DE2210453A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Bürsten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Maschinen zur Έ?.τβζ?-Χ1ιιγ.:± ^t ■"> Büz >;-b ■:,::<. und dergleichen und insbesondere Ka.süLiny:i -zu-z ■^-■^■iiü/M.for.;-:! Verankern von Bündeln aus Borsten i-i Fr:"~: το?ι 3'\z3IcIi: „,an den Bürstenblöcken, so bei der TTerstelX"r:i;;r "-an P."?-riiv»---E-ri2i::=- bürsten, Bürsten zum Kehren des Bodens eto, vis Jivfi:iÜÄing ts-« trifft insbesondere ein Verfahren rind e~bss Ywrrieiitiiiigj duroti welche in einer Folge ein oder mehrere Bürsteii/jlöcks auf einer zwei- oder dreidimensionalen Bahn in Lagi g&'üracht und einstellbar sind, so dass die verschiedenen zum Vsranliern der Borstenbüschel am Block bzw» an den Bio elf en vorgessiienen Po sitionen nacheinander mit einem Arbeitskopf in Fluclitung gebracht werden können, der die Büschel am entsproeüenclen. Bürstenblock verankert. Der Arbeitskopf kann der im US-Patent Nr. 1 512 588 beschriebenen Ausführungsform entsprechen,

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Maschinen der in diesem Patent beschriebenen Bauform sind auf dem Gebiet der Bürstenfertigung als sogenannte Bohr— und Füllmaschinen bekannt.

Bekannte "Bohr- und Füllmaschinen" arbeiten mit hin- und herbewegbaren Arbeitsköpfen, von welchen einer eine vorbe— stimmte Anzahl von Öffnungen in einem vorbestimmten Muster in einem Bürstenblock bohrt, während der andere Arbeitskopf gleichzeitig die bereits gebohrten Öffnungen in einem anderen Bürstenblock füllt. Das "Füllen" umfasst die Arbeitsschritte: l) Aufnahme eines Borstenbüschels, 2) Heranführen einer Klammer an den Mittelteil des Büschels, 3)"Biegen oder Brechen" des Büschels an seiner Mitte und 4) Einführen der Klammer und des "gebrochenen" Teils bzw. der Schleife des Borstenbüschels in eine Öffnung des BUrstenblockes, so dass die Klammer die Schleife des Büschels so am Block verankert, dass sich die beiden Endteile bzw. Schenkel des Büschels von der Öffnung nach aussen erstrecken und die Borsten der Bürste darstellen.

Die Bürstenblöcke werden an einem Halter bzw. an einem Tisch festgeklemmt, welcher nach jedem Bohren und nach jedem Füllen bewegt wird, um den Block bzw. um die Blöcke entlang eines vorbestimmten Loch- oder Öffnungsmusters zu bewegen und einzustellen. Dabei wird der Block in einer Folge von Bewegungen in Fluchtung mit einem der entsprechenden Arbeitsköpfe gebracht. Die Einstellung des Halters wird beispielsweise durch Exzenter und Nocken der im US-Patent Nr.1 512 beschriebenen Bauart oder mit Hilfe einer Urschablone der im US-Patent Nr. 2 324 481 beschriebenen Bauart gesteuert.

Bis vor kurzem hat sich Holz als wirtschaftlich zur Herstellung von Bürstenblöcken von Drahtbürsten etc. erwiesen. Entsprechend müssen die Bohrungen bzw. Öffnungen für die Borsten der Bürste in einem vorbestimmten Muster gebohrt wer-

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den. Die Nocken bzw. Steuerkörper oder Schablonen, welche zur Positionsbestimmung der zu füllenden Blöcke benutzt werden, müssen dem Muster der gebohrten Öffnungen zugeordnet sein. Da Nocken oder Steuerkörper und Schablonen sich bei Gebrauch abnutzen und zur Anpassung an verschiedene Bürstengrössen und Bürstenformen öfters auszutauschen sind, hat man in der Praxis die gleichen Nocken oder Schablonen, welche zum Einstellen eines zu füllenden Bürstenblockes dienen, benutzt, um einen weiteren Bürstenblock zum Zwecke des Bohrens in seine Position zu bringen. Entsprechend wurde der einzelne Bürstenblock nach dem Bohren einer weiteren Halterung derselben Vorrichtung zugestellt, wo er in gleicher Weise unter Verwendung der gleichen Nocken oder Schablonen in seine zum "Füllen" dienende Lage gebracht wird.

Selbst wenn sich die Nocken oder Schablonen abnutzen und wenn sich die Muster der Bohrungen ändern, müssen die Einstellungen zum Bohren und zum Füllen genau einander angepasst sein. Dies setzt voraus, dass die Blöcke kurz nach dem Bohren der Löcher oder Öffnungen gefüllt werden, so dass eine geringe oder keine Abnutzung der Steuerkörper oder Schablonen erforderlich ist bzw. dass es keiner neuen Einstellung der Nocken oder Schablonen zwischen dem Bohren und dem Füllen bedarf.

Die Kosten von aus Holz bestehenden Bürstenblöcken haben jedoch einen Punkt erreicht, an welchem aus Kunststoff bestehende Blöcke sich wenigstens genauso wirtschaftlich, möglicherweise sogar wirtschaftlicher als die Holzblöeke erweisen. Bei aus Kunststoff bestehenden Bürstenblöcken ist es möglich, die Öffnungen bereits während der Formgebung innerhalb der Blöcke anzuordnen, anstatt sie bohren zu müssen. Die Einstellung eines Halters würde also nur dem Füllen der Blöcke zuzuordnen sein.

