DE102011013621B4 - Method and apparatus for making brushes - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen von Bürsten (10) mittels einer Vorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) ein Borstenbüschel (16) wird einem Borstenvorrat (44) entnommen, in welchem die Borsten parallel gepackt untergebracht sind, b) nach dem Entnehmen wird das entnommene Borstenbüschel (16) mittels einer Transporteinrichtung (18) zu einem, einen Teil der fertigen Bürste bildenden Basisteil (12) transportiert, welches Öffnungen (14) zur Aufnahme von einzelnen Borstenbüscheln (16) hat, c) anschließend wir das Borstenbüschel (16) mittels eines linear beweglichen Stößels (24) in die zugeordnete Öffnung (14) von der Rückseite des Basisteils (12) aus eingestoßen, die Schritte a) bis c) werden wiederholt, so dass zeitlich nacheinander und damit sequenziell mehrere Borstenbüschel vereinzelt werden, zum Basisteil (12) transportiert werden und in die ihr zugeordnete Öffnung gestoßen werden, wobei zwischen der Transporteinrichtung (18) und der Rückseite des Basisteils (12) eine Führungsplatte (17) mit Umlenkkanälen (19) vorgesehen ist, durch die Borstenbüschel (16) in die Öffnung (14) im Basisteil (12) gestoßen werden, und d) die Borstenbüschel (16) werden ankerfrei am Basisteil (12) befestigt.A method of producing brushes (10) by means of a device, characterized by the following steps: a) a bristle tuft (16) is taken from a bristle supply (44) in which the bristles are accommodated packed in parallel; b) after removal, the removed bristle tufts (16) transported by means of a transport device (18) to a, a part of the finished brush forming base part (12) having openings (14) for receiving individual bristle tufts (16), c) then we the bristle tufts (16) by means of a linearly movable plunger (24) in the associated opening (14) from the back of the base part (12) of the steps, a) to c) are repeated, so that in time sequentially and thus several bristle tufts are separated, to the base part (12 ) and are pushed into their associated opening, wherein between the transport device (18) and the back of the base part (12) a guide plate (17) with deflection channels (19) is provided, are pushed through the bristle tufts (16) in the opening (14) in the base part (12), and d) the bristle tufts (16) are anchor-free attached to the base part (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten.The invention relates to a method and an apparatus for producing brushes.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Bürsten bekannt. Herkömmlich wird ein Bürstenkörper mit einer Anordnung von Löchern (”Lochmuster”) versehen, die der gewünschten Anordnung von Borsten entspricht. Bündel oder Büschel von Borsten werden dann in die Löcher des Bürstenkörpers eingesetzt und darin mittels eingepresster kleiner metallischer Anker oder mittels Schlaufen verankert.Various methods of making brushes are known. Conventionally, a brush body is provided with an array of holes ("hole pattern") corresponding to the desired arrangement of bristles. Bundles or tufts of bristles are then inserted into the holes of the brush body and anchored therein by means of impressed small metallic anchors or by means of loops.
In einem alternativen Verfahren zur Herstellung von Bürsten, das sich innerhalb nur weniger Jahre durchgesetzt hat und das als AFT-Verfahren (Anchor Free Tufting, Ankerfreies Beborsten) bezeichnet wird, werden die Borstenbüschel an einer kleinen Bürstenkopfplatte ohne die Verwendung von Schlaufen oder Ankern befestigt, und die Trägerplatte wird dann in einen Bürstenkörper oder einen Griff eingesetzt oder an diesem befestigt. In einer Variante des AFT-Verfahrens werden Bürstengriffe mit einem Lochmuster hergestellt, das dem gewünschten Büschelmuster entspricht. Borstenbüschel werden dann in diese Löcher eingesetzt und an den Bürstengriffen befestigt. Die Befestigungsenden der Büschel werden anschließend mit einer kleinen Platte abgedeckt.In an alternative method of making brushes that has become established in just a few years and is referred to as Anchor Free Tufting (AFT), the bristle tufts are attached to a small brush head plate without the use of loops or anchors. and the carrier plate is then inserted into or attached to a brush body or handle. In a variant of the AFT method brush handles are made with a hole pattern that corresponds to the desired tuft pattern. Bristle tufts are then inserted into these holes and attached to the brush handles. The attachment ends of the tufts are then covered with a small plate.
Die den nächstkommenden Stand der Technik bildende
Bei der Vorrichtung nach der
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, die auf diesem AFT-Verfahren aufbauen.The present invention relates to a method and apparatus for making brushes based on this AFT method.
Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die einfach und vor allem sehr schnell arbeiten und wartungsarm sind.The invention provides a method and a device that are simple and above all very fast and low maintenance.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere zur Herstellung von Zahnbürsten angewandt und sieht die im Anspruch 1 angegebenen Schritte vor.The inventive method is used in particular for the production of toothbrushes and provides the steps specified in claim 1.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden nacheinander, das heißt sequenziell, Borstenbüschel aus einem Borstenvorrat, insbesondere einem Magazin, entnommen und zu einem Basisteil transportiert. Dieses Basisteil kann entweder eine Art Platte sein, die dann mit dem Bürstenkörper verbunden wird, oder ein Abschnitt des Bürstenkörpers selbst sein. Die Vorderseite des Basisteils ist diejenige Seite, von der die Borsten der späteren Bürste abstehen, wogegen die Rückseite die üblicherweise geschlossene, das heißt borstenfreie Seite ist. Eine Führungsplatte ist zwischen der Transporteinrichtung und der Rückseite des Basisteils vorgesehen, die Umlenkkanäle hat, durch die Borstenbüschel in die Öffnung im Basisteil gestoßen werden. Damit lassen sich schräg gerichtete Büschel im Basisteil realisieren oder mehrere Büschel zu einem gemeinsamen, großen Büschel vereinigen, so dass z. B. langgestreckte Borstenbüschel entstehen. Auch unterschiedliche Büschelgeometrien können realisiert werden, wenn z. B. der Einlass des Umlenkkanals kreisrund ist, kann der Auslaß eine eckige oder, allgemeiner gesagt nicht kreisrunde Geometrie haben, so dass die Büschel zwar immer mit der gleichen Büschel-Vereinzelungsgeometrie dem Magazin entnommen werden, aber unterschiedliche Querschnittsgeometrien im Basisteil verwirklicht werden. Der Umlenkkanal führt somit, wie mit dem Begriff „Umlenken” ausgesagt, eine Verschiebung von einzelnen Borsten oder von einem ganzen Büschel quer zu linearen Einstossrichtung herbei.In the method according to the invention, tufts of bristle stock, in particular a magazine, are removed in succession, that is to say sequentially, and transported to form a base part. This base part may be either a kind of plate, which is then connected to the brush body, or be a portion of the brush body itself. The front side of the base part is the side from which the bristles of the later brush protrude, whereas the back side is the usually closed, that is bristle-free, side. A guide plate is provided between the transport means and the back side of the base part which has deflection channels through which bristle tufts are pushed into the opening in the base part. This obliquely directed tufts can be realized in the base part or unite several tufts into a common, large tuft, so that z. B. elongated bristle tufts arise. Also different tufts geometries can be realized if z. B. the inlet of Umlenkkanals is circular, the outlet may have a polygonal or, more generally, non-circular geometry, so that the tufts are always taken with the same tuft-singulation geometry magazine, but different cross-sectional geometries in the base part can be realized. The deflection channel thus leads, as predicated on the term "deflection", a displacement of individual bristles or of an entire tuft transversely to the linear direction of impact.
Hierbei sind mehrere Varianten möglich, die auch beliebig miteinander kombiniert werden können:
Die Umlenkkanäle und die Öffnungen können schräg verlaufen und die Büschel schräg stehend im Basisteil verankert werden und/oder
mehrere aufeinander zu auf eine gemeinsame Öffnung im Basisteil zu verlaufende Kanäle sind vorgesehen (wobei hier auch z. B. ein in Einstossrichtung verlaufender Kanal mit einem schräg verlaufenden Umlenkkanal einer gemeinsame Öffnung im Basisteil zugeordnet sein kann), so dass mehrere Büschel in verschiedene, nebeneinander angeordnete Kanäle und über diese in eine gemeinsame Öffnung im Basisteil eingestoßen werden zur Bildung eines gemeinsamen Büschels und/oder
zumindest ein Umlenkkanal ist vorgesehen, der mehrere Büschel aufnimmt, um sie zu einem gemeinsamen Büschel zu vereinen, wobei dieser Umlenkkanal vorzugsweise mehrere nebeneinander liegende Einlässe hat, von denen aus sich die einzelnen Kanäle zu einem gemeinsamen Umlenkkanal vereinen, und/oder
dass wenigstens ein Umlenkkanal einen Einlass hat, dessen Geometrie sich von der des Auslasses des Umlenkkanals unterscheidet.Here are several variants possible, which can also be combined with each other:
The deflection channels and the openings can run obliquely and the tufts are anchored obliquely in the base part and / or
a plurality of channels running towards each other on a common opening in the base part are provided (wherein here also, for example, a channel running in the direction of insertion can be associated with a slanted deflection channel of a common opening in the base part), so that several tufts in different, side by side arranged channels and these are pushed into a common opening in the base part to form a common tuft and / or
at least one deflection channel is provided, which receives a plurality of tufts to unify them into a common tuft, said deflection channel preferably has a plurality of adjacent inlets, from which unite the individual channels to a common deflection channel, and / or
in that at least one deflection channel has an inlet whose geometry differs from that of the outlet of the deflection channel.
Der Auslass des Umlenkkanals hat üblicherweise dieselbe Geometrie und Größe wie die angrenzende Öffnung im Basisteil.The outlet of the deflection channel usually has the same geometry and size as the adjacent opening in the base part.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Führungsplatte auf die Rückseite des Basisteil aufgesetzt und vor dem Befestigen der Büschel am Basisteil von diesem entfernt wird.One embodiment provides for the guide plate to be placed on the rear side of the base part and removed from the base part before it is fastened to the base part.
Da die Borstenbüschel sequenziell, das heißt nacheinander einzeln direkt in das Basisteil gestopft werden, ist auch vorrichtungsseitig keine große Anpassung des Werkzeugs an andere Basisteile erforderlich.Since the bristle tufts are sequentially individually, ie successively individually stuffed directly into the base part, no great adaptation of the tool to other base parts is required on the device side.
Im Stand der Technik wurde darüber hinaus meist mit einem werkzeugseitigen Träger gearbeitet, dessen Öffnungen exakt den Öffnungen im Basisteil entsprachen. Zuerst wurde dieser Träger mit Borstenbüscheln befüllt, und anschließend wurde dieser Träger zum zu befüllenden Basisteil transportiert. Die Herstellung der zahlreichen, in einer Vorrichtung arbeitenden Träger ist relativ teuer. Darüber hinaus ist die Umrüstung der Vorrichtung für andere Bürsten aufwendig.In addition, in the state of the art, work has mostly been carried out with a tool-side support whose openings correspond exactly to the openings in the base part. First, this carrier was filled with bristle tufts, and then this carrier was transported to the base part to be filled. The manufacture of the numerous carriers operating in a device is relatively expensive. In addition, the conversion of the device for other brushes consuming.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich diese Umrüstung wesentlich einfacher gestalten.In the method according to the invention and in the device according to the invention, this conversion can be made much simpler.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Lage des Basisteils auf das stationäre Werkzeug zum Einstoßen für jedes zu befüllende Loch ausgerichtet und somit bewegt. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, das Basisteil für das sequenzielle Einstoßen zumindest in zwei Richtungen zu verfahren, um die zu befüllende Öffnung auf das einzustoßende Borstenbüschel auszurichten.In the method according to the invention, the position of the base part is aligned with the stationary tool for pushing for each hole to be filled and thus moved. One possibility for this is to move the base part for the sequential piercing at least in two directions, in order to align the opening to be filled with the bristle tufts to be inserted.
