EP1476043B1

EP1476043B1 - Klemmvorrichtung und verfahren zum festhalten von filamentbüscheln

Info

Publication number: EP1476043B1
Application number: EP02806856A
Authority: EP
Inventors: Michael Vankov; Bernd Stein; Christian Stief; Michael Machlitt; Uwe Tretrop
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: AU2002367691A1; US20030155802A1; DE10207019A1; ATE368398T1; US6820941B2; DE50210612D1; EP1476043A1; WO2003070050A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Festhalten von Filamentbüscheln nach Patentanspruch 8.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von derartigen Verfahren und Vorrichtungen bekannt. So beschreibt beispielsweise die US 4,979,782 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenware aus Kunststoff. Die Borstenware weist dabei einen Borstenträger und Borsten auf, deren Gebrauchsenden unförmig gerundet sind, während die Befestigungsenden der Borsten an der Borstenseite des Borstenträgers befestigt sind. Bei der Herstellung werden die Borsten in einer Klemmvorrichtung geklemmt, während die Gebrauchsenden der Borsten in einer flachen Ebene sind. Dann werden die Gebrauchsenden der Borsten gleichförmig abgerundet, während sie in der flachen Ebene geklemmt sind. Anschließend wird die Klemme gelöst, die die Borsten zurückhält, und danach werden die Gebrauchsenden der Borsten relativ zueinander axial versetzt. Hierdurch wird die gewünschte Außenkontur der Borsten erzielt.
Die DE 40 06 325 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bearbeiten von Borsten einer Bürste, bei dem die Borsten mit Abstand von den nutzungsseitigen Enden eingespannt, an diesen auf Wunschmaß geschnitten und anschließend mittels einer zur Borstenerstreckung senkrecht angeordneten, ebenen Schleiffläche, deren sämtliche Punkte auf Kreisbahnen gleichen Durchmessers bewegt werden, bearbeitet werden. Zur Einstellung des Andrucks wird die Schleiffläche in Richtung auf die Borsten zugestellt und zur Beeinflussung des Bearbeitungsergebnisses werden die Borsten zwischen ihrer Einspannung und ihren nutzungsseitigen Enden in veränderbarem, für alle Borsten jedoch stets gleichem Abstand von der Schleiffläche seitlich abgestützt.
Die EP 0 567 672 B1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Zahnbürsten mit speziellen Profilen der in den Kopf des Bürstenkörpers eingesetzten Büschel. Bei diesem Verfahren kann der Endbearbeitungsschritt des Beschneidens und Verrundens der gebrauchsseitigen Borstenenden entfallen, wenn bereits verrundete Fasern eingebracht werden. Zu diesem Zweck werden die Borstenbüschel vor dem Verbinden mit dem Borstenträger in Durchgangslöcher eine Klemmvorrichtung eingebracht, die in einem Muster angeordnet sind, welches demjenigen der Löcher des Borstenträgers entspricht. Dabei steht jedes Loch der Klemmvorrichtung mit einem Klemmelement in Verbindung. Die Enden der Borsten stehen über beide Seiten der Klemmvorrichtung hervor. Wenn sich die Klemmelemente der Klemmvorrichtung in einem gelösten Zustand befinden, wird ein Druckteil mit einer profilierten Seite nach vorne in Eingriff mit den hervorstehenden Enden der Borsten bewegt, um die Borsten axial in die Durchgangslöcher hinein zu drücken. Dadurch werden die beiden Enden der Borsten in parallelen Flächen ausgerichtet, deren Gestalt profilierten Seiten entspricht. Dann werden die Klemmelemente betätigt, um die Borsten in dem Klemmrahmen zu halten, während sich die Enden in ausgerichtetem Zustand befinden. Die Basisenden der Borsten werden dann in die Löcher des Borstenhalters eingebracht.
Schließlich beschreibt die WO 01/91607 A2 oder die US 5 622 411 A eine Klemmvorrichtung zum Zurückhalten von Filamentbüscheln verschiedener Größe, bei der ein bewegliches Klemmelement zwischen zwei feststehenden Klemmelementen geführt wird. Die Filamentbüschel laufen dabei durch im unbetätigten Zustand fluchtende Durchgangsöffnungen der Klemmelemente hindurch.
