-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Borstenfeldern für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, mit wenigstens einem Kanal, durch den ein vereinzeltes Borstenbüschel mittels einer Gasströmung zu einer Büschelaufnahmeeinheit gefördert werden kann, wobei in der Büschelaufnahmeeinheit ein Büschelträger aufgenommen ist und der Kanal ein Kanalende hat, welches an den Büschelträger angrenzt und dessen Kanalauslassöffnung mit einer Aufnahmeöffnung im Büschelträger fluchtet, um das Borstenbüschel in die Aufnahmeöffnung zu leiten, wobei an den Büschelträger auf der dem Kanal entgegengesetzten Seite des Büschelträgers ein gasdurchlässiges Anschlagteil angrenzt, an welches das Borstenbüschel, wenn es in der Aufnahmeöffnung sitzt, anschlägt.
-
Eine bezüglich Anspruch 1 gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der
DE 39 20 769 C2 bekannt.
-
Die
DE 10 2009 013 723 A1 beschreibt eine Vorrichtung, bei der Borstenbüschel über eine Gasströmung in Schläuchen zu einer Büschelaufnahmeeinheit transportiert werden. Kurz vor der Büschelaufnahmeeinheit kann über eine weitere Leitung Gase, Flüssigkeiten oder Pulver dem Gasstrom zugeführt werden, um die statische Ladung des Bündels zu entfernen, das Bündel zu reinigen oder das Gleiten der Borsten zueinander zu erleichtern.
-
Üblicherweise werden bei der Erfindung zum Bestopfen von Büschelträgern über mehrere Röhrchen, die Kanäle bilden, vereinzelte Borstenbüschel vorzugsweise gleichzeitig in die zugeordneten Aufnahmeöffnungen im Büschelträger transportiert.
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die entweder mit Überdruck oder mit Unterdruck arbeitet, um bei einem Druckstoß das Borstenbüschel vor sich her durch den Kanal in den Büschelträger zu drücken oder ein Borstenbüschel durch den Kanal hindurch in den Büschelträger anzusaugen. Die Borstenbüschel können, müssen jedoch nicht komplett in den Aufnahmeöffnungen im Büschelträger verschwinden. Wenn sie zumindest an einer, vorzugsweise an beiden Enden aus dem Büschelträger herausragen, müssen sie nicht mehr bewegt werden, um sie entweder sofort an einem überstehenden Ende anzuschmelzen und damit die Filamente aneinanderzubinden oder sie in eine weitere Halterung zu befördern, wo die Büschelträger komplettiert werden, indem andere Teile des Bürstenkörpers angebracht werden, z.B. durch Spritzen oder Umspritzen oder indem bereits fertige Teile des Bürstenkörpers an den Büschelträger angebracht werden, z.B. durch Verrasten, Kleben, Schweißen und dergleichen . Die axial richtige Lage der Borstenbüschel zum Büschelträger wird durch ein gasdurchlässiges Anschlagteil realisiert, auf das die Büschelenden nach ihrer Bewegung durch die Aufnahmeöffnung im Büschelträger stoßen. Das Problem bei solchen Vorrichtungen besteht jedoch darin, dass die besonders dünnen Filamente (insbesondere solche mit einem Durchmesser von bis zu 0,127 mm) oder (z.B. mechanisch und/oder chemisch) angespitzten Filamente sehr leicht in den Öffnungen im Anschlagteil stecken bleiben und diese verstopfen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu verbessern, dass weniger Probleme durch im Anschlagteil hängenbleibende Filamente erzeugt werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Vorrichtung so zu verbessern, dass die Zuverlässigkeit der Zufuhr von Borstenbüscheln verbessert wird.
-
Die erste der vorgenannten Aufgaben wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass das Anschlagteil ein mehrlagiges Gewebesieb, insbesondere Metallgewebesieb, ist, mit einer dem Borstenbüschel zugewandten, oberen Gewebelage aus einem Gewebe, insbesondere Metallgewebe, und einem an der Unterseite der oberen Gewebelage anliegenden und die obere Gewebelage stützenden Stützlage aus Gewebe, insbesondere Metallgewebe, das grobmaschiger als die obere Gewebelage ist.
-
Wie umfangreiche Tests und Versuche ergeben haben, ist ein mehrlagiges Gewebesieb, insbesondere Metallgewebesieb, in der Lage, als Anschlagteil zu dienen, in dem Borstenfilamente seltener oder überhaupt nicht stecken bleiben, und gleichzeitig dem Gasstrom einen geringen Strömungswiderstand entgegenzusetzen, sodass eine Gasströmung mit hoher Effizienz erreicht wird. Ein einlagiges Gewebesieb ist für diesen Zweck nicht ausreichend, denn es hat sich herausgestellt, dass die Flexibilität der Gewebelage nachteilig für die oben genannten Ziele ist und die Leistungsfähigkeit des Metallgewebesiebs durch die Stützlage entscheidend verbessert wird.
