<Desc/Clms Page number 1>
Machine voor de vervaardiging van borstels.
De uitvinding heeft betrekking op een machine voor de vervaardiging van borstels, welke een vulwerktuig bevat voor het aanbrengen van vezelbundels in openingen in een borstellichaam, en middelen om borstellichamen tegenover dit vulwerktuig te brengen om door het vulwerktuig met vezelbundels in deze openingen te worden bezet.
In moderne tandenborstelvervaardigingsmachines worden enkel nog gespoten tandenborstellichamen met dus voorgespoten openingen gebruikt.
De openingen worden dus niet meer geboord.
Verschillende Belgische, Europese en U. S. A. oktrooien van aanvraagster beschrijven dergelijke machines waarin de borstellichamen vanuit een voorraad toegevoerd worden aan het vulwerktuig, waar er een vezelbundel ingeplant wordt in elke opening van het borstellichaam en dit tegen een snelheid van ongeveer 800 tot 1000 inplantingen per minuut.
Het borstellichaam wordt daarbij ingespannen in een borstelhouder die het borstellichaam tegenover het vulwerktuig brengt en daarbij de nodige positioneerbewegingen uitvoert om in elke opening van het borstellichaam een vezelbundel te ontvangen.
<Desc/Clms Page number 2>
Een dergelijke borstelhouder kan bijvoorbeeld op een trommel aangebracht zijn. Dit is ondermeer beschreven in EP-B-0 195 134 van de aanvraagster. Daarin is een trommel met vier zijden beschreven waarbij op elke zijde één borstelhouder gemonteerd is.
Nieuwe borstellichamen worden toegevoerd bovenaan de trommel, waarna deze over 90 graden verdraaid wordt.
Hierdoor komt het borstellichaam in een borstelhouder tegenover het vulwerktuig terecht. Hierbij voert de trommel de noodzakelijke positioneerbewegingen uit opdat in elke opening van het borstellichaam een bundel zou ontvangen worden.
Na het vullen van de laatste opening, wordt de trommel opnieuw over 90 graden verdraaid. De gevulde borstel verwijdert zieh van de vezelvulpositie en een nieuw borstellichaam komt in de plaats waarna een nieuwe vulcyrlus door het vulwerktuig begint.
De borstelhouder waarin het borstellichaam daarbij zit, bestaat volgens EP-B-195 134 hoofdzakelijk uit een aanslag waartegen het borstellichaam door twee onder veerdruk staande pennen geduwd wordt.
De afstand tussen de positie van een opening van het borstellichaam en de aanslag wordt bepaald door het borstellichaam zelf.
Nu zijn die borstellichamen meestal in kunststof en worden zij vervaardigd door middel van een spuitgietproces. De spuitgietvormen die voor tandenborstels gebruikt worden hebben meestal 8 of 16 indrukken, d. w. z. er worden telkens 8 of 16 tandenborstellichamen terzelfdertijd gespoten. Er zijn echter ook vormen in gebruik met 24 of 32 indrukken.
<Desc/Clms Page number 3>
Wanneer de tandenborstellichamen na het spuitgieten in de tandenborstelvervaardigingsmachine gebracht worden, dan komen deze lichamen in de borstelhouders terecht vooraleer ze het vulwerktuig bereiken.
Voor elke borstellichaam moet de afstand tussen de positie van de openingen en de vaste aanslag gelijk zijn. De machine is namelijk zo afgesteld dat het vulwerktuig op deze afstand van de vaste aanslag een bepaalde openingpositie verwacht.
Wanneer de borstellichamen gespoten worden met bijvoorbeeld een 16-voudige vorm, dan moeten ze inzoverre gelijk zijn, dat voor elk van de 16 tandenborstellichamen die telkens uit de spuitgietvorm uitgeworpen worden, de voornoemde afstand steeds dezelfde is, d. w. z. de spuitgietvorm moet 16 perfekt gelijke indrukken hebben waarmee telkens 16 perfekt gelijke tandenborstellichamen worden gespoten.
Indien er verschillen zijn in de spuitgietvorm, waardoor de positie van het openingenpatroon t. o. v. de kop van het borstellichaam niet meer voor alle 16 lichamen gelijk is, dan treden er problemen op in de borstelvervaardigingsmachine.
Deze machine is namelijk afgesteld om op de voornoemde afstand van de vaste aanslag een vezelbundel in te planten.
Indien er echter (-door onnauwkeurigheden in de spuitgietvorm-) bepaalde tandenborstellichamen gespoten worden waarbij de openingen niet op perfekt dezelfde plaats staan als bij de andere borstellichamen dan plant de machine een vezelbundel in naast de opening of op de rand van de opening bijvoorbeeld.
