TRETROP, Uwe (Beethovenstrasse 10, Mörfelden-Walldorf, 64546, DE)
| Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Verrunden von Enden von Filamenten für einen Zahnbürstenkopf, mit einem Rundungswerkzeug (2) und Mitteln (3) zum Führen des Werkzeuges (2) auf einer die Filamente bearbeitenden Bewegungsbahn, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel als Linearführung (3) ausgebildet sind, mittels welcher das Werkzeug (2) bezüglich wenigstens zweier Achsen (5, 6) linear verfahrbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (3) durch wenigstens zwei Führungen (7, 8) gebildet sind und vorzugsweise den wenigstens zwei Achsen (5, 6) jeweils eine der Führungen (7, 8) zugeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (7, 8) relativ zueinander bewegbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Führungen (7, 8) ortsfest angeordnet und die andere Führung (8) relativ dazu verfahrbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen einer bewegbaren Führung (8) das Werkzeug (2) oder eine Aufnahme (14) für das Werkzeug (2) daran fixierbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (7, 8) derart zueinander ausrichtbar sind, dass die Achsen (5, 6) in einem vorgegebenen Winkel zueinander liegen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (7, 8) derart zueinander angeordnet sind, dass die Achsen (5, 6) in einem rechten Winkel zueinander stehen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (7, 8) über ein Bewegungsteil (9) miteinander gekoppelt sind, welches vorzugsweise an einer der Führungen (7, 8) verfahrbar und an welchem die andere Führung (8) verfahrbar gehalten ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsteil als Kreuzschlitten (9) oder Schwenkschlitten ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (7, 8) seitliche Begrenzungen (10, 11 , 12, 13) aufweisen.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Antriebe (15, 16) zum linearen Verfahren des Werkzeuges (2) vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe als rotierende Antriebe (15, 16) ausgebildet sind, welche über ein Koppelgetriebe (17) mit dem Werkzeug (2) wirkverbunden sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (15, 16) . drehzahlregelbar und/oder in ihrer Drehrichtung umkehrbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (15, 16) über das Koppelgetriebe (17) derart miteinander wirkverbunden sind, dass bei gleicher Drehrichtung der Antriebe (15, 16) das Werkzeug (2) bezüglich einer der Achsen (5, 6) und bei ungleicher Drehrichtung bezüglich der anderen Achse (6, 5) verfahren wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelgetriebe als Zugmittelgetriebe (17), vorzugsweise Riemengetriebe, ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Umlenkmittel (18, 19, 20, 21 , 22) des Zugmittelgetriebes (17) an den Führungen (7, 8) und am Bewegungsteil (9) angeordnet sind, über welche das Zugmittel (23; 24), vorzugsweise unter Vorspannung, umgelenkt ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkmittel (18, 19, 20, 21 , 22) mit zueinander parallelen Achsen angeordnet sind und vorzugsweise durch die Umlenkmittel (18, 19, 20, 21 , 22) das Zugmittel (23; 24) in einer Ebene geführt ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die den Führungen (7, 8) zugeordneten Umlenkmittel (18, 19, 20, 21) an den gegenüberliegenden Enden der Führungen (7, 8), vorzugsweise an den seitlichen Begrenzungen (10, 11 , 12, 13) der Führungen (7, 8) angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die der ortsfesten Führung (7) zugeordneten Umlenkmittel (18, 19) jeweils von einem der Antriebe (15, 16) antreibbar sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (24) zwei Enden (25, 26) aufweist und ein der bewegbaren Führung (8) zugeordnetes Umlenkmittel (21) zum Fixieren der Enden (25, 26) ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (25, 26) des Zugmittels (24) an einer der seitlichen Begrenzungen (12, 13) der bewegbaren Führung (8), vorzugsweise an der mit dem Werkzeug (2) verbunden Begrenzung (13), fixierbar sind.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel (23) umlaufend ist.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Einrichtung (27) zum Steuern und/oder Regeln zumindest der Drehrichtung und gegebenenfalls der Drehzahl der Antriebe (15, 16) in Abhängigkeit vorgebbarer Parameter zum Beschreiben einer vorgegebenen Bewegungsbahn des Werkzeuges (2) vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- /Regelungseinrichtung (27) die Drehrichtung und gegebenenfalls die Drehzahl der Antriebe (8, 9) derart steuert bzw. regelt, dass die Bewegungsbahn des Werkzeuges (2) eine kreisförmige, ellipsenförmige, 8-förmige oder herzförmige Bahn oder einfache Auf- und Abbewegung oder auch eine Bewegung im Winkel zueinander beschreibt.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung der Filamente das Werkzeug (2) zum Ausführen einer Hauptbewegung, wie beispielsweise einer Rotationsbewegung, ausgebildet ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (2) in seiner Drehzahl und Drehrichtung steuerbar ist.
