EP0143930B1 - Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie Bürstenherstellungsmaschine zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
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- EP0143930B1 EP0143930B1 EP84111396A EP84111396A EP0143930B1 EP 0143930 B1 EP0143930 B1 EP 0143930B1 EP 84111396 A EP84111396 A EP 84111396A EP 84111396 A EP84111396 A EP 84111396A EP 0143930 B1 EP0143930 B1 EP 0143930B1
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A46—BRUSHWARE
- A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
- A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
- A46D3/08—Parts of brush-making machines
- A46D3/082—Magazines for bristles; Feeding bristles to magazines; Knot picking
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Man kennt bereits Verfahren zum Herstellen von Bürsten, bei denen zunächst mittels einer Umhüllung od.dgl. verpackte Borstenbündel in die Nähe eines Borstenvorrates gebracht und nach maschineller Öffnung bzw. Entfernung der Umhüllung dem Borstenvorrat zugeführt werden. Diese bekannten Verfahren haben jedoch noch erhebliche Nachteile. So ist bereits ein Verfahren nach DE-A-2 643 222 bekannt, bei der die Umhüllung von Borstenbündeln mittels eines Messers aufgetrennt wird, welches dabei radial und/oder in Längsrichtung durch die Umhüllung geführt wird. Nachteilig dabei ist, daß durch das Messer Borsten beschädigt und/oder durch das Messer aus dem Borstenvorrat herausgeschoben werden können. Beides kann zu Betriebsstörungen führen. Außerdem werden solche Messer mit der Zeit stumpf und müssen dann ausgewechselt werden, was neben der dazu notwendigen Betriebsunterbrechung auch noch den Nachteil hat, daß ein schon abgestumpftes Messer ebenfalls Betriebsstörungen hervorrufen kann.
- Durch die FR-A-2 358 126 (= DE-A 2 632 328) ist auch bereits ein Verfahren der eingangs erwähnten Art bekannt geworden. Auch dort wird ein Messer radial und/oder in Längsrichtung durch die Umhüllung der Borstenbündel geführt und es ergeben sich ähnliche wie die bereits vorstehend beschriebenen Nachteile. Auch dort ist ein störungsfreies Entfernen der aufgetrennten Umhüllungen problematisch.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, durch das auch über einen längeren Zeitraum ein störungsfreies Trennen der Umhüllungen von den darin befindlichen Borsten möglich ist.
- Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 aufgeführt. Durch diese Verfahrensweise werden Beschädigungen der innerhalb der Umhüllung befindlichen Borsten praktisch ausgeschlossen und es ist ein störungsfreier Betrieb über einen längeren Zeitraum möglich, da praktisch keine Verschleißteile bei diesem Verfahren verwendet werden.
- Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, daß beim Entfernen der Umhüllung des Borstenbündels wechselweise und zeitlich überschneidend zum einen die Umhüllung und zum anderen der freigelegte Borstenbündelabschnitt ergriffen werden. Dadurch ist das Borstenbündel während des gesamten Trennvorganges sicher gehalten.
- Zusätzliche Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 3 und 4 aufgeführt.
- Die Erfindung betrifft auch eine Bürstenherstellungsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5.
- Solche Bürstenherstellungsmaschinen sind auch bereits bekannt, z.B. durch die eingangs erwähnte FR-A-2 358 126. Solche Bürstenmaschinen haben auch die bereits im Zusammenhang mit dem zugehörigen Verfahren beschriebenen Nachteile und es besteht auch bezüglich der Schaffung einer Bürstenherstellungsmaschine analog die Aufgabe, eine Bürstenmaschine gemäß dem Oberbegriff des 5. Anspruches dahingehend zu verbessern, daß mit ihr über einen längeren Zeitraum ein Trennen von Umhüllungen von den darin befindlichen Borsten sowie ein sicheres Entfernen dieser Umhüllungen möglich ist.
