DE19641374C1 - Verfahren zur Herstellung von Bürstendichtungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Bürstendichtungen und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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- DE19641374C1 DE19641374C1 DE19641374A DE19641374A DE19641374C1 DE 19641374 C1 DE19641374 C1 DE 19641374C1 DE 19641374 A DE19641374 A DE 19641374A DE 19641374 A DE19641374 A DE 19641374A DE 19641374 C1 DE19641374 C1 DE 19641374C1
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bürstendichtungen, bei
dem Borsten mittels einer Aufnahmevorrichtung an Bürstenwangen angeordnet und
danach an den Bürstenwangen befestigt werden. Des weiteren befaßt sich die Erfindung
mit einer Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 18.
Verfahren der vorbezeichneten Art sind aus der DE 29 21 512 C2 und aus der
EP 0 357 536 A1 bekannt. Bei den vorbekannten Verfahren wird zwar eine automatische
Ausrichtung der Borsten erreicht, die Zuführung der Borsten ist jedoch nicht frei von
Fehlermöglichkeiten, so daß Ungleichmäßigkeiten bezüglich der Borstendichte auftreten
können. Darüber hinaus ist die Zuführung der Borsten nur mit vergleichsweise geringer
Geschwindigkeit möglich, wodurch die Effizienz der bekannten Verfahren in Grenzen
bleibt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung von Bürstendichtungen zu
vereinfachen und die Effizienz eines solchen Herstellungsverfahrens bezüglich der
Fertigungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe mit einem Herstellungsverfahren für
Bürstendichtungen nach dem Anspruch 1 erreicht.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen enthält demnach
folgende Schritte:
- - Stapeln von Borsten in einen Borstenaufnahmeschacht derart, daß die Borsten teilweise neben dem Platz für zumindest eine Bürstenwange liegen,
- - Verstellen des Borstenaufnahmeschachtes in Synchronisation mit dem Stapeln der Borsten relativ zu einer Einführstelle der Borsten in den Borstenauf nahmeschacht, so daß die Lage einer Borstenstapeloberfläche in dem Borsten aufnahmeschacht relativ zur Einführstelle zumindest im wesentlichen kon stant bleibt,
- - Befestigen der Borsten an zumindest einer Bürstenwange, die vor oder nach dem Stapeln der Borsten in den Borstenaufnahmeschacht in letzterem einge setzt oder gebildet wurde, und
- - Entnehmen der zumindest einen Bürstenwange mit den daran befestigten Bor sten aus dem Borstenaufnahmeschacht.
Dadurch, daß der Borstenaufnahmeschacht in Synchronisation mit dem Zuführen von
Borsten in den Borstenaufnahmeschacht an der Einführstelle vorbei geführt wird,
kann die gewünschte oder erforderliche vorgegebene Borstenmenge auf einfache und
rationelle Weise zugeführt und gestapelt werden, so daß die einzelnen Borsten in
dem Borstenaufnahmeschacht gleich selbsttätig ihre Endlage für die Bürste einneh
men. Ein manuelles Ausrichten der einzelnen Borsten ist nicht erforderlich. Das er
findungsgemäße Verfahren kann nicht nur sehr schnell und somit mit hoher Effekti
vität, sondern auch automatisiert ausgeführt werden, wodurch die Effizienz weiter
gesteigert werden kann.
Ferner werden durch das Verfahren nach der Erfindung Fehlermöglichkeiten bei der
Herstellung der Bürstendichtungen, insbesondere bei der Ausrichtung der Borsten,
vermieden, was zu geringerem Ausschuß und somit einer höheren Produktivität und
zu geringeren Kosten führt.
Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, daß bei dem Verfahren vor dem Stapeln
der Borsten in den Borstenaufnahmeschacht in diesen zumindest eine Bürstenwange
eingesetzt wird. Die zumindest eine Bürstenwange kann z. B. auch nach dem Stapeln
der Borsten in den Borstenaufnahmeschacht eingesetzt oder darin gebildet werden.
Bevorzugt werden in den Borstenaufnahmeschacht zwei Bürstenwangen eingesetzt
und die Borsten in dem Borstenaufnahmeschacht so gestapelt, daß die Borsten teil
weise zwischen den beiden Bürstenwangen liegen. Damit sind die Borsten nach ihrer
Befestigung an den beiden Bürstenwangen besonders gut gefaßt.
Zur weiteren Beschleunigung und Automatisierung des erfindungsgemäßen Verfah
rens ist es von Vorteil, wenn die Borsten zum Stapeln in dem Borstenaufnahme
schacht in letzteren von Borstenzuführeinrichtungen eingeführt werden. Diese Aus
gestaltung der Erfindung kann in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet werden,
daß die Borstenzuführeinrichtungen wenigstens einen Materialspender, wie eine
Vorratstrommel oder eine Ausgabedüse, für Borstenmaterial und eine Schneidevor
richtung zum Abschneiden des vom Materialspender abgezogenen Borstenmaterials
auf eine vorgebbare Borstenlänge enthalten.
Bei dem Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach der Erfindung kann vor
zugsweise ferner vorgesehen sein, daß eine die Einführstelle der Borsten in den Bor
stenaufnahmeschacht bestimmende Abschluß-Schachtwand des Borstenaufnahme
schachtes während der Verstellung des letzteren zur Bestimmung eines Schachtein
gangs stationär gehalten wird. Damit werden eine hohe Betriebssicherheit sowie ein
einfacher und zuverlässiger Betrieb erreicht.
Eine weitere vorteilhafte und daher bevorzugte Gestaltungsmöglichkeit bei dem Her
stellungsverfahren für Bürstendichtungen besteht erfindungsgemäß darin, daß eine
die Einführstelle der Borsten in den Borstenaufnahmeschacht bestimmende Umlenk
rolle während der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes zur Bestimmung eines
Schachteingangs gegenüber diesem stationär gehalten wird, und daß synchron mit der
Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes über die Umlenkrolle ein Band zugeführt
wird, das im Bereich eines Schachtbodens des Borstenaufnahmeschachtes an letzte
rem angebracht ist, wobei das Band im Bereich des Borstenaufnahmeschachtes zu
mindest Bestandteil einer Abschluß-Schachtwand ist. Letztere kann damit gegenüber
dem Borstenstapel ortsfest gehalten werden, so daß beim Verstellen des Borstenauf
nahmeschachtes keine Relativbewegung zwischen dem Borstenstapel und der
Abschluß-Schachtwand auftritt, was den Vorteil hat, daß die Borsten ihre einmal
eingeschlichtete Lage beibehalten. Beispielsweise kann das Band ein Stahlband sein,
das vom Schachtbodenbereich, wo eines seiner Enden befestigt ist, über die Umlenk
rolle zu einer Zuführrolle reicht, von wo es synchron zur Borstenaufnahmeschacht
verstellung abgespult wird. Im Bereich des mit gestapelten Borsten gefüllten Borsten
aufnahmeschachtes schließt das Band letzteren vorzugsweise dicht ab.
Insbesondere im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Weiterbildungs
möglichkeit der Erfindung, aber auch bei anderen Gestaltungsvarianten ist es mög
lich, die Abschluß-Schachtwand oder ggf. das Band zum Befestigen der Borsten an
der zumindest einen Bürstenwange und/oder zum Bilden der zumindest einen Bür
stenwange zu verwenden.
Das Befestigen der Borsten an der zumindest einen Bürstenwange kann gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung dadurch erleichtert werden, daß vor dem Befestigen der
Borsten an der zumindest einen Bürstenwange eine Abschluß-Schachtwand des Bor
stenaufnahmeschachtes entfernt wird, um wenigstens einen Verbindungsbereich der
Borsten mit der Bürstenwange freizugeben.
Vorzugsweise Befestigungsarten der Borsten an der zumindest einen Bürstenwange
enthalten Kleben, Löten oder Schweißen. Dabei kann in weiterer Ausgestaltung zum
Befestigen der Borsten an der zumindest einen Bürstenwange an einem Verbindungs
bereich ein härtbares und auf die Materialien von Borsten und Bürstenwange abge
stimmtes Befestigungsmittel durch Bestreichen, Bespritzen, Galvanisieren, Sputtern,
CVD, PVD oder Auffüllen des Verbindungsbereiches aufgebracht bzw. eingebracht
werden. Als Befestigungsmittel sind ein Kleber, wie beispielsweise ein Metall- und/oder
Keramikkleber, oder ein Metall oder Lot, insbesondere ein Aktivlot, wie
z. B. Paladiumlot, das am Verbindungsbereich in einem pulverisierten, gestückelten,
pastösen oder folienartigen Zustand, in dem es anschließend z. B. mit einem Punkt- oder
Linienheizstrahler, einer Hochfrequenzanlage, einem Laser o. dgl. kurzzeitig bis
zu seinem Schmelzpunkt erwärmt wird, oder beispielsweise durch ein Flammspritz
verfahren oder als Plasma, das Metall- und/oder Keramikbestandteile enthält, durch
ein Plasmaspritzverfahren o. ä. auf- oder eingebracht wird, bevorzugt.
Eine einfach und mit hoher Effizienz und Haltbarkeit durchführbare zusätzliche oder
alternative Möglichkeit zum Befestigen der Borsten an der zumindest einen Bürsten
wange besteht erfindungsgemaß vorzugsweise darin, die Borsten in ihrem neben der
zumindest einen Bürstenwange liegenden Bereich durch Verwendung beispielsweise
eines Lasers, Plasmabrenners o. ä. zu verschmelzen. Dabei kann als Weiterbildung
beim Verschmelzen der Borstenenden bezüglich der Borsten und/oder der zumindest
einen Bürstenwange artgleiches Material zugegeben werden.
Das Befestigen der Borsten an der zumindest einen Bürstenwange kann durch eine
weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens begünstigt werden, indem
die Borsten vor dem Einführen in den Borstenaufnahmeschacht zum Stapeln darin in
ihrem neben der zumindest einen Bürstenwange zu liegen kommenden Bereich einer
Oberflächenbehandlung unterzogen werden. Insbesondere kann eine derartige Ober
flächenbehandlung das Aufbringen eines auf die Materialien von Borsten und Bür
stenwange abgestimmten Befestigungsmittels oder Hilfsmittels für die spätere Be
festigung der Borsten an der zumindest einen Bürstenwange durch Bestreichen, Be
spritzen, Galvanisieren, Sputtern, CVD oder PVD und/oder eine Behandlung zur
Oberflächenvergrößerung der Borsten in diesem Bereich beinhalten.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, bezüglich der zumindest einen
Bürstenwange einseitige oder zweiseitige Bürstendichtungen herzustellen. Dies kann
durch die Lage der zumindest einen Bürstenwange relativ zu den Borsten eingerichtet
werden, so daß die Borsten in einem ihrer Endbereiche oder in einem Zwischenbe
reich an der zumindest einen Bürstenwange befestigt werden können.