27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zustelleinheit (28) vorgesehen ist, mittels welcher das Werkzeug (2) in Bearbeitungsposition verfahrbar und die Prozessparameter beeinflussbar sind.
28. Zahnbürstenherstellanlage mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche. |
Vorrichtung zum Verrunden von Filamentenenden für einen Zahnbürstenkopf
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verrunden von Filamentenenden für einen Zahnbürstenkopf, mit einem Rundungswerkzeug und Mitteln zum Führen des Werkzeuges auf einer die Filamente bearbeitenden Bewegungsbahn.
Stand der Technik
Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP 1 395 144 A1 bereits bekannt. Die Vorrichtung weist ein als rotierbare Schleifscheibe ausgebildetes Werkzeug auf, welches bei der Bearbeitung der Filamente eine elliptische Bewegungsbahn als Vorschub beschreibt. Dazu ist die Schleifscheibe exzentrisch mit einem Planetenrad eines Planetengetriebes verbunden, welches mit der Innenverzahnung eines Hohlrades des Planetengetriebes kämmt.
Bei der bekannten Verrundungsvorrichtung verursacht die exzentrische Lagerung der Schleifscheibe eine Unwucht, welche durch entsprechende Gegenmaßnahmen kompensiert werden muss, um solche Schäden an der Vorrichtung zu vermeiden. Dafür ist ein zusätzliches Planetenrad vorgesehen, welches auf der gegenüberliegenden Seite zu dem die Schleifscheibe antreibenden Planetenrad angeordnet ist und ebenfalls mit dem Innengewinde des Hohlrades des Planetengetriebes in Kämmeingriff steht. Aufgrund derartiger notwendiger Ausgleichsmaßnahmen ist die bekannte Verrundungsvorrichtung nur mit technisch hohem Aufwand realisierbar und somit relativ teuer. Darüber hinaus ist die bekannte Verrundungsvorrichtung konstruktionsbedingt nur auf die elliptische Vorschubbewegungsbahn des Werkzeuges begrenzt und ist insofern zum Verfahren des Werkzeuges auf anderen Bewegungsbahnen nicht geeignet.
Aufgabenstellung
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verrunden von Filamenten für einen Zahnbürstenkopf mit den eingangs genannten Merkmalen bereitzustellen, bei der das Werkzeug flexibel auf einer weitgehend beliebigen Bewegungsbahn verfahren werden kann und welche zugleich technisch einfach realisierbar ist.
Erfindung und vorteilhafte Wirkungen
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Verrundungsvorrichtung vorgeschlagen, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Die Verrundungsvorrichtung zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die Führungsmittel als Linearführung ausgebildet sind, mittels welcher das Werkzeug bezüglich wenigstens zweier Achsen linear verfahrbar ist.
