DE102022100131A1

DE102022100131A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren

Info

Publication number: DE102022100131A1
Application number: DE102022100131.8A
Authority: DE
Inventors: Victor Rioja; Matthias Schubnell
Original assignee: Zahoransky AG
Current assignee: Zahoransky AG
Priority date: 2022-01-04
Filing date: 2022-01-04
Publication date: 2023-07-06
Also published as: US20230210251A1; CN116391961A; BE1030030B1; BE1030030A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Herstellung von Borstenwaren (2), insbesondere von Bürsten, Besen und/oder Pinseln, mit zumindest zwei Stationen (3,4) und einer Transportvorrichtung (5), mit der zu bearbeitende Borstenwarenkörper (6) und/oder Borstenwaren (2) von Station zu Station bewegbar sind, wobei die Transportvorrichtung (5) zumindest zwei voneinander unabhängige Transportebenen (7,8) aufweist, in denen Borstenwarenkörper (6) und/oder Borstenwaren (2) den Stationen (3,4) zur Bearbeitung und/oder Handhabung zuführbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere von Bürsten, Besen und/oder Pinseln.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus der Praxis vorbekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren bereitzustellen, die eine möglichst effiziente Produktion von Borstenwaren begünstigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird zunächst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen, auf eine derartige Vorrichtung gerichteten Anspruchs vorgeschlagen. Zur Lösung der Aufgabe wird somit insbesondere eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere von Bürsten, Besen und/oder Pinseln, vorgeschlagen, die zumindest zwei Stationen und eine Transportvorrichtung aufweist, mit der zu bearbeitende Borstenwarenkörper und/oder Borstenwaren von Station zu Station bewegbar sind. Erfindungsgemäß weist die Transportvorrichtung zumindest zwei voneinander unabhängige Transportebenen aufweist, in denen Borstenwarenkörper und/oder Borstenwaren den Stationen der Vorrichtung zur Bearbeitung und/oder Handhabung zuführbar sind.
Die Zuführung von Borstenwarenkörpern und/oder Borstenwaren in einer Transportebene kann hierbei unabhängig von einer Zuführung von Borstenwarenkörpern und/oder Borstenwaren in der zumindest einen anderen Transportebene erfolgen.
Da die Zuführung der Borstenwaren und/oder Borstenwarenkörper auf zumindest zwei unterschiedlichen Transportebenen der Transportvorrichtung verteilt wird, ist es möglich, unterschiedliche Prozesszeiten an den einzelnen Stationen der Vorrichtung auszugleichen bzw. zu überbrücken. Während die Zuführung von Borstenwaren und/oder Borstenwarenkörper in einer der Transportebenen aufgrund einer länger dauernden Bearbeitung möglicherweise unterbrochen ist, kann die Zuführung von Borstenwarenkörpern und/oder Borstenwaren währenddessen über die zumindest eine andere Transportebene der Transportvorrichtung erfolgen und die Produktion fortgesetzt werden. So werden Stillstandszeiten in den einzelnen Stationen der Vorrichtung effektiv verringert oder gar vollständig unterbunden.
Die Vorrichtung kann als Karussellmaschine ausgebildet sein. Hierbei können die Transportebenen jeweils eine geschlossene Transportbahn bilden. Entlang der Transportbahn können Borstenwaren und/oder Borstenwarenkörper den Stationen der Vorrichtung unabhängig von der Zuführung auf der Transportbahn der anderen Transportebene zugeführt werden. Vorzugsweise sind die Transportbahnen der Transportebenen kreisförmig ausgebildet. Dies ermöglicht die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren mit geringem Platzbedarf. Die Stationen der Vorrichtung können gleichmäßig verteilt um ein Zentrum der Vorrichtung, um das die Transportbahnen verlaufen, angeordnet sein.
Die Transportvorrichtung kann in jeder Transportebene zumindest einen Transporthalter für wenigstens einen Borstenwarenkörper und/oder eine Borstenware aufweisen. Die Transporthalter können zum gespannten Halten von Borstenwarenkörpern und/oder Borstenwaren eingerichtet sein. Mithilfe der Transporthalter können die Borstenwaren und/oder Borstenwarenkörper den Stationen der Vorrichtung zugeführt werden.
Bei einer Ausführungsform können die Transporthalter der einzelnen Transportebenen unabhängig von Transporthaltern in einer anderen Transportebene bewegt werden.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weist die Transportvorrichtung in jeder Transportebene eine Anzahl von Transporthaltern auf, die der Anzahl von Stationen der Vorrichtung entspricht. Diese Konfiguration der Vorrichtung ist besonders vorteilhaft, wenn die Prozesszeiten der an den einzelnen Stationen durchgeführten Bearbeitungs- und/oder Handhabungsschritte vergleichbar lange dauern.
Benötigen einzelne Bearbeitungsschritte längere Prozesszeiten als andere, kann die Anzahl der Transporthalter pro Transportebene angepasst, insbesondere reduziert werden. So ist es möglich, dass die Anzahl der Transporthalter um 1 oder 2 niedriger ist als die Anzahl von Stationen, insbesondere als die Anzahl von Bearbeitungsstationen der Vorrichtung. Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist pro Transportebene eine Anzahl von Transporthaltern vorgesehen, die nur der Hälfte der Anzahl von Stationen, insbesondere von Bearbeitungsstationen der Vorrichtung entspricht.
