<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van borstellichamen.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van borstellichamen.
De uitvinding heeft hierbij tot doel een werkwijze en inrichting te bieden die toelaat om op een optimale wijze borstellichamen uit kunststof te vervaardigen, die voorzien zijn van minstens één inzetstuk, waarbij dit inzetstuk van verschillende aard kan zijn en bijvoorbeeld kan bestaan uit een logo, letters, cijfers, of een voorwerp, zoals een "gadget" of dergelijke.
In de eerste plaats is de uitvinding bedoeld om inzetstukken uit kunststof in borstellichamen aan te brengen, doch meer algemeen kan de uitvinding ook worden aangewend voor inzetstukken uit andere materialen, zoals metaal, hout, steen, enzovoort.
Tevens is de uitvinding speciaal bedoeld om inzetstukken, bij voorkeur gekleurde inzetstukken in een transparant borstellichaam aan te brengen, waarbij dit inzetstuk volledig door de transparante kunststof omgeven is. De uitvinding sluit evenwel niet uit dat niet-transparante kunststoffen voor het borstellichaam worden aangewend. Tevens sluit zij niet uit dat de inzetstukken niet volledig omkapseld worden. Inderdaad zouden deze inzetstukken volgens de werkwijze van de uitvinding ook zodanig kunnen aangebracht worden dat zij tegen de buitenzijde van het borstellichaam komen te zitten.
De uitvinding is tevens vooral bedoeld voor tandenborstels, doch kan uiteraard voor andere borstels worden aangewend.
<Desc/Clms Page number 2>
Hiertoe heeft de uitvinding in de eerste plaats een werkwijze als voorwerp voor het vervaardigen van borstellichamen, meer speciaal van borstellichamen uit kunststof die voorzien zijn van minstens een inzetstuk, daardoor gekenmerkt dat het inzetstuk eerst aan een zijde met kunststof wordt opgespoten in een matrijs en vervolgens aan de andere zijde verder wordt opgespoten, waarbij het opgespoten materiaal de uiteindelijke vorm van het borstellichaam bepaalt.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm voorziet de werkwijze opeenvolgend in het vasthouden van het inzetstuk in en/of tegen een matrijswand van een eerste matrijs ; het vullen van de tegen het inzetstuk aansluitende matrijsholte van de eerste matrijs met kunststof ; het presenteren van het uit de eerste matrijs bekomen halfprodukt, waarin het inzetstuk minstens gedeeltelijk ingekapseld is, aan een tweede matrijs, met het inzetstuk grenzend aan de matrijsholte van deze tweede matrijs ; en het vullen van de tweede matrijs met kunststof, waarbij de matrijsholten van de voornoemde matrijzen de vorm van het te vervaardigen borstellichaam definiëren.
Volgens de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt het inzetstuk gevormd uit kunststof en voorafgaandelijk in een bijkomende, derde matrijs gespoten, waarbij een gedeelte van deze matrijs wordt aangewend om daaropvolgend de matrijswand van de eerste matrijs te vormen, en waarbij het inzetstuk in dit gedeelte aanwezig blijft gedurende het vullen van de eerste matrijs. Hierdoor blijft het inzetstuk optimaal gepositioneerd tijdens het vullen van de eerste matrijs en wordt automatisch een perfekte aansluiting van de matrijswand rond het inzetstuk geboden gedurende het spuitproces in de genoemde eerste matrijs.
<Desc/Clms Page number 3>
Tevens heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het verwezenlijken van de voornoemde werkwijze, met als kenmerk dat zij bestaat in de kombinatie van minstens een eerste matrijs voor het vormen van een gedeelte van het borstellichaam ; middelen om een inzetstuk in de wand van deze eerste matrijs vast te houden ; een tweede matrijs die bedoeld is om het borstellichaam verder te vervolledigen ; transfertmiddelen om het in de eerste matrijs gevormde gedeelte van het borstellichaam, samen met het gedeeltelijk hierin ingekapselde inzetstuk, van de eerste matrijs naar de tweede te brengen ; en vulmiddelen om de matrijzen met kunststof te vullen.
De middelen om een inzetstuk in de wand van de eerste matrijs vast te houden, bestaan bij voorkeur uit in deze wand aangebrachte kaviteiten, die precies overeenstemmen met de vorm van het inzetstuk, en zodoende in een afdichting van de matrijsholte van de eerste matrijs rond het inzetstuk voorzien.
