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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Streifenbürste. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Streifenbürste mit einem streifenförmigen Halteelement, an dem ein Borstenbesatz gehalten ist.
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Streifenbürsten werden beispielsweise als Abstreifbürsten bei Druckern oder Kopiergeräten oder auch als Reinigungsbürsten für Bildschirme eingesetzt. Zur Herstellung einer Streifenbürste wird eine Vielzahl von einzelnen Filament- oder Borstenabschnitten nebeneinander gelegt und ausgerichtet und dann an einem axialen Ende mit einem streifenförmigen Halteelement verbunden. Bei den streifenförmigen Halteelement kann es sich um eine U-förmige Metallschiene handeln, in der die Filamentenden eingeklemmt werden, es ist jedoch auch bekannt, die Enden der Filamente dadurch zu fixieren, dass zur Ausbildung des streifenförmigen Halteelementes ein Kunststoff aufgespritzt wird.
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Ein wesentliches Problem der Herstellung einer Streifenbürste besteht in der Handhabung und gegenseitigen Ausrichtung der Filamentabschnitte. Diese müssen aus einem großen Bündel von Filamentabschnitten ergriffen und separiert werden und dann möglichst exakt nebeneinander ausgerichtet werden. Dabei kommt es jedoch häufig zu Filamentverlusten, schräg ausgerichteten Filamenten oder in Axialrichtung verschobenen Filamenten, d. h. Filamenten, die um ein unterschiedliches Maß von dem Halteelement vorstehen. Dies muss durch einen zusätzlichen Arbeitsschritt ausgeglichen werden, indem die Streifenbürste abschließend beschnitten oder getrimmt wird.
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Durch die an der Oberfläche der Filamente herrschenden Adhäsionskräfte kommt es insbesondere bei sehr kleinen Durchmessern von < 0,1 mm zu einer großen gegenseitigen Anhaftung benachbarter einzelner Filamentabschnitte, wodurch sowohl die Entnahme als auch die Ausrichtung der Filamentabschnitte erschwert ist. Es hat sich gezeigt, dass sich bei der Verarbeitung dünner Filamentabschnitte sowohl der Anteil an Filamentverlusten (Abfall) erhöht als auch die Arbeitsgeschwindigkeit bei der Herstellung einer Streifenbürste verringert ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Streifenbürste der genannten Art zu schaffen, bei der auch bei Verarbeitung von Filamenten geringen Durchmessers ein gleichmäßiger Borstenbesatz erreicht werden kann. Darüber hinaus soll ein Verfahren zur Herstellung einer Streifenbürste geschaffen werden, mit dem sich eine entsprechende Streifenbürste in einfacher Weise herstellen lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird ein aus mehreren Filamenten bestehender Filamentstrang in einer mäanderförmigen Konfiguration, die Umlenkbereiche und die Umlenkbereiche miteinander verbindende gradlinige Abschnitte aufweist, ausgerichtet und gehalten. Anschließend werden die Umlenkbereich der mäanderförmigen Konfiguration durch Ausbilden von zumindest zwei streifenförmigen Halteelementen fixiert und der Filamentstrang dann in seinen gradlinigen Abschnitten durchtrennt.
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Die Erfindung geht von der Grundüberlegung aus, zur Herstellung einer Streifenbürste nicht kurze Filamentabschnitte von relativ dünnen Filamenten zu verwenden, sondern die Filamente als Filamentstrang zu verarbeiten, da ein Filamentstrang sich wesentlich besser handhaben und ausrichten lässt.
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Mit dem anmeldungsgemäßen Begriff ”Filament” sollen sowohl Monofilamente, die aus einem einzelnen länglichen Faden bestehen, als auch Multifilamente umfasst sein, die aus mehreren miteinander verbundenen Fäden bestehen. Darüber hinaus kann es sich bei den Filamenten um gesponnene Garne in glatter oder texturierter Form handeln. Als Material für die Filamente kommen Kunststoff, insbesondere synthetische Polymere, Kohlefasern, Glasfasern, Viskosefasern, Baumwollfasern, andere Naturfasern oder Mischungen aus den genannten Materialien in Frage.