Zumindest ein Teil der Zustellbewegungen, die bei der Bearbeitung der Borstenwarenkörper bzw. der Borstenwaren erforderlich sein können, kann durch Transporthalter durchgeführt werden. Hierfür kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Transporthalter in mehreren Achsen, beispielsweise in zumindest drei Achsen bewegbar ist, insbesondere dann, wenn der Transporthalter in einer Bearbeitungsposition an einer Station angeordnet ist.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass mehrere Transporthalter einer Transportebene unabhängig voneinander entlang einer Transportbahn der Transportebene bewegbar sind. Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung besteht zwischen den Transporthalter einer Transportebene dann keine starre Verkettung. Vielmehr können die Transporthalter unabhängig voneinander entlang der Transportbahn ihrer Transportebene von Station zu Station bewegt werden. Auf diese Weise ist es möglich, Transporthalter schon an eine nachfolgende Station zu bewegen, während ein anderer Transporthalter noch an einer Station verweilt, beispielsweise weil diese eine längere Prozesszeit bei der Durchführung der an ihr vorgesehenen Bearbeitungsschritte benötigt.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung ist eine starre Verkettung der Transporthalter einer Transportebene vorgesehen. Diese Anordnung bietet sich vor allem dann an, wenn die Prozesszeiten der Bearbeitungs- oder Handhabungsschritte an den einzelnen Stationen der Vorrichtung ähnlich lang oder sogar identisch lang dauern.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Transportebenen jeweils zumindest eine Transportführung auf, entlang der die Transporthalter bewegt werden können. Die Transportführungen können dabei eine Transportbahn der jeweiligen Transportebene vorgeben. Als Transportführung kann beispielsweise eine Führungsschiene dienen.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung weisen die Transportebenen jeweils zumindest eine Zahnstange für die Transporthalter auf. Entlang der Zahnstangen können die Transporthalter dann mittels eines als Zahnradantrieb ausgebildeten Transportantriebs innerhalb ihrer Transportebenen bewegt werden.
Zumindest eine Station, kann eine Bearbeitungsstation sein und zumindest eine Bearbeitungseinheit aufweisen. Die Bearbeitungseinheit der zumindest einen Station kann beweglich an der Station geführt sein und in unterschiedliche Bearbeitungspositionen bewegt werden. Jeder der Transportebenen kann zumindest eine der unterschiedlichen Bearbeitungspositionen zugeordnet sein. So können Borstenwaren und/oder Borstenwarenkörper an jeder der Transportebenen bearbeitet werden. Auf diese Weise ist es möglich, eine solche Bearbeitungseinheit zwischen den Transportebenen zu bewegen und eine Bearbeitung von Borstenwarenkörpern und/oder Borstenwaren an jeder der Transportebenen vorzunehmen. Dies steigert die Flexibilität der Vorrichtung. Zudem muss an der zumindest einen Bearbeitungsstation dann nur eine Bearbeitungseinheit vorgehalten werden, die bedarfsweise den einzelnen Transportebenen der Transportvorrichtung zugewiesen werden kann, um dort eine Bearbeitung von Borstenwaren und/oder Borstenwarenkörpern vorzunehmen.
Zumindest eine Station, insbesondere eine Bearbeitungsstation kann eine Führung aufweisen, entlang der zumindest eine Bearbeitungseinheit in die den Transportebenen zugeordneten Bearbeitungspositionen bewegbar ist. Die Führung kann eine Linearführung sein. Die Führung kann eine Bewegungsrichtung für die Bearbeitungseinheiten vorgeben, die quer oder rechtwinklig zur Transportrichtung ausgerichtet ist, die von der Transportvorrichtung der Vorrichtung vorgegeben wird.
Zumindest ein Transporthalter kann entlang einer Bewegungsachse beweglich gelagert sein, die quer oder rechtwinklig zur von der Transportvorrichtung vorgegebene Transportrichtung orientiert ist. Die Bewegungsachse des Transporthalters kann auch parallel zu einer Bewegungsachse einer beweglichen Bearbeitungseinheit einer Station der Vorrichtung ausgerichtet sein. Auf diese Weise ist es möglich, den Transporthalter bei Bedarf synchronisiert auf eine Bewegung einer Bearbeitungseinheit zu bewegen und/oder eine Positionierung der Borstenwarenkörper und/oder der Borstenwaren bei der Bearbeitung relativ zu einer Bearbeitungseinheit vorzunehmen.
Die Vorrichtung kann als Station eine Bohrstation, eine Stopfstation, eine Endbearbeitungsstation und/oder eine Handhabungsstation aufweisen.
An einer Bohrstation können Bündelaufnahmelöcher in an den Transporthaltern bereitgehaltenen Borstenwarenkörper erzeugt werden. In einer Stopfstation können die Bündelaufnahmelöcher mit Borstenbündeln bestopft werden. In einer Endbearbeitungsstation kann eine Endbearbeitung der Borstenwarenkörper und/oder der Borstenbündel erfolgen. Als Endbearbeitungsstation kann beispielsweise eine Schleifstation und/oder eine Frässtation vorgesehen sein. An einer Handhabungsstation ist es möglich, die Transporthalter der Vorrichtung mit Borstenwarenkörpern zu bestücken und/oder fertig hergestellte Borstenwaren aus der Vorrichtung zu entnehmen und beispielsweise an einen nachgelagerten Prozessschritt zu übergeben. An der Handhabungsstation kann beispielsweise ein Handhabungsroboter mit einem entsprechenden Handhabungsgreifer vorgesehen sein.
Die Vorrichtung kann als Bearbeitungseinheit eine Bohreinheit, eine Stopfeinheit und/oder eine Endbearbeitungseinheit, wie beispielsweise eine Fräseinheit und/oder eine Schleifeinheit aufweisen. Die Vorrichtung kann zumindest einen Transportantrieb, beispielsweise einen Zahnradantrieb, für zumindest einen Transporthalter und/oder zumindest einen Positionierantrieb für zumindest einen Transporthalter und/oder zumindest einen Positionierantrieb für eine Bearbeitungseinheit der Vorrichtung aufweisen.
