DE102020133115A1

DE102020133115A1 - Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln, Bürstenherstellungsmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln

Info

Publication number: DE102020133115A1
Application number: DE102020133115.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Graf
Original assignee: Zahoransky AG
Current assignee: Zahoransky AG
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-06-15
Also published as: EP4090196A1; CN116056609A; US20230397717A1; WO2022122205A1; EP4090196B1

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem technischen Gebiet der Bürstenherstellung. Hierzu wird unter anderem eine Vorrichtung (1) zum Zuführen von Borstenbündeln (2) in Aufnahmeöffnungen (3) einer Zielplatte (4) vorgeschlagen, die zumindest einen Sensor (7) aufweist. Der Sensor erlaubt eine Überwachung der Kraft, die mit einem Schiebeantrieb (5) der Vorrichtung (1) auf zumindest einen Schiebestift (6) der Vorrichtung (1) übertragen wird (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln in Aufnahmeöffnungen von Zielplatten mit zumindest einem Schiebeantrieb und zumindest einem Schiebestift zum Einschieben eines Borstenbündels in eine Aufnahmeöffnung einer Zielplatte. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Bürstenherstellungsmaschine mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln in Aufnahmeöffnungen von Zielplatten mit zumindest einem Schiebeantrieb und zumindest einem Schiebestift zum Einschieben eines Borstenbündels in eine Aufnahmeöffnung einer Zielplatte.
Mit Vorrichtungen der eingangs genannten Art können Borstenbündel einzeln oder auch in Gruppen in Aufnahmeöffnungen einer Zielplatte eingeschoben werden. Die mit Borstenbündeln bestückten Zielplatten können als Hilfsmittel dienen, mit denen die Borstenbündel weiteren Bearbeitungsschritten, die zur Herstellung der Bürste durchgeführt werden sollen, zugeführt werden können. Es ist aber auch möglich solche Zielplatten mit derartigen Vorrichtungen mit Borstenbündeln zu bestücken, die selbst Teil einer Bürste werden sollen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung, eine Bürstenherstellungsmaschine sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen sich die Herstellung von Bürsten vereinfachen lässt.
Zur Lösung der Aufgabe wird zunächst eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf eine derartige Vorrichtung gerichteten Anspruchs aufweist. Insbesondere wird zur Lösung der Aufgabe damit eine Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln in Aufnahmeöffnungen von Zielplatten mit zumindest einem Schiebeantrieb und zumindest einem Schiebestift zum Einschieben eines Borstenbündels in eine Aufnahmeöffnung einer Zielplatte vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung zumindest einen Sensor aufweist, mit dem eine von dem Schiebeantrieb auf den zumindest einen Schiebestift übertragene Kraft zumindest mittelbar bestimmbar ist. Der zumindest eine Sensor kann beispielsweise ein Kraftsensor und/oder ein Drucksensor sein. Der zumindest eine Sensor kann ein Piezo-Kraftaufnehmer sein. Ein solcher Sensor ist zur präzisen Messung von Zug- und Druckkräften in höchster Auflösung eingerichtet.
Auf diese Weise wird eine Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln geschaffen, die eine Überwachung der vom Schiebeantrieb auf den Schiebestift übertragenen Kraft ermöglicht. Es hat sich herausgestellt, dass die Kraft ein Prozessparameter beim Betrieb einer solchen Vorrichtung ist, der Rückschlüsse auf diverse Faktoren zulässt, die die Prozessqualität beeinflussen können. Die beim Betrieb der Vorrichtung aufzubringende Kraft kann zum Beispiel Rückschlüsse über den Zustand der Vorrichtung, über die mit der Vorrichtung einzuschiebenden Borstenbündel und/oder über den Einschiebeprozess erlauben. So ist es möglich, einen Herstellungsprozess von Bürsten in Abhängigkeit der mit dem zumindest einen Sensor ermittelten Kraft gezielt zu beeinflussen.
Lässt sich beispielsweise eine erhöhte Kraft zu Beginn des Stellwegs des zumindest einen Schiebestiftes detektieren, kann dies auf eine Verschmutzung der Vorrichtung und eine erforderliche Reinigung hinweisen. Ferner ist es möglich, dass in diesem Fall der zumindest eine Schiebestift und/oder eine Führung für den Schiebestift verschmutzt und/oder verschlissen sind. Eine erhöhte Kraft in einem hinteren oder letzten Bereich des Stellwegs kann beispielsweise darauf hindeuten, dass das eingeschobene Borstenbündel zu lang ist und daher bereits an einem Anschlag der Vorrichtung ansteht. Eine in einem hinteren oder letzten Bereich des Stellwegs detektierte Erhöhung der Kraft, die über eine übliche Erhöhung hinaus geht, kann somit zum Anlass genommen werden, einen vorgelagerten Prozess zur Herstellung der Borstenbündel zu kontrollieren und gegebenenfalls eine Länge der einzuschiebenden Borstenbündel anzupassen. Um eine unübliche Erhöhung der Kraft feststellen zu können, kann es vorteilhaft sein, die Kraft mit einem Kraft-Weg-Verlauf zu vergleichen, der unter Idealbedingungen zuvor ermittelt wurde. Ein solcher Kraft-Weg-Verlauf kann als Referenzwert für eine entsprechende Beurteilung der Kraft berücksichtigt werden.