Een bijzondere uitvoeringsvorm is daardoor gekenmerkt dat hij is voorzien van een derde matrijs voor het vormen van het inzetstuk die de voornoemde eerste matrijs voorafgaat, welke tevens van vulmiddelen voor het vullen van de bijhorende matrijsholten met kunststof is voorzien ; dat de derde matrijs meerdelig is en daarbij zodanig kan worden geopend dat het hierin gevormde inzetstuk gedeeltelijk hieruit kan worden geschoven ;
en dat de inrichting is voorzien van, enerzijds, transfertmiddelen om het inzetstuk van de derde matrijs naar de eerste matrijs te brengen, terwijl het daarbij gevat blijft zitten in de kaviteiten van een gedeelte van de derde matrijs, en anderzijds, middelen om het inzetstuk gedeeltelijk uit de kaviteiten te brengen, zodanig dat het uitstekende gedeelte van het
<Desc/Clms Page number 4>
inzetstuk in de matrijsholte van de eerste matrijs komt te zitten.
Meer speciaal nog is deze inrichting daardoor gekenmerkt dat de derde matrijs driedelig is en bestaat uit een plaat met kaviteiten in de vorm ven het te vormen inzetstuk en twee sluitstukken om deze kaviteiten tijdens het spuiten if te dichten, waarbij deze plaat onderling verplaatsbaar is tussen de derde en de eerste matrijs, waarbij zij als wand van de eerste matrijs kan funktioneren ; en dat de middelen om het inzetstuk gedeeltelijk uit de geopende matrijs, in dit geval dus uit de voornoemde plaat, te drukken, bestaan uit plunjers of dergelijke die in de kaviteiten van de plaat kunnen worden gebracht.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een tandenborstel weergeeft met een borstellichaam dat volgens de werkwijze van de uitvinding is voorzien van een inzetstuk ; figuren 2 tot 7 schematisch verschillende stappen uit de werkwijze van de uitvinding alsmede de hierbij weerhouden produkten weergeven ; figuren 8 en 9 schematisch twee stappen uit de werkwijze van de uitvinding weergeven, welke volgens de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm de in figuur
2 weergegeven stap voorafgaat ; figuur 10 in doorsnede een inrichting volgens de uitvinding in een gesloten toestand van de matrijzen weergeeft ;
<Desc/Clms Page number 5>
figuur 11 de inrichting uit figuur 10 in een geopende toestand van de matrijzen weergeeft ; figuren 12 en 13 de inrichting uit figuur 10 in nog twee andere standen weergeeft ; figuur 14 een doorsnede weergeeft volgens lijn XIV-XIV in figuur 13 ; figuren 15 en 16 twee varianten weergeven van de inrichting volgens de uitvinding.
Zoals weergegeven in figuur 1 heeft de uitvinding betrekking
EMI5.1
op de vervaardiging van borstellichamen 1, die voorzien zijn van minstens één inzetstuk 2, dat in het weergegeven voorbeeld bestaat in de aanéénschakeling van een aantal blokvormige elementjes, doch dat in de praktijk, zoals genoemd in de inleiding, ook andere vormen kan aannemen.
Zoals zichtbaar in figuur 1 is de uitvinding in de eerste plaats bedoeld voor de vervaardiging van de borstellichamen - l, inklusief de stelen, van tandenborstels 3, waarbij het de bedoeling is te bekomen dat het inzetstuk 2 volledig ingekapseld is in het borstellichaam 1.
Zoals schematisch is verduidelijkt in de figuren 2 tot 7 wordt volgens de uitvinding hiertoe in een werkwijze voorzien waarbij het inzetstuk 2 eerst aan een zijde wordt opgespoten in een matrijs en vervolgens aan de andere zijde.
In een eerste stap, zoals weergegeven in figuur 2 wordt het inzetstuk 2 hierbij gepresenteerd aan de matrijsholte 4 van een eerste matrijs 5, waarbij het in een matrijswand 6 van deze matrijs 5 wordt vastgehouden. Bij voorkeur steekt het inzetstuk 2 hierbij gedeeltelijk uit de matrijswand 6, terwijl het niet uitstekende gedeelte gevat zit in kaviteiten 7 in de matrijswand 6, welke precies overeenstemmen met de vormgeving van het inzetstuk 2. Door
<Desc/Clms Page number 6>
de matrijs 5 met kunststof te vullen, wordt een eerste halfprodukt 8 bekomen zoals afgebeeld in de figuren 3 en 4, welke respektievelijk een zijaanzicht en een onderaanzicht van het bekomen halfprodukt 8 weergeven.