Dieses Verfahren ist, wie sich unmittelbar ergibt, sehr leicht an völlig neue Büschelmuster anpassbar.This method is, as immediately apparent, very easily adaptable to completely new tufts.
Insbesondere lässt sich das Verfahren sehr schnell an neue Muster anpassen, wenn das Basisteil unter Verwendung einer frei programmierbaren, wenigstens 2-achsigen Positioniervorrichtung, insbesondere eines frei programmierbaren, vorzugsweise 2-achsigen Industrieroboters, verfahren wird.In particular, the method can be adapted very quickly to new patterns if the base part is moved using a freely programmable, at least 2-axis positioning device, in particular a freely programmable, preferably 2-axis industrial robot.
Insbesondere von Vorteil ist es, wenn die Borstenbüschel durch einen Büschelabnehmer sequenziell bis in die endgültige Position transportiert werden, aus der sie axial in die zu befüllende Öffnung gestoßen werden. Sowohl für das Vereinzeln der Borstenbüschel als auch für den Transport ist damit nur eine Bewegung erforderlich, die beispielsweise eine Kreisbogenbewegung oder eine Linearbewegung des Büschelabnehmers sein kann.It is particularly advantageous if the bristle tufts are transported sequentially by a tuft picker to the final position, from which they are pushed axially into the opening to be filled. For the separation of the bristle tufts as well as for the transport, only one movement is required, which can be, for example, a circular arc movement or a linear movement of the tufts collector.
Der Büschelabnehmer muss auch nicht zwingend hin- und herfahren zwischen der Aufnahmeposition und der Abgabeposition. Es wäre auch denkbar, einen ring- oder kreisförmigen Büschelabnehmer vorzusehen, der permanent in einer Richtung rotiert.The tuft picker does not necessarily have to move back and forth between the pickup position and the dispensing position. It would also be conceivable to provide a ring or circular tuft picker which rotates permanently in one direction.
Die verwendeten Borsten sind aus Kunststoff.The bristles used are made of plastic.
Das rückseitige Stopfen der Borstenbüschel hat den Vorteil, dass die Büschel dank eines üblicherweise vorderseitigen Anschlages soweit vorderseitig aus dem Basisteil herausragen, wie es gewünscht ist, unabhängig von den Längentoleranzen der einzelnen Borsten. Darüber hinaus lassen sich optional auch Borsten mit vorbearbeiteten Borstenspitzen, zum Beispiel abgerundeten, zugespitzten Borstenspitzen oder dergleichen verwenden.The back stuffing of the bristle tufts has the advantage that the tufts protrude so far from the base part as far as possible, thanks to a usually front stop, as desired, regardless of the length tolerances of the individual bristles. In addition, bristles with pre-machined bristle tips, for example, rounded, pointed bristle tips or the like may optionally be used.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird während des Einschiebens der Büschel in das Basisteil in der Transporteinrichtung ausschließlich axialer Druck auf das Borstenbüschel ausgeübt. Das heißt, das Borstenbüschel wird nicht radial geklemmt. Beim Klemmen könnte sich nämlich das Büschelende im Spalt aufweiten, was das Einführen in die Öffnungen erschweren würde. Eine solche radiale Klemmkraft wird insbesondere bei sogenannten Spannrahmen auftreten.According to the preferred embodiment, during the insertion of the tufts into the base part in the transport device, only axial pressure is exerted on the bristle tufts. That is, the bristle tufts is not clamped radially. When clamping, namely, the tuft end could widen in the gap, which would make it difficult to insert into the openings. Such a radial clamping force will occur in particular in so-called tenter.
Da das Basisteil üblicherweise eine geringe Dicke hat und die Länge der Öffnungen, über die die Büschel gehalten werden, ebenfalls entsprechend gering ist, sieht ein vorteilhafter Verfahrensschritt vor, dass vorrichtungsseitig ein Führungsteil mit Durchgangslöchern vor dem Einschieben der Borstenbüschel an der Vorderseite des Basisteils positioniert wird. Die Borstenbüschel werden über die Öffnungen in die Durchgangslöcher im Führungsteil eingesteckt. Vorzugsweise, was jedoch nicht zwingend der Fall ist, ragen die Büschel vorderseitig auch noch aus dem Führungsteil heraus.Since the base part usually has a small thickness and the length of the openings over which the tufts are held, also correspondingly low, provides an advantageous method step, that a guide member is positioned on the device side with through holes before inserting the tufts on the front of the base part , The bristle tufts are inserted through the openings in the through holes in the guide part. Preferably, but this is not necessarily the case, the tufts protrude on the front even out of the guide part.
Das vorderseitige Führungsteil kann als Klemmeinrichtung für die Büschel ausgebildet sein, zum Beispiel indem die Durchgangslöcher einen im Verhältnis zu dem oder den in sie eingestoßenen Büscheln so großen Querschnitt haben, dass das oder die Büschel mit Presssitz in den Durchgangslöchern sitzen. Das Klemmen der Büschel verhindert ein Herausziehen der Büschel, wenn die rückseitige Führungsplatte nach hinten von dem Basisteil entfernt wird.The front-side guide member may be formed as a clamper for the tufts, for example, in that the through-holes have a cross-section sufficiently large in relation to the tufts inserted therein that the tuft or temples are press-fitted in the through-holes. Clamping the tufts prevents the tufts from being pulled out when the back guide plate is removed rearwardly from the base.