Zur Herstellung von Bürstendichtungen ist es ferner bevorzugt, zunächst Bürsten
dichtungssegmente herzustellen, die schließlich zu einer vollständigen Bürstendich
tung kombiniert werden. Vorzugsweise geschieht dies, indem vor dem Einführen von
Borsten in den Borstenaufnahmeschacht in letzteren ein erstes Segmentabschlußteil
eingesetzt wird. Dann wird vor dem Befestigen der Borsten an der zumindest einen
Bürstenwange ein zweites Segmentabschlußteil in den Borstenaufnahmeschacht ein
gesetzt. Vor dem Kombinieren einzelner Bürstendichtungssegmente zu einer voll
ständigen Bürstendichtung werden die ersten und zweiten Segmentabschlußteile
schließlich entfernt.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe besteht in einer
Herstellungsvorrichtung für Bürstendichtungen nach dem Anspruch 18.
Die Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen enthält somit eine Halterung
zur Ausbildung von einer Bürstenwange mit daran zur Bildung einer Bürstendichtung
befestigten Borsten. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Halterung durch
einen Borstenaufnahmeschacht gebildet ist, der in seinem Schachtverlauf zumindest
eine Ausnehmung für eine Bürstenwange aufweist, so daß in dem Borstenaufnahme
schacht gestapelte Borsten teilweise neben der zumindest einen Bürstenwange liegen
können, und relativ zu einer Einführstelle der Borsten in den Borstenaufnahme
schacht verstellbar ist, so daß die Lage einer Borstenstapeloberfläche in dem Borsten
aufnahmeschacht bei dessen Verstellung relativ zur Einführstelle zumindest im we
sentlichen konstant beibehalten werden kann.
Mit dieser Vorrichtung läßt sich die Herstellung von Bürstendichtungen wesentlich
vereinfachen. Ferner kann die Produktivität in gleicher Weise wie bei dem erfin
dungsgemäßen Verfahren gesteigert werden.
Vorzugsweise enthält der Borstenaufnahmeschacht bei einer Weiterbildung der Er
findung eine die Einführstelle der Borsten bestimmende Abschluß-Schachtwand, die
bei der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes zur Bestimmung eines Schacht
eingangs stationär gehalten ist. Dies führt zusätzlich zu einer erhöhten Sicherheit und
einem verringerten Aufwand bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Alternativ oder zusätzlich kann zur Erleichterung des Betriebs der Vorrichtung zum
Herstellen von Bürstendichtungen nach der Erfindung vorgesehen sein, daß der Bor
stenaufnahmeschacht eine entfernbare Abschluß-Schachtwand enthält, so daß ein
Verbindungsbereich der Borsten mit der Bürstenwange in dem Borstenaufnahme
schacht freigebbar ist. Dadurch kann das Befestigen der Borsten an der zumindest
einen Bürstenwange besonders einfach, schnell und sicher durchgeführt werden.
Im Rahmen einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird eine die Einführstelle
der Borsten in den Borstenaufnahmeschacht bestimmende Umlenkrolle gegenüber
dem Borstenaufnahmeschacht zur Bestimmung eines Schachteingangs stationär ge
halten. Weiter ist hierbei ein synchron mit der Verstellung des Borstenaufnahme
schachtes über die Umlenkrolle zuführbares Band vorgesehen, das im Bereich eines
Schachtbodens des Borstenaufnahmeschachtes an letzterem anbringbar ist, wobei das
Band im Bereich des Borstenaufnahmeschachtes zumindest Bestandteil einer
Abschluß-Schachtwand ist. Diese Abschluß-Schachtwand kann somit z. B. durch ein
Stahlband gebildet sein, das von einer Zuführrolle her kommend über die Umlenk
rolle an den Schachtboden des Borstenaufnahmeschachtes angeschlossen ist. Syn
chron mit der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes wird das Band von der
Zuführrolle abgespult und deckt nach Umlenkung über die Umlenkrolle den Borsten
aufnahmeschacht ab. Dadurch tritt bei der Verstellung des Borstenaufnahmeschach
tes keine Relativbewegung zwischen den darin gestapelten Borsten und der
Abschluß-Schachtwand auf und die Lage der Borsten bleibt stabil erhalten. Das Band
kann z. B. durch eine mit der Zuführrolle zusammenwirkende Torsionsfeder gegen
über der Verstellbewegung des Borstenaufnahmeschachtes stramm gehalten werden.
Eine andere Fortbildung, die insbesondere, aber nicht nur bei der vorerläuterten Aus
gestaltung der Erfindung anwendbar ist, sieht vor, daß die Abschluß-Schachtwand
oder ggf. das Band zum Befestigen der Borsten an der zumindest einen Bürstenwan
ge und/oder zum Bilden der zumindest einen Bürstenwange beiträgt. So kann das
Band beispielsweise als sauberer Abschlußrücken auf dem herzustellenden Bürsten
ring oder Bürstenringsegment verbleiben.
Die Erfindung ist zwar nicht auf die Herstellung von ringförmigen Bürstendichtun
gen beschränkt, jedoch sehen die Erfinder darin den überwiegenden Anwendungsfall.
Dafür ist es vorteilhaft und dementsprechend bevorzugt, daß der Borstenaufnahme
schacht eine Ringnut oder einen Ringnutabschnitt, die bzw. der um das Ringzentrum
verstellbar ist, und eine die Ringnut oder den Ringnutabschnitt abdeckende
Abschluß-Schachtwand enthält, die insbesondere entfernbar und bei der Verstellung
des Borstenaufnahmeschachtes gegenüber einer Einführstelle der Borsten in den
Borstenaufnahmeschacht stationär ist. In Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann
ferner vorzugsweise vorgesehen sein, daß die Tiefe der Ringnut oder des Ringnut
abschnittes in Radialrichtung verläuft. Die mit dieser Anordnung herstellbaren Bür
stendichtungen weisen in Radialrichtung oder unter einem Winkel dazu in der Ra
dialebene liegende Borsten auf. Im Umfang der Erfindung ist es jedoch auch mög
lich, daß Bürstendichtungen hergestellt werden, deren Borsten hinsichtlich der Ring
form der Dichtung in Axialrichtung liegen.
Durch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung lassen sich besonders stabile und
haltbare Bürstendichtungen herstellen. Hierfür ist vorgesehen, daß der Borstenauf
nahmeschacht im Querschnitt eine T-Form aufweist, daß jeder der beiden Queraus
läufer der T-Form eine Ausnehmung für eine Bürstenwange bildet, und daß die Bor
sten in dem Borstenaufnahmeschacht mit einem ihrer Endbereiche zwischen den
beiden eingesetzten Bürstenwangen stapelbar sind, wobei der obere Abschnitt der
T-Form durch eine Abschluß-Schachtwand gebildet ist, die insbesondere entfernbar und
bei der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes gegenüber einer Einführstelle der
Borsten in den Borstenaufnahmeschacht stationär ist.
Wenn die zumindest eine Ausnehmung für eine Bürstenwange in dem Borstenauf
nahmeschacht von solcher Form und Größe ist, daß bei einer darin eingesetzten Bür
stenwange und in dem Borstenaufnahmeschacht gestapelten Borsten in einem Ver
bindungsbereich der letzteren mit der Bürstenwange ein Aufnahmeraum für Befesti
gungsmittel zum Befestigen der Borsten an der Bürstenwange gebildet ist, kann eine
größere Menge an Befestigungsmittel eingesetzt werden, um eine besonders feste und
dauerhafte Verbindung der Borsten mit der oder den Bürstenwange(n) zu erreichen.
Das Befestigen der Borsten an der zumindest einen Bürstenwange kann zusätzlich
oder alternativ dadurch erleichtert werden, daß ein Verbindungsbereich der Borsten
mit der zumindest einen Bürstenwange durch eine entfernbare Abschluß-Schacht
wand des Borstenaufnahmeschachtes abgedeckt und nach Entfernen der Abschluß-
Schachtwand von außen zugänglich ist.
Bevorzugt sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zum Befestigen der Borsten
an der zumindest einen Bürstenwange Einrichtungen zum Kleben, Schweißen oder
Löten, insbesondere einschließlich Einrichtungen zum Aufbringen oder Einbringen
eines härtbaren und auf die Materialien der Borsten und der Bürstenwange abge
stimmtes Befestigungsmittels, wie Klebe-, Löt- oder Schweißmittel, durch Bestrei
chen, Bespritzen, Galvanisieren, Sputtern, CVD, PVD oder Auffüllen am Verbin
dungsbereich, und/oder Einrichtungen zum Verschmelzen der neben der Bürstenwan
ge liegenden Endbereiche der Borsten vorgesehen.
Die Automatisierung und damit Betriebsgeschwindigkeit und -sicherheit der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen kann durch Bor
stenzuführeinrichtungen zum Einführen von Borsten in den Borstenaufnahmeschacht
weiter erhöht werden. Dabei ist es von Vorteil und daher bevorzugt, wenn die Bor
stenzuführeinrichtungen wenigstens einen Materialspender, wie eine Vorratstrommel
oder eine Ausgabedüse, für Borstenmaterial und eine Schneidevorrichtung zum Ab
schneiden des vom Materialspender abgezogenen Borstenmaterials auf eine vorgeb
bare Borstenlänge enthalten. Ferner können zusätzlich oder alternativ Behandlungs
einrichtungen zum Durchführen einer Oberflächenbehandlung von zumindest Berei
chen der Borsten in den Borstenzuführeinrichtungen enthalten sein, wobei ggf. die
Behandlungseinrichtungen vorzugsweise in Zuführrichtung der Borsten zu dem Bor
stenaufnahmeschacht der Schneidevorrichtung vorgeschaltet sind. Eine weitere Fort
bildung dieser Ausgestaltung sieht vor, daß die Borstenzuführeinrichtungen zum
Einführen von verschiedenen Borstenarten in den Borstenaufnahmeschacht insbeson
dere für vorgebbare Anordnungen der verschiedenen Borstenarten in dem Borsten
aufnahmeschacht ausgelegt sind, und daß die Borstenzuführeinrichtungen vorzugs
weise eine einstellbare Steuerung für die Anordnung der verschiedenen Borstenarten
in dem Borstenaufnahmeschacht enthalten. Damit lassen sich in Abhängigkeit vom
Einsatzbereich der herzustellen den Bürstendichtungen optimale Materialien und
Formen der Borsten auf einfache und rationelle Art in einer Dichtung kombinieren.