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Daraus folgt, dass bei einer besonderen Form von Öffnungs-■ustern eine sehr genaue und gleichförmige Einstellung bzw* Lagebestimmung während des Füllens beibehalten werden muss. Diese Lagebestimmung kann nicht in zufriedenstellender Weise mit Nocken oder Schablonen erreicht werden, da sich die Einstellung mit der Abnutzung und mit verschiedenartigen Einstellungen von Steuerkörper und Schablone ändert. Auch die zum Einstellen bzw. Nachstellen der Nocken oder Schablonen erforderliche Genauigkeit würde zu viel Zeit beanspruchen und das Verfahren ungeeignet erscheinen lassen«

Ein weiterer Vorteil der Verwendung von aus Kunststoff bestehenden Bürstenblöcken ist darin zu sehen, dass sie mit einer gekrümmten, die Borsten aufnehmenden Fläche ausgebildet werden können. Venn die Öffnungen gleichförmige Tiefe besitzen, kann man entsprechend Bürsten mit gekrümmter Borstenfläche herstellen. Bürsten dieser Form erweisen sich von Vorteil für manche Anwendungszwecke, so als Handbürsten etc. Als bekannt anzusehende Bohr- und Füllmaschinen arbeiten jedoch nicht mit.ausreichender Genauigkeit, um die Öffnungen auf diese Weise zu füllen.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung werden indessen den genannten Schwierigkeiten und Erfordernissen oben erwähnter Art gerecht und gewährleisten darüber hinaus weitere durch als bekannt anzusehende Vorrichtungen nicht vorgegebene Vorteile.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um einen Bürstenblock mit darin befindlichen, zur Aufnahme von Borsten dienenden Öffnungen in einer Folge entlang einer vorbestimmten, dem Lochabstand entsprechenden Bewegung aus einer Position in eine andere zu verlagern, um jede einzelne der Öffnungen

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mit einem Arbeitskopf fluchten zu lassen.

Der BUrstenblock soll in einer Folge entlang mehrerer vorbestimmter Positionen in einer vorbestimmbaren, dreidimensionalen Bahn entsprechend dem Muster der die Borsten aufnehmenden Öffnungen in einer Fläche des Bürstenblockes einstellbar sein.

Der aus Kunststoff geformte bzw. formgepresste Bürstenblock mit darin geformten, zur Aufnahme von Borsten dienenden Öffnungen soll in einer Folge entlang mehrerer Positionen bewegt werden, welche der Anordnung bzw. dem Muster der Öffnungen entsprechen.

Es soll ferner gewährleistet sein, dass der mit in einer gekrümmten Fläche befindlichen Öffnungen versehene Bürstenblock mit Genauigkeit und gleichförmiger Wiederholbarkeit betätigbar ist, wenn die Öffnungen zur Aufnahme der Borsten mit einem Arbeitskopf in Fluchtung gebracht werden.

Fernerhin soll eine Vorrichtung geschaffen werden, um einen Bürstenblock entsprechend eines Musters von im Block befindlichen Öffnungen in einer Folge so einzustellen, dass jede Öffnung räumlich mit einem Arbeitskopf fluchtet, um die Borsten innerhalb der Öffnungen verankern zu können. Me Vorrichtung soll ohne weiteres mit numerischer Steuerung betrieben werden können.

Die vorangehend erläuterte Aufgabe wird durch das Verfahren und durch die Vorrichtung gemäss der Erfindung gelöst. Das Verfahren und die Vorrichtung sind mit herkömmlichen Maschinen verwendbar, so beispielsweise mit Maschinen zum Verankern von Borsten in Öffnungen oder Bohrungen, welche in der Oberfläche eines Btirstenblockes eingelassen sind.

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Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung wird ein Bürstenblock in einen Halter so eingesetzt, dass eine der Öffnungen genau nit einem Arbeitskopf fluchtet. Dieser bewegt sich und wirkt dergestalt, dass er ein Borstenbüschel zwischen seinen Enden in Form einer Schleife biegt und anschliessend den Schleifen— teil innerhalb der Öffnung verankert. Anschliessend werden mehrere Gruppen von Antriebsimpulsen erzeugt, wobei jede Gruppe einer Richtung und einem Abstand entlang einer Koordinatenachse entspricht, entlang welcher sich der Bürstenblock bewegen muss, um eine weitere Öffnung räumlich zum Zwecke der Füllung mit dem Füllkopf in Fluchtung zu bringen. Die Impulsgruppen werden benutzt, um mehrere Schrittmotoren anzutreiben. Jeder dieser Schrittmotoren wird entsprechend durch die Impulse einer der Gruppen angetrieben, um den Bürstenblock entlang einer der Koordinatenachsen um eine vorbestimmte Strecke zu bewegen. Nachdem die Schrittmotoren durch die Impulsgruppen bzw. Impulsreihen angetrieben wurden, um den Bürstenblock entlang einer dem Lochabstand entsprechenden Strecke zu bewegen, wird ein weiteres Borstenbüschel innerhalb derjenigen Öffnung verankert, welche räumlich genau auf den Arbeitskopf ausgerichtet wurde. Der Arbeitsvorgang wird wiederholt, wobei der Halter für den BUrstenblock in einer Folge entlang vorbestimmter Öffnungsabstände von einer Position in eine andere bewegt wird, um die Öffnungen nach einander mit dem Arbeitskopf in Fluchtung zu bringen. ^v

Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist mit einem räumlich wirkenden Lage- und Einstellmechanismus für den Bürstenblockhalter versehen. Die Vorrichtung umfasst eine Basis, einen ersten an der Basis angebrachten und linear beweglichen Tisch, einen zweiten Tisch, welcher am ersten Tisch angebracht bzw. angeordnet und senkrecht zur Bewegung des ersten Tisches linear verlagerbar ist, und einen dritten Tisch, welcher am zweiten Tisch angebracht und senkrecht zur Bewegung des ersten

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und des zweiten Tisches linear bewegbar ist und den Bürstenblockhalter trägt. Der Vorrichtung sind drei Schrittmotoren zugeordnet, von welchen jeweils einer einen der drei Tische bewegt» Die Schrittmotoren werden durch Gruppen bzw. Reihen elektrischer Antriebsimpulse ausgelöst. Die entsprechende Impulsgruppe für den einzelnen Schritt jeden Schrittmotors ist so vorbestimmt, dass der Bürstenblockhalter in einer Folge entlang vorbestimmten dem Öffnungsabstand entsprechender Schritte aus einer Position in eine andere bewegt wird, um jeweils jede zur Aufnahme von Borstenbüscheln dienende öffnung mit dem Arbeitskopf fluchten zu lassen.

Das Muster für die Folgebewegungen des Halters während eines vollständigen Arbeitsablaufes kann so beschaffen sein, dass mehr als ein Bürstenblock gleichzeitig gefüllt wird. Es können mehrere Arbeitsköpfe benutzt werden, um die Borstenbüschel zu verankern. Dabei kommt jeweils ein getrennter Halter für jeden der Arbeitsköpfe zur Anwendung, Die einzelnen Halter sind relativ zueinander fixiert, so dass mehrere Arbeitsabläufe zum Verankern von Borsten unter Verwendung lediglich eines Lage- und Einstellmeehanismus gemäss der Erfindung vorgenommen werden können.

Nach einem bevorzugten Merkmal gemäss der Erfindung besteht der dritte Tisch aus zwei voneinander getrennten Abschnitten, welche sich aufeinander zugewandt und unter Trennung voneinander bewegen, so dass sich der Schwerpunkt des dritten Tisches relativ zu seiner Abstützung nicht verändert.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen die Mittel zur Erzeugung der elektrischen Antriebsimpulse aus einem vorbereiteten Mehrkanalband bzw. -streifen, welcher vorbestimmte Gruppen von Signalimpulsen trägt. Die Impulse können verstärkt werden, um während der Bewegung des Streifens

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elektrische Antriebsiepulse für die entsprechenden Schrittmotoren auszulosen.

Die Erfindung ist verwirklicht in eine« Verfahren und in einer Vorrichtung zur Lagebestimmung und zur Einstellung ▼on Bürstenblöcken bezüglich eines Arbeitskopfes, wobei die Blöcke aehrere zum Verankern von Borstenbüscheln dienende Öffnungen aufweisen. Jeder Block wird in bestimmten Zeit— Intervallen intermittierend bewegt, um jede einseine ie Block befindliche Öffnung in der Folge in eine vorbestimmte Position unter räumlicher Fluchtung auf einen Arbeitskopf und auf den zu verankernden Bürstenbüschel einzustellen. Der Halter für den Bürstenblock ist entlang Mehrerer Positionen entlang drei senkrecht zueinander stehender Achsen innerhalb eines dreidimensional begrenzten Raumes bewegbar· Dies ermöglicht, Bürstenblöcke axt kurvenförmigen, zum Verankern der Borsten dienenden Flächen zu bearbeiten. Die Bewegung des Halters entlang der drei senkrecht zueinander stehenden Achsen geschieht unter Steuerung dreier Impuls motor en und mit Hilfe von Mitteln, welche Folgegruppen vorbestimmter Zahlen von Antriebeimpulsen erzeugen, um die Impuls— bzw. Schrittmotoren intermittierend unter zeitlichen Abständen in Betrieb zu nehmen. Auf diese Weise wird der Halter zwischen einzelnen zur Verankerung dienenden Arbeits gänge η entlang eines vorbestimmten zwei- oder dreidimensiona len Musters bewegt, welches der Position der Öffnungen in Block entspricht.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine scheraatische Teil-Perspektivansicht unter Darstellung eines Teils des erfindungsgemässen Lage- und Einstellmechanismus für einen Bürstenblock;

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Fig. 2 ist eine Draufeicht dee «it einer Btirstenblock-Ftfllaaschlne verweabaren, erfindungsgemässen Lage— und Einstellmechanisaus für einen Bürstenblock;

Flg. 3 ist eine Vorderansicht des In Fig. 2 dargestellten Mechanismus, welcher zu» Zwecke der Übersichtlichkeit teilweise gebrochen und i« Schnitt wiedergegeben ist;

Fig. h ist eine vergrösserte TeilSchnittansicht von Linie %-4 in Flg. 3I

Fig. $ lit eine vergrösserte Teilschnittansicht von Linie 5-5 in Fig. 3ϊ

Fig. 6 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht von Linie 6-6 in Fig. 3i

Fig. 7 ist eine vergrösserte Teilschnittanelcht von Linie 7-7 in Fig. 2;

Fig. 8 ist eine vergrösserte Draufsicht auf ein Paar von Bürstenblöcken unter Darstellung des Musters, entlang welchem die Bürstenblöcke während ihrer« Einstellung bewegt werden, um die Borstenbüschel in den Bürstenblöcken zu verankern;

Fig. 9 bis 12 sind Teilschnittansichten unter Darstellung der "Füllung", während welcher Büschel in Form von Borsten in den Öffnungen des Bürstenblockes verankert werden; und

Fig.13 ist eine schematische Darstellung des Steuerungssystems für das Gerät geinäss der Erfindung.

