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Werkzeug zur Herstellung von Bürsten-, iiesen-una rmseiwaren
Im Bestreben nach Rationalisierung wurde bei der Herstellung von Bürsten-, Besen-und Pinselwaren die Handarbeit (Einziehen, Pechen) abgelöst durch die halb-bzw. vollmaschinelle Fertigung. Trotz der dabei erzielbaren Vorteile müssen jedoch immer noch besondere Bedingungen bei der Herstellung berücksichtigt werden, wodurch ein nachteiliger Aufwand an Maschinen, Arbeitszeit und Arbeitskräften entsteht. Dies ist vor allem dadurch bedingt, dass heute Bürsten-, Besen- und Pinselwaren vielfältigen Verwendungszwecken dienen und den technischen Bürsten neue Anwendungsgebiete erschlossen wurden.
Diese Vielseitigkeit wirkt sich in einer entsprechenden Vervielfältigung der Sorten aus. Man war daher bestrebt, Maschinen zu entwickeln, mit denen ein möglichst grosser Sortenbedarf gedeckt werden kann, wobei es sich auch nur um Teilerzeugnisse, wie Borstenbündel oder Bürstenkörper, handeln kann, die für die Endverarbeitung maschinell in grossen Stückzahlen hergestellt werden.
Für die vollautomatische Herstellung von Bürsten-, Besen- und Pinselwaren, bei deren Bürstenkörper und Bestückung aus Kunststoff bestehen, benützt man meist Einrichtungen, bei denen die Bestückung (Fasern, Borsten usw. ) von aufgerollten Strängen abgetrennt und im Spritzgiessverfahren mit dem Bürstenkörper verbunden werden. Diese Maschinen sind infolge der vielen Arbeitsgänge kompliziert, wobei vor allem die genaue Portionierung der Borsten zur Herstellung der Borstenbündel und deren gleichmässige Verteilung im Bürstenkörper besondere Massnahmen notwendig macht. Auch erfordert die Verarbeitung bei den im Spritzgiessverfahren angewandten Temperaturen und Drücken teueres Material für Formen und Werkzeuge.
Bei der Verarbeitung von Naturborsten müssen weitere Bedingungen beachtet werden. Vor allem ist man bestrebt, die Naturborsten in ihrer einfachen, vollen Länge zu verwerten und ohne zusätzliche Mittel für die Zusammenfassung zu Borstenkörpern zu verarbeiten. Dann erfordert ein Einbetten der Naturborsten mittels heissen Kunstharzes besondere Kühleinrichtungen, da sonst die Borstenenden verbrennen und sich aus dem Verband herauslösen.
Das Bestreben, die Mängel zu beseitigen, und die Erkenntnis, dass Kunststoff in der Fabrikation von Borsten- und Pinselwaren heute einen Vorrang gegenüber andern Werkstoffen einnimmt, begründen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Vor allem wird angestrebt, auch die Verarbeitung von Naturborsten und Pflanzenfasern so zu ermöglichen, dass durch Wegfall der bisherigen komplizierten Maschinen mit ihren Nebeneinrichtungen eine hoch rationelle Fertigung möglich ist, welche bei bestem Wirkungsgrad auch von ungeschulten Arbeitskräften durchgeführt werden kann.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird von einem Werkzeug ausgegangen, bei welchem in bekannter Weise zur Bildung von Borstenbündeln unter dem Behälter für das Borstenpaket eine Lochplatte angeordnet ist und der Behälter einen zum Öffnen eingerichteten Boden aufweist. Diese Mittel werden bei bekannten Werkzeugen zum Bestücken von Bürsten, z. B. Zahnbürsten, verwendet, wobei also ein Bürstenkörper hergestellt wird, in welchem die Borsten bündelweise und endgültig befestigt sind. Um den Transport des Bestückungsmaterials durch die Öffnungen der Lochplatte zum Bürstenkörper sicherzustellen, ist hier eine Rüttel- und Saugvorrichtung mit mechanischem Antrieb erforderlich. Die Befestigung der Borsten. erfolgt in einer thermoplastischen Kunststoffmasse, aus welcher der gesamte Bürstenkörper besteht.