Vorzugsweise sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Bür
stendichtungen zur Borstenstapelbegrenzung in dem Borstenaufnahmeschacht ein
erstes und bevorzugt auch ein zweites Segmentabschlußteil vorgesehen, insbesondere
dann, wenn zunächst Bürstendichtungssegmente hergestellt werden. Diese Ausgestal
tung ist aber auch bei anderen nicht endlosen Dichtungsformen von Vorteil, da die
Segmentabschlußteile eine definierte und sichere Begrenzung der Bürste bieten und
zusätzlich ggf. als Transport- und Handhabungshalterungen oder Montageteile ver
wendet werden können.
Durch die Verwendung jedenfalls des ersten Segmentabschlußteils läßt sich als wei
terer Vorteil ein Boden des Borstenaufnahmeschachtes durch eine Lageoberfläche
des ersten Segmentabschlußteils bilden, die die Lage und Ausrichtung der gestapelten
Borsten relativ zu der zumindest einen Bürstenwange bestimmt. Damit kann auf
einfache Weise eine Neigung der Borsten gegenüber der zumindest einen Bürsten
wange eingestellt werden, die einem späteren Einsatz der Bürstendichtung an einer
Drehwelle Rechnung trägt.
Das Herausnehmen der zumindest einen eingesetzten Bürstenwange mit den daran
befestigten Borsten aus dem Borstenaufnahmeschacht kann gemäß einer anderen
Weiterbildung der Erfindung dadurch erleichtert werden, daß der Borstenaufnahme
schacht im Bereich der zumindest einen eingesetzten Bürstenwange wenigstens eine
ganz oder teilweise abnehmbare Seitenwand enthält.
Eine weitestgehende Automatisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Her
stellen von Bürstendichtungen läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch erreichen, daß
eine Steuerung vorgesehen ist, die zum Synchronisieren der Verstellung des Borsten
aufnahmeschachtes mit dessen Füllgrad mit Borsten ausgelegt ist. Vorzugsweise
beeinflußt diese Steuerung auch ggf. vorgesehene Borstenzuführeinrichtungen oder
erfaßt anhand letzterer den Füllgrad des Borstenaufnahmeschachtes. Die Automati
sierung kann dadurch optimiert werden, wenn die Steuerung die Borstenzuführein
richtungen und die Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes synchronisiert.
Weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen Ansprüchen und deren Kombinationen.
Die Erfindung wird nachfolgend zur Verdeutlichung anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben, in der:
Fig. 1 eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht auf eine erste Aus
führung der Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen zeigt,
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht längs der Linie II-II in der Fig. 1 ist,
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine erste Bauart einer Bürstendich
tung und einen Teil der Ausführung der Vorrichtung zum Herstellen von Bür
stendichtungen von Fig. 1 darstellt,
Fig. 4 ein schematischer Querschnitt durch eine zweite Bauart einer Bürstendich
tung und einen Teil der Ausführung der Vorrichtung zum Herstellen von Bür
stendichtungen von Fig. 1 in einer zur Fig. 2 analogen Darstellung ist,
Fig. 5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer dritten Bauart einer Bürsten
dichtung zeigt,
Fig. 6 eine schematische Querschnittsdarstellung einer vierten Bauart einer Bür
stendichtung zeigt,
Fig. 7 eine schematische Darstellung von einer Oberflächenbehandlung unterzoge
nem Borstenmaterial ist,
Fig. 8 eine schematische Querschnittsdarstellung einer fünften Bauart einer Bür
stendichtung mit Borsten zeigt, die unter Verwendung des Borstenmaterials
von Fig. 7 hergestellt wurden, und
Fig. 9 eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht auf eine zweite Aus
führung der Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen zeigt.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich
wirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Durch die Darstellungen in
der Zeichnung im einzelnen und deren Zusammenschau sind die erfindungsgemäßen
Ausgestaltungen für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich und verständlich, selbst
wenn nicht zu jeder Figur konkret darauf Bezug genommen ist.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung 1 zum Herstellen von Bürstendichtungen 2, von denen einige Ausfüh
rungsbeispiele in den Fig. 3, 4, 5, 6 und 8 schematisch und im Schnitt dargestellt
sind. Die Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Teils der Vorrichtung 1 aus der Fig. 1.
Die Vorrichtung 1 zum Herstellen von Bürstendichtungen 2 enthält einen Material
spender 3 in Form einer Trommel 4, wie beispielsweise einer Fasertrommel, mit
darauf aufgewickeltem Borstenmaterial 5, das z. B. Faser oder Fadenmaterial sein
kann. Letzteres wird durch Führungsrollen 6, 7 von der Trommel abgezogen und
einer Schneidevorrichtung 8 zugeführt, die eine Schneiderolle 9 und eine Gegenrolle
10 enthält. Die Schneiderolle 9 trägt an ihrem Umfang Schneidezähne 11, deren Ab
stand auf dem Schneiderollen- oder -radumfang der Länge der damit von dem Bor
stenmaterial 5 abschneidbaren Borsten 12 entspricht. Die Gegenrolle 10 kann den
Schneidezähnen 11 der Schneiderolle 9 positionsmäßig zugeordnete Vertiefungen
(nicht gezeigt) oder andere Einrichtungen oder Gestaltungen haben, die ein sicheres
und sauberes Abschneiden der Borsten 12 von dem Borstenmaterial 5 gewährleisten.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Führungsrollen 6, 7 als auch
die Schneiderolle 9 und die Gegenrolle 10 angetrieben, so daß sie das Borstenmateri
al 5 bzw. die davon abgeschnittenen Borsten 12 in Richtung auf einen Borstenauf
nahmeschacht 13 hin fördern. Zur Überbrückung der Wegstrecke von der Schneide
vorrichtung 8 zum Borstenaufnahmeschacht 13 hin ist eine Borstenführung 14 vor
gesehen, die rohr- oder schalenartig ist und die Borsten 12 sicher von der Schneide
vorrichtung 8 zum Borstenaufnahmeschacht 13 leiten. Um verschiedene Borsten 12
zum Borstenaufnahmeschacht 13 dirigieren zu können, der verschiedene Stellungen
und Anordnungen annehmen bzw. aufweisen kann, kann die Borstenführung 14 ent
sprechende Einstellmöglichkeiten bieten und/oder mehrfach vorhanden sein, um von
einer Mehrzahl von Materialspendern 3 Borstenmaterial 5 gleichzeitig oder abwech
selnd zum Borstenaufnahmeschacht 13 zuzuführen.
Der Borstenaufnahmeschacht 13, der auch in der Fig. 2 im Querschnitt dargestellt ist,
enthält eine Trägerscheibe 15, zwei auf deren Umfangsfläche 16 beabstandet ange
brachte Seitenringe 17, 18 als Schachtseitenwände und eine Abschluß-Schachtwand
19, die zwar relativ zu den Seitenringen 17, 18 positioniert, jedoch nicht mit diesen
verbunden ist. Die Abschluß-Schachtwand 19 hat in Richtung des Schachtverlaufs
eine Länge, die auf die Länge eines Bürstendichtungssegmentes 20 abgestimmt ist,
das unter Verwendung des Borstenaufnahmeschachtes 13 herstellbar und zum Auf
bau einer kompletten Bürstendichtung 2 verwendbar ist. Die Trägerscheibe 15 und
die zwei auf deren Umfangsfläche 16 beabstandet angebrachte Seitenringe 17, 18
bilden eine Ringnut oder einen Ringnutabschnitt, die bzw. der zur Ausbildung des
Borstenaufnahmeschachtes 13 von der Abschluß-Schachtwand 19 durch Verstellung
des Borstenaufnahmeschachtes 13 abgedeckt werden kann.
Die Länge der Abschluß-Schachtwand 19 in Richtung des Schachtverlaufs kann für
eine Mehrzahl von unterschiedlich langen Bürstendichtungssegmenten 20 geeignet
sein, da der Schachtboden 21 des Borstenaufnahmeschachtes 13 durch eine Lage
oberfläche 22 eines ersten Segmentabschlusses 23 gebildet ist, dessen Lage und Aus
dehnung in Richtung des Schachtverlaufs die für die Bürstendichtungssegmentbil
dung zur Verfügung stehende Länge innerhalb des Borstenaufnahmeschachtes 13 im
Rahmen der Länge der Abschluß-Schachtwand 19 bestimmt.
Es ist zu beachten, daß die Trägerscheibe 15 lediglich die innere Schachtwand 24
bilden muß und in ihren sonstigen Abmessungen frei ist. Statt der Trägerscheibe 15
kann auch eine Teilscheibe, ein Ring oder ein Teilring eingesetzt werden, solange
dadurch eine ausreichende Umfangsfläche gemäß der geplanten Länge der Bürsten
dichtungssegmente 20 bereitgestellt wird. Entsprechend können die Seitenringe 17,
18 auch durch Teilringe gebildet werden.
Die Trägerscheibe 15 ist zusammen mit den daran befestigten Seitenringen 17, 18 um
ihren Mittelpunkt A drehbar. Da die Abschluß-Seitenwand 19 nicht mit den Seiten
ringen 17, 18 verbunden ist, bleibt sie bei einer Drehung oder allgemein Verstellung
der Trägerscheibe 15 stationär und bildet an ihrem zur Drehrichtung (Verstellrich
tung) B der Trägerscheibe 15 im Sinne einer Verlängerung der wirksamen Länge des
Borstenaufnahmeschachtes 13 zur Aufnahme von Borsten 12 entgegengesetzt liegen
den Ende 25 eine ortsfeste Begrenzung einer Einführstelle 26 für Borsten 12 in den
Borstenaufnahmeschacht 13. Bei einer Drehung der Trägerscheibe 15 zur Verlänge
rung der wirksamen Länge des Borstenaufnahmeschachtes 13 zur Aufnahme von
Borsten 12 wird der erste Segmentabschluß 23 längs der Abschluß-Schachtwand 19
von der Einführstelle 26 für Borsten 12 weg bewegt.
