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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürstenbearbeitungseinrichtung mit einer manuell bestückbaren Bürstenkörperbevorratungseinrichtung mit einer Einlegestelle und einer Ausgabestelle sowie mit einer Ausgabe-Vorrichtung zum Ausgeben eines an der Ausgabestelle befindlichen Bürstenkörpers, wobei die Ausgabestelle der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung im Bereich einer Bestückungsstelle einer nachgeordneten Bearbeitungsstation angeordnet ist.
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Derartige Bürstenbearbeitungseinrichtungen mit niedrigem Automatisierungsgrad werden eingesetzt, wenn Bürsten kostengünstig hergestellt werden sollen. Im einfachsten Fall legt eine Bedienperson einen Bürstenkörper direkt in die Bestückungsstelle einer Bearbeitungsstation, beispielsweise einer Stopfeinrichtung, ohne dass eine Bürstenkörperbevorratungseinrichtung vorhanden ist. Da der Stopfvorgang für eine Zahnbürste nur etwa 1 bis 5 Sekunden dauert und danach sofort ein weiterer Bürstenkörper eingelegt werden muss, kann diese Bedienperson keine weiteren Aufgaben wahrnehmen, beispielsweise das Einlegen von Borstenbündeln in die Stopfeinrichtung oder das Handling von Behältern mit fertig gestopften Büsten oder neuen ungestopften Bürstenkörpern. Hierfür ist eine zweite Bedienperson erforderlich, oder der Stopfvorgang muss zur Durchführung der entsprechenden Tätigkeiten unterbrochen werden.
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Da dies zeit- oder personalintensiv ist, kennt man beispielsweise aus der
DE 1 197 431 eine Bürstenbearbeitungseinrichtung mit einem Stapelmagazin als Bürstenkörperbevorratungseinrichtung. Mehrere Bürstenkörper können übereinander in das Stapelmagazin eingelegt werden, so dass während einigen Stopfzyklen Zeit für andere Tätigkeiten wie dem Befüllen des Borstenvorrates bleibt, bevor neue Bürstenkörper in das Stapelmagazin nachgefüllt werden müssen.
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Ein solches Stapelmagazin ist jedoch nicht für alle Bürstenkörper geeignet. Beispielsweise lassen sich Bürstenkörper mit geschwungenem Körperprofil oder vorstehenden Lamellen oder auch bereits teilbeborstete Bürstenkörper nicht in einem solchen Stapelmagazin stapeln.
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Hier könnte die Pufferung und Zufuhr der Bürstenkörper zwar über eine Einrichtung wie beispielsweise in der
DE 43 11 974 C2 beschrieben mit einem Zuführband und einem Greifer erfolgen, jedoch ist eine solche Einrichtung aufwändig und damit teuer. Zudem wird für eine derartige Einrichtung viel Platz benötigt.
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Es besteht daher die Aufgabe, eine Bürstenbearbeitungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach und kostengünstig ist und das Bevorraten beliebiger Bürstenkörper ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Bürstenkörperbevorratungseinrichtung eine Drehachse drehbare Transporteinrichtung mit mehreren, an ihrem Außenumfang angeordneten und in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Aufnahmen für jeweils einen Bürstenkörper aufweist, dass den Aufnahmen jeweils eine Haltevorrichtung zum Fixieren eines Bürstenkörpers in der jeweiligen Aufnahme zugeordnet ist und dass die Ausgabe-Vorrichtung zumindest einen zwischen einer Ruheposition und einer den auszuwerfenden Bürstenkörper beaufschlagenden Auswurfposition verstellbaren Bürstenauswerfer aufweist.
