DE102010055686A1

DE102010055686A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten

Info

Publication number: DE102010055686A1
Application number: DE102010055686A
Authority: DE
Inventors: Harald Behringer; Bernhard Rees
Original assignee: Zahoransky AG
Current assignee: Zahoransky AG
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28
Also published as: BE1021454B1; CN102551339B; CN102551339A

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, weist einen Borstenvorrat (2) und eine Vorrichtung (3) zum Entnehmen einzelner Borstenbündel (5) aus dem Borstenvorrat (2) sowie eine Transport-Vorrichtung (4) zum Transportieren der Borstenbündel (5) in Lochungen (6) einer Aufnahmeplatte (7) mittels eines Gas- oder Luftstromes (Pf1) auf. Die Aufnahmeplatte (7) ist aus zumindest zwei Teil-Platten (13a, 13b, 13c) gebildet, wobei einander in Zuführlage jeweils nachgeordnete Lochungen (6) der einzelnen Teil-Platten (13a, 13b, 13c) unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten und/oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen und/oder es ist in Zuführlage zwischen den Teil-Platten (13a, 13b, 13c) jeweils im Bereich der Lochungen (6) ein mit dem Strömungskanal (17) für den Gas- oder Luftstrom verbundener Freiraum (18) vorgesehen (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, mit einem Borstenvorrat und einer Vorrichtung zum Entnehmen einzelner Borstenbündel aus dem Borstenvorrat sowie einer Transport-Vorrichtung zum Transportieren der Borstenbündel in Lochungen einer Aufnahmeplatte mittels eines Gas- oder Luftstromes.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 405 204 B1 bekannt. Dabei werden über Schläuche mehrere Filamentbündel in eine Trägerplatte transportiert. Die Filamentbündel werden anschließend mit einer thermoplastischen Trägerplatte verschmolzen und/oder zur Bildung eines Bürstenkopfes mit Kunststoffmaterial umspritzt. Der Füllgrad der Lochungen der die Filamentbündel aufnehmenden Form ist, bedingt durch die Zuführung der Borstenbündel mittels eines Gas- oder Luftstromes, relativ gering, da die Zuleitungen für den Bündeltransport mittels Gas- oder Luftstrom nur einen begrenzten Füllgrad zulassen, ohne dass die Zuleitungen verstopfen oder einzelne Filamente beim Transport in der Zuleitung zurückbleiben. Der Füllgrad ist das Verhältnis des Lochquerschnitts einer Platte zur Summe aller in diesem Loch gehaltenen Filamentquerschnitte. Der geringe Füllgrad hat zur Folge, dass beim Umspritzen der Borstenfilamente mit hohem Spritzdruck Spritzmaterial durch die Filamente hindurch tritt und an der Bürstenoberfläche sichtbar wird, was unschön aussieht oder die Bürste unbrauchbar machen kann.
Es besteht daher die Aufgabe, ein eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein verbesserter Transport der Borstenbündel und eine höhere Packungsdichte der Borstenbündel erreicht werden kann und damit Überspritzungen auch bei hohen Spritzdrücken vermieden sind.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Aufnahmeplatte aus zumindest zwei Teil-Platten gebildet ist, wobei einander in Zuführlage jeweils nachgeordnete Lochungen der einzelnen Teil-Platten unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten und/oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen und/oder dass in Zuführlage zwischen den Teil-Platten jeweils im Bereich der Lochungen ein mit dem Strömungskanal für den Gas- oder Luftstrom verbundener Freiraum vorgesehen ist. Durch diesen Aufbau der Aufnahmeplatte ist ein verbesserter Transport der Borstenbündel möglich, was wiederum eine höhere Packungsdichte ermöglicht. Durch unterschiedliche Durchmesser oder Oberflächenbeschaffenheiten der Lochungen, wie auch insbesondere durch einen Freiraum zwischen den einzelnen Teil-Platten, durch den der Volumenstrom der absaugenden Luft bzw. des Gases im Bereich der Aufnahmeplatte erhöht wird, ist bei gleichbleibendem Gas- oder Luftstrom ein verbesserter Transport der Borstenbündel in die Aufnahmeplatte möglich, so dass auch bei gleichbleibender Leistung des Gas- oder Luftstromes Borstenbündel höherer Packungsdichte transportiert werden können.
Um einen optimalen Übergang der Borstenbündel von einer Teil-Platte in die jeweils nachgeordnete Teil-Platte zu erreichen, weisen die Lochungen der einzelnen Teil-Platten idealerweise identische Durchmesser oder nahezu identische Durchmesser mit einer Abweichung von maximal 0,1 mm auf.
Möglich ist es aber auch, dass die Lochungen einer nachgeordneten Teil-Platte größere Durchmesser als die Lochungen der dieser Teil-Platte vorgeordneten Teil-Platte aufweisen und dass die Lochungen der nachgeordneten Teil-Platte Einlauffasen aufweisen.
Damit die Borstenbündel am Ende des Transportweges in einer definierten Lage innerhalb der Aufnahmeplatte zurückgehalten werden, ist es zweckmäßig, wenn eine Prellplatte als Anschlag für die in die Lochungen der Aufnahmeplatte eingebrachten Borstenbündel vorgesehen ist.
