DE3016791C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bürstenherstellungsmaschine mit einem oder mehreren Werkstückhaltern sowie zumindest einem Bearbeitungswerkzeug, insbesondere einem Stopfwerkzeug, zum Bearbeiten von Bürsten mit einer doppelseitigen Borstenbe­ stückung.

Beispielsweise Handwaschbürsten od. dgl. haben zwei Borsten­ felder. Die Herstellung von Bürsten mit doppelseitiger Bor­ stenbestückung erfolgte bisher, indem zunächst die eine Seite gestopft und gegebenenfalls auch weiterbearbeitet, z. B. ab­ geschert wurde und indem nach dem Auswerfen der einseitig gestopften Bürste diese erneut in gewendeter Lage der Bürsten­ herstellungsmaschine zugeführt wurde. In dem zweiten Arbeits­ gang wurde dann das zweite Borstenfeld eingebracht und gege­ benenfalls weiterbearbeitet. Durch diese Bearbeitungsfolge, praktisch wie bei zwei voneinander unabhängigen Bürsten, mit zweimaligem Zuführen des Bürstenkörpers zu einer Bürstenher­ stellungsmaschine, ist vergleichsweise aufwendig und erfordert in nachteiliger Weise auch einen entsprechenden Zeitaufwand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Herstel­ lung von Bürsten mit einer doppelseitigen Borstenbestückung, z. B. Handwaschbürsten, zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere eine Bürstenherstellungsmaschine vorgeschlagen, bei der der oder die Werkstückhalter eine Wendevorrichtung aufweisen und Spannmittel haben, zwischen denen für den Zutritt des Be­ arbeitungswerkzeuges in wenigstens zwei Bearbeitungspositionen des Werkstückhalters Zwischenräume frei sind.

In vorteilhafter Weise können somit die zu bearbeitenden Bür­ stenkörper in einer Aufspannung durchgehend bis zur Fertig­ stellung bearbeitet und dann ausgeworfen werden. Durch die Anordnung der Spannmittel außerhalb des Zutrittsbereiches des jeweiligen Bearbeitungswerkzeuges zu beiden Borstenfeldern bleiben diese jeweils in beiden Bearbeitungspositionen für das Bearbeitungswerkzeug frei.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Drehachse der Wendevorrichtung exzentrisch bezüglich der Längserstreckung eines eingespannten Werkstückes angeordnet ist und daß der Abstand der Drehachse von dem Bearbeitungs­ werkzeug in seiner zurückgezogenen Position größer ist, als der größte radiale Abstand von der Drehachse zu dem am Bear­ beitungswerkzeug vorbeischwenkenden Ende des Werkstückes. Der Bürstenkörper kann somit praktisch mit seinem "kurzen Ende" an dem in seiner zurückgezogenen Lage befindlichen Bearbeitungs­ werkzeug, z. B. dem Stopfwerkzeug, vorbeischwenken, so daß zu­ sätzliche Ausweichbewegungen für das Bearbeitungswerkzeug ver­ meidbar sind.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Wendevorrichtung als Antrieb einen blockierbaren Elektro­ motor aufweist und jeweils zur Begrenzung der Wendebewegung gegebenenfalls mit lösbaren Verriegelungsvorrichtungen ver­ sehene Anschläge hat. Diese Ausbildung ist insbesondere bei einer Wendevorrichtung mit nur einer Drehrichtung vorgesehen. Zum Auslösen des Wendevorganges braucht bei dieser Anordnung nur einer der Begrenzungsanschläge zurückgezogen werden, so daß der Werkstückhalter an dem in der Wendeposition angeord­ neten weiteren Anschlag anläuft. In vorteilhafter Weise brau­ chen hier besondere Steuermittel für den Antrieb nicht vorge­ sehen sein.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt zum Teil stärker schematisiert:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer als Trommelmaschine ausge­ bildeten Bürstenherstellungsmaschine,

Fig. 2 eine Stirnansicht eines Bürstenkörpers mit angesetztem Stopfwerkzeug,

Fig. 3 eine Aufsicht von Werkstückhaltern mit Wendevorrich­ tung,

Fig. 4 einen Querschnitt der in Fig. 3 gezeigten Einrichtung,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform eines Werkstückhal­ ters mit Wendeeinrichtung und

Fig. 6 eine wiederum abgewandelte Wendevorrichtung.

Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Bürstenherstellungsmaschine weist eine im Maschinengestell 2 gelagerte Trommel 3 auf. Die Trommel haltende Seitenwangen 4 sind gemäß dem Doppelpfeil Pf 1 höhenverschiebbar und in dem Schlittenbett 5 in Längsrichtung der Trommelachse 6 verschiebbar. Die gesamte Trommel ist somit bezüglich den Bürstenkörpern 7 bzw. den sie haltenden Werk­ stückhaltern 8 in Längs- und Querrichtung positionierbar. Im Ausführungsbeispiel sind jeweils um 90° am Umfang der Trom­ mel 3 versetzt, vier Werkstückhalter 8 vorgesehen. Um die Trommel herum sind Bearbeitungsstationen, hier ein Stopfwerk­ zeug 9 sowie ein Abscherwerkzeug 10 und außerdem eine Zuführ­ vorrichtung 11 mit einem Magazin 12 angeordnet. Die Fortschaltbewegung von einer Station zur nächsten erfolgt gemäß dem Pfeil Pf 2. Bei der Bürstenherstellungsmaschine 1 werden mittels dem Magazin 12 bereits gebohrte Bürstenkörper 7 einem jeweils bei dieser Station befindlichen Werkstückhalter 8, die hier nicht näher dargestellt sind, zugeführt. Nach einer Fortschaltbewegung der Trommel 3 gemäß dem Pfeil Pf 2 wird der eingespannte Bürstenkörper 7 zu der Stopfstation und schließ­ lich der Abscherstation mit dem Abscherwerkzeug 10 zugeführt. Die zwischen der Stopfstation und der Abscherstation liegende Zwischenstation ist im Ausführungsbeispiel als Leerstation vorgesehen. Gegebenenfalls kann hier jedoch auch ein weiteres Bearbeitungswerkzeug, z. B. ein Stempel od. dgl. vorgesehen sein.

Durch die bei den eingespannten Bürstenkörpern 7 bzw. Werk­ stückhaltern 8 eingezeichneten Drehachsen 13 ist angedeutet, daß die Werkstückhalter 8 drehbar gelagert sind, so daß die eingespannten Bürstenkörper doppelseitig mit Borsten bestückt und diese beiden Borstenfelder auch jeweils nachbearbeitet werden können. Dazu sind für den oder die Werkstückhalter 8 eine Wendevorrichtung 14 vorgesehen.

Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Wendevor­ richtung 14. Diese weist als Antrieb 15 ein Klinkengesperre 16 auf, das über ein Getriebe, vorzugsweise Zahnradgetriebe 17 mit einem oder mehreren Werkstückhaltern 8 gekuppelt ist (Fig. 3). Gemäß Fig. 3 und 4 haben die beiden nebeneinander angeordneten Werkstückhalter 8 einen gemeinsamen Wendeantrieb (Klinkenge­ sperre 16) und sind über eine Kette 18 od. dgl. miteinander gekoppelt. Die Übersetzung zwischen dem Klinkengesperre 16 und den Werkstückhaltern 8 ist im Ausführungsbeispiel mit 1 : 2 vorgesehen, so daß mit einer 90°-Drehung des Gesperrerades 19 eine 180°-Drehung der Werkstückhalter 8 erfolgt.

In Fig. 3 ist noch gut erkennbar, daß die Drehachsen 13 bezüg­ lich den beiden Borstenfeldern 20, 21 in einer dazwischen lie­ genden Mittelebene 22 angeordnet ist. Dadurch ergibt sich auch nach dem Wenden eines Bürstenkörpers jeweils immer der gleiche Abstand des Bearbeitungswerkzeuges zu der jeweiligen Bürsten­ körperoberfläche.

Das Klinkengesperre 16 weist zwei Klinken 23, 24 mit zuge­ hörigen Klinkenhebeln 25, 26 auf. Jeder Klinkenhebel 25, bzw. 26 ist mit einem Hubzylinder 27, 28 als Schwenkantrieb ver­ bunden. Die beiden Klinken 23, 24 können mittels Hubmagneten 29, 30 od. dgl. insbesondere wechselweise in Eingriff gebracht werden.

