EP1240849A1

EP1240849A1 - Bürstenherstellungsmaschine sowie Verfahren zum Herstellen von Bürsten

Info

Publication number: EP1240849A1
Application number: EP01106555A
Authority: EP
Inventors: Kurt Nobst; Alfons Zeiher
Original assignee: Anton Zahoransky GmbH and Co
Current assignee: Zahoransky AG
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: EP1240849B1; DE50102586D1

Abstract

Eine Bürstenherstellungsmaschine () weist eine drehbare Trommel (2) als umlaufende Transporteinrichtung auf, mit der Werkstückhalter (4) zum Halten von Bürstenkörpern (9) verbunden sind. Die Werkstückhalter (4) sind zu Bearbeitungsstationen und Ein-Ausgabestationen, die um die Trommel (2) herum angeordnet sind, durch Drehung der Trommel (2) bewegbar und bei den zugeordneten Bearbeitungsstationen zumindest für eine Loch-zu-Loch-Bewegung positionierbar. Die Werkstückhalter (4) weisen voneinander unabhängige, elektrische Positionierantriebe (14,25) für Positionierbewegungen auf. Wenigstens ein Anschlußkabel (10) für die Ansteuerung und Stromversorgung der Positionierantriebe (14,25) ist vorgesehen, das mit einem Ende bei den einzelnen Werkstückhaltern (4) mit der Drehbewegung der Trommel (2) mitdrehend und mit seinem anderen Ende ortsfest angeschlossen ist. Es ist um wenigstens die Drehbewegung der Trommel (2) für einen Bearbeitungszyklus verdrehbar angeordnet und die Trommel (2) weist einen Drehantrieb für eine Vorwärts- und eine Rückwärtsbewegung auf. Durch die Anordnung der Positioniermotoren direkt jeweils bei einem Werkstückhalter (4) genügen einfachste und betriebssichere Antriebsübertragungen. Durch die Direktantriebe wird sonst unvermeidbares, mechanisches Spiel in der Antriebsübertragung vermieden, so daß die Positionierpräzision verbessert ist. Durch die Vorwärts- und Rückwärtsdrehbewegung der Trommel (2) tritt nur eine geringfügige Torsionsbewegung des Anschlußkabels (10) auf, so daß eine besonders hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit vorhanden ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürstenherstellungsmaschine mit einer drehbaren Trommel als umlaufende Transporteinrichtung, mit der Werkstückhalter zum Halten von Bürstenkörpern verbunden sind, wobei die Werkstückhalter zu Bearbeitungsstationen und Ein-Ausgabestationen, die um die Trommel herum angeordnet sind, durch Drehung der Trommel bewegbar und bei den zugeordneten Bearbeitungsstationen zumindest für eine Loch-zu-Loch-Bewegung positionierbar sind.
Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten, wobei Bürstenkörper mittels einer Werkstückhalter für Bürstenkörper aufweisenden, drehbaren Trommel in den Bereich von Bearbeitungsstationen durch Drehen der Trommel transportiert und dort zumindest für eine Loch-zu-Loch-Bewegung positioniert werden.

Bürstenherstellungsmaschinen mit Trommeln als umlaufende Transporteinrichtung sind auch unter der Bezeichnung "Karussellmaschinen" bekannt. Dabei sind die außen an der Trommel befindlichen Werkstückhalter mit den darin eingespannten, zu bearbeitenden Bürstenkörpern und die Bearbeitungsstationen mit ihren Bearbeitungswerkzeugen im Kreis angeordnet. Die Werkstückhalter mit den Bürstenkörpern werden durch Drehen der Trommel nacheinander den außen um die Trommel herum angeordneten Bearbeitungsstationen zugeführt. Als Bearbeitungsstationen können der Reihe nach eine Eingabe- und Ausgabestation, wenigstens eine Bohrstation, wenigstens eine Stopfstation und gegebenenfalls auch eine Abscherstation sowie weitere Nachbearbeitungsstationen vorgesehen sein. Nach dem Stopfen oder Abscheren dreht die Trommel weiter, so daß die Bürste zu der Eingabe- und Ausgabestation gelangt. Dort fällt die Bürste aus oder wird automatisch mit einem Greifer herausgenommen und gegebenenfalls einer Weiterbearbeitungseinrichtung oder einer Verpackungsmaschine zugeführt. Von Hand oder automatisch wird ein neuer Bürstenkörper eingelegt. Bei einer automatischen Handhabung muß dafür gesorgt sein, daß an dieser Wechselstelle der Werkstückhalter stillsteht, während die anderen Werkstückhalter beim Bohren und Stopfen die Loch-zu-Loch-Bewegung machen und fallweise beim Abscheren auch die gleiche Bewegung oder nur eine Längsbewegung, oder daß ein Einlege-und Entnahmegreifer die Loch-zu-Loch-Bewegung mitmacht.