Dabei kann die Prellplatte zur Veränderung des Abstandes zwischen Prellplatte und Aufnahmeplatte beweglich gelagert sein. Über den Abstand zwischen Aufnahmeplatte und Prellplatte kann die Saugkraft des Gas- oder Luftstroms gesteuert werden. Je dichter die Bündel-Zuleitungen von einem zu transportierenden Borstenbündel ausgefüllt werden, desto größer muss der Abstand zwischen Aufnahmeplatte und Prellplatte eingestellt sein, um eine ausreichende Ansaugkraft sicherzustellen. Durch Annähern der Prellplatte an die Aufnahmeplatte, bis sie an dieser anliegt, können die Borstenbündel nach dem Transport wieder vollständig in die Lochungen der Aufnahmeplatte zurückgeschoben werden, damit die Aufnahmeplatte mit den Borstenbündeln an eine Weiterbearbeitungseinrichtung positioniert werden kann.
Um die Borstenbündel der Aufnahmeplatte zuzuführen, kann die Transport-Vorrichtung zumindest eine Hohlleitung für ein Borstenbündel aufweisen. Das abgabeseitige Ende der Hohlleitung und die Aufnahmeplatte können relativ zueinander positionierbar sein, um nacheinander alle Lochungen der Aufnahmeplatte mit Borstenbündeln zu füllen.
Um ein schnelleres Befüllen aller Lochungen der Aufnahmeplatte mit Borstenbündeln zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn die Transport-Vorrichtung eine der Anzahl der Lochungen der Aufnahmeplatte angepasste Anzahl von Hohlleitungen aufweist. Somit können alle Lochungen zeitgleich befüllt werden. Einzelne Hohlleitungen können auch zuführseitig zwei oder mehr Leitungsabschnitte zur Aufnahme jeweils eines Borstenbündels aus dem Borstenvorrat aufweisen, die sich abgabeseitig zu einem breiteren, gemeinsamen Leitungsabschnitt vereinen, um so bereits in der Aufnahmeplatte einzelne größere Lochungen mit einer entsprechenden Menge an Borstenfilamenten zu füllen.
Ein konstruktiv einfacher und kostengünstiger Aufbau ergibt sich, wenn die Hohlleitungen Schläuche aus flexiblem Material sind. Insbesondere können Schläuche aus Kunststoff verwendet werden.
Die Hohlleitungen können aber auch Rohrverbindungen aus Stahl, Edelstahl oder sonstigem Metall sein. Kunststoffschläuche erfordern eine gewisse Materialstärke, um dem Druck beim Bündeltransport mittels Gas- oder Luftstrom standhalten zu können. Bei Hohlleitungen aus Metall kann deren Materialstärke und somit ihr Außendurchmesser geringer dimensioniert sein, so dass diese Endseitig näher aneinander angeordnet werden können und die Lochungen der Aufnahmeplatte ebenfalls enger gesetzt sein können. Dadurch kann die Aufnahmeplatte insgesamt geringere Abmessungen aufweisen, was den Platzbedarf der Vorrichtung reduziert und es sind Borstenfelder mit enger zueinander angeordneten Borstenbündeln möglich.
Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, dass die Transport-Vorrichtung eine Halterung für die dem Borstenvorrat abgewandten Enden der Hohlleitungen und eine beabstandet dazu angeordnete Vakuumkammer zur Erzeugung eines Unterdrucks aufweist, dass die Aufnahmeplatte zwischen der Halterung und der Vakuumkammer anordenbar ist und dass die Prellplatte innerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist. Die Borstenbündel werden dann durch einen in der Vakuumkammer erzeugten Sog in die Aufnahmeplatte befördert. Damit die Borstenbündel in der Aufnahmeplatte verbleiben und nicht weiter in die Vakuumkammer gesaugt werden, ist die Prellplatte vorgesehen, an die die Borstenbündel anschlagen und so in einer Endposition gehalten werden.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass zur Erzeugung des die Borstenbündel transportierenden Gas- oder Luftstromes ein Druckluftgenerator und zumindest eine im Bereich der Aufnahmeplatte angeordnete Vakuumsaugdüsen-Patrone vorgesehen sind. Dies ermöglicht einen konstruktiv einfacheren sowie kostengünstigeren Aufbau und Betrieb der Vorrichtung. Der Platzbedarf für die Vorrichtung ist deutlich reduziert, da im Vergleich zur vorbeschriebenen Ausführungsform keine Vakuumkammer erforderlich ist. Das Vakuum im Bereich der Aufnahmeplatte, das den Gas- oder Luftstrom erzeugt, mit dem die Borstenbündel in die Aufnahmeplatte transportiert werden, wird auf einfache Weise mit Hilfe von handelsüblichen Vakuumsaugdüsen-Patronen, durch die Druckluft geblasen wird, erzeugt. Die Aufnahmeplatte mit ihren Teil-Platten weist dabei Freiräume auf, die einen Gas- oder Luftstrom von den Lochungen hin zu den Vakuumsaugdüsen-Patronen ermöglichen.
Um das Abluftgeräusch zu mindern ist es zweckmäßig, wenn der zumindest einen Vakuumsaugdüsen-Patrone ein Schalldämpfungs-Element zugeordnet ist. Ein solches Schalldämpfungs-Element kann insbesondere abströmseitig im Bereich einer Vakuumsaugdüsen-Patrone angeordnet sein.
