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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Teilbereichen
eines Borstenfeldes von Bürsten,
insbesondere von Zahnbürsten, wobei
die Vorrichtung zum Auslenken eines Teiles der das Borstenfeld bildenden
Borstenbündel
wenigstens ein diese Borstenbündel
beaufschlagendes Druckelement aufweist und wobei das Druckelement und
die Bürste
relativ zueinander verschiebbar sind und wobei die Vorrichtung zum
Auslenken und Bearbeiten der Borstenbündel ortsfest angeordnet und
einer Transporteinrichtung für
in Spanneinrichtungen gehaltene Bürsten zugeordnet ist.
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Es
sind bereits solche Vorrichtungen in unterschiedlichen Ausführungsformen
bekannt. So kennt man aus der
DE 1 532 773 B eine Vorrichtung, die eine
Abdeckschablone zur Auflage auf ein Borstenfeld aufweist, die einen
Ausschnitt hat, durch den die zu bearbeitenden Borstenbündel hindurchtreten können und
die randseitigen Borstenbündel
abgedeckt und seitlich abgelenkt werden. Eine Anpassung an unterschiedliche
Borstenfelder erfordert einen Austausch der Abdeckschablone, was
mit entsprechendem Aufwand verbunden ist. Außerdem ist das seitliche Auslenken
von vergleichsweise kurzen, steifen Borstenbündeln mit der Abdeckschablone problematisch.
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Aus
der
EP 0 458 999 A1 sind
zum Wegdrücken
der nicht zu bearbeitenden Borstenbündel Schildelemente mit Schrägen vorgesehen,
mit denen die wegzudrückenden
Borstenbündel
an ihren freien Enden beaufschlagt werden. Nachteilig ist auch hierbei,
daß ein
Umstellen auf andere Borstenfeldmuster vergleichsweise aufwendig
ist. Außerdem
ist nachteilig, daß eine
zugeförderte,
zu bearbeitende Bürste zunächst in
die Bearbeitungsvorrichtung mit den Schildelementen zum Wegdrücken eines
Teiles der Borstenbündel übernommen
werden muß und
nach dem Bearbeiten auch wieder entnommen beziehungsweise in eine
Weitertransportvorrichtung übernommen
werden muß.
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Es
sind auch bereits Vorrichtungen bekannt, die umlaufende Werkstückhalter
zum Einspannen der Bürsten
aufweisen, bei denen jeweils Einrichtungen zum Wegdrücken von
Borstenbündeln
oder Borstenbündel-Reihen
vorgesehen sind (
EP
0 639 340 A1 ,
DE
44 25 231 A1 ). Dadurch ist jedoch ein erheblicher Aufwand
vorhanden, da jeder Werkstückhalter
auch die Wegdrückeinrichtungen
aufweist.
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Bei
der Vorrichtung gemäß der
DE 44 25 231 A1 ist
neben dem Auslenken von in gerader Linie angeordneten Borstenbündeln auch
ein Auslenken von zickzackförmigen
Borstenanordnungen möglich.
Jedoch ist dies mit dieser Vorrichtung jeweils auf nur ein bestimmtes
Borstenmuster beschränkt,
so dass eine Umstellung auf ein anderes Borstenmuster sehr aufwändig ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
erwähnten
Art zu schaffen, mit der ein Umsetzen der zugeförderten Bürsten in die Bearbeitungseinrichtung
nicht mehr erforderlich ist und mit der ohne aufwendige Umstellarbeiten
auch unterschiedliche Borstenfelder bearbeitet werden können. Dabei
soll auch die Möglichkeit bestehen,
die nicht zu bearbeitenden Borstenbündel in Abhängigkeit ihrer Anordnung und
auch in Abhängigkeit
von ihrer Beschaffenheit auf unterschiedliche, entsprechend angepaßte Art
und Weise auslenken zu können,
wobei auch diese Anpassung problemlos durchführbar sein soll.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass mehrere
gabelartige oder als Druckplatte(n) ausgebildete Druckelemente für mehrere
Borstenfelder nebeneinander angeordnet sind, dass für eine Verschiebebewegung
dieser Druckelemente in Einfahrrichtung zum Einfahren in oder über die
Borstenfelder sowie für
eine Seitenpositionierbewegung der Druckelemente jeweils ein Positionierantrieb
vorgesehen ist, dass die gabelartigen Druckelemente jeweils zwei
in ihrem Abstand zueinander in Parallellage verstellbare, zwischen
die Borstenbündel
einfahrbare Eingreifzinken aufweist(en), dass die Druckplatte(n)
zum Beaufschlagen eines Teils der das Borstenfeld bildenden Borstenbündel im wesentlichen
an ihren freien Endbereichen ausgebildet sind und dass die Bürsten mittels
der Transporteinrichtung taktweise bei der Vorrichtung in einer passenden
Ausgangslage zum Einfahren der Druckelemente positionierbar sind.