Vervolgens wordt, zoals weergegeven in figuur 5, het halfprodukt 8, waarin het inzetstuk 2 uinstens gedeeltelijk ingekapseld is, aan een tweede matrijs 9, met het inzetstuk 2 grenzend aan de matrijsholte 10 van deze tweede matrijs 9, gepresenteerd, respektievelijk hierin aangebracht. Door het vervolgens vullen van de tweede matrijs 9 met kunststof wordt een borstellichaam 1 weerhouden, waarin zoals afgebeeld in het zijzicht van figuur 6 en het bovenaanzicht van figuur 7 het inzetstuk 2 volledig ingekapseld is.
Opgemerkt wordt dat gelijktijdig openingen 11 voor de vezelbundels 12 in het borstellichaam 1 kunnen worden gevormd, mits passende stiften 13 of dergelijke in de matrijs 9 op te stellen.
In een andere uitvoeringsvorm kunnen deze stiften 13 vervangen worden door voorafingebrachte vezelbundels waarbij deze rechtstreeks in het borstellichaam 1 worden ingespoten, nadat de uiteinden van deze vezelbundels al dan niet vooraf zijn samengesmolten.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van een inzetstuk 2 uit kunststof, dat voorafgaandelijk, zoals weergegeven in figuur 8, in een matrijs, hierna de derde matrijs 14 genoemd, gespoten wordt. Bij voorkeur is deze derde matrijs 14 zodanig uitgevoerd dat een gedeelte 15 van deze matrijs 14 kan worden aangewend om daaropvolgend de matrijswand 6 van de eerste matrijs 5 te vormen.
<Desc/Clms Page number 7>
Zoals in figuur 8 is weergegeven kan de derde matrijs 14 hiertoe opgebouwd zijn uit drie delen, enerzijds het voornoemde gedeelte 15 dat voorzien is van doorgaande kaviteiten 7 voor het spuiten van het inzetstuk 2 en twee sluitstukken 16 en 17 om de kaviteiten 7 af te sluiten.
Nadat de kaviteiten 7 met kunststof gevuld zijn en de sluitstukken 16-17 na het uitharden van deze kunststof verwijderd zijn, wordt, volgens de werkwijze van de uitvinding, het gedeelte 15 aan de eerste matrijs 5 gepresenteerd, waarbij het inzetstuk 2 gedeeltelijk uit de kaviteiten 7 wordt gedrukt, bijvoorbeeld zoals schematisch in figuur 9 is afgebeeld met pijlen 18. Het is duidelijk dat het inzetstuk 2 hierdoor optimaal gepositioneerd blijft en geen afzonderlijke positioneermiddelen nodig zijn.
Om de voornoemde werkwijze te realiseren, wordt bij voorkeur een inrichting 19 aangewend zoals afgebeeld in de figuren 10 tot 14.
Deze inrichting 19 bestaat volgens de voorkeurdragende uitvoeringsvorm in de kombinatie van een eerste matrijs 5 voor het vormen van een gedeelte van het borstellichaam 1, meer speciaal het voornoemde halfprodukt 8 ; middelen 20 om zulk inzetstuk 2 in en/of tegen de wand 6 van de eerste matrijs 5 vast te houden ; een tweede matrijs 9 die bedoeld is om het borstellichaam 1 te vervolledigen ; transfertmiddelen 21 om het in de eerste matrijs 5 gevormde halfprodukt 8 samen met het gedeeltelijk hierin ingekapselde inzetstuk 2 van de eerste matrijs 5 naar de tweede matrijs 9 te brengen ; een aan de eerste matrijs 5 voorafgaande derde matrijs 14 ; transfertmiddelen 22 om het in de derde matrijs 14 vervaardigde inzetstuk 2 naar de eerste matrijs 5 te brengen ;
en verder nog beschreven vulmiddelen om de matrijzen 5-9-14 met kunststof te vullen.
<Desc/Clms Page number 8>
Zoals weergegeven in de figuren zijn de verschillende matrijzen 5-9-14 geïntegreerd in een gemeenschappelijk matrijzenblok.
De voornoemde derde matrijs 14, die qua volgorde van opstelling eerst is geplaatst, bestaat, analoog als in de schematische voorstelling van figuur 8 uit een gedeelte 15 dat voorzien is van kaviteiten 7, en hiermee samenwerkende sluitstukken 16 en 17, waarbij deze drie delen zoals afgebeeld in figuur 11 uit elkaar kunnen worden gehaald bij het openen van het matrijzenblok.
Het gedeelte 15 kan, zoals weergegeven in figuur 14, voorzien zijn van een groot aantal kaviteiten 7 voor het gelijktijdig vormen van meerdere inzetstukken 2.
De derde matrijs 14 is voorzien van een inlaat 23 die met een spuitneus 24 kan samenwerken, waarmee de kunststof van het inzetstuk 2 in de kaviteiten 7 kan worden gespoten.