Die vorderseitigen Enden der Büschel können während oder nach dem Bestücken des Basisteils ein profiliertes Druckteil kontaktieren, um eine profilierte Bürstenfläche zu schaffen. Die Bürstenfläche ist die vorderseitige Bearbeitungsfläche der Bürste, die durch die Borstenenden gebildet wird. Dieses Druckteil kann entweder bereits beim Stopfen vorhanden sein und als Anschlag dienen oder nach dem Stopfen gegen die Borsten gedrückt werden, damit diese an dem Druckteil anliegen und die Form des Druckteils abbilden.The front ends of the tufts may contact a profiled pressure member during or after loading of the base member create profiled brush surface. The brush surface is the front side working surface of the brush formed by the bristle ends. This pressure part can either already be present during the plug and serve as a stop or pressed against the bristles after the plug, so that they rest against the pressure part and image the shape of the pressure part.
Die rückseitig aus den Öffnungen des Basisteils herausragenden Borstenbüschel werden gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach dem Einstoßen abgeschnitten. Die Toleranzen der einzelnen Borstenlängen werden dadurch vollständig kompensiert, denn auf der Vorderseite kann über das Druckteil eine genaue Längenanpassung erfolgen, rückseitig wird dann einfach abgeschnitten.The bristle tufts protruding from the back of the openings of the base part are cut off after being pushed in according to the preferred embodiment. The tolerances of the individual bristle lengths are thereby fully compensated, because on the front can be done on the printing part a precise length adjustment, the back is then simply cut off.
Dieses Abschneiden kann über spanende Werkzeuge erfolgen oder aber über ein beheiztes Werkzeug, insbesondere ein sogenanntes heißes Messer. Es erfolgt ein Kontakt zwischen dem heißen Werkzeug und den einzelnen Büscheln, wobei die Standzeit des Schneidwerkzeugs sehr hoch ist.This cutting can be done by cutting tools or a heated tool, especially a so-called hot knife. There is a contact between the hot tool and the individual tufts, the life of the cutting tool is very high.
Die Borstenbüschel werden rückseitig befestigt, beispielsweise durch thermisches Verschmelzen und/oder Verkleben und/oder auch Einbetten in eine angespritzte Kunststoffmasse. Natürlich lassen sich diese Befestigungsverfahren auch beliebig miteinander kombinieren.The bristle tufts are attached on the back, for example by thermal fusion and / or gluing and / or embedding in a molded plastic compound. Of course, these attachment methods can also be combined with each other arbitrarily.
Wie bereits zuvor erläutert, sind die in das Basisteil eingestopften Borsten vorzugsweise bereits vorab vorgerundet oder vorbearbeitet.As already explained above, the bristles stuffed into the base part are preferably pre-rounded or preprocessed in advance.
Während des Abschneidens werden die Büschel gemäß einer Ausführungsform nur radial vom Basisteil und, falls vorhanden, dem Führungsteil gehalten. An den beiden Enden ist keine seitliche Fixierung vorgesehen, die Enden liegen lediglich stirnseitig an der Vorrichtung an und werden damit axial fixiert.During cutting, according to one embodiment, the tufts are held radially only from the base part and, if present, the guide part. At the two ends no lateral fixation is provided, the ends are only frontally on the device and are thus fixed axially.
Die Rückseite der Borstenbüschel und des Basisteils wird abgedeckt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Bürstenkörper im Bereich der rückseitigen Büschelenden eine Vertiefung hat, die durch ein vorgefertigtes oder angespritztes Deckelteil geschlossen wird. Eine weitere Möglichkeit der Abdeckung des Borstenbüschels auf der Rückseite besteht darin, ein vorgefertigtes Deckelteil auf seiner dem Basisteil zugewandten Seite mit angeformten Vorsprüngen, sogenannten Opferstrukturen, auszubilden, die beim anschließenden Erhitzen weich werden, insbesondere flüssig werden, um dann gegen das Basisteil oder, allgemeiner, gegen den Bürstenkörper gedrückt zu werden. Sind Basisteil und Bürstenkörper zwei verschiedene Teile, so kann natürlich auch der Bürstenkörper mit derartigen Opferstrukturen versehen werden, um nach ihrem Erhitzen mit dem unter Umständen auch erhitzten Basisteil verbunden zu werden. Dieses Deckelteil kann mit abstehenden Reinigungsvorsprüngen in beliebiger Form ausgestattet sein, um als Zungenreiniger oder dergleichen verwendet zu werden.The back of the bristle tufts and the base part is covered. This can be done, for example, that the brush body has a recess in the region of the back tuft ends, which is closed by a prefabricated or molded lid part. Another possibility of covering the bristle tufts on the back is to form a prefabricated cover part on its side facing the base part with molded-on projections, so-called sacrificial structures, which soften during the subsequent heating, in particular become liquid, in order then to strike against the base part or, more generally to be pressed against the brush body. If the base part and the brush body are two different parts, it goes without saying that the brush body can also be provided with such sacrificial structures in order, after its heating, to be connected to the possibly also heated base part. This lid member may be provided with protruding cleaning protrusions in any shape to be used as a tongue cleaner or the like.