Die Ausführungen der Vorrichtung 1 sind nicht auf solche beschränkt, die eine Dreh
verstellung der Trägerscheibe 15 enthalten. Die Form des Verstellweges kann wie
auch die Form des Schachtverlaufs an die Form der Bürstendichtungen 2 angepaßt
sein, die mit der Vorrichtung 1 hergestellt werden sollen.
Die Borsten 12 werden somit von der Schneidevorrichtung 8 über die Borstenfüh
rung 14 zur Einführstelle 26 geführt, von wo aus sie in den Borstenaufnahmeschacht
13 gestapelt werden. Mit zunehmender Füllung des Borstenaufnahmeschachtes 13
wird dieser durch Drehung der Trägerscheibe 15 so verstellt, daß die Oberfläche 27
des in dem Borstenaufnahmeschacht 13 gebildeten Borstenstapels 28 ihre Lage rela
tiv zur Einführstelle 26 zumindest im wesentlichen konstant beibehält. Wenn eine
vorgesehene Segmentgröße erreicht ist, d. h., wenn eine ausreichende Menge von
Borsten 12 in den Borstenaufnahmeschacht 13 gestapelt oder geschichtet wurde, wird
von der Einführstelle 26 her ein zweiter Segmentabschluß 29 in den Borstenaufnah
meschacht 13 eingesetzt, um z. B. den Borstenstapel 28 zu fixieren.
Bevor nun das Bürstendichtungssegment 20 fertiggestellt werden kann, ist eine Bür
stenwange 30 erforderlich, an der die Borsten 12 befestigt werden können. Bei dem
in der Zeichnung gezeigten und hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden
verfahrensmäßig zwei Bürstenwangen 30 in den Borstenaufnahmeschacht 13 einge
setzt. Der Borstenaufnahmeschacht 13 hat hierzu, wie am besten in der Querschnitts
darstellung der Fig. 2 zu erkennen ist, einen T-förmigen Querschnitt. Jede der beiden
Bürstenwangen 30 wird in einen je eine Ausnehmung 31 bildenden Querausläufer 32
der T-Form 33 eingesetzt, so daß er sich längs des Schachtverlaufes erstreckt. Die
Abschluß-Seitenwand 19 bildet den oberen Abschluß dieser T-Form 33. Die Seiten
des Querausläufers 32 der T-Form 33 und die Seiten des Stils der T-form 33 sowie
die Unterseiten der Querausläufer 32 werden durch die Seitenringe 17, 18 und der
Fuß der T-Form 33 wird durch die Trägerscheibe 16 gebildet. Die Seitenringe 17, 18
sind relativ gegeneinander spannbar, um die dazwischen angeordneten Borsten 12
sicher halten zu können.
Im Rahmen der Erfindung kommt es verfahrens- und vorrichtungsmäßig jedoch nicht
darauf an, ob die Bürstenwangen 30 vor dem Stapeln der Borsten 12 in dem Borsten
aufnahmeschacht 13 oder danach eingesetzt werden, oder ob die Bürstenwangen 30
durch Einspritzen eines geeigneten Materials vor oder nach dem Stapeln der Borsten
12 in dem Borstenaufnahmeschacht 13 in einem entsprechenden Formhohlraum des
Borstenaufnahmeschachtes 13, der dann den Ausnehmungen 31 entspräche, direkt
gebildet werden. Grundsätzlich ist die Erfindung auch nicht auf die Verwendung von
zwei Bürstenwangen 30 beschränkt. Beispielsweise könnte der Querschnitt des Bor
stenaufnahmeschachtes 13 auch eine L-Form (nicht gezeigt) haben, in deren Quersteg
nur eine Bürstenwange 30 zum Einsatz kommt. Aber auch jede andere auf den späte
ren Einsatzort der Bürstendichtungen 2 abgestimmte Querschnittsform des Borsten
aufnahmeschachtes 13 ist möglich.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die beiden Bürstenwangen 30
z. B. von der Einführstelle 26 her bei an den Seitenringen 17, 18 anliegender
Abschluß-Seitenwand 19 in die Ausnehmungen 31 des Borstenaufnahmeschachtes
13 eingesetzt werden. Es kann aber auch vor dem Einsetzen der Bürstenwangen 30 in
die Ausnehmungen 31 die Abschluß-Seitenwand 19 entfernt werden, so daß die Aus
nehmungen 31 frei zugänglich und die Bürstenwangen 30 so darin einsetzbar sind.
Wenn sich die Bürstenwangen 30 in den Ausnehmungen 31 des Borstenaufnahme
schachtes 13 und ein Borstenstapel 28 in beabsichtigtem Umfang in dem Borstenauf
nahmeschacht 13 befinden, wobei die Länge der Bürstenwangen 30 in der Schacht
verlaufsrichtung der Höhe des Borstenstapels 28 entspricht, und ggf. der zweite Seg
mentabschluß 29 angebracht wurde, können die Borsten 12 an den Bürstenwangen 30
befestigt oder damit verbunden werden. In dem Fall, daß die Bürstenwangen 30 di
rekt in den Ausnehmungen 31 des Borstenaufnahmeschachtes 13 gebildet werden,
nachdem der Borstenstapel 28 fertiggestellt wurde, kann die Verbindung von Borsten
12 mit den Bürstenwangen 30 beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Borsten 12
teilweise in die Bürstenwangen 30 eingegossen werden.
Werden jedoch vorgefertigte Bürstenwangen 30 verwendet und beispielsweise vor
dem Einschichten der Borsten 12 in den Borstenaufnahmeschacht 13 eingesetzt, so
müssen sie nach Fertigstellung des gewünschten Borstenstapels 28 mit den einzelnen
Borsten 12 verbunden werden. Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten, von de
nen einige unter Bezugnahme auf die in den Fig. 3, 4, 5, 6 und 8 dargestellten Aus
führungsbeispiele nachfolgend exemplarisch angegeben werden.
Um die Borsten 12 mit den Bürstenwangen 30 zu verbinden, kann ein Befestigungs
mittel 34 verwendet werden. Dieses Befestigungsmittel kann z. B. ein Kleber 35 sein,
der in einem Verbindungsbereich 36 der Borsten 12 mit den Bürstenwangen 30 auf
getragen wird und nach dem Aushärten eine feste Verbindung zwischen den Borsten
12 und den Bürstenwangen 30 sicherstellt. Der Kleber 35 ist auf die bei den Borsten
12 und den Bürstenwangen 30 verwendeten Materialien z. B. Keramik bzw. Metall
abgestimmt, so daß ein Spezialkleber für Keramik/Metall-Verbindungen zum Einsatz
kommt. Um eine möglichst große Klebefläche zu erhalten, ist bei der in der Fig. 3
gezeigten Ausführung der Bürstenwangen 30 vorgesehen, daß letztere einen
Verbindungs- oder Aufnahmeraum 37 ausbilden, der einen rechtwinkligen Quer
schnitt hat und ein Teil der Ausnehmungen 31 ist. Statt eines durchgehenden Verbin
dungsraums 37 können auch mehrere separate Verbindungsräume vorgesehen sein.
Dieser gesamte Verbindungsraum 37 kann mit dem Kleber 35 gefüllt werden, so daß
entsprechend der Darstellung in der Fig. 3 die in diesen Verbindungsraum 37 hinein
reichenden Endbereiche 38 der Borsten 12 ganz von dem Kleber 35 umgeben sind,
der andererseits an der Innenseite des Verbindungsraums 37 angreift. Die so erzeug
bare Verbindung ist äußerst fest und haltbar. Dies wird ferner dadurch verstärkt, daß
der Kleber 35 nach seinem Aushärten einen Steg 39 bildet, der von den freien unver
klebten Enden der Borsten 12 her betrachtet die Bürstenwangen 30 hintergreift und
somit mit letzteren eine formschlüssige Verbindung gegen eine Kraft auf die Borsten
12 in Richtung von den Bürstenwangen 30 zu den freien unverklebten Enden der
Borsten 12 hin bildet.
Der Verbindungsraum 37 bestimmt bei dieser Ausführung auch den Verbindungs
bereich 36, der durch Entfernen der Abschluß-Schachtwand 19 frei zugänglich ist.
Nach dem Entfernen der Abschluß-Schachtwand 19 kann daher der Kleber 35 pro
blemlos auf den Verbindungsbereich 36 aufgetragen oder ggf. in den Verbindungs
raum 37 eingefüllt werden. Eventuell wird oder ist der Verbindungsraum 37 oder
allgemein der Verbindungsbereich 36 vor, während und/oder nach dem Einfüllen des
Klebers 35 abgedeckt.
Es ist zu beachten, daß die Borsten 12 beim vorstehend erläuterten Ausführungsbei
spiel in einem Endbereich 38 mit den Bürstenwangen 30 verbunden sind. Die Erfin
dung ist jedoch unabhängig von der Befestigungsart der Borsten 12 an den Bürsten
wangen 30 nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise können die
Borsten 12 mit einem Mittelbereich (nicht bezeichnet) neben den Bürstenwangen 30
liegen und in Radialrichtung (bezüglich der Seitenringe 17, 18) über die Bürstenwan
gen 30 vorstehen. Damit kann eine Bürstendichtung (nicht dargestellt) mit einer In
nen- und einer Außenbürste geschaffen werden. Bei der letzteren Ausgestaltung ist
es z. B. möglich simultan zum Einschlichten der Borsten 12 in den Borstenaufnahme
schacht 13 im Verbindungsbereich der Borsten 12 mit den Bürstenwangen 30 Kleber
zu deren Verbindung aufzutragen.