Ferner ist es möglich, die Vorrichtung automatisch zu deaktivieren, wenn mit Hilfe des zumindest einen Sensors festgestellt wird, dass die Kraft einen zulässigen Maximalwert erreicht oder überschreitet. Dieser Maximalwert kann als Referenzwert verwendet werden. Die Vorrichtung kann hierfür eine Steuereinheit aufweisen, die zur automatischen Deaktivierung der Vorrichtung, insbesondere des zumindest einen Schiebeantriebs eingerichtet ist und weiter unten noch näher erläutert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung zumindest eine Linearmesseinheit auf. Mit Hilfe der Linearmesseinheit ist es möglich, den Stellweg des zumindest einen Schiebestiftes zu bestimmen. Vorzugsweise kann jedem Sensor der Vorrichtung eine Linearmesseinheit zugeordnet sein.
Wenn die Vorrichtung zumindest eine Linearmesseinheit aufweist, ist es möglich, mit Hilfe des zumindest einen Sensors und der zumindest einen Linearmesseinheit ein Kraft-Weg-Diagramm zu erstellen, was die zuvor bereits angedeuteten Analysen und Auswertungen und auch die daraus abgeleiteten Maßnahmen begünstigen kann.
Wenn die Kraft beim Einschieben zumindest einen Bündels schnell ansteigt oder abfällt kann dies Rückschlüsse auf einen Füllgrad des Borstenbündels zulassen. Unter Füllgrad kann in diesem Zusammenhang eine Anzahl von Borstenfilamenten pro Borstenbündel verstanden werden kann. Auch im Leerlauf, also dann, wenn keine Borstenbündel mit Hilfe der Vorrichtung in die Zielplatte eingeschoben werden, sondern der Schiebestift ohne Borstenbündel bewegt wird, kann die dabei messbare Kraft auf eine Verschmutzung der Vorrichtung und/oder auf ein Verschleißgrad der Vorrichtung hinweisen.
Lässt sich eine Erhöhung der Kraft zu Beginn des Stellwegs/Schiebewegs des Schiebestiftes feststellen, kann dies darauf hinweisen, dass eine Schneidvorrichtung, mit welcher die Borstenbündel abgetrennt werden, stumpf geworden ist. Ein Austausch und/oder Nachschärfen der vorgelagerten Schneidvorrichtung, insbesondere eines Schneidmessers einer vorgelagerten Schneidvorrichtung, kann dann angezeigt sein und veranlasst werden. Auch eine Kraftüberwachung beim Zurückziehen des zumindest eines Schiebestiftes der Vorrichtung mithilfe des zumindest einen Sensors kann sinnvoll sein. Anhand eines Kraft-Weg-Verlaufs, der beim Zurückziehen der Schiebestifte aufgenommen werden kann, können Rückschlüsse auf eine Verschmutzung und/oder einen Verschleiß der Vorrichtung gezogen werden.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der zumindest eine Sensor in Kraftschlussrichtung zwischen dem Schiebeantrieb und dem zumindest einen Schiebestift angeordnet. Dies kann die Genauigkeit der Messung der Kraft begünstigen. Die vom Schiebeantrieb auf den zumindest einen Schiebestift übertragene Kraft verläuft dann direkt durch den Sensor.
Die Vorrichtung kann zumindest ein Stiftpaket mit mehreren Schiebestiften aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere Borstenbündel gleichzeitig in Aufnahmeöffnungen einer Zielplatte einzuschieben. Dies kann die Effizienz der Vorrichtung erhöhen. Dabei kann ein Stiftpaket eine Anzahl von Schiebestiften aufweisen, die in Anzahl und Anordnung Aufnahmeöffnungen einer Quellplatte und/oder einer Zielplatte für Borstenbündel einer Bündelgruppe entsprechen.
Die Vorrichtung kann eine Quellplatte aufweisen. In einer Quellplatte kann zumindest eine Aufnahmeöffnung für ein Borstenbündel vorhanden sein. Auf diese Weise kann die Quellplatte als Hilfsmittel zum Zuführen und Bereithalten von Borstenbündeln an der Vorrichtung verwendet werden. Mit Hilfe des zumindest einen Schiebestiftes der Vorrichtung kann ein in der Quellplatte bereitgehaltenes Borstenbündel aus dieser heraus in eine Aufnahmeöffnung einer bereitgehaltenen Zielplatte überführt werden.
Die Vorrichtung kann zumindest eine Stiftführung, zum Beispiel eine Stiftführungsplatte, aufweisen, die zwischen dem Schiebeantrieb und einer, beispielsweise der bereits zuvor erwähnten, Quellplatte der Vorrichtung angeordnet ist. Mit Hilfe der Stiftführung ist es möglich, den zumindest einen Schiebestift der Vorrichtung präzise zu führen. Ferner kann der zumindest eine Schiebestift der Vorrichtung in Ausgangsstellung innerhalb der Stiftführung gut geschützt angeordnet sein.