Die Antriebsmotoren für die Drehbewegung der Trommel und die Positionierbewegungen der Werkstückhalter sind ortsfest angebracht, wobei die Bewegung über mechanische Elemente auf die Werkstückhalter übertragen wird. Dies bedingt einen nicht unerheblichen mechanischen Aufwand, zumal sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung der Bürsten lineare Bewegungen und/oder Schwenkbewegungen möglich sein sollen.
In Längsrichtung der Bürsten kann die entsprechende Positionierbewegung durch Drehen der Trommel erfolgen. Für die Seitenbewegungen quer zur Bürste beim Bohren wie auch beim Stopfen kann die Übertragung dieser Bewegung von einem Motor aus erfolgen. Allerdings ist dann eine mechanische Übertragung sowohl zur Bohrstation als auch zur Stopfstation erforderlich. Nach der Bohrund Stopfbearbeitung werden die Bohrstation und die Stopfstation stillgelegt, wobei sie in ihrer jeweils zurückgezogenen Lage bleiben und die Trommel dreht sich je nach Anzahl der Bearbeitungsstationen um zum Beispiel 90° oder 120° weiter. Um dies zu ermöglichen, ist wiederum ein erheblicher mechanischer Aufwand erforderlich.
Bei einem solchen, gekoppelten Antrieb für die Positionierbewegungen ist nachteilig, daß beispielsweise bei der Abscherstation und der Ein-und Ausgabestation Positionierbewegungen vorhanden sind, die dort nicht erforderlich sind und die Handhabung erschweren. So ist insbesondere bei der Ein-und Ausgabestation eine Positionierbewegung für ein automatisches Einlegen von Bürstenkörper hinderlich.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für Bürsten und eine Bürstenherstellungsmaschine der eingangs genannten Art dafür zu schaffen, bei der die Antriebsübertragung zu den Werkstückhaltern vereinfacht ist und der jeweiligen Bearbeitung bei einer Bearbeitungsstation zugeordnete, von Positionierungen an anderen Bearbeitungsstationen unabhängige Positionierungen möglich sind.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe betreffend die Bürstenherstellungsmaschine besteht insbesondere darin, daß die Werkstückhalter voneinander unabhängige, elektrische Positionierantriebe für Positionierbewegungen aufweisen und daß wenigstens ein Anschlußkabel für die Ansteuerung und Stromversorgung der Positionierantriebe vorgesehen ist, das mit einem Ende bei den einzelnen Werkstückhaltern mit der Drehbewegung der Trommel mitdrehend und mit seinem anderen Ende ortsfest angeschlossen und um wenigstens die Drehbewegung der Trommel für einen Bearbeitungszyklus verdrehbar angeordnet ist, und daß die Trommel einen Drehantrieb für eine Vorwärts- und eine Rückwärtsbewegung aufweist.
Für einzelne, gegebenenfalls auch für alle vorgesehenen Positionierbewegungen der Werkstückhalter können bei den Werkstückhaltern angeordnete Positioniermotoren vorgesehen sein, welche somit die Drehbewegung der Trommel mitmachen. Durch die Anordnung der Positioniermotoren direkt jeweils bei einem Werkstückhalter genügen einfachste und betriebssichere Antriebsübertragungen. Außerdem kann durch die nicht mehr erforderlichen Übertragungsmechaniken, auch unter Berücksichtigung einer gegebenenfalls höheren Anzahl von Positioniermotoren, die bewegte Masse erheblich reduziert werden, was eine höhere Drehgeschwindigkeit der Trommel begünstigt. Schließlich wird durch die Direktantriebe sonst unvermeidbares, mechanisches Spiel in der Antriebsübertragung vermieden, so daß die Positionierpräzision verbessert ist. Bei direkt eingebauten Motoren kann auch eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit erreichen werden.
Das Problem der elektrischen Verbindung zwischen einem ortsfesten Außenanschluß und dem Anschluß bei den die Drebewegung der Trommel mitmachenden Positioniermotoren wird gelöst, indem die Trommel nach einer bestimmten Vorwärtsdrehbewegung wieder rückwärts gedreht wird. Da es sich hierbei in der Regel nur um eine Umdrehung handelt, ist die elektrische Kabelverbindung nur geringen Belastungen ausgesetzt. Die Neutrallage des Anschlußkabels kann so gewählt sein, daß sie etwa mittig zwischen der Vorwärts- und der Rückwärtsdrehbewegung liegt, so daß die Gesamtbewegung des Kabels jeweils aus der Neutralstellung halbiert ist.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß das Anschlußkabel zwischen einer mit der Trommel mitdrehenden Befestigungsstelle und einer ortsfesten Befestigungsstelle etwa in Verlängerung der Drehachse der Trommel verläuft. Dadurch tritt nur eine geringfügige Torsionsbewegung des Anschlußkabels auf.
Unter Berücksichtigung einer gewissen Länge des Anschlußkabels und einer elastischen Ausbildung kann so eine besonders hohe Lebensdauer erwartet werden.
Da durch den direkten Anschluß der Positionierantriebe über das oder die Kabel keine beweglichen Kontaktstellen wie zum Beispiel Schleifringe vorhanden sind, ist eine solche Anschlußverbindung auch extrem betriebssicher.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann eine der Loch-zu-Loch-Positionierbewegungen, vorzugsweise die Positionierbewegung in Längsrichtung des Bürstenkörpers, durch die Drehbewegung der Trommel erfolgen.
Damit kann für besondere Anwendungsfälle eine der beiden Loch-zu-Loch-Positionierbewegungen über einen gemeinsamen Antrieb, nämlich den Drehantrieb für die Trommel erfolgen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Werkstückhalter vorzugsweise zum Halten von mit ihrer Längserstreckung in Umfangsrichtung der Trommel orientierten Bürstenkörpern angeordnet sind und daß die Bearbeitung des Bürstenkörpers an der Bohrstation an dem der Stopfstation abgewandten Ende endet und bei einer der Bohrstation nachgeordneten Stopfstation an dem der Bohrstation abgewandten Ende beginnt.
Damit reduziert sich die Weiterschaltbewegung der Trommel um etwa die Breite oder Länge des Bürstenkörpers, je nachdem ob dieser in Längs- oder Querrichtung eingespannt ist.