Alternativ hierzu wird das Basisteil umspritzt. Ist das Basisteil nicht gleichzeitig bereits am Bürstenkörper, sondern ein am Rest des Bürstenkörpers zu befestigendes Teil, kann das Basisteil beim Herstellen des Bürstenkörpers umspritzt werden. Das Umspritzen des Basisteils ist aber nicht auf diese Variante beschränkt.Alternatively, the base part is overmolded. If the base part is not already on the brush body at the same time, but rather a part to be fastened to the remainder of the brush body, the base part can be overmolded during production of the brush body. The encapsulation of the base part is not limited to this variant.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Borstenbüschel rückseitig ankerlos befestigt werden, insbesondere durch Verschmelzen und/oder Verkleben und dass das bestückte Basisteil anschließend aus einer Beborstungsstation in eine Kavität einer Formhälfte eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt wird und dabei mit seinem Rand am Rand einer von der zugeordneten Kavität ausgehenden Öffnung aufliegt und die Borstenbüschel in die Öffnung ragen. Rückseitig wird ein Bürstenabschnitt an das Basisteil angespritzt, der die Borstenbüschel abdeckt. Durch die Erfindung wird der Aufwand, der für die Herstellung der Trägerplatten erforderlich ist, deutlich reduziert, denn die Trägerplatten wandern nicht mehr von der Beborstungsmaschine zum Spritzgusswerkzeug, wodurch die Taktungen von Spritzgusswerkzeug und Beborstungsmaschine nicht mehr zwangsläufig miteinander gekoppelt sein müssen. Im Stand der Technik wurden die Borstenenden der Borstenbüschel zuerst miteinander verschmolzen, was üblicherweise in der mit den Borstenbüschel bestückten, aufwendig herzustellenden Lochplatte erfolgte. Anschließend wurde diese Lochplatte in ein Spritzgusswerkzeug transportiert, um die Büschel zu umspritzen. Das beborstete Basisteil wurde im Stand der Technik immer samt Trägerplatte in ein Spritzgusswerkzeug oder eine weitere Station eines Spritzgusswerkzeuges transportiert. Die Trägerplatte diente der Abstützung gegen den Spritzdruck beim Spritzgießen des Bürstenkörpers (Kopf und Stiel). Die vorliegende Erfindung sieht jedoch vor, diese mit dem Lochbild der Bürste versehenen Trägerplatten beim Herstellen des Bürstenkörpers nicht mehr als Abstützplatten im Spritzgießwerkzeug vorzusehen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist hingegen in einer Formhälfte des Spritzgusswerkzeugs eine Öffnung (vorzugsweise eine einzige Öffnung) im Bereich der auszuspritzenden Kavität vorgesehen, in die die mehreren Borstenbüschel hineinragen. Das Basisteil liegt ausschließlich oder fast ausschließlich nur mit seinem umlaufenden Rand am Rand der von der Kavität ausgehenden Öffnung auf und wird vorzugsweise nur an diesem Rand abgestützt.A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the bristle tufts are attached to the back anchorless, in particular by fusing and / or gluing and that the assembled base is then inserted from a Beborstungsstation in a cavity of a mold half of an injection mold and thereby with its edge on the edge of a from the associated cavity outgoing opening rests and the bristle tufts protrude into the opening. On the back side, a brush section is molded onto the base part, which covers the bristle tufts. By the invention, the effort that is required for the production of the carrier plates, significantly reduced, because the carrier plates no longer migrate from the bristle machine to the injection molding tool, whereby the timing of injection molding and bristle machine no longer necessarily be coupled together. In the prior art, the bristle ends of the bristle tufts were first fused together, which was usually done in the hole plate equipped with the bristle tufts and produced in a complex manner. Subsequently, this perforated plate was transported in an injection mold to overmold the tufts. The bristled base part was always transported in the prior art, including the support plate in an injection molding tool or another station of an injection molding tool. The carrier plate served to support against the injection pressure during injection molding of the brush body (head and stem). However, the present invention provides that these provided with the hole pattern of the brush carrier plates when making the brush body no longer provide as support plates in the injection mold. In the method according to the invention and in the device according to the invention, however, an opening (preferably a single opening) in the region of the cavity to be ejected is provided in a mold half of the injection molding tool into which the plurality of bristle tufts protrude. The base part is located exclusively or almost exclusively only with its peripheral edge on the edge of the cavity extending from the opening and is preferably supported only at this edge.
Das Basisteil wird randseitig in der Kavität gehalten. The base part is held on the edge in the cavity.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform liegt das Basisteil mit seinem Rand geschlossen umlaufend am ebenfalls geschlossen umlaufenden Rand der Öffnung an, sodass eine Abdichtwirkung erzielt wird.According to the preferred embodiment, the base part lies with its edge closed circumferentially on the likewise closed circumferential edge of the opening, so that a sealing effect is achieved.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Lochplatten nicht mehr zwischen Beborstungsmaschine und Spritzgusswerkzeug zirkulieren, kann die gesamte Herstellung und die gesamte Vorrichtung mit deutlich weniger Lochplatten auskommen.By the method according to the invention, in which the perforated plates no longer circulate between the boring machine and the injection-molding tool, the entire production and the entire apparatus can manage with significantly less perforated plates.
Es ist jetzt auch möglich, die beborsteten Basisteile in einem Zwischenspeicher oder Pufferspeicher zu lagern. Bei Wartungsarbeiten am Spritzgusswerkzeug oder der Beborstungsmaschine kommt es deshalb nicht zum Stillstand der jeweils anderen Maschine, was die Flexibilität insgesamt deutlich erhöht.It is now also possible to store the bristled base parts in a cache or buffer memory. During maintenance work on the injection molding tool or the bristle machine, therefore, it does not come to a standstill of the other machine, which significantly increases the overall flexibility.
Vorzugsweise sind mehrere Kavitäten in der Formhälfte der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhanden, um die Ausstoßrate der gesamten Vorrichtung zu erhöhen.Preferably, a plurality of cavities are provided in the mold half of the device according to the invention in order to increase the discharge rate of the entire device.
