DE3205641A1

DE3205641A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von borstenbuendeln oder einzelborsten aus kunststoff

Info

Publication number: DE3205641A1
Application number: DE19823205641
Authority: DE
Inventors: Georg 6948 Wald-Michelbach Weihrauch
Original assignee: Pedex GmbH
Current assignee: Pedex GmbH
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1983-09-08
Anticipated expiration: 2002-02-18
Also published as: EP0086412A2; EP0086412A3; ES8401535A1; US4804232A; EP0086412B1; DD207854A5; DE3380397D1; DE3205641C2; ES519833A0; ATE45473T1

Description

DR. INC. HANS LICHTI · DIPL."INC. HEINER LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT

PATENTANWÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41 (C ROTZ I NG EN) · DURLAC H ER STR. 31 (HOCH H AUS)

TELEFON (0721) 48511

PEDEX t Co. GmbH 16. Februar 1982

6948 Wald-Michelbach-Affolterbach 6217/81 Lj

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln und Einzel borst en aus Kunststoff

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borstenbündeln oder Einzelborsten aus Kunststoff für Bürsten, Besen, Pinsel od. dgl., indem Endlos-Monofile hergestellt und diese entweder unmittelbar auf eine Spule aufgewickelt oder in einer ganz oder tei Isweise der Borstenzahl im Bündel entsprechenden Anzahl zusammengeführt werden, der entstehende Bündel strang verdrillt und dieser auf eine Spule aufgewickelt wird, von der die Monofile bzw. der Bündel strang takt weise oder kontinuierlich abgezogen und auf Borstenlänge abgeschnitten, und zuvor oder danach jede E Inzelborste bzw. jedes Borstenbündel am Bürsten-, Besenoder Pinselkörper befestigt werden.

Die Herstellung von Borsten und deren Verarbeitung in der Bürsten-, Besen- und Pinaelindustrie erfolgt seit Jahrzehnten im wesentlichen unverändert. Wie bei der Verarbeitung von Natur borsten, muß auch bei Kunststoffborste η - mit Ausnahme dort, wo nur Einzelborsten eingesetzt werden - zunächst ein Bündel hergestellt werden, in welchem die Borsten

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in der gewünschten Anzahl vorliegen. Dieses Borstenbündel wird dann in den Bürsten-, Besen- oder Pinseikörper eingesetzt und an diesem befestigt, z.B. durch Stopfen, Kleben, Schweißen (bei Kunststoffborsten), Kitten od. dgl. Kunststoffborsten bieten dabei verarbeitungstechnisch den Vorteil, daß sie aus Endlos-Monofilen im Wege des Extrudierens oder Spinnens hergestellt werden können. Die Monofile werden dann zu einem Strang zusammengefaßt, dieser in eine Papier- oder Foiienverpackung eingehüllt und auf die gewünschte Borsten! änge zugeschnitten.

Bei der Verarbeitung in der Bürsten-, Besen- und P insel Industrie muß dann das Borstenbündel von Hand von seiner Verpackung befreit und fortlaufend in das Magazin der Bürsten-, Besen- oder P insel maschine eingegeben werden. Damit konnte zwar - gegenüber Naturborsten - eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung bei der Herstellung der Borsten erreicht werden, ihre Verarbeitung jedoch blieb unverändert kostenaufwendig. So muß z.B. das Maschinenpersonal zwischen 15 und 30 % der Zeit - je nach Verfahren - für die Versorgung der Maschine mit Borsten aufwenden.

Seit vielen Jahren ist man bemüht, diesen aufwendigen Verarbeitungsgang zu sparen und statt dessen Endlosborsten unmittelbar zu verarbeiten. Es wird dabei so vorgegangen, daß bei der Borstenherstellung ein Bündelstrang aus Endlos-Monofilen verdrillt und auf einer Flanschspule in Parallel I age aufgewickelt wird. Durch das Verdrillen des Bündelstrangs wird eine Schlaufenbildung vermieden. Die Flanschspul e mit dem Parallelwickel wird dann an den Bürsten- bzw. Besenhersteller geliefert. Die Bürsten- bzw. Besenmaschine besitzt eine Aufnahme für die Flanschspule, von der der Bündeistrang etwa tangential und taktweise abgezogen und einer Schneidsinrichtung zugeführt wird, die den Bündelstrang auf die gewünschte Borstenlänge ablängt. Das einzelne Borstenbündel

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gelangt dann direkt in die S topf werkzeuge zur Befestigung am Bürstenoder Besenkörper. Es sind mehrere Maschinen zur Verarbeitung solcher Endiosborsten entwickelt worden. Derartige Lösungen haben sich aber in der Praxis nicht durchgesetzt.