Mithilfe des Transportantriebs ist es möglich, den zumindest ein Transporthalter entlang der Transportbahn seiner Transportebene von Station zu Station zu bewegen. Mithilfe eines Positionierantriebs ist es möglich, den zumindest einen Transporthalter beispielsweise quer zur durch die Transportvorrichtung vorgegebenen Transportrichtung und/oder in seinen mehreren Bewegungsachsen zu positionieren.
Mithilfe eines Positionierantriebs, der zumindest einer Bearbeitungseinheit der Vorrichtung zugeordnet ist, kann die Bearbeitungseinheit in Bearbeitungspositionen an den zumindest zwei Transportebenen der Vorrichtung bewegt werden. Ferner kann dieser Positionierantrieb auch dazu genutzt werden, eine Positionierung der Bearbeitungseinheit relativ zu einem Transporthalter bei der Bearbeitung eines Borstenwarenkörpers und/oder einer Borstenware vorzunehmen.
Die Vorrichtung kann ferner zumindest eine Steuereinheit aufweisen, die zur Ansteuerung von Funktionseinheiten der Vorrichtung eingerichtet ist. Die Steuereinheit kann zum Beispiel zur Ansteuerung der Transportvorrichtung und/oder der Stationen und ihrer Bearbeitungseinheiten eingerichtet sein. Die Steuereinheit kann ferner zur Ansteuerung der zuvor bereits erwähnten Positionierantriebe der Vorrichtung und/oder des Transportantriebs der Transportvorrichtung eingerichtet sein.
Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren vorgeschlagen, das die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf ein derartiges Verfahren gerichteten Anspruchs aufweist. Zur Lösung der Aufgabe wird insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren vorgeschlagen, wobei eine Bearbeitungseinheit der Vorrichtung aus einer Ausgangsposition an einer Ausgangs-Transportebene von Transportebenen der Vorrichtung in eine Zielposition an einer Ziel-Transportebene der Transportebenen der Vorrichtung bewegt wird, um einen Borstenwarenkörper und/oder eine Borstenware zu bearbeiten, die an einem Transporthalter der Ziel-Transportebene angeordnet ist.
Die Zuführung von Borstenwaren und/oder Borstenwarenkörpern kann in jeder der einzelnen Transportebenen unabhängig von einer Zuführung in einer anderen der Transportebene erfolgen. Das Verfahren kann unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren gerichteten Ansprüche durchgeführt werden.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Bearbeitung von Borstenwarenkörpern und/oder Borstenwaren mit einer Bearbeitungseinheit wahlweise an unterschiedlichen Transportebenen vorzunehmen.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Transporthalter der Ziel-Transportebene und die Bearbeitungseinheit auf ihrem Weg in die Zielposition aufeinander synchronisiert bewegt werden, wobei die Bearbeitungseinheit einen an dem Transporthalter angeordneten Borstenwarenkörper und/oder eine an dem Transporthalter angeordnete Borstenwaren während der synchronisierten Bewegung bearbeitet.
Auf diese Weise ist es möglich, Warte- oder Stillstandszeiten, die beim Transfer der Bearbeitungseinheit von der Ausgangs-Transportebene an die Ziel-Transportebene anfallen, dadurch zu minimieren, dass die Bearbeitungseinheit zumindest in einem Teil ihrer Transferbewegung beim Wechsel von der Ausgangs-Transportebene in die Zielposition an der Ziel-Transportebene von dem Transporthalter der Ziel-Transportebene in einer synchronisierten Bewegung begleitet wird. Dies ermöglicht den Beginn der Bearbeitung eines an dem Transporthalter angeordneten Borstenwarenkörpers und/oder einer an dem Transporthalter angeordneten Borstenware bereits vor Erreichen der Zielposition.
So wird die Wegezeit, in der keine Bearbeitung einer an dem Transporthalter aufgespannten Borstenware und/oder eines Borstenwarenkörpers erfolgen kann, effektiv minimiert.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass die synchronisierte Bewegung des Transporthalters und der Bearbeitungseinheit in ihre Zielposition quer, insbesondere rechtwinklig, zu einer Transportrichtung der Transportvorrichtung der Vorrichtung ausgerichtet ist. Diese Ausrichtung der Bewegungen relativ zu der Transportrichtung, die von der Transportvorrichtung der Vorrichtung vorgegeben wird, eignet sich insbesondere bei solchen Vorrichtungen, deren Transportebenen vertikal übereinander angeordnet sind.
Richtungen der synchronisierten Bewegung des Transporthalters und der Bewegung der Bearbeitungseinheit in die Zielposition sind vorzugsweise parallel zueinander orientiert.
Der Transporthalter kann in eine Empfangsposition bewegt werden, die benachbart zu der Ausgangs-Transportebene angeordnet ist. Der Transporthalter kann in eine Empfangsposition bewegt werden, die in einer Ebene, insbesondere in einer Horizontalebene, zwischen der Ausgangs-Transportebene und der Zielposition oder in einer Ebene, insbesondere in einer Horizontalebene, angeordnet ist, in der auch die Zielposition der Bearbeitungseinheit liegt.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Transporthalter in die Empfangsposition bewegt wird, bevor die Bearbeitungseinheit die Zielposition erreicht. Der Transporthalter kann synchronisiert mit der Bearbeitungseinheit in eine Ebene, insbesondere in eine Horizontalebene, bewegt werden, in der die Zielposition liegt. Die Bewegungen des Transporthalters und der Bearbeitungseinheit können hierbei aufeinander synchronisiert erfolgen.