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Eine Bedienperson kann in freie Aufnahmen der Transporteinrichtung jeweils einen Bürstenkörper einlegen. Durch die separate Unterbringung jeweils eines Bürstenkörpers in einer Aufnahme können auch Bürstenkörper mit komplexer Außenkontur oder teilbeborstete Bürstenkörper verarbeitet werden. Durch eine Drehbewegung der Transporteinrichtung werden die Bürstenkörper in den Bereich der Ausgabestelle transportiert und dort mit dem Bürstenauswerfer aus der jeweiligen Aufnahme in eine entsprechende Aufnahme der nachgeordneten Bearbeitungsstation übergeben. Da am Außenumfang der Transporteinrichtung mehrere Bürstenkörper-Aufnahmen vorgesehen sind, kann die Bearbeitungsstation mit in diesen Aufnahmen gehaltenen Bürstenkörpern versorgt werden, während die Bedienperson auch über die Dauer eines oder mehrerer Arbeitszyklen der Bearbeitungsstation hinaus andere Tätigkeiten ausübt, beispielsweise das Nachfüllen von Stopfmaterial. Die in dieser Zeit frei gewordenen und in den Bereich der Einlegestelle zurückgelaufenen Aufnahmen der Transporteinrichtung kann die Bedienperson anschließend mit neuen Bürstenkörpern bestücken. Da das Bestücken der Aufnahmen mit jeweils einem Bürstenkörper wenig Zeit beansprucht, kann die Bearbeitung ohne Unterbrechungen durchgeführt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht, vor, dass die Transporteinrichtung ein kopfseitiges Trägerelement und ein dazu axial beabstandet angeordnetes stielseitiges Trägerelement aufweist, welche Trägerelemente jeweils am Außenumfang angeordnet die Bürstenkörper-Aufnahmen aufweisen. Beispielsweise können die Trägerelemente Ausnehmungen aufweisen, welche paarweise jeweils eine Aufnahme für einen Bürstenkörper bilden. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung der Transporteinrichtung mit wenig Material, da keine längsseitig durchgehenden, massiven Auflagen benötigt werden. Durch diesen Aufbau weist die Transporteinrichtung zudem ein geringes Gewicht auf, ist daher leicht handhabbar und mit geringem Energieeinsatz drehbar.
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Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Trägerelemente jeweils eine kreisförmige oder vieleckige Außenkontur aufweisen. Die Trägerelemente können insbesondere Kreisscheiben oder Scheiben mit beispielsweise achteckiger Außenkontur sein.
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Die Haltevorrichtungen können bevorzugt jeweils als Klemmelement ausgebildet und gegen eine Rückstellkraft aus einer Halteposition in eine Freigabeposition verstellbar sein. Dies erlaubt ein einfaches und schnelles Einsetzen der Bürstenkörper in die Aufnahmen durch eine Bedienperson und andererseits ein einfaches und zuverlässiges Auswerfen eines Bürstenkörpers an der Ausgabestelle. Trotzdem sind die Bürstenkörper während dem Transport sicher gehalten und ein unbeabsichtigtes Herausfallen eines Bürstenkörpers aus der jeweiligen Aufnahme ist vermieden.
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Die Position des Bürstenkörpers in Längsrichtung ist wichtig, damit beim Auswerfen eines Bürstenkörpers und dem Übergeben an die Bestückungsstelle der nachgeordneten Bearbeitungseinrichtung sich der Bürstenkörper in einer definierten Lage befindet und die Nachbearbeitung, beispielsweise das Stopfen von Borstenmaterial in Lochungen des Bürstenkörpers präzise erfolgen kann. Um die Bürstenkörper in der gewünschten Längsposition zuführen zu können ist es zweckmäßig, wenn die Bürstenkörperbevorratungseinrichtung einen kopfseitigen und/oder einen stielseitigen Längs-Anschlag für die Bürstenkörper aufweist. Die Bedienperson kann einen Bürstenkörper dann so in eine Aufnahme einlegen, dass er kopf- und/oder stielseitig an einem der Anschläge anliegt und somit eine definierte Position in Körper-Längsrichtung einnimmt.
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Damit sichergestellt ist, dass nach dem Weitertakten der nachgeordneten Bearbeitungsstation, wenn an dessen Bestückungsstelle ein neuer Bürstenkörper erwartet wird, an der Ausgabestelle der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung ein Bürstenkörper zur Übergabe bereitsteht, kann die Transporteinrichtung der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung mit einem Antrieb der nachgeordneten Bearbeitungsstation gekoppelt sein. Verzögerungen bei der Bestückung der nachgeordneten Bearbeitungseinrichtung, die dadurch entstehen könnten, dass die Transporteinrichtung der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung erst in eine entsprechende Übergabe-Position bewegt werden müsste, sind durch eine solche Synchronisation vermieden.
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Ebenso kann die gesamte Bürstenkörperbevorratungseinrichtung mit einem Positionierantrieb der nachgeordneten Bearbeitungseinrichtung gekoppelt sein. Bei einer Stopfeinrichtung als nachgeordneter Bearbeitungseinrichtung führt deren die Bürstenkörper tragende Trommel während dem Stopfen Positionierbewegungen in allen drei Raumachsen aus. Wenn die Bürstenkörperbevorratungseinrichtung diese Positionierbewegungen mitmacht, ist vor dem Übergeben eines Bürstenkörpers keine Positionierbewegung in eine Übergabeposition erforderlich, wodurch die Zykluszeit reduziert werden kann.