Verfahren der zuvor geschilderten oder ähnlichen Art haben den Nachteil, daß bei vertretbarer Baugröße und handhabungsfähigem Gewicht der Flanschapulen, deren Durchmesser nicht allzu groß werden darf, um eine ausreichende Länge unterbringen zu können. Dies führt dazu, daß der Bündelstrang bzw. die Monofile vor allem im inneren Bereich der Flanschspule mit einem vergleichsweise kl einen Krümmungsradius aufgewickelt werden muß. Da annähernd jeder Kunststoff, vor allem aber di© für Borsten eingesetzten Kunststoffe keine ausreichende Kriechfestigkeit besitzen bzw. Kaltfluß-Ersehe! nungen zeigen, führt insbesondere eine längere Lagerung auf der Spule zu einer bleibenden Krümmung, die durch die Rückstell kräf te der Borste nicht überwunden werden kann. Das geradlinige Ausrichten der Borste ist praktisch unmöglich. Es dürfen deshalb solche Spulen zwischen dem Wickelvorgang und der Verarbeitung ni cht allzu lange gelagert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren dahingehend weiterzuentwiekeln, daß der Einfluß der mangelnden Kriechfestigkei t des Kunststoffs reduziert und auch nach längerer Lagerung noch einwandfreie Borsten erhalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Monofile bzw. der verdrillte Bündel streng im Kreuzspul verfahren aufgewickelt werden.

Beim Kreuzspulverfahren wird das Monofil bzw. der verdrillte Bündelstrang nicht in Umfangsrichtung, sondern mit einer einstellbaren Steigung auf einem Spulenkern aufgewickelt mit dem Ergebnis, daß der

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Krümmungsradius des Bündel Strangs bzw. des Monofiis bei gleiche^r Baugröße der Spule gegenüber einem Paraitelwickel erheblich vergrößert werden kann. Selbst wenn dieser Krümmungsradius durch KaitfluS nicht mehr aufhebbar sein sollte, stört di es bei der späteren Verarbeitung der Boratenbündel bzw. Borsten nicht, da nach dem Zuschneiden die Länge der einzelnen Borste klein genug ist, um ein annähernd geradliniges Erzeugnis zu erhalten.

Darüber hinaus bringt das erfindungsgemäße Verfahren einen weiteren beachtlichen Vorteil. Während bisher bei der Herstellung von Endlosborsten ausschließlich Flanschspulen eingesetzt werd en konnten, lassen sich nun einfache flanschlose Spulenhülsen bzw. Spulenkerne verwenden, da ein Kreuzwickel den Vorteil hat, daß die einzelnen Wi ekel lagen von der Spule nicht abrutschen können. Der Spulenkern, der in seiner einfachsten Ausführung als Papphülse ausgebildet sein kann, weist ein wesentlich geringeres Gewicht als eine Flanschspule auf, so daß sich das Verhältnis von Tara- und Nettogewicht erheblich günstiger darstei't-Die Material- und Transportkosten lassen sich damit beachtlich reduzieren. Untersuchungen in der Praxis haben ergeben, daß beispielsweise di e Kosten der Spule gegenüber herkömmlichen Flanschspul en nur etwa ein Drittel betragen, wobei zugleich bis zum achtfachen Borstengewicht untergebracht werden kann. Gleichzeitig ergi bt sich gegenüber den Fianschspulen ein erheblich geringerer Raumbedarf, besonders bei der Lagerung und dem Transport der Leerspulen, insbesondere wenn die Spulenhüisen konisch gestattet werden.

Das Kreuzspul verfahren läßt erfindungsgemäß auch ein Aufwickeln ohne Spul enkern zu. Bei diesen selbsttragenden Kreuzwickeln werden die Spulen völlig eingespart und die Verbilligung der Lagerung und Transportkosten ist noch größer.