Durch diese Maßnahme ist das Werkzeug quasi auf einer beliebigen Bewegungsbahn verfahrbar, in dem das Werkzeug je nach Bedarf bezüglich der jeweiligen Achse verfahren wird. Die Verrundungsvorrichtung ist damit nicht mehr lediglich auf eine elliptische Bewegungsbahn des Werkzeuges begrenzt, wie das bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist. Die e- benfalls bei der bekannten Vorrichtung vorzusehenden Ausgleichelemente können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entfallen. Insofern ist die erfindungsgemäße Vorrichtung konstruktiv einfach realisierbar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gleichermaßen für Zahnbürstenfilamente anwendbar, die bereits im Zahnbürstenkopf befestigt sind oder die noch unabhängig von diesem vorbehandelt werden und in Form von Filamentbüscheln, Fi- lamentsträngen, abgewickelt von Filamentspulen u.a. bereitgestellt werden.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Linearführung durch wenigstens zwei, vorzugsweise separate Führungen gebildet ist. Dadurch ist die Linearführung in einfacher Weise, beispielsweise durch zwei baugleiche Führungen herstellbar. Auch ist eine einfache Montierbarkeit der Linearführung durch deren Mehrteiligkeit erreicht. Vorzugsweise sollen den wenigstens zwei Achsen jeweils eine der Führungen zugeordnet sein, um das Werkzeug mittels einfach realisierbarer Linearführung sowohl entlang der einen Achse als auch entlang der anderen Achse geführt verfahren zu können.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Führungen relativ zueinander bewegbar sind. Hierdurch kann das Werkzeug besonders flexibel auf gewünschten Bewegungsbahnen geführt verfahren werden. Insofern ist ein hohes Maß an Variabilität beim Verrunden der Filamente erreicht.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens eine der Führungen ortsfest angeordnet und die andere Führung relativ dazu verfahrbar ist. Dies ermöglicht eine einfache Lagebestimmung des Werkzeuges, da durch die ortsfeste Anordnung einer der Führungen ein sich nicht veränderbares Bezugssystem realisiert ist. Eine Positionserfassung des Werkzeuges, beispielsweise mittels eines elektronischen Erfassungssystems, wird dadurch erleichtert.
Dabei bietet es sich an, dass das Werkzeug oder eine Aufnahme für das Werkzeug an der bewegbaren Führung fixierbar ist. Dadurch ist trotz der Flexibilität der gesamten Vorrichtung diese in kompakter Bauform realisierbar.
Weiterhin bietet es sich an, dass die Führungen derart zueinander ausrichtbar sind, dass die Achsen in einem vorgegebenen Winkel zueinander liegen. Diese Maßnahme zielt darauf ab, die Vorschubbewegung des Werkzeuges flexibel auf eine gewünschte Bewegungsbahn einstellen zu können.
Von Vorteil ist es dabei, dass die Führungen derart zueinander angeordnet bzw. ausgerichtet sind, dass die Achsen in einem rechten Winkel zueinander stehen. In dieser Ausrichtung der Führungen ist die gesamte Vorrichtung technisch in einfacher Weise realisierbar. Darüber hinaus kann ein besonders großer Bewegungsbereich für das Werkzeug realisiert werden, in welcher das Werkzeug geführt verfahren werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Führungen über ein Bewegungsteil miteinander gekoppelt sind, welches vorzugsweise an einer der Führungen verfahrbar und an welchem die andere Führung verfahrbar gehalten ist. Dadurch kann das Werkzeug über eine der Führungen entlang der einen Achse und unabhängig davon entlang der anderen Achse verfahren werden, wobei das Werkzeug jeweils eine mittels der Linearführung bewirkte geführte Vorschubbewegzug ausführt.
Dabei kann das Bewegungsteil als Kreuzschlitten oder Schwenkschlitten ausgebildet sein, je nachdem, ob der Winkel zwischen den beiden Führungen fest oder einstellbar sein soll. Vorliegend wird unter dem Kreuzschlitten ein Bewegungsteil verstanden, bei dem die Führungen in einem rechten Winkel zueinander fest gehalten sind. Unter einem Schwenkschlitten wird demgegenüber ein Bewegungsteil verstanden, bei dem die Führungen in einem Winkel zueinander liegen, welcher verstellbar ist.
Mit Vorteil weisen die Führungen seitliche Begrenzungen auf, um den geführten Verfahrweg zu begrenzen und um ein Auseinandergehen der geführten Bauteile aus den Führungen zu vermeiden.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist es vorgesehen, dass wenigstens zwei Antriebe zum linearen Verfahren des Werkzeuges vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme ergibt sich ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Antriebsmöglichkeiten für das Werk-
zeug. Es kann beispielsweise das Werkzeug gleichzeitig entlang der beiden Achsen verfahren werden, wobei die Verfahrbewegungen entlang dieser Achsen aufgrund der zwei Antriebe getrennt voneinander realisierbar sind.