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Der Materialstrang wird in mäanderförmiger Konfiguration ausgerichtet. Eine entsprechende mäanderförmige Konfiguration besitzt Umlenkbereiche, in denen der Filamentstrang um 180° umgelenkt wird, sowie zwischen den Umlenkbereichen verlaufende gradlinige Abschnitte, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen und alle die gleiche Länge besitzen. Die bevorzugte mäanderförmige Konfiguration besitzt in zwei parallelen, beabstandeten Reihen angeordnete Umlenkbereiche, die anschließend durch Ausbilden von zumindest zwei streifenförmigen Halteelementen fixiert werden.
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Die Handhabung des Filamentstrangs ist relativ einfach, auch wenn der Strang aus sehr feinen, dünnen Filamenten besteht. Auch eine gegenseitige axiale Verschiebung der Filamente innerhalb des Filamentstrangs beeinträchtigt die Qualität der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Streifenbürste nicht.
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Die streifenförmigen Halteelemente können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Einerseits ist es möglich, dass das streifenförmige Halteelement von einem Gewirke oder Gestricke gebildet wird. Ein entsprechendes Gewirke oder Gestricke kann durch Vernähung oder durch einen Häkelprozess erreicht werden. Als Faden und insbesondere als Nähfaden kann dabei ein Schmelzklebefilament verwendet werden, das nach dem Nähen oder Häkeln ”aktiviert” wird, d. h. es wird Wärme aufgebracht, wodurch die Klebekraft des Filaments erhöht wird und die einzelnen dünnen Filamente des Filamentstrangs zuverlässig eingebunden und fixiert werden.
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Alternativ ist es möglich, das streifenförmige Halteelement dadurch auszubilden, dass zur Bildung des Halteelements ein Kunststoff aufgebracht und insbesondere aufgespritzt wird. Die Umlenkbereiche der mäanderförmigen Konfiguration werden in den Kunststoff eingebettet und durch diesen fixiert. Dabei können die Prozessparameter und die Materialien so gewählt werden, dass der aufgespritzte Kunststoff zur Bildung des Halteelementes mit dem Material des Filamentstrangs, insbesondere einem entsprechenden Kunststoff, verschweißt wird.
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Eine weitere Möglichkeit zur Ausbildung des streifenförmigen Halteelementes besteht darin, dieses als vorgefertigten Materialstreifen aufzubringen und dann mit dem Filamentstrang in dessen Umlenkbereichen zu verbinden, was beispielsweise durch ein Verschweißen oder ein Verkleben erfolgen kann.
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Durch die Möglichkeit der Nutzung unterschiedlicher Materialien und auch von Materialmischungen für den Filamentstrang können die funktionalen Eigenschaften der Streifenbürste und insbesondere deren Reinigungseigenschaften in einfacher Weise an den gewünschten Einsatzzweck angepasst werden.
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Die mäanderförmige Konfiguration des Filamentstrangs, die durch zwei seitliche, auf Abstand parallel zueinander ausgerichtete Halteelemente in ihrer Form fixiert ist, kann in den gradlinigen Abschnitten mit einer geeigneten Schneidvorrichtung vorzugsweise mittig durchtrennt werden, wodurch sich zwei gleichartige Streifenbürsten ergeben, die jeweils ein streifenförmiges Halteelement aufweisen, von dem aus Filamentabschnitte frei auskragend hervorstehen. Wenn die Herstellung von Streifenbürsten mit unterschiedlich langen auskragenden Filamenten gewünscht ist, kann dies in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass die mäanderförmige Konfiguration des Filamentstrangs in den gradlinigen Abschnitten nicht mittig, sondern mit gewünschter Außermittigkeit durchtrennt wird.
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Darüber hinaus ist es möglich, bei der Ausbildung des streifenförmigen Halteelements oder nachträglich in den Umlenkbereichen eine in Längsrichtung des Halteelementes verlaufende Wulst auszubilden. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Umlenkbereiche mit einem dickeren Filament verbunden werden, das als Keder dient. Auf diese Weise ist es möglich, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Streifenbürste anschließend in eine entsprechend geformte Nut einer Halteschiene einzusetzen und somit auswechselbar zu lagern.