Die Richtung der Bewegung des Transporthalters in die Empfangsposition kann der Richtung der Bewegung der Bearbeitungseinheit in die Zielposition entgegengesetzt sein.
Durch das Positionieren des Transporthalters in die Empfangsposition kann der Transporthalter der Bearbeitungseinheit auf ihrem Weg in die Zielposition bereits ein Stück weit entgegengekommen, um die Wegstrecke zu minimieren, die die Bearbeitungseinheit allein ohne den Transporthalter zurücklegen muss und innerhalb der eine Bearbeitung eines an dem Transporthalter aufgespannten Borstenträgers oder einer an dem Transporthalter aufgespannten Borstenware nicht erfolgen kann.
Sobald die Bearbeitungseinheit die Ausgangs-Transportebene verlassen hat und in einen Bereich an der Ziel-Transportebene eintritt, kann die synchronisierte Bewegung des Transporthalter ausgehend von der Empfangsposition bis in eine Ebene, insbesondere in eine Horizontalebene, erfolgen, in der die Zielposition liegt. Vorzugsweise wird hierbei bereits die Bearbeitung des Borstenwarenkörpers und/oder der Borstenware an dem Transporthalter begonnen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder in Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale des Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, wobei die Vorrichtung drei Bearbeitungsstationen und eine Handhabungsstation und eine Transportvorrichtung mit zwei unabhängigen Transportebenen umfasst, in denen Borstenwarenkörper mithilfe von Transporthaltern unabhängig voneinander von Station zu Station bewegt werden können,
2 eine Ansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung aus einer im Vergleich zu 1 um 90 Grad gedrehten Perspektive mit Blick auf eine Stopfstation der Vorrichtung,
3 eine perspektivische Ansicht der in den 1 und 2 gezeigten Vorrichtung, zur Veranschaulichung einer Bewegung von Bearbeitungseinheiten in Bearbeitungspositionen, die einer unteren der beiden Transportebenen zugeordnet sind,
4 eine Ansicht der in 3 gezeigten Vorrichtung aus der Perspektive gemäß 2,
5 eine perspektivische Ansicht der in den 1 bis 4 gezeigten Vorrichtung, wobei der Transporthalter der unteren Transportebene in Empfangspositionen benachbart zur oberen Transportebene angeordnet sind, aus der die Bearbeitungseinheiten zugestellt werden,
6 eine Ansicht der in 5 gezeigten Vorrichtung aus der Perspektive gemäß den 2 und 4,
7 eine perspektivische Ansicht der in den 1 bis 6 gezeigten Vorrichtung, wobei Transporthalter und die Bearbeitungseinheiten der unteren Transportebene durch eine synchronisierte Bewegung in Zielpositionen an der unteren Transportebene angelangt sind, sowie
8 eine Ansicht der in 7 gezeigten Vorrichtung aus der Perspektive gemäß den 2, 4 und 6.

Sämtliche Figuren zeigen eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren 2, nämlich von Bürsten, Besen und/oder Pinseln. Die Vorrichtung 1 weist insgesamt vier Stationen auf, von denen drei Stationen Bearbeitungsstationen 3 und eine Station eine Handhabungsstation 4 ist.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Transportvorrichtung 5, mit der zu bearbeitende Borstenwarenkörper 6 und/oder Borstenwaren 2 von Station zu Station 3, 4 bewegt werden können. Die Transportvorrichtung 5 ist als Transportkarussell ausgebildet und umfasst zwei voneinander unabhängige Transportebenen 7 und 8, in denen Borstenwarenkörper 6 bzw. Borstenwaren 2 den Stationen 3 und 4 der Vorrichtung 1 zur Bearbeitung und/oder Handhabung zugeführt werden können.
Durch die als Transportkarussell ausgebildete Transportvorrichtung 5 kann die Vorrichtung 1 als Karussellmaschine bezeichnet werden. Die Transportebenen 7 und 8 sind vertikal übereinander angeordnet und weisen jeweils eine geschlossene Transportbahn 9 auf, entlang der die Borstenwaren 2 bzw. Borstenwarenkörper 6 von Station zu Station 3, 4 bewegt werden können. Bei der in den Figuren gezeigten Vorrichtung 1 sind die Transportbahnen 9 der beiden Transportebenen 7 und 8 kreisförmig ausgebildet.
Die obere Transportebene ist mit 7, die untere Transportebene mit 8 bezeichnet. Die beiden Transportbahnen 9 der Transportebenen 7 und 8 laufen um Mittelachse der Transportvorrichtung 5, um die die Borstenwaren 2 bzw. Borstenwarenkörper 6 von Station zu Station 3, 4 transportiert werden können.
Die Transportvorrichtung 5 weist in jeder Transportebene 7 und 8 jeweils vier Transporthalter 10 für jeweils einen Borstenwarenkörper 6 bzw. eine Borstenwaren 2 auf. Mithilfe der Transporthalter 10 können die Borstenwarenkörper 6 und Borstenwaren 2 entlang der Transportbahnen 9 innerhalb der einzelnen Transportebenen 7 und 8 zwischen den Stationen 3 und 4 der Vorrichtung 1 bewegt werden. Jede Transportebene 7 und 8 weist somit eine Anzahl von Transporthaltern 10, die der Anzahl von Stationen 3 und 4 der Vorrichtung 1 entspricht.