- Die erfindungsgemäße Lösung dafür ist im Kennzeichnungsteil von Anspruch 5 aufgezeigt. Mittels einer solchen Bürstenherstellungsmaschine wird zunächst ein Bereich des Borstenbündels von der Umhüllung freigelegt und dann dieser freigelegte Borstenbündelbereich von der Greifeinrichtung erfaßt und aus der Umhüllung gezogen. Man erreicht ein axiales Trennen von Umhüllung und Borstenbündel. Verschleißteile werden weitestgehend vermieden und die Trennvorrichtung arbeitet sicher und weitgehend wartungsfrei.
- Zweckmäßigerweise haben die Greifer jeweils mindestens zwei etwa radial zum Borstenbündel bewegbare Greifbacken od.dgl. Greiferelemente, deren Greifflächen gegebenenfalls an die Umrißform bzw. den Querschnitt des Borstenbündels in etwa angepaßt sind. Gegebenenfalls können bei den üblicherweise im Querschnitt etwa runden Borstenbündeln diese Greifflächen etwa halbkreisförmig ausgebildet sein. Das Borstenbündel ist dann sowohl während des Abtrennens seiner Umhüllung od.dgl. als auch bei seinem Weitertransportieren jeweils dicht umgriffen und auch nach Wegfall seiner Umhüllung sicher zusammengehalten.
- Es ist vorteilhaft, wenn der Halte- und Abziehgreifer relativ zum Borstenbündel in dessen Längsrichtung um einen Teil der Bündellänge verschiebbar ist. Die Umhüllung od.dgl. kann auf diese Weise ergriffen und durch die Verschiebebewegung des Halte- und Abziehgreifers etwas zurückgestreift werden, so daß ein Borstenbündel-Endbereich frei wird.
- Zweckmäßigerweise ist auch der Entnahmegreifer etwa koaxial zur Längsachse des Borstenbündels sowie zusätzlich vorzugsweise in Richtung quer zur Längsachse, z. B. zu einem Borstenmagazin hin bewegbar. Der Entnahmegreifer kann dann an dem freiliegenden Bereich des Borstenbündels angreifen, dieses aus der Umhüllung herausziehen und gegebenenfalls zu einem Borstenmagazin od.dgl. Borstenvorratsbehälter hin bewegen.
- Gegebenenfalls sind die Borstenbündel im Bereich der Trennvorrichtung mit vertikal orientierter Längsachse gelagert, wobei der Halte- und Abziehgreifer zunächst am oberen Ende des Borstenbüschels angreift und der Entnahmegreifer von oben her zuführbar angeordnet ist. In dieser vertikalen Lage kann die Umhüllung od.dgl. zunächst durch den Halte- und Abziehgreifer ein Stück nach unten verschoben und dann das Borstenbündel nach oben aus der Umhüllung herausgezogen werden; dabei kann an der Unterseite des Borstenbüschels mit Hilfe einer Unterlage für dieses ein Gegenlager für die Borsten gebildet sein.
- Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß bei dem Borstenmagazin eine Druckbeaufschlagungs-Vorrichtung vorgesehen ist, die den Borstenvorrat wechselweise beaufschlagende Druckelemente hat, und daß der größte Abstand dieser Druckelemente voneinander mindestens etwa dem Querschnitt eines durch den Entnahmegreifer zugeförderten Borstenbündels entspricht. Die von der Umhüllung getrennten Borstenbündel können so in den Borstenvorrat eingeführt werden, ohne daß der bereits im Magazin befindliche Borstenvorrat dabei, insbesondere hinsichtlich der Druckbeaufschlagung, verändert werden muß.
- Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt.
- Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigt, stärker schematisiert:
- Fig. 1 eine Seitenansicht einer Trennvorrichtung mit nachgeschaltetem Borstenmagazin, wobei sich ein Greifer in Arbeitsstellung befindet,
- Fig. 2 eine Seitenansicht einer Trennvorrichtung mit beiden Greifern in Arbeitsstellung,
- Fig. 3 eine Seitenansicht einer Trennvorrichtung mit einem aus seiner Umhüllung entfernten Borstenbündel,
- Fig. 4 eine Seitenansicht eines Entnahmegreifers mit gehaltenem Borstenbündel im Bereich eines Borstenmagazines,
- Fig. 5 eine etwa mit Fig. 4 vergleichbare Seitenansicht, hier jedoch bei bereits abgesetztem Borstenbündel,
- Fig. 6 eine Seitenansicht eines Borstenmagazines nach dem Zuführen eines Borstenbündels,
- Fig. 7 eine etwa Fig. 6 entsprechende Seitenansicht eines Magazines, hier jedoch in einer anderen Stellung der Druckelemente,
- Fig. 8 eine Aufsicht eines Borstenmagazines mit Druckbeaufschlagungsvorrichtung,
- Fig. 9 eine Aufsicht einer Trennvorrichtung mit davor angeordnetem Bündelmagazin und Vereinzelungsvorrichtung,
- Fig. 10 ebenfalls eine Aufsicht der in Fig. 9 gezeigten Anordnung, hier jedoch in anderer Arbeitsstellung,
- Fig. 11 eine Aufsicht einer abgewandelten Trennvorrichtung mit einem Doppelmagazin für Borstenbündel und
- Fig. 12 eine Aufsicht einer Doppelzuführung für Borstenbündel unterschiedlicher Ausführung zu einer Trennvorrichtung.
- Eine in Fig. 1 gezeigte Trennvorrichtung 1 ist Teil einer Bürstenherstellungsmaschine, bei der insbesondere zunächst in einer Umhüllung 2 befindliche Borsten 3 einer Bürstenstopfmaschine zugeführt werden, von der in Fig. 1, 8 und 11 nur jeweils der sogenannte Kreisbogenabteiler 4 zu erkennen ist.
- Die Trennvorrichtung 1 weist im wesentlichen eine im ganzen mit bezeichnete Greifeinrichtung auf. Dabei ist ein Halte- und Abziehgreifer 6 z'jm Erfassen des umhüllten Borstenbündels 8, wie in Fig. 1 gezeigt, sowie auch zum zumindest teilweisen Abziehen der Umhüllung 2, wie in Fig. 2 erkennbar, vorgesehen. Außerdem weist die Greifeinrichtung 5 noch einen Entnahmegreifer 7 auf, mit dem der freie Bündelabschnitt 9 erfaßt und aus der Umhüllung 2 herausgezogen werden kann. Außerdem wird das aus der Umhüllung 2 herausgezogene Borstenbündel 8 mit Hilfe des Entnahmegreifers 7 zu einem in einem Magazin 10 befindlichen Borstenvorrat 11 transportiert.
- Die Greifer 6 und 7 weisen im Ausführungsbeispiel jeweils zwei Greifbacken 12,13 auf, die etwa an die Umrißform des Borstenbündels 8 angepaßte, insbesondere etwa halbkreisförmige Greifflächen 14 haben, wie es gut in den Figuren 9 bis 11 erkennbar ist. Die Halte- und Abziehgreifer 6 ist in einem Hubgestell 15 untergebracht, das insgesamt relativ zu dem in der Trennvorrichtung 1 befindlichen Borstenbündel 8 gemäß dem Pfeil Pf 1 höhenverschiebbar ist. Sowohl zum Verstellen der Greifbacken 12 und 13 als auch zum Höhenverstellen des Hubgestelles 15 sind insbesondere pneumatische Hubantriebe 16 vorgesehen.