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Bürsten, wobei Bürstenkörper mittels einer Werkstückhalter für Bürstenkörper aufweisenden, drehbaren Trommel in den Bereich von Bearbeitungsstationen durch Drehen der Trommel transportiert und dort zumindest für eine Loch-zu-Loch-Bewegung positioniert werden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Werkstückhalter zumindest in eine Positionierrichtung mittels elektrischer, über Kabel an ein ortsfestes Steuergerät angeschlossener Antriebe voneinander unabhängig positioniert werden und daß nach einem Bearbeitungszyklus mit Bearbeitung der Bürstenkörper beziehungsweise von Bürsten bei zumindest einem Teil der einzelnen Bearbeitungsstationen und jeweiliger Weiterdrehung der Trommel von einer Bearbeitungsstationen zu einer nächsten, die Trommel in eine Ausgangslage zurückgedreht wird.
Außer den bereits in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Herstellungsmaschine erläuterten Vorteilen ist durch die bei den einzelnen Werkstückhaltern vorgesehene, direkte Positionieransteuerung unter anderem auch eine schnelle und einfache Umstellung auf andere Bürstenmuster möglich, weil dazu keine aufwendige, mechanische Umstellung wie bisher erforderlich ist, sondern die Auswahl eines anderen Steuerprogramms genügt.

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

Es zeigt etwas schematisiert:

Fig. 1: eine Halbseitenansicht einer zur einer Bürstenherstellungsmaschine gehörenden Trommel mit motorisch schwenkbar positionierbaren Werkstückhaltern,
Fig. 2: eine Anordnung etwa wie Fig.1, hier jedoch mit linear und schwenkbar positionierbaren Werkstückhaltern,
Fig. 3 bis 5: eine strichpunktiert angedeutete Trommel mit drei außen herum zugeordneten Stationen und
Fig. 6 bis 9: eine strichpunktiert angedeutete Trommel mit vier um diese herum angeordneten Stationen zum Bearbeiten und Wechseln von Bürstenkörpern beziehungsweise Bürsten.