Die Formhälfte mit der wenigstens einen Kavität kann auch, und dies ist bevorzugt, mehrteilig ausgebildet sein. Ein erstes und ein zweiten Formteil, gegebenenfalls auch weitere Formteile mit insbesondere mehreren nebeneinander angeordneten Kavitäten oder Reihen von Kavitäten, können verwendet werden. Die einer Bürste zugeordnete Kavität ist dann in mehrere Abschnitte unterteilt, beispielsweise in einen Abschnitt im ersten und in einen Abschnitt im zweiten Formteil. Diese Kavitäten gehen ineinander über und bilden die Gesamtkavität der Formhälfte. Das erste Formteil ist aber vom zweiten Formteil trennbar und dient u. U. als Transportmittel oder Ausstosswerkzeug für das oder die in ihm sitzenden Basisteile. Damit kann das erste Formteil unabhängig vom zweiten Formteil zuerst mit den beborsteten Basisteilen bestückt und erst anschließend an das zweite Formteil angekoppelt werden, nämlich unmittelbar vor dem Spritzgießen. Da das erste Formteil aber aufgrund des fehlenden Lochbildes sehr einfach herzustellen ist, können verhältnismäßig preisgünstig viele erste Formteile hergestellt und verwendet werden, was die Taktzeit und Flexibilität der gesamten Vorrichtung deutlich verbessert.The mold half with the at least one cavity can also, and this is preferably formed in several parts. A first and a second molded part, if appropriate also further molded parts with in particular a plurality of juxtaposed cavities or rows of cavities, can be used. The cavity associated with a brush is then divided into several sections, for example into a section in the first and into a section in the second shaped part. These cavities merge into one another and form the total cavity of the mold half. The first molding is separable from the second part and is used u. U. as a means of transport or ejection tool for or sitting in it base parts. Thus, the first molded part can be fitted independently of the second molded part first with the bristled base parts and only then be coupled to the second molded part, namely immediately prior to injection molding. However, since the first molded part is very easy to produce due to the lack of hole pattern, many first molded parts can be manufactured and used relatively inexpensively, which significantly improves the cycle time and flexibility of the entire device.
Es ist jedoch nicht auch möglich, jede Formhälfte einstückig auszuführen. Der Bürstenkörper wird dann in die Formhälfte gelegt und dieser nach dem Spritzen entnommenHowever, it is not possible to make each mold half in one piece. The brush body is then placed in the mold half and this removed after spraying
Zu betonen ist, dass gemäß der bevorzugten Ausführungsform im Spritzgusswerkzeug der sogenannte Bürstenkörper gespritzt werden könnte, der ein- oder mehrkomponentig ausgeführt sein kann. Dieser Bürstenkörper ist üblicherweise der Bürstengriff, der Bürstenhals und ein Teil des Bürstenkopfes. Der andere Teil des Bürstenkopfes wird durch das Basisteil gebildet.It should be emphasized that, according to the preferred embodiment, the so-called brush body could be injected in the injection molding tool, which can be designed in one or more parts. This brush body is usually the brush handle, the brush neck and a part of the brush head. The other part of the brush head is formed by the base part.
Es ist jedoch auch eine Ausführungsform sinnvoll, insbesondere bei preisgünstigeren Bürsten, bei der das Basisteil selbst bereits fast den gesamten Kopf und im Wesentlichen den gesamten Griff oder Stiel der Bürste aufweist. Dieses Basisteil bildet dann natürlich auch einen Bürstenabschnitt und wird beborstet und anschließend zumindest im rückseitigen Kopfbereich oder auch im Stilbereich umspritzt.However, it is also an embodiment useful, especially at cheaper brushes, in which the base part itself already has almost the entire head and essentially the entire handle or stem of the brush. Of course, this base part also forms a brush section and is then bristled and then overmoulded, at least in the back of the head or in the style area.
Einige der Öffnungen im Basisteil können büschelfrei bleiben und durch Spritzen geschlossen werden. Damit lassen sich bei gleichem Basisteil unterschiedliche Borstenbüschelanordnungen realisieren. Alternativ oder zusätzlich zum Schließen der büschelfreien Öffnungen können elastomere Profilteile, die beliebige Querschnittsformen haben, ein- oder angespritzt werden oder in Öffnungen befestigt werden. Diese Profilteile sind keine Borsten, sondern andersartige Profilteile mit kleinerer oder größerer Querschnittsfläche als die üblichen Borsten. Die Teile können beispielsweise auch eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform besitzen. Insbesondere werden solchen Profilteile verwendet, um eine Zahnfleisch massierende Wirkung hervorzurufen.Some of the openings in the base can remain tuft-free and can be closed by spraying. This makes it possible to realize different bristle tuft arrangements with the same base part. Alternatively or in addition to closing the tuft-free openings, elastomeric profile parts, which have any cross-sectional shapes, can be injected or injected or fastened in openings. These profile parts are not bristles, but different profile parts with smaller or larger cross-sectional area than the usual bristles. For example, the parts can also have a cross-sectional shape deviating from the circular shape. In particular, such profile parts are used to produce a gum massaging effect.
Die vorerwähnte andere Möglichkeit, die büschelfreien Öffnungen zu schließen, besteht im rückseitigen Anspritzen von Kunststoff. Dabei können entweder nur die büschelfreien Öffnungen geschlossen werden, oder es können vorderseitig abstehende Profilteile gleichzeitig mit angespritzt werden. Das vorderseitige Führungsteil kann hierbei als Spritzgussform dienen.The aforementioned other way to close the tuft-free openings, is in the back molding of plastic. In this case, either only the tuft-free openings can be closed, or it can front side projecting profile parts are molded with at the same time. The front-side guide part can serve as an injection mold.
Die Borstenbüschel werden seitlich zur Borstenlängsrichtung aus dem Borstenvorrat separiert und insbesondere einzeln über die Transporteinrichtung zu den Öffnungen verfahren. Es werden für die Transporteinrichtung also keine im Stand der Technik bekannte Transportröhrchen verwendet, die in Borstenlängsrichtung in den Vorrat eintauchen und ein Büschel von Borsten in sich aufnehmen und klemmen. Durch die seitliche Entnahme lassen sich einerseits hohe Taktzeiten verwirklichen und andererseits werden die Büschel deutlich weniger oder überhaupt nicht zusammengedrückt, was ihre Positionierung beim Einfahren in die Öffnungen verbessert.The bristle tufts are separated from the bristle supply to the side of the bristle longitudinal direction and, in particular, moved individually to the openings via the transport device. Thus, no transport tubes known in the prior art are used for the transport device, which dip into the supply in the longitudinal direction of the bristles and receive and clamp a tuft of bristles. On the one hand, high cycle times can be realized by the lateral removal, and on the other hand, the tufts are significantly less or not compressed at all, which improves their positioning when entering the openings.