- Ein in der Trennvorrichtung 1 befindliches Borstenbündel 8 ist bezüglich seiner Längserstrekkung vertikal auf einer Unterlage 17 gelagert, die im Ausführungsbeispiel Teil des Bodens einer Zuführeinrichtung 18 (vgl. Fig. und 10) ist. Das Trennen der Umhüllung 2 von einem Borstenbündel 8 erfolgt nun, indem das ummantelte Borstenbündel 8 zunächst von den Greifbacken 12 des Halte- und Abziehgreifers 6 am oberen Endbereich erfaßt wird, wie dies gut in Fig. 1 erkennbar ist. Durch Betätigen des Hubantriebes 16 für das Hubgestell 15 wird der Halte- und Abziehgreifer 6 relativ zu dem Borstenbündel 8 etwas nach unten gefahren, wobei die Umhüllung 2 entsprechend mit abgestreift wird. Die Hubbewegung ist dabei so bemessen, daß der von der Umhüllung 2 freie, obere Bündelabschnitt 9 ein sicheres Zugreifen des Entnahmegreifers 7 ermöglicht. Beispielsweise könnte die Hubbewegung des Halte- und Abziehgreifers 6 so vorgesehen sein, daß ein Abstreifen der Umhüllung 2 über etwa die halbe Borstenlänge erfolgt. Der in Fig. 1 in seiner Obenstellung befindliche Entnahmegreifer 7 wird anschlie- ßend zu dem Borstenbündel 8 verfahren, bis sich seine Greifbacken 13 seitlich des freien Bündelabschnittes 9 befinden. Dann wird das Borstenbündel 8 an seinem freien Bündelabschnitt 9 durch Zufahren der Greifbacken 13 erfaßt (vgl. Fig. 2) und durch Hochfahren des Entnahmegreifers 7 aus der Umhüllung 2 gezogen.
- Der Halte- und Abziehgreifer 6 verbleibt während dieses Trennvorganges etwa in seiner Schließstellung, wobei aber seine Greifbacken 12 etwas radial nachgeben können, was man durch Druckwegnahme bei den Hubzylindern 16 erreichen kann. Die Umhüllung 2 wird somit an den Greifbacken 12 abgestreift, ohne daß ein größerer Ausziehwiderstand vorhanden ist. Bei dem eigentlichen Trennvorgang wird das Borstenbündel 8 durch die Greifer 6 und 7 wechselweise, vorzugsweise zeitlich überscheidend gehalten, so daß in jeder Phase der Trennung ein sicheres Halten des Borstenbündels 8 gegeben ist.
- Der Entnahmegreifer 7 ist neben seiner vertikalen Verschieberichtung auch horizontal verschiebbar gelagert, wobei im Ausführungsbeispiel die Horizontalführung 19 zu dem Magazin 10 führt. Ein von den Greifbacken 13 gehaltenes Borstenbündel kann dadurch seitlich aus dem Bereich der Trennvorrichtung 1 in den Bereich des Magazines 10 transportiert werden. Das Borstenmagazin 10 weist eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung mit den Borstenvorrat 11 wechselweise beaufschlagenden Druckelementen 20, 21 auf. Mit diesem wird ein etwa konstanter Zuführdruck zu dem Kreisbogenabteiler 4 bewirkt. Zwischen diese Druckelemente 20, 21 wird das Borstenbündel 8 in das Magazin 10 eingesetzt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Nach dem Absetzen des Borstenbündels 8 wird dieses rückseitig von dem gabelförmigen Druckelement 20 beaufschlagt und gehalten (Fig. 5). Anschließend kann, wie in Fig. 6 gezeigt, das fingerförmige Druckelement 21 aus dem Borstenvorrat herausgezogen werden und übernimmt dann anstatt des gabelförmigen Druckelementes 20 die Beaufschlagung des Borstenvorrates. Das gabelförmige Druckelement 20 kann dann wieder in eine rückwärtige Lage verfahren werden (Fig. 7 und Fig. 1), bis der Zwischenraum zwischen den Druckelementen 20 und 21 zur Aufnahme des nächsten, von der Umhüllung 2 getrennten Borstenbündels 8 ausreicht. Fig. 8 zeigt in einer Aufsicht die Anordnung der Druckelemente 20, 21 bei dem Magazin 10, dessen Abgabeende im Bereich des Kreisbogenabteilers 4 mündet. Gut zu erkennen ist hier auch, daß die Druckelemente 20, 21 sowohl in Längsrichtung des Magazines 10 als auch in Ausrück- und Einrückstellung verschiebbar sind.