Alle bekannte Vorschubeinheiten in sogenannten "Spool-Feeding-Anlagen" weisen den Nachteil auf, daß bei der Büschelbildung aus Einzelfilamenten zwangsläufig größere Abweichungen im Büschelumfang und im Büscheldurchmesser entstehen. Diese können durch das Spannen mittels bekannter Spanntechniken nicht kompensiert werden. Die maximal einstellbare Klemmkraft wird vielmehr durch den größten "Tuft" bestimmt, d.h. durch das größte Borstenbüschel. Ein stärkeres Komprimieren der Tufts führt zu Beschädigungen an den Filamenten. Dies hat zur Folge, daß kleinere Tufts schlechter geklemmt werden und aus der Klemme herausrutschen können. Dieses Problem wird aufgrund der unterschiedlichen Komprimierbarkeit bei variabler Tuftgröße noch verstärkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Festhalten von Filamentbüscheln zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Ferner soll durch die Erfindung insbesondere die Schwankungsbreite der Filamentbüscheldurchmesser, wie sie bei der vollflächigen Klemmung gemäß den herkömmlichen Verfahren auftritt, vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Klemmvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Festhalten von Filamentbüscheln mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch die vorliegende Erfindung werden die Nachteile des Standes der Technik überwunden. Insbesondere wird ein ungewolltes Herausrutschen von Filamentbüscheln aus der Filamentzuführvorrichtung durch ungenügende Klemmung aufgrund unterschiedlicher Tuftgrößen vermieden. Außerdem reduziert sich hierdurch die Schwankungsbreite der einzelnen Filamentbüscheldurchmesser. Ferner wird eine Beschädigung der Filamente aufgrund zu hoher Klemmkraft wirksam vermieden.
Eine erfindungsgemäße Klemmvorrichtung weist die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf. Dabei bewirkt die Aufteilung in mehrere bewegliche Klemmelemente, daß bei unterschiedlichen Tuftgrößen eine unterschiedliche Verschiebung der beweglichen Klemmelemente der Klemmvorrichtung erfolgt. Hierdurch kann die jeweils auf die unterschiedlichen Borstenbüschel ausgeübte Klemmkraft in den einzelnen Segmenten des durch die Filamentbüschel gebildeten Borstenfeldes optimiert werden. Dies Verhindert zum einen das Herausfallen von Tufts, die aufgrund ihrer geringen Größe nicht ausreichend gehalten würden, und zum anderen Verhindert eine derart ausgestaltete Klemmvorrichtung das Beschädigen oder Abscheren von Filamenten größerer Tufts, die bei herkömmlichen Klemmvorrichtungen vom Stand der Technik zu fest gefaßt werden, um ein Herausfallen kleinerer Tufts zu verhindern. In einer Bürstenherstellungsmaschine können mehrere derartige Klemmvorrichtungen nebeneinander oder hintereinander zum Einsatz kommen. Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere für Bürstenherstellungsmaschinen mit einem Materialspeicher, in dem das Borstenmaterial auf Materialrollen bereitgestellt wird, das heißt so genannte "Spool-Feeding-Anlagen", geeignet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 1 sieht die Merkmale des Patentanspruchs 2 vor. Beispielsweise kann dies durch hintereinander angeordnete bewegliche Klemmelemente in einem Feststehendes Klemmelement erfolgen.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der, erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 1 sieht die Merkmale des Patentanspruchs 3 vor. Dadurch wird bewirkt, daß nur die engen Durchgangsöffnungen eine Klemmwirkung auf die darin geführten Filamentbüschel entfalten, während die durch die weiten Durchgangsöffnungen geführten Filamentbüschel nicht geklemmt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß jedes bewegliche Klemmelement nur einen Teil, das heißt nur ein bestimmtes Segment, des gesamten Borstenfeldes klemmt. Alle Segmente zusammen ergeben dann das gesamte Borstenfeld.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung nach Patentanspruch 1 sieht die Merkmale des Patentanspruchs 4 vor. Dies kann beispielsweise durch gegeneinander verschiebbare aufeinander gleitende bewegliche Klemmelemente erfolgen. Auf diese Weise wird eine Alternative Möglichkeit geschaffen, daß jedes bewegliche Klemmelement nur einen Teil, das heißt nur ein bestimmtes Segment, des gesamten Borstenfeldes klemmt. Alle Segmente zusammen ergeben dann das gesamte Borstenfeld. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform gemäß Patentanspruch 2 und 3 laufen hier nur Filamentbüschel durch die jeweiligen beweglichen Klemmelemente, die auch tatsächlich von diesem beweglichen Klemmelement festgehalten werden.
