Die Erfindung bezieht sich auf eine Bürstenherstellungsmaschine mit
einer Anzahl zueinander äquidistanter Bearbeitungsstationen sowie einer Transportvorrichtung
zum synchronen Transportieren von Bürstenkörpern von jeweils einer der Bearbeitungsstationen
zu einer jeweiligen nachgeordneten Bearbeitungsstation.
Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Bürstenherstellungsmaschine
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der Produktionsfehler durch Positionierungenauigkeiten
vermieden sind und die als Mehrfachmaschine mit mehreren Bohr- und/oder Stopfwerkzeugen
ausgebildet sein kann.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht insbesondere darin,
dass jeweils ein Bohrwerkzeug und ein Stopfwerkzeug abwechselnd nacheinander als
Bearbeitungsstationen angeordnet sind, dass am Anfang und am Ende der Bearbeitungsstations-Anordnung
jeweils ein Bohrwerkzeug vorgesehen ist, dass die Transportvorrichtung entlang der
Reihe von Bearbeitungsstationen verschiebbare Werkstückhalter aufweist, deren Anzahl
um eins geringer ist als die Anzahl der Bearbeitungsstationen, wobei die Abstände
zwischen den einzelnen Werkstückhaltern einerseits und zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen
andererseits gleich sind, und dass dem oder den Stopfwerkzeug(en) jeweils eine Übergabevorrichtung
zum automatischen Entnehmen beziehungsweise Einsetzen eines Bürstenkörpers aus beziehungsweise
in eine dem jeweiligen Stopfwerkzeug zugeordnete Werkstückhalterung zugeordnet ist.
An einer Übergabevorrichtung wird jeweils ein ungebohrter Bürstenkörper
in einen Werkstückhalter an einem Stopfwerkzeug zugeführt. Die Transportvorrichtung
verschiebt nun die Werkstückhalter derart, dass der beziehungsweise die zuvor eingesetzte(n)
ungebohrte(n) Bürstenkörper jeweils in den Arbeitsbereich eines Bohrwerkzeugs gelangen.
Nach dem Bohren werden die Werkstückhalter mit den gebohrten Bürstenkörpern zurückbewegt,
so dass die zuvor gebohrten Bürstenkörper jeweils im Bereich eines Stopfwerkzeugs
angeordnet sind und dort gestopft werden können. Da die Bürstenkörper während der
Bearbeitung in ihrem jeweiligen Werkstückhalter verbleiben und beim Wechsel der
Bürstenkörper vom Bohrwerkzeug zum Stopfwerkzeug kein Umsetzen erforderlich ist,
behalten die Bürstenkörper ihre definierte Lage relativ zum Werkstückhalter, so
dass ein präzises Einstopfen der Borstenbündel in die Bündellöcher sichergestellt
ist.
Nach dem Stopfen kann eine gestopfte Bürste mit der Übergabevorrichtung
aus dem Werkstückhalter entnommen und beispielsweise in einen Auffangbehälter ausgeworfen
werden.
Die erfindungsgemäße Bürstenherstellungsmaschine kann in vorteilhafter
Weise als Mehrfachmaschine mit einer Vielzahl von Bohr- und Stopfwerkzeugen ausgebildet
sein zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer Bürstenkörper, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit
erhöht ist.
Das Bestücken der Übergabevorrichtung(en) mit ungebohrten Bürstenkörpern
kann manuell durch eine Bedienperson erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, dass
der beziehungsweise den Übergabevorrichtung(en) jeweils ein Bürstenkörper-Vorratsmagazin
zugeordnet ist. Aus diesem Bürstenkörper-Vorratsmagazin kann die Übergabevorrichtung
dann jeweils einen Bürstenkörper automatisch entnehmen und einem Werkstückhalter
zuführen.
Ein weiterführender Erfindungsgedanke sieht vor,
dass ein Fächerband zum Zuführen von ungebohrten Bürstenkörpern an die Übergabevorrichtung(en)
und zum Weitertransport von gestopften Bürstenkörpern vorgesehen ist, das mit einer
Antriebseinheit zum schrittweise Transportieren und Positionieren einer Fächerband-Werkstückhalterung
in Antriebsverbindung steht.