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Durch den größeren Spuleninhalt werden sowohl die Laufzeiten beim Aufwickeln in der Borstenfertigung, als auch beim Abwickeln in der Bürsten», Besen· und P insel fertigung erheblich verlängert, so daß die Spulen weniger häufig ausgewechselt werden müssen.

Bei dem ©rfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise so vorgegangen, daß der oder die verdrillten Bünde Istränge zunächst in Paral-IeIlage, z.B. auf eine oder mehrere große Produktionsspulen, aufgewickelt, daraufhin von diesem Parallel wickel abgezogen und anschli essend im Kreuzspul verfahren aufgewickelt werden. Dadurch lassen sich in verfahrenstechnischer Hinsicht die Herstellung des Bündelstrangs und das Kreuzwickeln voneinander trennen, indem als Zwischenspeicher der Parallel wickel dient. Dies ermöglicht auch, im Bedarfsfall mehrere Bündelstränge von verschiedenen Produktionsspulen auf einen Spulenkern im Kreuzspul verfahren aufzuwickeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet für die Bürsten-, Besen- und Pinsel Industrie ferner die Möglichkeit, daß der oder die Bündelstränge bzw. die Monofile von dem Kreuzwickel in Richtung der Wickelachse abgezogen und weiter verarbeitet werden. Bei herkömmlichen Fi anschspulen erfolgt der Abzug tangential und taktweise, wobei ein ständiger Wechsel von Beschleunigung und Verzögerung der Bündelstränge bzw. der Einzelborsten notwendig ist. Der Antrieb der Abzugseinrichtung und die Aufhängung der Spulen ist deshalb relativ aufwendig. Durch den erfindungsgemäß erzeugten Kreuzwickel können die Bündelstränge bzw. die Einz©!borsten in Richtung der Wicke Iachse bzw. parallel dazu abgezogen werden. Damit vereinfachen sich die Spul enhalterung und die Abzugseinrichtung erheblich.

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer bekannten Vorrichtung aus, die aus ein oder mehreren Extrus'ionsstraßen zur Erzeu-

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gung von Endlos-Monofilen, einer Einrichtung zum Zusammenführen der Monofile zu einem Bündelstrang und zum Verdrillen desselben sowie einem Spulbock zum Aufwickeln des Bündelstrangs besteht. Bei Monofilen entfällt die Einrichtung zum Zusammenführen derselben zu einem Bündel strang und zum Verdrillen desselben. Hier ist auch nicht unbedingt ein Spuibock erforderlich, da die Monofile auch direkt im Kreuzspulverfahren auf einen Spulenkern aufgewickelt werden können. Die zuvor genannte Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch eine den verdrillten 3ünde!strang oder die Monofile aufnehmende Kreuzspulmaschine mit Lieferwerk und eine darauf angeordnete, den Kreuzwickel aufnehmende, flanschlose Spulenhülse großen Durchmessers. Erfindungsgemäß ist dabei auch die Herstellung eines selbsttragenden Kreuzwickels ohne Spulenhülse möglich.

Die erf i ndungsgemäö eingesetzten Einrichtungen, wie Verdrill einrichtung, Kreuzspul maschine mit Lieferwerk, flanschlose, zylindrische oder konische Spulenhülsen sowie ein kernfreies Wickeln sind im Stand der Technik bekannt, weshalb eine nähere Beschreibung hier unterbleiben kann.

Mit Vorteil ist bei der zuvor geschilderten Vorrichtung vorgesehen, daß hinter der Verdrilleinrichtung ein S pul bock angeordnet ist, der zunächst zur Bildung eines Parallelwickels dient, und daß die solchermaßen hergestellte Spule mit Parallel wickel am Lieferwerk der Kreuzspul maschine anbringbar ist. Hiermit lassen sich die Herstel lung der Endi os-Monofile u nd die Erzeugung des Kreuzwickels räumlich und zeitlich voneinander trennen, was in verfahrenstechnischer Hinsicht einige Vorteile bietet.

Für die Weiterverarbeitung des Kreuzwickels geht die Erfindung von bekannten Bürsten-, Besen- und Pinselmaschinen aus, di e eine oder mehrere Aufnahmen für die Spule, Abzugseinrichtungen für den Bündelstrang

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bzw. di e MonofiW sowie Ssnneldeinrichtungen zum Ablängen auf Borstenlänge aufwelse-n. Solche Maschinen zeichnen sich erfindungsgemäß dadurch aus, aß die Aufnahmen an den Maschinen zur Lagerung von Spulenhülsen bz/. von selbsttragenden Kreuzwickeln eingerichtet sind und daß die Zugmhtung der Abzugseinrichtungen mit der Achse der Spulenhülsen bzw. des Kreuzwickels etwa zusammenfällt oder parallel zu dieser verläuft.

