DE102005029365A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren und eine Vorrichtung dienen zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, wobei Bürstenkörper aus mehreren unterschiedlichen Spritzkomponenten hergestellt und Borstenbündel bei einem Spritzvorgang umspritzt und mit dem Bürstenkörper verbunden werden. Mittels einer mehrere Spritzstationen (8, 6, 7) aufweisenden Spritzgießmaschine (3) wird in einem ersten Spritzvorgang eine vorzugsweise relativ zu der oder den anderen Spritzkomponenten harte Spritzkomponente zur Bildung eines Teilkörpers (5) gespritzt und der Teilkörper (5) wird dann einem zweiten Spritzvorgang zugeführt, wo eine vorzugsweise relativ zu der ersten Spritzkomponente weiche Spritzkomponente an den Teilkörper (5) angespritzt und dabei zugeführte Borstenbündel in die angespritzte Spritzkomponente eingebettet werden.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, wobei Bürstenkörper aus mehreren unterschiedlichen Spritzkomponenten hergestellt und Borstenbündel bei einem Spritzvorgang umspritzt und mit dem Bürstenkörper verbunden werden.
- Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, deren Bürstenkörper aus mehreren unterschiedlichen Spritzkomponenten besteht und deren Borstenbündel durch Umspritzen mit dem Bürstenkörper verbunden sind, mit einer mehrere Spritzstationen aufweisenden Spritzgießmaschine.
- Aus der
DE 43 02 870 A1 ist ein Bürstenherstellungs-Verfahren bekannt, bei dem zunächst ein die Borstenbündellöcher aufweisender Bürstenteilkörper gespritzt wird. Anschließend werden Borstenbündel in diese Löcher eingesetzt und an ihren Verankerungsenden verschmolzen und dicht mit dem Bürstenteilkörper verbunden. Schließlich wird in einem zweiten Spritzvorgang ein zweiter Bürstenteilkörper an den ersten angespritzt und dabei die Verankerungsenden der Borstenbündel umspritzt. - Auch aus der
EP 0 623 298 A1 ist ein Bürstenherstellungs-Verfahren bekannt, bei dem zunächst ein die Borstenbündellöcher aufweisender Bürstenteilkörper gespritzt wird. Dieser hat rückseitig bei den Löchern eine Aussparung. Der Bürstenteilkörper wird einer Beborstungsstation zugeführt, wo Borstenbündel eingesetzt und diese an ihren inneren Enden verschmolzen werden. Schließlich wird der beborstete Bürstenteilkörper zum Ausspritzen der Aussparung einer weiteren Spritzgussform zugeführt. - Diese Verfahren sind vergleichsweise aufwendig.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten zu schaffen, womit schnell und auf einfache Weise Bürsten herstellbar sind.
- Die Lösung dieser Aufgabe besteht hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, dass in einem ersten Spritzvorgang ein Teilkörper gespritzt wird, an den in einem zweiten Spritzvorgang ein weiterer Teilkörper angespritzt und dort zugeführte Borstenbündel in die angespritzte Spritzkomponente eingebettet werden. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass in dem ersten Spritzvorgang eine relativ zu der oder den anderen Spritzkomponenten harte Spritzkomponente zur Bildung des ersten Teilkörpers gespritzt wird und dass dann an diesen, dem zweiten Spritzvorgang zugeführten Teilkörper eine relativ zu der ersten Spritzkomponente weiche Spritzkomponente angespritzt und die dort zugeführten Borstenbündel in die angespritzte zweite Spritzkomponente eingebettet werden.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Spritzwerkzeug mit einer ersten Spritzstation für einen Teilkörper aufweist, dass zwischen der ersten Spritzstation und einer nachfolgenden Unspritzstation eine Übergabeeinrichtung angeordnet ist, dass bei der Umspritzstation eine Zuführung für Borstenbündel vorgesehen ist und dass die Umspritzstation zum Anspritzen eines Borstenträgerteils an den Teilkörper sowie zum Umspritzen und Einbetten der zugeführten Borstenbündel in das Borstenträgerteil ausgebildet ist.
- Somit werden beim Anspritzen des vorzugsweise weichelastischen Materiales an den ersten Teilkörper gleichzeitig in dieses angespritzte Material auch die Borstenbündel eingebettet und verbunden.
- Damit kann eine komplette Bürste aus zwei Spritzkomponenten in nur zwei Arbeitsgängen hergestellt werden.
- Nach dem Spritzen des Teilkörpers wird dieser an einem Ende gehalten und mittels einer Wendebewegung dem zweiten Spritzvorgang zugeführt. Danach werden die Bürsten entweder einem oder mehreren weiteren Spritzvorgängen oder einer Entnahmestation zugeführt.