Um zumindest zwei Schiebestifte, insbesondere zumindest zwei Stiftpakete der Vorrichtung, mit einem Schiebeantrieb verstellen zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung ein Kopplungsmittel, insbesondere eine Kopplungsplatte aufweist. Durch dieses Kopplungsmittel kann eine Bewegung von zumindest zwei Schiebestiften, insbesondere von zumindest zwei Stiftpaketen, miteinander gekoppelt sein. Ein derartiges Kopplungsmittel begünstig außerdem ein synchrones Einschieben mehrerer Borstenbündel.
Der zumindest eine Schiebeantrieb der Vorrichtung kann beispielsweise ein hydraulischer, pneumatischer oder elektromechanischer Linearantrieb sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die eine besonders genaue Überwachung der Kraft begünstigt, ist vorgesehen, dass die Vorrichtung für jeden Schiebeantrieb jeweils zumindest ein Sensor aufweist.
Bei Vorrichtungen, die zum Einschieben von unterschiedlichen Typen von Borstenbündeln in Aufnahmeöffnungen einer Zielplatte vorgesehen sind, kann es zweckmäßig sein, wenn die Vorrichtung für jeden Typ von Schiebestift zumindest einen Sensor aufweist. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Vorrichtung für jeden Typ von Borstenbündel ferner einen eigenen, an den Typ des Borstenbündels angepassten Typ von Schiebestifts aufweisen kann. Die unterschiedlichen Typen von Schiebestiften können sich beispielsweise hinsichtlich ihrer Formgebung voneinander unterscheiden. Um eine genaue Analyse der Kraft für jeden einzelnen Typ von Schiebestift vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung für jeden Typ von Schiebestift zumindest einen Sensor aufweist. So lässt sich beispielsweise der Verschleißgrad eines Schiebestiftes eines bestimmten Typs oder einer bestimmten Art überwachen.
Um ein Ausgangssignal des zumindest einen Sensors zur Auswertung und Verwendung zur Steuerung der Vorrichtung zu verstärken, kann es vorteilhaft sein, wenn dem zumindest einen Sensor ein Verstärker zugeordnet ist. Als Verstärker kann beispielsweise ein digitaler industrieller Ladungsverstärker verwendet werden.
Die Vorrichtung kann eine Steuereinheit aufweisen. Die Steuereinheit kann zur Betätigung des zumindest einen Schiebeantriebs in Abhängigkeit einer von dem zumindest ein Sensor ermittelten Kraft eingerichtet sein. Auf diese Weise ist es möglich, den Transfer eines Borstenbündels in die Aufnahmeöffnung einer Zielplatte in Abhängigkeit von der Kraft vorzunehmen. Kann mit Hilfe des zumindest einen Sensors eine Überschreitung einer maximal zulässigen Kraft festgestellt werden, ist es auf diese Weise möglich, die Vorrichtung, insbesondere den zumindest einen Schiebeantrieb der Vorrichtung, zu deaktivieren, um Beschädigungen der Vorrichtung und/oder einer mit der Vorrichtung ausgestatteten Bürstenherstellungsmaschine zu vermeiden.
Die Vorrichtung kann, insbesondere durch ihre Steuereinheit, zur Aufzeichnung und/oder Ausgabe von Kraft-Weg-Verläufen und/oder Kraft-Zeit-Verläufen der Kraft eingerichtet sein. Ferner ist es möglich, dass die Vorrichtung eine Informationsausgabeeinheit und/oder eine Informationsausgabeschnittstelle aufweist. An der Informationsausgabeeinheit der Vorrichtung ist es möglich, Betriebsinformationen der Vorrichtung für einen Benutzer auszugeben. Über eine Informationsausgabeschnittstelle können Betriebsinformationen, wie beispielsweise mit Hilfe des zumindest einen Sensors ermittelte Messdaten, an eine externe Einheit, beispielsweise einen Computer oder ein Smart Device, wie ein Smart Phone, ausgegeben werden.