<Desc/Clms Page number 4>
In de praktijk blijkt een afwijking van enkele honderste mm nog net aanvaardbaar. Openingen die echter meer dan bijvoorbeeld 0, 05 mm verkeerd staan, geven problemen op de borstelvervaardigingsmachine.
Daaruit vloeit voort dat enorm hoge eisen gesteld worden aan de spuitgietvormen : alle indrukken moeten perfekt gelijk zijn. De minste afwijking zorgt voor problemen.
Dit wordt nog verergerd door het feit dat, gezien het massaprodukt dat een tandenborstel in feite is, er meestal verschillende spuitgietvormen terzelfdertijd ingezet worden op verschillende spuitgietmachines.
Dan moeten bijgevolg niet alleen alle indrukken onderling van een spuitgietvorm gelijk zijn, maar bovendien moeten bij tweede, derde of meerdere spuitgietvormen deze voorwaarden evenzeer vervuld zijn. Worden bijvoorbeeld 5 spuitgietvormen met 16 indrukken gebruikt, dan moeten 5 x 16 = 80 indrukken perfekt identiek aan elkaar in de stalen spuitgietvormen voorzien worden.
In de praktijk blijkt dit veelvuldig problemen te geven. De spu1tgietvoemen zon "nooit goed genoeg".
De uitvinding waarop deze aanvrage betrekking heeft, heeft tot doel deze problemen op te lossen en een machine voor de vervaardiging van borstels te verschaffen waarbij de nauwkeurigheid van de positie van de openingen in de borstellichamen veel minder kritisch is dan bij de bekende machines en waarbij dus de spuitgietvormen voor het vervaardigen van de borstellichamen niet zo nauwkeurig hoeven te zijn.
<Desc/Clms Page number 5>
Tot dit doel bevat de machine een meetinrichting die de positie van deze openingen kontroleert ten opzichte van de buitencontour van het borstellichaam.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de meetinrichting stroomopwaarts van de middelen om de borstellichamen tegenover het vulwerktuig te brengen, opgesteld.
In een doelmatige uitvoeringsvorm van de uitvinding bevat de machine middelen ter kompensatie van de eventuele door de meetinrichting vastgestelde afwijkingen van de positie van de openingen ten opzichte van de buitencontour van een borstellichaam.
Van elk borstellichaam dat toegevoerd wordt, wordt de positie van de openingen door de meetinrichting vergeleken met de ideale positie en in zoverre een afwijking vastgesteld wordt, wordt door de middelen ter kompensatie een korrektie doorgevoerd, hetzij van de positioneerbewegingen die ervoor zorgen dat in elke opening van de borstelkop een bundel ingeplant wordt, hetzij van de positie van de borstelhouder ten opzichte van zijn drager hetzij nog van de positie van het borstellichaam ten opzichte van de vaste aanslag van de borstelhouder.
Door het doorvoeren van deze korrekties, vult het vulwerktuig dus toch steeds mooi centraal de openingen ook al verschillen de openingspatroonsposities van borstellichaam tot borstellichaam, m. a. w. de borstelmachine stelt de verschillen vast in positie van de openingen en kompenseert naargelang de noodzaak.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeelden zonder enig beperkend
<Desc/Clms Page number 6>
karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een machine voor de vervaardiging van borstels beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 op schematische wijze een zieht in perspektief weergeeft van een machine voor de vervaardiging van borstels volgens de uitvinding ; figuur 2 een bovenaanzicht weergeeft van een gedeelte van een borstelhouder uit de machine volgens figuur 1 met daarin een borstellichaam vooraleer de vezelbundels aangebracht zijn.
In figuur 1 is een machine voor de vervaardiging van tandenborstels weergegeven die in hoofdzaak een vulwerktuig 1 bevat, middelen om tandenborstellichamen 2 één voor één tegenover dit vulwerktuig 1 te brengen die in hoofdzaak uit een trommel 3 met vier daarop gemonteerde borstelhouders 4 bestaan, een toevoerinrichting 5 voor tandenborstel. lichamen 2 en een laadrobot 6 om tandenborstellichamen 2 van de toevoerinrichting 5 weg te nemen en in de borstelhouders 4 te plaatsen.
Het vulmechanisme 1 is stationair opgesteld terwijl de trommel 3 niet alleen op een wentelbare as 7 gemonteerd is maar daarenboven in positie instelbaar is door een zogenoemde kruisslede. De as 7 is daarbij gelagerd in een eerste sledelichaam 8 dat in de in figuur 1 aangeduide X-richting over glijstangen 9 verschuifbaar is. Deze glijstangen 9, die met hun einden in dragers 10 gevat zijn, vormen een tweede sledelichaam dat in de in de figuur 1 aangeduide Y-richting over glijstangen 11 verschuifbaar zijn.