Eine vorteilhafte Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung sieht die Merkmale des Patentanspruchs 5 vor. Durch die Aufteilung der Klemmkraft auf eine Vielzahl von Segmenten, kann eine sehr feine Abstimmung der auf die Filamentbüschel ausgeübten Klemmkräfte erfolgen. Ferner können komplizierte Borstenfelder mit unterschiedlichsten Tuftgröße mit gleichbleibend hoher Produktqualität geklemmt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung sieht die Merkmale des Patentanspruchs 6 vor. Hierdurch ist es möglich die Klemmvorrichtung an einem Punkt, beispielsweise mittels pneumatischen Druck, zu beaufschlagen. Alternativ ist auch eine elektromagnetische oder hydraulische Druckbeaufschlagung möglich, wobei letztere wegen der Gefahr von Ölleckagen und der niedrigen Arbeitsgeschwindigkeit weniger geeignet ist. Alternativ sind aber auch mehrere Andruckplatten pro Klemmvorrichtung möglich. Dabei können dann die jeweiligen beweglichen Klemmelemente individuell und getrennt voneinander angesteuert werden.
Noch eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung sieht die Merkmale des Patentanspruchs 7 vor. Als Feder-Dämpfer-Elemente kommen dabei beispielsweise Druckfedern aus Metall oder Kunststoff oder Bauteile aus elastomerem Kunststoff zur Anwendung. Hierdurch wird beispielsweise eine dosierte, gedämpfte Weiterleitung der zentral eingeleiteten Druckkraft an die jeweiligen Klemmelemente möglich. Ferner bewirken die Feder-Dämpfer-Elemente ein zusätzliches Zurückschieben der Andruckplatte, sobald die aufgebrachte Druckkraft wegfällt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Festhalten von Filamentbüscheln mittels einer Klemmvorrichtung mit feststehenden und mindestens zwei beweglichen Klemmelementen, weist dabei folgende Schritte auf: Zuführen von Filamentbüscheln unterschiedlicher Tuftgröße aus einer Spool-Feeding-Anlage in die Klemmvorrichtung. Dabei kann das zugeführte Material beispielsweise von einer oder mehreren Rollen abgewickelt werden. Klemmen der Filamentbüschel mit der für die jeweilige Tuftgröße erforderlichen Klemmkraft durch Verschieben der beweglichen Klemmelemente relativ zu den feststehenden Klemmelementen, wobei mindestens zwei Segmente in dem durch die Filamentbüschel gebildeten Borstenfeld erzeugt werden. Dabei wird die Klemmkraft einerseits durch die Tuftgröße und andererseits von der maximal zulässigen Klemmkraft zur Vermeidung von Filamentbeschädigung definiert. Durchführen eines optionalen Bearbeitungsschritts; Übergabe der Filamentbüschel und Lösen der Klemmelemente.
Die Borstenbüschel können dabei bereits in der für ein Borstenfeld, beispielsweise auf dem Bürstenkopf einer Zahnbürste, gewünschten Form angeordnet sein. Sämtliche Verfahrensschritte laufen vollautomatisch und mit hoher Geschwindigkeit ab. Durch die Unterteilung des von der Klemmvorrichtung erfaßten Filamentbüschels in zwei oder mehrere Segmente wird ein sicherer Verfahrensablauf mit gleichbleibend hoher Produktqualität ermöglicht. Dabei ist es vorteilhaft, daß die Klemmvorrichtung bei komplizierten Borstenfeldern möglichst viele Segmente aufweist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht die Merkmale des Patentanspruchs 9 vor. Hierdurch wird eine einfache Möglichkeit zur Anpassung der Andruckkraft auf die jeweilige Tuftgröße in den einzelnen Segmenten vorgestellt. Dabei können die Feder-Dämpfer-Elemente beispielsweise als Druckfedern aus Metall oder Kunststoff oder als entsprechende federelastische Gummielemente ausgebildet sein. Durch die Auswahl der gewünschten Federsteifigkeit wird neben der Einstellung der Druckkraft auf die Andruckplatte eine zusätzliche Einstellmöglichkeit geboten.