Dadurch ist ein vollautomatischer Betrieb der erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine
möglich. Neben der automatischen Zuführung von ungebohrten Bürstenkörpern an die
Übergabevorrichtungen) erfolgt auch der Weitertransport nach dem Stopfen, beispielsweise
zu einer Nachbearbeitungsstation, automatisch.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bürstenherstellungsmaschine
ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen.
Es zeigt, zum Teil stärker schematisiert:
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Bürstenherstellungsmaschine,
2 eine Aufsicht einer Bürstenherstellungsmaschine
mit einem Fächerband und einer Nachbearbeitungseinrichtung,
3 eine als Einfachgreifer ausgebildete
Übergabevorrichtung,
4 eine als zweiarmigen Doppelgreifer
ausgebildete Übergabevorrichtung, und
5 eine als einarmigen Doppelgreifer ausgebildete
Übergabevorrichtung.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Bürstenherstellungsmaschine weist
gemäß 1 insgesamt fünf äquidistante, also mit gleichem
Abstand a zueinander beabstandete Bearbeitungsstationen 2, 3 auf,
wobei jeweils ein Bohrwerkzeug 2 und ein Stopfwerkzeug 3 abwechselnd
nacheinander angeordnet sind und am Anfang und am Ende der Bearbeitungsstations-Anordnung
jeweils ein Bohrwerkzeug 2 angeordnet ist.
Unterhalb der Bearbeitungsstationen ist eine Transportvorrichtung
4 mit vier Werkstückhaltern 5 für Bürstenkörper 6 angeordnet.
Der Mitten-Abstand a zwischen den Werkstückhaltern 5 ist dabei gleich dem
Abstand a der Bearbeitungsstationen zueinander.
Die Transportvorrichtung 4 ist zwischen der Position I und
der – aus Gründen der Übersichtlichkeit – darunter, strichliniert dargestellten
Position II seitlich verstellbar.
Zu Beginn eines Bearbeitungszyklus befindet sich die Transportvorrichtung
4 beispielsweise in der Position II und in die unterhalb der beiden Stopfwerkzeuge
3 angeordneten Werkstückhalter 5 wird jeweils ein ungebohrter
Bürstenkörper 6 eingesetzt. In den beiden anderen Werkstückhaltern
5 befindet sich bereits jeweils ein zuvor gebohrter Bürstenkörper
6. Die Transportvorrichtung bewegt sich anschließend nach links in die
Position I, so dass die zuvor eingesetzten Bürstenkörper jeweils unterhalb eines
Bohrwerkzeugs angeordnet sind. In dieser Position können die Bürstenkörper
6 unterhalb der Bohrwerkzeuge 2 gebohrt werden, wobei das in
1 außen rechts angeordnete Bohrwerkzeug leer mitläuft.
In die zuvor gebohrten Bürstenkörper 6, die nun unterhalb der Stopfwerkzeuge
3 angeordnet sind, werden gleichzeitig Borstenbündel 7 eingestopft.
Nach dem Stopfen werden die fertig gestopften Bürsten aus den Werkstückhaltern
– automatisch oder manuell – entfernt und durch neue, ungebohrte Bürstenkörper
ersetzt. Dann bewegt sich die Transportvorrichtung 4 nach rechts zurück
in die Position II, in der nun entsprechend die zuvor gebohrten Bürstenkörper
6 gestopft werden und die neu eingesetzten ungebohrten Bürstenkörper
6 gebohrt werden. In dieser Position läuft das Bohrwerkzeug außen links
leer mit. Dieser Vorgang wird nun zyklisch wiederholt.
Da die Bürstenkörper 6 beim Übergeben von einem Bohrwerkzeug
2 an ein Stopfwerkzeug 3 in ihrem jeweiligen Werkstückhalter
5 verbleiben, treten keine Positionier-Ungenauigkeiten auf und das Stopfen
erfolgt sehr präzise und ohne Versatz, so dass die Qualität der fertigen Bürsten
erhöht und Ausschussproduktion vermieden ist.