-
Alternativ zum Metallgewebe kann auch ein mehrlagiges Kunststoffgewebe eingesetzt werden.
-
Eine weitere Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Gewebesiebs wird dadurch erreicht, dass die obere Gewebelage und die Stützlage über ihre einander zugewandten Flächen verteilt an mehreren Kontaktstellen miteinander verbunden sind, sodass ein Verbundbauteil entsteht, welches eine reduzierte Biegeelastizität verglichen mit einem identischen Gewebesieb nur ohne Verbindungsstellen aufweist, das jedoch bei der Erfindung auch einsetzbar ist.
-
Über eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere durch Schweißen (bei Metallgewebe und bei Kunststoffgewebe) oder Löten lässt sich die obere Gewebelage sehr leicht an der Stützlage anbringen.
-
Die Kettfäden der oberen Gewebelage sollten parallel zu den Kettfäden der Stützlage und die Schussfäden der oberen Gewebelage parallel zu den Schussfäden der Stützlage verlaufen. Auch dies, so hat sich herausgestellt, verbessert die Eignung des Gewebesiebs.
-
Die Unterschiede in den Drahtdicken für beide Gewebelagen können extrem sein, was weitere Vorteile mit sich bringt. Beispielsweise sollte die Dicke der Fäden (bei Metall: Drähte), die die obere Gewebelage bilden, um wenigstens den Faktor 3, insbesondere sogar um wenigstens den Faktor 6 kleiner sein als die Dicke der Fäden (bei Metall: Drähten), die die Stützlage bilden. Es handelt sich also um zwei völlig unterschiedliche Arten von Gewebelagen, die aneinander anliegen.
-
Die Kettfäden der oberen Gewebelage sollten aus dem gleichen Faden/Draht wie die Schussfäden der oberen Gewebelage und die Kettfäden der Stützlage aus de gleichen Faden/Draht wie die Schussfäden der Stützlage sein, womit sich auch die Kosten für die einzelnen Gewebelagen reduzieren lassen.
-
Die Porengröße der oberen Gewebelage kann ferner auch deutlich geringer sein als die der Stützlage, beispielsweise wenigstens um den Faktor 10, insbesondere wenigstens um den Faktor 20. Das bedeutet, die Stützlage hat eine Porengröße, die keinerlei Einfluss auf die Dichtheit des Gewebesiebs im Hinblick auf die aufprallenden Filamente hat. Diese Filamente werden ausschließlich durch die obere Gewebelage positioniert und schlagen nicht an der Stützlage an.
-
Die Porengröße der oberen Gewebelage liegt bevorzugt im Bereich von 10 - 20 µm, insbesondere im Bereich von 14 - 16 µm. Diese Porengröße hat sich gerade im Hinblick auf angespitzte Filamente, sogenannte „tapered filaments“, von Zahnbürsten als optimal herausgestellt.
-
Das Gewebesieb kann direkt an den Büschelträger angrenzen. Alternativ ist zwischen Gewebesieb und Büschelträger ein Luftspalt, in den die Enden des/der Borstenbüschel ragen. Ferner kann zwischen Büschelträger und Gewebesieb ein Umformteil sitzen, das Öffnungen hat, die mit den Aufnahmeöffnungen des Büschelträgers fluchten und eine seitliche Bewegung der Filamente zumindest eines Büschels bei Bewegung durch seine Öffnung hervorrufen. Über dieses Umformteil kann z.B. die Querschnittsgeometrie des ankommenden Büschels (z.B. von kreisrund in länglich) oder die Ausrichtung (z.B. schräg, um schräge Borstenbüschel zu erzeugen) geändert werden, und/oder mehrere ankommende Borstenbüschel werden zu einem großen Borstenbüschel vereint.
-
Die oben genannte zweite Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Erzeugen von Borstenfeldern, insbesondere Zahnbürsten gelöst, mit wenigstens einem Kanal, durch den ein vereinzeltes Borstenbüschel mittels einer Gasströmung zu einer Büschelaufnahmeeinheit gefördert werden kann, wobei in der Büschelaufnahmeeinheit ein Büschelträger aufgenommen ist und der Kanal ein Kanalende hat, dessen Kanalauslassöffnung mit einer Aufnahmeöffnung im Büschelträger in Strömungsverbindung steht, um das Borstenbüschel in die Aufnahmeöffnung zu leiten, wobei eine Transportvorrichtung vorgesehen ist, auf der mehrere Büschelaufnahmeeinheiten angebracht sind und welche die Büschelaufnahmeeinheiten mit den darin vorhandenen Büschelträgern nacheinander zum Kanalende taktet, um sie nacheinander mit Borstenbüscheln zu füllen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Reinigungstakt hat, bei dem eine verfahrbare Reinigungseinheit, die nach vorherigem Beborsten von mehreren Büschelträgern in den Bereich des Kanalendes gefahren wird und durch die ein Gasstoß ohne Borstenbüschel durch den Kanal hindurch erfolgt.