Jeder der Transporthalter 10 kann in mehreren Achsen, beim in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 in jeweils drei Achsen, bewegt werden. Auf diese Weise können die an den Transporthaltern 10 aufgespannten Borstenwaren 2 bzw. Borstenwarenkörper 6 zur Bearbeitung an den Bearbeitungsstationen 3 entsprechend positioniert werden.
Bei der in den Figuren gezeigten Vorrichtung 1 können die Transporthalter 10 einer jeden der beiden Transportebenen 7 und 8 unabhängig voneinander entlang der jeweiligen Transportbahn 9 der Transportebene 7,8 bewegt werden. Die Transporthalter 10 sind bei einer in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 1 innerhalb einer Transportebene starr miteinander verkettet.
Die Transportebenen 7 und 8 weisen jeweils zwei Transportführungen 11 und eine Zahnstange 12 für die Transporthalter 10 auf. Die beiden Transportführungen 11 sind als Transportschienen ausgebildet, in die die Transporthalter 10 eingehängt sind. Die Transportführungen 11 geben dabei die Transportbahn 9 der jeweiligen Transportebene 7,8 vor. Die Zahnstangen 12 der beiden Transportebenen 7 und 8 dienen dem Antrieb der einzelnen Transporthalter 10. Als Transportantrieb 26 der Transportvorrichtung 5 dient im gezeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ein Zahnradantrieb 30. Über den Zahnradantrieb 30 können die Transporthalter 10 entlang der jeweiligen Zahnstange 12 von Station zu Station 3,4 der Vorrichtung 1 bewegt werden.
Jede der Bearbeitungsstationen 3 weist jeweils eine Bearbeitungseinheit 13 auf, die in unterschiedliche, den Transportebenen 7 und 8 jeweils zugeordneten Bearbeitungspositionen verstellt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, die Bearbeitungseinheiten 13 der Bearbeitungsstationen 3 zwischen den Transportebenen 7 und 8 hin und her zu bewegen, um an den Transportebenen 7 und 8 bereitgehaltene Borstenwarenkörper 6 bzw. Borstenwaren 2 zu bearbeiten.
Um die Bearbeitungseinheiten 13 der Bearbeitungsstationen 3 zwischen den Transportebenen 7 und 8 bewegen zu können, weisen die Bearbeitungsstationen 3 jeweils eine Führung 14, nämlich eine Linearführung auf, entlang der die jeweilige Bearbeitungseinheit 13 in die den Transportebenen 7 und 8 jeweils zugeordneten Bearbeitungspositionen bewegbar ist. Die Führungen 14 geben dabei jeweils eine Bewegungsrichtung vor, die quer, nämlich rechtwinklig zur Transportrichtung ausgerichtet ist, die von den Transportbahnen 9 der Transportvorrichtung 5 vorgegeben wird.
Auch die an den beiden Transportebenen 7 und 8 angeordneten Transporthalter 10 können entlang einer Bewegungsachse 15, die quer zur Transportrichtung der Transportvorrichtung 5 ausgerichtet ist, bewegt werden. Auf diese Weise können mit den Transporthaltern 10 Positionierbewegungen bei der Bearbeitung von Borstenwaren 2 bzw. Borstenwarenkörpern 6 vorgenommen und auch synchronisierte Bewegungen zu den Bearbeitungseinheiten 13 der Bearbeitungsstationen 4 der Vorrichtung 1 ausgeführt werden.
Als Bearbeitungsstationen 3 weist die Vorrichtung eine Bohrstation 16, eine Stopfstation 17, eine Endbearbeitungsstation 18 und eine Handhabungsstation 19 auf.
Die Bohrstation 16 weist als Bearbeitungseinheit 13 eine Bohreinheit 20 auf. An der Stopfstationen 17 ist als Bearbeitungseinheit 13 eine Stopfeinheit 21 vorgesehen. Als Endbearbeitungseinheit 22 der Endbearbeitungsstation 18 ist eine Fräseinheit oder auch eine Schleifeinheit vorgesehen, mit der mithilfe der Stopfeinheit 21 in Borstenwarenkörper 6 gestopfte Borstenbündel gekürzt und/oder geschliffen werden können.
Die Handhabungsstation 19 weist einen Handhabungsgreifer 23 auf, mit dem Borstenwarenkörper 6 von einer Zuführung 24 aufgenommen und in die Transporthalter 10 der Transportvorrichtung 5 eingelegt werden können. Der Handhabungsgreifer 23 der Handhabungsstation 19 dient auch dazu, fertige Borstenwaren 2, die mit den Transporthaltern 10 nach der Endbearbeitung an der Endbearbeitungsstation 18 wieder an die Handhabungsstation 19 gelangen, zu entnehmen und auf einer Ablage 25 für einen nachfolgenden Handhabung- und/oder Bearbeitungsschritt abzulegen.
Mittels des Transportantriebs 26 können die Transporthalter 10 entlang der Transportbahnen 9 innerhalb der Transportebenen 7 und 8 von Station zu Station 3,4 bewegt werden. In der Bohrstation 16 werden die an den Transporthaltern 10 bereitgehaltenen Borstenwarenkörper 6 mit Bündelaufnahmelöchern versehen. Dies geschieht mithilfe der Bohreinheit 20 der Bohrstation 16. In der nachfolgenden Stopfstationen 17 werden Borstenbündel mithilfe der Stopfeinheit 21 in die erzeugten Bündelaufnahmelöcher eingestopft.
In der nachgelagerten Endbearbeitungsstation 18 erfolgt die Endbearbeitung der Borstenwaren 2, beispielsweise durch Schleifen und/oder Kürzen der Borstenbündel.
