DE3325100A1 - BRUSH PRODUCTION MACHINE - Google Patents
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Description
BurstenherstellungsraaschineBrush making machine
Die Erfindung betrifft eine Bürstenherstellungsmaschine mit wenigstens einer Stopfeinrichtung und/oder mit einer Bohreinrichtung, wobei für die Bürstenkörper eine oder mehrere Halterungen vorgesehen sind und wobei zur Durchführung von Positionierbewegungen der Halterungen sowie für die Zuführung und den Abtransport u. dgl. von Bürstenkörpern ein oder mehrere Antriebe vorgesehen sind.The invention relates to a brush manufacturing machine with at least one stuffing device and / or with one Drilling device, with one or more holders being provided for the brush bodies and with for implementation of positioning movements of the brackets and for the supply and removal and the like of brush bodies one or more drives are provided.
Bei Bürstenherstellungsmaschinen sind bisher die Arbeitsbewegung an bei der Bürstenherstellung, insbesondere beim Bohren und Stopfen der Bürstenkörper, über Kurvenschablonen od. dgl. übertragen worden. Diese Antriebsart hat sich in der Bürstenindustrie, insbesondere wegen ihrer Robustheit und einfachen Bedienbarkeit bewährt. Jedoch waren der Arbeitsgeschwindigkeit und der Genauigkeit Grenzen gesetzt, die der mit der Zeit geforderten Leistung entgegenstanden .In the case of brush manufacturing machines, the work movements have so far been on in the manufacture of the brushes, in particular in the case of drilling and plug of the brush body, od via curve templates. The like. Has been transferred. This type of drive has proven itself in proven in the brush industry, in particular because of their robustness and ease of use. However were There were limits to the speed of work and the accuracy that stood in the way of the performance required over time .
Man hat deshalb auch schon Gleichstrom - oder Schrittmotoren eingesetzt, wobei letztere ein genaueres und bedingt auch, insbesondere bei kleineren Antriebsleistungen, auch ein schnelleres Positionieren zulassen. Diese Motoren sind jedoch aufwendig und teuer. Auch sind eine aufwendige Wartung und erhebliche Maßnahmen erforderlich, um Störungen durch unvermeidbare Staubentwicklung ud. dgl. Umgebungseinflüsse bei der Bürstenherstellung in vertretbaren Grenzen zu halten.For this reason, direct current or stepper motors have already been used, the latter being more precise and, to a certain extent, in particular with smaller drive powers, also allow faster positioning. However, these engines are complex and expensive. Complex maintenance and considerable measures are also required to prevent malfunctions unavoidable dust development ud. Like. Environmental influences in brush production within reasonable limits to keep.
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Zwar haben sich diese Gleichstrom- bzw. auch die Schrittmotoren im Bereich von Werkzeugmaschinen im wesentlichen bewährt; hier sind jedoch im allgemeinen nicht die hohen Positioniergeschwindigkeiten wie bei der Bürstenherstellung gefordert. Auch spielt dabei das Eigengewicht der Motoren eine untergeordnete Rolle, während bei Bürstenherstellungsmaschinen für mehrere Bewegungsebenen u. dgl. Motoren beim Positionieren mitbewegt werden müssen, was jedoch den erwünschten hohen Positioniergeschwindigkeiten wiederum entgegensteht. Aus diesem Grunde ist auch eine Steigerung der Antriebsleistung, die mit entsprechender Gewichtszunahme des Motors verbunden ist, zur Erzielung höherer Positioniergeschwindigkeiten nur bis zu einer bestimmten, für Bürstenherstellungsmaschinen vergleichsweise niedrigen. Grenze möglich.It is true that these direct current or stepper motors are in the area Essentially proven in machine tools; however, the high positioning speeds are generally not the case here as required for brush production. The engine's own weight also plays a subordinate role Role, while in brush manufacturing machines for several planes of motion and the like. Motors when positioning have to be moved, which, however, runs counter to the desired high positioning speeds. For this reason, there is also an increase in drive power with a corresponding increase in the weight of the motor is connected, to achieve higher positioning speeds only up to a certain, for brush manufacturing machines comparatively low. Limit possible.