Zur Bildung von Borstenbündeln höherer Packungsdichte ist es vorteilhaft, wenn der Aufnahmeplatte eine Verdichterplatte nachgeordnet ist, die Lochungen zur Aufnahme von Borstenbündeln aufweist, deren Querschnitte jeweils kleiner sind als der Querschnitt des an die jeweilige Lochung zugeführten Borstenbündels, und wenn eine Vorrichtung zum Weitergeben der Borstenbündel von der Aufnahmeplatte an die Verdichterplatte vorgesehen ist. Beim Überführen der Borstenbündel in die Verdichterplatte werden die Borstenbündel in sich verdichtet, das heißt das gesamte Borstenbündel wird hinsichtlich seines Außenumfangs etwas verkleinert und so der Abstand der einzelnen Borstenfilamente eines Borstenbündels zueinander verringert. Dadurch kann beim anschließenden Umspritzen der Borstenbündel mit Kunststoffmaterial zur Bildung eines Bürstenkopfes oder des gesamten Bürstenkörpers mit hohem Spritzdruck gearbeitet werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass Spritzmaterial durch die Borstenbündel hindurch nach Außen gedrückt und die Bürste damit unbrauchbar wird.
Es ist zweckmäßig, wenn die Verdichterplatte einer Konturplatte nachgeordnet ist, wobei die Konturplatte Lochungen aufweist, von denen zumindest eine zur Aufnahme von wenigstens zwei Borstenbündeln der Aufnahmeplatte dimensioniert ist und/oder einen vom Querschnitt der korrespondierenden Lochung der Aufnahmeplatte abweichenden Querschnitt aufweist. Die Borstenbündel werden dabei aus der Aufnahmeplatte zunächst in die Konturplatte übergeben, wo einzelne Borstenbündel zu einem gemeinsamen größeren Borstenbündel zusammengefasst werden können oder die Borstenbündel mit einer speziellen Außenkontur, beispielsweise oval oder sternförmig, versehen werden können, entsprechend dem gewünschten Borstenfeld der fertigen Bürste. Die so mittels der Konturplatte umgeformten Borstenbündel werden dann in die Verdichterplatte weitergegeben, wo die Borstenbündel wie vorbeschrieben verdichtet werden.
Dabei ist es möglich, dass eine Umsetzeinrichtung zum Überführen der Borstenbündel aus der Konturplatte in die Verdichterplatte vorgesehen ist. Nach dem Konturieren der Borstenbündel in der Konturplatte wird diese in den Bereich der Umsetzeinrichtung bewegt und die konturierten Borstenbündel beispielsweise mittels in die Lochungen der Konturplatte einführbaren Lochstiften in die Verdichterplatte überführt.
Alternativ können die Konturplatte und die Verdichterplatte in Längsrichtung der Lochungen der Konturplatte hintereinander angeordnet sein und die Vorrichtung zum Weitergeben der Borstenbündel aus der Aufnahmeplatte in die Konturplatte kann auch zum Weitergeben der Borstenbündel an die Verdichterplatte ausgebildet sein. Das Umsetzen der Borstenbündel aus der Aufnahmeplatte in die Konturplatte und von dort in die Verdichterplatte erfolgt dabei in einem einzigen Vorgang, wodurch das Umsetzen besonders schnell erfolgen kann und sich ein platzsparender und konstruktiv einfacher Aufbau der Vorrichtung realisieren lässt. Die Konturplatte kann dabei besonders platzsparend ausgebildet sein, da sie in Borstenlängsrichtung nur eine geringe Ausdehnung aufweisen muss, um die Borstenbündel umzuformen, nicht jedoch um sie haltend aufzunehmen, da die Borstenbündel durch die Konturplatte hindurch unmittelbar in die Verdichterplatte weitergegeben werden.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Borstenfilamente im Borstenvorrat einseitig angespitzt oder abgerundet sind, und wenn die flachen, nicht angespritzten oder abgerundeten Enden der Borstenfilamente beim Transport der Borstenbündel in die Aufnahmeplatte in Transportrichtung vorne angeordnet sind. Dies ermöglicht die Verwendung von Borstenbündeln, die bereits vor dem Verbinden mit dem Bürstenkörper an ihrem Nutzungsende bearbeitet wurden, so dass eine Bearbeitung wie Anspitzen, Abrunden und/oder Abschleifen im fertigen Borstenfeld der Bürste, was oft problematisch ist, nicht mehr erforderlich ist. Damit die vorbearbeiteten Enden der Borstenfilamente beim Transport der Borstenbündel in die Aufnahmeplatte und dem Auftreffen auf die Prellplatte nicht beschädigt werden, sind die Borstenfilamente so ausgerichtet, dass die flachen Enden in Transportrichtung vorne angeordnet sind.
