DE102010015118A1

DE102010015118A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten

Info

Publication number: DE102010015118A1
Application number: DE102010015118A
Authority: DE
Inventors: Dr. Stein Bernd; Bernhard Rees; Ingo Kumpf; Florian Kiefer
Original assignee: Zahoransky AG
Current assignee: Zahoransky AG
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-10-20
Also published as: KR20130079999A; KR101752024B1; CN102892329B; JP2013524881A; EP2557961A1; JP5818875B2; TW201200069A; TWI516225B; EP2557961B1; CN102892329A; WO2011128020A1; US20130038115A1; US9192227B2

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, mit einem Borstenvorrat (2) und einer Vorrichtung (3) zum Entnehmen einzelner Borstenbündel (4) aus dem Borstenvorrat (2) sowie einer Transport-Vorrichtung zum Transportieren der Borstenbündel (4) durch zumindest eine Hohlleitung (8) mittels eines Gas- oder Luftstromes in Lochungen einer Bündelhalteplatte, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) zum Entnehmen der Borstenbündel (4) aus dem Borstenvorrat (2) zumindest eine Bündelaufnahme (6) hat, und dass die Bündelaufnahme(n) (6) der Entnahme-Vorrichtung (3), die Innenkontur (10) der Hohlleitung(en) (8) und die Lochungen der Bündelhalteplatte jeweils entsprechend der im Borstenfeld gewünschten Bündel-Kontur konturiert sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, mit einem Borstenvorrat und einer Vorrichtung zum Entnehmen einzelner Borstenbündel aus dem Borstenvorrat sowie einer Transportvorrichtung zum Transportieren der Borstenbündel durch zumindest eine Hohlleitung mittels eines Gas- oder Luftstromes in Lochungen einer Bündelhalteplatte.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 405 204 B1 bekannt. Dabei werden über Schläuche mehrere Filamentbündel in eine Trägerplatte transportiert. Die Filamentbündel werden anschließend mit einer thermoplastischen Trägerplatte verschmolzen und/oder zur Bildung eines Bürstenkopfes mit Kunststoffmaterial umspritzt. Die einzelnen Borstenbündel haben dabei jeweils einen runden Querschnitt. Insbesondere bei Zahnbürsten sind heutzutage jedoch komplexere Borstenfelder gewünscht, bei denen zumindest einzelne Borstenbündel einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise rechteckig oder dreieckig.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf einfach Weise die Bildung von Borstenfeldern mit beliebig konturierten Borstenbündeln möglich ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Vorrichtung zum Entnehmen der Borstenbündel aus dem Borstenvorrat zumindest eine Bündelaufnahme hat, und dass die Bündelaufnahme(n) der Vorrichtung, die Innenkontur der Hohlleitung(en) und die Lochungen der Bündelhalteplatte jeweils entsprechend der im Borstenfeld gewünschten Bündel-Kontur konturiert sind.
Somit wird bereits beim Entnehmen eines Borstenbündels aus dem Borstenvorrat durch die Konturierung der Bündelaufnahme, die insbesondere eine Abteilkerbe eines Kreisbogen-Abteilers sein kann, das Borstenbündel in die gewünschte Form gebracht, die es während dem gesamten Transport bis zur Bündelhalteplatte beibehält. Die Formgebung des Bündels erfolgt direkt beim Entnehmen der entsprechenden Borstenmenge aus dem Borstenvorrat allein durch das Einbringen der Borstenfilamente in die Bündelaufnahme. Aufwändige Umformungen des Borstenbündels durch Übergeben des Borstenbündels von einer Halteplatte in eine weitere Halteplatte mit entsprechend konturierten Aufnahmeöffnungen mit Hilfe von konstruktiv aufwändigen Umsetzeinrichtungen sind nicht erforderlich.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, für die eigenständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, dass die Vorrichtung zum Entnehmen der Borstenbündel aus dem Borstenvorrat zumindest eine Bündelaufnahme hat, dass die Innenkontur der Hohlleitung(en) im Verlauf bis zum Abgabeende der Hohlleitung eine Konturänderung hin zu einer im Borstenfeld gewünschten Bündel-Kontur erfährt, und dass die Lochungen der Bündelhalteplatte zur Aufnahme eines in einer Hohlleitung umgeformten Borstenbündels jeweils entsprechend der gewünschten Bündel-Kontur konturiert sind. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Konturierung des Borstenbündels während dem Transport in der Hohlleitung. Somit sind ebenfalls keine zusätzlichen Vorrichtungen zur Umformung und kein zusätzlicher Platzbedarf erforderlich.