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Der zumindest eine Bürstenauswerfer kann vorzugsweise einen Pneumatikantrieb aufweisen. Die ermöglicht eine einfache und präzise Ansteuerung des Bürstenauswerfers. Denkbar sind auch andere Antriebsarten, beispielsweise über einen Motor.
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Um die Bürstenkörperbevorratungseinrichtung schnell an einen anderen Bürstenkörpertyp umstellen zu können und die Bürstenkörperbevorratungseinrichtung somit universell einsetzbar zu gestalten ist es zweckmäßig, wenn die Aufnahmen Einstellelemente zur Anpassung ihres Aufnahme-Querschnitts an unterschiedliche Bürstenkörper aufweisen.
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Zur Anpassung an unterschiedlich lange Bürstenkörper können das kopfseitige Trägerelement, das stielseitige Trägerelement, der kopfseitige Längs-Anschlag, der stielseitige Längs-Anschlag und/oder eine die Haltevorrichtungen tragende Halteplatte axial zueinander positionierbar sein.
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Vorteilhaft ist es, wenn zumindest ein Sensor zur Erfassung des in einer Aufnahme befindlichen Bürstenkörpers vorgesehen ist, und wenn vorzugsweise zumindest ein Sensor vorgesehen ist, der erfasst, ob sich in einer der der Ausgabestelle vorgeordneten Aufnahmen ein Bürstenkörper befindet. Grundsätzlich ist es zwar möglich, jeder Aufnahme jeweils einen Sensor zuzuordnen, der erfasst, ob sich in der betreffenden Aufnahme ein Bürstenkörper befindet. Um jedoch kontrollieren zu können, ob sich in einer der jeweiligen, der Ausgabestelle vorgeordneten Aufnahmen ein Bürstenkörper befindet, ist es ausreichend, wenn zumindest ein Sensor der Ausgabestelle zugeordnet ist, der erfasst, ob sich in einer der der Ausgabestelle vorgeordneten Aufnahmen ein Bürstenkörper befindet. Sollte kein Bürstenkörper eingelegt sein, kann über eine Antriebssteuerung ein weiteres Drehen der Transporteinrichtung verhindert werden, so dass eine Bedienperson noch einen Bürstenkörper einlegen kann, bevor die leere Aufnahme in den unzugänglicheren Bereich der Ausgabestelle weiterschwenkt.
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Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Bürstenbearbeitungseinrichtung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigt:
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1 und 2 jeweils eine perspektivische Ansicht einer Bürstenbearbeitungseinrichtung mit einer Bürstenkörperbevorratungseinrichtung,
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3 eine Seitenansicht einer Bürstenbearbeitungseinrichtung mit einer Bürstenkörperbevorratungseinrichtung mit kopfseitigem Längsanschlag,
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4 eine Seitenansicht einer Bürstenbearbeitungseinrichtung mit einer Bürstenkörperbevorratungseinrichtung mit stielseitigem Längsanschlag,
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5 bis 7 Seitenansichten einer Bürstenbearbeitungseinrichtung beim Ausgeben eines Bürstenkörpers aus der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung,
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8 eine Schnittdarstellung einer Bürstenbearbeitungseinrichtung mit einer mehrere Haltevorrichtungen tragenden Halteplatte,
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9 ein Trägerelement mit am Außenumfang angeordneten Bürstenkörper-Aufnahmen und
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10 ein Trägerelement mit am Außenumfang angeordneten, Einstellelemente aufweisenden Bürstenkörper-Aufnahmen.
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Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Bürstenbearbeitungseinrichtung weist gemäß 1 bis 7 eine manuell bestückbare Bürstenkörperbevorratungseinrichtung 2 auf. An der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung 2 gehaltene Bürstenkörper 3 können an eine nachgeordnete Bearbeitungseinrichtung 4 übergeben werden. Die nachgeordnete Bearbeitungseinrichtung 4 ist eine Stopfeinrichtung mit einem Stopfwerkzeug 5 und einer drehbar an einem Trommellager 7 gehaltenen Trommel 6.
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Die Bürstenkörperbevorratungseinrichtung 2 weist eine um eine Drehachse 8 drehbare Transporteinrichtung 9 mit mehreren, an ihrem Außenumfang angeordneten und in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Aufnahmen 10 für jeweils einen Bürstenkörper 3 auf. Die Transporteinrichtung 9 hat dabei ein kopfseitiges Trägerelement 11a und ein axial dazu beabstandetes stielseitiges Trägerelement 11b, wodurch sich ein einfacher Aufbau der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung 2 mit geringem Gewicht und damit geringer zu bewegender Masse ergibt.