Beim Transportieren der Borstenbündel mittels eines Gas- oder Luftstromes in die Aufnahmeplatte kann es vorkommen, dass einzelne Borstenfilamente schneller befördert werden als andere oder beim Übergang in die Aufnahmeplatte können einzelne Borstenfilamente zurückgehalten werden, so dass sich innerhalb der Aufnahmeplatte in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnete Borstenfilamente befinden können. Um innerhalb der Aufnahmeplatte wieder geordnete Borstenbündel ohne Versatz in Borstenlängsrichtung zu erhalten, ist es zweckmäßig, wenn in die Lochungen der Aufnahmeplatte einfahrbare Lochstifte zum Zusammenschieben von in axialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Borstenfilamenten vorgesehen sind. Ebenso können in jeweils eine Lochung der Aufnahmeplatte nacheinander axial versetzt zueinander mehrere Borstenbündel eingebracht werden, die vor dem Überführen in die Konturplatte oder die Verdichterplatte mittels in die Lochungen der Aufnahmeplatte einfahrbaren Lochstiften zusammengeschoben werden. Auch dadurch kann die Borstendichte der Borstenbündel erhöht werden. Es ist auch möglich, nacheinander unterschiedliche Borstenbündel, beispielsweise verschiedenfarbige Borstenbündel in eine Lochung der Aufnahmeplatte einzubringen, die dann zu einem gemeinsamen, mehrfarbigen Borstenbündel zusammengeschoben werden.
Um bei einseitig angespitzten oder abgerundeten Borstenbündeln diese bearbeiteten Enden nicht zu beschädigen ist es zweckmäßig, wenn die Lochstifte von der den flachen Enden der Borstenfilamente zugewandten Seite der Aufnahmeplatte in die Lochungen einfahrbar sind.
Mittels einer Umsetzeinrichtung können die Borstenbündel aus der Aufnahmeplatte, der Konturplatte oder der Verdichterplatte direkt in eine Formplatte einer Spritzform umsetzbar sein, wo sie zur Bildung eines Bürstenkörpers oder Bürstenkopfes mit Kunststoffmaterial umspritzt werden können. Gegebenenfalls können vor dem Umspritzen der Borstenbündel deren befestigungsseitigen Enden noch angeschmolzen werden.
Um das Einführen der Borstenbündel in die jeweilige Platte zu vereinfachen ist es zweckmäßig, wenn die Lochungen der Aufnahmeplatte, der Konturplatte und/oder der Verdichterplatte einführseitig jeweils eine Fase aufweisen.
Um Borstenfelder mit einzelnen schräg stehenden Borstenbündeln zu ermöglichen, können zumindest einzelne Lochungen der Verdichterplatte schräg angeordnet sein. Somit sind auch komplexere Borstenfelder, bei denen nicht alle Borstenbündel parallel zueinander stehen, realisierbar.
Der Borstenvorrat kann mehrere Materialzuführungen für unterschiedliches Borstenmaterial aufweisen. Beispielsweise können so Bürsten mit Borstenbündeln aus unterschiedlichem Material oder in verschiedenen Farben gefertigt werden.
Wenn Bürsten mit profilierten Borstenfeldern hergestellt werden sollen, kann es zweckmäßig sein, wenn eine Vorrichtung zum Profilieren der Nutzungsenden der Borstenbündel vorgesehen ist. Ein Profilieren des Borstenfeldes nach dem Umspritzen der Borstenbündel durch Schleifen eines Teils der Borstenbündel, was zusätzliche Schleifaggregate erfordert und mit großer Staubentwicklung verbunden ist, ist somit nicht erforderlich.
Dabei kann die Vorrichtung zum Profilieren der Nutzungsenden der Borstenbündel Profilierungsstifte oder eine Profilplatte zur Beaufschlagung der Nutzungsenden der Borstenbündel und eine Schneideeinrichtung zum Beschneiden der den Nutzungsenden der Borstenbündel abgewandten Enden aufweisen.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt zum Teil schematisiert:
1 eine Schnittdarstellung einer Vorrichtung mit einem Borstenvorrat, einer Transport-Vorrichtung, einer Aufnahmeplatte und einer Vakuumkammer,
2 eine Darstellung entsprechend 1 mit einem Freiraum zwischen zwei Teil-Platten der Aufnahmeplatte,
3 eine Schnittdarstellung einer Anordnung mit im Bereich der Aufnahmeplatte angeordneten Vakuumsaugdüsen-Patronen,
4 eine Darstellung ähnlich 3 mit einer aus drei Teil-Platten bestehenden Aufnahmeplatte,
5 eine Schnittdarstellung einer Aufnahmeplatte mit einem in die Lochungen der Aufnahmeplatte eingreifenden Stiftpaket,
6 die Anordnung gemäß 5 mit von dem Stiftpaket zusammengeschobenen Borstenbündeln,
7 eine Schnittdarstellung einer Aufnahmeplatte mit an eine Konturplatte und eine Verdichterplatte übergebenen Borstenbündeln,
8 eine Schnittdarstellung einer Aufnahmeplatte mit einem gegenüber 5 entgegengesetzten Richtung in die Lochungen der Aufnahmeplatte eingreifenden Stiftpaket,
9 die Anordnung gemäß 8 mit von dem Stiftpaket zusammengeschobenen Borstenbündeln,
10 eine Anordnung ähnlich derjenigen aus 9 mit an eine zusätzliche Verdichterplatte übergebenen Borstenbündeln und
11 eine Anordnung mit mittels eines Stiftpakets aus einer Verdichterplatte in eine Formplatte einer Spritzform übergebenen Borstenbündeln.
Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten weist gemäß 1 einen Borstenvorrat 2 und eine Vorrichtung 3 zum Entnehmen einzelner Borstenbündel 5 aus dem Borstenvorrat 2 sowie eine Transport-Vorrichtung 4 zum Transportieren der Borstenbündel 5 in Lochungen 6 einer Aufnahmeplatte 7 mittels eines Gas- oder Luftstromes auf.