Eine in Fig. 1 und 2 gezeigte, drehbare Trommel 2 ist Teil einer Bürstenherstellungsmaschine 1, 1a (vergleiche auch Fig. 2 bis 8). Die Trommel 2 ist in den Fig. 1 und 2 nur halbseitig dargestellt. Sie ist um die strichpunktiert angedeutete Mittelachse 3 drehbar gelagert und bildet eine umlaufende Transporteinrichtung, mit der an ihr befestigte Werkstückhalter 4 im Kreis transportiert und verschiedenen, um die Trommel herum angeordneten Bearbeitungsstationen zugeordnet werden können.
Als Bearbeitungsstationen kommen beispielsweise, wie in Fig. 3 bis 5 gezeigt, eine Bohreinrichtung 5 und eine Stopfeinrichtung 6 oder, wie in den Fig. 6 bis 9 gezeigt, eine Bohreinrichtung 5, eine Stopfeinrichtung 6 und eine Abscherreinrichtung 7 in Frage. Hinzu kommen jeweils noch eine Wechselstation 8, wo Bürstenkörper 9 zugeführt und fertige Bürsten 26 entnommen werden.
Bei der Wechselstation in die Werkstückhalter 4 eingespannte Bürstenkörper 9 werden durch Drehung der Trommel 2 zunächst in den Bereich der Bohreinrichtung 5 und nach dem Bohren in den Bereich der Stopfeinrichtung 6 gebracht.
Die Weiterschaltbewegung bei drei Stationen, wie in Fig. 3 bis 5 gezeigt, beträgt dabei 120°, während bei vier Stationen, wie in Fig. 6 bis 9 gezeigt, die Weiterschaltbewegung jeweils um 90° erfolgt. Bei den einzelnen Bearbeitungsstationen müssen die Werkstückhalter 4 mit den eingespannten Bürstenkörpern 9 zumindest in zwei Koordinatenrichtungen längs und quer der Bürstenkörpererstreckung positioniert werden.
Die Anzahl der an der Trommel 2 angebrachten Werkstückhalter 4 entspricht in der Regel der Anzahl der außenherum angeordneten Stationen und auch der Umfangsabstand ist entsprechend der Anordnung der Stationen vorgesehen, wobei eine gleichmäßige und symmetrische Anordnung vorgesehen ist.
In den Fig. 1 und 2 sind an einer Umfangsstelle der Trommel 2 jeweils zwei Werkstückhalter 4 übereinander angeordnet und miteinander bewegungsgekoppelt.
Erfindungsgemäß weisen die Werkstückhalter 4 voneinander unabhängige, elektrische Positionierantriebe für Positionierbewegungen auf, wobei diese Positionierantriebe die Drehbewegung der Trommel 2 zum Positionieren der Werkstückhalter 4 bei den unterschiedlichen Bearbeitungsstationen und der Wechselstation mitmachen. Direktantriebe innerhalb der Trommel 2 und unmittelbar bei den Werkstückhaltern 4 minimieren den Aufwand der mechanischen Übertragung, wobei insbesondere komplizierte Übertragungsmechanismen von ortsfesten Antrieben in den Bereich der drehbaren Trommel 2 und auf die Werkstückhalter 4 vermieden werden.
Die Stromversorgung und Ansteuerung der Positionierantriebe erfolgt über ein oder mehrere Kabel 10, das oder die mit einem Ende bei den einzelnen Werkstückhaltern 4 beziehungsweise den dort angeordneten Positioniereinantrieben 14, 20, 25 angeschlossen ist beziehungsweise sind und andererseits ortfest beispielsweise an einen außenliegenden Schaltschrank 11 mit einer darin befindlichen Steuereinrichtung angeschlossen ist/sind. Das Kabel 10 ist so angeordnet und ausgebildet, daß eine Verdrehung seiner Endbereiche gegeneinander um etwa eine Umdrehung problemlos möglich ist. Eine Umdrehung reicht aus, um alle am Umfang der Trommel 2 angeordneten Stationen anzufahren. In der Praxis beträgt die Verdrehbewegung sogar weniger als 360°, beispielsweise 270° oder aber 240°, je nach Anordnung und Anzahl der Stationen.
Nach einer solchen Vorwärtsbewegung wird die Trommel wieder in eine Ausgangslage zurückgedreht, so daß das Elektrokabel 10 nur geringfügig mechanisch belastet wird.
In Fig. 1 und 2 ist gut erkennbar, daß das Kabel 10 etwa im Bereich der Trommel-Mittelachse 3 zugeführt wird, so daß nur eine kleine Torsionsbelastung und keine Knick- und Biegebelastung vorhanden ist.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeweils an einer Umfangsposition zwei gekoppelte Werks tückhalter 4 vorgesehen, die in Quer- und in Längsrichtung des Bürstenkörpers 9 Schwenkbewegungen als Positionierbewegungen durchführen können.
Die Doppelpfeile Pf 1 kennzeichnen eine Schwenkbewegung in Querrichtung des Bürstenkörpers 9. Die Klemmbacken zum Halter der Bürstenkörper 9 aufweisenden Werkstückhalter 4 sind dazu mit Schwenkhebeln 12 verbunden, deren freie, dem Werkstückhalter 4 abgewandte Enden über eine Koppelstange 13 miteinander verbunden sind. An dieser Koppelstange 13 greift ein Positionierantrieb 14 an, durch den die Koppelstange 13 gemäß dem Doppelpfeil Pf 2 hin und her bewegt werden kann, um die gehaltenen Bürstenkörper 9 oder Bürsten entsprechend dem Pfeil Pf 1 in Querrichtung zu verschwenken.
Die Lagerstellen der Schwenkhebel 12 sind an einem Haltegestell 15 angebracht, das seinerseits mit einem Schwenkgestell 22 verbunden ist, mittels dem die beiden Werkstückhalter 4 mit dem Haltegestell 15 verschwenkbar sind, so daß die Bürstenkörper eine Schwenkbewegung in Längsrichtung durchführen.
Das Schwenkgestell 22 ist etwa U-förmig ausgebildet und mit seinen Schenkelenden an der oberen und unteren Stirnwand 23 beziehungsweise 24 der Trommel 2 schwenkbar gelagert. Bei der oberen Schwenklagerung befindet sich ein Positionierantrieb 25, mit dem die Positionierung in Längs-Schwenkrichtung erfolgt.
Das von dem ortsfesten Schaltschrank 11 zu der Trommel 2 führende, elektrische Kabel 10 ist an die einzelnen, mit der Trommel 2 mitdrehenden Positionierantriebe 14, 25 geführt, um diese mit Betriebsspannung und mit Steuersignalen zum Positionieren zu versorgen.