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Aufgrund der Durchtrennung des Filamentstrangs in seinen gradlinigen Abschnitten nach der Fixierung der mäanderförmigen Konfiguration ist sichergestellt, dass die von den streifenförmigen Halteelementen auskragenden Filamente alle die gleiche Länge haben, so dass ein zusätzlicher Nachbearbeitungsschritt nicht notwendig ist. Aufgrund der Fixierung des Filamentstrangs und der relativ großen Länge und Dicke des Filamentstrangs, die dessen Handhabung vereinfachen, können ein Verlust an Filamenten und eine Verunreinigung des Arbeitsplatzes zuverlässig vermieden werden.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zwischen den die Umlenkbereiche der mäanderförmigen Konfiguration fixierenden streifenförmigen, seitlichen Halteelementen mit Abstand zu diesen zumindest ein weiteres streifenförmiges Halteelement ausgebildet wird, das die gradlinigen Abschnitte fixiert und das nach einer der vorher beschriebenen Vorgehensweisen hergestellt werden kann. Auf diese Weise ist die mäanderförmige Konfiguration des Faserstrangs nicht nur in seinen seitlichen, die Umlenkbereich umfassenden Kantenabschnitten, sondern auch vorzugsweise in der Mitte der gradlinigen Abschnitte des Faserstrangs fixiert. Anschließend wird der Filamentstrang in seinen gradlinigen Abschnitten, die jeweils zwischen einem der seitlichen Halteelemente und dem weiteren, vorzugsweise mittleren Halteelement liegen, jeweils durchtrennt. Es ergeben sich aus der mäanderförmigen Konfiguration des Filamentstrangs somit drei Streifenbürsten, nämlich zwei vorzugsweise gleiche Streifenbürsten mit einem streifenförmigen Halteelement, von dem Filamente frei auskragend hervorstehen, und einer einzelnen Streifenbürste, die ebenfalls ein streifenförmiges Halteelement besitzt, von dem aus die Filamente zu entgegengesetzten Seiten frei auskragend hervorstehen. Die letztgenannte Streifenbürste kann mit ihrem streifenförmigen Halteelement in eine Nut eingedrückt werden, wobei die frei auskragenden Filamente jeweils um vorzugsweise 90° so umgelenkt werden, dass sie in die gleiche Richtung und parallel zueinander verlaufen. Auf diese Weise ist eine Streifenbürste mit einem sehr dichten Borstenbesatz gebildet.
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Hinsichtlich der Streifenbürste wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass der Borstenbesatz von mehreren nebeneinander angeordneten, U-förmig gebogenen Abschnitten eines aus mehreren Filamenten bestehenden Filamentstrangs gebildet ist, wobei die Umlenkbereich der U-förmigen Filamentstrangabschnitte an dem streifenförmigen Halteelement gehalten sind.
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Alternativ dazu kann eine Streifenbürste vorgesehen sein, bei der der Borstenbesatz von mehreren nebeneinander angeordneten, gradlinigen Abschnitten eines aus mehreren Filamenten bestehenden Filamentstrangs gebildet ist, wobei die mittlere Bereiche der Filamentstrangabschnitte an dem streifenförmigen Halteelement gehalten sind.
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Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Streifenbürste ergeben sich aus der vorstehenden oder nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
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1 Eine schematische Darstellung eines Filamentstrangs in mäanderförmiger Konfiguration,
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2 den Filamentstrang gemäß 1 nach Aufbringung von seitlichen streifenförmigen Halteelementen,
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3 den Filamentstrang gemäß 2 nach Durchtrennung der gradlinigen Abschnitte,
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4 eine 2 entsprechende Darstellung mit andersartigen Halteelementen,
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5 einen Filamentstrang mit drei streifenförmigen Halteelementen,
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6 den Filamentstang gemäß 5 nach Durchtrennung in den gradlinigen Abschnitten und
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7 eine schematische Seitenansicht einer Streifenbürste.
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7 zeigt ein Beispiel einer Streifenbürste 10, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann. Die Streifenbürste 10 besitzt ein streifenförmiges Halteelement 14, an dem einseitig frei auskragende, einen Borstenbesatz 17 bildende Filamente 12 befestigt sind. Die Herstellung einer entsprechenden Streifenbürste 10 wird im Folgenden anhand der 1 bis 3 erläutert.
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Ein aus mehreren Filamenten 12 bestehender Filamentstrang 13, der beispielsweise eine Länge von mehr als einem 1 m besitzen kann, wird in einer mäanderförmigen Konfiguration 11 ausgerichtet, indem er um Umlenkstifte 15 herumgelegt wird, die in zwei seitlich beabstandeten, um ein Rastermaß versetzt zueinander ausgerichteten Reihen angeordnet sind. Die mäanderförmige Konfiguration 11 des Filamentstrangs 13 besitzt Umlenkbereiche 11a, in denen der Filamentstrang 13 um die Umlenkstifte 15 herum um jeweils 180° umgelenkt wird, sowie die Umlenkbereiche 11a verbindende gradlinige Abschnitte 11b, die alle parallel zueinander verlaufen und die gleiche Länge besitzen.