In nicht näher dargestellter Weise, beispielsweise mittels eines Kreisbogen-Abteilers, werden einzelne Borstenbündel 5 aus dem Borstenvorrat 2 entnommen und mittels einer Bündelhalterung 38 zwischen einer Bodenplatte 8 und einer Schlauchhalteplatte 9 positioniert, wobei jeweils ein Borstenbündel 5 vor einer in der Schlauchhalteplatte 9 gehaltenen Hohlleitung 10 der Transport-Vorrichtung 4 angeordnet ist.
Durch die Hohlleitungen 10 werden die Borstenbündel 5 in Richtung der Pfeile Pf1 in die Lochungen 6 der Aufnahmeplatte 7 transportiert. Die Aufnahmeplatte 7 ist zwischen einer die Enden der Hohlleitungen 10 haltenden Halterung 11 und einer Vakuumkammer 12 angeordnet und durch zwei Teil-Platten 13a, 13b gebildet. Damit die Borstenbündel 5 in der Aufnahmeplatte 7 zurückgehalten werden, ist eine Prellplatte 14 als Anschlag für die Borstenbündel 5 vorgesehen.
In den schematischen 1 und 2 ist die Bodenplatte 8 rechts angeordnet und die Borstenbündel 5 werden nach links abgesaugt. In realen Anordnungen ist die Bodenplatte 8 üblicherweise unten und die Absaugung erfolgt nach oben. Denkbar sind auch Anordnungen, bei denen die Absaugung nach unten erfolgt.
An der Einlauffase 15 einer Lochung 6 der Aufnahmeplatte 7 können Teile des Borstenbündels 5 zurückgehalten werden. Das Borstenbündel 5 teilt sich in zwei Abschnitte auf: Das vorstehende Bündel 5a, das an der Prellplatte 14 ansteht und das zurückstehende Bündel 5b.
Durch den Absaugstutzen 16 wird Luft in Richtung Pf2 von der Vakuumkammer 12 permanent entzogen. Dadurch wird rings um die Prellplatte 14 Luft aus der Aufnahmeplatte 7 entzogen. Durch Variieren des Abstandes zwischen der Prellplatte 14 und der Aufnahmeplatte 7 kann die Luftmenge, die der Aufnahmeplatte 7 entzogen wird, gesteuert werden. Der Abstand zwischen Aufnahmeplatte 7 und Prellplatte 14 ist sehr wichtig. Wenn der Abstand zu gering eingestellt wird, reicht die Luftmenge nicht aus, um alle Filamente in die Aufnahmeplatte 7 zu ziehen. Wird der Abstand zu weit eingestellt, können Filamente des Borstenbündels 5a umknicken und in die Vakuumkammer 12 gesogen werden.
Bei der Vorrichtung 1 gemäß 1 weisen die Lochungen 7 der Teil-Platten 13a, 13b der Aufnahmeplatte 7 nahezu identische Durchmesser auf, weisen jedoch unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten auf, um ein Aufteilen des angesaugten Borstenbündels 5 in ein vorstehendes Borstenbündel 5a und ein zurückstehendes Borstenbündel 5b zu begünstigen und so eine verbesserte Ansaugung mit reduziertem Ansaugdruck zu erzielen.
Bei der Vorrichtung 1 gemäß 2 ist zwischen den Teil-Platten 13a, 13b der Aufnahmeplatte 7 ein mit dem Strömungskanal 17 für den Gas- oder Luftstrom verbundener Freiraum 18 vorgesehen. Dadurch kann der Volumenstrom der abzusaugenden Luft innerhalb der Aufnahmeplatte 7 vergrößert und somit das Ansaugen der Borstenbündel 5 begünstigt werden. Dieser Effekt wird noch durch die zusätzlichen Hohlräume 19 innerhalb der Teil-Platten 13a, 13b der Aufnahmeplatte 7 verstärkt.
Die 3 und 4 zeigen jeweils eine Detaildarstellung einer Vorrichtung 1 im Bereich der Aufnahmeplatte 7. Innerhalb der Aufnahmeplatte 7 sind dabei seitlich zwei Vakuumsaugdüsen-Patronen 20 angeordnet. An diese sind druckluftseitig Druckluftschläuche 21 angeschlossen, die in der an der Aufnahmeplatte 7 anliegenden Prellplatte 14 gehalten sind. Abluftseitig schließt sich an die Vakuumsaugdüsen-Patronen 20 jeweils eine Ausnehmung 22 in der Halterung 11 an, an denen wiederum jeweils ein Schalldämpfungs-Element 23 zur Reduzierung des Betriebsgeräusches angeordnet ist.
