DE3615912A1 - Maschine zum bestuecken eines buerstenkoerpers mit einem buerstenbesatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bestük­ ken eines Bürstenkörpers mit einem Bürstenbesatz, mit einem axial hin- und herbewegbaren Werkzeug zum Bohren oder Einsetzen eines Borstenbündels in ein Bohrloch einer Bürstenkörperbezugsfläche, mit einer Einspannvorrichtung für den Bürstenkörper, einem Support zum Bewegen der Ein­ spannvorrichtung bezüglich des Werkzeuges, zum Bewegen des Bürstenkörpers von Bohrloch zu Bohrloch bezüglich des Werkzeuges.

Soll der Bürstenbesatz in Querrichtung und/oder Längsrichtung bezüglich der Bürstenkörperbezugsfläche ge­ neigt sein, so wird bei den bekannten Maschinen der Bür­ stenkörper auf einer Kreisbahn geschwenkt, wobei das z.B. darüber befindliche Werkzeug vertikal auf- und abbewegt wird. Je nach der gewünschten Neigung des Bürstenbesatzes muss eine entsprechende Kreisbahn vorhanden sein, so dass also verschiedene Kreisbahnsegmente, die unterschiedliche Radien haben, gegeneinander ausgewechselt werden müssen. Weiterhin müssen je nach Länge der Bürste auch mechanische Manipulationen am Support vorgenommen werden. Bei einer solch bekannten Maschine fallen also bedeutende Rüstzei­ ten an, die einen nennenswerten Unterbruch in der Arbeit bedeuten und weiterhin auch oft mit einer beschwerlichen Arbeit verbunden sind. Das Umrüsten von einer Bürstenart auf eine andere, ist also mit erheblicher Arbeit in zeit­ licher Hinsicht und auch kräftemässig verbunden.

Es wird die Schaffung einer Maschine bezweckt, mit der dieser Nachteil vermieden werden kann. Die erfin­ dungsgemässe Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine ein Dreiachsenkreuz aufweist, gebildet aus drei Achsen, in deren Kreuzungspunkt die Werkzeugspitze liegt, wobei eine erste Achse die Bewegungsachse des Werk­ zeuges ist, eine zweite Achse eine Querschwenkachse für Werkzeug oder Einspannvorrichtung ist und eine dritte Achse eine Längsschwenkachse für die Einspannvorrichtung ist, dass ein Quer- und ein Längssupport vorhanden ist, dass die Einspannvorrichtung eine imaginäre Halterbezugs­ fläche hat, in der die Bürstenkörperbezugsfläche zu lie­ gen bestimmt ist, dass die Querschwenkachse sowie die Längsschwenkachse in dieser Halterbezugsfläche liegen, und dass eine Hubvorrichtung zum Zustellen von Halterbe­ zugsfläche und Werkzeugspitze zueinander vorhanden ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Werkzeug vom Schwenkarm eines schwenkbaren Jochs getragen wird, das um die Querschwenkachse schwenkbar ist, um das Werk­ zeug entsprechend einer gewünschten Neigung eines Borsten­ bündels in Längsrichtung einer Bürste zu schwenken, und wenn dieser Schwenkarm oberhalb der Einspannvorrichtung liegt, und wenn der Quer- und Längssupport unterhalb der Einspannvorrichtung liegen. Mit einer solchen Ausbildung der Maschine wird deshalb eine verhältnismässig kompakte Maschine erzielt, da sozusagen die anfallenden Bewegungen sowohl auf den Bürstenkörper als auch auf das Werkzeug verteilt werden. Das Werkzeug führt dann zusätzlich zu seiner Auf- und Abbewegung auch noch eine Schwenkbewegung durch, um die Neigung des Bürstenbesatzes in Bürstenlängs­ richtung zu bestimmen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Maschine, bei der das Werkzeug vom Schwenkarm eines schwenkbaren Jochs ge­ tragen wird,

Fig. 2 eine gegenüber der Ansicht nach Fig. 1 um 90° gedrehte Frontalansicht auf eine Einspannvorrichtung der Maschine nach Fig. 1, und

Fig. 3 eine gleiche Ansicht wie die in Fig. 2 mit einem Antriebsorgan zum Schwenken eines Bürstenhal­ ters in Maschinenquerrichtung, mit dem also die Neigung eines Bürstenbesatzes in Querrichtung der Bürste bestimmt wird.

