DE10139584A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von aus Filamenten bestehenden Borstenbündeln - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung dient zum Herstellen von aus Filamenten (7) bestehenden Borstenbündeln für Bürsten. Sie weist eine Zuführeinrichtung für einen oder mehrere Borstenstränge (2) auf, die einen auf Spulen (3) befindlichen Borstenstrang-Vorrat sowie eine Abzugseinrichtung (4) zum Zuführen der Borstenstränge zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung hat sowie eine Spanneinrichtung zum Spannen der Borstenstränge. DOLLAR A Die Spanneinrichtung (6) weist für jeden Borstenstrang (2) wenigstens zwei zueinander beabstandete, am Borstenstrang (2) angreifende Klemmungen auf. Eine erste Klemmung bildet dabei eine Strangspann-Klemmung (8) und die andere, zweite Klemmung eine Vorschub-Klemmung (10). DOLLAR A Die Vorschub-Klemmung (10) ist im endnahen Bereich des Borstenstrangs (2) angeordnet und zum Abziehen des Borstenstrangs (2) entlang des Abziehwegs hin- und herbewegbar sowie öffen- und schließbar. Die Strangspann-Klemmung (8) ist ebenfalls öffen- und schließbar, beabstandet zur Vorschub-Klemmung (10) positionierbar und mit einer Kraftbeaufschlagungseinrichtung zur Zugbeaufschlagung des Borstenstrangs (2) entgegen dr Abziehrichtung verbunden.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von aus Filamenten bestehenden Borstenbündeln für Bürsten, wobei wenigstens ein Borstenstrang von einem auf Spulen befindlichen Borstenstrang-Vorrat einer Weiterverarbeitung zugeführt wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Herstellen von aus Filamenten bestehenden Borstenbündeln für Bürsten, mit einer Zuführeinrichtung für einen oder mehrere Borstenstränge, die einen auf Spulen befindlichen Borstenstrang- Vorrat sowie eine Abzugseinrichtung zum Zuführen der Borstenstränge zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung aufweist und mit einer Spanneinrichtung zum Spannen der Borstenstränge.
• Beim Verarbeiten von aus einer Vielzahl von Filamenten bestehenden Borstensträngen besteht das Problem, daß die einzelnen Filamente unterschiedliche Längen haben können, so daß beim Abwickeln der Borstenstränge von Spulen innerhalb eines Stranges längere Filamente durchhängen. Dies kann zu einer Schlaufenbildung und in der Folge zu Betriebsstörungen führen.
• Es ist deshalb aus der EP 0271725 B1 bekannt, auf den Borstenstrang zwischen der jeweiligen Spule und einer Verarbeitungsstation eine Zugkraft einwirken zu lassen, damit die einzelnen Filamente des Borstenstranges gestrafft werden. Die Straffung erfolgt, indem die Spulen ständig oder im Takt gegen die an der Verarbeitungsstation wirkende Haltekraft gebremst werden. Mittels thermischer Verfahren können die längeren Filamente zusätzlich behandelt und durch Schrumpfung gekürzt werden.
• Zum Straffen aller Monophile kann es je nach Anzahl und Längendifferenz erforderlich sein, erhebliche Zugkräfte aufzubringen, die sich durch die Anzahl der Stränge, zum Beispiel 100, zu einer hohen Gesamtzugkraft aufsummieren. Außerdem besteht die Gefahr, daß die kürzeren Filamente über ihre Streckgrenze hinaus gespannt werden, dadurch gegebenenfalls strukturell geschädigt werden oder reißen.
• Hohe Zugkräfte führen auch zu einer entsprechenden Belastung des aufgespulten Materials, wobei an der Spule etwa radiale Druckkräfte entstehen. Dadurch kann der zugbeaufschlagte Strang oder einzelne Filamente davon zwischen die noch aufgewickelten Filamente eingepresst werden, was ebenfalls zu Unregelmäßigkeiten beim Abwickeln führen kann. Weiterhin ist nachteilig, daß für eine gleichmäßige Zugkraft zum Spannen der Borstenstränge, der sich mit dem Abspulen ändernde Durchmesser berücksichtigt werden muß, was entsprechend aufwändig ist. Auch ist ein Spulenwechsel problematisch, weil dazu die Maschine angehalten werden muß. Da die Länge der auf die Spulen aufgewickelten Filamente in der Regel unterschiedlich ist, ist ein gleichzeitiger Wechsel aller Spulen nicht möglich. Dementsprechend aufwändig und umständlich ist der Spulenwechsel.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei die Bereitstellung von Borstenbündeln auch bei Zuführung von Borstensträngen mit unterschiedlich langen Filamenten störungsfrei abläuft. Insbesondere sollen Längenunterschiede der Filamente innerhalb eines Borstenstranges während der Zuführung von einem Vorrat zu einer Weiterverarbeitung ausgeglichen werden. Die Belastung des Strangmaterials soll dabei gering sein und insbesondere keine Beschädigungsgefahr für die Filamente bergen. Weiterhin soll die Borstenstrang-Zuführeinrichtung einfach im Aufbau und betriebssicher sein.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens vorgeschlagen, daß der von der Spule oder dergleichen Vorrat abschnittweise abgezogene Borstenstrang zwischen einer an diesem Borstenstrang angreifenden ersten Klemmstelle und einer zu dieser Klemmstelle in Vorschubrichtung beabstandeten zweiten Klemmstelle elastisch gespannt wird und danach durch Öffnen der zweiten Klemmstelle ein Längenausgleich der Filamente erfolgt.
• Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vorgeschlagen, daß die Spanneinrichtung für jeden Borstenstrang wenigstens zwei zueinander beabstandete Klemmungen aufweist, daß eine erste Klemmung als Strangspann-Klemmung und die andere, zweite Klemmung als Vorschub-Klemmung ausgebildet ist, daß die Vorschub-Klemmung im endnahen Bereich des Borstenstrangs angeordnet ist und zum Abziehen des Borstenstrangs entlang des Abziehwegs hin- und herbewegbar sowie öffen- und schließbar ist, daß die Strangspann- Klemmung öffen- und schließbar ist und beabstandet zur Vorschub- Klemmung positionierbar ist und mit einer Kraftbeaufschlagungseinrichtung zur Zugbeaufschlagung des Borstenstrangs entgegen der Abziehrichtung verbunden ist.
• Mit diesem Verfahren und der Vorrichtung zum Längenausgleich unterschiedlich langer Filamente innerhalb eines Borstenstrangs wird die überschüssige Länge in Vorschubrichtung ausgebracht, indem sich die elastische Verspannung beim Freigeben des Vorschubendes des Stranges entspannt. Dabei ziehen sich die einzelnen, ursprünglich kürzeren und beim Spannen etwas elastisch ausgelenkten Filamente zusammen, während die ursprünglich längeren, "durchhängenden" und beim Spannen nur gestrafften, in der Regel nicht elastisch gedehnten Filamente ihre Lage beibehalten. Die unterschiedlich langen Filamente verschieben sich somit relativ zueinander, so daß ein Längenausgleich stattfindet. Da das Strangende zur Borstenbündel-Bildung bearbeitet, zum Beispiel abgeschert, angeschmolzen oder profiliert wird, spielt der geringe Endenversatz der Filamente keine Rolle. Wesentlich ist hierbei auch, daß der Längenausgleich nicht nach einem einzigen Spannvorgang zu einem vollständigen Ausgleich führen muß, sondern daß dies je nach Längendifferenz auch erst nach einer ganzen Reihe von Vorschub- und Spannvorgängen der Fall sein kann. Priorität hat somit nicht der vollständige Ausgleich in einem Arbeitsgang, sondern das Einbringen einer Vorspannung in den Borstenstrang, die keinesfalls die Elastizitätsgrenze der einzelnen Filamente überschreitet, so daß ein Schädigen oder gar Reißen der Filamente ausgeschlossen ist.
• Auch ist eine Belastung des auf der Spule befindlichen Wickelguts beim Straffen beziehungsweise Spannen nicht vorhanden, da die wirksame Zugkraft nicht von der Spule ausgeht und sich die Spule außerhalb des Spannbereichs befindet. Das Spannen erfolgt vielmehr zwischen zwei direkt am abgespulten Borstenstrang angreifenden Klemmstellen. Unter anderem wird dadurch auch eine unerwünschte Verdichtung des Spulenwickels, was wiederum zu Störungen führen kann, vermieden.
• Gegebenenfalls kann außer dem Straffen des Borstenstrangs und anschließenden Entspannen am Strangende ein Verdrillen insbesondere bei größeren Längenunterschieden der Filamente vorteilhaft sein. Dies kann vorzugsweise nach dem Spannen zwischen den Spannstellen zum Längenausgleich der Filamente erfolgen, indem der Borstenstrang am Außenumfang erfaßt und dann verdreht wird.
• Zweckmäßigerweise wird der Borstenstrang an der zweiten, dem Strangende nächsten Klemmstelle ergriffen und ein Stück weit von der Spule abgezogen, wobei beabstandet zu der zweiten Klemmstelle an der ersten Klemmstelle der Borstenstrang ergriffen und bei geschlossener, zweiter Klemmstelle gestrafft und dabei kraftbeaufschlagt wird, daß dann bei in Zugstellung vorzugsweise arretierter, erster Klemmung die zweite Klemmung gelöst und der Borstenstrang zum Längenausgleich seiner Einzelfilamente freigegeben wird. Für den Spannvorgang und für das Abziehen des Borstenstrangs von der Spule wird hierbei nur eine Klemmung verwendet. Durch die Kraftbeaufschlagung ist eine Einstellung der Zugkraft in Anpassung an das verwendete Borstenmaterial (Filamente) auf einfache Weise möglich. Im Gegensatz zu einer Wegvorgabe zur Straffung des Borstenstrangs wird bei der vorgesehenen Kraftbeaufschlagung ein Überdehnen der Filamente beim Straffen sicher vermieden.
• Nach einer anderen Verfahrensvariante kann der Borstenstrang zum Ausgleich unterschiedlich langer Filamente an der zweiten, dem Strangende nächsten Klemmstelle ergriffen und ein Stück weit von der Spule abgezogen werden, daß dann beabstandet zu der zweiten Klemmstelle an der ersten Klemmstelle der Borstenstrang ergriffen und bei geschlossener, zweiter Klemmstelle gestrafft und dabei kraftbeaufschlagt wird, daß dann der zur Straffung kraftbeaufschlagte Strangabschnitt zwischen der zweiten Klemmstelle und der ersten Klemmstelle an einer dritten Klemmstelle erfasst und die zweite, dem Strangende nächste Klemmstelle geöffnet wird.