Die Erfindung macht sich die Vorteile einer derartigen Bildung abgeteilter Borstenbündel zunutze, geht jedoch gegenüber dem Bekannten noch einen Schritt weiter und verwendet neue technische Mittel, welche die Herstellung genau gleicher Borstenbündel wesentlich wirtschaftlicher gestalten, als dies mit den bekannten Einrichtungen möglich ist. Ausserdem gestattet das neue Werkzeug ohne zusätzlichen technischen Aufwand die Durchführung von Fertigungsprogrammen, die sich auf einen umfassenden Anwendungsbereich bei der Herstellung von Bürsten-, Besen- und Pinselwaren erstrecken.
Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung unter der Lochplatte des Werkzeuges eine Formplatte mit Ausnehmungen angeordnet, die mindestens einen Teil der Form für die später wieder abnehmbaren Bündelköpfe bilden oder für die Aufnahme entsprechender Bündelfassungen bestimmt sind, wobei sich die Öffnungen der Lochplatte mit den Ausnehmungen der Formplatten decken und wobei gegebenenfalls
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zwischen dem Borstenbehälter und seinem Boden zur Ausrichtung des Borstenpakets ein der Grösse und
Umrissform der Lichtplatte entsprechend geformter, den unteren Teil des Borstenbehälters bildender
Borstenrichter vorgesehen ist, so dass die Borsten nach Öffnen des Behälterbodens im freien Fall durch die
Lochplatte hindurch in die mit Giessharz gefüllten Ausnehmungen der Formplatte gelangen.
Damit kann in einem einzigen Arbeitsgang eine Vielzahl gleich oder verschieden grosser, beliebig starker Borstenbündel hergestellt werden, wobei jedes Bündel mit einem Kopf versehen ist, der die seinem
Anwendungszweck entsprechende Form aufweist. Es kann aber auch je nach Verwendungszweck die zum
Eingiessen der Bürstenbündel verwendete Bindemasse und die Formplatte als Bürstenkörper dienen, wobei dann die Formplatte in ihrer Form und in ihren Abmessungen entsprechend ausgebildet ist.
Mit dem neuen Werkzeug lassen sich die für die Herstellung von Bürstenwaren aller Art erforderlichen gleichmässigen Borstenbündel in nahezu beliebig grosser Anzahl in kürzester Zeit herstellen. Bei ent- sprechender Formung der Bündelköpfe können diese in vorteilhafter Weise durch eine formschlüssige
Verbindung, z. B. durch Einrasten, in entsprechenden Vertiefungen des Bürstenkörpers aus beliebigem
Baustoff befestigt werden. Eine solche Befestigungsart erlaubt es auch, die Borstenbündel auswechselbar zu machen. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit ergibt sich dadurch, dass in einfacher Weise die gewünschte
Umrissform der Bestückung und des Bürstenkörpers von Anfang an berücksichtigt werden kann, was insbesondere bei technischen Bürstenwaren von grossem Vorteil ist.
Auch bezüglich des zu verarbeitenden Bestückungsmaterials ergeben sich Vorteile, die bisher von den bekannten Vorrichtungen nicht erfüllt wurden. So lässt sich jedes Bestückungsmaterial, organischer oder synthetischer Art, in einfacher, handelsüblicher Länge verarbeiten, so dass insbesondere bei Naturborsten bzw. -fasern die beste Auswertung des Materials gewährleistet ist. Dabei sei insbesondere auf die Fertigung technischer Bürsten hingewiesen sowie auf Besen und Handbesen aller Art, bei welchen auch wertvolle
Faserstoffe zur Verarbeitung kommen.
Schliesslich ist noch die Einfachheit des neuen Werkzeuges hervorzuheben, die insbesondere dadurch gegeben ist, dass zur Bildung der Borstenköpfe bzw. zum Einsetzen der Borstenbündel in Giessharz, z. B. Phenol-Giessharz, Araldit, Polyester-Giessharz u. ähnl., kein Pressen oder Spritzen notwendig ist. Auch kann eine Rüttel-und Saugvorrichtung entfallen, so dass also alle Aufwände an besonderem Material und an Hilfseinrichtungen für die teueren Spritzgiessformen und zur Durchführung des Formvorganges entfallen.
Um den Behälterboden über den ganzen Querschnitt rasch öffnen zu können, ist er erfindungsgemäss als mehrteiliger Schieber oder fächerförmig ausgebildet und wird durch Verschieben oder durch Drehen der Teile geöffnet und geschlossen.