Dabei bietet es sich an, dass die Antriebe als rotierende Antriebe ausgebildet sind, welche über ein Koppelgetriebe mit dem Werkzeug wirkverbunden sind. Hierdurch ist auf technisch einfache Weise das Werkzeug antreibbar, da zum einen auf kostengünstige Motoren zurückgegriffen werden kann und eine Vorschubbewegung des Werkzeuges problemlos in sämtlichen, mittels der Führungen anfahrbaren Positionen, realisierbar ist.
Von Vorteil ist es dabei, wenn die Antriebe drehzahlregelbar und/oder in ihrer Drehrichtung umkehrbar sind. Damit ist ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Antriebsbewegung für das Werkzeug erreicht.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Antriebe über das Koppelgetriebe derart miteinander wirkverbunden sind, dass bei gleicher Drehrichtung der Antriebe das Werkzeug bezüglich einer der Achsen und bei ungleicher Drehrichtung bezüglich der andere Achse verfahren wird. Hierdurch ist auf technisch einfache Weise das Verfahren des Werkzeuges bezüglich der Achsen möglich, da dazu lediglich drehrich- tungsumkehrbare Antriebe erforderlich sind. Alternativ wird der Kreuzschlitten und/oder Schwenkschlitten über linearmotorische Direktantriebe angetrieben.
In die gleiche Richtung zielt die Maßnahme, dass das Koppelgetriebe als Zugmittelgetriebe, vorzugsweise Riemengetriebe, ausgebildet ist. Derartige Getriebe sind herstellungstechnisch einfacher realisierbar als beispielsweise Radgetriebe, und insofern wesentlich kostengünstiger. Darüber hinaus ermöglichen die Zugmittelgetriebe ein übertragen der Drehbewegungen auch über größere Distanzen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass Umlenkmittel des Zugmittelgetriebes an den Führungen und am Bewegungsteil angeordnet sind, über welche das Zugmittel umgelenkt ist. Dadurch ist eine Kopplung der Führungen und des Bewegungsteils mit dem Zugmittelgetriebe erreicht, um eine Bewegung des Werkzeuges entlang der Achsen durchführen zu können.
Vorzugsweise sollte das Zugmittel unter Vorspannung vorliegen, um ein hohes Maß an Betriebssicherheit zu gewährleisten und ein Abspringen des Zugmittels von den Umlenkmitteln im Betrieb der Vorrichtung zu vermeiden.
Von Vorteil ist es, wenn die Umlenkmittel mit zueinander parallelen Achsen angeordnet sind und vorzugsweise durch die Umlenkmittel das Zugmittel in einer Ebene geführt ist. Dadurch kann auf herstellungstechnisch einfach zu realisierende Umlenkmittel, wie beispielsweise Rollen, zugegriffen werden. Ferner wird ein seitlicher Versatz des Zugmittels über seine geführte Länge und damit die Gefahr eines Herausspringens des Zugmittels von den Umlenkmitteln im Betrieb der Vorrichtung vermieden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die den Führungen zugeordneten Umlenkmittel an den gegenüberliegenden Enden der Führungen angeordnet sind. Dadurch werden die zu führenden Bauteile der Vorrichtung nicht durch das Zugmittelgetriebe im Betrieb der Vorrichtung gegenseitig behindert. Bevorzugt sollten die Umlenkmittel an den seitlichen Begrenzungen der Führungen angeordnet sein, um den von den Führungen zur Verfügung gestellten Verfahrweg vollständig nutzen zu können.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die der ortsfesten Führung zugeordneten Umlenkmittel jeweils von einem der Antriebe antreibbar sind. Dadurch kann das Werkzeug in Abhängigkeit der Drehrichtung der beiden Antriebe bezüglich der einen oder der anderen Achse verfahren werden, sofern die Führungen über ein Bewegungsteil miteinander gekoppelt sind und sich an den Enden der Führungen wie auch an dem Bewegungsteil Umlenkmittel für das Zugmittel befinden.