- Bei dem zweiten Spritzvorgang können die Bürsten in wenigstens einer Kassette oder einer Formindexplatte gehalten werden und zusammen mit dieser dem weiteren Spritzvorgang oder der Entnahmestation zugeführt werden. Weiterhin können mehrere Kassetten oder Formindexplatten umlaufend von einer zweiten Spritzstation gegebenenfalls zu wenigstens einer dritten Spritzstation und von dieser zu einer Entnahmestation transportiert werden.
- Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Kassetten und die Bürsten bei der Entnahmestation außerhalb der Form entnommen und dort oder bei einer Zuführstation mit Borstenbündeln bestückte Kassetten zugeführt werden, weil diese Entnahme- und Bestückungsvorgänge bei geschlossenem Formwerkzeug ablaufen können.
- Vorzugsweise ist zur Durchführung der vorerwähnten Verfahrensschritte bei der zweiten Spritzstation beziehungsweise der Umspritzstation eine Umsetzeinrichtung mit Kassetten zum Halten von Borstenbündeln und von Bürsten und zum Umsetzen von der Umspritzstation zu zumindest einer weiteren Umspritzstation und/oder zu einer insbesondere außerhalb des Formwerkzeugs befindlichen Entnahmestation vorgesehen.
- Die Umsetzeinrichtung kann unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein umlaufendes Transportmittel vorgesehen sein, mit dem die Kassetten verbindbar sind. Das umlaufende Transportmittel kann durch einen Zugmitteltrieb realisiert sein.
- Nach einer anderen Ausführungsvariante kann die Umsetzeinrichtung eine Wendevorrichtung mit einem um vorzugsweise jeweils 180° oder 120° drehbaren Wendeteil aufweisen, in das Formindexplatten einsetzbar sind oder die selbst Formindexplatten bilden. Unter Formindexplatten werden Formeinsatzplatten verstanden, die formgebende Bereiche aufweisen, in die bestimmte Teile der Bürste eingreifen und diese dort beispielsweise über die Borstenbündel gehalten sind.
- Weiterhin kann die Umsetzstation ein paternosterartiges Transportsystem aufweisen, wobei wenigstens zwei etwa parallele Positioniervorrichtungen vorgesehen sind, die jeweils eine Linearachse mit sowohl bei geöffnetem als auch bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug verfahrbaren an- und abkoppelbare Schlitten aufweist.
- Mit diesem paternosterartiges Transportsystem können Haltevorrichtungen oder Greifvorrichtungen in einem Kreislauf umgefördert werden. Die Linearachsen ermöglichen sehr schnelle und präzise Linear-Positionierbewegungen, was zu kurzen Zykluszeiten beiträgt. Sie können mit Halteelementen an ihren Schlitten Haltevorrichtungen oder Greifvorrichtungen für Gegenstände wie Bürstenkörper oder Bürsten, aber auch für zu umspritzende Gegenstände halten und transportieren.
- Die sowohl bei geöffnetem als auch bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug verfahrbaren Schlitten der Linearachsen ermöglichen deren Vorpositionierung innerhalb des Umlaufwegs des Transportsystems insbesondere auch bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug, so dass die Schließzeit des Werkzeugs optimal für Vorbereitungshandlungen zum anschließenden Transportieren der an die Schlitten ankoppelbaren Haltevorrichtungen oder Greifvorrichtungen ausgenutzt werden kann.
- Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
- Die einzige Figur zeigt etwas schematisiert:
- eine Spritzgießmaschine mit drei Spritzstationen sowie einer Entnahme- und einer Befüllstation sowie mit einer Übergabeeinrichtung.