-
Der Gasstoß kann durch Anlegen eines Unterdrucks oder durch Anlegen eines Überdrucks erzeugt werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist standardmäßig ein Reinigungstakt vorgesehen, das heißt, nach einer bestimmten Anzahl von Bestopfungsvorgängen wird ohne Transport eines Borstenbüschels der entsprechende Kanal mit Gas freigespült, und im Kanal hängende, einzelne Filamente werden aus dem Kanal- und Gasleitungssystem entfernt. Ein Anhäufen von aus dem Verbund austretenden Filamenten im Kanal, der üblicherweise auch gekrümmt ist, wird somit ausgeschlossen. Bisher wurden die Vorrichtungen erst dann gereinigt, wenn sich erkennbar Ansammlungen von Filamenten im Kanal gebildet hatten und der Kanal verstopft war.
-
Der Reinigungstakt kann dadurch einfach realisiert werden, dass zwischen zwei Büschelaufnahmeeinheiten eine Reinigungseinheit an der Transportvorrichtung selbst angebracht ist und mit der Transportvorrichtung und den Büschelaufnahmeeinheiten gemeinsam getaktet verfährt. Die Vorrichtung hat einen Reinigungstakt, bei dem die Reinigungseinheit mit der Transportvorrichtung verfahren wird und mit dem Kanalende in Strömungsverbindung gebracht wird.
-
Diese Reinigungseinheit wird dann in einem bestimmten Zeitablauf, nämlich nach der Taktung der Vorrichtung, betätigt. Damit muss die Vorrichtung auch nicht umgebaut werden, vielmehr ist die Reinigungseinheit Standard-Bestandteil der Vorrichtung und läuft mit der Transportvorrichtung um. Vorzugsweise wird der Reinigungstakt in der Büschelbefüllstation durchgeführt, das heißt mit derselben Überdruck oder Unterdruck erzeugenden Einheit, die auch für den Transport der Borstenbüschel durch ihre Kanäle sorgt.
-
Die Reinigungseinheit kann eine dem Kanalende zugewandte Fläche haben, an der eine die Kanalauslassöffnung umgebende Dichtung vorgesehen ist. Diese Dichtung dichtet einen Spalt zwischen Kanalende und Fläche ab, sodass hier kein Gas eintreten oder austreten kann.
-
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Büschelaufnahmeeinheiten jeweils eine Basiseinheit mit einer Basisplatte aufweisen, wobei die Basiseinheit an der Transportvorrichtung befestigt ist. Die Büschelaufnahmeeinheiten umfassen weiter jeweils einen an der Basisplatte lösbar angebrachten Adapteraufsatz, der insbesondere eine auf den verwendeten Büschelträger angepasste Büschelträgerhalterung aufweist und/oder ein Anschlagteil für die Borstenbüschel trägt. Diese Variante zeichnet sich durch einen modulartigen Aufbau aus. Die Basiseinheit ist dabei stets als identisches Bauteil ausgeführt, das unabhängig von den zu bildenden Borstenfeldern ausgeführt sein kann. Nur der Adapteraufsatz muss dann an die jeweiligen Borstenfelder angepasst werden. Der Adapteraufsatz selbst trägt üblicherweise den Büschelträger und/oder auch ein Anschlagteil, beispielsweise ein Anschlagteil aus einem vorgenannten Gewebesieb.
-
Um die modulare Ausführung noch aufzuweiten, umfasst die Reinigungseinheit ebenfalls eine Basiseinheit, die identisch zu der Basiseinheit der Büschelaufnahmeeinheiten ausgebildet ist. Auf die Basiseinheit wird dann nur ein Zwischenring aufgebracht, der beispielsweise auch die Dichtung tragen kann. Damit lassen sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung an allen Positionen oder an vielen unterschiedlichen Positionen Reinigungstakte vorsehen. Beispielsweise kann bei einem bestimmten Borstenfeld jeder vierte Takt ein Reinigungstakt sein. Entsprechend wird auf jede vierte Basiseinheit ein Zwischenring aufgebracht. Bei einem anderen Borstenfeld ist zum Beispiel nur jeder sechste Takt und damit jede sechste Basiseinheit mit dem Zwischenring ausgestattet, um hier einen Reinigungstakt vorzusehen.
-
Der Zwischenring sollte weder einen Büschelträger noch ein vorgenanntes gasdurchlässiges Anschlagteil tragen, um maximalen Gasdurchfluss und eine optimale Spülwirkung zu erreichen.