Die Maschine hat ein am Boden abgestützes Ge­ stell mit zwei U-förmigen Beinen 1, die in Fig. 1 dek­ kungsgleich hintereinanderliegen. Zwischen diesen beiden Beinen 1 liegt ein schwenkbares Joch 2 mit seinen beiden Schwenkarmen 3 und 4. Das Joch 2 ist um eine Querschwenk­ achse 5 in Richtung eines Doppelpfeiles 6 schwenkbar. Der Schwenkarm 3 trägt ein Werkzeug 7 und einen Antriebsme­ chanismus 8 hierfür, um das Werkzeug in Richtung eines Doppelpfeiles 9 axial hin- und herzubewegen. Das Werkzeug 7 kann sowohl ein Bohrer als auch ein Einstanzwerkzeug sein. Ist das Werkzeug 7 ein Bohrer, so führt er zusätz­ lich zur hin- und hergehenden Bewegung auch noch eine Drehbewegung durch, dessen Antriebsmechanismus nicht dar­ gestellt ist, der aber ebenfalls vom Schwenkarm 3 getra­ gen wird. Der andere Schwenkarm 4 trägt ein Gegengewicht 10. Der Antrieb zum Schwenken des Jochs 2 in Richtung des Doppelpfeiles 6 ist nicht dargestellt.

Zwischen dem Maschinengestell 1 befindet sich ein Längsschlitten 11 und ein darauf befindlicher Querschlit­ ten 12. Der Längsschlitten ist in Richtung eines Doppel­ pfeiles 13 bewegbar, und der Querschlitten 12 ist in Richtung eines Doppelpfeiles 14 bewegbar. Unter dem Längs­ schlitten 11 befindet sich eine Hubvorrichtung 15, um die Schlitten 11 und 12 in Richtung eines Doppelpfeiles 16 zu bewegen.

Der Querschlitten 12 trägt eine Einspannvorrich­ tung 17 für einen Bürstenkörper 18, der auf der Maschine mit einem Bürstenbesatz 19 versehen werden soll. In Fig. 1 sind nur vier Borstenbündel des Bürstenbesatzes 19 dar­ gestellt. Die Einspannvorrichtung 17 umfasst eine am Querschlitten 12 befestigte Konsole 20, in dem ein Bür­ stenhalter 21 in Richtung eines Doppelpfeiles 22 in Quer­ richtung schwenkbar gelagert ist. Hierfür dient eine Längsachse 23 der Maschine. In Fig. 1 ist der Bürstenhal­ ter 21 nicht dargestellt. Der Bürstenhalter 21 hat eine imaginäre Halterbezugsfläche, in der eine Bürstenkörper­ bezugsfläche 25 zu liegen bestimmt ist. Die Bürstenkör­ perbezugsfläche ist hierbei diejenige Fläche des Bürsten­ körpers 18, in die die Bohrlöcher für den Bürstenbesatz gebohrt werden. Soll der Bürstenkörper auf der Maschine bearbeitet werden, so wird er so in den Bürstenhalter 21 eingespannt, dass die Bürstenkörperbezugsfläche 25 in der imaginären Halterbezugsfläche 24 liegt, so wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Gleichzeitig liegt auch die Bürsten­ körperbezugsfläche 25 in der Längsachse 23 der Maschine. Das Werkzeug 7 ist in einer Achse 26 in Richtung des Dop­ pelpfeiles 9 beweglich, wobei diese Achse 26 zur Achse 23 geneigt werden kann. Die Maschine hat somit ein Drei­ achsenkreuz, das in Fig. 1 in der Querachse 5 und in Fig. 2 in der Längsachse 23 liegt. Dieses Dreiachsen­ kreuz wird aus den drei Achsen 5, 23 und 26 gebildet. Im Kreuzungspunkt dieser drei Achsen liegt die Spitze des Werkzeuges 7. Die Achse 26 ist also die Bewegungsachse des Werkzeuges 7, wobei die Bewegung eine Drehung und/oder Axialbewegung ist.