Mittels eines nicht dargestellten Druckluftgenerators wird Druckluft in die Vakuumsaugdüsen-Patronen 20 geblasen (Pfeile Pf3). Durch den von der Strahldüse 24 in die Fangdüse 25 strömenden Druckluftstrom entsteht im Bereich des Vakuum-Anschlusses 26 der Vakuumsaugdüsen-Patronen 20 ein Sog, der die Umgebungsluft mit sich reißt. Der Vakuum-Anschluß 26 steht in Verbindung mit dem Freiraum 18 (3) beziehungsweise den Freiräumen 18 (4) zwischen den zwei Teil-Platten 13a, 13b (3) beziehungsweise drei Teilplatten 13a, 13b, 13c (4) der Aufnahmeplatte 7, in den die Lochungen 6 der Teil-Platten 13a, 13b, 13c münden. Durch den so in den Lochungen 6 entstehenden Sog werden die Borstenbündel 5 durch die in 3 und 4 nur angedeutet dargestellten Absaugschläuchen 10 in die Aufnahmeplatte 7 angesaugt, wo sie sich wie vorbeschrieben in zwei Teil-Borstenbündel 5a, 5b aufteilen und die vorderen Borstenbündel 5a an der Prellplatte 14 anschlagen. Die Vakuumsaugdüsen-Patronen 20 weisen im Bereich ihrer längsseitigen Enden jeweils einen Dichtungsring 27 auf, um einen dichten Halt in der Aufnahmeplatte 7 sicherzustellen und Druckluft-Verluste zu vermeiden. Ebenso sind zwischen der Prellplatte 14 und der Aufnahmeplatte 7 sowie zwischen der Aufnahmeplatte 7 und der Halterung 11 jeweils nicht näher dargestellte Dichtungselemente vorgesehen.
Gegenüber den Ausführungsformen gemäß 1 und 2 sind bei den Ausführungen gemäß 3 und 4 keine Vakuumkammer 12 nebst Vakuumgenerator erforderlich, was einen platzsparenderen, kompakteren und kostengünstigeren Aufbau der gesamten Vorrichtung 1 ermöglicht.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist die Aufnahmeplatte 7 durch zwei Teil-Platten 13a, 13b gebildet, zwischen denen ein Freiraum 18 und seitlich vergrößerte Hohlräume 19 für eine optimierte Sogwirkung vorgesehen sind. Bei der Ausführungsform gemäß 4 ist die Aufnahmeplatte 7 durch drei Teil-Platten 13a, 13b, 13c gebildet. Zwischen der ersten Teilplatte 13a und der zweiten Teil-Patte 13b ist ein schmaler Freiraum 18a vorgesehen, der seitlich jeweils in den Strömungskanal 17, in den die Vakuumsaugdüsen-Patrone 20 eingesetzt ist, mündet. Zwischen der zweiten Teil-Platte 13b und der dritten Teil-Platte 13c ist ebenfalls ein schmaler Freiraum 18b vorgesehen, der seitlich jeweils in einen vergrößerten, in den Strömungskanal 17 mündenden Hohlraum 19 übergeht und somit ebenfalls eine optimierte Sogwirkung erreicht wird. Zudem ist zwischen der dritten Teil-Platte 18c und der Prellplatte 14 ein weiterer Freiraum 18c vorgesehen.
Der Hauptfluss des Luftstromes kann über die Dimensionierung der Freiräume 18, 18a, 18b, 18c beeinflusst werden. Bei einer Ausführung gemäß 4 können beispielsweise der Freiraum 18a zwischen erster Teil-Platte 13a und zweiter Teil-Platte 13b 0,5 mm und die beiden weiteren Freiräume 18b, 18c jeweils 0,2 mm dick sein, wodurch der Hauptfluss des Luftstromes über den Freiraum 18a geht.
5 zeigt eine Aufnahmeplatte 7 mit zwei Teil-Platten 13a, 13b, die an einer Gegenplatte 28 anliegt und an der oberseitig ein Stiftpaket mit Stiftführungsplatte 29, einzelnen Lochstiften 30 und Stifthalter 31 angeordnet ist. Durch Absenken der Lochstifte 30 werden die Borstenbündel 5a und 5b zu einem kompletten Borstenbündel 5 zusammen geschoben und dadurch verdichtet, siehe 6. Ein Vibrieren der Gegenplatte 28 kann diesen Prozess erleichtern.
Das in den 5 und 6 rechts außen gezeigte Borstenbündel 5 weist dabei einen größeren Durchmesser als die anderen Borstenbündel auf. Ein solches größeres Borstenbündel 5 kann beispielsweise gemäß 1 und 2 mittels einer Y-artig verzweigten Hohlleitung 10a aus zwei kleineren Borstenbündeln 5 aus dem Borstenvorrat 2 zusammengesetzt werden.
Die Absaugschläuche 10, 10a der Vorrichtung 1 gemäß 1 und 2 sind Schläuche aus flexiblem Material, was ein einfaches und flexibles Montieren ermöglicht und kostengünstig ist. Trotzdem ist ein sicherer und zuverlässiger Transport der Borstenbündel 5 gewährleistet.
In 7 sind der Aufnahmeplatte 7 eine Konturplatte 32 und eine Verdichterplatte 33 nachgeordnet, in die die Borstenbündel 5 mittels der Lochstifte 30 umgesetzt werden. Die Konturplatte 32 weist Lochungen 34 auf, von denen eine Lochung 34a zur Aufnahme von zwei Borstenbündeln 5 der Aufnahmeplatte 7 dimensioniert ist. Dadurch lassen sich Borstenfelder mit verschieden großen Borsten-Teilfeldern erzielen, beispielsweise Bereiche mit langgezogenen Borstenabschnitten. Aus der Konturplatte 32 werden die Borstenbündel 5 direkt weiter in eine Verdichterplatte 33 geschoben. Deren Lochungen 35 weisen jeweils einen Querschnitt auf, der kleiner ist als die korrespondierende Lochung 34 der Konturplatte 32. Dadurch wird die Borstendichte der Borstenbündel 5 erhöht, das heißt die einzelnen Filamente der Borstenbündel 5 liegen enger aneinander an und haben einen geringeren Abstand zueinander. Dadurch wird beim späteren Umspritzen der Befestigungsenden der Borstenbündel 5 vermieden, dass selbst bei höheren Spritzdrücken Kunststoffmaterial zwischen den einzelnen Filamenten hindurchgedrückt und die Bürste dadurch unbrauchbar wird.