• Hierbei wird der Längenausgleich unterschiedlich langer Filamente eines Borstenstrangs in einem dem Abstand zwischen der zweiten und der dritten Klemmstelle entsprechenden Strangabschnitt vorgenommen. Der jeweilige Längenausgleich ist somit entsprechend dem Teilabschnitt des Abstandes zwischen den für die Strangstraffung wirksamen ersten und zweiten Klemmstelle reduziert, so daß die Ausgleichsverschiebung der Filamente und der Versatz der Filamente am Strangende entsprechend klein ist. Er kann beispielsweise im Zehntelmillimeterbereich liegen. Dieser geringe Versatz wirkt sich nicht störend auf die Weiterverarbeitung des Borstenstrangs beziehungsweise der davon abgelängten Borstenbündel aus. Andererseits genügt aber ein solcher, vergleichsweise kleiner Längenausgleich, weil laufend mit jedem Vorschub ein Längenausgleich vorgenommen werden kann und in der Summe die in der Praxis auftretenden Filament-Längenunterschiede sicher ausgeglichen werden können.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Borstenstrang an der dritten Klemmstelle gehalten wird, wenn an der ersten Klemmstelle der Borstenstrang ergriffen und unter Schlaufenbildung zwischen der dritten und der ersten Klemmstelle ein Stück weit, vorzugsweise mindestens dem Arbeitshub der zweiten Klemmstelle entsprechend, von der Spule abgezogen wird, und daß dann der Strang vor der dritten Klemmstelle von der zweiten Klemmung bei geöffneter dritten Klemmstelle vorgeschoben wird.
• Durch die Schlaufenbildung ist die Spule, von der das Strangmaterial abgezogen wird, während des Vorschubs des Strangendes von dieser Vorschubbewegung abgekoppelt. Der Vorschub erfolgt sehr schnell und praktisch ruckartig, was sich aber durch die Schlaufenbildung nicht nachteilig auf das Abspulen auswirkt, da durch die Schlaufe ein "Vorratspuffer" gebildet ist. Das Abziehen des Borstenstrangs von der Spule mit Hilfe der ersten Klemmung kann zwischen zwei Vorschubbewegungen erfolgen, wobei mehr Zeit zur Verfügung steht und dementsprechend auch ein schonendes, kontinuierliches Abspulen in dieser Zwischenphase möglich ist.
• Wie bereits vorerwähnt, wird der Borstenstrang zur Straffung mit einer vorgebbaren Zugkraft beaufschlagt, die derart bemessen ist, daß die Einzelfilamente nur im elastischen Bereich verformt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Zugbeaufschlagung des Borstenstrangs zur Straffung mittels Federkraft vorgenommen wird.
• Die Spanneinrichtung zum Spannen der Borstenstränge und/oder die Spanneinrichtung zum Verdrillen der Borstenstränge kann wahl- und/oder wechselweise einzeln oder in Kombination aktiviert werden, wobei gegebenenfalls eine bedarfsweise Aktivierung in Zeitintervallen erfolgt.
• Die Spanneinrichtung(en) werden also zweckmäßigerweise nur dann aktiviert, wenn tatsächlich Filament-Längenunterschiede vorhanden sind, unter anderem, um bei weitgehend gleich langen Filamenten innerhalb eines Borstenstranges ein unerwünschtes und unnötiges Spannen aller Filamente des Borstenstranges zu vermeiden.
• Da eine Schlaufenbildung der Filamente in der Regel erst nach einer gewissen Betriebszeit auftritt, würde es in der Praxis genügen, eine oder beide Spanneinrichtungen beispielsweise nach einer halben Stunde für einen gewissen Zeitabschnitt einzuschalten. Sind die Filament-Längenunterschiede gering, genügt das Aktivieren einer Spanneinrichtung, insbesondere der Spanneinrichtung mit den Klemmstellen, also ohne ein Verdrillen. Nur bei sehr großen Filament-Längenunterschieden ist es zweckmäßig, den Borstenstrang zu verdrillen.
• Die Vorrichtung zum Verdrillen des Borstenstrangs kann nach einer Ausführungsform der Erfindung wenigstens eine um ihre Längsachse drehbare Verdrillaufnahme zum Durchführen eines Borstenstrangs aufweisen, die wenigstens einen in ihren lichten Innenquerschnitt ragenden Vorsprung oder dergleichen Profilierung aufweist.
• Damit werden die losen, etwas längeren Filamente eines Borstenstrangs von dem Vorsprung erfasst und durch Drehung der Verdrillaufnahme um den straffen Filamentbündelkern gelegt, bis alle Schlaufen beseitigt sind. Mit Hilfe des Verdrillens erreicht man einen gleichmäßigen Griff des Spulenmaterials in der Abzugseinheit. Nach der Abzugseinheit kann der Drall durch Gegendrehen des Filamentstrangs wieder aufgehoben werden. Erfolgt nach dem Abzug ein längenmäßiger Zuschnitt des Endlosmaterials, löst sich der Drall der Filamente zumindest weitgehend von alleine auf, so daß man auf ein Gegendrehen gegebenenfalls verzichten kann.
• Außerdem besteht die Möglichkeit, daß eine Parallellage der Filamente durch die gegebenenfalls vorgesehene Ausführungsform der Vorschubführung mit einen Formblock mit Aufnahmeschlitz zum seitlichen Einführen des Strangendes und eines plattenförmigen Gegenstempels, erreicht wird.
• Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen der aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen näher erläutert.
• Es zeigt etwas schematisiert:
• Fig. 1 bis Fig. 8 am Beispiel eines aus Filamenten bestehenden Borstenstrangs, das Straffen seiner Filamente in acht Ablaufphasen,
• Fig. 9 bis Fig. 16 Fig. 1 bis Fig. 8 entsprechende Ablaufphasen beim Straffen von Borstenstrang-Filamenten, hier jedoch mit geteilter Strangspann-Klemmung,
• Fig. 17 eine perspektivische Ansicht einer Verdrilleinrichtung,
• Fig. 18 bis Fig. 26 in Verbindung mit der Verdrilleinrichtung gemäß Fig. 17 einsetzbare, unterschiedliche Verdrillaufsätze,
• Fig. 27 bis Fig. 30 unterschiedliche Ansichten einer Vorschubführung mit einem Formblock und einem Gegenstempel.
