-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Bürstenherstellungsmaschine insbesondere
zum Herstellen von Zahnbürsten,
mit einer Spritzgießmaschine
zum Formen von Bürstenkörpern und
zum Umspritzen von in Formhöhlungen
ragenden Borstenbündeln,
wobei wenigstens ein Borstenbündel-Träger mit
einem Lochfeld zur Aufnahme von Borstenbündeln vorgesehen ist.
-
Bürstenherstellungsmaschinen
mit sogenannten "Inmould"-Spritzgießmaschinen
ermöglichen
die Herstellung kompletter Bürsten
in einem Spritzvorgang. Für
diesen Spritzvorgang werden die Borstenbündel so in einer formbildenden
Kassette bereitgestellt, daß ihre
Verankerungsenden in den Formhohlraum im Bereich des Bürstenkopfes
ragen und mitumspritzt werden. Die Borstenbündel werden dadurch im Bürstenkörper verankert.
-
Das
Bestücken
der formgebenden Kassetten kann durch Einstopfen von abgelängten Borstenbündeln oder
aber durch Zuführen
von strangförmigem Borstenmaterial,
das nach dem Einführen
abgelängt wird,
erfolgen.
-
Zahnbürsten aus
mehreren, farblich unterschiedlichen Spritzmaterialien werden zunehmend auch
mit unterschiedlichen, insbesondere verschiedenfarbigen Borstenbündeln bestückt. Dabei
ist üblicherweise
ein Großteil
der Borstenbündel
in einer einheitlichen Farbe, z. B. weiß vorgesehen, während ein
restlicher Teil der Borstenbündel
in einer zu der farblich abgesetzten Zusatzkomponente der Bürstenkörper passenden
Farbe gehalten ist.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bürstenherstellungsmaschine der
eingangs erwähnten
Art zu schaffen, mit der gleichzeitig unterschiedliche Bürsten, zum
Beispiel vier unterschiedliche Bürsten
mit verschiedenen Bürstenkörpern und verschiedenen
Borsten hinsichtlich der Farbe und der Borstenart herstellbar sind
und mit der im laufenden Herstellungsprozeß auch eine einfache Umstellung
auf andere Borstenbündel-Bestückungen
möglich
ist.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Spritzgießmaschine
eine Borstenbündel-Bestückungseinrichtung
zugeordnet ist, die wenigstens zwei Füllstationen mit Borstenbündel-Zuführungen
für unterschiedliche
Borstenbündel
sowie eine Transporteinrichtung zum Transportieren von Borstenbündel-Trägern zwischen
den Füllstationen und
der Spritzgießmaschine
und zum Positionieren von zu bestückenden Borstenbündel-Trägern bei
den Füllstationen
aufweist.
-
Damit
kann der Borstenbündel-Träger an einer
ersten Füllstation
mit Borstenbündeln
in einer Grundfarbe bestückt
werden, während
in einer oder mehreren nachfolgenden Füllstationen wahl- und wechselweise
unterschiedliche Borstenbündel
zugeführt
werden.
-
Da
bevorzugt an einer Füllstation
Borstenbündel-Zuführungen
für gleiche
Borstenbündel
und an einer weiteren Füllstation
Borstenbündel-Zuführungen
für unterschiedliche
Borstenbündel
angeordnet sind, kann an der zweiten oder einer weiteren Borstenbündel-Zuführung die
Zuführung
unterschiedlicher Borstenbündel
in beliebigem Wechsel erfolgen. Die Bearbeitungsreihenfolge kann
auch umgekehrt sein, wobei zuerst die unterschiedlichen Borstenbündel und
danach die Borstenbündel
in der Grundfarbe zugeführt
werden.
-
Es
besteht dabei die Möglichkeit,
daß als Borstenbündel-Träger eine
oder mehrere Lochplatten vorgesehen sind, die zur Aufnahme und zum Transport
von Borstenbündeln
bei den Füllstationen dienen
und daß eine
ein Lochfeld aufweisende, als formbildender Teil in die Form der
Spritzgießmaschine
einsetzbare Kassette als Borstenbündel-Träger zur Übernahme von Borstenbündeln von
einer oder mehreren Lochplatten vorgesehen ist.
-
Bei
den Füllstationen
werden die Lochplatte(n) mit Borstenbündeln bestückt, die dann an die Form-Kassette übergeben
werden. Während
der Übergabe
kann bedarfsweise ein Verdichten der einzelnen Borstenbündel erfolgen.
-
Es
besteht andererseits aber bevorzugt auch die Möglichkeit, daß die als
formbildender Teil in die Form der Spritzgießmaschine einsetzbare Kassette auch
als Borstenbündel-Träger zur
Aufnahme und zum Transport von Borstenbündeln bei den Füllstationen
dient.
-
In
diesem Fall wird die formgebende, also einen Teil der Spritzgießform bildende
Kassette direkt bei den Füllstationen mit
Borstenbündeln
bestückt und
dann dem Formwerkzeug zugeführt.
-
Wenn
die Kassetten jeweils mehrere Lochfelder, beispielsweise acht oder
sechzehn Lochfelder für
eine entsprechende Anzahl von Bürsten
aufweisen, können
auch gleichzeitig in einem Spritzvorgang unterschiedliche Bürsten hergestellt
werden.