Ferner müssen die Borsten 12 in der herzustellenden Bürstendichtung 2 allgemein
nicht zwangsweise radial verlaufen. Durch die Form und Stellung der Lageoberfläche
22 des ersten Segmentabschlusses 23 kann beispielsweise auch eine zwar in einer
Radialebene der Seitenringe 17, 18 liegende, aber unter einem Winkel zu deren Ra
dien verlaufende Borstenausrichtung erreicht werden, wie exemplarisch in der Fig. 1
dargestellt ist. Die Borsten 12 können aber auch in einer hinsichtlich der Seitenringe
17, 18 definierten Axialrichtung oder unter einem Winkel dazu verlaufen. Schließlich
ist es auch nicht erforderlich, daß die herzustellende Bürstendichtung ringförmig ist,
sondern sie kann jegliche lineare oder gekrümmte Form haben.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 wird nunmehr eine weitere Ausführungsform der
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren
herstellbaren Bürstendichtung 2 beschrieben. Die Anordnung der Borsten 12 und der
Bürstenwangen 30 ist analog zu derjenigen, die in der Fig. 3 dargestellt ist. Jedoch
hat der Verbindungsraum 37 einen dreieckigen oder V-förmigen Querschnitt, der sich
zur von den freien Enden der Borsten 12 abgewandten Seite der Bürstenwangen 30
hin erweitert. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird anstelle eines Klebers
35 ein Lot 40 als Befestigungsmittel 34 verwendet. Das Lot 40 kann in Abhängigkeit
von den Materialien der Borsten 12 und der Bürstenwangen 30 z. B. ein Paladiumlot
sein und in pastöser, aber auch gestückelter oder Pulver- oder Folienform in den
Verbindungsraum 37 eingebracht oder allgemein auf den Verbindungsbereich 36
aufgebracht werden.
Das Lot 40 kann durch Bestreichen des Verbindungsbereichs 36 darauf aufgebracht
oder in den zugehörigen Verbindungsraum 37 eingebracht werden. Dazu ist es aber
erforderlich, daß die Abschluß-Schachtwand 19 entfernt wird, damit der Bürsten
rücken 41 frei zugänglich ist. Mit demselben Effekt kann das Lot 40 aber beispielsweise
auch als eine Art Lotpaste mit einer Sprühpistole, wie einer Druckluft-Sprühpistole,
vergleichbarer solchen zum Farbauftrag, auf den Verbindungsbereichs 36 aufge
bracht oder in den zugehörigen Verbindungsraum 37 eingebracht werden. Dem Fach
mann sind hierzu weitere Möglichkeiten und Einrichtungen zu deren Realisierung
geläufig, so daß eine Beschreibung hiervon im einzelnen nicht erforderlich ist.
Damit das Lot 40 seine Haltewirkung ausüben kann, muß es geschmolzen werden,
was mit einem Punkt- oder Linienheizstrahler, einer Hochfrequenzanlage, einem
Laser o. dgl. (nicht gezeigt) kurzzeitig geschehen kann. Vorzugsweise geschieht das
Schmelzen des Lots 40 in einer Schutzgasatmosphäre. Nachdem das Lot 40 über
seinen Schmelzpunkt hinaus erwärmt und somit verflüssigt wurde, füllt es den Ver
bindungsraum 37 aus und dringt ggf. auch zwischen die Borsten 12 in deren entspre
chenden Endbereich 38 ein. Erkaltet das Lot 40 nun wieder, so verbindet es die Bor
sten 12 fest und dauerhaft untereinander und mit den Bürstenwangen 30 und bildet in
derselben Weise wie der Kleber 35 beim Beispiel der Fig. 3 einen Steg 39, der die
Bürstenwangen 30 im Bereich der Endbereiche 38 der Borsten 12 hintergreift.
Als weitere Möglichkeit kann, insbesondere, wenn mindestens ein Verbindungsraum
37 vorgesehen ist, das Lot 40 aber auch prozeßbegleitend während des Einstapelns
der Borsten 12 in den Borstenaufnahmeschacht 13 eingefüllt werden, ähnlich, wie es
oben bereits im Zusammenhang mit der Verwendung von Kleber 35 insbesondere bei
zweiseitigen Bürstendichtungen 2 mit Innen- und Außenbürsten erläutert wurde.
Über Düsen (nicht dargestellt) oder allgemein Ausgabeeinrichtungen, die z. B. im
Bereich der Einführstelle 26 für Borsten 12 in den Borstenaufnahmeschacht 13 an der
Abschluß-Schachtwand 19 angebracht sein können, kann gleichzeitig mit dem Zu
führen und Einschlichten der Borsten 12 in den Borstenaufnahmeschacht 13 Lot in
den Verbindungsraum oder ggf. die Verbindungsräume 37 eingefüllt werden. Besteht
der Borstenaufnahmeschacht 13 aus einem Material, das mit dem Lotmaterial keine
Verbindung eingeht, so kann zum Schmelzen des Lots 40 der Borstenaufnahme
schacht 13 insgesamt oder an geeigneten Stellen aufgeheizt werden und bildet gleich
sam eine Form für das Lot 40, so daß es bei seinem Erkalten automatisch eine vor
bestimmbare Form und Oberfläche erhält.
Eventuell ist es aber bei allen entsprechenden Ausführungsformen, bei denen mit Lot
40 gearbeitet wird, auch möglich, letzteres bereits in geschmolzenem Zustand in den
Verbindungsraum 37 einzufüllen. Alternativ zu den vorbeschriebenen Anwendungs
formen des Lots 40 kann es auch beispielsweise durch ein Flammspritzverfahren
oder als Plasma, das Metall- und/oder Keramikbestandteile enthält, durch ein Plas
maspritzverfahren o. ä. auf den Verbindungsbereich 36 aufgebracht oder in den Ver
bindungsraum 37 eingebracht werden. Auch dieses Verfahren kann grundsätzlich
sowohl bei frei zugänglichem Bürstenrücken 41, d. h. bei abgenommener Abschluß-
Schachtwand 19, durchgeführt werden, als auch verfahrensbegleitend bereits wäh
rend des Einlagerns der Borsten 12 in den Borstenaufnahmeschacht 13 erfolgen.
Entsprechende Düsen (nicht dargestellt) können an der Einführstelle 26 z. B. an der
Abschluß-Schachtwand 19 eingerichtet werden.
Allgemein können Kleber 35 oder Lot 40 jeweils artbezogen durch Bestreichen, Be
spritzen, Besprühen, Galvanisieren, Sputtern, CVD, PVD oder Auffüllen des Verbin
dungsbereiches 36 auf diesen aufgebracht oder in den zugehörigen Verbindungsraum
37 eingebracht werden. Dabei ist in Abhängigkeit von der Verfahrensweise ein Ent
fernen der Abschluß-Schachtwand 19 vor der Behandlung des Verbindungsbereichs
36 mit Kleber 35 oder Lot 40 erforderlich oder optional, damit der Bürstenrücken 41
ggf. frei zugänglich ist.
Das Verbinden der Borsten 12 mit den Bürstenwangen 30 mittels einer galvanischen
Schicht am Bürstenrücken 41 eignet sich besonders dann, wenn die damit ausgestat
tete Bürstendichtung 2 für einen Einsatz in einem niedrigen Temperaturbereich vor
gesehen ist.
Der Verbindungsraum 37 kann, wenn er überhaupt vorgesehen wird, auch einen an
deren als rechtwinkligen oder dreieckigen Querschnitt haben. Beispielsweise kann
der Verbindungsraum auch einen solchen Querschnitt haben, der sich mit den Bür
stenwangen 30 zu einen Kreis ergänzt. Eine mit entsprechenden Bürstenwangen 30
und einem passen den Verbindungsraum 37 hergestellte Bürstendichtung 2 oder ein
Segment davon ist in der Fig. 5 im Querschnitt dargestellt. Die Verbindung der Bor
sten 12 mit den Bürstenwangen 30 wurde bei diesem Ausführungsbeispiel durch
Erwärmen oder Aufheizen mittels eines Lasers, Plasmabrenners o. dgl. unter Zugabe
von artgleichem Material hergestellt. Bei den Borsten 12 dieser Ausführung handelt
es sich z. B. um Quarzfasern. Es könnten ferner ohne Einschränkung auf das vorlie
gende Ausführungsbeispiel allgemein aber auch Aluminiumoxidfasern usw. verwen
det werden. Durch Zugabe des artgleichen Materials kann die Größe und Form der
Schmelzraupe 42 variiert werden. Durch das Verschmelzen von Borsten 12 und Bür
stenwangen 30 werden diese integral verbunden.
Beispielsweise kann der Verbindungsraum 37 ferner z. B. im Zusammenhang mit
einem kreisrunden Querschnitt der Bürstenwangen 30 nach der Verbindung mit den
Borsten 12 auch durch eine entsprechende Formgebung der Abschluß-Schachtwand
19 ausgebildet sein. Dazu ist dann an dem schachtinnenseitigen Abschnitt der
Abschluß-Schachtwand 19 eine entsprechende Nut oder Ausnehmung (nicht dar
gestellt) vorgesehen. Diese Ausgestaltung der Vorrichtung 1 zum Herstellen von
Bürstendichtungen 2 ist nicht auf die Herstellung kreisrunder Bürstenwangen 30
begrenzt, sondern kann grundsätzlich bei jeder Geometrie der Bürstenwangen einge
setzt oder mit anderen Ausgestaltungen kombiniert werden.
Eine andere Form der Schmelzraupe 42 ist in der Fig. 6 dargestellt. Die hier gezeigte
Ausführung der Bürstendichtung 2 wurde mit demselben Verfahren hergestellt, wie
die in der Fig. 5 gezeigte Ausführung, jedoch wurden solche Bürstenwangen 30 in
Verbindung mit einem derartigen Verbindungsraum 37 verwendet, daß sie nach der
Verbindung mit den Borsten 12 einen rechtwinkligen Querschnitt haben.
Das verwendete Borstenmaterial 5 kann optional auch beispielsweise vor dem
Schneiden mit der Schneidevorrichtung 8 abschnittweise beschichtet werden, um an
den Borsten 12 Beschichtungsabschnitte 43 auszubilden, die beim Verbinden mit den
Bürstenwangen 30 dazu beitragen, daß die Borsten 12 untereinander und an den Bür
stenwangen 30 einfacher und/oder besser befestigt werden können. Als Beschichtun
gen in den Beschichtungsabschnitten 43 können Lot oder allgemein Metall verwen
det werden, das durch Bestreichen, Besprühen, Sputtern, Galvanisieren, CVD, PVD
u.ä. auf die Borsten 12 bereichsweise aufgebracht werden kann.