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Zwischen dem kopfseitigen Trägerelement 11a und dem stielseitigen Trägerelement 11b ist eine Halteplatte 12 vorgesehen, die mehrere, den Aufnahmen 10 zugeordnete Haltevorrichtungen 13 aufweist.
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Die jeweiligen, im oberen Bereich der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung 2 befindlichen Aufnahmen 10 bilden die Einlegestelle 14. In die in diesen Positionen befindlichen Aufnahmen 10 kann jeweils ein Bürstenkörper 3 von einer Bedienperson eingelegt werden. Durch Drehen der Transporteinrichtung 9 gelangt ein Bürstenkörper 3 an die Ausgabestelle 15, die sich oberhalb der Bestückungsstelle 16 der nachgeordneten Bearbeitungseinrichtung 4 befindet. Dort kann ein Bürstenkörper 3 aus seiner Aufnahme 10 in eine Trommelklemmung 17 der Trommel 6 übergeben werden.
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Hierzu ist, wie insbesondere in den 5 bis 7 dargestellt ist, eine Ausgabe-Vorrichtung 18 mit zwei Bürstenauswerfern 19 vorgesehen. Nachdem ein Bürstenkörper 3 mit der Transporteinrichtung 9 in den Bereich der Ausgabestelle 15 gebracht wurde und sich eine freie Trommelklemmung 17 im Bereich der Bestückungsstelle 16 der Trommel 6 befindet (5), wird der Bürstenkörper 3 mit Hilfe der Bürstenauswerfer 19 aus der Aufnahme 10 der Transporteinrichtung 9 ausgeworfen (6), indem der Bürstenkörper 3 kopf- und stielseitig jeweils von einem längsverschiebbaren Beaufschlagungselement 20 beaufschlagt wird. Dabei wird der Bürstenkörper 3 aus seiner Haltevorrichtung 13 in die Trommelklemmung 17 der Trommel 6 gedrückt. Wenn die Trommelklemmung 17 den Bürstenkörper 3 festhält, können die Beaufschlagungselemente 20 zurückgezogen werden (7) und die Trommel 6 kann den Bürstenkörper 3 durch Drehung um 90° vor das Stopfwerkzeug 5 bringen (8).
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Die Bürstenauswerfer 19 können jeweils pneumatisch betrieben sein.
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In 8 ist auch die Halteplatte 12 mit den Haltevorrichtungen 13 gut zu erkennen. Die Haltevorrichtungen 13 weisen jeweils eine Anschlagleiste 21 als festen Anschlag für einen Bürstenkörper 3 auf. Die Anschlagleiste 21 kann über ein Langloch 22 in axialer Richtung sowie in ihrer Winkelstellung justiert und dann mit einer Feststellschraube 23 fixiert werden, um die Haltevorrichtung 13 an unterschiedliche Bürstenkörper 3 anpassen zu können. Der Bürstenkörper 3 wird zwischen der Anschlagleiste 21 und einer auf einem Drehbolzen 25 drehbar gelagerten Spannleiste 24 klemmend gehalten, wobei die Klemmkraft durch eine zwischen Anschlagleiste 21 und Spannleiste 24 angeordnete Druckfeder 26 erzeugt wird. Befindet sich kein Bürstenkörper 3 in der jeweiligen Haltevorrichtung 13, so wird die Auslenkung der Spannleiste 24 durch einen Rundanschlag 27 begrenzt. Beim Einsetzen eines Bürstenkörpers 3 in eine Haltevorrichtung 13, was in eine der jeweils in der strichliniert angedeuteten Einlegestelle 14 befindlichen Haltevorrichtungen 13 möglich ist, wird die Spannleiste 24 gegen die Rückstellkraft der Druckfeder 26 ausgelenkt und der Bürstenkörper 3 zwischen Spannleiste 24 und Anschlagleiste 21 eingeklemmt. Dies ermöglicht ein einfaches Einsetzen eines Bürstenkörpers 3 in eine Haltevorrichtung 13 sowie ein einfaches Entfernen des Bürstenkörpers 3.
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Die Aufnahmen 10 der Trägerelemente 11a, 11b können wie in 9 gezeigt einfache Ausnehmungen am Außenumfang der Trägerelemente 11a, 11b sein.