Es ist vorgesehen, dass das Zugmittel zwei Enden aufweist und ein der bewegbaren Führung zugeordnetes Umlenkmittel zum Fixieren der Enden ausgebildet ist. Dadurch ist es konstruktionstechnisch in einfacher Weise möglich, dass im Bereich des Werkzeuges keine die Zugänglichkeit des Werkzeuges störenden Komponenten des Zugmittelgetriebes zu liegen kommen, da dort die Fixierung der Enden des Zugmittels realisiert ist. Insofern bietet es sich an, dass die Enden des Zugmittels an einer der seitlichen Begrenzungen der bewegbaren Führung, insbesondere an der mit dem Werkzeug verbundenen Begrenzung, fixierbar sind.
Alternativ kann es natürlich auch vorgesehen sein, dass das Zugmittel umlaufend, also ohne Anfang und Ende ausgebildet ist. Dadurch wird im Getriebebetrieb das Zugmittel umlaufend
bewegt. Die umlaufende Ausgestaltung des Zugmittels ist besonders bei Auftreten unterschiedlicher Drehzahlen zwischen den beiden Antrieben von Vorteil, da diese die Bewegungsübertragung mittels des Zugmittelgetriebes nicht beeinträchtigt, sondern sich lediglich in Schlupferscheinungen an den Umlenkmitteln bemerkbar macht. Insofern kann das Umschalten der Drehrichtung bei dem umlaufenden Zugmittel auch relativ langsam und mit einem Auftreten von Drehzahlunterschieden zwischen den Antrieben verbunden sein, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Getriebefunktion kommt. Im Gegensatz dazu ist bei einem Zugmittelgetriebe mit an den Enden fixiertem Zugmittel ein schnelles Umschalten der Antriebe hinsichtlich ihrer Drehrichtungen notwendig, um bei der Drehrichtungsumkehr auftretende Drehzahldifferenzen zwischen den Antrieben zu vermeiden. Diese würden bei einem solchen Zugmittel zu einem überdehnen in einem Trum und zu einem Lockern des Zugmittels in einem anderen Trum des Zugmittelgetriebes führen und somit ein Herausgleiten des Zugmittels aus den Umlenkmitteln bewirken.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens eine Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln zumindest der Drehrichtung und gegebenenfalls der Drehzahl der Antriebe in Abhängigkeit vorgebbarer Parameter zum Beschreiben einer vorgegebenen Bewegungsbahn des Werkzeuges vorgesehen ist. Dadurch kann das Werkzeug in einfacher Weise in seiner Vorschubbewegung auch komplexe vorgegebene Bahnen mit hoher Genauigkeit vollautomatisch beschreiben. Insofern ist dadurch ein hoher Komfort für den Bediener der Vorrichtung erreicht.
Dabei bietet es sich an, dass die Steuerungs-/Regelungseinrichtung die Drehrichtung und gegebenenfalls die Drehzahl der Antriebe derart steuert bzw. regelt, dass die Bewegungsbahn des Werkzeuges eine kreisförmige, ellipsenförmige, achtförmige oder herzförmige Bahn beschreibt. Auch zueinander in einem Winkel stehende Auf- und Abbewegungen sind möglich. Hierdurch kann das Werkzeug auf den gängigen Bewegungsbahnen zum Verrunden der Zahnbürstenfilamente verfahren werden, ohne dass dazu Umrüstzeiten zum Wechsel von einer Bewegungsbahn auf eine andere Bewegungsbahn erforderlich sind. Damit ist ein hohes Maß an Flexibilität bezüglich der Vorschubbewegung des Werkzeuges sichergestellt.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist es vorgesehen, dass zur Bearbeitung der Filamente des Zahnbürstenkopfes das Werkzeug zum Ausführen einer Hauptbewegung ausbildet ist. Dadurch wird eine besonders effektive Bearbeitung der Filamente erreicht, indem das Werkzeug eine Vorschubbewegung ausführt, welche auf einer vorgegebenen Bewe-
gungsbahn liegt und zusätzlich eine Hauptbewegung ausführt, mittels welcher die Bearbeitung der Filamente erfolgt. Vorzugsweise sollte diese Hauptbewegung eine Rotationsbewegung sein, sodass die Bearbeitung der Filamente beispielsweise mittels einer oder mehrerer rotierender Schleifscheiben durchgeführt werden kann.