In beiden Ausführungsformen ist ein einfacher, kostengünstiger und platzsparender Aufbau der Vorrichtung möglich.
Die Borstenbündel werden nach dem Zusammenstellen zu einem Borstenfeld zur Bildung eines Bürstenkopfes mit Kunststoffmaterial umspritzt. Um dabei zu verhindern, dass durch den hohen Spritzdruck Spritzmaterial durch die Filamente der Borstenbündel hindurch tritt und an der Bürstenoberfläche sichtbar wird, was unschön aussieht oder die Bürste unbrauchbar machen kann, ist es zweckmäßig, wenn der Bündelhalteplatte eine Verdichterplatte nachgeordnet ist, die Lochungen zur Aufnahme von Borstenbündeln aufweist, deren Querschnitte jeweils kleiner sind als der Querschnitt des an die jeweilige Lochung zugeführten Borstenbündels, und dass eine Vorrichtung zum Weitergeben der Borstenbündel von der Bündelhalteplatte an die Verdichterplatte vorgesehen ist.
Beim Überführen der Borstenbündel in die Verdichterplatte werden die Borstenbündel in sich verdichtet, das heißt das gesamte Borstenbündel wird hinsichtlich seines Außenumfangs etwas verkleinert und so der Abstand der einzelnen Borstenfilamente eines Borstenbündels zueinander verringert. Dadurch kann beim anschließenden Umspritzen der Borstenbündel mit Kunststoffmaterial zur Bildung eines Bürstenkopfes oder des gesamten Bürstenkörpers mit hohem Spritzdruck gearbeitet werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass Spritzmaterial durch die Borstenbündel hindurch nach Außen gedrückt und die Bürste damit unbrauchbar wird.
Um die Borstenbündel der Bündelhalteplatte zuzuführen, kann die Transport-Vorrichtung eine Hohlleitung für ein Borstenbündel aufweisen. Dessen abgabeseitiges Ende und die Bündelhalteplatte können relativ zueinander positionierbar sein, um nacheinander alle Lochungen der Bündelhalteplatte mit Borstenbündeln zu füllen.
Um ein schnelleres Befüllen aller Lochungen der Bündelhalteplatte mit Borstenbündeln zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn die Transport-Vorrichtung eine der Anzahl der Lochungen der Bündelhalteplatte angepasste Anzahl von Hohlleitungen aufweist. Somit können alle Lochungen zeitgleich befüllt werden.
Ein konstruktiv einfacher und kostengünstiger Aufbau ergibt sich, wenn die Hohlleitungen Schläuche aus flexiblem Material sind. Insbesondere können Schläuche aus Kunststoff verwendet werden.
Die Hohlleitungen können aber auch Rohrverbindungen aus Stahl, Edelstahl oder sonstigem Metall sein. Kunststoffschläuche erfordern eine gewisse Materialstärke, um dem Druck beim Bündeltransport mittels Gas- oder Luftstrom standhalten zu können. Bei Hohlleitungen aus Metall kann deren Materialstärke und somit ihr Außendurchmesser geringer dimensioniert sein, so dass diese Endseitig näher aneinander angeordnet werden können und die Lochungen der Bündelhalteplatte ebenfalls enger gesetzt sein können. Dadurch kann die Bündelhalteplatte insgesamt geringere Abmessungen aufweisen, was den Platzbedarf der Vorrichtung reduziert und es sind Borstenfelder mit enger zueinander angeordneten Borstenbündeln möglich.
Die Bündelhalteplatte kann ein Bürsten-Teilkörper, ein Spritzform-Einsatz oder eine an eine Weiterbearbeitungseinrichtung übergebbare Zwischenplatte sein.
Als Bürsten-Teilkörper dient die Bündelhalteplatte zur Aufnahme der Borstenbündel und wird beim Umspritzen der Bündel-Enden selbst Teil der fertigen Bürste.
