DE4205991C2 - Verfahren und Bürstenherstellungsmaschine zum Herstellen doppelseitiger Bürsten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 beziehungsweise eine Bürstenherstel­ lungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 4.

Es sind bereits Bürstenherstellungsmaschinen für zum Beispiel doppelseitige Handwaschbürsten bekannt, bei der zunächst ein­ seitig gestopfte Bürsten bei der Stopfstation gewendet und dann die andere Seite gestopft wird (DE 30 16 791 C2). Das Wenden des Bürsten­ körpers erfordert einen Zeitaufwand von etwa 2 Sekunden und in dieser Zeit muß die Stopfmaschine stillgesetzt werden. Hinzu kommt, daß auch für das Weitertransportieren der fertig ge­ stopften Bürste zu einer nächsten Bearbeitungsstation wieder Stillstandzeiten von 1 bis 2 Sekunden auftreten, so daß insge­ samt pro Bürste "Totzeiten" von bis zu etwa 4 Sekunden vorhan­ den sind.

Insbesondere bei großen Stückzahlen und in Anbetracht von ei­ ner Arbeitsgeschwindigkeit der Stopfmaschine von bis zu zwölf gestopften Borstenbündeln pro Sekunde summieren sich diese Stillstandzeiten auf zu einem wesentlich ins Gewicht fallen­ den, zeitlichen Mehraufwand. Konkret bedeutet dies beispiels­ weise bei einer Stopfzeit von ca. vier Stunden für tausend Bürsten eine Stillstandzeit von ca. einer Stunde.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Verfahren beziehungsweise einer Bürstenherstellungsmaschine der eingangs erwähnten Art die Stillstandzeiten der Stopfmaschine beim Wechsel von einer Stopfseite zur anderen oder beim Wechsel zu einer nächsten Bearbeitungsstation zumindest erheblich zu re­ duzieren, bevorzugt ganz zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Bürsten nach dem Stopfen ihrer ersten Bürstenseite weitertransportiert und anschließend gewendet werden und da­ nach erneut der Stopfvorrichtung zum Stopfen der zweiten Seite zugeführt werden.

Dadurch kann die Stopfvorrichtung während des Wendevorganges weiterarbeiten, so daß der Zeitaufwand für das Wenden keine Stillstandszeit für die Stopfvorrichtung bedeutet. Das Stopfen und Wenden kann hierbei zeitlich parallel ablaufen.

Obwohl für das Weitertransportieren beziehungsweise den Wechsel des Bürstenkörpers auch Zeit erforderlich ist, ergibt sich trotzdem eine Ersparnis an Stillstandszeit, weil der sonst vorgesehene, bei der Stopfeinrichtung durchgeführte Wen­ devorgang mehr Zeit in Anspruch nimmt.

Besonders vorteilhaft ist es dabei jedoch, wenn der Wechsel eines Bürstenkörpers bei der Stopfeinrichtung innerhalb einer Stopfperiode für ein Borstenbündel vorgenommen wird. In diesem Falle kann die Stopfvorrichtung kontinuierlich ar­ beiten, wobei weder durch das Wenden des Bürstenkörpers noch bei einem Bürstenkörper-Wechsel bei der Stopfvorrichtung Stillstandszeiten auftreten.

Insgesamt lassen sich so beispielsweise etwa 20% der sonst erforderlichen Herstellungszeit einsparen.

Die zur insbesondere Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgese­ hene Bürstenherstellungsmaschine ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wendeeinrichtung außerhalb des Arbeits­ bereiches der Stopfeinrichtung bei der Trommel angeordnet ist. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Werkstückhalter auf der Trommel in Umfangsrichtung nacheinan­ der abwechselnd einerseits zum Einspannen der Bürstenkörper- Vorderseiten und andererseits zum Einspannen der Bürstenkör­ per-Rückseiten ausgebildet sind.

Die Werkstückhalter können dadurch hinsichtlich ihrer Formge­ bung und dergleichen an den Greiferenden exakt passend zu den in der Regel unterschiedlichen Vorder- und Rückseiten der Bürsten ausgebildet sein. Beim Wendevorgang wird der aus einem Werkstückhalter entnommene und anschließend gewendete Bürsten­ körper in einen entsprechend seiner Wendelage ausgebildeten Werkstückhalter eingesetzt.