Die Vorrichtung kann eine Kommunikationsschnittstelle zum Datenaustausch, beispielsweise mit einem externen Datenspeicher, beispielsweise mit einem Cloud-Speicher, aufweisen. Die Kommunikationsschnittstelle der Vorrichtung kann eine Kommunikationsschnittstelle der zuvor bereits erwähnten Steuereinheit der Vorrichtung sein. Über die Kommunikationsschnittstelle ist es möglich, die Vorrichtung mit anderen, gegebenenfalls baugleichen Vorrichtungen zu verbinden. Dies kann zum Beispiel über einen netzwerkbasierten Datenspeicher, beispielsweise einen Cloud-Speicher erfolgen. Über die Kommunikationsschnittstelle können die zuvor erwähnten Sensordaten des zumindest einen Sensors der Vorrichtung zumindest mittelbar auch zum Betrieb, zur Inbetriebnahme, zur Wartung und/oder Instandhaltung vergleichbarer und/oder identischer Vorrichtungen bereitgestellt werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Bürstenherstellungsmaschine mit einer Vorrichtung nach einem der auf eine solche gerichteten Ansprüche vorgeschlagen.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf ein derartiges Verfahren gerichteten Anspruchs aufweist. Zur Lösung der Aufgabe wird somit insbesondere ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln in Aufnahmeöffnungen von Zielplatten mit zumindest einem Schiebeantrieb und zumindest einem Schiebestift zum Einschieben eines Borstenbündels in einer Aufnahmeöffnung einer Zielplatte vorgeschlagen, bei dem eine Kraft des Schiebeantriebs, die auf den zumindest einen Schiebestift übertragen wird, mit einem Sensor zumindest mittelbar ermittelt wird.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die mit dem Sensor überwachte Kraft des Schiebeantriebs mit einem Referenzwert verglichen wird. Als Referenzwert kann beispielsweise eine maximal zulässige Kraft berücksichtigt werden. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verfahren unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der auf eine Vorrichtung gerichteten Ansprüche durchgeführt wird.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der zumindest eine Schiebeantrieb der Vorrichtung deaktiviert wird, wenn die mit dem zumindest einen Sensor ermittelte Kraft einen Referenzwert, beispielsweise eine maximal zulässige Kraft erreicht oder überschreitet. Auf diese Weise kann die Vorrichtung effektiv vor Beschädigungen geschützt werden.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Kraft im Leerlauf der Vorrichtung mit Hilfe des zumindest einen Sensors der Vorrichtung ermittelt wird. Dies kann beim Einschieben und/oder Zurückziehen des zumindest einen Schiebestifts der zuvor erwähnten Vorrichtung erfolgen und vor allem dann, wenn kein Borstenbündel mit Hilfe des zumindest einen Schiebestifts in eine Aufnahmeöffnung einer bereitgehaltenen Zielplatte eingeschoben wird. Die im Leerlauf ermittelbare Kraft kann Rückschlüsse auf eine Verschmutzung und/oder einen Verschleiß der Vorrichtung liefern.
Die im Leerlauf der Vorrichtung messbare Kraft kann ebenfalls mit einem Referenzwert verglichen werden. Hierbei kann der Referenzwert eine Kraft sein, die bei unverschmutzter und/oder unverschlissener Vorrichtung üblicherweise messbar ist. Sobald der Referenzwert bei der im Leerlauf der Vorrichtung durchgeführten Bestimmung der Kraft mit Hilfe des zumindest einen Sensors erreicht oder überschritten wird, kann dies auf einen Verschleiß und/oder eine Verschmutzung der Vorrichtung hindeuten. Aus der ermittelten Kraft kann dann ein Verschmutzungsgrad und/oder ein Verschleißgrad der Vorrichtung abgeleitet werden.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Aufforderung zur Reinigung und/oder Wartung der Vorrichtung ausgegeben und/oder eine Reinigung und/oder eine Wartung der Vorrichtung durchgeführt, wenn die Kraft den Referenzwert erreicht oder überschreitet. Die Aufforderung zur Reinigung und/oder Wartung der Vorrichtung kann beispielsweise über eine, insbesondere die zuvor bereits erwähnte Informationsausgabeeinheit und/oder Informationsausgabeschnittstelle der Vorrichtung erfolgen.
Kann eine Erhöhung der Kraft zu Beginn eines Stellwegs des zumindest einen Schiebestifts festgestellt werden, können ein Austausch und/oder Nachschleifen eines Schneidmessers, mit dem in einem vorgelagerten Verfahrensschritt Borstenbündel geschnitten werden, empfohlen und/oder veranlasst werden. Auch hierzu kann eine entsprechende Aufforderung über die zuvor bereits erwähnte Informationsausgabeeinheit und/oder Informationsausgabeschnittstelle der Vorrichtung ausgegeben werden. Die Ausgabe kann beispielsweise durch die zuvor erwähnte Steuereinheit der Vorrichtung automatisch veranlasst werden.
Die mit dem zumindest einen Sensor ermittelte Kraft kann aufgezeichnet und über einen Datenspeicher, insbesondere einen Cloud-Datenspeicher, anderen Vorrichtungen, insbesondere solchen Vorrichtungen nach einem der auf eine solche Vorrichtung gerichteten Ansprüche, bereitgestellt werden. Die Bereitstellung der mit dem zumindest einen Sensor ermittelten Kraft kann beispielsweise in Form von Kraft-Weg-Diagrammen und/oder Kraft-Zeit-Diagrammen erfolgen.