- Eine in der Figur gezeigte Vorrichtung
1 dient zum Herstellen von Bürsten2 , die aus mehreren Spritzkomponenten bestehen und eingespritzte Borstenbündel aufweisen. Die zu der Vorrichtung1 gehörende Spritzgießmaschine3 mit einem Spritzgießwerkzeug16 hat im Ausführungsbeispiel drei hintereinander angeordnete Spritzstationen. Die erste Spritzstation4 dient zum Herstellen von Teilkörpern5 , also beispielsweise Spritzlingen, die einen Bürstengriff bilden. An die erste Spritzstation4 schließt sich eine Umspritzstation6 an, bei der eine Anspritzung an den Teilkörper5 vorgenommen wird. Diese bildet im Ausführungsbeispiel einen Bürstenkopf20 , in den gleichzeitig auch zugeführte Borstenbündel mit eingespritzt werden. - Schließlich ist im Ausführungsbeispiel noch eine weitere Umspritzstation
7 vorgesehen, wo eine zweite Umspritzung21 am Teilkörper4 im Bereich des Bürstengriffs19 vorgenommen wird und damit die Bürste komplettiert wird. - Zum Umsetzen der Spritzlinge zwischen den einzelnen Spritzstationen
8 ,6 ,7 sind im Ausführungsbeispiel eine als Wendeeinrichtung mit einer Indexplatte10 ausgebildete Übergabeeinrichtung8 sowie eine Umsetzeinrichtung9 vorgesehen. Die Übergabeeinrichtung8 befindet sich zwischen der ersten Spritzstation4 und der Umspritzstation6 . Die Umsetzeinrichtung9 befindet sich zwischen der Umspritzstation und der zweiten Umspritzstation7 . - Sind in der ersten Spritzstation
4 die Teilkörper5 gespritzt, so werden sie mit der Übergabeeinrichtung8 zu der ersten Umspritzstation6 transportiert. Die Teilkörper5 werden dabei an der um eine Achse11 drehbar gelagerten Indexplatte10 mittels hier nicht dargestellter, stiftartiger Kerne gehalten, die an den rückseitigen Stielenden12 angreifen. Für die Übergabe der gespritzten Teilkörper5 zu der Umspritzstation6 schwenkt die Indexplatte10 um 180° und transportiert dabei die Teilkörper5 mit ihren vorderen Stielenden13 in die Umspritzstation6 . Dort befinden sich Teilkavitäten aufweisende Kassetten14 , die mit Borstenbündeln entsprechend dem vorgesehenen Borstenfeld bestückt sind. Bei der Umspritzstation6 erfolgt dann ein Umspritzen des vorderen Stielendes13 der Teilkörper5 , wobei die Bürstenköpfe20 gebildet werden. Gleichzeitig werden dabei die in den Kassetten14 gehaltenen Borstenbündel mit Spritzmaterial an ihren Befestigungsenden umspritzt. - Nach dem Umspritzvorgang in der Umspritzstation
6 wird das Spritzwerkzeug16 , das sich über alle drei Spritzstationen4 ,6 ,7 erstreckt, geöffnet und die Verbindung der hinteren Stielenden12 zu der Indexplatte10 gelöst. Anschließend wird die Indexplatte wieder um 180° gedreht und parallel dazu wird die in der ersten Umspritzstation6 befindliche Kassette14 zu der zweiten Umspritzstation7 transportiert, wo die Umspritzung21 am Bürstengriff vorgenommen wird, während der Spritzling am Bürstenkopf20 in der Kassette14 gehalten ist. Dies erfolgt mit der Umsetzeinrichtung9 , die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein umlaufendes Transportmittel15 aufweist, mit dem die Kassetten14 verbindbar sind und gemäß dem Pfeil PF1 umgefördert werden können. - Mit der Drehung der Indexplatte
10 werden neue Teilkörper5 in die Umspritzstation6 gebracht und die leere Seite der Indexplatte10 wird in die erste Spritzstation zurückgeschwenkt. Mit dem Transportieren der Kassette14 aus dem Bereich der ersten Umspritzstation6 zu der zweiten Umspritzstation7 wird von einer Bestückungsstation17 eine mit Borstenbündeln bestückte Kassette14 zu der ersten Umspritzstation6 gebracht. - Die in der zweiten Umspritzstation
7 fertig gespritzten Bürsten2 werden von dieser Umspritzstation7 zu einer außerhalb des Formwerkzeugs liegenden Entnahmestation18 transportiert, wo die fertigen Bürsten2 entnommen bzw. ausgeworfen werden. Auch die um 180° gegenüberliegende Bestückungsstation17 ist außerhalb des Spritzwerkzeugs16 angeordnet. - Die Kassetten
14 können extern mit Borstenbündeln bestückt und bei der Bestückungsstation17 mit dem Transportmittel15 der Umsetzeinrichtung9 verbunden werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Kassetten14 auf Vorrat mit Borstenbündeln zu bestücken, so dass dieser Vorgang von dem Spritz- und Transportzyklus der Spritzgießmaschine abgekoppelt ist. - Bei der ersten Spritzstation zum Herstellen der Teilkörper
5 wird ein Spritzmaterial verwendet, das üblicherweise aus Polypropylen besteht und eine entsprechende Festigkeit aufweist. Das bei der ersten Umspritzstation verwendete Spritzmaterial dient zum Herstellen einer vergleichsweise weichen, gummielastischen Anspritzung, so dass sich insgesamt ein elastischer Bürstenkopf20 ergibt. Auch die Spritzkomponente, die in der zweiten Umspritzstation7 verwendet wird, dient zum Herstellen von gummielastischen Umspritzungen im Verlauf des Bürstengriffs.