Schließlich sieht noch eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Merkmale des Patentanspruchs 10 vor. Hier wird ein möglicher optionaler Bearbeitungsschritt gezeigt. Es sind aber auch andere Bearbeitungsschritte, mehrere Bearbeitungsschritte oder kein Bearbeitungsschritt möglich.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1a: eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung im unbetätigten Zustand;
Fig. 1b: eine schematische Schnittansicht der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 im betätigten Zustand;
Fig. 2a -2b: eine schematische Darstellung eines mittels einer Klemmvorrichtung nach Fig. 1 hergestellten Borstenfeldes;
Fig. 3a -3b: eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung;
Fig. 4a - 4b: eine schematische Schnittansicht in Pfeilrichtung A entlang der Schnittlinie III - III der Klemmvorrichtung aus Fig. 2;
Fig. 5: eine schematische Darstellung eines mittels einer Klemmvorrichtung nach Fig. 3 hergestellten Borstenfeldes.

Nachfolgend werden zwei vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen Beschrieben. Dabei werden gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Fig. 1a und Fig. 1b zeigen eine schematische Schnittansicht einer ersten vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung 1 zum Festhalten von Filamentbüscheln 2, 3, 4 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Klemmvorrichtung 1 weist dabei in Filamentlängsrichtung mehrere hintereinander angeordnete feststehende Klemmelement 17, 18, 19, 20 auf, das heißt die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 sind in mehreren Ebenen hintereinander angeordnet. Die feststehenden Klemmelemente 17, 18, 19, 20 weisen jeweils in der Zeichnungsebene horizontale Durchgangsöffnungen 7 zur Aufnahme eines ersten Filamentbüschels 2, eines zweiten Filamentbüschels 3 und eines dritten Filamentbüschels 4 auf. Dabei sind die Durchgangsöffnungen 7 in den feststehenden Klemmelementen 17, 18, 19, 20 im vorliegenden Ausführungsbeispiel bereits derart angeordnet, daß sie ein gewünschtes Borstenfeld auf einem Zahnbürstenkopf ergeben, wie in Fig. 2a und in Fig. 2b gezeigt.
Senkrecht zu den horizontalen Durchgangsöffnungen 7 und somit auch senkrecht zur Längsachse des aus polymeren Kunstfasern bestehenden ersten Filamentbüschel 2, des zweiten Filamentbüschels 3 und des dritten Filamentbüschels 4, sind ein erstes bewegliches Klemmelement 8, ein zweites bewegliches Klemmelement 9 und ein drittes bewegliches Klemmelement 10 in den feststehenden Klemmelementen 17, 18, 19, 20 hintereinander angeordnet. Die beweglichen Klemmelemente 8, 9 10 sind dabei im wesentlichen als rechtekkige Metallplatten ausgebildet. Das erste bewegliche Klemmelement 8, das zweite bewegliche Klemmelement 9 und das dritte bewegliche Klemmelement 10 sind dabei in dem als Führungsflächen 14 ausgebildeten Zwischenräumen zwischen den feststehenden Klemmelementen 17, 18, 19, 20 längsverschieblich hintereinander angeordnet.
Die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 weisen jeweils ein im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus elastomerem Kunststoff hergestelltes Feder-Dämpfer-Element 6 auf. Dabei sind die Feder-Dämpfer-Elemente 6 jeweils in der Zeichnungsebene in Fig. 1 am oberen Ende der beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 angeordnet und stehen über den oberen Rand der feststehenden Klemmelemente 17, 18, 19, 20 hervor. Die Feder-Dämpfer-Elemente 6 bilden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verbindung zu einer Andruckplatte 5.