Die Hubvorrichtung 15 dient zum Zustellen von Halterbezugsfläche 24 und Werkzeugspitze zueinander, und zwar dann, wenn der Bürstenkörper 18 irgendeine geschwenk­ te Lage 18′ einnimmt, wenn also ein zur Bürstenkörperbe­ zugsfläche 25 geneigter Bürstenbesatz hergestellt werden soll und der Querschlitten 12 um den gewünschten Lochab­ stand in Querrichtung verfahren wird.

Zum Schwenken des Bürstenhalters 21 in Maschinen­ querrichtung in Richtung des Doppelpfeiles 22 dient ein in Fig. 3 gezeigtes Kreissegment 27, das mit einer gerad­ linig verschiebbaren Zahnstange 28 känmt. An der Zahn­ stange ist eine Mutter 29 befestigt, in der eine Gewinde­ spindel 30 verschraubbar ist. Letztere wird von einem Elektromotor 31 zur Drehung in beiden Drehrichtungen an­ getrieben. Das Kreissegment 27 ist in der Maschinenlängs­ achse 23 schwenkbar gelagert und mit dem Bürstenhalter 21 drehfest verbunden. Auf diese Weise kann der in Fig. 2 gezeigte Bürstenkörper 18 von seiner mit voll ausgezo­ genen Linien dargestellten Stellung aus in beide Dreh­ richtungen geschwenkt werden, je nach der gewünschten Neigung eines Borstenbündels 19 bezüglich der Bürstenkör­ perbezugsfläche 25.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 7 um die Querachse 5 schwenkbar. Hierzu dient das Joch 2. Von dieser bevorzugten Ausführungsform kann aber auch abgewichen werden. Bei einer anderen Ausführungs­ form der Erfindung kann das Werkzeug 7 auch unschwenkbar angeordnet werden, wogegen dann der Längsschnitt 11 mit den darauf befindlichen Querschnitten 12 und der darauf befindlichen Einspannvorrichtung 17 zusammen um die Quer­ achse 5 geschwenkt werden. Diese drei Bauteile 11, 12 und 17 können dann also auf einem um die Achse 5 schwenkbaren Joch angeordnet werden. Das Joch 2 wird dann für das Werk­ zeug 7 nicht mehr gebraucht, da das Werkzeug 7 dann nur eine vertikale Hin- und Herbewegung durchführt. Die Hub­ vorrichtung 15 wird dann nach oben verlegt und bewegt den gesamten Antriebsmechanismus 8 des Werkzeuges in Richtung des Doppelpfeiles 16. Für die beiden erwähnten Ausführungs­ beispiele ist also die Achse 5 einmal eine Querschwenk­ achse für das Werkzeug 7 und im anderen Fall eine Quer­ schwenkachse für die Einspannvorrichtung 17.

Beim Arbeiten mit der dargestellten Maschine wird folgendermassen vorgegangen:

Der Bürstenkörper 18 wird so in den Bürstenhalter 21 eingespannt, dass er die in Fig. 2 mit voll ausgezoge­ nen Linien gezeigte Stellung einnimmt. Das Werkzeug 7 dringt in die Bürstenkörperbezugsfläche 25 um einen vor­ bestimmten Weg ein. Je nach der gewünschten Neigung des Borstenbündels in Querrichtung des Bürstenkörpers arbei­ tet der Motor 31 und verschwenkt den Bürstenkörper um die Achse 23. Je nach gewünschter Neigung des Borstenbündels in Längsrichtung zur Bürste wird das Joch 2 mitsamt dem Werkzeug 7 um die Achse 5 geschwenkt. Querbewegungen und Längsbewegungen von Loch zu Loch in der Bürstenkörperbe­ zugsfläche 25 werden vom Querschlitten 12 bzw. Längs­ schlitten 11 durchgeführt. Damit hierbei immer das Werk­ zeug um die gleiche Tiefe in den Bürstenkörper eindringt, muss beim Herstellen eines geneigten Bürstenbesatzes mit der Hubvorrichtung 15 entsprechend nachgefahren werden. In Fig. 2 ist eine verschwenkte Lage des Bürstenhalters mit 21′ gezeigt.