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Durch
den wahlweisen Einsatz von Druckelementen einerseits zum seitlichen
Eingreifen zwischen die Borstenbündel,
andererseits von Druckelementen zum Beaufschlagen der freien Borstenbündel-Enden
ist die Vorrichtung universell auch für sehr unterschiedliche Borstenfeldkonfigurationen
verwendbar. Insbesondere bei den gabelartigen Druckelementen zum
seitlichen Eingreifen zwischen die Borstenbündel besteht die Möglichkeit
der unmittelbaren Anpassung an unterschiedliche Borstenfelder beziehungsweise
Borstenbündel-Abstände und Borstenbündel-Anordnungen,
indem die Eingreifzinken in ihrem Abstand verändert werden, wobei dies auch
während
der Ein- und Ausfahrphase
erfolgen kann. Die Parallellage der Eingreifzinken bewirkt auch
bei vergleichsweise langen Borsten bündel-Reihen, daß alle Borstenbündel einer
Reihe gleichmäßig seitlich
ausgelenkt werden.
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Durch
die mehreren, für
mehrere Borstenfelder nebeneinander angeordneten Druckelemente lassen
sich gleichzeitig mehrere Bürsten
bearbeiten und es ist durch die Anzahl der Druckelemente oder der
Druckelemente-Paare auch eine Anpassung an die Taktgeschwindigkeit
der Transporteinrichtung möglich.
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Die
ortsfeste Anordnung der Vorrichtung zum Auslenken und Bearbeiten
von Borstenbündeln und
die Zuordnung zu der Bürsten-Transporteinrichtung
hat den wesentlichen Vorteil, daß diese Auslenk- und Bearbeitungsvorrichtung
nur einmal vorhanden sein muß und
die Spanneinrichtungen der Werkstückhalter für die Bürsten wie bisher ausgebildete
sein können.
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Zweckmäßigerweise
ist als Verstellantrieb für
die Eingreifzinken eine Gewindespindel vorgesehen, wobei paarweise
einander zugeordnete Eingreifzinken einerseits eine Links- und andererseits eine
Rechtsgewindebohrung für
die Gewindespindel aufweisen.
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Die
Gewindespindel dient hierbei gleichzeitig als Halterung für die Eingreifzinken
und mehrere Eingreifzinken-Paare lassen sich dadurch auch einfach synchron
positionieren.
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Bevorzugt
sind für
die Verschiebebewegung und/oder die Seitenpositionierbewegung des
oder der Druckelemente mit den Gewindespindeln verbundene motorische
Antriebe, vorzugsweise Servomotoren oder dergleichen vorgesehen.
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Damit
sind schnelle und präzise
Positionierbewegungen möglich
und auch eine unproblematische Umstellung auf andere Bürstenmuster.
Unterschiedliche Positionierabläufe
können
bei der elektronischen Motorsteuerung abgespeichert und bei einer
Umstellung auf ein anderes Bürstenmuster
abgerufen werden, so daß die
Umstellung schnell und mit geringem Aufwand möglich ist.