-
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise nicht nur die Station zum Befüllen des Borstenfelds mit Büscheln, sondern mehrere Stationen, darunter aber eine Büschelbefüllstation, in der die Gasstöße zum Befüllen und zum Reinigen erzeugt werden. Auch hier und generell kann der Gasstoß durch Unterdruck oder Überdruck erzeugt werden. Wichtig jedoch ist, dass die Befüllstation gemäß dieser Ausführungsform sowohl zum Befüllen mit Beborsten als auch zum Reinigen der Kanäle dient und keine separate Reinigungsstation vorgesehen sein muss. Vielmehr wird diese Station im entsprechenden Takt zur Reinigungsstation selbst.
-
Eine Unterdruckeinheit ist so mit der gerade in der Befüllstation befindlichen Büschelaufnahmeeinheit koppelbar, dass ein Unterdruck erzeugt und ein Büschel über den Kanal in den Büschelträger gesaugt wird. Die Büschelaufnahmeeinheit umfasst deshalb vorzugsweise eine oder mehrere Leitungen, die eine Strömungsverbindung zwischen dem Büschelträger und der Unterdruckeinheit sicherstellt.
-
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Unterdruckeinheit temporär so mit der in die Befüllstation hereingetakteten Reinigungseinheit koppelbar ist, dass ein Unterdruck über die Reinigungseinheit in dem Kanal erzeugt wird und Gas in den Kanal gesaugt wird, um den Kanal zu spülen.
-
Dieses temporäre Ankoppeln der Unterdruckeinheit kann durch einen vertikal motorisch verfahrbaren Andockanschluss realisiert werden, der an eine in die Befüllstation hereingetaktete Basiseinheit motorisch koppelbar ist, um einen Unterdruck in der sich gerade in der Station befindlichen Büschelaufnahme- oder Reinigungseinheit zu erzeugen.
-
Ein Filter zum Auffangen von beim Reinigungstakt aus dem Kanal ausgespülten Borstenfilamenten ist in der Unterdruckeinheit vorgesehen. Dieses Filter kann entweder regelmäßig gewartet und gesäubert werden, oder über entsprechend schaltbare Strömungskanäle kann das Filter auch automatisch regelmäßig freigeblasen werden.
-
Ein Ventil in der Unterdruckeinheit selbst kann den Unterdruck zum Kanal hin öffnen und schließen. Dieses Ventil sitzt möglichst nahe an dem Andockanschluss und insbesondere stromabwärts des Filters.
-
Die Transportvorrichtung ist eine geschlossen umlaufende Einrichtung zum Transport der an ihr befestigten Büschelaufnahmeeinheiten und der zumindest einen Reinigungseinheit. Insbesondere ist die Transportvorrichtung ein Drehtisch, an dessen Umfangsrand die Büschelaufnahmeeinheiten sitzen und angrenzend die Stationen positioniert sind. Der Drehtisch selbst muss folglich bei der Umrüstung kaum verändert werden, er bildet eine Standardeinheit. Anstatt eines Drehtisches können natürlich auch andere Transportvorrichtungen wie Zugmitteltriebeinheiten, beispielsweise Endlosbänder, Endlosschienensysteme oder Kettensysteme, eingesetzt werden.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vielfältig nutzbar. Beispielsweise können die Büschelträger bereits Abschnitte oder Teile der späteren Bürste (sog. Bürstenplättchen, Kopfplättchen oder Bürstenköpfe), das heißt des späteren Bürstenkörpers, sein oder sogar den gesamten Bürstenkörper bilden. In einer Station nach dem Befüllen werden die Büschelenden rückseitig geschmolzen, um die Filamente zu verbinden. Anschließend kann in einer Komplettierstation der Büschelträger umspritzt werden, oder es kann ein anderer vorgefertigter Teil des Bürstenkörpers angebracht werden, z.B. durch Klipsen, Schweißen, Kleben oder dergleichen. Alternativ jedoch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für sogenannte Büschelträger in Form von oben erwähnten Umformplatten oder Lochfeldplatten einsetzbar. Das können Magazine oder Kassetten sein, über die die Büschel weitertransportiert werden, um sie in der Lochfeldplatte oder einem anderen Büschelträger, in den die Büschel später überführt werden, weiterzuverarbeiten. Die Lochfeldplatten können auch werkzeugseitige Einsätze oder Spritzgußwerkzeugeinsätze sein, durch die die Büschel umspritzt werden. Die Lochfeldplatten können Teile der Vorrichtung bilden und die Borstenfelder zu anderen Büschelträgern transportieren, die wiederum Teil der späteren Bürste sind. Es ist aber auch denkbar, dass Spritzstationen vorgesehen sind, die die Teil des Bürstenkörpers bildenden Büschelträger komplett oder abschnittsweise spritzen oder die Büschelträger als Teil des Bürstenkörpers zusätzlich umspritzen, beispielsweise durch Anspritzen eines Griffteils oder durch Anspritzen eines rückseitigen Deckels. All diese Varianten lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten gemäß einer Variante,
- - 2 eine schematische Schnittansicht durch die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Büschelaufnahmeeinheit,
- - 3 eine schematische Schnittansicht durch eine bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Reinigungseinheit,
- - 4 eine vergrößerte schematische Schnittansicht durch einen Teil der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Büschelaufnahmeeinheit, und
- - 5 einen stark vergrößerten Schnitt durch ein bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenes Anschlagteil.