Die Andruckplatte 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus dem gleichen Material wie die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 hergestellt, das heißt aus spanend bearbeitetem Metall. Die Andruckplatte 5 ist im wesentlichen als rechteckige sich in die Zeichnungsebene erstreckende Fläche ausgebildet, die von einem nicht dargestellten Pneumatikkolben mit einer Druckkraft beaufschlagt wird. An ihrer Unterseite weist die Andruckplatte 5 sich in die Zeichnungsebene hinein erstreckende Vorsprünge auf, die mit den Feder-Dämpfer-Elementen 6 verbunden sind.
Ferner weisen das erste bewegliche Klemmelement 8, das zweite bewegliche Klemmelement 9 und das dritte bewegliche Klemmelement 10 im vorliegenden Ausführungsbeispiel je zwei horizontale weite Durchgangsöffnungen 12 und je eine horizontale enge Durchgangsöffnung 13 auf. Im unbetätigten Zustand der Klemmvorrichtung 1 gemäß Fig. 1a sind die Durchgangsöffnungen 7 der feststehenden Klemmelemente 17, 18, 19, 20 fluchtend zu den Durchgangsöffnungen 12, 13 der beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 angeordnet. Die Durchgangsöffnungen 12, 13 sind dabei größer oder gleich den Durchgangsöffnungen 7. Dabei ist die enge Durchgangsöffnung 13 des ersten beweglichen Klemmelements 8 für das erste Filamentbüschel 2 vorgesehen. Die enge Durchgangsöffnung 13 des zweiten beweglichen Klemmelements 9 ist für das zweite Filamentbüschel 3 vorgesehen. Schließlich ist die enge Durchgangsöffnung 13 des dritten beweglichen Klemmelements 10 für das dritte Filamentbüschel 4 vorgesehen.
Wird nun, wie in Fig. 1b dargestellt, eine Kraft in Pfeilrichtung F auf die Andruckplatte 5 der Klemmvorrichtung 1 aufgebracht, so verschieben sich das erste bewegliche Klemmelement 8, das zweite bewegliche Klemmelement 9 und das dritte bewegliche Klemmelement 10 in der Zeichnung in Pfeilrichtung F, d.h. nach unten.
Durch die vertikale Verschiebung des ersten beweglichen Klemmelements 8 wird das erste Filamentbüschel 2, welches durch die enge Durchgangsöffnung 13 des beweglichen Klemmelements 8 läuft, nach unten verschoben und eingeklemmt. Bei diesem Vorgang wird gleichzeitig durch den entgegengebrachten Widerstand des ersten Filamentbüschels 2 das zwischen erster Bewegliches Klemmelement 8 und Andruckplatte 5 angeordnete Feder-Dämpfer-Element 6 komprimiert. Das ebenfalls durch das erste bewegliche Klemmelement 8 hindurchlaufende zweite Filamentbüschel 3 und das dritte Filamentbüschel 4 werden durch die Vertikalverschiebung des ersten beweglichen Klemmelements 8 nicht beeinflußt, da sie jeweils durch weite Durchgangsöffnungen 12 hindurchlaufen, deren Durchmesser zumindest dem maximalen Verschiebeweg des beweglichen Klemmelements 8 entspricht.
Durch die Verschiebung des zweiten beweglichen Klemmelements 9 in der Zeichnung nach unten, wird das zweite Filamentbüschel 3, welches durch die enge Durchgangsöffnung 13 des zweiten beweglichen Klemmelements 9 läuft, nach unten verschoben und eingeklemmt. Bei diesem Vorgang wird gleichzeitig durch den vom zweiten Filamentbüschel 3 entgegengebrachten Widerstand das zwischen zweitem beweglichen Klemmelement 9 und Andruckplatte 5 angeordnete elastomere Feder-Dämpfer-Element 6 komprimiert. Die ebenfalls durch das zweite bewegliche Klemmelement 9 hindurchlaufenden ersten und dritten Filamentbüschel 2, 4, werden durch die Vertikalverschiebung des zweiten beweglichen Klemmelements 9 nicht beeinflußt, da sie jeweils durch weite Durchgangsöffnungen 12 hindurchlaufen, deren Durchmesser so gewählt ist, daß auch bei maximaler Verschiebung des zweiten beweglichen Klemmelements 9 keine Berührung mit den jeweiligen Filamentbüscheln 2, 4 stattfindet.