Die drucklose Einarbeitung der Borstenbündel in Giessharz ermöglicht es ferner, dass auch die übrigen Teile der Vorrichtung aus Kunststoff hergestellt werdenkönnen. Dabei wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, die Formplatte, die Lochplatte, den Borstenbehälter und den Borstenrichter aus durchsichtigem, festem oder elastischem Kunststoff zu fertigen, so dass jederzeit die Lage der Borsten und der Ablauf des Fertigungsvorganges beobachtet werden kann.
Da, wie schon erwähnt, die Formplatte aus Kunststoff bestehen kann, lässt sich diese durch einfachen Abguss ohne Bearbeitungsaufwand sehr leicht vervielfältigen. Erfindungsgemäss wird diese Möglichkeit dadurch ausgewertet, dass die Formplatte durch einen Bürstenkörper gebildet ist, mit welchem die Bündelköpfe formschlüssig und auswechselbar verbunden sind. Dadurch ist die vollselbsttätige Fertigung von Bürsten- und Pinselwaren in einem einzigen Arbeitsgang bei beliebiger Bestückungsform möglich.
Das neue Werkzeug zeichnet sich vor allem auch dadurch aus, dass neben der Einsparung an Arbeitskräften die Herstellung der Borstenbündel praktisch ohne Abfall und in genau portionierter Menge möglich
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Bündelstärke und die Abmessungen der Bündelköpfe können weitestgehend dem Anwendungszweck angepasst werden.
In diesem Sinne macht die Erfindung einen weiteren Vorschlag, wonach an der Unterseite der Lochplatte ein Teil der Umrissform für die Bündelköpfe oder für entsprechende Fassungen ausgearbeitet ist, wobei sich die durchgehenden Öffnungen der Lochplatte von der Borsteneinlassseite über den grössten Teil der Plattendicke verjüngen und in zylindrische Erweiterungen münden, welche durch die als Abschlussplatte ausgebildete Formplatte abgedeckt sind. Ferner weisen erfindungsgemäss die Formplatte und die Fassungen mit den Öffnungen der Lochplatte fluchtende Durchgangsbohrungen für das Einführen von Pinselstielen auf, wobei die Fassungen mit Ansätzen in diese Öffnungen hineinragen.
Mit der dadurch erzielten Vereinfachung des Werkzeuges können ganze Borstenplatten oder eine Vielzahl von einzelnen Borstenbündeln in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden, wobei die Bündelköpfe für eine Auswechselbarkeit oder eine feste Verankerung ausgebildet werden können. Auch die Herstellung von Pinseln mit Kunststoffmantel mittels eines Vielfachwerkzeuges ist durch die Erfindung in einfacher Weise ermöglicht.
Die Zeichnung stellt in den Fig. 1-15 mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
Es zeigenfig. leinenLängsschnittderdurchdievollständigeVorrichtungi-mSchnittnachA-AderFig. 2 verläuft, Fig. 2 verschiedene Ausführungsbeispiele der Formplatte, von oben gesehen, Fig. 3 die Teilansicht
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Die dadurch gebildeten Borstenbündel sind geeignet, auswechselbar in entsprechende Öffnungen eines Bürstenkörper eingesetzt zu werden. Die Bildung von auswechselbaren Bündelköpfen beschränkt sich jedoch nicht auf die in Fig. 7 gezeigte Halbkugelform, sondern kann auch eine Zylinderform aufweisen, wobei dann für das auswechselbare Befestigen im Bürstenkörper Rillen oder Wulste am Bündelkopf vorgesehen sind.
Die Fig. 8 und 9 zeigen ein Werkzeug, mit welchem streifenartige Bündel hergestellt werden. An die Formplatte 31 schliesst eine Platte 36 an, die in die Grundplatte 37 eingesetzt ist und von dieser, ähnlich wie bei Fig. 6, von unten her abgeschlossen wird. Die so gebildeten Bündelstreifen 38 (Fig. 10) können mit ihrem konisch profilierten Kopf als auswechselbare Bestückungen technischer Bürsten verwendet werden.
Bemerkenswert ist beim Werkzeug nach Fig. 8, dass die Platte 36 als Zwischenplatte zwischen der Grundplatte 37 und der Formplatte 31 eingelegt wird. Dieses Prinzip kann in vorteilhafter Weise dazu benützt werden, um verschiedene Profile durch Anwendung verschiedener Zwischenplatten herzustellen. Diese werden einfach in die mit Giessharz gefüllte Grundplatte 37 eingelegt, was eine gewisse Zeitersparnis beim Füllvorgang bzw. dem Zurüsten der Formen ergibt. Selbstverständlich müssen die mit Giessharz in Berührung kommenden Werkzeugteile durch bekannte Mittel gegen das Anhaften von Giessharz neutralisiert werden.