Mit Hilfe des Klinkenantriebes 23, 25, 27 kann das Gesperrerad 19 gemäß dem Pfeil Pf 3 verdreht werden, während mit dem Klinkenantrieb 24, 26, 28 eine entsprechende Rückstellbewegung gemäß dem Pfeil Pf 4 erfolgen kann.

Die Wendeeinrichtung 14 (Fig. 4) weist für jeden Werkstück­ halter 8 einen Drehzylinder 31 auf, der eine Durchtrittsöff­ nung 32 für bearbeitete Bürstenkörper 7 hat. Nach einer ins­ besondere beidseitigen Bearbeitung des Bürstenkörpers 7 kann dieser durch Lösen von an den Längsseiten des Bürstenkörpers angreifende Klemmbacken 33 durch die Durchtrittsöffnung 32 hindurch ausgeworfen werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 2 angedeutet. Ein eingespannter, doppelseitig zu bearbeitender Bürstenkörper 7 wird zum Umwenden um die in der Mittelebene 22 liegende Drehachse 13 gewendet. In Fig. 2 sind die den Bürstenkörper 7 haltenden Klemmbacken und dazugehörige Werk­ stückhalter zur Vereinfachung weggelassen. Erfindungsgemäß ist nun bei der Ausbildung gemäß Fig. 2 vorgesehen, daß die Drehachse 13 a exzentrisch bezüglich der Längserstreckung des Bürstenkörpers, jedoch weiterhin in der Mittelebene 22 ange­ ordnet wird. Insbesondere ist dabei vorgesehen, daß der Ab­ stand a der Drehachse 13 a von dem Bearbeitungswerkzeug (Stopfwerkzeug 9) in dessen zurückgezogener Position größer ist, als der größte radiale Abstand b von der Drehachse 13 a zu dem am Bearbeitungswerkzeug vorbeischwenkenden Ende 34 des Bürstenkörpers 7. Man kann dadurch eine besondere Aus­ weichbewegung des Stopfwerkzeuges 9 od. dgl. beim Wenden des Bürstenkörpers 7 vermeiden. Für die vorliegende Ausführungs­ form ist ein Schwenkantrieb vorgesehen, der den Bürstenkörper jeweils um 180° hin- und herverschwenkt. Dagegen besteht bei einer zentral angeordneten Drehachse 13 der Vorteil, daß man mit einer Drehrichtung zum Wenden des Bürstenkörpers 7 aus­ kommt. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die Wendevorrichtung als Antrieb 15 einen blockierbaren Elektro­ motor 35 hat. Ein solcher Motor kann ohne Steuer- und Schalt­ einrichtung auskommen, da der jeweils angetriebene Bürstenkörper jeweils in seiner Bearbeitungslage gegen Anschläge anfahren kann, durch die dann ein Weiterdrehen verhindert wird. Auch in dieser Bearbeitungsstellung kann der Motor wegen seiner besonderen Konstruktion eingeschaltet bleiben. Zur Begrenzung der Wendebewegungen sind zweckmäßigerweise mit lösbaren Ver­ riegelungsvorrichtungen versehene Anschläge 36 vorgesehen. Diese können dann jeweils zum Lösen der Drehbegrenzung wechsel­ weise zurückgezogen werden. Erwähnt sei noch, daß der blockier­ bare Elektromotor 35 auch direkt mit der Drehachse 13 des Werk­ stückhalters 8 axial fluchtend angeordnet sein kann. Gegebenenfalls können die Anschläge 36 auch feststehend ausge­ bildet sein, wobei dann der Motor 35 jeweils für den Wende­ vorgang umgeschaltet werden müßte. Auch dabei können zweck­ mäßigerweise hier nicht dargestellte Verriegelungsvorrichtun­ gen zum Halten der Werkstückhalter 8 in der jeweiligen Bear­ beitungslage vorgesehen sein.

Fig. 6 zeigt noch eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Wende-Antriebes 15, wobei hier als Antrieb eine Zahn­ stange 37 vorgesehen ist. Diese ist mit einem Hubantrieb, z. B. einem Hydraulikzylinder 38 od. dgl. verbunden. Mit die­ sem Wende-Antrieb 15 läßt sich ein eingespannter Bürstenkörper 7 gemäß den Pfeilen Pf 5 und Pf 6 hin- und herwenden.