Als Spritzform-Einsatz wird die Bündelhalteplatte mit den darin gehaltenen Borstenbündeln in eine Spritzform eingesetzt und nach dem Umspritzen der Bündel-Enden wird die Bündelhalteplatte von den Borstenbündeln und der dann fertigen Bürste entfernt.
Ist die Bündelhalteplatte als Zwischenplatte ausgebildet, kann diese an eine Weiterbearbeitungseinrichtung übergeben werden und dort an einen Bürsten-Teilkörper, einen Spritzform-Einsatz oder zunächst, wie vorbeschrieben, an eine Verdichterplatte übergeben werden.
Durch die Verwendung von Schläuchen, aber auch von Rohrverbindungen aus Metall als Hohlleitungen zum Transport der Borstenbündel ergeben sich geometrische Schwierigkeiten beim Erzeugen dichter Borstenfelder, da die Hohlleitungen abgabeseitig befestigt werden müssen und hierzu Platz benötigt wird. Der geringst mögliche Lochabstand ist dabei zudem durch die Materialstärke der Hohlleitungen begrenzt.
Um Bürsten mit Borstenfeldern herzustellen, deren Borstenbündel sehr dicht aneinander angeordnet sind, ist es daher vorteilhaft, wenn die mehreren Hohlleitungen der Transport-Vorrichtung jeweils in einen Führungskanal eines Führungselements münden, wobei die Führungskanäle jeweils als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind und die abführseitigen Abstände der Führungskanäle zueinander geringer sind als die zuführseitigen Abstände.
Zuführseitig können die Abstände der Führungskanäle zueinander größer sein, um einen sicheren Anschluss der Hohlleitungen zu ermöglichen. Im Verlauf können sich die Führungskanäle einander annähern und abführseitig sehr nah aneinander angeordnet sein. Da abführseitig keine Anschlussstellen benötigt werden, ist der Abstand der Führungskanäle lediglich durch die Herstellungstechnik für das Führungselement limitiert.
Das Führungselement kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Führungselement aus zwei Teil-Blöcken bestehen, wobei ein erster Teil-Block geradlinige, aber trichterförmig aufeinander zulaufende Führungskanäle zur Reduzierung des Loch-Abstandes und ein sich daran anschließender zweiter Teil-Block parallel zueinander verlaufende Führungskanäle aufweist.
Wenn die Borstenbündel bereits konturiert in das Führungselement gelangen, so sind auch dessen Führungskanäle konturiert ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Führungskanäle zum Umformen der in ihnen transportierten Borstenbündel ausgebildet sind und deren Innenkontur im Verlauf vom zuführseitigen bis zum abführseitigen Ende eine Konturänderung hin zu einer im Borstenfeld gewünschten Bündel-Kontur erfährt.
Nachstehend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt, zum Teil schematisiert:
1 bis 8 jeweils eine Vorrichtung mit einem Borstenvorrat und einer Kreisscheibe zum Entnehmen einzelner Borstenbündel aus dem Borstenvorrat,
9 bis 13 Hohlleitungen mit unterschiedlichen Innenkonturen,
14 bis 17 Hohlleitungen mit sich vom Einführende zum Abgabeende verändernder Innenkontur, und
18 ein Führungselement mit Führungskanälen.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, weist gemäß 1 bis 8 einen Borstenvorrat 2 und eine Vorrichtung 3 zum Entnehmen einzelner Borstenbündel 4 aus dem Borstenvorrat 2 auf. Die Entnahme-Vorrichtung 3 weist dabei eine Kreisscheibe 5 mit drei Bündelaufnahmen 6 als Bündel-Abteiler auf. Die Kreisscheibe 5 ist jeweils zwischen einer Bündel-Aufnahmeposition (1, 3, 5, 7) und einer Bündel-Abgabeposition (2, 4, 6, 8) verschwenkbar (Pfeil Pf).
Die Bündelaufnahmen 6 sind jeweils entsprechend der gewünschten Bündel-Kontur der fertigen Bürste konturiert. Bei der Vorrichtung 1 gemäß 1 und 2 weisen die einzelnen Bündelaufnahmen 6 unterschiedliche Konturen auf (rechteckig, kreisförmig, dreieckig), während die Kreisscheiben 5 der Entnahme-Vorrichtungen 3 gemäß 3 und 4 (dreieckig), 5 und 6 (kreisförmig) beziehungsweise 7 und 8 (rechteckig) jeweils gleichartig konturierte Bündelaufnahmen 6 aufweisen.