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Ia den Flg. 1« 2 und 3 der Zeichnungen 1st ein Lage- und Biastellaecaanlemus A dargestellt, welcher mit eiaer Mascaiae

B sum Veraakern von BorstenbUseheln in Bttratenbltfckea verwendbar ist. Das Verankern von Borstenbuscbeln wird als "Fttllen" Bezeichnet. Ib vorliegeadea AaeftUurangsb» !spiel 1st dia atm «Füllen" dienende Maschine B geeignet, vier Füllungen gleichzeitig vorzunehmen.

Lage- aad Einetellaechaalsmus A ist nachfolgend sua Zwecke der Erläuterung der Erfindung unter Bezugnahme auf Tier Paar« v«a Bürsteablueken 10 «ad 11 für die Herstellung von Draht-tHaadbürsten erläutert. Die Barsteablöcke 10 und Ii werden Seite an Seite je durch einen tob Tier Haltern 12 ergriffen. In den aus Kunststoffaaterlal geforaten Bürsten«» blBcken befinden sich In einea vorbestiaaten Muster Öffnungen 13 zur Aufnahme der Borstenbüschel.

Ia dea In Fig. 1 dargestellten Burstenblook 10 sind bereite eine Anzahl von Borstenbüscheln 14 verankert. Der Block befindet sich In einer Lage, in welcher ein Borstenbüschel 15 aittels einer Klaawer 16 in einer der Öffnungen 13 des BUrstenblockes verankert wird. Die Klanaer 16 wird durch einen von vier Klaaverträgern 17 aufgenommen. Die Klamaerträger setzen die Klasmer und das Borstenbüschel 15 nach unten auf der Oberseite des Bürstenblockes 10 auf, wonach die Klcfawer l6 und das Borstenbüschel 15 nit Hilfe eines mit dem Klammerträger 17 zusammenwirkenden Heftkörpers 18 in die entsprechende Öffnung gedruckt werden. Ein Schwenkkörper 19 führt den Klammerträger 17 während des Endes seiner Bewegung und dient gleichzeitig zum Biegen bzw. "Brechen¹¹ der einander gegenüberliegenden Enden des Borstenbüschels 15» wobei eine "Schleife" gebildet wird.

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Wie aa besten aus Fig. 3 der Zeichnungen ersichtlich, sind die Halter 12 geeignet, -je zwei Burstentlocke 10 und 11 Seite an Seite genau auszurichten und festzuklemmen, bevor das sogenannte "Füllen" beginnt. Die Halter 12 sind auf einem von zwei verbundenen, der X—Achse zugeordneten Tischen 20 und 21 befestigt^ welche sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen und welche mit Hilfe des Lage- und Einstell-■echanisraus A relativ zu drei zueinander senkrechten Koordinatenachsen X₁ Y, Z verlagerbar sind. Die der X-Achse zugeordneten Tische sind relativ zu den Klammerträgern 17 in Richtung einer der drei Koordinatenachsen bewegbar und sind auf einem Tisch der Y-Achse angebracht. Dieser ist vertikal oder in Richtung der Z-Achse als auch in Richtung der Y—Achse bewegbar. Der Tisch 22 der Y-Achse seinerseits ist auf einen Tisch 23 der Z-Achse befestigt, welcher sich nur vertikal, d.h. in Richtung der Z-Achse bewegen kann. Der Lage- und Einstellmechanismus A stützt sich auf einer Basis 25 (Fig. 3» 6 und 7) ab, welche vier Paare von Führungsbuchsen 26 aufweist. Die Führungsbuchsen dienen zur Aufnahme und zur Führung von vier vertikal sich erstreckenden Führungsstangen 27» die in an der Unterseite des Tisches 23 der Z-Achse angebrachten Streben bzw. Lagern 28 verbolzt sind.

Der Tisch der Z-Achse wird mit Hilfe eines elektrD-hydrau-Iisehen Schrittmotors 30 vertikal in Richtung der Z-Achse bewegt. Der Schrittmotor 30 treibt eine Triebscliraube 31 an, welche ihrerseits eine an der Unterseite des Tisches 23 der Z-Achse angeljoIzte Mutter 32 antreibt. Der Schrittmotor 30 ist an der Basis 23 mittels Holzen befestigt und treibt die Schraube 31 über ein Reduziergetriebe in nachfolgend beschriebener Weise an:

Das Ausgangs zahnrad 33 des Sclirit tiaotors 30 kämmt mit einem an einem Ende einer !/elIe 35 befestigten Ritzel 3^. Dae

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Welle 35 ist in einem an der Basis 25 angebolzten Lagerblock 36 gelagert. Auf das andere Ende der Welle 35 ist ein Ritzel 37 aufgekeilt, welches in ein Zahnrad 38 an der Eingangswelle eines Differentialgetriebekastens 39 eingreift. Das untere Ende der Schraube 31 ist im Differentialgetriebekasten 39 gelagert und wird nach Maßgabe des Antriebes durch das Zahnrad 38 in Umlauf versetzt·