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Eine
abgewandelte Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, daß das
als Druckplatte ausgebildete Druckelement für die zu bearbeitenden Borsten eine
oder mehrere Durchtrittsöffnungen
und für
die auszulenkenden Borsten oder Borstenbündel jeweils pfannen- oder rinnenförmige Vertiefungen
oder seitliche Ableitschrägen
aufweist. Damit können
auch Teil-Borstenfelder bearbeitet werden, bei denen Eingreifzinken
nicht gut einsetzbar sind. Dies ist beispielsweise bei Borstenfeldern
mit Borstenbündeln der
Fall, die nicht in Reihen angeordnet sind. Die pfannenförmigen,
dem Borstenfeld zugewandten Vertiefungen in der Druckplatte zentrieren
die beaufschlagten Borstenbündel
und verhindern, daß sie
bei Druckbeaufschlagung unkontrolliert seitlich ausweichen.
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Zusätzliche
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend
ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der
Zeichnungen noch näher
erläutert.
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Es
zeigt etwas schematisiert:
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1 eine
Seitenansicht einer Vorrichtung zum Auslenken von Borstenbündeln eines
Borstenfeldes,
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2 eine
Vorrichtung zum Auslenken von Borstenbündeln mit einer Kurven-Antriebssteuerung,
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3 eine
Seitenansicht einer Bürste
mit unterschiedlich langen Borstenbündeln,
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4 die
in 3 gezeigte Bürste
in Stirnseitenansicht,
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5 eine
Ansicht einer Bürste
entsprechend 4, hier jedoch mit zugeordneter
Druckplatte zum Auslenken der nicht zu bearbeitenden Borstenbündel,
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6 eine
etwa 5 entsprechende Darstellung, hier jedoch mit abgesenkter
Druckplatte,
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7 eine
Stirnseitenansicht einer Bürste mit
zugeordneter, seitliche Ableitschrägen aufweisenden Druckplatte
und
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8 eine
Ansicht entsprechend 7, hier jedoch mit abgesenkter
Druckplatte.
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Eine
in 1 gezeigte Vorrichtung 1 dient zum Auslenken
eines Teiles von zu einem Borstenfeld 2 (2 bis 8)
gehörenden
Borstenbündel 3.
In dem in 1 und 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind dazu Druckelemente 4 vorgesehen, die seitlich zwischen
die Borstenbündel 3 eingreifen
und dabei einen Teil der Borstenbündel seitlich umbiegen, so
daß deren
freie Enden tiefer liegen, als die übrigen, nicht ausgelenkten
Borstenbündel.
Die nicht ausgelenkten Borstenbündel
können
dann mit Hilfe einer Schneid- und/oder Schleifeinrichtung in üblicher
Weise bearbeitet werden.
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Die
Bearbeitung jeweils nur eines Teiles der zu einem Borstenfeld gehörenden Borstenbündel ist erforderlich,
wenn das Borstenfeld in mehreren Ebenen endende Borstenbündel aufweist.
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Die
in 1 gezeigte Vorrichtung 1 weist als Druckelemente
Eingreifzinken 5 auf, wobei im Ausführungsbeispiel sechs Eingreifzinken 5 vorgesehen sind,
die jeweils paarweise einander zugeordnet sind. Die jeweils einander
zugeordneten Eingreifzinken 5 weisen zueinander weisende,
das zu bearbeitende Borstenteilfeld in Eingriffslage seitlich begrenzende
Innenseiten 6 sowie an ihren Eingreifenden 7 schneidenförmige, etwa
parallel zu den Borstenbündeln 3 orientierte
Eintrittskanten 8 auf. An die Eintrittskanten 8 schließen sich
schräg
verlaufende Druckflächen 9 zur
Beaufschlagung von seitlich auszulenkenden Borstenbündeln an.
Die schrägen Druckflächen-Abschnitte
setzen sich noch durch parallel zu den Innenseiten 6 verlaufende
Druckflächen 9a fort.
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Die
Eingreifzinken 5 werden von einer Gewindespindel 10 durchgriffen,
wobei von den paarweise einander zugeordneten Eingreifzinken der
eine ein Rechtsgewinde und der andere ein Linksgewinde aufweist.
Bei Betätigung
der Gewindespindel 10 kann dadurch der Abstand der einander
zugeordneten Eingreifzinken verändert
werden.