Nach dem Schneiden dieses Borstenmaterials 5 in Borsten 12 durch die Schneidevor
richtung 8 und dem Einsortieren oder Stapeln der Borsten 12 in den Borstenaufnah
meschacht 13 kommen die Beschichtungsabschnitte 43 neben oder zwischen die
Bürstenwangen 30 und lassen sich z. B. im Fall einer Lotbeschichtung durch eine
Wärmebehandlung damit verbinden.
In der Fig. 7 ist ein entsprechender Teil von Borstenmaterial 5 exemplarisch dar
gestellt, auf dem Beschichtungsabschnitte 43 in den später zwischen den Bürsten
wangen 30 liegenden Endbereichen 38 der Borsten 12 aufgebracht sind. Eine von
diesem Borstenmaterial 5 abgeschnittene Borste 12 ist in der Fig. 8 zwischen zwei
Bürstenwangen 30 befestigt gezeigt. Wenn beispielsweise in den Beschichtungs
abschnitten 43 Lot 40 auf das Borstenmaterial 5 aufgebracht ist, wird beim Schmel
zen dieses Lots 40 sowie von Lot 40, das sich auf dem Verbindungsbereich 36 befin
det, in optimaler Weise sichergestellt, daß über eine ausreichende Länge der Borsten
12 neben den Bürstenwangen 30 genügend Lot 40 für eine feste und dauerhafte Ver
bindung sowohl der Borsten 12 untereinander, als auch mit den Bürstenwangen 30
vorhanden ist.
Alternativ kann es bereits ausreichen, wenn in den Beschichtungsabschnitten 43 der
Borsten 12 Lot 40 aufgetragen ist, nur dieses Lot 40 zum Befestigen der Borsten 12
untereinander und an den Bürstenwangen 30 zu verwenden.
Statt Lot 40 können in den Beschichtungsabschnitten 43 auch jegliche andere für die
Befestigung der Borsten 12 untereinander und an den Bürstenwangen 30 geeignete
oder solche Befestigungen fördernde oder erleichternde Materialien in den Endberei
chen 38 der Borsten 12 aufgebracht werden. Ferner kann auch jede andere Oberflä
chenbehandlung außer einer Beschichtung zusätzlich oder alternativ vorgenommen
werden. Lediglich beispielsweise wird hier das Aufrauhen eines Oberflächenbereichs
der Borsten 12 angegeben, der später beschichtet wird und/oder zwischen den Bür
stenwangen 30, ggf. insbesondere in einem Verbindungsraum 37, liegt. Die für sol
che Oberflächenbehandlungen erforderlichen und/oder verwendbaren Behandlungs
einrichtungen sind den Fachleuten bekannt und brauchen daher hier nicht im ein
zelnen beschrieben werden.
Die Wahl der Art der Verbindung der Borsten 12 mit den Bürstenwangen 30 oder der
Ausbildung der letzteren kann in Abhängigkeit vom späteren Einsatz der Bürsten
dichtungen 2 getroffen werden. Wenn zunächst, wie in den Ausführungsbeispielen
gezeigt und dazu beschrieben wurde, Bürstendichtungssegmente 20 hergestellt wer
den, brauchen diese abschließend nur geeignet kombiniert werden, um eine vollstän
dige Bürstendichtung 2 zu ergeben.
Der Vollständigkeit halber wird noch angegeben, daß die Borsten 2 und die Bürsten
wangen 30 in Abhängigkeit vom späteren Einsatz der daraus gebildeten Bürstendich
tungen 2 aus jeglichem keramischen oder metallischen, aber auch sonstigen Material
bestehen können.
Die Anlage oder Vorrichtung 1 zum Herstellen von Bürstendichtungen 2 enthält auch
eine Steuerung 44 (Fig. 1), die für die Verstellung der Trägerscheibe 16 oder allge
mein des Borstenaufnahmeschachtes 13 in Abhängigkeit vom Füllzustand des letzte
ren mit Borsten 12 Sorge trägt. Um den Füllzustand des Borstenaufnahmeschachtes
13 mit Borsten 12 feststellen zu können, ist die Steuerung 44 mit Detektionseinrich
tungen (nicht dargestellt) verbunden, die jegliche gebräuchliche Ausgestaltung haben
können. Als Detektionseinrichtungen eigenen sich z. B. Lichtschranken, die an der
Einführstelle 26 der Borsten 12 in den Borstenaufnahmeschacht 13 beispielsweise an
der Abschluß-Schachtwand 19 angebracht sein können.
Die Steuerung 44 kann aber auch mit den Borstenzuführeinrichtungen 45 gekoppelt
sein, die durch den Materialspender 3 mit der Trommel 4 mit darauf aufgewickeltem
Borstenmaterial 5, die Führungsrollen 6, 7, die Schneidevorrichtung 8 mit der
Schneiderolle 9 und der Gegenrolle 10 und die Borstenführung 14 gebildet ist. Dann
kann die Steuerung 44 Informationen über die zugeführte Menge von Borsten 12
bereits von den Borstenzuführeinrichtungen 45 erhalten, daraus die Füllmenge in
dem Borstenaufnahmeschacht 13 ermitteln und in Abhängigkeit davon die Verstel
lung des Borstenaufnahmeschachtes 13 steuern. Dadurch wird der Herstellungspro
zeß der Bürstendichtungen 2 oder der Bürstendichtungssegmente 20 weitgehend
automatisiert und kann rationell ablaufen.
Durch die Kopplung der Steuerung 44 mit den Borstenzuführeinrichtungen 45 kann
erstere auch die Zuführung von Borsten 12 zum Borstenaufnahmeschacht 13
mengen- und ggf. artmäßig steuern. Insbesondere ist es somit dadurch möglich, ver
schiedenartige Borsten in einer vorgebbaren Weise in einer Bürstendichtung 2 zu
kombinieren, was jedoch auch durch eine vorgegebene Zuführungsart alleine mög
lich ist. Die Kopplung der Steuerung 44 mit den Borstenzuführeinrichtungen 45 er
möglicht aber auch eine gesteuerte Betätigung und ggf. Überwachung aller Kompo
nenten der Borstenzuführeinrichtungen 45 selbst, wodurch ein noch höherer Automa
tisierungsgrad und damit eine weitergehende Rationalisierung des Herstellungsver
fahrens von Bürstendichtungen 2 erreichbar ist.
In der Fig. 9 ist eine weitere Ausführung der Vorrichtung zum Herstellen von Bür
stendichtungen gezeigt. Diese Ausführung ist, wie der Vergleich zeigt, weitgehend
identisch mit der in der Fig. 1 dargestellten Version. Unterschiedlich ist jedoch die
Gestaltung der Abschluß-Schachtwand 19. Bei der Ausführung gemäß Fig. 9 ist die
Abschluß-Schachtwand 19 nämlich nicht wie bei der Gestaltung nach Fig. 1 fest mit
der Trommel 4 bzw. den Seitenringen 17, 18 verbunden, sondern besteht aus einem
Band 46, das im Bereich des Schachtbodens 21 über eine Befestigung 47 an den
Borstenaufnahmeschacht 13 angeschlossen ist. Während der Verstellbewegung des
Borstenaufnahmeschachtes 13 synchron zum Einführen der Borsten 12 wird das
Band 46, das z. B. ein Stahlband sein kann, über eine Umlenkrolle 48 von einer Zu
führrolle 49 zugeführt. Die Zuführrolle 48 bestimmt somit die Einführstelle 26 für
Borsten 12 beispielsweise von den Borstenzuführeinrichtungen 45.
Damit das Band 46 straff an den Borstenaufnahmeschacht 13 angelegt werden kann,
kann die Zuführrolle 49 entgegen der Abzugsbewegung des Bandes 46 durch die
Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes 13 z. B. mit einer Torsionsfeder (nicht
gezeigt) beaufschlagt werden, die eine entsprechende Rückhaltekraft bereitstellt.
Ferner kann die Umlenkrolle 48 gleichzeitig als Anpreßrolle fungieren, um so die
optimale Positionierung des Bandes 46 über dem Borstenaufnahmeschacht 13 zu
gewährleisten.
Die Ausgestaltung der Abschluß-Schachtwand 19 als Band 46 stellt sicher, daß es zu
keiner Relativbewegung zwischen der Abschluß-Schachtwand 19 und den in den
Borstenaufnahmeschacht 13 gestapelten Borsten 12 kommt, so daß diese ihre einge
schlichtete Lage stabil beibehalten. Die Ausführung der Abschluß-Schachtwand 19
als ein oder mit einem Band 46 ist besonders bei größeren Bürstendichtungssegmen
ten 20 vorteilhaft.
Das Band 46 kann nach dem Einstapeln der Borsten 12 vor deren Weiterverarbeitung
zur Bürstendichtung 2 leicht entfernt werden, indem die Befestigung 47 gelöst wird.
Wenn eine o.g. Torsionsfeder o. ä. vorhanden ist, bewirkt diese dann das Aufwickeln
des Bandes 46 auf die Zuführrolle 49. Alternativ kann das Band 46 aber auch als
Verbrauchsmaterial an dem Borstenaufnahmeschacht 13 verbleiben und beispiels
weise den Rücken der herzustellenden Bürstendichtung 2 bilden. Das Band 46 ist
ferner nicht auf Stahlbänder o. ä. beschränkt. Es kann auch ein beschichtetes oder
unbeschichtetes Kunststoffband sein, das aus Stabilitätsgründen ggf. über ein stabile
res Band oder eine Gliederkette abgestützt ist. Ferner kann das Band so geformt sein,
daß es eine oder zwei Bürstenwangen 30 enthält, die dann gleichzeitig mit der Zufüh
rung des Bandes 46 in den Borstenaufnahmeschacht 13 eingeführt werden.
Mit den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen zum Herstellen von Bürstendich
tungen 2 können letztere somit sehr günstig hergestellt werden.