• In den Fig. 1 bis 16 ist als Teil einer Vorrichtung zum Herstellen von Borstenbündeln für Bürsten aus Endlos-Borstensträngen 2, eine Zuführeinrichtung 1 in unterschiedlichen Betriebsphasen gezeigt. Der Einfachheit halber ist in den Figuren jeweils nur eine Zuführeinrichtung für einen Borstenstrang 2 gezeigt, obgleich in der Praxis eine solche Zuführeinrichtung zum Zuführen einer Vielzahl von Borstensträngen ausgebildet sein kann.
• Der Borstenstrang 2 befindet sich als Vorrat aufgewickelt auf eine Spule 3, von der nur ein Umfangsabschnitt gezeigt ist. Von dieser Spule 3 wird der Borstenstrang 2 mit Hilfe einer Abzugseinrichtung 4 abgespult und einer hier nicht gezeigten Weiterverarbeitungseinrichtung zugeführt. Zwischen der Abzugseinrichtung 4 und einer Weiterverarbeitungseinrichtung befindet sich eine Vorschubführung 5, durch die der Borstenstrang der Weiterverarbeitungseinrichtung zugeführt wird.
• Zwischen der Spule 3 und der Abzugseinrichtung 4 ist eine Spanneinrichtung 6 vorgesehen, mittels der Längenunterschiede der einzelnen Filamente 7 eines Borstenstrangs 2 ausgeglichen werden können. Sie weist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 8 eine Strangspann-Klemmung 8 sowie eine Zwischenklemmung 9 auf.
• Die Abzugseinrichtung 4 weist eine Vorschub-Klemmung 10 auf. Sowohl die Vorschub-Klemmung 10 als auch die Strangspann-Klemmung 8 sind gemäß den Doppelpfeilen PF1 und PF2 in Längsrichtung des gestreckten Borstenstrangs 2 hin und her positionierbar, während die die Zwischenklemmung 9 ortsfest angeordnet ist. Alle Klemmungen 8, 9 und 10 lassen sich zwischen einer Freigabestellung und einer Klemmstellung verstellen. In der Freigabestellung ist der durchgeführte Borstenstrang 2 relativ zu der Klemmung frei beweglich, während er in der Klemmstellung vorzugsweise umfänglich umfasst und klemmend mit der jeweiligen Klemmung 8, 9 oder 10 verbunden ist.
• In nicht näher dargestellter Weise weisen die Klemmungen in ihrem Durchtrittsquerschnitt veränderbare Durchtrittsöffnungen auf, wobei die Querschnittsveränderung durch in Querrichtung bewegbare Klemmbacken erfolgen kann.
• In Fig. 1 befindet sich das Strangende 11 bündig ausgangsseitig der Vorschubführung 5.
• Ausgehend von dieser Arbeitsposition wird die geöffnete Vorschub- Klemmung 10 um eine etwa dem beabsichtigten Vorschub entsprechende Länge zurückgefahren. Sie befindet sich dann, wie in Fig. 2 gezeigt, beispielsweise unmittelbar benachbart zu der geschlossenen Zwischen-Klemmung 9. Gleichzeitig oder anschließend an die Rückbewegung der Vorschub-Klemmung 10 wird die geschlossene Strangspann-Klemmung 8 in Transportrichtung bewegt, so daß einerseits Strangmaterial von der Spule 3 abgezogen wird und sich zwischen der Strangspann-Klemmung 8 und der Zwischen-Klemmung 9 eine Borstenstrang-Schlaufe 12 bildet. Der Strangvorschub mit Hilfe der Strangspann-Klemmung bei feststehender Zwischen-Klemmung 9 und die dadurch bewirkte Schlaufenbildung sind so bemessen, daß die Schlaufe zumindest einen dem vorgesehenen Vorschub des Strangs entsprechenden Strangvorrat beinhaltet. Wird also, wie in Fig. 3 gezeigt, die Vorschub-Klemmung 10 geschlossen und gemäß Fig. 4 in Vorschubrichtung bewegt, erfolgt der Strangvorschub ausschließlich aus der Schlaufe 12. Während dieser Vorschubbewegung wird also kein Strangmaterial von der Spule 3 abgezogen, da die Strangspann-Klemmung 8 geschlossen ist, wie dies in Fig. 4 erkennbar ist.
• Insbesondere im spulennahen Bereich des Borstenstrangs 2 ist erkennbar, daß die einzelnen Filamente 7 durch unterschiedliche Längen nicht dicht aneinander liegen. Um diese unterschiedlichen Filamentlängen auszugleichen, ist die Spanneinrichtung 6 vorgesehen. Durch eine in Fig. 5 an der Strangspann-Klemmung 8 angreifende Zugfeder 13 ist angedeutet, daß die Strangspann- Klemmung 8 entgegen der Vorschubrichtung gemäß dem Pfeil PF3 bei geschlossener Vorschub-Klemmung zugbeaufschlagt und dadurch der zwischen der Strangspann-Klemmung 8 und der Vorschub-Klemmung 10 eingespannte Borstenstrang-Abschnitt gestrafft wird. Die Zugkraft ist dabei so bemessen, daß die kürzeren Filamente bis zur Straffung der längeren Filamente nur im elastischen Bereich verformt werden. Die Zugkraft kann beispielsweise bis zu etwa 5 kp betragen, ist primär jedoch auf die Belastbarkeit der Filamente derart abgestimmt, daß bei der Straffung die Einzelfilamente nur elastisch gedehnt werden. Dies kann dazu führen, daß bei der jeweils gewählten Zugbeaufschlagungskraft keine vollständige Straffung der etwas längeren Filamente erfolgt.