Die einzelnen Lochstifte 30 mit dem Stifthalter 31 und der Stiftführungsplatte 29 gemäß 7 bilden dabei eine gemeinsame Vorrichtung zum Weitergeben der Borstenbündel 5 aus der Aufnahmeplatte 7 in die Konturplatte 32 und die Verdichterplatte 33. Alternativ ist es möglich, dass die Borstenbündel 5 zunächst aus der Aufnahmeplatte 7 in die Konturplatte 32 übergeben werden, und dass die Konturplatte 32 an eine weitere Bearbeitungsstation weiterbewegt wird, wo mit einer separaten Umsetzeinrichtung die Borstenbündel in die Verdichterplatte 33 überführt werden.
Wenn im Borstenvorrat 2 bereits einseitig angespitzte Borstenfilamente bereitgehalten werden, ist es zweckmäßig, wenn diese beim Transport in die Aufnahmeplatte 7 mit ihren flachen, nicht angespitzten Enden 36 in Transportrichtung vorne angeordnet sind, also mit dem flachen Ende 36 voraus durch die Hohlleitungen 10 gesaugt werden (1). Somit werden die spitzen Enden 37 der Borstenfilamente eines Borstenbündels 5 beim Auftreffen des Borstenbündels 5 auf die Prellplatte 14 nicht beschädigt.
Um auch bei der weiteren Bearbeitung der Borstenbündel 5 die angespitzten Enden 37 nicht zu beschädigen, können die Bündel 5a, 5b in den Teil-Platten 13a, 13b der Aufnahmeplatte 7 gemäß 8 und 9 von der gegenüber der Ausführungsform gemäß 5 bis 7 entgegengesetzten Seite der Aufnahmeplatte 7 her zusammengeschoben werden. Hierzu werden die Lochstifte 30, die ebenfalls an einem Stifthalter 31 angeordnet und in einer Stiftführungsplatte 29 geführt sind, gemäß 8 von unten in die Lochungen 6 der Aufnahmeplate 7 eingeführt, so dass die Borstenfilamente der Borstenbündel 5a, 5b an ihren flachen Enden 36 beaufschlagt werden. Durch weiteres Einfahren der Lochstifte 30 in die Lochungen 6 werden die Teil-Borstenbündel 5a, 5b zu einem verdichteten Borstenbündel 5 zusammengeschoben (9). Ein Herausschieben der Borstenbündel 5 oder einzelner Filamente wird durch eine die Lochungen 6 abdeckenden Gegenplatte 28 verhindert.
Gemäß 10 werden die Borstenbündel 5 in eine Verdichterplatte 33 weitergeschoben. Die Lochungen 35 der Verdichterplatte 33 weisen dabei jeweils einen kleineren Durchmesser als die korrespondierenden Lochungen 6 der Aufnahmeplatte 7 auf, so dass die Borstenbündel 5 beim Überführen in die Verdichterplatte 33 in sich verdichtet werden. Um ein einfaches Einführen der Borstenbündel 5 in die Verdichterplatte 33 zu ermöglichen und Beschädigungen an den angespitzten Enden 37 der Borstenbündel 5 zu vermeiden, sind einführseitig an den Lochungen 35 der Verdichterplatte 33 Einführfasen 39 vorgesehen.
Gemäß 11 werden die Borstenbündel 5 aus der Verdichterplatte 33 in eine Formplatte 40 übergeben. Hierzu werden wiederum die flachen Enden 36 der Borstenbündel 5 von Lochstiften 30 beaufschlagt und aus der Verdichterplatte 33 herausgeschoben. Die Formplatte 40 mit den darin gelagerten Borstenbündeln 5 kann an eine Spritzform weitergegeben werden, wo die flachen Enden 36 der Borstenbündel 5 zur Bildung eines Bürstenkörpers oder Bürstenkopfes umspritzt werden.