- Fig. 11 zeigt eine Trennvorrichtung 1 in Aufsicht mit einem zugeordneten Doppelmagazin 10 a, in das beispielsweise Borsten mit unterschiedlicher Farbe eingegeben werden können. Für die entsprechende Seitenverstellbewegung zum wahlweisen Beschicken dieser Magazinkanäle ist der Entnahmegreifer 7 quer zur Längserstreckung des Magazines 10 a entsprechend dem Abstand dieser Magazinkanäle verschiebbar angeordnet. Als Antrieb ist der Hubzylinder 22 vorgesehen, während ein weiterer Hubzylinder 23 zum Verschieben des Entnahmegreifers 7 von der Trennvorrichtung zu dem Magazin 10 a vorgesehen ist. Der unterhalb des Entnahmegreifers 7 liegende Hzite-und Abziehgreifer 6 ist in dieser Darstellung nicht sichtbar.
- Die in den Figuren 9 und 10 gezeigte Zuführvorrichtung dient zum Zuführen der umhüllten bzw. ummantelten Borstenbündel 8 zu der Trennvorrichtung 1. Sie weist an ihrem Zufuhr-Ende eine Vereinzelungsvorrichtung 24 mit einem kombinierten Sperr- und Transportschieber 25 auf. Mit der Vereinzelungsvorrichtung 24 können die über einen Führungskanal 26 hintereinander ankommenden Borstenbündel 8einzeln nacheinanderder Trennvorrichtung 1 zugeführt werden. Der Sperr-und Transportschieber 25 ist etwa winkelförmig mit einer Sperrseite 27 sowie einer Vorschubseite 28 ausgebildet. Befindet sich der Schieber 25 in der in Fig. 10 gezeigten Freigabestellung, so können die im vorzugsweise schräg verlaufenden Führungskanal 26 befindlichen Borstenbündel nachrutschen, wobei sich das vorderste an einen Anschlag 29 anlegt. Durch Querverschieben des Schiebers 25, wofür hier ein Hubzylinder 30 vorgesehen ist, verfährt der Schieber 25 in die in Fig. 9 gezeigte Sperrstellung, wobei er das am Anschlag 29 anliegende Borstenbündel 8 in die Trennvorrichtung 1 transportiert. Nach dem Zurückziehen des Schiebers können die Greifbacken 12 des hier gezeigten Halte- und Abziehgreifers 6 das Borstenbündel 8 bzw. dessen Umhüllung 2 erfassen.
- Erwähnt sei noch, daß bei der Trennvorrichtung 1 verschiedene Mittel zum Entfernen der abgestreiften Umhüllung 2 vorgesehen sein können. Beispielsweise könnte die abgestreifte Umhüllung 2 (Fig. 3) durch Druckluft entfernt werden.
- In Abweichung zu den dargestellten Ausführungsformen weisen die Magazine 10, 10 a häufig vergleichsweise schmale Aufnahmekanäle für den Borstenvorrat 11 auf, wobei die Breite dieser Kanäle kleiner als der Durchmesser der etwa runden Borstenbündel 8 ist. Für diesen Fall ist vorgesehen, daß die Borstenbündel beim und/oder nach dem Entfernen der Umhüllung 2 in ihrer Querschnittsform an die Form der Borstenaufnahme, insbesondere an die Breite der Magazinaufnahmekanäle angepaßt werden. Für diese Formanpassung kann der lichte Aufnahmequerschnitt der Greifbacken 13 des Entnahmegreifers 7 in Schließstellung z.B. rechteckförmig sein, wobei die Schmalseiten höchstens der Breite eines Magazin-Aufnahmekanales entspricht. In Versuchen hat es sich gezeigt, daß trotz dieser Formveränderung ein sicheres Halten des Borstenbündels 8 gegeben ist. Gegebenenfalls könnte auch ein stufenweises Verformen des Borstenbündels 8 von seiner runden Querschnittsform in eine für ein nachfolgendes Magazin passende Querschnittsform erfolgen. Dabei kann bereits der Aufnahmequerschnitt der Greifbacken 12 des Halte- und Abziehgreifers 6 etwa eine Zwischenform zwischen dem runden Querschnitt und dem vorgesehenen Abgabequerschnitt des Borstenbündels haben und der Aufnahmequerschnitt der Entnahmegreifer-Backen 13 kann dem endgültigen, vorgesehenen Abgabequerschnitt der Borstenbündel 8 entsprechen.