• Anstatt einer Zugfeder kann die Kraftbeaufschlagungseinrichtung einen vorzugsweise pneumatischen Zylinder als Zugelement aufweisen.
• Nach dem Straffen des Borstenstrangs 2 zwischen der Strangspann- Klemmung 8 und der in Vorschubendlage befindlichen Vorschub- Klemmung 10 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Zwischen- Klemmung 9 geschlossen, wie dies in Fig. 6 erkennbar ist. Durch Öffnen der Vorschub-Klemmung 10 gemäß Fig. 7 kann sich der in Vorschubrichtung an die Zwischen-Klemmung 9 anschließende Strangabschnitt entspannen. Dabei ziehen sich die zuvor etwas elastisch gedehnten und innerhalb des Borstenstrangs 2 in entspannter Lage etwas kürzeren Filamente zusammen, während die gestrafften, ursprünglich etwas längeren Filamente ihre Lage im wesentlichen beibehalten.
• In Fig. 7 ist gut erkennbar, wie sich am Borstenstrangende 11 durch die Entspannung eine Verschiebung der unterschiedlich langen Filamente einstellt. Die Verschiebung kann dabei sehr gering sein und sich im Zehntelmillimeterbereich bewegen. Da die Borstenstrangenden bei der Weiterverarbeitung zu Borstenbündeln bearbeitet werden, spielt eine solche, geringfügige Endenverschiebung keine Rolle.
• Im nächsten Verfahrensschritt gemäß Fig. 7 und 8 wird die Strangspann-Klemmung 8 geöffnet und in die Fig. 1 gezeigte Ausgangslage entgegen der Vorschubrichtung positioniert. Die Zwischen-Klemmung 9 ist dabei geschlossen, so daß der Strang in seiner Lage fixiert ist.
• Gegebenenfalls genügt es, wenn für den Transport und das Straffen des Borstenstrangs 2 nur die Strangspann-Klemmung 8 sowie die Vorschub-Klemmung 10 vorhanden sind. In diesem Fall erfolgt die Straffung des Borstenstrangs 2 in der Arbeitsposition gemäß Fig. 5 ebenfalls zwischen diesen beiden Klemmungen 8 und 10 und anschließend erfolgt bei in Zugstellung arretierter Strangspann- Klemmung 8 das Öffnen der Vorschub-Klemmung 10, so daß dann in Vorschubrichtung ab der Strangspann-Klemmung 8 ein Längenausgleich mit Relativverschiebung der Einzelfilamente bis zum Borstenstrangende hin erfolgt. Durch die Entspannung des Borstenstrangs 2 im Bereich eines entsprechend größeren Abschnitts, erfolgt auch eine Relativverschiebung der Filamente über eine etwas größere Wegstrecke.
• Je nach den auftretenden Filamentlängen-Unterschieden innerhalb eines Borstenstrangs 2, kann die Spanneinrichtung 6 kontinuierlich mitlaufen, das heißt daß bei jedem Vorschub des Borstenstrangs auch eine Straffung vorgenommen wird oder aber es erfolgt eine Aktivierung der Spanneinrichtung 6 nur nach einer bestimmten Anzahl von Vorschüben. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Spanneinrichtung 6 automatisch oder manuell nur dann zuzuschalten, wenn die Längenunterschiede der einzelnen Filamente innerhalb eines Borstenstrangs vergleichsweise groß sind. Rechtzeitig vor dadurch bedingten Störungen, kann dann die Spanneinrichtung 6 über einen bestimmten Zeitabschnitt und eine entsprechende Anzahl von Vorschüben mitlaufen.
• Die Fig. 9 bis 16 zeigen eine Anordnung etwa vergleichbar mit den Fig. 1 bis 8, hier jedoch mit einer zweiteiligen Strangspann-Klemmung 8a, 8b. Damit kann insbesondere ein schnellerer Vorschubzyklus erreicht werden, da bereits unmittelbar nach der Bildung einer Borstenstrang-Schlaufe 12 gemäß Fig. 10 eine Zugbeaufschlagung des Strangabschnitts zwischen dem einen Klemmteil 8a und dem anderen Klemmteil 8b der Strangspann-Klemmung vorgenommen werden kann. Unabhängig davon kann der Vorschub mit Hilfe der Vorschub-Klemmung 10 aus dem durch die Schlaufe 12 gebildeten Borstenstrang-Vorrat erfolgen, wie dies in Fig. 11 und 12 gezeigt ist.
• Durch Öffnen der Klemmung 8b der Strangspann-Klemmung gemäß Fig. 13 erfolgt eine Straffung des Borstenstrangabschnitts zwischen dem Strangspann-Klemmteil 8b und der Vorschub-Klemmung 10. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird anschließend die Zwischen- Klemmung 9 geschlossen und es erfolgt gemäß Fig. 15 dann ein Öffnen der Vorschub-Klemmung 10, wodurch sich die einzelnen Filamente des zuvor gestrafften Borstenstrangs 2 relativ zueinander verschieben können und somit ein Längenausgleich erfolgt.