Um bei größeren erforderlichen Antriebsleistungen gleichzeitig auch eine vergleichsweise hohe Positioniergeschwindigkeit zu erreichen, sind auch schon Schrittmotoren mit hydraulischen Verstärkern verwendet worden. Dadurch ist jedoch der Aufwand durch die zusätzliche Hydraulik und auch damit in Verbindung stehende Handhabungsnachteile in Kauf zu nehmen. Außerdem können dabei Schwingungsprobleme bei hohen Positioniergeschwindigkeiten auftreten.In order to achieve a comparatively high positioning speed at the same time with greater drive powers required To achieve this, stepper motors with hydraulic amplifiers have also been used. This is however, the effort due to the additional hydraulics and the associated handling disadvantages to accept. In addition, vibration problems can occur at high positioning speeds.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bürstenherstellungsmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei hoher Positioniergenauigkeit auch große Positioniergeschwindigkeiten zuläßt. Dennoch soll gleichzeitig der Aufwand insbesondere auch hinsichtlich der Wartung wesentlich verringert bzw. vereinfacht sein.The object of the present invention is to provide a brush manufacturing machine of the type mentioned at the outset, which with high positioning accuracy also have high positioning speeds allows. Nevertheless, at the same time, the effort, especially with regard to maintenance, should be be significantly reduced or simplified.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß zumindest der oder die für das Positionieren der Bürstenkörper entsprechend einem vorgesehenen Lochfeld vorgesehenen Antriebe als Drehstrom-To solve this problem, the invention proposes in particular that at least the one or more for the Positioning of the brush body according to a designated perforated field provided drives as three-phase current
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Servoantriebsmotoren ausgebildet sind.Servo drive motors are formed.
Diese Drehstrom-Servomotoren sind durch ihre Bauart besonders robust und weitgehend wartungsfrei, so daß sie bei Bürstenherstellungsmaschinen und den dabei auftretenden Belastungen besonders vorteilhaft eingesetzt werden können. Auch weisen diese Motoren ein sehr günstiges Leistungsgewicht auf, das sich besonders bei Bürstenherstellungsmaschinen, bei denen einer oder mehrere der Motoren mitbewegt werden müssen, vorteilhaft auswirkt.Due to their design, these three-phase servomotors are particularly robust and largely maintenance-free, so they can with Brush manufacturing machines and the loads that occur can be used particularly advantageously. These motors also have a very favorable power-to-weight ratio, which is particularly useful in brush manufacturing machines, in which one or more of the motors must be moved, has an advantageous effect.
Zweckmäßigerweise sind neben den Positionierantrieben für das Lochfeld der Bürste auch die Antriebe für das Zuführen, den Abtransport u. dgl. als Drehstrom-Servoantriebsmotoren ausgebildet. Auch bei diesen Antriebsaufgaben ergeben sich insbesondere durch die weitgehende Wartungsfreiheit Vorteile. Die gesamte Bürstenherstellungsmaschine kann dadurch auch über einen größeren Zeitraum störungsfrei bzw. wartungsfrei arbeiten. Dies ist vor allem in Anbetracht des meist nicht dauernd zur Verfügung stehenden Wartungspersonals bei den Bürstenfabriken von besonderer Bedeutung. Auch die Betriebsüberwachung und Bedienung stellt bei Verwendung von Drehstrom-Servoantriebsmotoren nur geringe Anforderungen an das Bedienungspersonal, da auch Einstell- und Optimierungsarbeiten z. B. bei der Inbetriebnahme weitgehend entfallen.Appropriately, in addition to the positioning drives for the perforated field of the brush, the drives for feeding, the evacuation and the like designed as three-phase servo drive motors. This also results in these drive tasks advantages in particular due to the fact that it is largely maintenance-free. The entire brush manufacturing machine can thereby work trouble-free or maintenance-free even over a longer period of time. This is especially true in light of the Maintenance personnel who are usually not permanently available at the brush factories are of particular importance. The operational monitoring and operation are only minor when using three-phase servo drive motors Requirements for the operating personnel, since adjustment and optimization work z. B. largely during commissioning omitted.