Erwähnt sei noch, daß die Werkstückhalter 8 separate oder aber auch eine oder mehrere gemeinsame Wendevorrichtungen 14 haben können. Zweckmäßigerweise sind alle Werkstückhalter 8 mit einer gemeinsamen Wendevorrichtung verbunden.

Bei einer Ausführungsform einer Bürstenherstellungsmaschine mit Werkstückhaltern 8 gemäß Fig. 3 und 4 ist der Arbeits­ ablauf zur Bearbeitung einer doppelseitig zu bestückenden Bürste, z. B. einer Handwaschbürste, folgender: Aus einem Magazin od. dgl. werden in der Regel gebohrte Bürstenkörper 7 einem Werkstückhalter 8 mit Klemmbacken 33 zugeführt. In einer ersten Bearbeitungsposition wird dann eine Seite des Bürstenkörpers gestopft und anschließend wird der Bürstenkörper 7 mittels der Wendevorrichtung 14 um 180° gedreht, so daß dann die zweite Borsten-Bestückungsseite be­ arbeitet, z. B. gestopft werden kann. Anschließend wird die Bürste nach Öffnen der Klemmbacken 33 z. B. durch die Durch­ trittsöffnungen 32 ausgeworfen, oder aber über einen Greifer oder eine Transporteinrichtung erfaßt und einer Abscher­ maschine und gegebenenfalls weiteren Bearbeitungsmaschinen zugeführt.

Bei der Herstellung von Bürsten mit Hilfe der in Fig. 1 sche­ matisch dargestellten Trommel-Maschine werden Bürstenkörper 7, die sich in einem Magazin 12 befinden, einem darunter befind­ lichen Werkstückhalter 8 zugeführt und dort festgespannt. Nach einer Fortschaltbewegung (Pf 2) der Trommel 3 um z. B. 90° kommt der eingespannte Bürstenkörper in den Arbeitsbereich eines Stopfwerkzeuges 9. Hier wird die erste Seite des Bürsten­ körpers gestopft und anschließend kann der Werkstückhalter 8 mit dem eingespannten und auf einer Seite bereits gestopften Bürstenkörper um die Drehachse 13 gewendet werden. Anschließend erfolgt das Stopfen der zweiten Borstenseite. Erwähnt sei hier­ bei, daß die Positionierbewegung der Bürstenkörper von Loch zu Loch durch entsprechende Bewegungen der Trommel 3 erfolgt, wo­ bei die sie haltenden Seitenwangen sowohl in Richtung der Trom­ melachse 6 als auch gemäß dem Pfeil Pf 1 verschiebbar sind. Nach dem doppelseitigen Bestücken des Bürstenkörpers 7 mit Borsten bei der Stopfstation erfolgt eine weitere Fortschalt­ bewegung um 90°. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist hier eine Leerstation vorgesehen. Gegebenenfalls besteht aber die Möglichkeit, hier ein Abscherwerkzeug 10 anzuordnen, das dann jedoch wegen der beim Stopfen auftretenden Positionier-Hub­ bewegung (Pf 1) mit der Trommelhalterung (Seitenwangen 4) verbunden sein müßte. Da jedoch die Trommel 3 selbst und die mit ihr notwendigerweise verbundenen Aggregate möglichst leicht ausgebildet sein sollen, um die Massenkräfte beim schnellen Positionieren möglichst klein zu halten, ist das Abscherwerkzeug 10 radial dem Stopfwerkzeug 9 gegenüberlie­ gend und nicht mit der Trommel 3 bzw. deren Halterungen ver­ bunden angeordnet. Bei dieser Anordnung liegen die Längs- und Querpositionierbewegungen innerhalb der Abscherebene, so daß keine nachteilige gegenseitige Beeinflussung gegeben ist.

Bei der Leerstation können auch andere Bearbeitungswerkzeuge, insbesondere solche, die durch die Positionierbewegungen un­ beeinflußt bleiben, vorgesehen sein. Insbesondere sei hierbei eine Stempelvorrichtung u. dgl. erwähnt. Auch bei dem Abscherwerkzeug 10 erfolgt nach dem Bearbeiten des einen Borstenfeldes eine Wendebewegung des Bürstenkörpers um die Drehachse 13 und anschließend ein Bearbeiten des anderen Borstenfeldes. Neben der in Fig. 1 gezeigten einfachen Ausfüh­ rungsform einer Trommel-Bürstenherstellungsmaschine mit vier Werkstückhaltern 8, kann die Trommel 3 auch z. B. nur mit zwei oder aber mehr als vier Werkstückhaltern 8 sowie einer in der Regel entsprechenden Anzahl von Bearbeitungsstationen ausge­ rüstet sein.