Bei der Pinselherstellung ist es erwünscht, an Stelle der umständlichen Borstenarmierungen durch Metallkapseln die wesentlich einfacher herzustellenden Kunststoffkapseln zu verwenden.
Diesem Bestreben stand jedoch bisher die Schwierigkeit entgegen, dass eine wirtschaftlich tragbare Fertigung in Verbindung solcher Kunststoffkapseln mit der Borstenhalterung bzw. dem Pinselstiel nicht
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Profil des Pinsels entsprechenden Ausnehmung versehen, in welche vor Beginn des Eingiessens die vorgeformte Kapsel 41 aus einem etwas elastischen Kunststoff eingesetzt wird, die in ihrem Hals eine Wulst 42 aufweist, welche zur Einrastung des Stieles 43 dient. Dieser Stiel wird ebenfalls vor dem Eingiessen eingeschoben, so dass das Werkzeug bzw. die Giessräume nach unten abgeschlossen sind. In den Raum 44 wird darauf Giessharz gebracht und in dieses die Bestückung durch die Platte 31 hindurch eingesenkt. Dabei wird gleichzeitig der in den Raum 44 hineinragende Teil des Stieles 43 mit in den Giessharzverband eingebettet.
Nach dem Formvorgang kann dann die Formplatte 31 abgenommen und die fertigen Pinsel werden mit dem Stiel nach oben aus der Grundplatte 37 herausgenommen.
Die Einrichtung nach Fig. 11 ist besonders für die Herstellung kleiner und mittlerer Pinselgrössen geeignet. Mit zunehmender Grösse des Pinsels nimmt auch die Masse des benötigten Giessharzes zu, wodurch sich auch das Steigen des Harzes beim Aushärten entsprechend verstärkt. Um in solchen Fällen das Steigen des Harzes auf das zulässige Mass zu begrenzen, ist nach Fig. 12 eine entsprechende Einrichtung getroffen. Dieses Werkzeug dient, wie dasjenige nachFig. 11, dem Einbetten von Borsten in eine in das Werk- zeug eingesetzte Kunststoffkapsel 46, welche auf der Grundplatte 37 aufsteht und in einen besonderen Formteil 47 eingesetzt ist.
Den oberen Abschluss der Kapsel bildet ein Formkörper 48, der mit einem in das Formstück hineinragenden Ansatz 49 versehen ist, dessen Durchgangsöffnung an die Öffnung der Portioniereinrichtung 31 anschliesst. Der Ansatz 49 begrenzt am äusseren Rand das Aufsteigen des Giessharzes, so dass auch zwischen den Borsten der Giessharzanstieg gestoppt wird. Den mit dieser Einrichtung hergestellten Pinsel zeigt Fig. 13.
Um die Verankerung der Borsten in der Kunststoffkapsel zu sichern, ist es zweckmässig, wenn die Innenwand dieser Kapsel eine Aufrauhung aufweist, welche so gestaltet ist, dass diese mit nach unten weisenden Schuppen versehen ist, so dass das Einbringen der Borsten durch die Aufrauhung unbehindert erfolgen kann, während in entgegengesetzter Richtung ein Widerstand erzielt ist.
Oft ist es erwünscht, in der Pinselbestückung Ausnehmungen anzuordnen. Das wird z. B. durch ein Werkzeug nach Fig. 14 erreicht. Dabei sind in der Formeinrichtung 31 Kernstücke 50 angeordnet, die den gewünschten Hohlraum in der Bestückung ergeben. Die Einbettung der Borsten erfolgt im Giessraum 51, so dass der Kern 50 zugleich auch die Öffnung für den Pinselstiel ergibt. Die Verbindung des Pinselstieles mit dem Bündelkopf erfolgt z. B. durch Bildung eines in der Bohrung des Bündelkopfes liegenden Wulstes 52, welcher in eine entsprechende Rille 53 des Stieles 54 (Fig. 15) einrastet. Bei grossen Pinseln können auch mehrere Zwischenräume erwünscht sein, wobei dann die aus Fig. 14 ebenfalls zu entnehmende Mehrfachanordnung der Kernstücke 50 a zur Anwendung kommt.
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