In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, das mit der Grundkonstruktion der Fig.1 vergleichbar ist, sind die zwei gekoppelte, jeweils an einer Umfangsposition der Trommel angeordneten Werkstückhalter 4 in Quer- und in Längsrichtung des Bürstenkörpers 9 sowohl über Schwenkbewegungen als auch über lineare Bewegungen positionierbar.
Die Doppelpfeile Pf 1 kennzeichnen auch hier die Schwenkbewegung in Querrichtung des Bürstenkörpers 9. Das Haltegestell 15, an dem die Lagerstellen für die Schwenkhebel 12 angebracht sind, ist in diesem Ausführungsbeispiel in Richtung des Doppelpfeiles Pf 3 nach oben und unten verschiebbar. Dadurch ist anstatt oder in Kombination zu der Querschwenkbewegung auch eine lineare Verschiebebewegung der Bürstenkörper 9 in Querrichtung möglich. Im Ausführungsbeispiel ist für diese lineare Querbewegung ein außenliegender, hier nicht näher gezeigter Antrieb vorgesehen, der über einen gabelförmigen Mitnehmer 16 und einen seitlich darin eingreifenden Mitnehmer einer Schubstange 17, die Hubbewegung gemäß dem Pfeil Pf 4 auf das Haltegestell 15 überträgt.

Für eine lineare Bewegung in Längsrichtung der Bürstenkörper 9 ist das Haltegestell 15 auf Linearführungen 18 parallel zur Längserstreckung der Bürstenkörper 9 gelagert. An den Linearführungen 18 ist ein Halter 19 angebracht, an dem sich der Positionierantrieb 20 für die Linear-Längsbewegung befindet.
Zur Antriebsübertragung kann beispielsweise an dem Haltegestell 15 eine Zahnstange 21 befestigt sein, mit der ein Antriebszahnrad des Positionierantriebes 20 kämmt.
Auch bei dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Haltegestell 15 mit dem Schwenkgestell 22 verbunden. Beim Verschwenken dieses Schwenkgestells 22 werden die beiden Werkstückhalter 4 mit Haltegestell 15, den Linearführungen 18, dem Halter 19 und dergleichen insgesamt verschwenkt, so daß die Bürstenkörper eine Schwenkbewegung in Längsrichtung durchführen, wenn der bei der oberen Schwenklagerung des Schwenkgestells 22 befindliche Positionierantrieb 25 betätigt wird.
Das von dem ortsfesten Schaltschrank 11 zu der Trommel 2 führende, elektrische Kabel 10 ist an die einzelnen, mit der Trommel 2 mitdrehenden Positionierantriebe 14, 20, 25 geführt.