Vorteilhafterweise sind alle Drehstrom-Servoantriebsmotoren der Bürstenherstellungsmaschine direkt am Stromversorgungsnetz angeschlossen. Durch diese Möglichkeit des direkten Netzbetriebes ergibt sich u. a. durch Wegfall von Transformatoren u. dgl. ein geringerer Gesamtaufwand und auch ein geringerer Energiebedarf.Advantageously, all three-phase servo drive motors of the brush manufacturing machine are connected directly to the power supply network. With this possibility of direct Network operation results among other things. by eliminating transformers and the like. A lower overall expenditure and also a lower energy requirement.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebsmotoren unmittelbar oder über wenigstens eine im wesentlichen starre Getriebeverbindung mit der Positioniervorrichtung od. dgl. verbunden sind. Dadurch können auch bei hohen Positioniergeschwindigkeiten Schwingungen, die sonst gegebenenfallsIt is particularly advantageous if the drive motors are direct or via at least one essentially rigid gear connection with the positioning device or the like. are connected. This can cause vibrations, which otherwise may occur, even at high positioning speeds
zu Beschädigungen der Bearbeitungswerkzeuge führen können, vermieden werden. Die praktisch "direkte Anordnung" der Antriebsmotoren bei der Positioniervorrichtung od. dgl. ist insbesondere durch das geringe Gewicht der Antriebsmotoren bei gleichzeitig hoher Leistung möglich. can lead to damage to the processing tools. The practically "direct arrangement" of the Drive motors in the positioning device or the like is possible in particular due to the low weight of the drive motors with high power at the same time.
Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.The invention and its essential details are explained in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigt stärker schematisiert:It shows more schematically:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bürstenherstellungsmaschine, Fig. 1 is a side view of a brush manufacturing machine,
Fig. 2 eine Vorderseitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Bürstenherstellungsmaschine undFIG. 2 is a front view of the brush manufacturing machine shown in FIG. 1 and FIG
Fig. 3 eine Aufsicht einer sogenannten "Trommel" mit Einspannhalterungen für Bürstenkörper sowie einem Antrieb.Fig. 3 is a plan view of a so-called "drum" Clamping brackets for brush bodies and a drive.
Eine Bürstenherstellungsmaschine 1 weist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ein Bohrwerkzeug 2 sowie ein Stopfwerkzeug 3 auf. Mit dieser Bürstenherstellungsmaschine können Bürsten 4 mit in zwei Richtungen geschränkten Borstenbüscheln 5 hergestellt werden. Für die dazu notwendigen Positionierbewegungen von die jeweiligen Bürstenkörper 6 haltenden Werkstückhalter 7 sind drei Drehstrom-Servoantriebsmotoren 8, 8 a, 8 b vorgesehen. Der Motor 8 dient dabei zum Seitenverschwenken und damit zum Positionieren der Bürstenkörper 6 in Querrichtung, während der Motor 8 a (Fig. 1) eine Längsschwenkbewegung und damit ein Positionieren des Bürstenkörpers 6 in Längsrichtung des Bürstenkörper-Lochfeldes 9 (Fig. 3) bewirkt. Durch die hier vorgesehenen Schwenk-Positionierbewegungen erfolgt auch das in zwei Richtungen geschränkte Einsetzen von BorstenbüschelnIn the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, a brush manufacturing machine 1 has a drilling tool 2 and a Tamping tool 3 on. With this brush manufacturing machine, brushes 4 with tufts of bristles set in two directions can be produced 5 can be produced. For the necessary positioning movements of the respective brush bodies 6 holding workpiece holder 7, three three-phase servo drive motors 8, 8 a, 8 b are provided. The motor 8 is used while pivoting to the side and thus for positioning the brush body 6 in the transverse direction, while the motor 8 a (Fig. 1) a longitudinal pivoting movement and thus a positioning of the brush body 6 in the longitudinal direction of the brush body perforated field 9 (Fig. 3) causes. This is also done by the swivel positioning movements provided here Insertion of tufts of bristles in two directions
Bei entsprechender anderer Ausbildung des Halte- und Übertragungsmechanismus von den Motoren 8, 8 a zu den Werkstückhaltern 7 könnten diese auch in einer Ebene x-y-Positionierungen für gerade eingesetzte Borstenbüschel 5 ausführen.With a corresponding other design of the holding and transmission mechanism from the motors 8, 8 a to the workpiece holders 7, these could also be positioned in an x-y plane carry out 5 for just inserted tufts of bristles.