Den zuvor erwähnten Messdaten und/oder Diagramme können dann ferner entsprechende Handlungsanweisungen zugeordnet werden, die über die Informationsausgabeeinheiten und/oder Informationsausgabeschnittstellen vergleichbarer Vorrichtungen ausgegeben werden können, um zu einer Wartung, Instandsetzung und/oder Reinigung und/oder zu einem Austausch bestimmter Verschleiß- oder Ersatzteile der Vorrichtung aufzufordern bzw. eine Wartung, Instandsetzung und/oder Reinigung und/oder einen Austausch bestimmter Verschleiß- oder Ersatzteile der Vorrichtung anzuleiten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder in Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der Ausführungsbeispiele.
Es zeigen:

1 bis 6: unterschiedliche Ansichten einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln in Aufnahmeöffnungen einer Zielplatte, wobei die Vorrichtung zwei Stiftpakete von Schiebestiften aufweist, die über ein Kopplungsmittel mit einem Sensor und einem Schiebeantrieb der Vorrichtung verbunden sind,
7 eine zweite Ausführungsform einer vergleichbaren Vorrichtung, wobei hier jedem der beiden Stiftpakete der Vorrichtung jeweils ein Sensor zugeordnet ist, und wobei die beiden Stiftpakete der Vorrichtung über einen gemeinsamen Schiebeantrieb bewegt werden,
8 eine dritte Ausführungsform einer vergleichbaren Vorrichtung, wobei jedem der beiden Stiftpakete der Vorrichtung jeweils ein Sensor und jeweils ein Schiebeantrieb zugeordnet ist,
9 eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung, die zum Einführen von zumindest zwei unterschiedlichen Arten von Borstenbündeln in Aufnahmeöffnungen einer Zielplatte eingerichtet ist, wobei die für einen ersten Typ Borstenbündel vorgesehenen Schiebestifte über ein erstes Kopplungsmittel miteinander gekoppelt und mit einem Sensor der Vorrichtung versehen sind, während Gruppen von Schiebestiften, die zum Einschieben eines zweiten Typs von Borstenbündeln vorgesehen sind, über ein zweites Kopplungsmittel miteinander und mit einem zweiten Sensor der Vorrichtung verbunden sind,
10 eine fünfte Ausführungsform einer vergleichbaren Vorrichtung, wobei hier den unterschiedlichen Typen von Schiebestiften, die zum Einschieben unterschiedlicher Typen von Borstenbündeln vorgesehen sind, jeweils ein Sensor und ein Schiebeantrieb zugeordnet sind,
11 ein Beispiel für ein Kraft-Weg-Diagramm, das mit den Sensoren der in den vorherigen Figuren dargestellten Vorrichtung erzeugt werden kann.

Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung und Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.
Die Figuren zeigen Teile einer im Ganzen mit 1 bezeichneten Vorrichtung zum Zuführen von Borstenbündeln 2 in Aufnahmeöffnungen 3 von Zielplatten 4. Jede der gezeigten Vorrichtungen 1 weist zumindest einen Schiebeantrieb 5 und mehrere Schiebestifte 6 zum Einschieben von Borstenbündeln 2 in die Aufnahmeöffnungen 3 der Zielplatten 4 auf. Jede der Vorrichtungen ist mit zumindest einem Sensor 7 ausgestattet, mit dem eine Kraft zumindest eines Schiebeantriebs 5 beim Bewegen der Schiebestifte 6 zumindest mittelbar bestimmt werden kann.
Die in den 1 bis 6 dargestellte Vorrichtung 1 weist eine Linearmesseinheit 8 auf, mit der ein Stellweg der mit dem Sensor 7 überwachten Schiebestifte 6 der Vorrichtung 1 gemessen werden kann. Auf diese Weise ist es der Vorrichtung 1 möglich, ein Kraft-Weg-Diagramm, wie es beispielsweise in 11 exemplarisch dargestellt ist, zu erzeugen.
Die Figuren zeigen, dass die Sensoren 7 in Kraftflussrichtung zwischen dem jeweiligen Schiebeantrieb 5 und den Schiebestiften 6, denen die Sensoren 7 zugeordnet sind, angeordnet sind. Sämtliche Sensoren 7 sind Piezo-Kraftaufnehmer, die zur präzisen Messung von Zug- und Druckkräften in höchster Auflösung eingerichtet sind.
Sämtliche in den Figuren dargestellten Vorrichtungen weisen mehrere Stiftpakete 9, die mehrere Schiebestifte 6 umfassen. Dabei enthält ein Stiftpaket 9 eine Anzahl von Schiebestiften 6, die in Anzahl und Anordnung Aufnahmeöffnungen 3 einer Quellplatte 10 der Vorrichtung 1, mit der die Borstenbündel 2 zum Einschieben in die Aufnahmeöffnungen 3 der Zielplatte 4 bereitgestellt werden, und/oder die in Anzahl und Anordnung Aufnahmeöffnungen 3 der Zielplatte 4 für Borstenbündel 2 einer Bündelgruppe entsprechen.