-
In 1 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von Borstenfeldern für Bürsten und gleichzeitig zum Erzeugen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten dargestellt, die mehrere Stationen umfasst.
-
Die Vorrichtung hat einen taktweise rotierenden Drehtisch 8, auf oder an dem verschiedene Träger 10 angebracht sind, welche nacheinander die Stationen getaktet durchlaufen. Die Träger 10 weisen eine sogenannte Büschelaufnahmeeinheit 12 auf, die Büschelträger 14 aufnehmen und fixieren. Die Büschelträger 14 können Teil eines späteren Bürstenkörpers werden, also Teil des Kopfes (Kopfplättchen), des Halses oder des Stiels einer Bürste, oder können als werkzeugseitige Lochfeldplatten ausgeführt werden.
-
In einer ersten Station 16 wird, wie mit einem Pfeil dargestellt, die Büschelaufnahmeeinheit 12 mit den Büschelträgern 14 versehen.
-
In Transportrichtung (Uhrzeigerrichtung) danach ist eine Befüllstation 18 vorhanden, in der die mit Aufnahmeöffnungen 19 versehenen Büschelträger 14 mit Borstenbüscheln 62 befüllt werden (siehe auch 4).
-
Optional kann nachfolgend beispielsweise eine Schneidstation 20 vorhanden sein, wo die zu verschmelzenden Borstenenden vor dem Verschweißen auf die gewünschte Länge geschnitten werden. In einer anschließenden Schmelz- oder Schweißstation 22 werden die Büschelenden geschmolzen, sodass die Borsten beziehungsweise Filamente eines oder mehrerer Borstenbüschel miteinander verschmolzen werden. Hierzu ist eine entsprechende Heizeinrichtung vorhanden.
-
Eine Komplettierstation 24, z.B. in Form einer Spritzstation, kann Teil der Vorrichtung sein, auch dies ist aber nicht zwingend notwendig. In der Komplettierstation 24 werden die bestopften Büschelträger umspritzt, beispielsweise indem ein Hals und ein Stiel einer Zahnbürste angespritzt wird. Alternativ hierzu kann dann, wenn die Büschelträger aus einer werkzeugseitigen Lochplatte bestehen, in der Spritzstation kein Umspritzen eines bereits bestehenden Teils des Bürstenkörpers erfolgen, sondern es kann erst in dieser Station ein Teil oder der gesamte Bürstenkörper an die Borsten angebracht werden, z.B. durch Umspritzen, Anschweißen oder Ankleben eines vorgefertigen Bürstenkörperteils oder durch einfachen Anklipsen. Hierzu kann unter Umständen die Lochplatte, welche den vorhergehenden Büschelträger bildet, Teil der Spritzgussform werden, was aber nicht einschränkend zu verstehen ist, weil die Borstenbüschel auch von einer in eine andere Lochplatte zwischen den einzelnen oder in den einzelnen Stationen übergeben werden können..
-
Die fertigen oder zumindest teilweise fertigen Bürsten 26 werden anschließend entnommen.
-
Zu betonen ist, dass die dargestellte Vorrichtung nicht mit allen Stationen ausgestattet werden muss, zumindest jedoch mit der Befüllstation 18, auf die im Folgenden eingegangen wird.
-
Ein Magazin 29 enthält Borsten oder Filamente, die nebeneinander, unvereinzelt, stehend angeordnet sind. Ein sogenannter Büschelabnehmer oder Büschelvereinzelner 30 entnimmt dem Magazin 29 einzelne Borstenbüschel und befüllt beispielsweise ein Zwischenmagazin 32, welches nicht das Lochbild des zugeordneten Büschelträgers 14 aufweist.
-
Zwischen der Büschelvereinzelung und der sich in der Befüllstation 18 befindenden Büschelaufnahmeeinheit 12 sowie der daran befestigten Büschelträger 14 ist ein Büschelzuführsystem 34 vorgesehen, das in 1 symbolisch dargestellt ist und in den 2 und 3 detaillierter.