Mittels eines Positionierantriebs 27 können die Transporthalter 10 in den zuvor bereits erwähnten drei Achsen an der jeweiligen Bearbeitungsstation 3 bzw. an der Handhabungsstation 4,19 positioniert werden. Mithilfe des Positionierantriebs 27 ist es auch möglich, die Transporthalter 10 entlang der Bewegungsachse 15 quer, nämlich rechtwinklig zur Transportbahn 9 der jeweiligen Transportebene 7 und 8 zu bewegen.
Auch die Bearbeitungsstationen 3 weisen jeweils einen Positionierantrieb 28 auf. Mit den Positionierantrieben 28 können die Bearbeitungseinheiten 13, 20, 21 und 22 der Vorrichtung 1 entlang der Führung 14 positioniert werden können. Dies geschieht einerseits zur Bearbeitung der an den Transportebenen 7 und 8 jeweils zur Bearbeitung bereitgehaltenen Borstenwaren 2 und Borstenwarenkörpern 6 und andererseits dazu, die Bearbeitungseinheiten 13 zwischen den Transportebenen 7 und 8 hin und her zu bewegen, wenn eine Bearbeitung von Borstenwarenkörpern 6 oder Borstenwaren 2 von einer Transportebene 7,8 auf die andere Transportebene 7,8 verlegt werden soll.
Mittels einer Steuereinheit 29 der Vorrichtung 1 können die zuvor erwähnten Funktionseinheiten der Vorrichtung 1 angesteuert werden. Die Steuereinheit 29 ist somit zur Ansteuerung der Transportvorrichtung 5, der Stationen 3,4, 16, 17, 18, 19, der Bearbeitungseinheiten 13, 20, 21, 22 sowie des Handhabungsgreifers 23, des Transportantriebs 26, nämlich des Zahnradantriebs 30, sowie der Positionierantriebe 27 und 28 eingerichtet. Auch die Zuführung 24 und Ablage 25 der Vorrichtung 1 können mithilfe der Steuereinheit 29 angesteuert werden.
Die zuvor erläuterte Vorrichtung 1 ist zur Durchführung des nachfolgend erläuterten Verfahrens zur Herstellung von Borstenwaren 2 eingerichtet.
Dabei wird eine Bearbeitungseinheit 13, 20, 21, 22 aus einer Ausgangsposition an einer Ausgangs-Transportebene, beispielsweise an der oberen Transportebene 7 der beiden Transportebenen 7 und 8 der Vorrichtung 1 in eine Zielposition 31 an einer Ziel-Transportebene, beispielsweise an der unteren Transportebene 8 der beiden Transportebenen 7,8 der Vorrichtung 1 bewegt, um einen Borstenwarenkörper 6 und/oder eine Borstenware 2 zu bearbeiten, der/die an einem Transporthalter 10 der Ziel-Transportebene 7,8 angeordnet ist.
Der Transporthalter 10 der Ziel-Transportebene 8 wird synchronisiert zu der Bewegung der Bearbeitungseinheit 13 in ihre Zielposition 31 bewegt. Während dieser synchronisierten Bewegung des Transporthalters 10 erfolgt bereits eine Bearbeitung des an dem Transporthalter 10 angeordneten Borstenwarenkörpers 6 bzw. der Borstenwaren 2 mithilfe der Bearbeitungseinheit 13, 20, 21, 22. Ein Vergleich der 1, 3, 5 und 7 bzw. 2, 4, 6 und 8 macht dies deutlich.
1 zeigt beispielsweise, wie die Bohreinheit 20 der Bohrstation 16 einen Borstenwarenkörper 6 bearbeitet, der an einem Transporthalter 10 der oberen Transportebene 7 bereitgehalten wird. Währenddessen wird ein Transporthalter 10 der unteren Transportebene 8 mit einem noch unbearbeiteten Borstenwarenkörper 6 an die Bohrstation 16 bewegt.
Ein Vergleich der 1 und 3 verdeutlicht, dass der Transporthalter 10 der oberen Transporteben 7 bereits während der Bearbeitung des in der oberen Transportebene 7 bereitgehaltenen Borstenwarenkörpers 6 synchronisiert mit der Bohreinheit 20 in Richtung der unteren Transportebene 8 bewegt wird. Dies geschieht durch eine Verschiebung des Transporthalters 10 entlang der Bewegungsachse 15 des Transporthalters 10 der oberen Transportebene 7 in Richtung der unteren Transportebene 8.
3 verdeutlicht, dass die Bohreinheit 20 nach erfolgter Bearbeitung des Borstenwarenkörpers 6 an der oberen Transportebene 7 entlang der Führung 14 weiter in Richtung der unteren Transportebene 8 bewegt wird.
Zwischenzeitlich wurde der an der Bohrstation 16 befindliche Transporthalter 10 der unteren Transportebene 8 mit dem als nächstes zu bearbeitenden Borstenwarenkörper 6 bereits in eine Empfangsposition 32 bewegt, die benachbart zu der oberen Transportebene 7 ist. Dies geschieht durch eine in Richtung der Ausgangs-Transportebene 7 orientierte Bewegung des Transporthalters 10 der unteren Transportebene 8 entlang seiner Bewegungsachse 15.
Eine Wegstrecke, die die Bearbeitungseinheit 13, nämlich die Bohreinheit 20, auf ihrem Weg von der Ausgangs-Transportebene 7 zur Ziel-Transportebene 8 ohne die Möglichkeit zur Bearbeitung eines Borstenwarenkörpers 6, der an der Ziel-Transportebene 8 bereitgehalten wird, zurücklegen muss, wird auf diese Weise minimiert. 5 verdeutlicht, dass die Bohreinheit 20 dadurch vergleichsweise früh mit der Bearbeitung des nächsten Borstenwarenkörpers 6 beginnen kann.