Claims (15)
- Verfahren zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, wobei Bürstenkörper aus mehreren unterschiedlichen Spritzkomponenten hergestellt und Borstenbündel bei einem Spritzvorgang umspritzt und mit dem Bürstenkörper verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Spritzvorgang ein Teilkörper (
5 ) gespritzt wird, an den in einem zweiten Spritzvorgang ein weiterer Teilkörper (5 ) angespritzt und dort zugeführte Borstenbündel in die angespritzte Spritzkomponente eingebettet werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Spritzvorgang eine relativ zu der oder den anderen Spritzkomponenten harte Spritzkomponente zur Bildung des ersten Teilkörpers (
5 ) gespritzt wird und dass dann an diesen, dem zweiten Spritzvorgang zugeführten Teilkörper (5 ) eine relativ zu der ersten Spritzkomponente weiche Spritzkomponente angespritzt und die dort zugeführten Borstenbündel in die angespritzte zweite Spritzkomponente eingebettet werden. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkörper (
5 ) an einem Ende gehalten und mittels einer Wendebewegung dem zweiten Spritzvorgang zugeführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (
2 ) nach dem zweiten Spritzvorgang zumindest einem weiteren Spritzvorgang und/oder einer Entnahmestation (18 ) zugeführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürsten (
2 ) bei dem zweiten Spritzvorgang in wenigstens einer Kassette (14 ) oder einer Formindexplatte gehalten und zusammen mit dieser dem weiteren Spritzvorgang oder der Entnahmestation (18 ) zugeführt werden. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kassetten (
14 ) oder Formindexplatten umlaufend von einer zweiten Spritzstation zu wenigstens einer dritten Spritzstation und von dieser zu einer Entnahmestation (18 ) transportiert werden. - Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kassetten (
14 ) und die Bürsten bei der Entnahmestation außerhalb der Form entnommen und dort oder bei einer Zuführstation mit Borstenbündeln bestückte Kassetten zugeführt werden. - Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, deren Bürstenkörper aus mehreren unterschiedlichen Spritzkomponenten besteht und deren Borstenbündel durch Umspritzen mit dem Bürstenkörper verbunden sind, mit einer mehrere Spritzstationen aufweisenden Spritzgießmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Spritzwerkzeug (
16 ) mit einer ersten Spritzstation (4 ) für einen Teilkörper (5 ) aufweist, dass zwischen der ersten Spritzstation (4 ) und einer nachfolgenden Umspritzstation (6 ) eine Übergabeeinrichtung (8 ) angeordnet ist, dass bei der Umspritzstation (6 ) eine Zuführung für Borstenbündel vorgesehen ist und dass die Umspritzstation (6 ) zum Anspritzen eines Borstenträgerteils an den Teilkörper (5 ) sowie zum Umspritzen und Einbetten der zugeführten Borstenbündel in das Borstenträgerteil ausgebildet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Spritzstation (
8 ) und der nachfolgenden Umspritzstation (6 ) als Übergabeeinrichtung (8 ) eine Wendevorrichtung mit einem durch eine Indexplatte (10 ) gebildeten Wendeteil zum Halten der Teilkörper (5 ) an einem Ende vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spritzstation (
8 ) zum Spritzen von Teilkörpern (5 ) aus einer relativ zu der oder den anderen Spritzkomponenten harten Spritzkomponente und die Umspritzstation zum Spritzen von Borstenträgerteilen aus einer relativ zu der ersten Spritzkomponente weichen Spritzkomponente ausgebildet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Umspritzstation (
6 ) eine Umsetzeinrichtung (9 ) mit Kassetten (14 ) zum Halten von Borstenbündeln und Bürsten (2 ) und zum Umsetzen von der Umspritzstation (6 ) zu zumindest einer weiteren Umspritzstation (7 ) und/oder zu einer außerhalb des Spritzwerkzeugs (16 ) befindlichen Entnahmestation (18 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmestation (
18 ) zum Entnehmen von Bürsten (2 ) und Kassetten (14 ) ausgebildet ist und dass eine Zuführstation (17 ) zum Zuführen von mit Borstenbündeln bestückten Kassetten (14 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzeinrichtung (
9 ) ein umlaufendes Transportmittel (15 ) aufweist, mit dem die Kassetten (14 ) verbindbar sind. - Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzeinrichtung (
9 ) eine Wendevorrichtung mit einem um vorzugsweise jeweils 180° oder 120° drehbaren Wendeteil aufweist, in das Formindexplatten einsetzbar sind oder die selbst Formindexplatten bilden. - Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzeinrichtung (
9 ) ein paternosterartiges Transportsystem mit wenigstens zwei etwa parallelen Positioniervorrichtungen aufweist, die jeweils eine Linearachse mit sowohl bei geöffnetem als auch bei geschlossenem Spritzgießwerkzeug verfahrbaren an- und abkoppelbare Schlitten aufweist.
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