Von Vorteil ist es dabei, dass das Werkzeug in seiner Drehzahl und Drehrichtung steuerbar und unabhängig bzg. Der Drehzahl und Drehrichtung des Antriebs der linearen Bewegungsachsen ist. Dadurch ist eine besonders hohe Flexibilität bei der Bearbeitung der Filamente gewährleistet.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist eine Zustelleinheit vorgesehen, mittels welcher das Werkzeug in Bearbeitungsposition verfahrbar ist. Dadurch kann das Werkzeug, beispielsweise zu Wartungszwecken aus seiner Bearbeitungsposition in eine Wartungsposition verfahren werden. Nach erfolgter Wartung des Werkzeuges ist dann ein Zustellen des Werkzeuges in die Bearbeitungsposition ohne Bedienungsaufwand möglich. Weiter dient die Zustelleinheit zur Beeinflussung der Prozessparameter, z.B. des Drucks bzw. der Kraft mit der die Filamentenden auf die Schleifscheibe drücken oder zur Beeinflussung des Zustellweges und der Zustellgeschwindigkeit.
Die Verrundungsvorrichtung findet bevorzugt Anwendung in Stopfungsanlagen oder Spool- feeding-Anlagen zum Herstellen einer Zahnbürste bzw. deren Borsten. Auch eignet sich die Verrundungsvorrichtung für einen Einsatz in Anlagen zum Herstellen von Prototypen für Zahnbürsten und zum Verrunden von vorgeschnittenen Filamenten in z.B. Filamentbündeln bzw. Hanks oder von Filamentspulen oder Filamentpucks
Ausführungsbeispiele
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Figur 1 ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verrunden von Filamenten eines Zahnbürstenkopfes in Draufsicht und
Figur 2 ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel der Verrundungsvorrichtung als
Draufsicht.
Figur 1 zeigt - in schematischer Darstellung - eine Vorrichtung 1 zum Verrunden von Filamenten eines Zahnbürstenkopfes, wobei dort die Zahnbürste bzw. der Zahnbürstenkopf nicht dargestellt ist. Eine solche Verrundungsvorrichtung 1 kann beispielsweise als separates System als Einzelanlage zum Verrunden von Filamentenden ohne direkte Einbindung in eine Zahnbürstenherstellanlage oder integriert in eine Bestopfungs- bzw. Spoolfeeding- Anlage oder andere Zahnbürstennherstellanlage eingesetzt werden.
Die Vorrichtung 1 weist zur Bearbeitung der Filamente ein Werkzeug 2 auf, welches beispielsweise als Schleifscheibe ausgebildet sein kann. Das Werkzeug 2 kann selbst eine Hauptbewegung zur Bearbeitung der Filamente, wie beispielsweise eine Rotationsbewegung, ausführen.
Die Vorrichtung weist ferner Mittel 3 zum Führen des Werkzeuges 2 auf einer die Filamente bearbeitenden Bewegungsbahn auf. Diese Bewegungsbahn kann dabei der Vorschubbewegungsbahn des Werkzeuges 3 entsprechen. Auch kann diese Bewegung des Werkzeuges 2 direkt die Hauptbewegung sein, mittels welcher die Verrundung der Filamente ausgeführt wird.
Es ist vorgesehen, dass die Führungsmittel als Linearführung 3 ausgebildet sind, mittels welcher das Werkzeug 2 bezüglich wenigstens zweier Achsen 5, 6 linear verfahrbar ist. Dadurch kann die Bewegungsbahn des Werkzeuges variabel gestaltet werden, indem das Werkzeug beliebig entlang der Achsen linear verfahren wird und insofern nicht mehr nur auf eine Bewegungsbahn festgelegt ist.
Die Linearführung 3 kann durch wenigstens zwei separate Führungen 7, 8 gebildet sein, welche den wenigstens zwei Achsen 5, 6 jeweils zugeordnet sind. Ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Gestaltung der Bewegungsbahn für das Werkzeug 2 ist erreicht, wenn die Führungen 7, 8 relativ zueinander bewegbar sind. Dabei kann wenigstens eine der Führungen 7, 8 ortsfest angeordnet und die andere Führung 8 relativ dazu verfahrbar sein. An
der anderen, bewegbaren Führung 8 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 das Werkzeug 2, vorzugsweise über eine Aufnahme 14 fixiert.