Durch die wechselweise Anordnung der Bearbeitungsstationen mit jeweils
einem Bohrwerkzeug 2 am Anfang und am Ende ist eine Bearbeitung der Bürstenkörper
in beiden Positionen (I, II) der Transportvorrichtung 4 ohne Leerlauf möglich,
wodurch eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erreicht wird.
Um die Anzahl der pro Zeiteinheit bearbeiteten Bürstenkörper zu erhöhen,
können weitere Stopfwerkzeuge 3 und Bohrwerkzeuge 2 in der Bearbeitungsstations-Anordnung
vorgesehen sein. Die Anordnung kann jeweils um ein Stopfwerkzeug-Bohrwerkzeug-Paar
erweitert werden, wobei pro Bearbeitungsstations-Paar zwei zusätzliche Werkstückhalter
für die Transportvorrichtung 4 benötigt werden.
2 zeigt eine Bürstenherstellungsmaschine
1 mit einem Fächerband 8, das vor der Bearbeitungsstations-Anordnung
in Transportrichtung Pf1 entlang läuft. Ungebohrte Bürstenkörper 6a werden aus
einem Bürstenkörper-Vorrat 9 entnommen und jeweils in ein Fach
10 mit einer nicht näher dargestellten Fächerband-Werkstückhalterung des
Fächerbandes 8 eingesetzt (Pf2). Das Übergeben eines Bürstenkörpers
6a von dem Bürstenkörper-Vorrat 9 an ein Fach 10 kann
dabei manuell durch eine Bedienperson oder automatisch mit einem Übergabegreifer
erfolgen.
Im Bereich der Stopfwerkzeuge 3 ist jeweils eine Übergabevorrichtung
11 vorgesehen, mit der ein ungebohrter Bürstenkörper 6a in einen
Werkstückhalter 5 der Transportvorrichtung 4 eingesetzt beziehungsweise
ein gestopfter Bürstenkörper 6c auf das Fächerband 8 zurückgelegt
werden kann (Pfeile Pf3).
Wie zuvor beschrieben, wird die Transportvorrichtung 4 mit
den Werkstückhaltern 5 nach dem Einsetzen ungebohrter Bürstenkörper
6a seitlich verschoben, so dass die ungebohrten Bürstenkörper
6a in den Arbeitsbereich der Bohrwerkzeuge 2 gelangen und gebohrt
werden können. Nach dem Bohren verschiebt sich die Transportvorrichtung
4 mit den Werkstückhaltern 5 zurück und die gebohrten Bürstenkörper
6b können an den Stopfwerkzeugen 3 gestopft werden. Die gestopften
Bürstenkörper 6c werden anschließend mit der jeweiligen Übergabevorrichtung
11 in ein Fach 10 auf dem Fächerband 8 zurückgelegt.
Nach einem Übergabevorgang wird das Fächerband 8 um eine Schrittweite
weiterbewegt, die dem Zweifachen des Mitten-Abstandes b zweier Fächer
10 zueinander entspricht. Der Abstand c der beiden Übergabevorrichtungen
11 beziehungsweise der Stopfwerkzeuge 3 zueinander ist dabei so
gewählt, dass zwischen den beiden Übergabevorrichtungen 11 zwei Fächer
10 des Fächerbandes 8 angeordnet sind. Dadurch wird erreicht,
dass einerseits jeder der ungebohrten Bürstenkörper 6a von einer der Übergabevorrichtungen
11 an ein Stopfwerkzeug 3 zugeführt wird und andererseits stets
ein ungebohrter Bürstenkörper 6a an beiden Übergabevorrichtungen
11 bereitgehalten wird und im Gegenzug jeweils ein leeres Fach
10 zum Zurückgeben eines gestopften Bürstenkörpers 6c an den Übergabevorrichtungen
11 bereitsteht.
Bei einer Bürstenherstellungsmaschine mit drei Stopfwerkzeugen wäre
der Abstand der dann drei Übergabevorrichtungen beziehungsweise der Stopfwerkzeuge
zueinander so zu wählen, dass zwischen den Übergabevorrichtungen jeweils drei Fächer
des Fächerbandes angeordnet sind und so weiter.