De voornoemde transfertmiddelen 22 worden hoofdzakelijk gevormd door een symmetrisch opgebouwde draaiplaat 25, die is samengesteld uit twee van voornoemde gedeelten 15, waarbij door verdraaiing afwisselend het ene of andere gedeelte 15 kan samenwerken met de derde matrijs 14 en de eerste matrijs 5, en vice versa. Deze draaiplaat 25 is bevestigd op een as 26, die door een gepaste aansturing over 180. kan worden verdraaid.
De draaiplaat 25 funktioneert eveneens als middel 20 om het inzetstuk 2 op passende wijze in de matrijsholte 4 vast te houden, analoog als in de figuur 2. Het is duidelijk dat als variante ook gebruik zou kunnen gemaakt worden van een verschuifbare plaat.
<Desc/Clms Page number 9>
De voornoemde eerste matrijs 5, die in de volgorde van opstelling aldus na de derde is geplaatst, vertoont, analoog als in de schematische voorstelling van figuur 2, minstens een matrijsholte 4, en in dit geval verschillende van dergelijke matrijsholten 4, waarbij elke matrijsholte 4 bepaald wordt door een permanente matrijswand 27 en een matrijswand 6 die afwisselend zou gevormd worden door het ene of andere gedeelte 15 van de draaiplaat 25.
De eerste matrijs 5 is voorzien van middelen 28 om ieder inzetstuk 2, dat zieh in het aan de matrijs 5 gepresenteerde gedeelte 15 bevindt, zijdelings uit de matrijswand 6 te drukken, zodanig dat zulk inzetstuk 2 gedeeltelijk hieruit steekt, en dus toch nog vastgehouden blijft. Deze middelen 28 bestaan in het weergegeven voorbeeld van de figuren 10 tot 13 uit een schuifmechanisme met plunjers 29, die door middel van een aandrijfelement zoals een drukcilinder 30 kunnen bewogen worden en die op de achterzijde van ieder inzetstuk 2 een kracht kunnen uitoefenen en die tevens in een welbepaalde verschuiving van ieder inzetstuk 2 kunnen voorzien.
De eerste matrijs 5 kan met kunststof worden gevuld via een inlaat 31 die met een spuitneus 32 kan samenwerken.
De transfertmiddelen 21 tussen de eerste matrijs 5 en de tweede matrijs 9 bestaan, zoals het best zichtbaar in figuur 14, in hoofdzaak uit een aangedreven draaiarm 33, die eveneens op de gewenste ogenblikken over 180. kan worden gewenteld, en een aan de draaiarm 33 bevestigd gedeeltelijk inkapselbaar transfertdeel 34 waarmee halfprodukten 8 uit de eerste matrijs 5 kunnen verplaatst worden naar de tweede matrijs 9. De precieze opbouw en de werking van deze transfertmiddelen 21 is duidelijk beschreven in de Europese oktrooiaanvrage nr 0. 504. 571 van
<Desc/Clms Page number 10>
aanvraagster. Het transfertdeel 34 kan uiteraard ook op andere wijzen worden verplaatst ; het kan bijvoorbeeld door middel van gepaste leidingen lineair verplaatst worden.
De tweede matrijs 9 vertoont, analoog als in de schematische voorstelling van figuur 5, minstens een matrijsholte 10, en, zoals hier het geval is bij voorkeur meerdere van dergelijke matrijsholten 10, waarbij iedere matrijsholte 10 gedefinieerd wordt door matrijswanden 35 en 36. De vulling gebeurt door middel van een inlaat 37 die eveneens met de spuitneus 32 samenwerkt.
Het is duidelijk dat de matrijzen 5-9-14 voorzien zijn van de nodige aandrijfmiddelen 38 om deze te openen en te sluiten.
Tevens is het duidelijk dat zowel de transfertmiddelen 21 als 22 van de nodige aandrijvingen 39-40 zijn voorzien.
De werking van de inrichting 19 is hoofdzakelijk als volgt.
In een eerste stand, die is weergegeven in figuur 10, zijn de matrijzen 5-9-14 gesloten. Door via de spuitneus 24 kunststof te injekteren, worden de kaviteiten 7 gevuld en wordt in de derde matrijs 14 een reeks van inzetstukken 2 gevormd.
Terzelfdertijd worden reeds gevormde inzetstukken 2 gedeeltelijk uit de kaviteiten 7 van het zieh in de eerste matrijs 5 bevindende gedeelte 15 gedrukt, door middel van de plunjers 29, waarbij zij evenwel nog voor de helft in het plaatvormige gedeelte 15 blijven vastzitten. Tevens wordt kunststof geinjekteerd in de eerste matrijs 5 via de ingang 31.