Um ein kontinuierliches, pausenfreies Arbeiten der Stopfein­ richtung zu ermöglichen, weist die Trommel einen zur Aufnahme von vier jeweils etwa um 90 Grad zueinander versetzten Werk­ stückhaltern bemessenen, vergleichsweise geringen Durchmesser auf und ist mit geringer Rotations-Trägheitsmasse ausgebildet, wobei für die Trommel ein Antrieb für eine Drehung von einer Station zu einer nächsten innerhalb einer Stopfperiode für ein Borstenbündel vorgesehen ist.

Durch diese Ausführungsform erfolgt der Bürstenkörper-Wechsel nach dem letzten Stopfvorgang an einer Bürste und bevor das kontinuierlich weiterarbeitende Stopfwerkzeug seinen nächsten Arbeitshub durchführt. Durch die leichte und vergleichsweise kleine Trommel ist dabei die erforderliche Drehbewegung inner­ halb einer Stopfperiode, also beispielsweise innerhalb einer zehntel Sekunde durchführbar.

Dies vereinfacht auch die Steuerung des Stopfwerkzeuges, da nach dem Fertigstellen eines gestopften Borstenfeldes keine Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit der Stopfmaschine vorge­ nommen werden muß.

Zweckmäßigerweise weist die Wendeeinrichtung bewegliche, vor­ zugsweise elastische Greifer für die Bürstenkörper auf, wobei der Bewegungsspielraum mindestens einem Loch-zu-Loch-Abstand in einem Bürstenkörper entspricht.

Das Entnehmen und Einsetzen des Bürstenkörpers bei dem ent­ sprechenden Werkstückhalter kann dadurch auch während der Loch-zu-Loch-Positionierung, welche die Trommel insgesamt aus­ führt, vorgenommen werden.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher beschrieben.

Es zeigt etwas schematisiert:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bürstenherstellungsmaschine,

Fig. 2a bis 2h schematische Darstellungen der Trommel mit zugeordne­ ten Werkstückhaltern in jeweils unterschiedlichen Po­ sitionen und

Fig. 3 eine Seitenansicht der Bürstenherstellungsmaschine mit zugeordneter Abschereinrichtung.

Eine in Fig. 1 gezeigte Bürstenherstellungsmaschine 1 dient zum Herstellen von doppelseitig mit Borstenbündeln 2 verse­ henen Bürsten 3. Beispielsweise können dies Handwaschbürsten sein, die auf ihrer Vorderseite 4 mit etwas längeren Borsten und an ihrer Rückseite 5 mit kürzeren Borsten versehen sein können.

Die Maschine 1 ist als Trommel-Maschine ausgebildet, wobei an einer drehbaren Trommel 6 Werkstückhalter 7 zur Aufnahme von Bürstenkörpern 8 angebracht sind.

Die Trommel 6 führt auch die Loch-zu-Loch-Positionierbewegun­ gen für den Stopfvorgang aus. Diese Positionierbewegung er­ folgt in Rotationsrichtung und auch in Achsrichtung. Damit werden die bei der Stopfeinrichtung 9 befindlichen Bürstenkör­ per 8 mit den darin befindlichen Aufnahmelöchern jeweils in Fluchtrichtung zur Längsachse des Stopfwerkzeuges 10 gebracht.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Bürstenherstellungsmaschine ist oberhalb der Trommel 6 ein Bürstenkörper-Magazin 11, in Wei­ tertransportrichtung (Pfeil Pf1) die Stopfeinrichtung 9, dann eine Abschereinrichtung 12 und schließlich eine Wendeeinrich­ tung 13 angeordnet. Die vorgenannten Stationen sind am Umfang der Trommel 6 verteilt angebracht und jeweils etwa 90 Grad zu­ einander versetzt.

Wesentlich ist hierbei, daß sich die Wendeeinrichtung 13 nicht im Bereich der Stopfeinrichtung 9 wie bisher, sondern im Aus­ führungsbeispiel auf der gegenüberliegenden Seite der Trommel 6 befindet.

Der Wendevorgang kann dadurch unabhängig von dem Stopfvorgang zeitlich parallel ablaufen.

