre Achse dreht.

Ein Schleifkopf 57 mit einer angetriebenen Schleifscheibe 58 ist senkrecht bezüglich der gehalterten Dichtung 50 am Teilrahmen 55 bewegbar befestigt. Im Betrieb wird die Dichtung 50 von der Antriebsrolle 53 gedreht, während die Schleif­ scheibe 58 sich dreht und der Schleifkopf 57 in der Senk­ rechten hin- und herbewegt wird. Auf diese Weise läßt sich die Innenbohrung genau schleifen, so daß die radiale Abmessung der Dichtung 50 im wesentlichen konstant ist.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung einer Bürstendichtung, bei dem auf einen Träger (24) mehrere Bürstenelemente (23) aus einer Gruppe von Borsten (12) angeordnet werden, so daß sich die Borsten (12) vom Träger (24) weg erstrecken, die freien Endbereiche der sich vom Träger (24) weg erstreckenden Borsten (12) an einem Basiselement (26) befestigt werden, alle Borsten (12) zwischen dem Träger (24) und dem Basiselement (26) durchschnitten werden, so daß sich die Borsten über eine vorbestimmte Entfernung vom Basiselement (26) erstrecken, und der Träger (24) unter Zurücklas­ sung einer Bürstendichtung mit hervorstehenden Borsten (12) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bürstenelement (23) durch Zusammenfassung mehrerer Borsten in einem Halterohr (21), so daß die Borsten (12) aus einem Halterohr (21) eine vorbestimmte Strecke vorstehen, gebildet wird und daß die Halterohre (21) mit den vorstehenden Borsten (12) unter Ausrichtung jedes Halterohres (21) unter einem vorgegebenen Winkel bezüglich des Trägers (24) auf diesem angeordnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterohre (21) durch Klebung am Träger (24) befestigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Basiselement aus zwei Platten (26) verwen­ det wird, zwischen denen die freien Endbereiche der Borsten (12) angeordnet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (12) aus Metalldraht und das Basiselement (26) aus Metall hergestellt werden, und daß die Borsten (12) durch Schweißung am Basiselement (26) befestigt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Bürstenelemente (23) mehrere Stränge eines Metalldrahtes von einer Anzahl Spulen (10) durch eine erste Leitdüse (13) in eine Spanneinrichtung (14) und von dort durch ein Heizrohr (15) und danach durch eine zweite Leit­ düse (16) geführt und dabei zum Einbringen in die Halterohre (21) zusammengefaßt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengefaßten Stränge des Metalldrahtes nach dem Durchlauf durch die zweite Leitdüse (16) auf eine Trommel (17) aufgewickelt und von dieser zur Herstellung der Bürstenelemente (23) abgewickelt und in die Halterohre (21) eingeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die zusammengefaßten Stränge von einer Förder­ einheit (18) abgezogen und durch eine weitere Leit­ düse (19) in ein Halterohr (21 ) eingebracht werden, worauf die Borsten (12) zur Bildung der Bürstenelemente (23) auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bürstenelement (23) mittels eines Bezugsarms (30), der eine Anlagefläche (32) zur Anlage des Bürstenelementes (23) unter dem ge­ wünschten Winkel auf dem Träger (24) hat, auf den Träger (24) aufgebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein gekrümmter Träger (24) verwendet und der Bezugsarm (30) um den Krümmungsmittelpunkt des Trägers (24) geschwenkt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstenelemente (23) mit den freien Enden ihrer Borsten (12) nach innen gerichtet auf dem Trä­ ger (24) angeordnet werden, so daß die fertige Bürsten­ dichtung nach außen gerichtete Borsten (12) aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der innere und/oder der äußere Umfang der Dichtung (36; 50) nach dem Entfernen des Trägers (24) und der Halterohre (21) zur Sicherstellung einer konzentrischen Anordnung spanabhebend bearbeitet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürstendichtung (36; 50) zur spanabhebenden Bearbeitung zwischen mindestens zwei Rollen gebracht wird, von denen die eine Rolle (39; 53) stationär angeordnet ist und eine Bezugsfläche bildet, während die andere Rolle (41; 54) zur federnden Anlage an der Bürstendichtung gebracht wird, um diese in Eingriff mit der stationären Rolle (39; 53) zu halten, daß zumindest die stationäre Rolle (39; 53) zur Drehung der Bürsendichtung gedreht wird und daß die Bürsten­ dichtung zur Erzielung einer im wesentlichen konstanten radialen Abmessung während ihrer Drehung spanabhebend arbeitet.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die spanabhebende Bearbeitung durch elektrische Entladung erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die spanabhebende Bearbeitung durch Schleifen erfolgt.