In gleicher Weise, wie bei dem ersten beweglichen Klemmelement 8 und bei dem zweiten beweglichen Klemmelement 9, wirkt das dritte bewegliche Klemmelement 10. Dabei wird das dritte Filamentbüschel 4 geklemmt, während das erste Filamentbüschel 2 und das zweite Filamentbüschel 3 aufgrund der weiten Durchgangsöffnungen 12 in dem dritten beweglichen Klemmelement 10 nicht geklemmt werden. Wie Fig. 1 b zu entnehmen ist, ragen die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 bei Klemmung der Filamentbüschel 2, 3, 4 nach unten über die feststehenden Klemmelemente 17, 18, 19, 20 heraus, das heißt, die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 stehen aus den Führungsflächen 14 hervor.
An dieser Stelle ist noch zu erwähnen, daß in Fig. 1b der Eindruck erweckt wird, als wenn die Filamentbüschel 2, 3, 4 durch die Klemmelemente 8, 9, 10 abgeschert worden sind. Dies ist natürlich gar nicht der Fall. Die übertriebene Darstellung der Verschiebung der Klemmelemente 8, 9, 10 soll zeigen, daß hier diese quer zu den feststehenden Durchgangsöffnungen 7 verschoben werden und die Büschel 2, 3, 4 eingeklemmt sind. Die Verschiebung beträgt in Wirklichkeit nur einige Hundertstel Millimeter, d.h. die Durchgangsöffnungen 13 sind nur um Hundertstel Millimeter versetzt zu den Durchgangsöffnungen 7 angeordnet, was bereits schon zur Klemmung der Büschel führt.
Im geklemmten Zustand können die in der Klemmvorrichtung 1 über die äußeren feststehenden Klemmelemente 17, 20 überstehenden Enden der Filamentbüschel 2, 3, 4 in der gewünschten Weise, beispielsweise durch Verrunden, Ablängen oder Verschmelzen, bearbeitet werden. Nach abgeschlossener Bearbeitung kann das Borstenfeld dann an ein Zwischenmagazin übergeben werden. Die Klemmvorrichtung 1 wird dann entspannt, das heißt, die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 werden in ihre Ausgangsposition zurückgefahren und die Klemmung an den Filamentbüscheln 2, 3, 4 wird dadurch gelöst. Das Entspannen der Klemmvorrichtung 1 erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch das Zurückfahren der Andruckplatte 5.
Ferner ist noch anzumerken, daß die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 gegebenenfalls aufgrund unterschiedlicher Filamentbüscheldicken oder aufgrund von in die jeweiligen Filamentbüschel 2, 3, 4 eingebrachten Sonderfilamenten mit unterschiedlicher Dicke und/oder Elastizität, ein unterschiedliches Einfedern der Feder-Dämpfer-Elemente 6 und unterschiedliches Auswandern der beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 bewirken kann. Die im Ausführungsbeispiel gezeigten drei beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 sind also unabhängig voneinander verschieblich und beeinflussen aufgrund ihrer Lochgeometrie jeweils einen anderen Teil des Borstenfeldes, wodurch im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Aufteilung in drei Segmente gegeben ist.
Die Segmentaufteilung ist auch den schematischen Darstellungen in Fig. 2a und 2b zu entnehmen. Darin ist ein Borstenfeld mit drei Segmenten A, B und C dargestellt, wie es beispielhaft von der Klemmvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 erzeugt werden kann.
Figuren 3a und 3b zeigen eine schematische Schnittansicht einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung 1 zum Festhalten von Filamentbüscheln 2, 16 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Klemmvorrichtung 1 weist dabei ein erstes bewegliches Klemmelement 8, ein zweites bewegliches Klemmelement 9 und ein drittes bewegliches Klemmelement 10 auf, die in der Zeichnung horizontal verschieblich angeordnete sind. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel, gleiten die drei bewegliche Klemmelemente 8, 9, 10 direkt auf Gleitflächen 15 übereinander, das heißt, die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 sind in Filamentlängsrichtung in einer Ebene parallel zueinander angeordnet. Durch die Klemmvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform wird das Borstenfeld in drei Segmente unterteilt.