Die gestopften Bürstenkörper 6c werden mit dem Fächerband
8 an eine nachgeordnete Nachbearbeitungseinrichtung 12 gebracht
und mit einer weiteren Übergabevorrichtung 11a an die Nachbearbeitungseinrichtung
12 übergeben beziehungsweise nach der Nachbearbeitung, beispielsweise Beschleifen
der freien Borstenenden, auf das Fächerband 8 zurückgegeben. Danach können
die nachbearbeiteten Bürstenkörper 6d beispielsweise einer nicht dargestellten
Verpackungseinrichtung zugeführt werden.
Um ein zuverlässiges Greifen und Erfassen der Bürstenkörper
6 durch die Übergabevorrichtungen 11 sicherzustellen, insbesondere
bei geformten Bürstenkörpern, können die Fächer 10 des Fächerbandes
8 entsprechende Ein- beziehungsweise Ausformungen oder formangepasste Einsätze
aufweisen. Es können auch zwei parallel laufende, in unterschiedlichen Höhen angeordnete
Bänder vorgesehen sein, auf denen die Bürstenkörper mit ihren Endbereichen aufliegen.
Es ist auch möglich, eine Nachbearbeitung der gestopften Bürsten direkt
auf dem Fächerband durchzuführen. Dazu können die Bürstenkörper auf dem Fächerband
mittels Spanneinrichtungen festgespannt werden, wobei die Spanneinrichtungen auf
dem Fächerband selbst vorgesehen sein können oder von Außen bereitgehalten werden.
Um eine besonders präzise und lageinvariante Übergabe der Bürstenkörper
an die Werkstückhalter 5 unterhalb der Stopfwerkzeuge 3 sicherzustellen,
können die Bürstenkörper vor der Abnahme durch die Übergabevorrichtung
11 durch feststehende, nicht dargestellte Zentriereinrichtungen, die auf
die längsseitigen Enden der Bürstenkörper einwirken, ausgerichtet werden.
In den 3 bis 5
sind verschiedene Ausführungsformen einer Übergabevorrichtung 11 dargestellt.
3 zeigt eine als Einfachgreifer ausgebildete
Übergabevorrichtung 11, die eine drehbare Greifer-Lagerung 13
aufweist, an der ein Greifer-Arm 14 mit einer Greif-Vorrichtung
15 für einen Bürstenkörper 6 schwenkbar gelagert ist. Mit dem
Greifer-Arm 14 und der Greif-Vorrichtung 15 kann ein Bürstenkörper
6 von dem Fächerband 8 an eine Werkstückhalterung im Bereich eines
Stopfwerkzeuges 3 durch Drehen der Greifer-Lagerung 13 um eine
Drehachse A1 und des Greifer-Arms 14 um eine Drehachse A2 übergeben und
von dort nach erfolgter Bearbeitung an das Fächerband 8 zurückgegeben werden.
Um die Übergabegeschwindigkeit zu erhöhen kann die Übergabevorrichtung
11 als Doppelgreifer ausgebildet sein. 4 zeigt
eine als zweiarmigen Doppelgreifer ausgebildete Übergabevorrichtung 11,
bei der die Greifer-Lagerung 13 um eine Drehachse A1 und die beiden Greifer-Arme
14 jeweils um eine Drehachse A2 verschwenkbar sind.
Bei der Übergabevorrichtung 11 gemäß 5
ist nur ein Greifer-Arm 14 vorgesehen, der jedoch an zwei gegenüberliegenden
Seiten jeweils eine Greifer-Vorrichtung 15 aufweist und so ebenfalls als
Doppelgreifer einsetzbar ist. Der Greifer-Arm 14 ist hier sowohl um eine
Drehachse A1 als auch um eine zweite Drehachse A2 verschwenkbar gelagert.
In beiden Anordnungen gemäß 4 und
5 kann jeweils ein ungebohrter Bürstenkörper
6a mit einer der Greif-Vorrichtungen 15 von dem Fächerband
8 entnommen und dem jeweiligen – in den Figuren nicht dargestellten
– Werkstückhalter angenähert werden, so dass die Totzeit, in der ein gestopfter
Bürstenkörper entnommen und ein ungebohrter Bürstenkörper der Bearbeitungsstations-Anordnung
zugeführt wird, minimiert werden kann.