Es ist ersichtlich, dass die Schraube 31 im wesentlichen das gesamte Gewicht des Mechanismus trägt. Demgemäss muss die zum Anheben des Mechanismus erforderliche Kraft durch den elektrisch-hydraulisch wirkenden Schrittmotor 30 erbracht werden. Da es zur Erzielung hoher Arbeitsgeschwindigkeit erwünscht ist, das Anheben und Absenken so schnell wie möglich durchzuführen, muss die Massenträgheit des Lage- und Einstellmechanismus A reduziert werden, um zu einer schnellen Beschleunigung des Mechanismus zu kommen. _Aus diesem Grunde sind die Tische 20 und 21 der X-Achse, der Tisch 22 der Y-Achse und der Tisch 23 der Z-Achse vorteilhafterweise aus einem extrem leichten Metall gefertigt, so aus Magnesium. Man setzt dadurch die Masse der Einheit auf ein Miniraum herab und reduziert entsprechend die Massenträgheit, welche der Schrittmotor elektrisch-hydraulischer Wirkungsweise überwinden muss. %

Auf dem Tisch 23 der Z-Achse ist ein weiterer Schrittmotor 40 elektro-hydraulischer Wirkungsweise angebracht. Dieser Motor treibt eine Schraube 41 an, welche ihrerseits eine am Tisch 22 der Y-Achse befestigte Mutter 42 antreibt, um den Tisch der Y-Achse in Richtung dieser Achse zu verlagern, Die Bewegung des Tisches 22 der Y-Achse wird mit Hilfe von vier Paaren von Führungsbuchsen 43 geführt, welche an der Unterseite des Tisches 22 angebolzt sind. Jedes» Paar der Buchsen gleitet entlang einer von vier Führungsstangen 44,

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die an ihren Enden in Lagern 45 gehalten sind. Die Lager 45 ihrerseits sind an der Oberseite des Tisches 23 der Z-Achse angebracht.

Die Tische 20 und 21 der X-Achse werden mit Hilfe eines Schrittmotors 50 elektrisch-hydraulischer Wirkungsweise entlang der X-Achse einander entgegengesetzt bewegt. Der Schrittmotor 50 ist an einer Strebe 46 angebolzt bzw. festgeschraubt, welche ihrerseits den Sehrittmotor 40 trägt und am Tisch 23 der Z-Achse angebolzt ist. Der Schrittmotor 50 treibt eine Keilwelle 51 an, welche verschiebbar in eine Differentialantriebseinheit 52 eingreift. Die Antriebseinheit 52 ist am Tisch 23 der Y-Achse angebolzt bzw. angeschraubt. Die Differentialantriebseinheit 52 ist relativ zur Keilwelle 51 bewegbar, um verschiedenen Positionen des Tisches 22 der Y-Achse entlang der Achse der Welle 51 zu entsprechen. Diese treibt über die Differentialantriebseinheit 52 eine Schraube 53 an, welche sich von den entgegengesetzten Enden der Differentialantriebseinheit 52 erstreckt, wobei die Gewindegänge auf den einander gegenüberliegenden Enden entgegengesetzt gerichtet sind, Dia Schraube 53 treibt in einander entgegengesetzten Richtungen zwei je an einem Ende befindliche Muttern 54 und 55 an. Die Mutter 5^ ist mit dem Tisch 20 verbolzt bzw. verschränkt, während die Mutter 55 am Tisch 21 angebolzt ist.

Die Bewegung der Tische 20 und 21 der X-Achse entlang derselben wird durch vier Paare von Führungsbuchsen 56 geleitet. Jedes Paar der Buchsen gleitet entlang einer von vier Pührungsstangen 57» die an ihren Enden in Lagern 58 angebracht sind. Die Lager 58 sind am Tisch 22 der Y-Achse angebolzt.

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B /U

Zwei Paare von Führungsbuchsen 56 sind an der Basis jeden Tisches 20 und 21 der X-Achse angebolzt.

Das Verankern der Borsten ist aus den Fig. 7 bis 12 der Zeichnungen ersichtlich. Aus Fig. 7 ist zu entnehmen, dass der Klammerträger 17 aus einem Paar von Backen 6l und 62 gebildet ist, welche sich entsprechend der Wirkungsweise von der "Füll"-Maschine zugeordneten Nocken oder anderer Steuerorgane einander zugewandt oder entgegengesetzt verschwenken. Wenn die Backen 6l und 62 zum Zwecke der Büschel· bildung nach unten bewegt werden, befinden sie sich in der in Fig. 9 dargestellten auseinandergeschwenkten Lage. In dieser Position kommen sie zuerst in Anlage mit einer geraden Drahtklammer l6, welche unterhalb der Backen durch einen Eingabekopf 63 (Fig. 9 und iO) ausgerichtet ist. Die Klammer l6 wird in Schlitzen aufgenommen, welche in den einander gegenüberliegenden Flächen der Backen 6l und 62 bestehen. Bei fortwährender, nach unten gerichteter Bewegung des Klammerträgers 17 werden die Enden der Klammer umgebogen, bis die Klammer innerhalb der Backen 6l und 62 U-Form einnimmt. Bevor die Klammer das Ende ihrer Bewegung innerhalb der Backen erreicht, zieht sich der Eingabekopf 63 gemäss Fig. 10 nach links zurück.

Die Backen 6l und 62 setzen ihre nach unten gerichtete« Bewegung mit der Klammer fort, wobei sich der Heftkörper mit dem Klammerträger 17, jedoch nicht relativ zu diesem mitbewegt. Die Backen bewegen sich über das Borstenbüschel 15, welches zuvor unter rechtem Winkel zur Ausgangsposition der Klammer l6 zugeführt bzw. in Stellung gebracht wurde. Die Borstenbüschel werden aus einem Behälter 6k (Fig. 7) zugeführt und werden aufeinanderfolgend in Position in die Bahn des Klamraerträgers 17 gebracht. Venn das derart verschobene Borstenbüschel in Anlage mit der Oberseite des Schwenkkörpers 19 gelangt, "bricht" das Büschel, d.h. die

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Enden des Büschels werden bezüglich des durch die Klammer l6 ergriffenen Mittelteils nach oben gebogen und bilden eine "Schleife".

