DE102005029365B4

DE102005029365B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten

Info

Publication number: DE102005029365B4
Application number: DE102005029365.4A
Authority: DE
Inventors: Winfried Ebner
Original assignee: Zahoransky GmbH Formen und Werkzeugbau
Current assignee: Zahoransky GmbH Formen und Werkzeugbau
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2005-06-24
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2025-06-25
Also published as: DE102005029365A1

Abstract

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, wobei in einem ersten Spritzvorgang ein Teilkörper (5) gespritzt wird, an den in einem zweiten Spritzvorgang ein weiterer Teilkörper (5) angespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkörper (5) an einem Ende gehalten und mittels einer Wendebewegung dem zweiten Spritzvorgang zugeführt wird und dass in dem zweiten Spritzvorgang 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, wobei in einem ersten Spritzvorgang ein Teilkörper gespritzt wird, an den in einem zweiten Spritzvorgang ein weiterer Teilkörper angespritzt wird.
Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7, wobei der 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 B1 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 der Teilkörper an einem Ende gehalten und mittels einer Wendebewegung dem zweiten Spritzvorgang zugeführt wird und dass in dem zweiten Spritzvorgang 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 zwischen der ersten Spritzstation und einer nachfolgenden Unspritzstation eine Übergabeeinrichtung angeordnet ist, die eine Wendevorrichtung mit einem durch eine Indexplatte gebildeten Wendeteil zum Halten der Teilkörper an einem Ende aufweist, 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 Bürsten 2, die aus mehreren Spritzkomponenten bestehen und eingespritzte Borstenbündel aufweisen. Die zu der Vorrichtung 1 gehörende Spritzgießmaschine 3 mit einem Spritzgießwerkzeug 16 hat im Ausführungsbeispiel drei hintereinander angeordnete Spritzstationen. Die erste Spritzstation 4 dient zum Herstellen von Teilkörpern 5, also beispielsweise Spritzlingen, die einen Bürstengriff bilden.
An die erste Spritzstation 4 schließt sich eine Umspritzstation 6 an, bei der eine Anspritzung an den Teilkörper 5 vorgenommen wird. Diese bildet im Ausführungsbeispiel einen Bürstenkopf 20, in den gleichzeitig auch zugeführte Borstenbündel mit eingespritzt werden.
Schließlich ist im Ausführungsbeispiel noch eine weitere Umspritzstation 7 vorgesehen, wo eine zweite Umspritzung 21 am Teilkörper 4 im Bereich des Bürstengriffs 19 vorgenommen wird und damit die Bürste komplettiert wird.
Zum Umsetzen der Spritzlinge zwischen den einzelnen Spritzstationen 4, 6, 7 sind im Ausführungsbeispiel eine als Wendeeinrichtung mit einer Indexplatte 10 ausgebildete Übergabeeinrichtung 8 sowie eine Umsetzeinrichtung 9 vorgesehen. Die Übergabeeinrichtung 8 befindet sich zwischen der ersten Spritzstation 4 und der Umspritzstation 6. Die Umsetzeinrichtung 9 befindet sich zwischen der Umspritzstation und der zweiten Umspritzstation 7.
Sind in der ersten Spritzstation 4 die Teilkörper 5 gespritzt, so werden sie mit der Übergabeeinrichtung 8 zu der ersten Umspritzstation 6 transportiert. Die Teilkörper 5 werden dabei an der um eine Achse 11 drehbar gelagerten Indexplatte 10 mittels hier nicht dargestellter, stiftartiger Kerne gehalten, die an den rückseitigen Stielenden 12 angreifen. Für die Übergabe der gespritzten Teilkörper 5 zu der Umspritzstation 6 schwenkt die Indexplatte 10 um 180° und transportiert dabei die Teilkörper 5 mit ihren vorderen Stielenden 13 in die Umspritzstation 6. Dort befinden sich Teilkavitäten aufweisende Kassetten 14, die mit Borstenbündeln entsprechend dem vorgesehenen Borstenfeld bestückt sind. Bei der Umspritzstation 6 erfolgt dann ein Umspritzen des vorderen Stielendes 13 der Teilkörper 5, wobei die Bürstenköpfe 20 gebildet werden. Gleichzeitig werden dabei die in den Kassetten 14 gehaltenen Borstenbündel mit Spritzmaterial an ihren Befestigungsenden umspritzt.