Claims (6)

1. Maschine zum Bestücken eines Bürstenkörpers (18) mit einem Bürstenbesatz, mit einem axial hin- und herbewegbaren Werkzeug (7) zum Bohren oder Einsetzen eines Borstenbündels (19) in ein Bohrloch einer Bürstenkörper­ bezugsfläche (25), mit einer Einspannvorrichtung (17) für den Bürstenkörper (18), einem Support (11, 12) zum Bewegen der Einspannvorrichtung (17) bezüglich des Werkzeuges (7), zum Bewegen des Bürstenkörpers (18) von Bohrloch zu Bohr­ loch bezüglich des Werkzeuges (7), dadurch gekennzeich­ net, dass die Maschine ein Dreiachsenkreuz aufweist, ge­ bildet aus drei Achsen (26, 5, 23), in deren Kreuzungspunkt die Werkzeugspitze liegt, wobei eine erste Achse (26) die Bewegungsachse des Werkzeuges (7) ist, eine zweite Achse (5) eine Querschwenkachse für Werkzeug (7) oder Einspann­ vorrichtung (17) ist und eine dritte Achse (23) eine Längsschwenkachse für die Einspannvorrichtung (17) ist, dass ein Quer- und ein Längssupport (12 bzw. 11) vorhan­ den ist, dass die Einspannvorrichtung (17) eine imaginäre Halterbezugsfläche (24) hat, in der die Bürstenkörperbe­ zugsfläche (25) zu liegen bestimmt ist, dass die Quer­ schwenkachse (5) sowie die Längsschwenkachse (23) in die­ ser Halterbezugsfläche (24) liegen, und dass eine Hubvor­ richtung (15) zum Zustellen von Halterbezugsfläche (24) und Werkzeugspitze zueinander vorhanden ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass das Werkzeug (7) vom Schwenkarm (3) eines schwenkbaren Jochs (2) getragen wird, das um die Quer­ schwenkachse (5) schwenkbar ist, um das Werkzeug (7) ent­ sprechend einer gewünschten Neigung eines Borstenbündels (19) in Längsrichtung einer Bürste zu schwenken, dass der Schwenkarm (3) oberhalb der Einspannvorrichtung (17) liegt, und dass der Quer- und Längssupport (12 bzw. 11) unterhalb der Einspannvorrichtung (17) liegen.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Hubvorrichtung (15) unterhalb des Quer- und Längssupportes (12 bzw. 11) liegt und einerends an diesen angreift, um diese zusammen mit der Einspann­ vorrichtung (17) zur Längsschwenkachse (23) hin oder von dieser weg zu bewegen.

4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Einspannvorrichtung (17) einen Bürsten­ halter (21) umfasst, der dazu bestimmt ist, einen Bürsten­ körper (18) mit seiner Bezugsfläche (25) in der Halterbe­ zugsfläche (24) zu halten.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Bürstenhalter (21), in Querrichtung (22) schwenkbar, in einer Konsole (20) der Einspannvor­ richtung (17) gelagert ist, die auf dem Querschlitten (12) befestigt ist.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Bürstenhalter (21) drehfest mit einem in der Konsole (20) schwenkbar gelagerten Kreissegment (27) verbunden ist, das mit einer geradlinig verschiebba­ ren Zahnstange (28) im kämmenden Eingriff steht, die mit­ tels einer Gewindespindel-Mutter-Verbindung (29, 30) von einem elektrischen Drehmotor (31) bewegbar ist.