Die Erfindung schafft darüber hinaus auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, insbesondere eine sogenannte Bürstenherstellungsmaschine, die vorzugsweise das zuvor erwähnte erfindungsgemäße Verfahren benutzt. Die Vorrichtung umfasst ein Magazin mit einem Borstenvorrat, in welchem Borsten parallel gepackt untergebracht sind, eine Entnahmevorrichtung für Borstenbüschel, die Borstenbüschel zeitlich nacheinander, d. h. sequenziell seitlich zu ihrer Längserstreckung aus dem Borstenvorrat nimmt, eine Transporteinrichtung zum Transport der einzelnen Borstenbüschel zu einer Stopfstation, wobei die Stopfstation einen Halter für zu verbauende Basisteile der Bürste aufweist, eine Führungsplatte zwischen der Transporteinrichtung und der Rückseite des zugeführten Basisteils mit Umlenkkanälen, durch die Borstenbüschel in die Öffnung im Basisteil gestoßen werden, und Mittel in Form eines Stößes, über die Borstenbüschel zeitlich nacheinander, d. h. sequenziell von der Rückseite her durch die Führungsplatte hindurch in das Basisteil eingestoßen werden.The invention moreover also provides a device for producing brushes, in particular a so-called brush-making machine, which preferably uses the aforementioned method according to the invention. The device comprises a magazine with a bristle stock, in which bristles are housed packed in parallel, a bristle tuft extraction device, the bristle tufts sequentially, ie sequentially takes to their longitudinal extent of the bristle stock, a transport device for transporting the individual bristle tufts to a stuffing station, wherein the stuffing station a holder for base parts of the brush to be installed, a guide plate between the transport device and the back of the supplied base part with Umlenkkanälen, are pushed through the bristle tufts in the opening in the base part, and means in the form of a shock, over the bristle tufts sequentially, ie sequentially are pushed from the back through the guide plate into the base part.
Die zuvor beschriebenen Varianten der Ausbildung von Umlenkkanälen sind natürlich auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisierbar, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination.The variants of the embodiment of deflection channels described above can of course also be implemented in the device according to the invention, individually or in any desired combination.
Die Vorrichtung umfasst insbesondere eine geschlossen umlaufende Aufnahmevorrichtung, beispielsweise einen Aufnahmetisch, eine Kette, einen Indextisch oder, allgemeiner, eine Art Kreis mit Aufnahmen für die Basisteile, auf dem diese verfahren werden, um einzelne Stationen, z. B. zum Abschneiden der Borstenbüschel und Befestigung der Büschel sowie gegebenenfalls dem Schließen des rückseitig offenen Bürstenkörpers oder Anspritzen des Bürstenkörpers zu durchlaufen.The device comprises, in particular, a closed-loop receiving device, for example a receiving table, a chain, an index table or, more generally, a type of circle with receptacles for the base parts on which they are moved to separate individual stations, e.g. B. to cut off the bristle tufts and attachment of the tufts and optionally to close the back of the open brush body or molding of the brush body.
Bevorzugt ist die Entnahmevorrichtung in die Transporteinrichtung integriert.Preferably, the removal device is integrated into the transport device.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Transporteinrichtung die Büschel längs einer linearen oder kurvenförmigen Bahn zur Stopfstation verfährt. Solche sogenannten Büschelabnehmer sind in der
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner vorzugsweise einen Büschelabnehmer, der die Büschel sequenziell bis in die endgültige Position transportiert, aus der sie axial in die zu befüllende Öffnung gestoßen werden. Eine Übergabe nach dem Vereinzeln der Borstenbüschel auf eine andere Vorrichtung oder einen Träger, die die Büschel bis in die Position unmittelbar vor dem Einstoßen bringt, entfällt damit.The device according to the invention preferably further comprises a tuft picker, which transports the tufts sequentially to the final position, from which they are pushed axially into the opening to be filled. A transfer after the separation of the bristle tufts on another device or a carrier that brings the tufts up to the position immediately before the impact, thus eliminating.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst darüber hinaus auch eine Station, bei der das Basisteil für das sequenzielle Einstoßen zumindest in zwei Richtungen verfahren wird, um die zu befüllende Öffnung auf das einzustoßende Borstenbüschel auszurichten, wobei diese Station insbesondere einen frei programmierbaren, vorzugsweise 2-achsigen Industrieroboter zur Verschiebung des Basisteils hat.The device according to the invention also comprises a station in which the base part for the sequential piercing is moved at least in two directions in order to align the opening to be filled with the bristle tufts to be filled, this station in particular having a freely programmable, preferably 2-axis industrial robot Has shift of the base part.
Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, eine Schneidvorrichtung in die Vorrichtung zu integrieren, mit der die rückseitig aus dem Basisteil überstehenden Borsten abgeschnitten werden. Die Schneidvorrichtung wird insbesondere abstützkörperfrei quer zu den Borsten verfahren. Im Stand der Technik werden die Borsten rückseitig abgeschnitten, indem eine vorrichtungsseitige Trägerplatte, durch die die Büschel hindurchragen, als Gegenmesser wirkt. Diese Platte stabilisiert die Büschel, und an der Oberfläche der Platte wird ein Messer entlanggefahren, welches die Büschel abschneidet. Diese Art des Schnittes ist zwar zuverlässig, führt aber zur Abnützung der Schneidvorrichtung und ist daher wartungs- und ersatzteilintensiver als die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der keine Trägerplatte am Werkzeug vorgesehen ist.The preferred embodiment provides for integrating a cutting device into the device with which the bristles protruding from the base part on the rear side are cut off. In particular, the cutting device is moved transversely to the bristles without any support. In the prior art, the bristles are cut off at the back by acting as a counter knife a device-side support plate through which the tufts protrude. This plate stabilizes the tufts and on the surface of the plate a knife is driven along, which cuts off the tufts. Although this type of cut is reliable, but leads to wear of the cutting device and is therefore maintenance and spare part intensive than the device according to the invention, in which no support plate is provided on the tool.