- Erwähnt sei noch, daß der Halte- und Abziehgreifer 6 und/oder der Entnahmegreifer 7 bezüglich ihrer zum Borstenbündel 8 etwa radialen Greifbewegung jeweils mit einer feststehenden und einer beweglichen Greifbacke ausgebildet sein können. Dies ergibt eine wesentliche Vereinfachung, da nur noch für die bewegliche Greifbakke ein entsprechender Hubantrieb erforderlich ist.
- Neben der dargestellten Ausführungsform einer Trennvorrichtung 1 mit etwa vertikaler Lagerung der Borstenbündel 8, kann die Trennvorrichtung 1 auch für eine horizontale Lagerung der Borstenbündel 8, vorzugsweise mit einem einseitigen, stirnseitigen Anschlag ausgebildet sein. In dieser Ausführungsform ist dann auch die Ausbildung mit einseitig feststehenden Greifbacken besonders vorteilhaft. Erwähnt sei auch noch, daß die Greifbacken 12 in Abziehrichtung feststehend und der stirnseitige Anschlag bzw. die Unterlage 17 relativ dazu für das teilweise Abziehen der Umhüllung 2 bewegbar sein kann.
- Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung 1 kann auch separat ohne Zuführverbindung zu einem Borstenvorratsmagazin oder gegebenenfalls in Verbindung mit einer Materialzuricht-Einrichtung eingesetzt werden.
- Insgesamt weist die erfindungsgemäße Trennvorrichtung 1, auch in Verbindung mit den jeweils angrenzenden Vorrichtungen 18 und 10, den wesentlichen Vorteil auf, daß der Transport, die jeweiligen Übergaben und das Abtrennen der Umhüllung 2 mit vergleichsweise einfachen Mitteln bei gleichzeitig hoher Betriebssicherheit auch über längere Produktionsabschnitte störungsfrei ablaufen kann. Dies bildet auch eine Voraussetzung für den vorgesehenen, insgesamt weitgehend automatischen Gesamtproduktionsablauf.
- Bei einer beispielsweise einem Doppelmagazin 10 a (Fig. 11) zugeordneten Trennvorrichtung 1 ist zweckmäßigerweise auch eine doppelte Zuführvorrichtung 18 a für Borstenbündel 8 vorgesehen, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Dadurch können wechsel- bzw. wahlweise unterschiedliche Borsten enthaltende Borstenbündel 8 der Trennvorrichtung 1 zugeführt werden. Nach dem Trennvorgang werden die jeweils von dem Entnahmegreifer 7 gehaltenen Borsten je nach Sorte einem der Magazinkanäle 31 oder 31 a (Fig. 11) zugeführt. Die Borsten können z.B. hinsichtlich ihrer Farbe, Borstenlänge, Dicke, Material usw. unterschiedlich sein.
- Bei der in den Figuren 11 und 12 gezeigten Anordnung ist die Zuführvorrichtung 18 a und das Magazin für zwei verschiedene Borstensorten ausgebildet. Gegebenenfalls könnten diese Vorrichtungen auch für mehr als zwei Borstensorten eingerichtet sein. Trotz dieser Verarbeitung mehrerer Borstensorten kommt man in vorteilhafter Weise mit nur einer Trennvorrichtung 1 aus. Der maschinelle Aufwand ist somit auch bei Verarbeitung mehrerer unterschiedlicher Borstensorten insgesamt vergleichsweise gering.
- Bei der Zuführvorrichtung 18 a gemäß Fig. 12 sind zwei von hier nicht dargestellten Borstenbündel-Magazinen kommende Zuführkanäle 32 erkennbar, die an die Vereinzelungsvorrichtung 24 angeschlossen sind. Diese weist zwei Schieber 33 auf, mittels denen wahlweise Borstenbündel 8 von dem einen oder dem anderen Zuführkanal 32 entnommen und über einen Verbindungskanal 34 der Trennvorrichtung 1 zugeführt werden können. Zum Nachtransportieren der Borstenbündel 8 können die Zuführkanäle 32 und der Verbindungskanal 34 schräg als Rutschen angeordnet sein.
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