Deze glijstangen 11, die verschuifbaar door de dragers 10 steken, staan in de Y-richting op een steun 12.
<Desc/Clms Page number 7>
De positionering van de trommel 3 en dus de beweging van de sledelichamen 8 en 10 wordt bestuurd door een besturingsinrichting 13 die de nodige bewegingen aan deze sledelichamen oplegt onder tussenkomst van drijfmiddelen bijvoorbeeld nokkenschijven, elektrisch gedreven schroefassen of dergelijke.
Het vulwerktuig 1 is van een bekende konstruktie, bijvoorbeeld zoals beschreven in het voornoemde EP-B 0 195 134. Dit vulwerktuig 1 bevat een bewegend duwelement dat vezelbundels, die door een eenvoudigheidshalve niet in de figuur 1 weergegeven aanvoermechanisme aangevoerd worden, in openingen 14 in een borstellichaam 2 duwen.
De trommel 3 is een ronde trommel. Onder tussenkomst van de as 7 wordt hij stapsgewijze gewenteld door een elektrische motor 15. De borstelhouders 4 zijn gelijkmatig over de omtrek van de trommel 3 verdeeld en zijn dus onder een hoek van 90 graden ten opzichte van elkaar gelegen.
Zoals weergegeven in figuur 2 bevat elk van de borstelhouders 4 een aanslag 16 voor de kop van een tandenborstellichaam 2. Deze kop wordt tegen de aanslag gedrukt door twee onder veerdruk staande pennen 17 zoals in detail beschreven in het voornoemde EP-B-0 195 134.
De toevoerinrichting 5 bevat een eerste transportmechanisme 18 dat van gleuven 19 voorzien is waarin de borstellichamen 2 geplaatst zijn, en een eindstation of magazijn 20 dat bijvoorbeeld uit twee banden zonder einde bestaat, dat de borstellichamen 2 overneemt. Deze borstellichamen 2 zijn op de gebruikelijke manier door spuitgieten vervaardigd in spuitgietvormen waarbij de openingen 14 gevormd worden.
<Desc/Clms Page number 8>
De laadrobot 6 bevat in het voorbeeld een grijperlichaam 21 met twee bijvoorbeeld elektromagnetisch bediende grijperarmpjes, dat door middel van geleidingsstangen 22 vertikaal kan bewegen ten opzichte van een elementje 23 dat op zijn beurt horizontaal kan bewegen via de geleidingsstangen 24 ten opzichte van een steun 25 die solidair is met de steun 12 en bijvoorbeeld deel uitmaakt van het frame van de borstelvervaardigingsmachine.
De aandrijving en de sturing van de laadrobot 6 (-die niet weergegeven zijn in de figuur 1-) kunnen op verscheidene manieren opgebouwd zijn met op zichzelf bekende pneumatische of elektropneumatische komponenten. Zo kunnen het grijperlichaam 21 en het elementje 23 aangedreven worden door middel van pneumatische cilinderzuigermechanismen.
Boven de toevoerinrichting 5 is een meetinrichting 26 opgesteld die de borstellichamen 2 die door de inrichting 5 aangevoerd worden een voor een meet of kontroleert en bepaald of er eventueel een afwijking is van de positie van het openingenpatroon van het borstellichaam 2 ten opzichte van de buitencontour van dit lichaam.
Deze meetinrichting 26 kan mechanisch zijn en bijvoorbeeld een of meer voelerelementen bevatten of opto-elektronisch zijn, en bijvoorbeeld een laser bevatten, een kamera of dergelijke. Het kan dus detekteren zowel door middel van voelers als door middel van lichtstralen, kamera's of andere detektoren.
De meetinrichting 26 is elektrisch verbonden met de besturingsinrichting 13 die bijvoorbeeld een vrij programmeerbare elektronische sturing kan zijn.
<Desc/Clms Page number 9>
Telkens een borstellichaam 2 zich onder de meetinrichting 26 bevindt bepaalt deze meetinrichting of er eventueel een afwijking is van de positie van de openingen 14 in vergelijking met de normale positie ten opzichte van de buitencontour van het lichaam 2.
De tandenborstelvervaardigingsmachine is bijvoorbeeld normaal ingesteld voor een afstand, weergegeven door A in fig. 2, tussen het patroon van de openingen 14 en het einde van de kop van een borstellichaam 2. Indien de meetinrichting 26 een afwijkende afstand detekteert, dan moet dit gekompenseerd worden om later een korrekte inbreng van vezelbundels door het vulwerktuig 1 in de openingen 14 van dit borstellichaam 2 toe te laten.