Gegebenenfalls kann vor dem Umsetzen der Borstenbündel 5 in die Formplatte 40 eine Profilierung der Borstenbündel 5 erfolgen. Dies kann beispielsweise mittels in die Verdichterplatte 33 einfahrbaren, profilierten Profilstiften und entsprechenden Gegenanschlägen erfolgen. Vor dem Umspritzen der flachen Enden 36 der Borstenbündel 5 können diese auch angeschmolzen werden, um den Halt der einzelnen Borstenfilamente zu verbessern und ein Überspritzen von Spritzmaterial zwischen die Borstenfilamente sicher zu vermeiden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0405204 B1 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, mit einem Borstenvorrat (2) und einer Vorrichtung (3) zum Entnehmen einzelner Borstenbündel (5) aus dem Borstenvorrat (2) sowie einer Transport-Vorrichtung (4) zum Transportieren der Borstenbündel (5) in Lochungen (6) einer Aufnahmeplatte (7) mittels eines Gas- oder Luftstromes (Pf1), dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeplatte (7) aus zumindest zwei Teil-Platten (13a, 13b, 13c) gebildet ist, wobei einander in Zuführlage jeweils nachgeordnete Lochungen (6) der einzelnen Teil-Platten (13a, 13b, 13c) unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten und/oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen und/oder dass in Zuführlage zwischen den Teil-Platten (13a, 13b, 13c) jeweils im Bereich der Lochungen (6) ein mit dem Strömungskanal (17) für den Gas- oder Luftstrom verbundener Freiraum (18, 18a, 18b, 18c) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (6) einer nachgeordneten Teil-Platte (13b, 13c) größere Durchmesser als die Lochungen (6) der dieser Teil-Platte (13b, 13c) vorgeordneten Teil-Platte (13a, 13b) aufweisen und dass die Lochungen (6) der nachgeordneten Teil-Platte (13b, 13c) Einlauffasen aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prellplatte (14) als Anschlag für die in die Lochungen (6) der Aufnahmeplatte (7) eingebrachten Borstenbündel (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prellplatte (14) zur Veränderung des Abstandes zwischen Prellplatte (14) und Aufnahmeplatte (7) beweglich gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transport-Vorrichtung (4) zumindest eine Hohlleitung (10) für ein Borstenbündel (5) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transport-Vorrichtung (4) eine der Anzahl der Lochungen (6) der Aufnahmeplatte (7) angepasste Anzahl von Hohlleitungen (10) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleitungen (10) Schläuche aus flexiblem Material sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleitungen (10) Rohrverbindungen aus Stahl, Edelstahl oder sonstigem Metall sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transport-Vorrichtung (4) eine Halterung (11) für die dem Borstenvorrat (2) abgewandten Enden der Hohlleitungen (10) und eine beabstandet dazu angeordnete Vakuumkammer (12) zur Erzeugung eines Unterdrucks aufweist, dass die Aufnahmeplatte (7) zwischen der Halterung (11) und der Vakuumkammer (12) anordenbar ist und dass die Prellplatte (14) innerhalb der Vakuumkammer (12) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des die Borstenbündel (5) transportierenden Gas- oder Luftstromes ein Druckluftgenerator und zumindest eine im Bereich der Aufnahmeplatte (7) angeordnete Vakuumsaugdüsen-Patrone (20) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest einen Vakuumsaugdüsen-Patrone (20) ein Schalldämpfungs-Element (23) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeplatte (7) eine Verdichterplatte (33) nachgeordnet ist, die Lochungen (35) zur Aufnahme von Borstenbündeln (5) aufweist, deren Querschnitte jeweils kleiner sind als der Querschnitt des an die jeweilige Lochung (35) zugeführten Borstenbündels (5), und dass eine Vorrichtung zum Weitergeben der Borstenbündel (5) von der Aufnahmeplatte (7) an die Verdichterplatte (33) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterplatte (33) einer Konturplatte (32) nachgeordnet ist, wobei die Konturplatte (32) Lochungen (34) aufweist, von denen zumindest eine zur Aufnahme von wenigstens zwei Borstenbündeln (5) der Aufnahmeplatte (7) dimensioniert ist und/oder einen vom Querschnitt der korrespondierenden Lochung (6) der Aufnahmeplatte (7) abweichenden Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umsetzeinrichtung zum Überführen der Borstenbündel (5) aus der Konturplatte (32) in die Verdichterplatte (33) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturplatte (32) und die Verdichterplatte (33) in Längsrichtung der Lochungen (34) der Konturplatte (32) hintereinander angeordnet sind und die Vorrichtung zum Weitergeben der Borstenbündel (5) aus der Aufnahmeplatte (7) in die Konturplatte (32) auch zum Weitergeben der Borstenbündel (5) an die Verdichterplatte (33) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenfilamente im Borstenvorrat (2) einseitig angespitzt oder abgerundet sind, und dass die flachen, nicht angespitzten oder abgerundeten Enden (36) der Borstenfilamente beim Transport der Borstenbündel (5) in die Aufnahmeplatte (7) in Transportrichtung vorne angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in die Lochungen (6) der Aufnahmeplatte (7) einfahrbare Lochstifte (30) zum Zusammenschieben von in axialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Borstenfilamenten vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochstifte (30) von der den flachen Enden (36) der Borstenfilamente zugewandten Seite der Aufnahmeplatte (7) in die Lochungen (6) einfahrbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenbündel (5) mittels einer Umsetzeinrichtung aus der Aufnahmeplatte (7), der Konturplatte (32) oder der Verdichterplatte (33) in eine Formplatte (40) einer Spritzform umsetzbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochungen (6, 34, 35) der Aufnahmeplatte (7), der Konturplatte (32) und/oder der Verdichterplatte (33) einführseitig jeweils eine Fase (15, 39) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne Lochungen (35) der Verdichterplatte (33) schräg angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenvorrat (2) mehrere Materialzuführungen für unterschiedliches Borstenmaterial aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zum Profilieren der Nutzungsenden der Borstenbündel (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet dass die Vorrichtung zum Profilieren der Nutzungsenden der Borstenbündel (5) Profilierungsstifte oder eine Profilplatte zur Beaufschlagung der Nutzungsenden der Borstenbündel (5) und eine Schneideeinrichtung zum Beschneiden der den Nutzungsenden der Borstenbündel (5) abgewandten Enden aufweist.