Auch diese Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind für sich auf anderen Elnaatzgebeten bekannt, so daß sich eine detaillierte Beschreibung und zeichne»sehe Darstellung erübrigt.

Insgesamt schafft das erflndungsgemäße Verfahren für die Bürsten-, Besen- und Pinsel Industrie die Voraussetzungen für eine vollautomatische Fert i gung.

Claims

DR. ING. «ANS LICHTI - DIPL."ING. HEINER LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT PATENTANWÄLTE D-7500 KARLSRUHE 41(GROTZ INGEN) ■ DURLAC H ER STR. 31 (HOCHHAUS) TELEFON (O721) 48511 PE DEX & Co. GmbH -e _ w Ληαη 16. Februar 1982 Wald-Michelbach-Affolterbach 6217/81 L] PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahr en zur Herstel I ung von Borstenbündel η oder Ei nzetborste η aus Kunststoff für Bürsten, Besen, Pinsel od. dgl., Indem Endlos-Monofiie hergestellt und di ese entweder unmittelbar auf eine Spule aufgewickelt oder in einer ganz oder teilweise der Borstenzahl im Bünde I entsprechenden Anzahl zusammengeführt werden, der entstehende Bündel strang verdrillt und dieser auf eine Spule aufgewickelt wird, von der die Monofiie bzw. der Bündel strang taktweise oder kontinuierlich abgezogen und auf Borstenlänge abgeschnitten, und zuvor oder danach jede Einzelborste bzw. jedes Borstenbündel am Bürsten-, Besen- oder Pinselkörper befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofiie bzw. der verdrillte Bündel strang im Kreuzspul verfahren aufgewickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verdrillte Bünde Istrang zunächst in Parallel lage aufgewickelt, von diesem Parallelwickel abgezogen und anschließend im Kreuzspulverfahren aufgewickelt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zugi eich mehrere Monofiie oder mehrere verdrillte Bündel stränge auf eine Spule im Kreuzspul verfahren aufgewickelt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofiie oder der Bündel strang von dem Kreuzwickel in Richtung der Wickel achse abgezogen, auf Borstenlänge geschnitten und zuvor oder danach an den Bürsten-, Besen- oder P insel körpern befestigt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für Borstenbündel, bestehend aus einer oder mehreren ExtrusionsstraSen zur Erzeugung von Endlos-Monofilen, einer Einrichtung zum Zusammenführen der Monofiie zu einem Bündel strang und zum Verdrillen desselben sowie einem Spulbock zum Aufwickeln des Bündel Strangs, gekennzeichnet durch eine den verdrillten Bündelstrang aufnehmende Kreuzspul maschine mit Lieferwerk und eine darauf angeordnete, den Kreuzwickel aufnehmende flanschlose, zylindrische oder konische Spulenhülse großen Durchmessers.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für Einzel borsten, bestehend aus einer oder mehreren Extrusionsstraßen zur Erzeugung von Endlos-Monofiien, gekennzeichnet durch eine das oder di e Monofiie aufnehmende Kreuzspul maschine mit Lieferwerk und eine darauf angeordnete, den Kreuzwickel aufnehmende flanschlose, zylindrische oder konische Spulenhülse großen Durchmessers.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzwickel selbsttragend ausgebildet ist.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Verdrill einrichtung ein Spulbock zur Bildung eines Parallelwickels angeordnet ist und daß dessen Spule am Lieferwerk der Kreuzspul maschine anbringbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 mit einer an der Bürsten-, Besen- oder P insel maschine angeordneten Aufnahme für den Wickel, einer Abzugseinrichtung für die Monofile bzw. den Bündelstrang und einer Schneideinrichtung zum Ablängen der Monofile bzw. des Bündelstrangs auf Borstenlänge, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme zur Lagerung der Kreuzwickei eingerichtet ist und daß die Zugrichtung der Abzugseinrichtung mit der Achse des Kreuzwickels etwa zusammenfällt oder parallel zu dieser verläuft.