Bevorzugt ist die Trommel bezüglich ihrer Größe und Masse und auch der dafür vorgesehene Antrieb so dimensioniert, daß sehr schnelle Positionier- und Weiterschaltbewegungen zu einer nächsten Station vorgenommen werden können. Läuft das Weiter­ transportieren des Bürstenkörpers von einer Station zur nächs­ ten innerhalb einer Stopfperiode, also der Zeit ab, in der das Stopfwerkzeug 10 ein Borstenbündel stopft, so kann das Stopf­ werkzeug 10 kontinuierlich und ohne Verringerung der Stopfge­ schwindigkeit auch bei einem Bürstenkörper-Wechsel weiterar­ beiten.

Dadurch entfallen sowohl die Stillstandzeiten für das Wenden des Bürstenkörpers als auch die sonst erforderlichen Still­ standzeiten des Stopfwerkzeuges beim Weiterschalten zu einer nächsten Bearbeitungsstation.

Da das Wenden der Bürste nach dem Stopfen einer Seite außer­ halb des Arbeitsbereiches des Stopfwerkzeuges 10 erfolgt, müs­ sen die gewendeten Bürsten zum Stopfen der anderen Seite er­ neut dem Stopfwerkzeug zugeführt werden.

In den Fig. 2a bis 2h ist der Bearbeitungsablauf verdeut­ licht. Die einzelnen Werkstückhalter-Positionen sind mit I bis IV bei der Trommel 6 gekennzeichnet. In Fig. 2a wird ein bei der Position II befindlicher und zuvor vom Magazin 11 eingege­ bener Bürstenkörper 8 auf seiner Rückseite 5 gestopft. Während dieses Stopfvorganges wird auf der gegenüberliegenden Seite ein bei der Position IV befindlicher und bereits rückseitig gestopfter Bürstenkörper entnommen, was durch den Pfeil Pf2 angedeutet ist.

Eine bei der Position III befindliche, bereits beidseitig fer­ tig gestopfte Bürste wird ausgeworfen und kann einer Abscher­ einrichtung 12 (vgl. Fig. 1 und 3) zugeführt werden. Das Aus­ werfen ist durch den Pfeil Pf3 angedeutet.

In Fig. 2b ist der bei der Position IV befindliche Bürsten­ körper aus dem Trommel-Werkstückhalter entnommen und befindet sich in der Wendeeinrichtung 13. Die Trommel 6 wird ansch­ ließend um 90 Grad weitergeschaltet, so daß sie sich dann in der in Fig. 2c gezeigten Lage befindet. Der zuvor in der Po­ sition IV eingespannte und rückseitig gestopfte Bürstenkörper wird bei dieser Stellung der Trommel 6 in gewendeter Lage dem bei der Position III befindlichen Werkstückhalter zugeführt. Bei der Stopfeinrichtung 9 wird ein dieser zum zweiten Mal, jedoch in Wendelage zugeführter Bürstenkörper auf seiner Vor­ derseite gestopft. Da der zuvor bei der Position IV einge­ spannte Bürstenkörper nun zurückgesetzt bei der Position III eingespannt ist, ist der bei der Position IV befindliche Werk­ stückhalter frei zur Aufnahme eines neuen, ungestopften Bürstenkörpers aus dem Magazin 11. Es ergibt sich somit die in Fig. 2d gezeigte Lage.

In Fig. 2e ist die Trommel 6 wiederum um 90 Grad weiterge­ schaltet, so daß sich praktisch die gleiche Anordnung wie bei Fig. 2a, jedoch mit um 180 Grad verdrehter Trommellage er­ gibt. Analoges gilt für die nachfolgenden Fig. 2f, 2g und 2h im Vergleich zu den Fig. 2b, 2c und 2d.

Die auf der Trommel 6 befindlichen Werkstückhalter 7 sind in Umfangsrichtung nacheinander abwechselnd einerseits zum Ein­ spannen der Bürstenkörper-Vorderseiten 4 und andererseits zum Einspannen der Bürstenkörper-Rückseiten 5 ausgebildet. Diese Ausbildung ist möglich, da die Bürstenkörper durch den Wende­ vorgang und das während des Wendevorganges jeweils erfolgende Weiterschalten der Trommel 6 mit den darauf befindlichen Werk­ stückhaltern 7 jeweils in die zu ihrer Einsetzlage passenden Werkstückhalter eingesetzt werden. Da die Bürstenkörper 8 im allgemeinen unsymmetrisch sind, können somit die Werkstückhal­ ter 7 exakt dazu passend ausgebildet sein.