Nach dem Umspritzvorgang in der Umspritzstation 6 wird das Spritzwerkzeug 16, das sich über alle drei Spritzstationen 4, 6, 7 erstreckt, geöffnet und die Verbindung der hinteren Stielenden 12 zu der Indexplatte 10 gelöst. Anschließend wird die Indexplatte wieder um 180° gedreht und parallel dazu wird die in der ersten Umspritzstation 6 befindliche Kassette 14 zu der zweiten Umspritzstation 7 transportiert, wo die Umspritzung 21 am Bürstengriff vorgenommen wird, während der Spritzling am Bürstenkopf 20 in der Kassette 14 gehalten ist. Dies erfolgt mit der Umsetzeinrichtung 9, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein umlaufendes Transportmittel 15 aufweist, mit dem die Kassetten 14 verbindbar sind und gemäß dem Pfeil PF 1 umgefördert werden können.
Mit der Drehung der Indexplatte 10 werden neue Teilkörper 5 in die Umspritzstation 6 gebracht und die leere Seite der Indexplatte 10 wird in die erste Spritzstation zurückgeschwenkt. Mit dem Transportieren der Kassette 14 aus dem Bereich der ersten Umspritzstation 6 zu der zweiten Umspritzstation 7 wird von einer Bestückungsstation 17 eine mit Borstenbündeln bestückte Kassette 14 zu der ersten Umspritzstation 6 gebracht.
Die in der zweiten Umspritzstation 7 fertig gespritzten Bürsten 2 werden von dieser Umspritzstation 7 zu einer außerhalb des Formwerkzeugs liegenden Entnahmestation 18 transportiert, wo die fertigen Bürsten 2 entnommen bzw. ausgeworfen werden. Auch die um 180° gegenüberliegende Bestückungsstation 17 ist außerhalb des Spritzwerkzeugs 16 angeordnet.
Die Kassetten 14 können extern mit Borstenbündeln bestückt und bei der Bestückungsstation 17 mit dem Transportmittel 15 der Umsetzeinrichtung 9 verbunden werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Kassetten 14 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 Bürstenkopf 20 ergibt. Auch die Spritzkomponente, die in der zweiten Umspritzstation 7 verwendet wird, dient zum Herstellen von gummielastischen Umspritzungen im Verlauf des Bürstengriffs.

Claims

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, wobei in einem ersten Spritzvorgang ein Teilkörper (5) gespritzt wird, an den in einem zweiten Spritzvorgang ein weiterer Teilkörper (5) angespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkörper (5) an einem Ende gehalten und mittels einer Wendebewegung dem zweiten Spritzvorgang zugeführt wird und dass in dem zweiten Spritzvorgang 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 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 3, 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 4, 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 4 oder 5, 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, wobei sie ein Spritzwerkzeug mit einer ersten Spritzstation für einen Teilkörper aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Spritzstation (4) und einer nachfolgenden Umspritzstation (6) eine Übergabeeinrichtung (8) angeordnet ist, die eine Wendevorrichtung mit einem durch eine Indexplatte (10) gebildeten Wendeteil zum Halten der Teilkörper (5) an einem Ende aufweist, 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 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spritzstation (4) 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 Anspruch 7 oder 8, 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 9, 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 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzeinrichtung (9) ein umlaufendes Transportmittel (15) aufweist, mit dem die Kassetten (14) verbindbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, 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 9 oder 10, 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.