Die 2, 4, 6 und 8 zeigen, dass die Bearbeitung der Borstenwarenkörper 6 an der Stopfstation 17 in analoger Weise erfolgt. In analoger Weise wird auch die Endbearbeitung der Borstenwaren 2 in der Endbearbeitungsstation 18 vorgenommen.
Die synchronisierte Bewegung des jeweiligen Transporthalters 10 und die Bewegung der ihm zugeordneten Bearbeitungseinheit 13 erfolgt quer, nämlich rechtwinklig zu einer Transportrichtung, die von der Transportvorrichtung 5 durch die Transportbahnen 9 der beiden Transportebenen 7 und 8 vorgegeben wird.
Die Bewegung der Transporthalter 10 in ihre Empfangsposition 32 erfolgt, bevor die Bearbeitungseinheiten 13, 20 und 13, 21 an der Borstation 16 und der Stopfstation 17 in ihre Zielpositionen 31 bewegt werden. Dabei sind die Bewegungen der Transporthalter 10 in ihre Empfangspositionen 32 den Bewegungen der Bearbeitungseinheiten 13,20 und 13,21 in ihre Zielpositionen 31 entgegengesetzt. Die Transporthalter 10 werden aus ihren Empfangspositionen 32 synchronisiert auf die Bewegungen der Bearbeitungseinheiten 13,20 und 13,21 zusammen mit diesen in Horizontalebenen bewegt, in denen die Zielpositionen 31 der Bearbeitungseinheit 13 liegen.
Mithilfe der Bewegungen der Transporthalter 10 in die Empfangspositionen 32 werden die für die Bearbeitungseinheiten 13,20 und 13,21 jeweils zurückzulegenden Wegstrecken, innerhalb der keine Bearbeitung von Borstenwarenkörpern 6 oder Borstenwaren 2 erfolgen kann, zuvor minimiert.
3 und 4 zeigen Transporthalter 10 der unteren Transportebene 8 bereits in ihren Empfangspositionen 32. Die Empfangspositionen 32 der Transporthalter 10 sind benachbart zu der Ausgangs-Transportebene 7 und in Horizontalebenen angeordnet, die zwischen der Ausgangs-Transportebene 7 und den Zielpositionen 31 der jeweiligen Bearbeitungseinheiten 13,20 und 13,21 an der Ziel-Transportebene 8 liegen. Die 7 und 8 zeigen die Bearbeitungseinheiten 13,20 und 13,21 in ihren Zielpositionen 31.
In 5 und 6 sind die Transporthalter 10 weiterhin in ihrer jeweiligen Empfangsposition 32 angeordnet. Die Bearbeitungseinheiten 13,20 (5) bzw. 13,21 (6) haben dann eine Position erreicht, die bereits im Bereich der unteren Transportebene 8 liegt.
Die Bewegungen der Transporthalter 10 in ihre Empfangspositionen 32 erfolgen in Richtung der Ausgangs-Transportebene 7 und sind, wie zuvor bereits erläutert, den Bewegungen der Bearbeitungseinheiten 13,20 und 13,21 in ihre Zielpositionen 31 entgegengesetzt.
Ausgehend von der in 5 bzw. 6 jeweils dargestellten Position werden die Bearbeitungseinheiten 13, 20 und 13, 21 in ihre in den 7 bzw. 8 gezeigten Zielpositionen 31 bewegt. Gemeinsam mit der jeweiligen Bearbeitungseinheit 13,20 bzw. 13,21 werden die Transporthalter 10 ausgehend von ihren in den 5 und 6 gezeigten Empfangspositionen 32 synchronisiert mit der jeweiligen Bearbeitungseinheit 13,20 bzw. 13,21 bewegt. Während dieser synchronisierten Bewegung kann bereits eine Bearbeitung eines an dem jeweiligen Transporthalter 10 aufgespannten Borstenwarenkörpers 6 mit der entsprechenden Bearbeitungseinheit 13,20 bzw. 13,21 erfolgen, bevor die Zielpositionen 31 gemäß den 7 und 8 erreicht sind.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Borstenware
3: Station, nämlich Bearbeitungsstation
4: Station, nämlich Handhabungsstation
5: Transportvorrichtung
6: Borstenwarenkörper
7: obere Transportebene
8: untere Transportebene
9: Transportbahn
10: Transporthalter
11: Transportführung
12: Zahnstange
13: Bearbeitungseinheit
14: Führung für 13
15: Bewegungsachse von 10
16: Bohrstation
17: Stopfstation
18: Endbearbeitungsstation
19: Handhabungsstation
20: Bohreinheit
21: Stopfeinheit
22: Endbearbeitungseinheit
23: Handhabungsgreifer
24: Zuführung
25: Ablage
26: Transportantrieb
27: Positionierantrieb für 10
28: Positionierantrieb für 13
29: Steuereinheit
30: Zahnradantrieb
31: Zielposition
32: Empfangsposition

Claims

Vorrichtung (1) zur Herstellung von Borstenwaren (2), insbesondere von Bürsten, Besen und/oder Pinseln, mit zumindest zwei Stationen (3,4) und einer Transportvorrichtung (5), mit der zu bearbeitende Borstenwarenkörper (6) und/oder Borstenwaren (2) von Station zu Station bewegbar sind, wobei die Transportvorrichtung (5) zumindest zwei voneinander unabhängige Transportebenen (7,8) aufweist, in denen Borstenwarenkörper (6) und/oder Borstenwaren (2) den Stationen (3,4) zur Bearbeitung und/oder Handhabung zuführbar sind.
Vorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Vorrichtung (1) als Karussellmaschine ausgebildet ist und/oder wobei die Transportebenen (7,8) jeweils eine geschlossene Transportbahn (9) aufweisen, insbesondere wobei die Transportbahn (9) kreisförmig ist.
Vorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Transportvorrichtung (5) in jeder Transportebene (7,8) zumindest einen Transporthalter (10) für zumindest einen Borstenwarenkörper (6) und/oder zumindest eine Borstenware (2) aufweist, vorzugsweise wobei die Transportvorrichtung (5) in jeder Transportebene (7,8) eine Anzahl von Transporthaltern (10) vorhanden ist, die der Anzahl von Stationen (3,4) der Vorrichtung (1) entspricht.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest ein Transporthalter (10) in mehreren Achsen, vorzugsweise in zumindest drei Achsen, bewegbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei mehrere Transporthalter (10) einer Transportebene (7,8) unabhängig voneinander entlang einer Transportbahn (9) der Transportebene (7,8) bewegbar sind und/oder wobei mehrere Transporthalter (10) einer Transportebene (7,8) starr miteinander verkettet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Transportebenen (7,8) jeweils zumindest eine Transportführung (11) und/oder zumindest eine Zahnstange (12) für die Transporthalter (10) aufweisen und/oder wobei die Vorrichtung (1), insbesondere zumindest ein Transporthalter (10), einen Transportantrieb (26), insbesondere einen Zahnradantrieb (30), aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eine Station (3,4), vorzugsweise eine Bearbeitungsstation (3), zumindest eine beweglich geführte Bearbeitungseinheit (13) aufweist, die in den Transportebenen (7,8) zugeordnete Bearbeitungspositionen verstellbar ist, um Borstenwaren (2) und/oder Borstenwarenkörper (6) an jeder der Transportebenen (7,8) bearbeiten zu können.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest eine Station (3,4), insbesondere eine Bearbeitungsstation (3), eine Führung (14), aufweist, entlang der zumindest eine Bearbeitungseinheit (13) in die den Transportebenen (7,8) zugeordneten Bearbeitungspositionen bewegbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest ein Transporthalter (10) entlang einer Bewegungsachse (15) beweglich gelagert ist, die quer oder rechtwinklig zu einer Transportrichtung der Transportvorrichtung (5) und/oder parallel zu einer Bewegung einer Bearbeitungseinheit (13) einer Station (3,4) der Vorrichtung (1) zwischen den unterschiedlichen Transportebenen (7,8) zugeordneten Bearbeitungspositionen ausgerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) als Station (3,4) eine Bohrstation (16), eine Stopfstation (17), eine Endbearbeitungsstation (18) und/oder eine Handhabungsstation (19) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) als Bearbeitungseinheit (13) eine Bohreinheit (20), eine Stopfeinheit (21), eine Endbearbeitungseinheit (22), insbesondere eine Fräseinheit und/oder eine Schleifeinheit, aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche mit zumindest einem Positionierantrieb (27) für zumindest einen Transporthalter (10) und/oder mit zumindest einem Positionierantrieb (28) für eine Bearbeitungseinheit (13,20,21,22) der Vorrichtung (1).
Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche mit zumindest einer Steuereinheit (29), die zur Ansteuerung von Funktionseinheit der Vorrichtung (1) eingerichtet ist, insbesondere zur Ansteuerung der Transportvorrichtung (5) und/oder der Stationen (3,4).
Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren (2), insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Bearbeitungseinheit (13) der Vorrichtung (1) aus einer Ausgangsposition an einer Ausgangs-Transportebene (7,8) von zumindest zwei Transportebenen (7,8) der Vorrichtung (1) in eine Zielposition (31) an einer Ziel-Transportebene (7,8) der Transportebenen (7,8) der Vorrichtung (1) bewegt wird, um einen Borstenwarenkörper (6) und/oder eine Borstenware (2) zu bearbeiten, der/die an einem Transporthalter (10) der Ziel-Transportebene (7,8) angeordnet ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Transporthalter (10) der Ziel-Transportebene (7,8) und die Bearbeitungseinheit (13) auf ihrem Weg in ihre Zielposition (31) aufeinander synchronisiert bewegt werden, wobei die Bearbeitungseinheit (13) den Borstenwarenkörper (6) und/oder die Borstenware (2) während der synchronisierten Bewegung bearbeitet.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Bewegung des Transporthalters (10) und die Bewegung der Bearbeitungseinheit (13) in ihre Zielposition (31) quer zu einer Transportrichtung der Transportvorrichtung (5) der Vorrichtung (1) ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Transporthalter (10) in eine Empfangsposition (32) bewegt wird, die benachbart zu der Ausgangs-Transportebene (7,8) angeordnet ist und/oder die in einer Ebene, insbesondere in einer Horizontalebene, zwischen der Ausgangs-Transportebene (7,8) und der Zielposition (31) der Bearbeitungseinheit (13) angeordnet ist.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Transporthalter (10) in die Empfangsposition (32) bewegt wird, bevor die Bearbeitungseinheit (13) in die Zielposition (31) gelangt und/oder bevor der Transporthalter (10) synchronisiert mit der Bearbeitungseinheit (13) in eine Ebene, insbesondere in eine Horizontalebene, bewegt wird, in der die Zielposition (31) der Bearbeitungseinheit (13) liegt.
Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei die Bewegung des Transporthalters (10) in die Empfangsposition (32) in Richtung der Ausgangs-Transportebene (7,8) erfolgt und/oder wobei die Bewegung des Transporthalters (10) in die Empfangsposition (32) der Bewegung der Bearbeitungseinheit (13) in die Zielposition (31) entgegengesetzt ist.