-
Das Büschelzuführsystem 34 arbeitet mit Kanälen 36 im Inneren von gebogenen Schläuchen oder Röhrchen, die mit Überdruck oder Unterdruck beaufschlagt werden können, um gleichzeitig, nacheinander oder gruppenweise vereinzelte Borstenbüschel gleichzeitig, nacheinander oder gruppenweise in die Büschelträger 14 in der Befüllstation 18 zu transportieren. Die Kanäle 36 beginnen an einer nicht gezeigten Halterung, welche über den vereinzelten Borstenbüscheln in dem befüllten Zwischenmagazin 32 positioniert wird. Die Zwischenmagazine 32 können aber auch wegfallen, denn einer oder mehrere Büschelvereinzelner können auch durch eine oder mehrere Kerben auf dem Vereinzelner 30 oder durch mehrere Vereinzelner bei einem oder mehreren Magazinen 29 (z.B. für verschiedene Filamentfarben) mehrere Borstenbüschel direkt zum Einlass der Kanäle 36 bringen.
-
Die Schläuche oder Röhrchen verlaufen bis zu einer Endplatte 38 (siehe 2), in der die Schläuche oder Röhrchen in entsprechende Öffnungen gesteckt werden. Die Schläuche oder Röhrchen können entweder bis zur Unterseite 40 in die Endplatte 38 ragen oder in der Endplatte 38 enden, wobei in letzterem Fall die Kanäle in den Schläuchen oder Röhrchen dann außerhalb der Schläuche oder Röhrchen durch entsprechende Öffnungen in der Endplatte 38 fortgesetzt werden, sodass die Kanäle 36 in jedem Fall an der Unterseite 40 in einem sogenannten Kanalende 42 enden. Jedes Kanalende 42 hat demnach eine Kanalauslassöffnung 43, die mit der zugeordneten Aufnahmeöffnung 19 fluchtet.
-
In 2 ist der Drehtisch 8 abschnittsweise dargestellt. Am Drehtisch 8, zu dem auch seine Träger 10 zählen, sind, wie bereits erläutert, in Taktabstand mehrere Büschelaufnahmeeinheiten 12 lösbar befestigt.
-
Die Büschelaufnahmeeinheiten 12 umfassen eine sogenannte Basiseinheit 44, welche üblicherweise für sämtliche Büschelaufnahmeeinheiten 12 und auch für eine nachfolgend noch erläuterte Reinigungseinheit 46 (siehe 3), identisch ausgeführt sind. Vorliegend ist die Basiseinheit 44 eine Basisplatte mit einer zentralen Öffnung 48 zum Durchströmen von Gas. An der Basisplatte ist oberseitig lösbar ein Adapteraufsatz 50 befestigt, welcher ebenfalls als Platte ausgeführt sein kann (siehe beispielsweise auch 4).
-
Nur als Beispiel zu verstehen ist, dass der Adapteraufsatz 50 oberseitig eine auf den Außenumfang des Büschelträgers 14 angepasste Vertiefung 52 als Büschelträgerhalterung haben kann, in die ein entsprechender Büschelträger 14 eingesetzt wird (siehe 4).
-
In 2 ist zu sehen, dass der Adapteraufsatz 50 eine zentrale, mit der Öffnung 48 fluchtende Öffnung 54 besitzt, die alternativ auch in, mit dem Lochbild des Büschelträgers 14 im Wesentlichen oder komplett übereinstimmende Öffnungen 54' übergehen kann. Dies ist in 4 als Alternative dargestellt.
-
Der Adapteraufsatz 50 trägt mit Abstand, der einen Luftspalt bildet, von der Unterseite des Büschelträgers 14 ein sogenanntes Anschlagteil 60, welches gasdurchlässig ist und als Anschlag für die in die Aufnahmeöffnungen im Büschelträger 14 eingebrachten Borstenbüschel 62 dient (siehe 4). Die unteren Büschelenden mit sämtlichen Filamenten liegen dann auf der Oberseite des Anschlagteils 60 an. Alternativ hierzu kann das Anschlagteil 60 auch an der Unterseite des Büschelträgers 14 anliegen. Ferner ist die Erfindung uneingeschränkt auch nutzbar für mehrteilige Büschelträger 14, wenn beispielsweise nach der Endplatte 38 und/oder nach dem gezeigten Büschelträger 14 eine Umformplatte positioniert ist. Auch lässt sich z.B. eine Kombination eines Kopfplättchens oder, allgemeiner, gelochten Bürstenkörper(teils) und einer werkzeugseitigen Lochplatte im Adapteraufsatz 50 realisieren.
-
Unterhalb der Büschelaufnahmeeinheit 12 ist eine sogenannte Unterdruckeinheit 64 angekoppelt, welche an eine Unterdruckpumpe angeschlossen ist und von der aus eine Leitung 66 zu einem Andockanschluss 68 führt, der auf seiner Oberseite eine Dichtung 70 trägt.