Dabei sind die drei beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 jeweils an einer Seite mit einem Feder-Dämpfer-Element 6 versehen. Die Feder-Dämpfer-Elemente 6, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus elastomerem Kunststoff hergestellt sind, sind an ihrem den beweglichen Klemmelementen 8, 9, 10 entgegengesetzten Ende mit einer Andruckplatte 5 verbunden. Die Andruckplatte 5 ist dabei in der Zeichnung vertikal, d.h. senkrecht zu den Feder-Dämpfer-Elementen 6, angeordnet. Die Andruckplatte 5 ist aus spanend bearbeitetem Metall hergestellt.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung gemäß der zweiten Ausführungsform, werden die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10, wie in Fig. 3b für den betätigten Zustand dargestellt, jeweils in Pfeilrichtung D und E durch die Andruckplatten 5 der Klemmvorrichtung 1 aufeinander zu bewegt. Dabei bewegen sich das obere erste bewegliche Klemmelement 8 und das untere dritte bewegliche Klemmelement 10 parallel zueinander in Pfeilrichtung E von rechts nach links. Das mittlere zweite bewegliche Klemmelement 9 bewegt sich in entgegengesetzter Richtung, das heißt von links nach rechts in Pfeilrichtung D. Je stärker die Feder-Dämpfer-Elemente 6 dabei komprimiert werden, desto größer wird die entsprechende Federkraft. Unterschiedliche Filamentbüscheldicken oder eingebrachte Sonderfilamente mit unterschiedlicher Dicke und/oder Elastizität bewirken auch bei der zweiten Ausführungsform der Klemmvorrichtung 1 unterschiedliches Einfedern der Feder-Dämpfer-Elemente 6 (nicht dargestellt).
Figuren 4a und 4b zeigen Schnittansichten in Pfeilrichtung A entlang der Schnittlinie III - III der Ausbildungsform nach Figuren 3a und 3b. In dieser Ansicht werden die feststehenden Klemmelemente 11 sichtbar, zwischen denen die beweglichen Klemmelemente 8, 9, 10 verschieblich aufgenommen sind. Ferner weisen die feststehenden Klemmelemente 11 entsprechende Durchgangsöffnungen 7 zur Aufnahme der Filamentbüschel 2, 16 auf, in der Schnittansicht nach Fig. 4 ist das erste Filamentbüschel 2 erkennbar.
Durch das Verschieben der Andruckplatte 5 in Pfeilrichtung E (siehe Fig. 4b), wird das erste bewegliche Klemmelement 8 nach links verschoben und das Feder-Dämpfer-Element 6 komprimiert. Das erste Filamentbüschel 2 wird dadurch geklemmt und kann beispielsweise in gewünschter Weise bearbeitet werden. Entsprechendes gilt für die in dieser Darstellung nicht sichtbaren Filamentbüschel 16.
Das so geklemmte Borstenfeld kann abgelängt, bearbeitet und an ein Zwischenmagazin übergeben werden. Durch das Klemmen mit mehreren beweglichen Klemmelementen 8, 9, 10 wird das Borstenfeld in mehrere Segmente unterteilt, wie beispielhaft der Darstellung gemäß Fig. 5 zu entnehmen ist. Darin sind die drei Segmente A', B' und C' angedeutet. Hierdurch wird ein ungewolltes Herausrutschen von Filamentbüscheln unterschiedlicher Tuftgröße, wie dies in Fig. 5 bei dem ersten Filamentbüschel 2 und den Filamentbüscheln 16 deutlich wird, vermieden. Außerdem wird ein Beschädigen oder Abscheren der Filamentbüschel 2, 16 durch die im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgte Aufteilung in Segmente verhindert.