Gemäss Fig. 7 ist der Schwenkkörper 19 auf einem Arm 66 verschwenkbar gehalten. Der Arm 66 dient dazu, den Schwenkkörper 19 zwischen dem Verankern der Büschel aus der Bahn derselben zu verlagern bzw. zu verschwenken, wenn sich der Halter 12 bewegt. Der Schwenkkörper 19 steuert die Backen während des letzten Teiles ihrer Bewegung und drückt sie zusammen, um die Enden der Klammer 16 stärker zusammenzubiegen. Die Backen werden in Richtung der Oberseite der Bürste geleitet, so dass sie die zu "füllende" Öffnung überspannen. An diesem Punkt beginnt der Heftkörper 18 seine nach unten gerichtete Bewegung relativ zu den Backen 6l und 62, greift am oberen bzw. mittleren Teil der Klammer i6 an und drückt diese zusammen mit dem Borstenbüschel 15 in die zugehörige Öffnung, um das Borstenbüschel innerhalb der Öffnung zu verankern. Wenn dieser Arbeitsvorgang vollendet ist, werden der Heftkörper 18 und der Klammerträger 17 zurückgezogen, während der Schwenkkörper 19 aus der Bahn der Büschel verschwenkt wird. Der Lage- und Einstellmechanismus kann in Betrieb genommen werden, um den entsprechenden Bürstenblock mit einer weiteren Öffnung 13 in die zur Aufnahme eines Borstenbüschels geeignete Position zu verbringen.

Das Verankern von Borstenbüscheln in den Bürstenblöcken 10 und 11 unter Verwendung des Lage— und Einstellmechanismus A zusammen mit der Maschine B beginnt in erfindungsgemasser Weise durch das Einstellen bzw. in Lage bringen acht vorgeformter Bürstenblöcke 10 und 11 im Lage- und Einstellmechanismus A, wobei zwei Blöcke jedem der vier Halter 12 zugeordnet sind. Die Halter werden anschliessend festgeklemmt. Zunächst werden die Halter durch den Lage- und Ein-

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Stellmechanismus A so in ihre Position gebracht, dass eine der Eckenöffnungen des ersten Bürstenblockes 10 zum Zwecke der Füllung mit dem Klammerträger 17 fluchtet. Diese Position verändert sich in Abhängigkeit von verschiedenen Bürstenblöcken und verschiedenen Öffnungsmustern. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Bürstenblöcke je 57 Öffnungen in einem Muster auf, welches aus drei, je 19 Öffnungen umfassenden Reihen besteht.

Wenn die erste Öffnung von jedem der vier Bürstenblöcke 10 mit dem Klammerträger fluchtet, wird die Maschine B in vorangehend beschriebener Weise in Betrieb genommen, um ein Borstenbüschel 15 mit einer Klammer l6 innerhalb der zugehörigen Öffnung zu verankern. Nachdem der Klammerträger herausgezogen und der Schwenkkörper in zurückgezogene Position verschwenkt sind, wird der Lage- und Einstellmechanismus A betätigt. Dieser bewegt die Bürstenblöcke zunächst einen Schritt entlang der Achse X, um die nächste Öffnung in Füllposition zu bringen. Die beiden Tische 20 und 21 der X-Achse bewegen sich in entgegengesetzten Richtungen, d.h., dass die Bewegung des Tisches 21 entlang der X-Achse entgegengesetzt zur Bewegung des Tisches 20 verläuft. Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird infolgedessen nur auf die Bewegung des Tisches 20 Bezug genommen. E^ ist erkennbar, dass die Bürstenblöcke 10 und 11 an ihrer die Bürstenbüschel aufnehmenden Fläche kurvenförmig ausgebildet bzw. gebogen sind und dass die Öffnungen 13 gleichförmige Tiefe aufweisen. Um die verschiedenen Öffnungen genau in Position bezüglich der jeweiligen Endposition des Klammerträgers 17 auszurichten, ist infolgedessen eine gewisse Bewegung der Bürstenblöcke entlang der Z-Achse erforderlich. Es ist indessen ersichtlich, dass diese Bewegung wesentlich geringer ist als die erforderlichen Bewegungen in Richtung der X- und Y-Achsen.

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Nachdem die Bürstenblöcke gemäss Fig. 3 von links nach rechts bewegt wurden, ist es erforderlich, die Bürstenblöcke über einen vollständigen Öffnungsabstand entlang der Y-Achse zu bewegen. Da diese Bewegung entlang einer kurvenförmigen Fläche gerichtet ist, muss gleichzeitig eine gewisse Bewegung in Richtung der Z-Achse vorgenommen werden.