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Um die Transporteinrichtung 9 der Bürstenkörperbevorratungseinrichtung 2 schnell an unterschiedliche Bürstenkörperformen, beispielsweise hinsichtlich Dicke und Profilierung, anpassen zu können, können die Trägerelemente 11a, 11b wie in 10 gezeigt an ihren Aufnahmen 10 verstellbare Seitenwinkel 28 und Auflagewinkel 29 aufweisen. Diese sind jeweils über ein Langloch 30 und eine Feststellschraube 31 in der gewünschten Position und Ausrichtung arretierbar, um den freien Aufnahmebereich der jeweiligen Aufnahme 10 an die Eigenschaften des jeweiligen, zu verarbeitenden Bürstenkörpertyps anzupassen. Diese Möglichkeit der Anpassung mittels Seiten- und Auflagewinkeln 28, 29 als Einstellelemente ist konstruktiv einfach und damit kostengünstig.
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Die Bürstenkörperbevorratungseinrichtung 2 weist gemäß 1 und 2 sowie 5 bis 7 jeweils einen kopfseitigen Längsanschlag 32a sowie einen stielseitigen Längsanschlag 32b in Form einer Kreisscheibe auf. Durch die Längsanschläge 32a, 32b ist sichergestellt, dass die Bürstenkörper 3 in der richtigen axialen Lage in die Aufnahmen 10 eingesetzt werden, die erforderlich ist, damit die Bürstenkörper 3 korrekt in die Trommelklemmung 17 der Trommel 6 übergeben werden können. Dadurch ist das Einsetzen eines Bürstenkörpers 3 in die jeweilige Aufnahme 10 besonders einfach möglich. Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist nur ein kopfseitiger Längsanschlag 32a und bei der Ausführungsform gemäß 4 ist nur ein stielseitiger Längsanschlag 32b vorgesehen. Beim Einlegen eines Bürstenkörpers 3 in eine Aufnahme 10 muss dabei jeweils darauf geachtet werden, dass der Bürstenkörper 3 mit seinem entsprechenden Ende an dem jeweiligen Längsanschlag 32a, 32b anliegt.
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Die Trägerelemente 11a, 11b, die Halteplatte 12 sowie die Längsanschläge 32a, 32b sind jeweils drehfest an einer Hohlwelle 33 angeordnet, welche Hohlwelle 33 um die Drehachse 8 drehbar gelagert ist.
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Auf der Hohlwelle 33 sitzt auch ein Antriebszahnrad 34, das über ein Antriebszahnrad 35 mit einem motorischen Antrieb 36 in Antriebsverbindung steht und so die Drehbewegung der Transporteinrichtung 9 ermöglicht. Über einen Motorhalter 37 und eine Leiste 38 ist der Antrieb 36 an dem Trommellager 7 gehalten (2), so dass die gesamte Transporteinrichtung 9 die Positionierbewegung (Pfeile Pf1, Pf2, Pf3, 1) der Trommel 6 mitmacht.
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Zur Anpassung an unterschiedlich lange Bürstenkörper 3 können die Trägerelemente 11a, 11b, die Halteplatte 12 sowie die Längsanschläge 32a, 32b in nicht näher dargestellter Weise axial auf der Hohlwelle 33 positioniert und in einer jeweiligen Position festgelegt werden.
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Der Drehantrieb für die Transporteinrichtung kann auch mit dem Drehantrieb für die Trommel 6 gekoppelt sein, um die beiden Drehbewegungen zu synchronisieren.
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Anstelle des motorischen Antriebs 36 ist auch ein Weiterschalten der Transporteinrichtung 9 über ein Schaltrad mit Bremse an der Hohlwelle 33 möglich.
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Die in den Figuren gezeigte Bürstenkörperbevorratungseinrichtung 2 weist Aufnahmen 10 für acht Bürstenkörper 3 auf. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen mit mehr oder weniger Aufnahmen möglich.
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Mit einem, in den 3 bis 7 dargestellten Sensor 100 kann kontrolliert werden, ob sich in der jeweiligen, der Ausgabestelle 15 vorgeordneten Aufnahme 10 ein Bürstenkörper 3 befindet. Sollte kein Bürstenkörper eingelegt sein, kann über eine Antriebssteuerung ein weiteres Drehen der Transporteinrichtung 9 verhindert werden, so dass eine Bedienperson noch einen Bürstenkörper einlegen kann, bevor die leere Aufnahme in den unzugänglicheren Bereich der Ausgabestelle 15 weiterschwenkt.
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Es kann auch eine Schutzeinrichtung vorgesehen sein, die die Einlegestelle 14 überwacht und ein Drehen der Transporteinrichtung 9 verhindert, wenn eine Bedienperson einen Bürsten körper 3 in eine Aufnahme 10 einlegt. Die Schutzeinrichtung kann beispielsweise durch eine Lichtschranke oder ein Lichtgitter realisiert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1197431 [0003]
- DE 4311974 C2 [0005]