Die Führungen 7, 8 sind derart zueinander ausgerichtet, dass die Achsen 5, 6 in einem rechten Winkel zueinander stehen. Ferner sind die Führungen 7, 8 über ein Bewegungsteil 9, welches in Art eines Kreuzschlittens ausgebildet ist, miteinander gekoppelt. Dabei ist das Bewegungsteil 9 an einer der Führungen 7, 8 linear verfahrbar angeordnet. Darüber hinaus ist an dem Bewegungsteil 9 die andere Führung 8 linear verfahrbar gehalten.
Um die Bewegung des Kreuzschlittens 9 in der Führung 7 bzw. die Bewegung der Führung 8 an dem Kreuzschlitten 9 zu begrenzen, weisen die Führungen 7, 8 seitliche Begrenzungen 10, 11 , 12, 13 auf.
Das Ausführungsbeispiel der Verrundungsvorrichtung 1 gemäß Figur 1 ist derart aufgebaut, dass im montierten Zustand der Vorrichtung 1 die Linearführung 3 zum Verfahren des Werkzeuges 2 in horizontaler und vertikaler Richtung ausgebildet ist.
Weiterhin weist die Vorrichtung 1 wenigstens zwei Antriebe 15, 16 zum linearen Verfahren des Werkzeuges 2 auf. Die Antriebe sind dabei als rotierende Antriebe 15, 16 ausgebildet, welche über ein Koppelgetriebe 17 mit dem Werkzeug 2 wirkverbunden sind.
Das Koppelgetriebe 17 ist in Art eines Zugmittelgetriebes, wie beispielsweise ein Riemengetriebe, ausgebildet. Alternativ wird der Kreuzschlitten und/oder Schwenkschlitten über linearmotorische Direktantriebe angetrieben.
Die Antriebe 15, 16 sind beide drehzahlregelbar und/oder in ihrer Drehrichtung umkehrbar. Um das Werkzeug 2 in flexibler Art und Weise entlang der Achsen 5, 6 verfahren zu können, sind die Antriebe 15, 16 über das Koppelgetriebe 17 derart miteinander wirkverbunden, dass bei gleicher Drehrichtung der Antriebe 15, 16 das Werkzeug 2 bezüglich einer der Achsen 5, 6 und bei ungleicher Drehrichtung bezüglich der anderen Achse 6 verfahren wird.
Hierzu sind in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 Umlenkmittel 18, 19, 20, 21 , 22 als drehbare Rollen des Zugmittelgetriebes 17 an den Führungen 7, 8 und am Bewegungsteil 9 angeordnet, über welche das Zugmittel 24 des Zugmittelgetriebes 17 umgelenkt ist. Das Zugmittel 24 liegt dabei vorzugsweise vorgespannt vor.