Die vorbeschriebenen Antriebskonfigurationen beziehen sich auf einen mechanisch gekoppelten Doppel-Werkstückhalter 4, der sich an einer Umfangsposition der Trommel 2 befindet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 bis 5 sind am Umfang der Trommel 2 drei solcher Doppel-Werkstückhalter 4 oder aber Einfach-Werkstückhalter vorgesehen und bei der Ausführungsform nach Fig. 6 bis 9 vier solcher Werkstückhalter.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist ein mechanisch gekoppelter Doppel-Werkstückhalter 4 vorgesehen; es besteht aber auch die Möglichkeit, jeden einzelnen Werkstückhalter mit sepparaten Positionierantrieben zu versehen. Im diesem Falle wäre eine mechanische Übertragung zwischen den beiden, zu einer Einheit gehörenden Werkstückhaltern 4 nicht erforderlich. Auch besteht die Möglichkeit, die Positionierantriebe direkt in die Schwenkachsen der Werkstückhalter zu integrieren, so daß ein praktisch unmittelbarer, motorischer Antrieb ohne Zwischenhaltung von Übertragungselementen vorhanden ist. Weiterhin besteht die Möglichkeit, auch den im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ortsfesten Antrieb für die lineare Querbewegung in die Trommel zu integrieren und diesen Antrieb mitdrehen zu lassen.
Der Drehantrieb für die Weiterschaltbewegung der Werkstückhalter von einer Bearbeitungsstation zur nächsten beziehungsweise zur Wechselstation ist im Ausführungsbeipiel nach Fig. 1 und 2 nicht näher dargestellt.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 bis 5 kann die strichpunktiert angedeutete Trommel 2 für die Herstellung einer Bürste 26 um zwei Weiterschaltbewegungen von jeweils 120° gedreht werden. Es sind hierbei drei Stationen um die Trommel 2 herum angeordnet, und zwar eine Bohreinrichtung 5, eine Stopfeinrichtung 6 sowie eine Wechselstation 8.
Bei der Wechselstation 8 wird ein Bürstenkörper 9 zugeführt und durch eine Weiterschaltbewegung vor die Bohreinrichtung 5 gebracht. Die Weiterschaltung erfolgt dabei über einen Winkel von 120°, was durch den Pfeil Pf 5 in Fig. 4 angedeutet ist.
Nach dem Bohren der Löcher 27 wird der gebohrte Bürstenkörper 9 von der Bohrstation zur Stopfeinrichtung durch Drehung um weitere 120° in den Bereich der Stopfeinrichtung 6 gebracht und dort mit Bürstenbündeln 28 gestopft. Nach diesem Arbeitsgang erfolgt eine Rückdrehung der Trommel 2 um zwei Schaltbewegungen, also im Ausführungsbeispiel um 240°, was durch den Pfeil Pf 6 angedeutet ist. Die fertige Bürste 26 mit dem Bürstenkörper 9 befindet sich dann bei der Wechselstation 8 und kann dort entnommen werden oder sie wird ausgeworfen und ein neuer Bürstenkörper wird zugeführt.

Das Bohren und Stopfen erfolgt reihenweise entlang von Längsreihen und jeweiligem Wechsel an einem Ende auf eine nächste Längsreihe. Bei einer ungeraden Anzahl von Längsreihen beginnt der Bohrbeziehungsweise der Stopfvorgang an einem Ende des Bürstenkörpers und endet am anderen. Wird also beim Bohren an einem mit seiner Längserstreckung etwa in Umfangsrichtung der Trommel 2 orientierten Bürstenkörper an dem Ende des Bürstenkörpers begonnen, welcher der nächsten Bearbeitungsstation, also der Stopfeinrichtung 6 zugewandt ist, so endet der Bohrvorgang in einer Position des Bürstenkörpers, wo dieser sich seitlich aus einer Mittellage näher zu der Stopfstation hin verschoben befindet, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist.
Um nun das der Stopfstation zugewandte Ende des bei der Bohrstation befindlichen Bürstenkörpers in eine erste Stopfposition zu bringen, genügt eine Weiterschaltbewegung der Trommel 2, die etwa um die Länge des Bürstenkörpers geringer ist als eine 120° Weiterschaltbewegung. Der Umschaltvorgang kann dementsprechend schneller ablaufen und die Stillstandszeit beim Drehen wird reduziert.

Um auch bei Bürsten mit gerader Längsreihenzahl diesen Vorteil ausnützen zu können, kann eine der Längsreihen bei der Bearbeitung doppelt durchlaufen werden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn bei der Bohreinrichtung nur jedes zweite Loch einer "Sprungreihe" gebohrt wird und in einem Rücklauf die dazwischen liegenden Löcher der gleichen Reihe gebohrt werden. Man schafft damit praktisch eine zusätzliche Bearbeitungsreihe, so daß die Verhältnisse die gleichen sind wie bei einer ungeraden Anzahl von Längsreihen.