Die in den Figuren gezeigten Vorrichtungen 1 sind ferner mit einer Stiftführung 11, die als Stiftführungsplatte ausgebildet ist, ausgestattet. Die Stiftführung 11 ist dabei zwischen den Schiebeantrieben 5 und der zuvor bereits erwähnten Quellplatte 10 angeordnet. Die in den 1 bis 6, 7 und 9 gezeigten Vorrichtungen 1 weisen Kopplungsmittel 12 auf, durch die eine Bewegung von zumindest zwei Schiebestiften 6 der Schiebestifte einer Vorrichtung 1, teilweise von zumindest zwei Stiftpaketen 9 einer Vorrichtung 1, miteinander gekoppelt sind. Als Kopplungsmittel 12 dienen bei den in den Figuren gezeigten Vorrichtungen 1 Kopplungsplatten.
Die in den Figuren gezeigten Schiebeantriebe 5 der Vorrichtungen 1 können hydraulische, pneumatische und/oder elektromechanische Linearantriebe sein.
Bei einzelnen Ausführungsformen der Vorrichtung - so beispielsweise bei den Ausführungsformen der Vorrichtungen 1 gemäß den 8 und 10 - ist für jeden Schiebeantrieb 5 jeweils ein Sensor 7 vorgesehen.
Die in den 9 und 10 gezeigten Vorrichtungen 1 sind dazu eingerichtet, jedes Borstenfeld der Zielplatte 4 mit zwei unterschiedlichen Typen von Borstenbündeln 2 zu befüllen. Dazu weist die Vorrichtung 1 gemäß den 9 und 10 zwei unterschiedliche Typen von Schiebestiften 6 auf.
Um die Kraft, die auf die unterschiedlichen Typen von Schiebestiften 6 übertragen wird, messen zu können, ist hierbei jedem Typ von Schiebestift 6 jeweils ein Sensor 7 zugeordnet.
Die beiden oberen Schiebestifte 6 der in 9 gezeigten Vorrichtung 1 sind über ein Kopplungsmittel 12 miteinander verbunden. Der obere Sensor 7 der beiden Sensoren 7 der Vorrichtung 1 aus 9 greift dabei an dem Kopplungsmittel 12 der oberen beiden Schiebestifte 6 an.
Auch die Stiftpakete 9 der Vorrichtung 1 sind über ein entsprechendes Kopplungsmittel 12, an dem ein zweiter Sensor 7 der Vorrichtung 1 angreift, miteinander verbunden.
Bei der in 10 gezeigten Vorrichtung 1 ist jedem der beiden Stiftpakte 9 der Vorrichtung 1 wie auch jedem einzelnen, oberen Schiebestift 6 der Vorrichtung 1 jeweils ein Sensor 7 und jeweils ein Schiebeantrieb 5 zugeordnet.
Jede der Vorrichtungen 1 weist für jeden Sensor 7 jeweils einen Verstärker 13 auf.
Die Sensoren 7 sind zumindest mittelbar mit einer Steuereinheit 14 der jeweiligen Vorrichtung 1 verbunden. Die Steuereinheiten 14 sind dazu eingerichtet, den oder die Schiebeantriebe 5 in Abhängigkeit einer von dem zumindest einen Sensor 7 der jeweiligen Vorrichtung 1 ermittelten Kraft zu betätigen. Wie bereits zuvor angedeutet, sind die Vorrichtungen 1, insbesondere durch ihre Steuereinheiten 14 zur Aufzeichnung und/oder Ausgabe von Kraft-Weg-Verläufen eingerichtet. Ein möglicher Kraft-Weg-Verlauf ist anhand des Diagramms gemäß 1 exemplarisch dargestellt. Ferner ist es möglich, auch Kraft-Zeit-Verläufe mit Hilfe der Vorrichtungen 1 zu erstellen.
Über eine Informationsausgabeeinheit 15 und eine Informationsausgabeschnittstelle 16 der jeweiligen Vorrichtung 1 können Daten der Sensoren 7 und insbesondere die zuvor erwähnten Kraft-Weg-Verläufe beziehungsweise Kraft-Zeit-Verläufe an einen Benutzer ausgegeben oder an eine Auswerteeinheit übertragen werden. Zu diesem Zweck umfasst die jeweilige Informationsausgabeeinheit 15 ein Display.
Die Vorrichtungen 1 weisen außerdem Kommunikationsschnittstellen 17 zum Datenaustausch mit einem externen Datenspeicher 18 auf. Der externe Datenspeicher kann, wie exemplarisch in den Figuren gezeigt, beispielsweise ein Cloud-Speicher sein. Die Kommunikationsschnittstellen 17 können dabei auch zur drahtlosen Kommunikation eingerichtet sein.
Die Vorrichtungen 1 sind Teil einer im Bürstenherstellungsmaschine 19 sein. Die zuvor beschriebenen Vorrichtungen 1 sind zur Durchführung des nachfolgend beschriebenen Verfahrens zum Betrieb einer Vorrichtung 1 zum Zuführen von Borstenbündeln 2 in Aufnahmeöffnungen 3 von Zielplatten 4 eingerichtet.
Dabei ist vorgesehen, dass eine Kraft zumindest eines Schiebeantriebs 5 der jeweiligen Vorrichtung 1 mit einem Sensor 7 ermittelt wird.