Die Umlenkmittel 18, 19, 20, 21 , 22 sind mit zueinander parallelen Achsen angeordnet und fuhren vorzugsweise das Zugmittel 24 im Wesentlichen in einer Ebene Dabei sind die den Fuhrungen 7, 8 zugeordneten Umlenkmittel 18, 19, 20, 21 an den gegenüberliegenden Enden der Fuhrungen 7, 8, vorzugsweise an den seitlichen Begrenzungen 10, 11 , 12, 13 der Fuhrungen 7, 8 angeordnet
Von den Umlenkmitteln 18, 19, 20, 21 , 22 sind die der ortsfesten Fuhrung 7 zugeordneten Umlenkmittel 18, 19 jeweils von einem der Antriebe 15, 16 antreibbar
Das durch die Antriebe 15, 16 angetriebene Zugmittel 24 ist bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 1 ein sogenanntes offenes Zugmittel, mit zwei Enden 25, 26. welche an der bewegbaren Fuhrung 8, vorzugsweise an deren seitlichen Begrenzung 14, fixiert sind Bevorzugt ist die hierzu eingesetzte seitliche Begrenzung 13 Teil der Aufnahme 14 für das Werkzeug 2 Insofern ist das dort vorgesehene Umlenkmittel 21 zum Fixieren der Enden 25, 26 des Zugmittels 24 ausgebildet
Die Verrundungsvorrichtung 1 weist weiterhin wenigstens eine Einrichtung 27 zum Steuern und/oder Regeln zumindest der Drehrichtung und gegebenenfalls der Drehzahl der Antriebe 15, 16 in Abhängigkeit vorgebbarer Parameter zum Beschreiben einer vorgegebenen Bewegungsbahn des Werkzeuges 2 auf Die Steuerungs-/Regelungseιnrιchtung 27 steuert bzw regelt dazu die Drehrichtung und gegebenenfalls die Drehzahl der Antriebe 8, 9 derart, dass die Bewegungsbahn des Werkzeuges 2 eine kreisförmige, ellipsenformige, achtformige oder herzförmige Bahn beschreibt Selbstverständlich ist es mittels der Steuerungs- /Regelungseinπchtung 27 auch möglich, das Werkzeug 2 auf anderen Bewegungsbahnen als den vorstehend genannten Bahnen zu verfahren Im Grunde ist auch ein einfaches Hm- und Herbewegen des Werkzeuges 2 oder der Drehzahl der Schleifscheibe und oder der Zustellbewegung mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung möglich
Weiterhin kann eine Zustelleinheit 28 vorgesehen sein, mittels welcher das Werkzeug 2 in Bearbeitungsposition verfahrbar ist, und beispielsweise von der Bearbeitungsposition in eine Wartungsposition gebracht werden kann oder mittels welcher die Prozessparameter beeinflussbar sind
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Verrundungsvorrichtung 1 Bauteile dieses Ausfuhrungsbeispiels, welche mit den Bauteilen des Ausfuhrungsbeispiels gemäß Figur 1 übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen ver-
sehen; insofern wird auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 verwiesen.
Das Ausführungsbeispiel der Verrundungsvorrichtung 1 gemäß Figur 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 unter anderem dadurch, dass ein umlaufendes Zugmittel 23 vorgesehen ist. Damit bewegt sich das Zugmittel 23 im Betrieb der Vorrichtung 1 umlaufend mit und ist nicht, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 , an einer seitlichen Begrenzung 13 der bewegbaren Führung 8 fest fixiert.
Die Umlenkmittel 18, 19, 20, 21 , 22 sind vorzugsweise als drehbewegliche Rollen ausgebildet.
Die Funktionsweise der Verrundungsvorrichtung 1 lässt sich wie folgt beschreiben:
Bei gleicher Drehrichtung und vorzugsweise gleicher Drehzahl der Antriebe 15, 16, kommt es zu einem Verfahren des Werkzeuges 2 entlang der Achse 5. Je nach Drehrichtung der Antriebe 15, 16 wird dabei das Werkzeug 2 in die eine bzw. die andere Richtung entlang der Achse 5 verfahren.
Bei zueinander gegenläufiger Drehrichtung und vorzugsweise gleicher Drehzahl der Antriebe 15, 16 kommt es zu einer Bewegung des Werkzeuges 2 entlang der Achse 6. Je nach dem in welche Richtung die Antriebe 15, 16 gegenläufig zueinander drehen, wird das Werkzeug 2 in die eine beziehungsweise die andere Richtung entlang der Achse 6 verfahren.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Rundungswerkzeug
3 Führungsmittel, Linearführung
5 Achse
6 Achse
7 Führung
8 Führung
9 Bewegungsteil, Kreuzschlitten
10 Begrenzung
11 Begrenzung
12 Begrenzung
13 Begrenzung
14 Aufnahme
15 Antrieb
16 Antrieb
17 Koppelgetriebe, Zugmittelgetriebe
18 Umlenkmittel
19 Umlenkmittel
20 Umlenkmittel
21 Umlenkmittel
22 Umlenkmittel
23 Zugmittel 4 Zugmittel 5 Ende 6 Ende 7 Steuerungs-/Regelungseinrichtung 8 Zustelleinheit
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