• Ohne eine Zwischen-Klemmung 9 könnte auch ein Längenausgleich vorgenommen werden, indem gemäß Fig. 14 bei geschlossener und lagearretierter Strangspann-Klemmung 8a die Vorschub-Klemmung 10 geöffnet wird, so daß sich der in Vorschubrichtung vor der Klemmung 8a befindliche Borstenstrangabschnitt bis zum Strangende 11 entspannen kann und dadurch ein Längenausgleich erfolgt.
• Zum Längenausgleich unterschiedlich langer Filamente 7 kann zwischen der Spule 3 und der Abzugseinrichtung 4 eine Verdrilleinrichtung 14 zum Verdrillen der Borstenbündel-Filamente vorgesehen sein. Fig. 17 zeigt eine solche Verdrilleinrichtung 14, die eine um seine Längsachse drehbare Verdrillaufnahme 15 aufweist, durch die der Borstenstrang 2 hindurchgeführt wird. Die Verdrilleinrichtung 14 kann einen elektromotorischen Antrieb 16 und ein innerhalb seines Gehäuses 17 befindliches Getriebe zur Übertragung der Drehbewegung des Antriebs 16 auf die Verdrillaufnahme 15 aufweisen.
• Die etwa rohrförmige Verdrillaufnahme 15 weist zweckmäßigerweise wenigstens einen in seinen lichten Innenquerschnitt ragenden Vorsprung 18 auf, der etwas in den Querschnitt des Borstenstrangs 2 eingreift. Insbesondere werden dadurch die eingangsseitig der Verdrilleinrichtung 14 zugeführten, etwas längeren, durchhängenden Filamente 7 von der Verdrillaufnahme 15 erfasst und um die etwas kürzeren, straffen Filamente 7 gewickelt. Dadurch wird der Längenunterschied ausgeglichen. Die Verdrilleinrichtung 14 kann beispielsweise der Spanneinrichtung 6 in Transportrichtung nachgeordnet angeordnet sein. Sie wird insbesondere dann aktiviert, wenn sehr große Längenunterschiede der einzelnen Filamente eines Borstenstrangs 2 vorhanden sind, die in besonderen Fällen durch die Spanneinrichtung 6 alleine nicht ausgeglichen werden können. Es besteht die Möglichkeit, die Spanneinrichtung und die Verdrilleinrichtung in Kombination oder wechselweise zu aktivieren.
• Die vorzugsweise etwa rohrförmige Verdrillaufnahme 15 weist im Ausführungsbeispiel einen auswechselbaren, etwa scheibenförmigen Verdrillaufsatz 19 auf, der eine Durchtrittsöffnung für den Borstenstrang 2 sowie wenigstens einen in diese Öffnung ragenden Vorsprung 18 aufweist. In den Fig. 18 bis 26 sind verschiedene Verdrillaufsätze 19, 19a bis 19h gezeigt. Sie unterscheiden sich hinsichtlich der Querschnittsform der Durchtrittsöffnung für den Borstenstrang 2.
• Fig. 18 zeigt einen Verdrillaufsatz 19 mit einem radial nach innen weisenden, spitzen Zacken, Fig. 19 einen Verdrillaufsatz 19a mit einem gegenüber Fig. 18 längeren, etwa bis zur Mitte reichenden Zacken als Vorsprung 18. Fig. 20 zeigt eine Ausführungsform eines Verdrillaufsatzes 19b mit zwei diametral gegenüberliegend angeordneten, zueinanderweisenden Zacken. In Fig. 21 ist eine dreizackige Ausführungsform, in Fig. 22 eine kleeblattartige Ausführungsform und in Fig. 23 eine sternförmige Ausführungsform einer Innenwandprofilierung der Durchtrittsöffnung für den Borstenstrang 2 gezeigt. Die Fig. 24 und 25 zeigen Ausführungsformen von Verdrillaufsätzen 19f und 19g mit einer oder zwei in den Durchtrittsquerschnitt ragenden Nasen und Fig. 26 zeigt eine Anordnung, bei der die Durchtrittsöffnung für den Borstenstrang 2 außermittig angeordnet ist und eine radial nach innen weisende Nase als Vorsprung 18 aufweist.
• Die unterschiedlichen Verdrillaufsätze 19, 19a bis 19h können je nach verwendetem Borstenstrang-Material und auch je nach Längenunterschied der Filamente eines Borstenstrangs eingesetzt werden.
• Die Fig. 27 bis 30 zeigen in unterschiedlichen Ansichten eine spezielle Ausführungsform der Vorschubführung 5, bei der der Borstenstrang 2 seitlich eingelegt werden kann. Die Vorschubführung 5 weist dazu einen Formblock 20 mit einem Aufnahmeschlitz 21 auf. Weiterhin ist ein plattenförmiger, in den Aufnahmeschlitz 21 einführbarer Gegenstempel 22 vorgesehen. Durch einen Anschlag oder eine spezielle Formung wird der Stempel nur soweit in den Aufnahmeschlitz 21 eingeführt, daß zwischen dem Schlitzgrund 23 und der diesem zugewandten Stirnseite 24 des Gegenstempels 22ein dem Borstenstrangquerschnitt entsprechender, lichter Durchtritt verbleibt. Dieser Durchtritt hat zweckmäßigerweise die Querschnittsform des Borstenstrangs 2, wie er für die Weiterverarbeitung vorgesehen ist. Somit kann der Schlitzgrund 23 und die Stirnseite 24 so geformt sein, daß sich beispielsweise ein runder Durchtrittsquerschnitt ergibt. Es sind aber auch durch entsprechende Formung des Schlitzgrundes 23 und der Stirnseite 24 komplementär zu einem gewünschten Borstenstrangquerschnitt praktisch jede andere beliebige Formgebung möglich.