Die Reduzierung der Weiterschaltbewegung um eine Gradzahl, welche an dem Bürstenkörper zwischen dem ersten und dem letzten Loch liegt, kann nur ausgenutzt werden, wenn der den Bürstenkörper haltende Werkstückhalter in Längsrichtung des Bürstenkörpers relativ zu Trommel 2 positionierbar ist. Bei Maschinen, wo die Längspositionierbewegung durch Drehen der Trommel 2 erfolgt, ist diese Vorgehensweise nicht möglich.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 bis 9 zeigt eine Bürstenherstellungsmaschine 1a, bei der als zusätzliche Bearbeitungsstation eine Abscherreinrichtung 7 vorgesehen ist. Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel (Fig. 3 bis 5) wird ein Bürstenkörper bei einer Wechselstation 8 zugeführt, durch eine Weiterschaltbewegung, die hier 90° beträgt, zu einer Stopfeinrichtung 6 transportiert, dort mit Bohrlöchern 27 versehen und anschließend erfolgt durch eine nächste Weiterschaltbewegung das Transportieren zu der Stopfeinrichtung 6, wo Borstenbündel 28 in die Bohrlöcher 27 des Bürstenkörpers eingestopft werden.
Nach dem Stopfen erfolgt ein Weiterdrehen der Trommel, bis der gestopfte Bürstenkörper sich bei der Abschereinrichtung 7 befindet. Nach dem Abscheren wird die Bürste 26 durch eine dreiviertel Umdrehung zur Wechselstation 8 gedreht und dort gegen einen neuen Bürstenkörper 9 ausgetauscht.

Wie bereits vorerwähnt, kann eine der beiden Positionierbewegungen des Bürstenkörpers, also die Längsbewegung oder die Querbewegung auch durch drehpositionieren der gesamten Trommel 2 erfolgen. Bevorzugt erfolgt diese Positionierung in Längsrichtung des Bürstenkörpers. Damit kann der Drehantrieb der Trommel gleichzeitig für die Weiterschaltbewegung von einer Bearbeitungsstation zur nächsten als auch zur Positionierung der Bürstenkörper, insbesondere in Längsrichtung, dienen.
Zu berücksichtigen ist hierbei, daß durch den in der Mittelachse 3 der Trommel 2 liegenden Drehpunkt alle Löcher, die bei der Bohrstation in den Bürstenkörper eingebracht werden, radial zu der Mittelachse verlaufen. Um die Möglichkeit eines beliebigen Verlaufes der Bohrlöcher und damit eine beliebige Längsstellung der Borstenbündel zu ermöglichen, kann der jeweilige Bürstenkörper quer zur Längserstreckung und parallel zur Mittelachse der Trommel 2 eine zusätzlich schwenkbar angeordnet sein.
Mit den beiden Positionierbewegungen, nämlich der Drehung der Trommel 2 um die zentrale Mittelachse 3 und die Drehung um eine zusätzliche Achse zwischen Werkstückhalter und Trommelachse, kann diese beliebige Längsausrichtung der Bohrlöcher erreicht werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, die vorgesehenen Schwenkbewegung in Querrichtung und/oder in Längsrichtung unterschiedlich zu gestalten, indem der Abstand der jeweiligen Schwenkachse vom Werkstückhalter beziehungsweiswe Bürstenkörper verändert wird. Dies kann vorzugsweise mittels eines motorischen Antriebes erfolgen.