<Desc/Clms Page number 11>
Nog terzelfdertijd is in de tweede matrijs 9 reeds een halfprodukt 8 aanwezig en wordt dit verder vervolledigd door kunststof in te spuiten via de ingang 37.
In een volgende stap, die is weergegeven in figuur 11, worden de matrijzen 5-9-14 geopend, waarbij er tevens voor gezorgd wordt dat de draaiplaat 25 vrij komt te zitten, eventueel mits een verschuiving van de as 26 door middel van de aandrijving 40. Ook wordt ervoor gezorgd dat de in de eerste matrijs 5 gevormde halfprodukten 8 vrij komen te zitten, met uitzondering van het feit dat ze nog vasthangen aan de transfertmiddelen 21, meer speciaal aan het transfertdeel 34.
Tevens worden de gevormde borstellichamen 1 uit de inrichting verwijderd.
In een volgende stap, die is weergegeven in figuur 12 worden de draaiplaat 25 en draaiarm 33 over 180. gedraaid.
In een nog verdere stap, die is weergegeven in figuur 13 wordt de draaiplaat 25 verschoven en worden de halfprodukten 8 door middel van de transfertmiddelen 21 in de tweede matrijs 9 geplaatst, waarop aansluitend het transfertdeel 34 terug in zijn oorspronkelijke positie wordt gedraaid. De halfprodukten kunnen hierbij door inklemming of met behulp van niet-weergegeven hulpmiddelen worden vastgehouden.
Na het sluiten van de matrijzen 5-9-14 kan de cyklus terug herhaald worden.
Het is duidelijk dat verschillende varianten mogelijk zijn.
<Desc/Clms Page number 12>
Zo is bijvoorbeeld in figuur 5 een inrichting 19 weergegeven waarbij in de eerste matrijs 5 een halfprodukt 8 gevormd wordt dat reeds de kop van de tandenborstel bevat, terwijl het borstellichaam in de tweede matrijs 9 vervolledigd wordt door de steel verder op te spuiten.
In figuur 14 is nog een variante weergegeven waarbij de transfertmiddelen 21 bestaan uit een draaisysteem dat in elke cyklus 180* verdraait en zieh dus niet telkens terug in de oorspronkelijke stand plaatst, zoals dat het geval was met het transfertdeel 34. De halfprodukten 8 worden hierbij meegenomen door aan een draaiblok 41 aangebrachte stiften 13 voor het vormen van de voornoemde openingen 11.
Vanzelfsprekend kunnen nog andere konstrukties bedacht worden waarbij deze stiften 13 als transfertelementen funktioneren.
Zoals voornoemd in de inleiding is het vooral de bedoeling borstellichamen 1 te vormen uit een transparante kunststof zodanig dat het inzetstuk 2, dat bij voorkeur uit een niet transparante kunststof bestaat of uit een kunststof van een andere kleur bestaat, duidelijk zichtbaar is.
Opgemerkt wordt dat de arcering van de in de figuren weergegeven inzetstukken 2 duidt op het gebruik van een ondoorzichtig inzetstuk in een transparant borstellichaam en dat deze arcering in de meeste figuren niet op een doorsnede duidt.
Opgemerkt wordt ook dat de verbindingen die de blokvormige elementjes van ieder inzetstuk 2 verbinden, duidelijkheidshalve weggelaten zijn in de figuren 10 tot 16. In werkelijkheid zijn deze wel nodig om te bekomen dat alle kaviteiten 7 via een gemeenschappelijke inlaat 23
<Desc/Clms Page number 13>
kunnen gevuld worden. Volgens een variante kunnen evenwel ook verschillende inlaten 23 worden voorzien om op die wijze een inzetstuk 2 uit meerdere volledig gescheiden delen te vormen.
Voor de omhullende kunststof kan gebruik worden gemaakt van CAP (Cellulose-aceto-propionaat), SAN (styreen-acrylo-nitril), ABS, enz. Deze materialen zijn door hun hoge doorschijnbaarheid bijzonder geschikt.
Indien het inzetstuk 2 bestaat uit kunststof, wordt hiervoor een kunststof gekozen waarvan de smelttemperatuur hoger ligt dan deze van de omhullende kunststof, zodanig dat deze laatste, bij het passeren over het inzetstuk, dit niet afsmelt of vervormt.
Bijzonder goede resultaten worden bereikt met een inzetstuk 2 uit polyamide, omspoten met CAP.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van borstellichamen kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.