Die intermittierende Einstellbewegung wird bezüglich der X- und Y-Achsen fortgesetzt, um dem in Fig. 8 der Zeichnungen dargestellten Muster zu folgen. Venn eine Bewegung entlang der Y-Achse erforderlich ist, d.h. während jeden dritten Einstelltaktes, dann wird diese Bewegung entlang der Y-Achse durch eine kleine Bewegung entlang der Z-Achse begleitet. Die Bewegungen werden unter Verwendung der Schrittmotoren 30, kO und 50 elektrisch-hydraulischer Wirkungsweise nach Maßgabe elektrischer Antriebsimpulse durchgeführt. Die erforderlichen Impulse werden durch eine nachfolgend beschriebene Steuei-einheit angelegt. Zum Zwecke der Beschreibung ist das Einstellmuster unter Bezugnahme auf zwei Bürstenblöcke erläutert, welche Seite an Seite angeordnet sind. Der Bewegung entlang der Y-Achse vom unteren Ende der Bürste zum oberen Ende folgt eine Bewegung vom oberen Ende zum unteren Ende bzw. zurück in die Ausgangslage. Auf diese Weise entsteht eine schlaufenförmige Bewegung, welche von der Ausgangsposition beginnt und an dieser endet. Dabei werden verhältnismässig kleine Bewegungsschritte angewandt, weshalb beträchtliche Zeitverschwendung infolge von Bewegungen entlang der Achsen vermeidbar ist.

Fig. 13 gibt in schematischer Form ein numerisches Steuersystem für den Lage- und Einstellmechanismus A wieder. Das System steuert die Arbeitsweise der elektro-hydraulisehen Schrittmotoren 30, kO und 50, um diese zum Beispiel das in Fig. 8 dargestellte Muster vollführen zu lassen. Das System bzw. die Steueranlage arbeitet mit Speichermitteln, so Loch-

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streifen, welche Steuerinformationen zum Verankern von Borstenbüscheln im jeweiligen Paar der Bürstenblöcke enthalten. Der Streifen wird normalerweise kontinuierlich durch einen Lochstreifenabtaster 70 bewegt, welcher beispielsweise einen Lichtstrahlenanzeiger verwenden kann, um intermittierend einen, ein Signal erzeugenden Kreis zu schliessen. In der dargestellten Ausführungsform sind sechs parallele "Kanäle" von Informationen in den Streifen gestanzt.

Die resultierenden Signale für jeden Kanal in Form elektrischer Impulse werden an einer Motorsteuereinheit 71 angelegt. Diese kann beispielsweise einer Einheit entsprechen, welche unter der Bezeichnung Icon 410 von der Icon Corporation, 156 Sixth Street, Cambridge, Mass. vertrieben wird. Die Motorsteuereinheit 71 umfasst sechs Impulsverstärker 81-86, welche die Signalimpulse des Lochstreifenabtasters 70 verstärken und elektrische Antriebsimpulse geeigneter Spannung und Stromstärke zum Antrieb der entsprechenden Schrittmotoren 30, 40 und 50 erzeugen.

Da alle Schrittmotoren elektrisch-hydraulischer Wirkungsweise sowohl vorwärts als auch rückwärts laufen müssen, ist es erforderlich, dass die Steuerimpulse zur Betätigung jeden Motors in Vorwärtsrichtung auf einem Kanal eingegeben werden, welcher getrennt ist vom Kanal zur Eingabe der Steuerimpulse, die den Motor rückwärts laufen lassen. Die entsprechenden Antriebsimpulse müssen entweder an einer Vorwärts- oder liückwärtsklemme des entsprechenden Schrittmotors elektrisch-hydraulischer Wirkungsweise angelegt werden. Die Steuereinheit ist normalerweise mit Hilfs-Ausgangsklemmen versehen, welche zur Erzeugung von Steuerungsimpulsen für die Betätigung anderer Bauteile dienen, so zur periodischen Bewegung des Klajnmerkopfes, zur Bewegung des Halters, um diesen in Klemmposition zu verbringen, und

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zur Betätigung anderer den Erfordernissen angepasster Vorrichtungen. ;

Die vorliegende Erfindung kann gleichfalls verwendet werden, um Bohrungen an aus Holz oder aus Kunststoff bestehenden Bürstenblöcken einzuarbeiten, welche entweder eine flache oder eine gekrümmte Fläche aufweisen. In diesem Fall wird am Gerät der vorangehend beschriebene Füllkopf durch einen Bohrkopf ersetzt. Geeignete Bohrköpfe können beispielsweise der im US-Patent Nr. 1 512 588 beschriebenen Bauart entsprechen. Die Bohrköpfe dieser Konstruktion werden in einer Maschine mit mehreren Arbeitsköpfen eingesetzt, wobei einige der Arbeitsköpfe Füllköpfe darstellen. Die Bohr- und Füllarbeiten können infolgedessen an verschiedenen Stationen auf der gleichen Maschine vorgenommen werden. Da die LagebeStimmung der Bürstenblöcke relativ zum Bohrkopf anhand derselben Folgeschritte vorgenommen wird, anhand welcher die Bürstenblöcke bezüglich des Füllkopfes eingestellt werden, ist das Steuersystem für beide Arbeitsabläuie im wesentlichen identisch.

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Claims (7)