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Nachdem der Filamentstrang 13 in die in 1 dargestellte mäanderförmige Konfiguration 11 gebracht wurde, werden die auf jeder Seite angeordneten Umlenkbereiche 11a durch jeweils ein streifenförmiges Haleelement 14 miteinander verbunden und fixiert, wie es in 2 dargestellt ist. Das streifenförmige Halteelement 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Gewirke oder Gestricke gebildet und mit dem Filamentstrang 13 fest verbunden. Die auf diese Weise gebildete leiterartige Struktur mit zwei parallelen, auf Abstand angeordneten streifenförmigen Halteelemente 14 und mehreren, die Halteelemente 14 sprossenartig verbindenden gradlinigen Abschnitten 11b des Filamentstrangs 13 wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt vorzugsweise in der Mitte der gradlinigen Abschnitte 11b mittels einer Schneidvorrichtung durchtrennt, wie es durch die Linie S in 2 angedeutet ist. Nach Durchtrennung der gradlinigen Abschnitte 11b sind zwei Streifenbürsten 10 gebildet, wie sie in 3 dargestellt sind. Jede Streifenbürste 10 weist das streifenförmige Halteelement 14 auf, in dem U-förmig gebogene Abschnitte des Filamentstrangs 13 gehalten sind, wobei die Filamente, die die Schenkel der U-Form bilden, frei auskragend an dem streifenförmigen Halteelement gelagert sind.
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4 zeigt eine der 2 entsprechende Darstellung, wobei nunmehr jedoch das streifenförmige Halteelement 14 nicht von einem Gewirke oder Gestricke, sondern von einem vorgefertigten oder aufgespritzten Materialstreifen gebildet ist.
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5 zeigt eine Weiterentwicklung des Verfahrens, wobei in bereits beschriebener Weise in den Umlenkbereichen 11a der mäanderförmigen Bereichen 11a der mäanderförmigen Konfiguration 11 des Filamentsstrangs 13 zwei seitliche parallel zueinander verlaufende streifenförmige Halteelemente 14 ausgebildet werden. Zusätzlich ist im mittleren Bereich der gradlinigen Abschnitte 11b des Filamentstrangs 13 ein weiteres streifenförmiges Halteelement 16 angeordnet und mit dem Filamentstrang 13 verbunden. Das weitere streifenförmige Halteelement 16 kann in dargestellter Weise von einem Gewirke oder Gestricke gebildet oder auch durch einen aufgespritzten oder vorgefertigten Materialstreifen gebildet sein. Auf diese Weise ist die in 5 dargestellte Konfiguration mit drei im wesentlichen parallel zueinander auf Abstand nebeneinander angeordneten streifenförmigen Halteelementen 14, 16 gebildet, die über die gradlinigen Abschnitte 11b des Filamentstrangs 13 miteinander verbunden sind. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die gradlinigen Abschnitte 11b sowohl zwischen dem gemäß 5 linken Halteelement 14 und dem mittleren weiteren Halteelement 16 als auch zwischen dem weiteren Halteelement 16 und dem gemäß 5 rechten Halteelement 14 durchtrennt, wie es durch die Linien S in 5 angedeutet ist. Es ergeben sich dadurch drei Einzelteile, die in 6 dargestellt sind. Dabei handelt es sich um zwei Streifenbürsten 10 mit einem streifenförmigen Halteelement 14, von dem in genannter Weise U-förmig gebogenen Abschnitte des Filamentsstrangs 13 vorstehen. Zusätzlich ist ein Zwischenprodukt zur Bildung einer Streifenbürste mit dem mittleren weiteren streifenförmigen Halteelement 16 gebildet, von dem zu entgegengesetzten Seiten gradlinige Abschnitte des Filamentstrangs 13 frei auskragend hervorstehen, wie es in 6 gezeigt ist. Wenn das weitere streifenförmige Halteelement 16 von oben in eine darunterliegende Aufnahme mit einem U-förmigen Querschnitt hineingedrückt wird, erfährt das weitere streifenförmige Halteelement eine Knickung um seine Längsachse K, wodurch die hervorstehenden gradlinigen Abschnitte des Filamentstrangs jeweils um 90° umgebogen und in die gleiche Richtung ausgerichtet werden, so dass sie zusammen den Borstenbesatz bilden.