Wie sich herausgestellt hat, ist dieses abstützfreie Schneiden vorzugsweise durch ein beheizbares Werkzeug leicht zu realisieren, bei der das heiße Werkzeug die Borsten kontaktiert und abschneidet.As has been found, this support-free cutting is preferably easy to implement by a heatable tool in which the hot tool contacts the bristles and cuts.
Das beheizbare Werkzeug ist insbesondere mit einem stromdurchflossenen Heizdraht ausgebildet, der ein Runddraht oder ein Flachdraht sein kann, wobei in Versuchen mit dem Flachdraht sehr gute Ergebnisse erzielt wurden.The heatable tool is in particular formed with a current-carrying heating wire, which may be a round wire or a flat wire, wherein in experiments with the flat wire very good results have been achieved.
In einer Befestigungsstation für die Borstenbüschel werden die Borsten büschelweise oder insgesamt miteinander verschweißt und oder verklebt und/oder vergossen.In a fixing station for the bristle tufts, the bristles are welded together in tufts or in total and / or glued and / or potted.
Das vorrichtungsseitige Führungsteil, welches zur Vorderseite des Basisteils zuführbar ist, wird zusammen mit dem Basisteil von Station zu Station weiterbewegt und positioniert die Büschel.The device-side guide member, which is fed to the front of the base member is moved along with the base member from station to station and positioned the tufts.
Um die Lage der vorderseitigen Enden der Borsten eindeutig zu machen, insbesondere bei einer profilierten Bürstenfläche, weist die Vorrichtung ein zustellbares profiliertes Druckteil auf, das die Borstenbüschel während oder nach dem Stopfen kontaktiert. Ein Gegendruckteil kann von der Rückseite gegen die Büschel gefahren werden.In order to make the position of the front ends of the bristles unambiguous, in particular in the case of a profiled brush surface, the device has an deliverable profiled pressure part which contacts the bristle tufts during or after the stopper. A counter-pressure part can be driven from the back against the tufts.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the following drawings, to which reference is made. In the drawings show:
In
In
Die Transporteinrichtung
Auf der Rückseite des Basisteils
Die Führungsplatte hat zahlreiche Kanäle, welche rückseitig (der Transporteinrichtung
Vorzugsweise haben alle Einlässe
In
Die Geometrie der übergroßen Öffnung
Während bei
Eine weitere Variante besteht darin, dass Ein- und Auslass
Wie in
Beabstandet vom Führungsteil
Sobald alle zu bestückenden Öffnungen
Das Führungsteil
Zu betonen ist, dass je nach Ausführungsform der Bürste
In dem in
Durch das Druckteil
Optional kann auf dieser Rückseite ein zum Druckteil komplementäres Gegendruckteil
Um einen Toleranzausgleich aufgrund der unterschiedlichen Längen der einzelnen Borsten zu erzielen, wäre es denkbar, eines der Druckteile
Aufgrund des Druckteils
Im nächsten Schritt, der im Folgenden noch deutlicher erläutert wird, werden die rückseitig gegenüber dem Basisteil
Im nächsten Verfahrensschritt, der in der darauffolgenden Station ausgeführt werden könnte, werden Borstenbüschel
Eine Möglichkeit des Verschweißens ist in
Während der vorhergehenden Verfahrensschritte bleibt vorzugsweise (nicht einschränkend zu verstehen) das Führungsteil
Im Folgenden werden einzelne der zuvor gerade erläuterten Verfahrensschritte noch etwas detaillierter dargestellt und beschrieben.In the following, individual of the method steps just explained above will be illustrated and described in more detail.
So zeigt
Die Borsten sind im Magazin
Die Transporteinrichtung
Die Vereinzelung der Borstenbüschel
Alternativ zur kurvenförmigen Bahn, die die Transporteinrichtung
Von der Transporteinrichtung
Da das Basisteil
Die entsprechende Station weist vorzugsweise einen sogenannten X-Y-Schlitten auf, auf dem die Basisteile
Die Einlässe
Entgegen der
Ferner kann es generell vorteilhaft sein, wenn sich die Einlässe
Zur einfachen Einführung der Borstenbüschel
Auch zu erkennen ist in
Die Transporteinrichtung
Das Abschneiden der Borstenbüschel
Während in den
In den
Die Borstenbüschel
Um zu verhindern, dass die abgetrennten Enden der Borstenbüschel
Das Befestigen der Borstenbüschel
Nicht alle Öffnungen
Darüber hinaus ist es auch möglich, dass einige Öffnungen mit einem elastomeren Profilteil
In
Wie bereits erwähnt, wird in der Zuführstation jedes einzelne Borstenbüschel
Das fertig bestückte Basisteil
Danach werden die Büschel rückseitig abgeschnitten mittels des Werkzeugs
Anschließend werden die Borstenbüschel
Schließlich wird das Deckelteil
Zu betonen ist in diesem Zusammenhang, dass anstelle des bereits an den Bürstenkörper
In den
Das Spritzgusswerkzeug ist in
Das erste Formteil
Dieser Halsabschnitt
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist nur eine Öffnung
Die Öffnung
Die rückseitig noch nicht umspritzten Basisteile
Beispielsweise ist das beborstete Basisteil
Entweder wird das beborstete Basisteil
Das Basisteil
In
In
Der eingespritzte Kunststoff schließt den Bürstenkopf auf der Rückseite. Darüber hinaus können in diesem oder in einem anderen Verfahrensschritt auch Abschnitte zum Beispiel des Stiels mit einer zweiten Komponente umspritzt oder angespritzt werden. Wie bereits erläutert könnte nämlich das Basisteil
Nach dem Öffnen des Spritzgusswerkzeugs wird das erste Formteil
Da keine mit beborsteten Basisteilen
Alternativ hierzu wäre es gemäß
Wie bei allen anderen Ausführungsformen ist die Öffnung
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