Je nach Ausführungsform des Verfahrens kann die Kraft mit einem Referenzwert verglichen werden. Beispiele für Referenzwerte wurden bereits in der allgemeinen Beschreibung erläutert.
So ist es beispielsweise möglich, den jeweiligen Schiebeantrieb 5 oder auch sämtliche Schiebeantriebe 5 der Vorrichtung 1 zu deaktivieren, wenn die Kraft einen Referenzwert, der beispielsweise eine maximal zulässige Kraft sein kann, erreicht oder überschreitet.
Die Kraft kann auch im Leerlauf der jeweiligen Vorrichtung 1 bestimmt werden. Dies insbesondere beim Einschieben und/oder Zurückziehen zumindest eines Schiebestifts 6 der jeweiligen Vorrichtung 1. Auch hierbei kann ein Abgleich der ermittelten Kraft mit einem Referenzwert erfolgen.
Auf diese Weise ist es möglich, die im Leerlauf bestimmbare Kraft mit einem Referenzwert zu vergleichen und so gegebenenfalls auf Verschmutzungen und/oder Verschleiß der Vorrichtung rückzuschließen.
Dabei kann eine Aufforderung zur Reinigung und/oder Wartung der Vorrichtung 1 ausgegeben werden, beispielsweise über die bereits zuvor erwähnten Informationsausgabeeinheit 15 und/oder die zuvor bereits erwähnte Informationsausgabeschnittstelle 16 der Vorrichtung 1. Wenn die Kraft den Referenzwert überschreitet, kann eine Reinigung und/oder eine Wartung der Vorrichtung 1 durchgeführt werden.
Bei Erhöhung einer Kraft zu Beginn eines Stellwegs des zumindest einen Schiebestifts 6, die dazu führt, dass die Kraft außerhalb eines Toleranzbereichs gerät, kann ein Austausch und/oder ein Nachschleifen eines Schneidmessers, mit dem in einem vorgelagerten Verfahrensschritt Borstenbündel 2 geschnitten werden, empfohlen und/oder veranlasst werden.
Das Diagramm gemäß 11 zeigt den Toleranzbereich der Kraft über den Stell- oder Schiebeweg des oder der Schiebestifte 6. Das Diagramm umfasst insgesamt drei gestapelte Kraftverlaufslinien, wobei eine obere der drei Linien 20 einen oberen Grenzwert der Kraft und eine untere Linie 21 der drei Linien einen unteren Grenzwert der Kraft repräsentiert. Die dritte Linie 22, die zwischen den beiden Linien 20 und 21 verläuft, stellt die mit Hilfe des zumindest einen Sensors 7 ermittelte Kraft über den Stellweg des zumindest einen Schiebestifts 6 dar.
Deutlich ist zu erkennen, dass die mithilfe des zumindest einen Sensors 7 ermittelte Kraft innerhalb des Toleranzfeldes liegt.
Die mit den Sensoren 7 ermittelte Kraft kann aufgezeichnet und über den zuvor bereits erwähnten Datenspeicher 18, hier den Cloud-Datenspeicher, anderen Vorrichtungen 1 bereitgestellt werden. Dies beispielsweise in Form von Kraft-Weg-Diagrammen, wie eines in 11 gezeigt ist, und/oder in Form von Kraft-Zeit-Diagrammen.
Ferner können die über den Datenspeicher 18 bereitgestellten Informationen auch mit Handlungsempfehlungen und/oder - anweisungen versehen werden, beispielsweise mit Empfehlungen, wann eine Reinigung, eine Wartung, ein Austausch von Verschleißteilen und/oder eine Deaktivierung der Vorrichtung geboten ist.
Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem technischen Gebiet der Bürstenherstellung. Hierzu wird unter anderem eine Vorrichtung 1 zum Zuführen von Borstenbündeln 2 in Aufnahmeöffnungen 3 einer Zielplatte 4 vorgeschlagen, die zumindest einen Sensor 7 aufweist. Der Sensor 7 erlaubt eine Überwachung der Kraft, die mit einem Schiebeantrieb 5 der Vorrichtung 1 auf zumindest einen Schiebestift 6 der Vorrichtung 1 übertragen wird.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Borstenbündel
3: Aufnahmeöffnung
4: Zielplatte
5: Schiebeantrieb
6: Schiebestift
7: Sensor
8: Linearmesseinheit
9: Stiftpaket
10: Quellplatte
11: Stiftführung
12: Kopplungsmittel
13: Verstärker
14: Steuereinheit
15: Informationsausgabeeinheit
16: Informationsausgabeschnittstelle
17: Kommunikationsschnittstelle
18: Datenspeicher
19: Bürstenherstellungsmaschine
20: obere Linie
21: untere Linie
22: Kraftverlauf

Claims

Vorrichtung (1) zum Zuführen von Borstenbündeln (2) in Aufnahmeöffnungen (3) von Zielplatten (4) mit zumindest einem Schiebeantrieb (5) und zumindest einem Schiebestift (6) zum Einschieben eines Borstenbündels (2) in eine Aufnahmeöffnung (3) einer Zielplatte (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest einen Sensor (7) aufweist, mit dem eine von dem Schiebeantrieb (5) auf den zumindest einen Schiebestift (6) übertragene Kraft zumindest mittelbar bestimmbar ist.
Vorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Vorrichtung (1) zumindest eine Linearmesseinheit (8) aufweist, vorzugsweise wobei jedem Sensor (7) eine Linearmesseinheit zugeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zumindest eine Sensor (7) in Kraftflussrichtung zwischen dem Schiebeantrieb (5) und dem zumindest einen Schiebestift (6) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) zumindest ein Stiftpaket (9) mit mehreren Schiebestiften (6) aufweist, vorzugsweise wobei ein Stiftpaket (9) eine Anzahl von Schiebestiften (6) aufweist, die in Anzahl und Anordnung Aufnahmeöffnungen (3) einer Quellplatte (10) und/oder einer Zielplatte (4) für Borstenbündel (2) einer Bündelgruppe entsprechen.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) zumindest eine Stiftführung (11), insbesondere eine Stiftführungsplatte, aufweist, die zwischen dem Schiebeantrieb (5) und einer oder der Quellplatte (10) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) zumindest ein Kopplungsmittel (12), insbesondere eine Kopplungsplatte aufweist, durch das eine Bewegung von zumindest zwei Schiebestiften (6), insbesondere von zumindest zwei Stiftpaketen (9), miteinander gekoppelt ist.
Vorrichtung 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zumindest eine Schiebeantrieb (5) ein hydraulischer, pneumatischer oder elektromechanischer Linearantrieb ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung für jeden Schiebeantrieb (5) jeweils zumindest einen Sensor (7) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung für jeden Typ von Schiebestift (6) zumindest einen Sensor (7) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei dem zumindest einen Sensor (7) ein Verstärker (13) zugeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (14) aufweist, die zur Betätigung des zumindest einen Schiebeantriebs (5) in Abhängigkeit einer von dem zumindest einen Sensor (7) ermittelten Kraft eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1), insbesondere die Steuereinheit (14), zur Aufzeichnung und/oder Ausgabe von Kraft-Weg-Verläufen und/oder Kraft-Zeit-Verläufen eingerichtet ist und/oder eine Informationsausgabeeinheit (15) und/oder Informationsausgabeschnittstelle (16) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Vorrichtung (1), insbesondere eine oder die Steuereinheit, eine Kommunikationsschnittstelle (17) zum Datenaustausch, insbesondere mit einem externen Datenspeicher (18), beispielsweise mit einem Cloud-Datenspeicher, aufweist.
Bürstenherstellungsmaschine (19) mit einer Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zum Zuführen von Borstenbündeln (2) in Aufnahmeöffnungen (3) von Zielplatten (4) mit zumindest einem Schiebeantrieb (5) und zumindest einem Schiebestift (6) zum Einschieben eines Borstenbündels (2) in eine Aufnahmeöffnung (3) einer Zielplatte (4), insbesondere einer Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraft, die von dem Schiebeantrieb (5) auf den zumindest einen Schiebestift (6) übertragen wird, mit einem Sensor (7) zumindest mittelbar ermittelt wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Kraft mit einem Referenzwert verglichen wird und/oder wobei die Schiebeantrieb (5) deaktiviert wird, wenn die Kraft einen Referenzwert erreicht oder überschreitet.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kraft im Leerlauf der Vorrichtung (1), insbesondere beim Einschieben und/oder Zurückziehen zumindest eines Schiebestifts (6) der Vorrichtung (1), bestimmt und/oder mit einem Referenzwert verglichen wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei aus der ermittelten Kraft ein Verschmutzungsgrad und/oder ein Verschleißgrad der Vorrichtung abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Aufforderung zur Reinigung und/oder Wartung der Vorrichtung (1), insbesondere über eine Informationsausgabeeinheit (15) und/oder eine Informationsausgabeschnittstelle (16) der Vorrichtung (1), ausgegeben und/oder eine Reinigung und/oder eine Wartung der Vorrichtung (1) durchgeführt wird, wenn die Kraft einen Referenzwert erreicht oder überschreitet.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei bei Erhöhung der Kraft zu Beginn eines Stellwegs des zumindest einen Schiebestifts (6) ein Austausch und/oder Nachschleifen eines Schneidmessers, mit dem in einem vorgelagerten Verfahrensschritt Borstenbündel (2) geschnitten werden, empfohlen und/oder veranlasst wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mit dem zumindest einen Sensor (7) ermittelte Kraft aufgezeichnet und über einen Datenspeicher (18), insbesondere einen Cloud-Datenspeicher, anderen Vorrichtungen (1), insbesondere nach einem der vorherigen Ansprüche, bereitgestellt wird, insbesondere in Form von Kraft-Weg-Diagrammen und/oder Kraft-Zeit-Diagrammen.