Claims

Bürstenherstellungsmaschine (1,1a) mit einer drehbaren Trommel als umlaufende Transporteinrichtung, mit der Werkstückhalter (4) zum Halten von Bürstenkörpern (9) verbunden sind, wobei die Werkstückhalter (4) zu Bearbeitungsstationen und Ein-Ausgabestationen, die um die Trommel (2) herum angeordnet sind, durch Drehung der Trommel (2) bewegbar und bei den zugeordneten Bearbeitungsstationen zumindest für eine Loch-zu-Loch-Bewegung positionierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalter (4) voneinander unabhängige, elektrische Positionierantriebe (14,20,25) für Positionierbewegungen aufweisen und daß wenigstens ein Anschlußkabel (10) für die Ansteuerung und Stromversorgung der Positionierantriebe (14,20,25) vorgesehen ist, das mit einem Ende bei den einzelnen Werkstückhaltern (4) mit der Drehbewegung der Trommel (2) mitdrehend und mit seinem anderen Ende ortsfest angeschlossen und um wenigstens die Drehbewegung der Trommel (2) für einen Bearbeitungszyklus verdrehbar angeordnet ist, und daß die Trommel (2) einen Drehantrieb für eine Vorwärts-und eine Rückwärtsbewegung aufweist.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Trommel (2) innerhalb eines Bearbeitungszyklusses eine Drehung von maximal 360° umfaßt, insbesondere weniger als 360° zwischen der Eingabestation (4) und der Ausgabestation (5) für Bürstenkörper (9).
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Trommel (2) innerhalb eines Bearbeitungszyklusses dem Winkelmaß zwischen der Ein-und/oder Ausgabestation und der letzten Bearbeitungsstation entspricht.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußkabel (10) zwischen einer mit der Trommel (2) mitdrehenden Befestigungsstelle und einer ortsfesten Befestigungsstelle etwa in Verlängerung der Drehachse der Trommel (2) verläuft.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Loch-zu-Loch-Positionierbewegungen, vorzugsweise die Positionierbewegung in Längsrichtung des Bürstenkörpers (9), durch die Drehbewegung der Trommel (2) erfolgt.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierbewegung in Längsrichtung des Bürstenkörpers (9), gegebenenfalls zusätzlich zu der Drehbewegung der Trommel (2), durch eine motorische Schwenkbewegung um eine zum Werkstückhalter (4) rückseitig beziehungsweise zur Bestückungsseite eines gehaltenen Bürstenkörpers (9) beabstandete, etwa parallel zur Quererstreckung des Bürstenkörpers (9) verlaufende Schwenkachse vorgesehen ist und daß vorzugsweise der Abstand der Schwenkachse zum Werkstückhalter (4) mittels eines motorischen Antriebs veränderbar ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierbewegung in Querrichtung des Bürstenkörpers (9) durch eine motorische Schwenkbewegung um eine zum Werkstückhalter (4) rückseitig beziehungsweise zur Bestückungsseite eines gehaltenen Bürstenkörpers (9) beabstandete, etwa parallel zur Längserstreckung des Bürstenkörpers (9) verlaufende Schwenkachse vorgesehen ist und daß vorzugsweise der Abstand der Schwenkachse zum Werkstückhalter (4) mittels eines motorischen Antriebs veränderbar ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Bearbeitungsstationen jeweils wenigstens eine Bohreinrichtung (5), eine Stopfeinrichtung (6), gegebenenfalls eine Abschereinrichtung (7) vorgesehen sind.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalter (4) vorzugsweise zum Halten von mit ihrer Längserstreckung in Umfangsrichtung der Trommel (2) orientierten Bürstenkörpern (9) angeordnet sind und daß die Bearbeitung des Bürstenkörpers (9) an der Bohrstation an dem der Stopfstation abgewandten Ende endet und bei einer der Bohrstation nachgeordneten Stopfstation an dem der Bohrstation abgewandten Ende beginnt
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Umfangsposition der Trommel (2) mehrere Werkstückhalter (4) für Bürstenkörper (9) angeordnet und gegebenenfalls bei wenigstens einer Bearbeitungsstation mehrere Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen sind.
Verfahren zum Herstellen von Bürsten mittels einer Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei Bürstenkörper (9) mittels einer Werkstückhalter (4) für Bürstenkörper (9) aufweisenden, drehbaren Trommel (2) in den Bereich von Bearbeitungsstationen durch Drehen der Trommel (2) transportiert und dort zumindest für eine Loch-zu-Loch-Bewegung positioniert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückhalter (4) zumindest in eine Positionierrichtung mittels elektrischer, über Kabel (10) an ein ortsfestes Steuergerät angeschlossener Antriebe voneinander unabhängig positioniert werden und daß nach einem Bearbeitungszyklus mit Bearbeitung der Bürstenkörper (9) beziehungsweise von Bürsten (26) bei zumindest einem Teil der einzelnen Bearbeitungsstationen und jeweiliger Weiterdrehung der Trommel (2) von einer Bearbeitungsstationen zu einer nächsten, die Trommel (2) in eine Ausgangslage zurückgedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bürstenkörper (9) bei einer Ein-und Ausgabestation () zugeführt, bei nachgeordneten Bearbeitungsstationen nach jeweiligem Weiterdrehen der Trommel (2) bearbeitet, insbesondere gebohrt, mit Borstenbündeln gestopft und gegebenenfalls abgeschert wird und daß dann die Trommel (2) mit der Bürste (26) zu der Ein-und Ausgabestation () zurückgedreht und die Bürste (26) ausgeworfen wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stationen gleichmäßig am Umfang der Trommel (2) verteilt mit etwa gleichen Winkelabständen angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung des Bürstenkörpers (9) an der Bohrstation so vorgenommen wird, daß diese Bearbeitung an dem einer nachgeordneten Stopfstation abgewandten Ende des Bürstenkörpers (9) endet und bei der nachgeordneten Stopfstation an dem der Bohrstation abgewandten Ende des Bürstenkörpers (9) beginnt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Bürstenkörpern (9) mit einer geraden Anzahl von Lochreihen, reihenweise mit jeweils direktem Übergang am Ende einer Lochreihe gebohrt werden und daß eine der Reihen doppelt durchlaufen wird, insbesondere mit jeweiligem Überspringen einer Bohrposition.