Dazu wird mit der Schneidevorrichtung 8 das von dem Materialspender 3 abgezoge
ne Borstenmaterial 5 in Borsten vorgegebener Länge geschnitten. Vorher oder nach
her kann ggf. eine Oberflächenbehandlung der Borsten 12 durchgeführt werden. Die
somit erhaltenen Borsten 12 werden in den Borstenaufnahmeschacht 13 gestapelt, der
von der Steuerung 44 in Abhängigkeit von seinem Füllzustand mit Borsten 12 so
verstellt wird, daß die Oberfläche des Borstenstapels 28 während der Zuführung der
Borsten 12 immer eine zumindest annähernd konstante Lage beibehält, die insbeson
dere der Einführstelle 26 an der ortsfesten oder stationären Abschluß-Schachtwand
19 entspricht. Durch diese Steuerung wird sichergestellt, daß die zugeführten Borsten
12 immer an der Einführstelle 26 in einer definierten Weise in den Borstenaufnahme
schacht 13 ggf. auf der Oberfläche 27 eines bereits begonnenen Borstenstapels 28
abgelegt werden. Dadurch wird weiterhin sichergestellt, daß die Borsten 12 in einer
exakten Lage und Ausrichtung gestapelt werden, in der sie letztlich in der Bürsten
dichtung 2 zur Verfügung stehen sollen.
Während des Füllvorgangs des Borstenaufnahmeschachtes 13 wird somit, wenn die
ser Vorgang kontinuierlich abläuft, die Trägerscheibe 16 in gleicher Weise oder syn
chron in Abhängigkeit von der Füllhöhe in dem Borstenaufnahmeschacht 13 kontinu
ierlich gedreht. Dagegen bleibt die Abschluß-Schachtwand 19 ortsfest oder stationär,
wie auch die Borstenzuführeinrichtungen 45.
Mit der Schneidevorrichtung 8 können die Borsten 12 von dem Borstenmaterial 5
exakt auf eine erforderliche Länge abgeschnitten werden. Die Borsten 12 können
dann, nachdem sie über die Borstenführung 14 in den Borstenaufnahmeschacht 13
eingeführt wurden, darin in jeglicher gewünschten Lage gestapelt werden, die durch
die Lageoberfläche 22 des ersten Segmentabschlusses 23 vorgebbar ist. Die Borsten
12 können daher z. B. so eingelagert werden, daß sie schräg zum Querschnitt des
Borstenaufnahmeschachtes 13 verlaufen, um einem späteren Einsatz der Bürsten
dichtung 2 an einer in eine Richtung laufenden Drehwelle Rechnung zu tragen. Die
Querschnittsform des Borstenaufnahmeschachtes 13 selbst kann ebenfalls in Abhän
gigkeit vom späteren Einsatzort der Bürstendichtung 2 festgelegt werden.
Die Lage, Ausrichtung und Stapelhöhe der Borsten 12 in dem Borstenaufnahme
schacht 13 wird somit durch die Segmentabschlüsse 23, 29 bestimmt, die auch der
Festlegung der Borsten 12 in dem Borstenaufnahmeschacht 13 dienen, nachdem ggf.
die Abschluß-Schachtwand 19 abgenommen wurde. Ist eine vorgesehene Segment
größe eines herzustellen den Bürstendichtungssegmentes 20 erreicht, wird ggf. der
zweite Segmentabschluß 29 an das Borstenpaket oder den Borstenstapel 28 geführt.
Die Abschluß-Schachtwand 19 kann nun entfernt werden. Der Bürstenrücken 41 mit
dem Verbindungsbereich 36 ist dann frei zugänglich.
Durch Befestigungsmittel 34 werden dann die Borsten 12 untereinander und mit den
Bürstenwangen 30 verbunden, die vorher in den Borstenaufnahmeschacht 13 einge
setzt wurden oder alternativ darin ausgebildet wurden, was vor, während oder nach
dem Einschlichten der Borsten 12 erfolgen kann. Abschließend kann die Bürsten
wange 30 oder können die Bürstenwangen 30 zusammen mit den daran befestigten
Borsten 12 aus dem Borstenaufnahmeschacht 13 entnommen werden. Um dies zu
erleichtern, können die Seitenringe 17, 18 ganz oder teilweise von der Trägerscheibe
16 abnehmbar sein. Wenn mit dem soweit beschriebenen Verfahren nur Bürstendich
tungssegmente 20 hergestellt wurden, müssen diese nur noch zu einer vollständigen
Bürstendichtung 2 kombiniert, d. h. aneinander befestigt werden.
Die vorstehende Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Vorrichtung zum
Herstellen von Bürstendichtungen und des analog entsprechenden Verfahrens im
Rahmen der Erfindung dient lediglich der Verdeutlichung einzelner Vorrichtungs- und
Verfahrensmerkmale. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die konkreten Ausfüh
rungsformen beschränkt, die im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben sind.
Der gesamte Umfang der Erfindung wird insbesondere durch die Ansprüche, aber
auch die Ausführungen dazu im einleitenden Teil dieser Beschreibung bestimmt.
Claims (37)
1. Verfahren zur Herstellung von Bürstendichtungen, bei dem Borsten mittels einer
Aufnahmevorrichtung an Bürstenwangen angeordnet und danach an den
Bürstenwangen befestigt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- - Stapeln von Borsten (12) in einen Borstenaufnahmeschacht (13) derart, daß die Borsten (12) teilweise neben dem Platz für zumindest eine Bürstenwange (30) liegen,
- - Verstellen des Borstenaufnahmeschachtes (13) in Synchronisation mit dem Stapeln der Borsten (12) relativ zu einer Einführstelle (26) der Borsten (12) in den Borstenaufnahmeschacht (13), so daß die Lage einer Borstenstapeloberfläche (27) in dem Borstenaufnahmeschacht (13) relativ zur Einführstelle (26) zumindest im wesentlichen konstant bleibt,
- - Befestigen der Borsten (12) an zumindest einer Bürstenwange (30) in dem Borstenaufnahmeschacht (13), und
- - Entnehmen der zumindest einen Bürstenwange (30) mit den daran befestigten Borsten (12) aus dem Borstenaufnahmeschacht (13).
2. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Borstenaufnahmeschacht (13) zwei Bürstenwangen
(30) eingesetzt und die Borsten (12) in dem Borstenaufnahmeschacht (13) so
gestapelt werden, daß die Borsten (12) teilweise zwischen den beiden
Bürstenwangen (30) liegen.
3. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Borsten (12) zum Stapeln in dem Borsten
aufnahmeschacht (13) in letzteren von Borstenzuführeinrichtungen (45) eingeführt
werden.
4. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Borstenzuführeinrichtungen (45) wenigstens einen
Materialspender (3), wie eine Vorratstrommel (4) oder eine Ausgabedüse, für
Borstenmaterial (5) und eine Schneidevorrichtung (8) zum Abschneiden des
vom Materialspender (3) abgezogenen Borstenmaterials (5) auf eine vorgeb
bare Borstenlänge enthalten.
5. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Einführstelle (26) der
Borsten (12) in den Borstenaufnahmeschacht (13) bestimmende Abschluß-
Schachtwand (19) des Borstenaufnahmeschachtes (13) während der Verstel
lung des letzteren zur Bestimmung eines Schachteingangs stationär gehalten
wird.
6. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Einführstelle (26) der Borsten (12)
in den Borstenaufnahmeschacht (13) bestimmende Umlenkrolle (48) während
der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes (13) zur Bestimmung eines
Schachteingangs gegenüber diesem stationär gehalten wird, und daß synchron
mit der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes (13) über die Umlenkrolle
(48) ein Band (46) zugeführt wird, das im Bereich eines Schachtbodens (21)
des Borstenaufnahmeschachtes (13) an letzterem angebracht ist, wobei das
Band (46) im Bereich des Borstenaufnahmeschachtes (13) zumindest Be
standteil einer Abschluß-Schachtwand (19) ist.
7. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschluß-Schachtwand (19)
oder ggf. das Band (46) zum Befestigen der Borsten (12) an der zumindest
einen Bürstenwange (30) und/oder zum Bilden der zumindest einen Bürsten
wange (30) beiträgt.
8. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Befestigen der Borsten (12)
an der zumindest einen Bürstenwange (30) eine Abschluß-Schachtwand
(19) des Borstenaufnahmeschachtes (13) entfernt wird, um wenigstens einen
Verbindungsbereich (36) der Borsten (12) mit der zumindest einen Bürsten
wange (30) freizugeben.
9. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigen der Borsten (12) an
der zumindest einen Bürstenwange (30) durch Kleben, Löten oder Schweißen
erfolgt, und daß insbesondere zum Befestigen der Borsten (12) an der zumin
dest einen Bürstenwange (30) an einem Verbindungsbereich (36) ein härt
bares und auf die Materialien von Borsten und Bürstenwange abgestimmtes
Befestigungsmittel (34) durch Bestreichen, Bespritzen, Galvanisieren, Sput
tern, CVD, PVD oder Auffüllen des Verbindungsbereiches (36) aufgebracht
bzw. eingebracht wird.
10. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Befestigungsmittel (34) ein Kleber (35), wie beispiels
weise ein Metall- und/oder Keramikkleber, oder ein Metall oder Lot (40),
insbesondere ein Aktivlot, wie z. B. Paladiumlot, das am Verbindungsbereich
(36) in einem pulverisierten, gestückelten, pastösen oder folienartigen Zu
stand, in dem es anschließend z. B. mit einem Punkt- oder Linienheizstrahler,
einer Hochfrequenzanlage, einem Laser o. dgl. kurzzeitig bis zu seinem
Schmelzpunkt erwärmt wird, oder beispielsweise durch ein Flammspritzver
fahren oder als Plasma, das Metall- und/oder Keramikbestandteile enthält,
durch ein Plasmaspritzverfahren o. ä. auf- oder eingebracht wird.
11. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (12) in ihrem neben
der zumindest einen Bürstenwange (30) liegenden Bereich durch Verwen
dung beispielsweise eines Lasers, Plasmabrenners o. ä. verschmolzen werden.
12. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Verschmelzen der Borstenenden bezüglich der
Borsten (12) und/oder der zumindest einen Bürstenwange (30) artgleiches
Material zugegeben wird.
13. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (12) vor dem Ein
führen in den Borstenaufnahmeschacht (13) zum Stapeln darin in ihrem ne
ben der zumindest einen Bürstenwange (30) zu liegen kommenden Bereich
einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, die das Befestigen der Bor
sten (12) an der zumindest einen Bürstenwange (30) begünstigt.
14. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung das Aufbringen eines auf
die Materialien von Borsten (12) und Bürstenwange (30) abgestimmten Be
festigungsmittels (34) oder Hilfsmittels für die spätere Befestigung der Bor
sten (12) an der zumindest einen Bürstenwange (30) durch Bestreichen, Be
spritzen, Galvanisieren, Sputtern, CVD oder PVD und/oder eine Behandlung
zur Oberflächenvergrößerung der Borsten (12) in diesem Bereich enthält.
15. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten (12) in einem ihrer
Endbereiche (38) oder in einem Zwischenbereich an der zumindest einen Bür
stenwange (30) befestigt werden.
16. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die zumindest eine Bürstenwange (30) mit den daran be
festigten Borsten (12) ein Bürstendichtungssegment (20) darstellt, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Bürstendichtungssegmente (20) zu einer voll
ständigen Bürstendichtung (2) kombiniert werden.
17. Herstellungsverfahren für Bürstendichtungen nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß vor dem Einführen von Borsten (12) in den Borstenauf
nahmeschacht (13) in letzteren ein erstes Segmentabschlußteil (23) eingesetzt
wird, daß vor dem Befestigen der Borsten (12) an der zumindest einen Bür
stenwange (30) ein zweites Segmentabschlußteil (29) in den Borstenaufnah
meschacht (13) eingesetzt wird, und daß die ersten und zweiten Segmentab
schlußteile (23, 29) vor dem Kombinieren einzelner Bürstendichtungsseg
mente (20) zu einer vollständigen Bürstendichtung (2) entfernt werden.
18. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen, mit einer Halterung zur
Ausbildung von einer Bürstenwange mit daran zur Bildung einer Bürsten
dichtung befestigten Borsten, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung
durch einen Borstenaufnahmeschacht (13) gebildet ist, der in seinem Schacht
verlauf zumindest eine Ausnehmung (31) für eine Bürstenwange (30) auf
weist, so daß in dem Borstenaufnahmeschacht (13) gestapelte Borsten (12)
teilweise neben der zumindest einen Bürstenwange (30) liegen können, und
relativ zu einer Einführstelle (26) der Borsten (12) in den Borstenaufnahme
schacht (13) verstellbar ist, so daß die Lage einer Borstenstapeloberfläche
(27) in dem Borstenaufnahmeschacht (13) bei dessen Verstellung relativ zur
Einführstelle (26) zumindest im wesentlichen konstant beibehaltbar ist.
19. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach Anspruch 18, da
durch gekennzeichnet, daß der Borstenaufnahmeschacht (13) eine die Ein
führstelle (26) der Borsten (12) bestimmende Abschluß-Schachtwand (19)
enthält, die bei der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes (13) zur Be
stimmung eines Schachteingangs stationär gehalten ist.
20. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach Anspruch 18, da
durch gekennzeichnet, daß eine die Einführstelle (26) der Borsten (12) in
den Borstenaufnahmeschacht (13) bestimmende Umlenkrolle (48) gegenüber
dem Borstenaufnahmeschacht (13) zur Bestimmung eines Schachteingangs
stationär gehalten wird, und daß ein synchron mit der Verstellung des Bor
stenaufnahmeschachtes (13) über die Umlenkrolle (48) zuführbares Band (46)
vorgesehen ist, das im Bereich eines Schachtbodens (21) des Borstenaufnah
meschachtes (13) an letzterem anbringbar ist, wobei das Band (46) im Be
reich des Borstenaufnahmeschachtes (13) zumindest Bestandteil einer
Abschluß-Schachtwand (19) ist.
21. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschluß-Schachtwand
(19) oder ggf. das Band (46) zum Befestigen der Borsten (12) an der zumin
dest einen Bürstenwange (30) und/oder zum Bilden der zumindest einen Bür
stenwange (30) beiträgt.
22. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenaufnahmeschacht
(13) eine entfernbare Abschluß-Schachtwand (19) enthält, so daß ein Verbin
dungsbereich (36) der Borsten (12) mit der zumindest einen Bürstenwange
(30) in dem Borstenaufnahmeschacht (13) freigebbar ist.
23. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenaufnahmeschacht
(13) eine Ringnut oder einen Ringnutabschnitt, die bzw. der um das Ringzen
trum(Mittelpunkt A) verstellbar ist, und eine die Ringnut oder den Ringnut
abschnitt abdeckende Abschluß-Schachtwand (19) enthält, die insbesondere
entfernbar und bei der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes (13) ge
genüber einer Einführstelle (26) der Borsten (12) in den Borstenaufnahme
schacht (13) stationär ist.
24. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach Anspruch 23, da
durch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Ringnut oder des Ringnutabschnit
tes in Radialrichtung verläuft.
25. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenaufnahmeschacht
(13) im Querschnitt eine T-Form (33) aufweist, daß jeder der beiden Quer
ausläufer (32) der T-Form (33) eine Ausnehmung (31) für eine Bürstenwange
(30) bildet, und daß die Borsten (12) in dem Borstenaufnahmeschacht (13)
mit einem ihrer Endbereiche (38) zwischen den beiden eingesetzten Bürsten
wangen (30) stapelbar sind, wobei der obere Abschnitt der T-Form (33) durch
eine Abschluß-Schachtwand (19) gebildet ist, die insbesondere entfernbar und
bei der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes (13) gegenüber einer Ein
führstelle (26) der Borsten (12) in den Borstenaufnahmeschacht (13) stationär
ist.
26. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Ausneh
mung (31) für eine Bürstenwange (30) in dem Borstenaufnahmeschacht (13)
von solcher Form und Größe ist, daß bei einer darin eingesetzten Bürstenwan
ge (30) und in dem Borstenaufnahmeschacht (13) gestapelten Borsten (12) in
einem Verbindungsbereich (36) der letzteren mit der zumindest einen Bür
stenwange (30) ein Aufnahmeraum (37) für Befestigungsmittel (34) zum Be
festigen der Borsten (12) an der zumindest einen Bürstenwange (30) gebildet
ist.
27. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsbereich (36)
der Borsten (12) mit der zumindest einen Bürstenwange (30) durch eine ent
fernbare Abschluß-Schachtwand (19) des Borstenaufnahmeschachtes (13)
abgedeckt und nach Entfernen der Abschluß-Schachtwand (19) von außen
zugänglich ist.
28. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß zum Befestigen der Borsten
(12) an der zumindest einen Bürstenwange (30) Einrichtungen zum Kleben,
Schweißen oder Löten, insbesondere einschließlich Einrichtungen zum Auf
bringen oder Einbringen eines härtbaren und auf die Materialien der Borsten
(12) und der Bürstenwange (30) abgestimmtes Befestigungsmittels (34), wie
Klebe-, Löt- oder Schweißmittel, durch Bestreichen, Bespritzen, Galvanisie
ren, Sputtern, CVD, PVD oder Auffüllen am Verbindungsbereich (36)
und/oder Einrichtungen zum Verschmelzen der neben der zumindest einen
Bürstenwange (30) liegenden Endbereiche (38) der Borsten (12) vorgesehen
sind.
29. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß Borstenzuführeinrichtungen
(45) zum Einführen von Borsten (12) in den Borstenaufnahmeschacht (13)
vorgesehen sind.
30. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach Anspruch 29, da
durch gekennzeichnet, daß die Borstenzuführeinrichtungen (45) wenigstens
einen Materialspender (3), wie eine Vorratstrommel (4) oder eine Ausgabedü
se, für Borstenmaterial (5) und eine Schneidevorrichtung (8) zum Abschnei
den des vom Materialspender (3) abgezogenen Borstenmaterials (5) auf eine
vorgebbare Borstenlänge enthalten.
31. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach Anspruch 29 oder
25, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenzuführeinrichtungen (45) Be
handlungseinrichtungen zum Durchführen einer Oberflächenbehandlung von
zumindest Bereichen der Borsten (12) enthalten, wobei ggf. die Behandlungs
einrichtungen vorzugsweise in Zuführrichtung der Borsten (12) zu dem Bor
stenaufnahmeschacht (13) der Schneidevorrichtung (8) vorgeschaltet sind.
32. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenzuführeinrichtungen
(45) zum Einführen von verschiedenen Borstenarten in den Borstenaufnahme
schacht (13) insbesondere für vorgebbare Anordnungen der verschiedenen
Borstenarten in dem Borstenaufnahmeschacht (13) ausgelegt sind, und daß
für die Borstenzuführeinrichtungen (45) vorzugsweise eine einstellbare Steue
rung (44) für die Anordnung der verschiedenen Borstenarten in dem Borsten
aufnahmeschacht (13) vorgesehen ist.
33. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß zur Borstenstapelbegrenzung in
dem Borstenaufnahmeschacht (13) ein erstes (23) und bevorzugt auch ein
zweites Segmentabschlußteil (29) vorgesehen sind.
34. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach Anspruch 33, da
durch gekennzeichnet, daß der Boden (21) des Borstenaufnahmeschachtes
(13) durch eine Lageoberfläche (22) des ersten Segmentabschlußteils (23)
gebildet ist, und daß die Lageoberfläche (22) die Lage und Ausrichtung der
gestapelten Borsten (12) relativ zu der zumindest einen Bürstenwange (30)
bestimmt.
35. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenaufnahmeschacht
(13) im Bereich der zumindest einen eingesetzten Bürstenwange (30) wenig
stens eine ganz oder teilweise abnehmbare Seitenwand (17, 18) enthält.
36. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach einem der Ansprü
che 18 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung (44) vorgesehen
ist, die zum Synchronisieren der Verstellung des Borstenaufnahmeschachtes
(13) mit dessen Füllgrad mit Borsten (12) ausgelegt ist.
37. Vorrichtung zum Herstellen von Bürstendichtungen nach Anspruch 36 in
Verbindung mit einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung (44) zum Feststellen des Füllgrades des Borstenaufnahme
schachtes (13) mit Borsten (12) anhand der Borstenzuführung in den Borsten
aufnahmeschacht (13) ausgelegt ist, und daß die Steuerung (44) insbesondere
zum Synchronisieren der Borstenzuführeinrichtungen (45) mit der Verstel
lung des Borstenaufnahmeschachtes (13) ausgelegt ist.
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