Die Trommel 6 führt insgesamt die Positionierbewegungen für den Stopfvorgang aus, so daß auch die anderen, nicht bei der Stopfeinrichtung 9 befindlichen Werkstückhalter 7 diese Posi­ tionierbewegungen mitmachen. Die Wendeeinrichtung 13 weist deshalb bewegliche, vorzugsweise elastische Greifer für die Bürstenkörper auf, wobei der Bewegungsspielraum mindestens ei­ nem Loch-zu-Loch-Abstand in einem Bürstenkörper und somit min­ destens dem Hub einer Positionierbewegung entspricht. Wie in Fig. 1 erkennbar, sind die Greifer 14 der Wendeein­ richtung 13 an einer Hubvorrichtung 15 für eine etwa radial zur Trommel 6 verlaufende Entnahme- und Einlegebewegung ange­ ordnet. Die Greiferenden weisen drehbare Halter 16 auf, von denen der eine mit einem Wendeantrieb 17 verbunden ist. Die vorgesehene Wendebewegung ist durch den Pfeil Pf4 angedeutet.

Bei der unterseitig an der Trommel 6 vorgesehenen Auswerfe- oder Abgabestation 18 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 3 die Abschereinrichtung 12 vorgesehen. Die beidseitig fertig gestopften Bürsten 3 können schwerkraftbedingt in Auf­ nahmen der Abschereinrichtung 12 fallen. Diese Spannaufnahmen 19 befinden sich auf einem umlaufenden Transportband 20 (Fig. 3), bei dem auch beabstandet zueinander zwei Abscherfräser 21, 21a angeordnet sind. Zwischen diesen beiden Abscherfräsern 21, 21a ist eine nicht näher dargestellte Wendeeinrichtung für die Bürsten 3 vorgesehen, die durch den Entnahmepfeil Pf5 und durch den Wendepfeil Pf6 angedeutet ist. Auch die bei dem Transportband 20 angeordneten und in Fig. 3 nur oberseitig eingezeichneten Spannaufnahmen 19 sind bevorzugt unterschied­ lich in Anpassung an die Vorderseite und die Rückseite der Bürsten 3 ausgebildet, um eine optimale Anpassung an die un­ symmetrische Bürstenkörperform zu haben. Bei der durch die Pfeile Pf5 und Pf6 angedeuteten Wendeeinrichtung werden die Bürsten 3 entnommen und in Wendelage in eine benachbarte, be­ reits weiter vorne befindliche Spannaufnahme 19 eingegeben. Mit dem zweiten Abscherfräser 21a wird dann noch die Vorder­ seite 4 der Bürste 3 abgeschert.

Anstatt der in Fig. 3 gezeigten und der Trommel 6 beziehungs­ weise der Bürstenherstellungsmaschine 1 zugeordneten, separa­ ten Abschereinrichtung 12 könnte in einer anderen Ausführungs­ form bei der Abgabestation 18 direkt ein Abscherfräser ange­ ordnet sein. Mit diesem Abscherfräser könnte dann eine zunächst beim ersten Durchlauf rückseitig gestopfte Bürste an dieser Rückseite abgeschert werden und nach dem zweiten Durch­ lauf bei der Stopfeinrichtung 9 in Wendelage an der Vorder­ seite abgeschert werden. Nach diesem zweiten Abschervorgang könnte die fertige Bürste 3 beispielsweise beim Weiterschalten der Trommel 6 ausgeworfen werden.