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Pat entansprüche

Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten mit einem Halter für einen Bürstenblock, an welchem mehrere Borsten zu befestigen sind, und mit einem Arbeitskopf, welcher die Borsten in die im Bürstenblock befindlichen Öffnungen einsetzt und darin befestigt, gekennzeichnet durch einen räumlich wirkenden Lage- und Einstellmechanismus (A) für den Bürstenblockhalter (12), bestehend aus einer Basis (25)« einem ersten an der Basis befestigten undvertikal bewegbaren Tisch (23), einem zweiten am ersten Tisch (23) angeordneten und horizontal bewegbaren Tisch (22), einem am zweiten Tisch angeordneten dritten Tisch (20, 21), welcher horizontal und senkrecht zur Bewegung des zweiten Tisches verlagerbar ist und den Bürstenblockhalter (12) trägt, einem ersten Schrittmotor (30), welcher betrieblich dem ersten Tisch (23) zugeordnet ist, einem zweiten Schrittmotor (40), welcher betrieblich dem zweiten Tisch zugeordnet ist, einem dritten Schrittmotor (50), welcher betrieblich dem dritten Tisch zugeordnet ist, und mit einer Vorrichtung (70; 81-86) zur Erzeugung elektrischer Antriebsimpulse zum Antrieb der Schrittmotoren (30, 40, 50), um den BUrstenblockhalter (l2) in einer Folge dem Öffnungsabstand im Bürstenblock entsprechend aus einer Position in die nächste zu verlagern, so dass jede einzelne im Bürstenblock befindliche Öffnung (13) zur Aufnahme der Borsten mit dem Arbeitskopf (17) fluchtet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Tisch aus zwei Einzelteilen (20, 2l) besteht, von welchen jeder wenigstens einen Bürstenblockhalter (12) trägt und dass dem dritten Schrittmotor (50) eine Ein-

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richtung (52, 53) zugeordnet ist, um die Einzelteile gleichzeitig entlang'der gleichen Bewegungslinien und mit gleicher Geschwindigkeit entgegengesetzt gerichtet aufeinander zu oder unter gegenseitiger Trennung zu bewegen, so dass der Schwerpunkt des dritten Tisches bezüglich des zweiten Tisches (22) lagefixiert bleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch vier Bürstenblockhalter (12), je zwei auf jedem der Einzelteile (20, 21).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenblockhalter (l2) Seite an Seite je zwei Bürstenblöcke (iO) halten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motoren (30, hO, 50) aus Schrittmotoren elektrisch-hydraulischer Wirkungsweise bestehen.

6. Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten mit wenigstens zwei Bürstenhaltern für Bürstenblöcke, in welchen mehrere Borsten zu befestigen sind, und mit wenigstens zwei Arbeitsköpfen, von welchen jeder ein Borstenbüschel in eine von mehreren Öffnungen in einer gekrümmten _v Fläche jeden Bürstenblockes einsetzt und darin befestigt, gekennzeichnet durch einen räumlichen Lage- und Ein— Stellmechanismus (A) für den Bürstenblockhalter (12), mit einer Basis (25), einem unteren Tisch (23), welcher an der Basis befestigt und vertikal bewegbar ist, einem Mitteltisch (22), welcher am ersten Tisch angeordnet und relativ zum unteren Tisch horizontal bewegbar ist, einem Paar oberer Tische (20, 21), welche am Mitteltisch angebracht und horizontal zu diesem verlagerbar sind, wobei jeder obere Tisch des Paares wenigstens einen Bürstenblockhalter (12) trägt und die Tische (20, 2l) gleich-

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zeitig in entgegengesetzten Richtungen einander zugewandt oder unter Trennung voneinander entlang einer Bewegungslinie verlagerbar sind, die senkrecht zur Horizontalbahn des Mitteltisches liegt, mit einem ersten, betrieblich dem unteren Tisch zugeordneten Schrittmotor (30),. einem zweiten, betrieblich dem Mitteltisch zugeordneten Schrittmotor (40), einem betrieblich jedem der oberen Tische (20, 21) zugeordneten dritten Schrittmotor (50) und mit einer Vorrichtung (70) zur Erzeugung elektrischer Antriebsimpulse zur Betätigung der Schrittmotoren, um die Bürstenblockhalter (12) in einer Folge in einer dreidimensionalen Bahn entlang vorbestimmter, dem Abstand der Öffnungen entsprechenden Bahn aus einer Position in eine nächste zu verlagern, so dass die Öffnungen (13) jeden Bürstenblockes hintereinander zur Aufnahme eines Borstenbüschels mit dem entsprechenden Arbeitskopf (17) fluchten.

7. Verfahren zur Herstellung von Bürsten unter Befestigung von Borstenbüschel in einem Bürstenblock, welcher mehrere zur Aufnahme der Borsten dienende Öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bürstenblock in einen Halter eingesetzt wird, dass mehrere Gruppen von Antriebsimpulsen erzeugt werden, wobei jede Gruppe einer Richtung entlang einer Koordinatenachse unter* einem Abstand entlang derselben entspricht, den der Bürstenblock aus einer Position, mit einer der Öffnungen zur Aufnahme eines Borstenbüschels in räumlicher Fluchtung mit einem lagefixierten Arbeitskopf, in die nächste Position zu bewegen ist, in welcher die nächste Öffnung zur Aufnahme eines Borstenbüschels in räumlicher Fluchtung mit dem Arbeitskopf liegt, dass mehrere Schrittmotoren mit Hilfe der Gruppen von Antriebsimpulsen angetrieben werden, wobei jeder der Schrittmotoren durch die Impulse einer der Gruppen bewegbar ist, um

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den Bürstenblock entlang einer vorbestimmten Strecke entlang einer der Koordinatenachsen zu verlagern, dass nach dem Antreiben der Sehrittmotoren durch die Impulsgruppen ein Borstenbüschel in der Öffnung des Bürstenblockes verankert wird, welche mit dem Arbeitskopf fluchtet, und dass die drei letztgenannten Verfahrensschritte wiederholt werden, so dass der Bürstenblockhalter in einer Arbeitsfolge entlang vorbestimmter, dem Öffnungsabstand entsprechender Schritte aus einer Position in die nächste bewegt wird₅ um jede im Bürstenblock befindliche Öffnung mit dem Arbeitskopf fluchten zu lassen.

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