Nach dem Entnehmen der Borstenbündel 4 aus dem Borstenvorrat 2 wird die Kreisscheibe 5 um 180° verschwenkt, wobei die Bündelaufnahmen 6 an einem feststehenden Gegenstück 7 vorbeilaufen, wodurch ein Herausfallen der Borstenbündel 4 aus den Bündelaufnahmen 6 vermieden ist. In einer Übergabeposition der Kreisscheibe 5 (2, 4, 6, 8) werden die Borstenbündel 4 mit einer nicht dargestellten Übergabeeinrichtung in Hohlleitungen 8 einer nicht weiter dargestellten Transport-Vorrichtung übergeben. Dazu wird ein bewegliches Gegenstück 9 in eine von der Kreisscheibe 5 beabstandete Position gebracht, um die Bündelaufnahmen 6 freizugeben. In den 2, 4, 6 und 8 ist gut zu erkennen, dass die Hohlleitungen 8 jeweils eine an die Kontur des jeweiligen Borstenbündels 4 angepasste Innenkontur aufweisen. Dadurch werden die Borstenbündel 4 unter Beibehaltung ihrer Konturierung durch die Hohlleitungen 8 transportiert und können abgabeseitig aus den Hohlleitungen 8 in entsprechend konturierte Lochungen einer nicht dargestellten Bündelhalteplatte übergeben werden.
In den 9 bis 13 sind vergrößerte Querschnitte von Hohlleitungen 8 dargestellt, aus denen die Anpassung ihrer Innenkontur 10 an die Kontur des Borstenbündels 4 deutlicher hervorgeht. Während die Hohlleitungen 8 gemäß 9 bis 11 einen runden Außenquerschnitt aufweisen, ist gemäß 12 und 13 auch die Außenkontur der Hohlleitung 8 an die Innenkontur angepasst. Dadurch kann der Materialaufwand für die Hohlleitung 8 reduziert werden.
Die 14 bis 17 zeigen jeweils in Teil-Schnittdarstellung eine Hohlleitung 8, bei der die Innenkontur 10 der Hohlleitung 8 im Verlauf vom der Entnahme-Vorrichtung zugewandten Einführende 11 bis zum Abgabeende 12 der Hohlleitung 8 eine Konturänderung hin zu einer im Borstenfeld gewünschten Bündel-Kontur erfährt. Die Borstenbündel 4 werden dabei jeweils mit etwa kreisförmig konturierten Bündelaufnahmen 6 entsprechend 5 und 6 aus dem Borstenvorrat 2 entnommen und an die Hohlleitungen 8 übergeben, wo sie während dem Transport entsprechend der sich ändernden Innenkontur 10 umgeformt werden.
Bei den Hohlleitungen 8 gemäß 15 und 17 ändert sich auch die Außenkontur vom Einführende 11 hin zum Abgabeende 12, wodurch der Materialbedarf für die Hohlleitung 8 reduziert ist.
Wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 8, werden die konturierten Borstenbündel 4 der Ausführungsbeispiele gemäß 14 bis 17 aus den Hohlleitungen 8 in entsprechend konturierte Lochungen einer nicht dargestellten Bündelhalteplatte eingebracht.
Wie insbesondere aus den Darstellungen gemäß 14 bis 17 ersichtlich ist, weisen die Hohlleitungen 8 eine gewisse Materialstärke auf, wodurch die Dichte der Lochungen einer sich anschließenden Bündelhalteplatte begrenzt ist.
Um die Bündeldichte einer Bürste zu erhöhen und die Lochungen der Bündelhalteplatte dichter aneinander anordnen zu können, können, wie in 18 dargestellt, die mehreren Hohlleitungen 8 der Transport-Vorrichtung jeweils in einen Führungskanal 13 eines Führungselements 14 münden, wobei die Führungskanäle 13 jeweils als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind und die abführseitigen Abstände der Führungskanäle 13 zueinander geringer sind als die zuführseitigen Abstände.