Bei Anordnung einer Abschereinrichtung direkt an der Trommel 6 kann die Wendeeinrichtung 13 und die Abgabestation 18 anders als in Fig. 1 ausgebildet beziehungsweise auch an anderen Po­ sitionen am Umfang der Trommel 6 angeordnet sein.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen von doppelseitigen Bürsten, wobei die Bürstenkörper mit Borstenbündeln gestopft und nach dem Stopfen der einen Bürstenseite zum Stopfen der anderen Bürstenseite gewendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (3) nach dem Stopfen ihrer ersten Bürstenseite (5 oder 4) weitertransportiert und anschließend gewendet werden und danach erneut der Stopfeinrichtung (9) zum Stopfen der zweiten Seite (4 oder 5) zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel eines Bürstenkörpers bei der Stopfeinrichtung in­ nerhalb einer Stopfperiode für ein Borstenbündel vorgenom­ men wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitig gestopften Bürsten beim Wenden von einem Werkstückhalter in einen benachbarten umgesetzt werden.

4. Bürstenherstellungsmaschine für doppelseitige Bürsten, mit auf einer Trommel oder dergleichen Drehgestell angebrach­ ten Werkstückhaltern, wenigstens einer bei der Trommel an­ geordneten Stopfeinrichtung, einer Wendeeinrichtung für die Bürstenkörper sowie gegebenenfalls weiteren Bearbeitungsstationen und einer Bürstenkörper-Zuführstation, wobei die Trommel zum Weitertransport der Werkstückhalter von einer zu einer nächsten Bearbeitungsstation drehbar sowie für eine Loch-zu-Loch-Bewegung der in den Werkstückhaltern einge­ spannten Bürstenkörper positionierbar ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendeeinrichtung (13) außerhalb des Arbeitsbereiches der Stopfeinrichtung (9) bei der Trommel (6) angeordnet ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalter (7) auf der Trommel (6) in Umfangsrichtung nacheinander abwechselnd einerseits zum Einspannen der Bürstenkörper-Vorderseiten (4) und andererseits zum Ein­ spannen der Bürstenkörper-Rückseiten (5) ausgebildet sind.

6. Maschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (6) einen zur Aufnahme von vier jeweils um etwa 90° zueinander versetzten Werkstückhaltern bemesse­ nen, vergleichsweise geringen Durchmesser aufweist und mit geringer Rotations-Trägheitsmasse ausgebildet ist, und daß für die Trommel ein Antrieb für eine Drehung von einer Station zu einer nächsten innerhalb einer Stopfperiode für ein Borstenbündel vorgesehen ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Trommel (6) nacheinander eine Bürs­ tenkörper-Zuführstation (11), eine Stopfstation (9), eine Abscherstation (12) sowie eine Wendeeinrichtung (13) ange­ ordnet sind und, daß die Trommel (6) mit wenigstens vier Werkstückhaltern (7) ausgerüstet ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wendeeinrichtung (13) bewegliche, vor­ zugsweise elastische Greifer (14) für die Bürstenkörper aufweist, und daß der Bewegungsspielraum mindestens einem Loch-zu-Loch-Abstand in einem Bürstenkörper (8) ent­ spricht.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Greifer (14) der Wendeeinrichtung (13) an einer Hubvorrichtung (15) für eine etwa radial zur Trommel (6) verlaufende Entnahme- und Einlegebewegung an­ geordnet sind, und daß an den Greiferenden drehbare Halter (16) für einen Bürstenkörper (8) vorgesehen sind, von denen wenigstens einer mit einem Wendeantrieb (17) verbun­ den ist.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Stopfstation (9) und der vor­ zugsweise diametral zu dieser gegenüberliegenden Wendeein­ richtung (13) eine Entnahmestation und bei dieser bezie­ hungsweise dieser nachgeschaltet vorzugsweise eine Ab­ scherstation (12) vorgesehen ist.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abschereinrichtung (12) ein unter­ halb der Trommel (6) bei der Entnahmestation angeordnetes Transportband (20) oder dergleichen mit darauf befindli­ chen Spannaufnahmen (19) aufweist, die nacheinander ab­ wechselnd einerseits zum Einspannen der Bürstenkörper-Vor­ derseiten (4) und andererseits zum Einspannen der Bürsten­ körper-Rückseiten (5) ausgebildet sind.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des Transportbandes (20) der Abschereinrichtung (12) wenigstens zwei Abscherfräser (21, 21a) oder derglei­ chen einerseits für die Bürsten-Vorderseite (4) und zum anderen für die Bürsten-Rückseite (5) vorgesehen sind und daß zwischen diesen Abscherfräsern eine Bürstenkörper-Wen­ deeinrichtung (Pf5, Pf6) angeordnet ist.