Für die Längsschwenk-Positionierbewegung (Pfeil Pf 1 in Fig. 1) ist ein Schwenkrahmen 10 vorgesehen, an dem der Motor 8 a angreift. Im oberen Bereich dieses Schwenkrahmens 10 sind die Werkstückhalter 7 seitenverschwenkbar angebracht. In Fig. 2 ist gut erkennbar, daß der Antriebsmotor 8 für die Querpositionier-Schwenkbewegung der Werkstückhalter 7 an dem Schwenkrahmen 10 angebracht ist und die durch den Motor 8 a bewirkte Längspositionierbewegung mitmacht. Die Verwendung von Drehstrom-Servomotoren bzw. AC-Motoren für diese Positionierantriebe bringt neben ihrer weitgehenden Wartungsfreiheit auch ein günstiges Leistungsgewicht mit sich, so daß diese Motoren praktisch unmittelbar an den Positioniervorrichtungen angebracht werden können, wie dies der Querpositionierantrieb mit dem Motor 8 besonders gut zeigt.For the longitudinal pivoting positioning movement (arrow Pf 1 in Fig. 1), a pivot frame 10 is provided on which the Motor 8 attacks. In the upper area of this swivel frame 10, the workpiece holders 7 are attached so that they can be swiveled laterally. In Fig. 2 it can be clearly seen that the drive motor 8 for the transverse positioning pivoting movement of the workpiece holder 7 is attached to the swivel frame 10 and participates in the longitudinal positioning movement caused by the motor 8 a. The use of three-phase servomotors or AC motors for these positioning drives brings in addition to their largely maintenance-free with a favorable power-to-weight ratio, so that these engines are practically immediate can be attached to the positioning devices, as is the case with the transverse positioning drive with the motor 8 shows particularly well.
Bei Schwenkpositionierbewegungen ändert sich beim Positionieren auch der Abstand zwischen dem zu bearbeitenden Bürstenkörper 6 und dem Bohrwerkzeug 2 bzw. dem Stopfwerkzeug 3. Um diesen Abstand trotz der Schwenkbewegungen gleich zu halten, ist ein sogenannter Tiefenausgleich vorgesehen. Dazu ist der Schwenkrahmen 10 sowie dessen die Schwenklager 11 aufweisendes Trägergestell 12 in der Höhe positionierbar gelagert und mit einem weiteren Drehstrom-Servoantriebsmotor 8 b verbunden.In the case of swivel positioning movements, the distance between the one to be machined also changes during positioning Brush body 6 and the drilling tool 2 or the tamping tool 3. To this distance despite the pivoting movements to keep the same, a so-called depth compensation is provided. For this purpose, the swivel frame 10 and its the Support frame 12 having pivot bearings 11 mounted so that it can be positioned vertically and with a further three-phase servo drive motor 8 b connected.
Zur Umsetzung der rotativen Bewegung der Servoantriebsmotoren 8 a und 8 b in eine lineare Bewegung sind entsprechende Spindelantriebe zwischengeschaltet. Corresponding spindle drives are interposed to convert the rotary movement of the servo drive motors 8 a and 8 b into a linear movement.
Wie bereits vorerwähnt, können die Drehstrom-Servoantriebsmotoren 8,8a wegen ihres geringen Gewichtes, insbesondere auch Leistungsgewichtes, praktisch unmittelbar mitAs already mentioned above, the three-phase servo drive motors 8, 8 a, because of their low weight, in particular also power-to-weight ratio, practically directly with
der jeweils von ihm angetriebenen Positioniervorrichtung verbunden sein.be connected to the positioning device driven by it.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel für den Einsatz eines Drehstrom-Servoantriebsmotors 8 c. Hier dient der Motor 8 c zum Positionieren, insbesondere zum Weiterschalten von einem fertig bearbeiteten Bürstenkörper auf einen nächsten. Die Bürstenkörper sind dabei in Werkstückhaltern 7 einer Trommel 13 gehalten. Diese Trommel 13 muß nach dem Fertigbearbeiten eines Bürstenkörpers 6 eine Fortschaltbewegung zu einem nächsten Bürstenkörper durchführen. Dabei soll jedoch zwischen dem letzten Stopf- bzw. Bohrvorgang bei der dann fertig bearbeiteten Bürste bis zum ersten Bearbeitungsgang der nächsten Bürste praktisch nicht mehr Zeit vergehen als zwischen zwei Bearbeitungsvorgängen bei einer Bürste. Es ist deshalb erforderlich, die Fortschaltbewegung sehr schnell und trotzdem exakt dosiert durchzuführen. Es ist deshalb auch an dieser Stelle der schon vorerwähnte Drehstrom-Servoantriebsmotor 8 c eingesetzt. Im Ausführungsbeispiel treibt er über eine Zahnraduntersetzung 14 direkt die Lagerwelle 15 der Trommel 13 an. Auch für andere rasche Umschalt- bzw. Positionierbewegungen bei der Bürstenherstellungsmaschine 1 ist der Einsatz von Drehstrom-Servoantriebsmotoren insbesondere wegen deren weitgehender Wartungsfreiheit vorteilhaft. Beispielsweise könnten solche Motoren auch für Hilfsfunktionen wie das Umschalten von Borstenmaterialzuführungen u. dgl. verwendet werden.Fig. 3 shows a further example of the use of a three-phase servo drive motor 8c. This is where the engine is used 8 c for positioning, in particular for switching from one finished brush body to the next. The brush bodies are held in workpiece holders 7 of a drum 13. This drum 13 must after finishing a brush body 6 perform an indexing movement to a next brush body. It should however, between the last tamping or drilling process with the then finished brush up to the first processing step practically no more time elapses between the next brush than between two machining processes with one brush. It is therefore necessary to carry out the indexing movement very quickly and nevertheless precisely metered. It is hence the three-phase servo drive motor already mentioned at this point 8 c inserted. In the exemplary embodiment, it drives directly via a gear reduction 14 the bearing shaft 15 of the drum 13. Also for other rapid switching or positioning movements In the brush manufacturing machine 1, the use of three-phase servo drive motors is due in particular to that they are largely maintenance-free. For example, such motors could also be used for auxiliary functions such as the switching of bristle material feeds and the like can be used.