Zuführseitig sind die Abstände der Führungskanäle 13 zueinander größer, um einen sicheren Anschluss der Hohlleitungen 8 zu ermöglichen. Im Ausführungsbeispiel sind die Hohlleitungen 8 in Aufnahmen mit verbreitertem Querschnitt des Führungselementes 14 eingebracht. Im Verlauf nähern sich die Führungskanäle 13 einander an und sind abführseitig sehr nah aneinander angeordnet. Da abführseitig keine Anschlussstellen benötigt werden, ist der Abstand der Führungskanäle 13 lediglich durch die Herstellungstechnik für das Führungselement 14 limitiert. Das Führungselement 14 gemäß 18 ist mehrteilig ausgebildet mit einem ersten Teil-Block 15 mit geradlinigen, aber trichterförmig aufeinander zulaufenden Führungskanälen 13 zur Reduzierung des Loch-Abstandes und einem sich daran anschließenden zweiten Teil-Block 16 mit parallel zueinander verlaufenden Führungskanälen 13.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0405204 B1 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, mit einem Borstenvorrat (2) und einer Vorrichtung (3) zum Entnehmen einzelner Borstenbündel (4) aus dem Borstenvorrat (2) sowie einer Transport-Vorrichtung zum Transportieren der Borstenbündel (4) durch zumindest eine Hohlleitung (8) mittels eines Gas- oder Luftstromes in Lochungen einer Bündelhalteplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) zum Entnehmen der Borstenbündel (4) aus dem Borstenvorrat (2) zumindest eine Bündelaufnahme (6) hat, und dass die Bündelaufnahme(n) (6) der Entnahme-Vorrichtung (3), die Innenkontur (10) der Hohlleitung(en) (8) und die Lochungen der Bündelhalteplatte jeweils entsprechend der im Borstenfeld gewünschten Bündel-Kontur konturiert sind.
Vorrichtung zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, mit einem Borstenvorrat (2) und einer Vorrichtung (3) zum Entnehmen einzelner Borstenbündel (4) aus dem Borstenvorrat (2) sowie einer Transport-Vorrichtung zum Transportieren der Borstenbündel (4) durch zumindest eine Hohlleitung (8) mittels eines Gas- oder Luftstromes in Lochungen einer Bündelhalteplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) zum Entnehmen der Borstenbündel (4) aus dem Borstenvorrat (2) zumindest eine Bündelaufnahme (6) hat, dass die Innenkontur (10) der Hohlleitung(en) (8) im Verlauf bis zum Abgabeende (12) der Hohlleitung (8) eine Konturänderung hin zu einer im Borstenfeld gewünschten Bündel-Kontur erfährt, und dass die Lochungen der Bündelhalteplatte zur Aufnahme eines in einer Hohlleitung (8) umgeformten Borstenbündels (4) jeweils entsprechend der gewünschten Bündel-Kontur konturiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bündelhalteplatte eine Verdichterplatte nachgeordnet ist, die Lochungen zur Aufnahme von Borstenbündeln (4) aufweist, deren Querschnitte jeweils kleiner sind als der Querschnitt des an die jeweilige Lochung zugeführten Borstenbündels (4), und dass eine Vorrichtung zum Weitergeben der Borstenbündel (4) von der Bündelhalteplatte an die Verdichterplatte vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transport-Vorrichtung eine der Anzahl der Lochungen der Bündelhalteplatte angepasste Anzahl von Hohlleitungen (8) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleitungen (8) Schläuche aus flexiblem Material sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlleitungen (8) Rohrverbindungen aus Stahl, Edelstahl oder sonstigem Metall sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bündelhalteplatte ein Bürsten-Teilkörper, ein Spritzform-Einsatz oder eine an eine Weiterbearbeitungseinrichtung übergebbare Zwischenplatte ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Hohlleitungen (8) der Transport-Vorrichtung jeweils in einen Führungskanal (13) eines Führungselements (14) münden, wobei die Führungskanäle (13) jeweils als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind und die abführseitigen Abstände der Führungskanäle (13) zueinander geringer sind als die zuführseitigen Abstände.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskanäle (13) zum Umformen der in ihnen transportierten Borstenbündel (4) ausgebildet sind und deren Innenkontur im Verlauf vom zuführseitigen bis zum abführseitigen Ende eine Konturänderung hin zu einer im Borstenfeld gewünschten Bündel-Kontur erfährt.