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Die
Eingreifzinken 5 mit der Gewindespindel 10 sowie
einem Antriebsmotor 11 befinden sich auf einem gemäß dem Doppelpfeil
Pf1 verschiebbaren Schlitten 12, der gleichzeitig als Seitenführung für die Eingreifzinken 5 dient
und ein Verdrehen verhindert. Der Schlitten 12 ist in Führungsschienen 13 verschiebbar
geführt
und wird von einem Antriebsmotor 14 über eine Hubspindel 15 betätigt. Der
Antriebsmotor 14 ist an einem Trägergestell 16 angebracht,
an dem auch die Führungsschienen 13 angreifen.
Die beiden Antriebsmotoren 11 und 14 sind vorzugsweise
als Servomotoren ausgebildet und mit einer hier nicht dargestellten
Steuereinrichtung verbunden.
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Mit
Hilfe des Antriebsmotors 11 können die Parallelabstände der
einander zugeordneten Eingreifzinken 5 an die Abstände der
Borstenbündel-Reihen
beziehungsweise an die dazwischen befindlichen Freiräume angepaßt werden.
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Mit
dem Antriebsmotors 14 werden die Eingreifzinken 5 seitlich in
das Borstenfeld eingefahren. Befinden sich die Borstenbündel in
einer zur Einfahrrichtung parallelen Richtung, so kann der Abstand der
Eingreifzinken 5 während
der Einfahrbewegung unverändert
bleiben.
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2 zeigt
einen Teil eines Borstenfeldes 2, bei dem die zwischen
den Bündelreihen
befindlichen Zwischenräume
schräg
zur Einfahrrichtung der Eingreifzinken 5 verlaufen. Dementsprechend
werden die Eingreifzinken 5 während der durch den Antriebsmotor 14 bewirkten
Einfahrbewegung durch den Antriebsmotor 11 in ihrem Abstandkontinuierlich
vergrößert. Diese
simultanen Bewegungsabläufe
lassen sich bei Verwendung von Servomotoren, gegebenenfalls auch
von Schrittmotoren, problemlos realisieren. Es ist dadurch auch
eine sehr einfache Umstellung und Anpassung an unterschiedliche
Borstenfelder möglich.
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Beim
Einfahren der Eingreifzinken in das Borstenfeld werden deren Eingreifenden
etwas über das
letzte, zu verdrängende
Borstenbündel
hinaus bewegt und dann vorzugsweise noch etwas aufgespreizt, um
ein sicheres Auslenken aller wegzudrückenden Borstenbündel zu
erreichen.
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Gegebenenfalls
kann als Antrieb für
die Aufspreizbewegung beziehungsweise das Ändern des Parallelabstandes
zwischen den beiden Eingreifzinken 5, eine in 2 gezeigte
Steuerkurve 17 vorgesehen sein, die über einen Schwenkhebel 18 die
Gewindespindel 10a betätigt.
Auch hierbei kann diese Verstellbewegung während des Einfahrens der Eingreifzinken 5 in
das Borstenfeld 2 erfolgen. Die Veränderbarkeit des Seitenabstandes
der Eingreifzinken 5 ist durch die Pfeile Pf2 gekennzeichnet.
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Die
Vorrichtung 1 gemäß 1 beziehungsweise 1a gemäß 2 ist
ortsfest angeordnet und einer hier nicht dargestellten Transporteinrichtung
für die
in Spanneinrichtung gehaltenen Bürsten 19 zugeordnet.
Mit Hilfe dieser Transporteinrichtung werden die Bürsten 19 so
bei der Vorrichtung 1 oder 1a positioniert, daß sie sich
in passender Ausgangslage zum Einfahren der Eingreifzinken 5 befinden.
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Die
Vorrichtung 1 beziehungsweise 1a könnte als
Druckelemente 4 auch eine oder mehrere Druckplatten 20, 20a (4 und 6 beziehungsweise 7 und 8)
aufweisen, die mit einem Hubantrieb verbunden sind, zum Verstellen
der Druckplatten in Längsrichtung
der Borstenbündel 3 einer zugeordneten
Bürste 19.