Indien er een afwijking in positie van de openingen 14 vastgesteld wordt, dan geeft de meetinrichting 26 een signaal aan de besturingsinrichting 13 die dan, wanneer het overeenkomstig opgemeten borstellichaam tegenover het vulwerktuig 1 komt, automatisch deze afwijking gaat kompenseren door de besturing van de kruisslede en de beweging van de trommel 3 aan te passen.
Het gemeten borstellichaam 2 wordt, wanneer het het einde van het magazijn 20 bereikt, door de laadrobot 6 opgenomen en in de borstelhouder 4 geplaatst die bovenaan op de trommel 3 gelegen is. Na het plaatsen wordt door de motor 15 de trommel 3 over 90 graden gewenteld waarbij dus dit borstellichaam 2 tegenover het vulwerktuig 1 komt te liggen en in zoverre nodig de hiervoor beschreven kompensatie door de besturingsinrichting 13 bevolen wordt.
Na de juiste positionering van dit borstellichaam 2 wordt dan door de besturingsinrichting 13 de verplaatsing van de sleden 8 en 10 zo bevolen dat de trommel 3 en dus het borstellichaam 2 in de X-richting en Y-richting volgens een vooraf bepaald
<Desc/Clms Page number 10>
patroon overeenkomend met het patroon van de openingen 14 stapsgewijze verplaatst worden, waarbij in elke opening 14 door het vulwerktuig 1 een vezelbundel ingebracht wordt.
Tijdens dit inbrengen van de vezelbundels wordt door de laadrobot 6 een nieuw borstellichaam 2 in de bovenaan de trommel 2 gelegen lege borstelhouder 4 aangebracht en na dit inbrengen van de vezelbundels wentelt de trommel 3 opnieuw over 90 graden waarna het vulwerktuig 1 vezelbundels in de openingen 14 van het laatstgenoemde borstellichaam 2 aanbrengt.
Tijdens het vullen van een volgende borstellichaam 2 wordt het reeds gevulde borstellichaam 2 uit de borstelhouder 4 verwijderd en afgevoerd, zodat wanneer deze borstelhouder opnieuw bovenaan de trommel 3 gelegen is, hij een nieuw borstellichaam 2 kan ontvangen.
Door de meetinrichting 26 en het met behulp van de besturingsinrichting 13 eventueel kompenseren van de relatieve positie van de openingen 14 van de borstellichamen ten opzichte van het vulwerktuig 1 zal dit vullichaam 1 de vezelbundels steeds mooi centraal in de openingen 14 inbrengen, ook als is de positie van de openingen 14 in de verschillende borstellichamen 2 niet perfekt gelijk. De spuitgietvormen voor het spuitgieten van de borstellichamen moeten niet zo perfekt nauwkeurig zijn.
In een variante van de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm zijn de borstelhouders 4 instelbaar op de trommel 3 gemonteerd en bijvoorbeeld zowel in tangentiale als in axiale richting ten opzichte van een op de trommel bevestigd steunvlak verplaatsbaar. Middelen zijn voorzien om elke borstelhouder ten opzichte van zijn steunvlak in te stellen. De meetinrichting 26 is dan niet met de
<Desc/Clms Page number 11>
besturingsinrichting 13 maar met een afzonderlijke besturingsinrichting verbonden die met het oog op de kompensatie van gemeten afwijkingen in de positie van de openingen 14 de voornoemde middelen bestuurt wanneer het borstellichaam tegenover het vulwerktuig 1 gebracht is.
In een andere variante zijn de borstellichamen 2 in de borstelhouders 4 instelbaar. Ook bij deze variante is de meetinrichting met een afzonderlijke besturingsinrichting verbonden welke de middelen om een borstellichaam 2 in een borstelhouder 4 in te stellen bestuurt inzoverre een kompensatie of korrektie nodig is.
In een nog andere variante is de tronmmel 3 axiaal stationair en is het het vulwerktuig 1 dat ten opzichte van de trommel in de X-en Y-richting verplaatsbaar is door verplaatsingsmiddelen die door de besturingsinrichting 13 bestuurd worden. In dit geval zal de besturingsinrichting 13 de positie van het vulwerktuig 1 aanpassen ten opzichte van een borstellichaam 2 wanneer de meetinrichting 26 voordien een afwijking in positie van de openingen 14 van dit zelfde borstellichaam 2 gemeten heeft.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen, doch dergelijke machines voor de vervaardiging van borstels kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te vallen.
In het bijzonder moeten de borstels die door de machine vervaardigd worden niet noodzakelijk tandenborstels zijn.