Die vorerwähnte, weitgehende Wartungsfreiheit und auch die Unempfindlichkeit gegenüber ungünstigen Umgebungsbedingungen (Staub u. dgl.) dieser Drehstrom-Servomotoren ist auch deshalb von wesentlicher Bedeutung, da Bürstenfabriken meist nur kleinere Handwerksbetriebe mit wenigen Beschäftigten sind, die eine komplizierte Bedienung, Einrichtungsund Optimierungsarbeiten bei den Antrieben nicht vornehmen können.The aforementioned, largely maintenance-free and also the insensitivity to unfavorable environmental conditions (Dust and the like) of these three-phase servomotors is also essential because brush factories mostly only smaller craft businesses with few employees that require complicated operation, furnishing and Cannot perform optimization work on the drives.
Die Bürstenherstellungsmaschinen werden in Regel für eine Vielzahl von Bürstenmustern eingerichtet. Das Umstellen auf verschiedene Muster, das sonst häufig auch Optimierungsanpassungen erforderte, läßt sich bei Verwendung von Drehstrom-Servomotoren problemlos durchführen. Erwähnt sei auch noch, daß die AC-Motoren ein um ca. 60 % geringeres Gewicht gegenüber Gleichstrom-Motoren bei geringeren Außenabmessungen und trotzdem gleicher Leistung aufweisen. Auch ergibt sich durch die Möglichkeit des direkten Netzbetriebes eine wesentliche Energieersparnis. Auch können aufgrund der besseren Wärmeabfuhr bei Drehstrom-Servomotoren, insbesondere durch die außen im Ständer liegenden Wicklungen, im Vergleich zu Gleichstrom-Motoren kleinere Motoren verwendet werden. Auch die Verwendung eines Zusatzlüfters bei den AC-Motoren zur Erhöhung der Belastbarkeit ist problemlos möglich, während bei DC-Motoren aufgrund der erforderlichen Innenbelüftung dem Lüfter ein Filter vorgeschaltet werden muß, um den in der Umgebung herrschenden starken Staubanfall vom Inneren des Motors fernzuhalten.The brush making machines are usually used for one Variety of brush patterns set up. Switching to different patterns, which is otherwise often also optimization adjustments required, can be carried out easily when using three-phase servomotors. Mentioned it should also be noted that the AC motors are around 60% lighter than DC motors with lower ones Outside dimensions and still have the same performance. Also arises from the possibility of direct Network operation a significant energy saving. Due to the better heat dissipation in three-phase servomotors, especially due to the windings on the outside of the stator compared to direct current motors smaller motors are used. Also the use of an additional fan for the AC motors to increase the load capacity is possible without any problems, while with DC motors due to the required internal ventilation A filter must be connected upstream of the fan to avoid the strong accumulation of dust from the inside away from the engine.
Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungsvjesentlich sein.All of the features shown in the description, the claims and the drawing can be used both individually and in any combination with one another be essential to the invention.
Claims (3)
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE19833325100 DE3325100A1 (en) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | BRUSH PRODUCTION MACHINE |
Publications (1)
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| DE3325100A1 true DE3325100A1 (en) | 1985-01-24 |
Family
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Family Applications (1)
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| DE19833325100 Withdrawn DE3325100A1 (en) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | BRUSH PRODUCTION MACHINE |
Country Status (2)
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Legal Events
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