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Mit
Hilfe einer oder mehrerer solcher Druckplatten können die nicht zu bearbeitenden
Borstenbündel
an ihren freien Endbereichen beaufschlagt und so ausgelenkt werden,
daß diese
Enden außerhalb
einer Bearbeitungsebene für
die restlichen Borstenbündel
liegen. Für
die zu bearbeitenden Borstenbündel
sind in der Druckplatte 20, 20a eine oder mehrere
Durchtrittsöffnungen 21 vorgesehen. 3 und 4 zeigen
in unterschiedlichen Ansichten eine Zahnbürste, bei der die äußeren Längsreihen
der Borstenbündel
länger
sind als die weiter innen liegenden Borstenbündel. Insbesondere zum Abrunden
der einzelnen Faserenden der Borstenbündel ist es erforderlich, daß die jeweils
bearbeiteten Borstenbündel-Enden
in einer Ebene liegen, um ein gutes Abrundergebnis zu erzielen.
Zur Bearbeitung der kürzeren
Borstenbündel
wird die oberhalb des Borstenfeldes angesetzte Druckplatte 20 (5)
auf das Borstenfeld gemäß dem Pfeil
Pf3 abgesenkt, wobei die nicht zu bearbeitenden Borstenbündel ausgelenkt werden
und die zu bearbeitenden, kürzeren
Borstenbündel
durch die Durchtrittsöffnung 21 hindurchtreten
können.
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Bei
dem in 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel
weist die Druckplatte 20 an ihrer dem Borstenfeld zugewandten
Seite für
die auszulenkenden Borstenbündel
jeweils pfannen- oder rinnenförmige
Vertiefungen 22 auf. Bei pfannenförmigen Vertiefungen 22 ist
jedem einzelnen, auszulenkenden Borstenbündel eine solche pfannenförmige Vertiefung
zugeordnet, so daß die
Borstenbündel-Enden rundherum gefaßt sind
und nicht unkontrolliert ausweichen können.
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Insbesondere
bei dicht stehenden, auszulenkenden Borstenbündel-Reihen würde es gegebenenfalls auch
genügen,
entsprechend der Reihenanordnung dieser Borstenbündel rinnenförmige Vertiefungen
vorzusehen, da in diesem Falle eine Seitenabstützung durch die benachbarten,
ebenfalls auszulenkenden Borstenbündel erfolgt. Bei entsprechender
Druckbeaufschlagung der auszulenkenden Borstenbündel mit Hilfe der Druckplatte 20 weichen
die Borstenbündel 3 durch
Ausknicken (vgl. 6) aus. Die Borstenbündel können dabei
genügend
weit zurückgedrückt werden,
so daß die
stehen gebliebenen, die Durchtrittsöffnung 21 durchgreifenden
Borstenbündel
bearbeitet werden können.
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Bedarfsweise
kann auch die in 7 und 8 gezeigte
Druckplatte 20a vorgesehen sein, die an ihrem Außenrand
beziehungsweise dort, wo ein seitliches Auslenken von Borstenbündeln erforderlich ist,
Ableitschrägen 23 aufweist.
In diesem Falle werden die auszulenkenden Borstenbündel nicht
geknickt, sondern seitlich umgebogen (8).
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Der
Einfachheit halber ist der für
die Druckplatten 20, 20a erforderliche Antriebsmechanismus im
Ausführungsbeispiel
nicht näher
dargestellt. Wie bei der Vorrichtung 1 und 1a gemäß 1 und 2 beschrieben,
ist auch ein für
die Druckplatten vorgesehener Antriebsmechanismus ortsfest angeordnet und
einer Transporteinrichtung für
die Bürsten 19 zugeordnet.
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Eine
Auslenk-Vorrichtung mit einer oder mehreren Druckplatten 20, 20a gemäß 5 bis 8 kommt
insbesondere dann zum Einsatz, wenn Borstenfelder vorhanden sind,
bei denen ein seitliches Eingreifen durch die Eingreifzinken 5 problematisch
ist.