• Im Ausführungsbeispiel ist ein lichter Durchtrittsquerschnitt vorgesehen, der etwa die Form eines gekrümmten Langlochs aufweist. Es sind auch eckige, beispielsweise rechteckige, sternförmige oder ähnliche Querschnittsformen möglich.
• Nach dem seitlichen Einlegen eines Borstenstrangs 2 in den Aufnahmeschlitz 21 wird der Gegenstempel 22 eingeführt, bis der gewünschte Durchtrittsquerschnitt gebildet ist und die Stirnseite 24 soweit gegen die Filamente des Borstenstrangs 2 drückt, daß diese in die gewünschte Form gebracht sind. In dieser Lage kann der Gegenstempel 22 durch eine Schraube 25 arretiert werden. Der Borstenstrang 2 kann dann an seinem über die Vorschubführung 5 überstehenden Strangende 11 abgeschnitten und dieses Ende beispielsweise zusammengeschmolzen werden. In noch verformbarem Zustand wird dann der Borstenstrang 2 mit seinem Strangende 11 in die Vorschubführung 5 zurückgezogen und damit der gewünschte Borstenstrang-Querschnitt fixiert.
• Es besteht auch die Möglichkeit, daß im Bereich des Schlitzgrundes 23 des Aufnahmeschlitzes 21 ein auswechselbares Einsatzteil als Teilform vorgesehen ist und daß zu verschiedenen Einsatzteilen passende Gegenstempel 22 vorgesehen sind. Damit ist ein schneller Wechsel auf unterschiedliche Querschnittsformen der Borstenbündel möglich.
• Erwähnt sei noch, daß die erfindungsgemäße Zuführeinrichtung 1 einen schnellen Spulenwechsel ermöglicht, ohne daß die Maschine dazu abgeschaltet werden muß. Dabei kann das auslaufende Strangende mit dem Anfang eines neuen Strangendes zum Beispiel durch Verschweißen verbunden werden. Hierfür ist nur wenig Zeit erforderlich, so daß die in der Regel zur Verfügung stehende Zeit von etwa 20 bis 30 Sekunden ausreicht.

Claims (27)

1. Verfahren zum Herstellen von aus Filamenten bestehenden Borstenbündeln für Bürsten, wobei wenigstens ein Borstenstrang von einem auf Spulen befindlichen Borstenstrang-Vorrat einer Weiterverarbeitung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Spule (3) oder dergleichen Vorrat abschnittweise abgezogene Borstenstrang (2) zwischen einer an diesem Borstenstrang (2) angreifenden ersten Klemmstelle (8) und einer zu dieser Klemmstelle in Förderrichtung beabstandeten zweiten, ebenfalls am Borstenstrang (2) angreifenden Klemmstelle (10) elastisch gespannt wird und danach durch Öffnen der zweiten Klemmstelle (10) ein Längenausgleich der Filamente (7) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenstrang (2) vorzugsweise vor dem Spannen zwischen den Spannstellen zum Längenausgleich der Filamente (7) verdrillt wird und daß dazu der Borstenstrang (2) am Außenumfang erfaßt und dann verdreht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenstrang (2) an der zweiten, dem Strangende nächsten Klemmstelle (10) ergriffen und ein Stück weit von der Spule (3) abgezogen wird, daß beabstandet zu der zweiten Klemmstelle (10) an der ersten Klemmstelle (8) der Borstenstrang (2) ergriffen und bei geschlossener, zweiter Klemmstelle (10) gestrafft und dabei kraftbeaufschlagt wird, daß dann bei in Zugstellung arretierter, erster Klemmung (8) die zweite Klemmung (10) gelöst und der Borstenstrang (2) zum Längenausgleich seiner Einzelfilamente (7) freigegeben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenstrang (2) zum Ausgleich unterschiedlich langer Filamente (7) an der zweiten, dem Strangende nächsten Klemmstelle (10) ergriffen und ein Stück weit von der Spule (3) abgezogen wird, daß beabstandet zu der zweiten Klemmstelle (10) an der ersten Klemmstelle (8) der Borstenstrang (2) ergriffen und bei geschlossener, zweiter Klemmstelle gestrafft und dabei kraftbeaufschlagt wird, daß dann der zur Straffung kraftbeaufschlagte Strangabschnitt zwischen der zweiten Klemmstelle (10) und der ersten Klemmstelle (8) an einer dritten Klemmstelle (9) erfaßt und die zweite, dem Strangende nächste Klemmstelle (10) geöffnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenstrang (2) an der dritten Klemmstelle (9) gehalten wird, daß an der ersten Klemmstelle (8) der Borstenstrang (2) ergriffen und unter Schlaufenbildung (12) zwischen der dritten (9) und der ersten Klemmstelle (8) ein Stück weit, vorzugsweise mindesten dem Arbeitshub der zweiten Klemmstelle (10) entsprechend, von der Spule (3) abgezogen wird, und daß dann der Strang (2) vor der dritten Klemmstelle (9) von der zweiten Klemmstelle (10) bei geöffneter dritten Klemmstelle (9) vorgeschoben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenstrang (2) zur Straffung mit einer vorgebbaren Zugkraft beaufschlagt wird, die derart bemessen ist, daß die Einzelfilamente (7) im elastischen Bereich verformt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugbeaufschlagung des Borstenstrangs (2) zur Straffung mittels Federkraft vorgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung zum Spannen der Borstenstränge und/oder die Spanneinrichtung zum Verdrillen der Borstenstränge wahl- und/oder wechselweise einzeln oder in Kombination aktiviert werden und daß gegebenenfalls eine bedarfsweise Aktivierung in Zeitintervallen erfolgt.