Erwähnt sei noch, daß die Wendebewegung der Bürstenkörper um jeweils 180° bei üblichen Handwaschbürsten vorzusehen ist, und daß die Wendebewegung um die Drehachsen 13 z. B. bei schräg zueinander angeordneten Borstenfeldern entsprechend vorgesehen ist. Gegebenenfalls könnten somit dann auch Bürsten mit mehr als zwei Borstenfeldern auf ein­ fache Weise hergestellt werden.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dar­ gestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (10)

1. Bürstenherstellungsmaschine mit einem oder mehreren Werkstückhaltern sowie zumindest einem Bearbeitungs­ werkzeug, insbesondere einem Stopfwerkzeug, zum Bear­ beiten von Bürsten mit einer doppelseitigen Borsten­ bestückung, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Werkstückhalter (8) eine Wendevorrich­ tung (14) aufweisen und Spannmittel (33) haben, zwischen denen für den Zutritt des Bearbeitungswerkzeuges (z. B. 9) in wenigstens zwei Bearbeitungspositionen des Werk­ stückhalters (8) Zwischenräume frei sind.

2. Bürstenherstellungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drehachse (13) der Wendevorrichtung (14) exzentrisch bezüglich der Längserstreckung eines eingespannten Werkstückes angeordnet ist und daß der Ab­ stand (a) der Drehachse (13) von dem Bearbeitungswerkzeug in seiner zurückgezogenen Position größer ist, als der größte radiale Abstand (b) von der Drehachse (13) zu dem am Bearbeitungswerkzeug vorbeischwenkenden Ende (34) des Werkstückes.

3. Bürstenherstellungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wendevorrichtung (14) als Antrieb (15) ein Klinkengesperre (16) aufweist, das ins­ besondere über ein Getriebe, vorzugsweise Zahnradgetriebe (17) mit einem oder mehreren Werkstückhaltern (8) ge­ kuppelt ist, und daß das Getriebe vorzugsweise ein über­ setzungsverhältnis von 1 : 2 hat.

4. Bürstenherstellungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstückhalter (8) einen gemeinsamen Wende-Antrieb (15) haben und vorzugsweise über eine Kette (18), einen Zahn­ riemen od. dgl. miteinander gekoppelt sind.

5. Bürstenherstellungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werk­ stückhalter (8) insbesondere an den Längsseiten eines Bürstenkörpers (7) angreifende Klemmbacken (33) haben und gegebenenfalls an Durchtrittsöffnungen (32) für die Bürsten aufweisenden Drehzylindern (31) der Wendevor­ richtung (14) angeordnet sind.

6. Bürstenherstellungsmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendevorrichtung (14) als Antrieb (15) einen blockierbaren Elektromotor (35) aufweist und jeweils zur Begrenzung der Wendebewegung gegebenenfalls mit lösbaren Verriegelungs­ vorrichtungen versehene Anschläge (36) hat.

7. Bürstenherstellungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anschläge (36) jeweils zum Lösen der Drehbewegung, wechselweise zurückziehbar sind.

8. Bürstenherstellungsmaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendevorrichtung (14) als Antrieb (15) eine Zahnstange (37) mit einem Hubantrieb, z. B. einem Hydraulikzylinder (38) od. dgl. aufweist.

9. Bürstenherstellungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Trommelmaschine ausgebildet ist mit wenigstens zwei, vor­ zugsweise vier Werkstückhaltern (8), und daß zumindest die bei einer Stopf- und einer Abscherstation jeweils befindlichen Werkstückhalter (8) mit Wendevorrichtungen (14), vorzugsweise einer gemeinsamen Wendevorrichtung (14) gekuppelt bzw. kuppelbar sind.

10. Bürstenherstellungsmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß alle Werk­ stückhalter (8) vorzugsweise mit einer gemeinsamen Wende­ vorrichtung (14) verbunden sind.