-
Der Andockanschluss 68 ist motorisch vertikal verfahrbar, und zwar so, dass die Dichtung 70 gegen die Unterseite der Basiseinheit 44 drückt, sodass hier Gasdichtigkeit gegeben ist. Die Leitung 66 steht dann mit der Öffnung 48 in Strömungsverbindung. In der Leitung 66 ist ein Ventil 72 vorhanden, welches vorliegend nur beispielhaft als Schieberventil dargestellt ist. Auch andere Arten von Ventilen sind hier möglich. Mit diesem Ventil 72 wird beim Öffnen schlagartig ein Unterdruck in den Kanälen 36 erzeugt, mit denen die Borstenbüschel 62 durch die Kanäle 36 in ihre zugeordneten Aufnahmeöffnungen 19 gezogen werden, bis sie mit ihrem vorderseitigen Ende an dem Anschlagteil 60 anstoßen. Das Anschlagteil 60 ist, wie gesagt, gasdurchlässig, sodass es den Gasfluss nicht wesentlich stört, jedoch die Borstenbüschel 62 in ihrer Bewegung begrenzt.
-
Damit auch zwischen der Unterseite 40 der Endplatte 38 und der Oberseite des Büschelträgers 14 keine großen oder störenden Spalte vorhanden sind, können dazwischen eine oder mehrere Dichtungen vorhanden sein oder Ober- und Unterseite kontaktieren einander unmittelbar, wie dies in 2 gezeigt ist.
-
Am Drehtisch 8 sind nicht nur Büschelaufnahmeeinheiten 12 angeordnet, sondern auch zwischen Büschelaufnahmeeinheiten 12 sogenannte Reinigungseinheiten 46. Das bedeutet, beim Durchtakten des Drehtisches 8 kommt in einer bestimmten Abfolge eine Reinigungseinheit 46 in die Befüllstation 18, um einen sogenannten Reinigungstakt durchzuführen. Dieser Reinigungstakt ist somit Teil der gesamten Taktung der Vorrichtung.
-
In 3 ist der Aufbau einer solchen Reinigungseinheit 46 dargestellt, und zwar im Schnitt, wenn die Reinigungseinheit in der Befüllstation 18 ist.
-
Die Reinigungseinheit umfasst eine Basiseinheit 44, die, wie gesagt, identisch zu den Basiseinheiten 44 der Büschelaufnahmeeinheiten 12 ausgebildet ist. Auf die Basiseinheit 44 ist ein sogenannter Zwischenring 76 aufgebracht, der eine Öffnung 78 besitzt, welche mit der Öffnung 48 fluchtet, sodass sich hier eine Sammelleitung bildet, in die sämtliche Kanäle 36 münden.
-
Im Bereich der Oberseite des Zwischenrings 76, welche die dem Kanalende 42 zugewandte Fläche der Reinigungseinheit 46 bildet, ist eine Dichtung 80 angebracht, die leicht nach oben gegenüber dem Zwischenring 76 vorsteht und die gegen die Unterseite der Endplatte 38 drückt.
-
Ansonsten ist die Unterdruckeinheit 64 diejenige, die auch in 2 bereits gezeigt ist, sodass für diesen Bereich keine Erläuterungen notwendig sind. Beim Hereintakten der Büschelaufnahmeeinheit 12 oder der Reinigungseinheit 46 in die Stopfstation 18 ist es vorteilhaft, dass die Endplatte 38 beim Hereintakten etwas zu der Oberseite der Büschelaufnahmeeinheit 12 und der Reinigungseinheit 46 beabstandet ist und erst anschließend ein spaltfreier Kontakt hergestellt wird, wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist. Beispielsweise kann dies durch Absenken der Endplatte 38 oder Anheben der entsprechenden Büschelaufnahmeeinheit 12 und der Reinigungseinheit 46 erreicht werden.
-
Die Herstellung der Borstenfelder erfolgt, wie zuvor bereits erläutert, indem ein Büschelträger 14 in die Büschelaufnahmeeinheit 12 eingesetzt wird und anschließend in der Befüllstation 18 mit den vereinzelten Borstenbüscheln bestückt wird, indem der Andockanschluss 68 an die Unterseite der Basiseinheit 44 motorisch herangefahren wird, die Unterdruckpumpe angeschaltet wird (oder bereits ist) und das Ventil 72 geöffnet wird. Damit kommt es zu einem abrupten Druckabfall, und die am Kanalanfang anstehenden Borstenbüschel 62 werden durch die Kanäle 36 transportiert, durch die Aufnahmeöffnungen 19 im Büschelträger 14 bewegt, bis sie am Anschlagteil 60 anstoßen.
-
Die rückseitigen Enden der Borstenbüschel 62 können dabei noch in den Kanal 36 hineinragen. Anschließend werden die Kanalenden 42 motorisch von der Oberseite des Büschelträgers 14 beabstandet, sodass die Borstenbüschel 62 nicht mehr in die Kanäle 36 hineinragen.