9. Vorrichtung zum Herstellen von aus Filamenten (7) bestehenden Borstenbündeln für Bürsten, mit einer Zuführeinrichtung für einen oder mehrere Borstenstränge (2), die einen auf Spulen (3) befindlichen Borstenstrang-Vorrat sowie eine Abzugseinrichtung (4) zum Zuführen der Borstenstränge zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung aufweist und mit einer Spanneinrichtung zum Spannen der Borstenstränge, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (6) für jeden Borstenstrang (2) wenigstens zwei zueinander beabstandete, am Borstenstrang (2) angreifende Klemmungen aufweist, daß eine erste Klemmung als Strangspann-Klemmung (8) und die andere, zweite Klemmung als Vorschub-Klemmung (10) ausgebildet ist, daß die Vorschub-Klemmung (10) im endnahen Bereich des Borstenstrangs (2) angeordnet ist und zum Abziehen des Borstenstrangs (2) von der Spule oder dergleichen entlang des Abziehwegs hin- und herbewegbar sowie öffen- und schließbar ist, daß die Strangspann-Klemmung (8) öffen- und schließbare ist und beabstandet zur Vorschub-Klemmung (10) positionierbar ist und mit einer Kraftbeaufschlagungseinrichtung zur Zugbeaufschlagung des Borstenstrangs (2) entgegen der Abziehrichtung verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer der Strangspann-Klemmung (8) und der Vorschub-Klemmung (10) eine zwischen diesen Klemmungen angeordnete, ortsfeste, öffen- und schließbar Zwischen-Klemmung (9) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangspann-Klemmung (8) mindestens um den Arbeitshub der Vorschub-Klemmung (10) hin- und herbewegbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am abgabeseitigen Ende der Borstenstrang- Zuführeinrichtung eine Vorschubführung (5) für den Borstenstrang (2) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubführung (5) einen Formblock (20) mit einem Aufnahmeschlitz (21) zum seitlichen Einführen eines Strangendes aufweist, daß der Aufnahmeschlitz (21) eine am Schlitzgrund befindliche Teilform komplementär zu dem vorgesehenen Bündelquerschnitt aufweist, und mit einem plattenförmigen, in den Aufnahmeschlitz (21) einführbaren Gegenstempel (22), der an seiner dem Schlitzgrund (23) zugewandten Stirnseite (24) komplementär zu dem anderen Teil des Bündelquerschnitts geformt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Schlitzgrundes (23) des Aufnahmeschlitzes (21) ein auswechselbares Einsatzteil als Teilform vorgesehen ist und daß zu verschiedenen Einsatzteilen passende Gegenstempel (22) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstempel (22) in Schließlage festlegbar, insbesondere mit einer seitlich in den Aufnahmeschlitz des Formblocks eingreifenden Klemmschraube (25) arretierbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugbeaufschlagung des Borstenstranges (2) durch die Kraftbeaufschlagungseinrichtung zumindest an die Anzahl, den Querschnitt und die Materialeigenschaften der Einzelfilamente (7) des Borstenstranges (2) angepaßt ist und vorzugsweise bis zu etwa 5 kp beträgt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftbeaufschlagungseinrichtung wenigstens eine Feder (13) als Zugelement aufweist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftbeaufschlagungseinrichtung wenigstens einen vorzugsweise pneumatischen Zylinder als Zugelement aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangspann-Klemmung (8) einen vorzugsweise verstellbaren Begrenzungsanschlag für die Spannbewegung aufweist und daß der Spannung durch den Begrenzungsanschlag vorgegeben ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangspann-Klemmung (8) zweigeteilt mit zueinander beabstandeten Klemmungen (8a, 8b) ausgebildet ist, die einen gemeinsamen Hubantrieb aufweisen und voneinander unabhängig öffen- und schließbar sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spule (3) und der Abzugseinrichtung eine Verdrilleinrichtung (14) zum Verdrillen des Borstenstrangs (2) beziehungsweise von dessen Filamenten (7) vorgesehen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrilleinrichtung (14) wenigstens eine um ihre Längsachse drehbare, vorzugsweise rohrförmige Verdrillaufnahme (15) zum Durchführen eines Borstenstrangs (2) aufweist, die wenigstens einen in ihren lichten Innenquerschnitt ragenden Vorsprung (18) oder dergleichen Profilierung aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrilleinrichtung (14) einen vorzugsweise elektrischen Antriebsmotor (16) für die Verdrillaufnahme (15) aufweist und daß der Antriebsmotor und die Verdrillaufnahme innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses (17) angeordnet sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß ander Verdrillaufnahme (15) stirnendig ein vorzugsweise auswechselbarer, scheiben- oder plattenförmiger, mit einer Durchtrittsöffnung versehener Verdrillaufsatz (19) angebracht ist, der den Vorsprung (18) oder dergleichen Profilierung aufweist, der beziehungsweise die in die Durchtrittsöffnung ragt.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (18, 18a bis 18h) beziehungsweise die Profilierung der Verdrillaufnahme (15) oder des Verdrillaufsatzes (19) durch einen oder mehrere spitze oder gerundete Zacken oder eine kleeblattförmige oder sternförmige Profilierung gebildet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung der Verdrillaufnahme (15) beziehungsweise des Verdrillaufsatzes (19) exzentrisch zur Rotationsachse angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterverarbeitungseinrichtung eine Abläng- und/oder Abschereinrichtung für Borstenstränge (2) oder davon abgelängte Borstenbündel aufweist.