Claims

Klemmvorrichtung (1) zum Festhalten einer Vielzahl von Filamentbüscheln (2, 3, 4; 2, 16) eines an einem Zahnbürstenkopf anzubringenden Borstenfeldes, wobei die Klemmvorrichtung (1) feststehende und bewegliche Klemmelemente (8, 9, 10, 11, 17, 18, 19, 20) aufweist, die zum Hindurchführen der Filamentbüschel (2, 3, 4: 2, 16) durch die Klemmelementebenen jeweils Durchgangslöcher (7, 12, 13) aufweisen, die im unbetätigten Zustand der Klemmvorrichtung (1) fluchtend angeordnet sind und die im betätigten Zustand der Klemmvorrichtung (1) versetzt zueinander angeordnet sind, um die Filamentbüschel (2, 3, 4; 2, 16) quer zur Filamentlängsrichtung einzuklemmen und dadurch festzuhalten,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Klemmvorrichtung (1) mehrere bewegliche Klemmelemente (8, 9, 10) vorgesehen sind, die relativ zu den feststehenden Klemmelementen (11; 17, 18, 19, 20) verschiebbar sind, wobei jedes der beweglichen Klemmelemente (8, 9, 10) zum Festhalten jeweils eines anderen Teils des Borstenfeldes vorgesehen ist.
Klemmvorrichtung (1) zum Festhalten einer Vielzahl von Filamentbüscheln (2, 3, 4; 2, 16) nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beweglichen Klemmelemente (8, 9, 10) in Filamentlängsrichtung in mehreren Ebenen hintereinander angeordnet sind.
Klemmvorrichtung (1) zum Festhalten einer Vielzahl von Filamentbüscheln (2, 3, 4; 2, 16) nach Patentanspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den beweglichen Klemmelementen (8, 9, 10) jeweils enge Durchgangsöffnungen (12) vorgesehen sind.
Klemmvorrichtung (1) zum Festhalten einer Vielzahl von Filamentbüscheln (2, 3, 4; 2, 16) nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beweglichen Klemmelemente (8, 9, 10) in Filamentlängsrichtung in einer Ebene parallel zueinander angeordent sind.
Klemmvorrichtung (1) zum Festhalten einer Vielzahl von Filamentbüscheln (2, 3, 4; 2, 16) nach einem der vorangehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehr als zwei, vorzugsweise drei bewegliche Klemmelemente (8, 9, 19) vorgesehen sind.
Klemmvorrichtung (1) zum Festhalten einer Vielzahl von Filamentbüscheln (2, 3, 4; 2, 16) nach einem der vorangehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine Andruckplatte (5) vorgesehen ist, über die auf die beweglichen Klemmelemente (8, 9, 10) eine Kraft aufbringbar ist.
Klemmvorrichtung (1) zum Festhalten einer Vielzahl von Filamentbüscheln (2, 3, 4; 2, 16) nach einem der vorangehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beweglichen Klemmelemente (8, 9, 10) über Feder-Dämpfer-Elemente (6) mit Druck beaufschlagbar sind.
Verfahren zum Festhalten von Filamentbüscheln mittels einer Klemmvorrichtung (1) mit feststehenden und mindestens zwei beweglichen Klemmelementen (8, 9, 10, 11, 17, 18, 19, 20), welches folgende Schritte aufweist:
Zuführen von Filamentbüscheln (2, 3, 4; 16) unterschiedlicher Tuftgröße aus einer Spool-Feeding-Anlage in die Klemmvorrichtung (1);

Klemmen der Filamentbüschel (2, 3, 4; 16) mit der für die jeweilige Tuftgröße erforderlichen Klemmkraft durch Verschieben der beweglichen Klemmelemente (8, 9, 10) relativ zu den feststehenden Klemmelementen (11; 17, 18, 19, 20), wobei mindestens zwei Segmente in dem durch die Filamentbüschel (2, 3, 4; 16) gebildeten Borstenfeld erzeugt werden;

Durchführen eines optionalen Bearbeitungsschritts;

Übergabe der Filamentbüschel (2, 3, 4; 16) und Lösen der Klemmelemente (8, 9, 10).
Verfahren zum Festhalten von Filamentbüscheln nach Patentanspruch 8, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist:
Anpassen der Andruckkraft an die jeweilige Tuftgröße über entsprechende Feder-Dämpfer-Elemente (6).
Verfahren zum Festhalten von Filamentbüscheln nach Patentanspruch 8, wobei das Verfahren als optionalen Bearbeitungsschritt das Verrunden und / oder Ablängen der Filamentbüschel aufweist.