-
Der Drehtisch 8 wird weiter getaktet, wo dann die rückseitig vorstehenden Enden der Borstenbüschel in der Schweißstation 22 verschmolzen werden. Eventuell kann auch noch ein vorderseitiges oder rückseitiges Schneiden der Borsten in der Schneidstation 20 erfolgen oder ein Umsetzen der Borstenbüschel 62 aus dem Büschelträger 14 in einen nachfolgenden Büschelträger. Dies erfolgt z.B. dann, wenn der Büschelträger 14 in der Befüllstation 18 als werkzeugseitige Lochfeldplatte und nicht als Teil des späteren Bürstenkörpers ausgeführt ist.
-
Sobald die Reinigungseinheit 46 in die Befüllstation 18 getaktet wird, erfolgt eine Reinigung des gesamten Systems. An den Kanalanfängen sind beim Reinigungstakt keine vereinzelten Borstenbüschel mehr angeordnet, sodass dann, wenn der Andockanschluss 68 unterseitig an die Reinigungseinheit 46 angekoppelt und das Ventil 72 geöffnet wird, ein Unterdruck im gesamten System erzeugt wird. Ein dadurch erzeugter Gasstoß transportiert die im System, insbesondere in den Kanälen 36, unerwünschterweise verbliebenen Filamente über die Öffnungen 78, 48 und die Leitung 66 aus dem System. Die Filamente werden in der Leitung 66 stromaufwärts oder stromabwärts des Ventils in einem Filter 84 aufgefangen. Der Filter 84 kann entweder leicht entnehmbar sein oder rückspülbar sein, um eine Verstopfung durch aufgefangene Filamente zu verhindern.
-
Eine Besonderheit der Vorrichtung ist das Anschlagteil 60. Dieses ist als mehrlagiges Gewebesieb, insbesondere Metallgewebesieb ausgeführt, welches, wie in 5 gezeigt, eine obere Gewebelage 86 aus einem Gewebe, insbesondere Metallgewebe, und einer an der Unterseite der oberen Gewebelage 86 anliegenden Stützlage 90 besitzt. Die Stützlage 90 ist ebenfalls aus einem Gewebe, insbesondere Metallgewebe, jedoch deutlich grobmaschiger als die obere Gewebelage 86.
-
Die einander zugewandten Flächen der oberen Gewebelage 86 und der Stützlage 90 sind über mehrere Kontaktstellen 92 verteilt miteinander fest verbunden, insbesondere stoffschlüssig über Schweißen oder Löten. Dabei werden nicht alle Kontaktstellen 92 als Verbindungsstellen benutzt, sondern nur einige der zahlreichen Kontaktstellen 92. Dadurch ergibt sich jedoch ein Verbund, der die einzelnen Kett- und Schussfäden beider Gewebelagen fester im Anschlagteil 60 fixiert und andererseits das Anschlagteil 60 zu einem zweischichtigen Verbundbauteil macht, das eine hohe Stabilität aufweist.
-
Wie in 5 zu sehen ist, verlaufen die Kettfäden 94 der oberen Gewebelage 86 parallel zu den Kettfäden 96 der Stützlage 90, in Draufsicht gesehen. Darüber hinaus verlaufen die Schussfäden 98 der oberen Gewebelage 86 im Raum parallel zu den Schussfäden 100 der Stützlage 90.
-
Die Dicke der Fäden (bei Metall Drähte), die die obere Gewebelage 86 bilden, also deren Kett- und Schussfäden 94 beziehungsweise 98, ist um wenigstens den Faktor 3, insbesondere um wenigstens den Faktor 6 kleiner als die Dicke der Fäden (Kettfäden 96 und Schussfäden 100) der Stützlage 90, wobei die Kett- und die Schussfäden 94 beziehungsweise 98 der oberen Gewebelage 86 aus dem gleichen Faden sind. Dasselbe gilt für die Stützlage 90. Auch deren Fäden sind gleich.
-
Die Porengröße der oberen Gewebelage 86 ist um wenigstens den Faktor 10, insbesondere um wenigstens den Faktor 20 kleiner als die Porengröße der Stützlage 90, wobei die Porengröße der oberen Gewebelage 86 im Bereich von 10 - 20 µm, insbesondere im Bereich von 14 - 16 µm liegt.
-
Besonders bevorzugt sind die Kettfäden 94, 96 zur Oberseite und zur Unterseite der oberen Gewebelage 86 und der Stützlage 90 jeweils abgeflacht. Der abgeflachte Bereich trägt die Bezugszeichen 102 und 104. Diese Ausführung sorgt einerseits für größere Kontaktstellen 92 und darüber hinaus verringert es auf der Oberseite der oberen Gewebelage 86 die Gefahr des Steckenbleibens von Filamenten, wenn der Büschelträger 14 mit seinen Borstenfeldern aus der Büschelaufnahmeeinheit 12 entfernt wird.