-
Bevorzugt
sind bei den Füllstationen
als Borstenbündel-Zuführungen
Strangzuführungen
für Borstenbündel vorgesehen.
Damit können
die Borstenbündel-Träger oder
die Kassetten zuverlässig
und auch über
längere
Zeiträume
mit Borstenbündeln
bestückt
werden, da strangförmiges
Material in großen Mengel
bereitgestellt und direkt den Borstenbündel-Trägern oder Kassetten zugeführt werden
kann.
-
Zweckmäßigerweise
weisen die Strangzuführeinrichtungen
eine Vorschub- und Ablängeinrichtung
für Borstenbündel auf,
insbesondere mit Durchtrittslöcher
aufweisenden Klemmplatten, die relativ zueinander quer zur Transportrichtung
in Klemmstellung verstellbar und in Transportrichtung entsprechend
dem vorgesehenen Vorschub bewegbar sind, wobei den Klemmplatten
eine Schnittplatte zum Ablängen
der Borstenstränge
nachgeordnet ist.
-
Damit
ist eine konstruktiv einfache und zuverlässig arbeitende Strang- bzw.
Bündelzuführung gebildet.
Mit den Klemmplatten kann ein Borstenbündel-Strang gehalten und in
Vorschubrichtung transportiert werden und mit der Schnittplatte
können
die in die Kassette eingeführten
Strangenden abgetrennt werden und bilden dann die Borstenbündel.
-
Es
besteht aber auch die Möglichkeit,
daß bei
zumindest einer der Füllstationen
als Borstenbündel-Zuführung eine
oder mehrere Borstenbündel-Stopfeinrichtungen
vorgesehen sind.
-
Dabei
werden die Borstenbündel
in abgelängter
Form mit Hilfe eines Stopfwerkzeugs in die Lochplatte(n) oder die
Kassette(n) eingestopft. Das Zuführen
der Borstenbündel
kann sowohl ausschließlich über Strangzuführeinrichtungen
oder ausschließlich über Stopfeinrichtungen
als auch in Kombination über
Strangzuführeinrichtungen
und Stopfeinrichtungen erfolgen. Im letzteren Fall kann die Zuordnung
der verschiedenen Zuführungen
zu den Füllstationen
auch in Abhängigkeit
von der Anzahl der unterschiedlichen, zuzuführenden Borsten erfolgen. Beispielsweise
kann die Zuführung
gleicher Borstenbündel
bei der ersten Füllstation
mittels Stopfeinrichtung(en) und das Zuführen unterschiedlicher Borstenbündel an
einer nachfolgenen Station mittels Strangzuführung erfolgen.
-
Nach
dem Bestücken
der Borstenbündel-Träger oder
Kassetten mit Borstenbündeln
können
diese vor dem Einsetzen der Kassetten in das Formwerkzeug der Spritzgießmaschine
noch einer Bearbeitungsstation zugeführt werden, die zwischen der
Borstenbündel-Bestückungseinrichtung
und der Spritzgießmaschine
angeordnet ist und wenigstens eine Bearbeitungsstation zum Profilieren
der in den Borstenbündel-Trägern oder
Kassetten befindlichen Borstenbündeln
und/oder zum thermischen Anformen von Verdickungen an den Befestigungsenden der
Borstenbündel
aufweist.
-
Zum
Profilieren können
die Borstenbündel beispielsweise
durch Formstempel beaufschlagt werden, wobei die Einzelfilamente
der Borstenbündel
so relativ zueinander verschoben werden, daß sich an den Nutzungsenden
ein gewünschtes
Profil, z. B. eine Kugelkappe oder ein Kegel ergibt. Es besteht aber
auch die Möglichkeit,
das Profilieren der Nutzungsenden durch Abscheren oder Abfräsen durchzuführen.
-
Bei
der Bearbeitungsstation kann außer
dem Profilieren auch ein thermisches Fixieren und Anformen einer
pilzförmigen
Verdickung am Befestigungsende der Borstenbündel vorgenommen werden. Einerseits
werden dadurch die zum Profilieren verschobenen Filamente der Borstenbündel festgelegt
und andererseits bildet die pilzförmige Aufdickung einen Verankerungsvorsprung,
durch den die Borstenbündel
stabiler im Bürstenkörper gehalten
sind.
-
Wird
das Profilieren nicht durch Verschieben der Filamente, sondern durch
mechanisches Bearbeiten vorgenommen, kann die Reihenfolge der Bearbeitung – Profilieren,
thermisches Fixieren – auch vertauscht
werden.
-
Gegebenenfalls
ist der Spritzgießmaschine eine
oder mehrere Nachbearbeitungseinrichtungen, insbesondere zum Abrunden
der Borsten- bzw. Filamentenden, zum Bestempeln der Bürstenkörper, zur Qualitätskontrolle
und dergleichen nachgeordnet. Nach dieser Endbearbeitung können die
fertigen Bürsten
einer Verpackungsmaschine zugeführt
werden.
-
Zusätzliche
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend
ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der
Zeichnungen noch näher
erläutert.
-
Es
zeigt etwas schematisiert:
-
1 Eine
Bürstenherstellungsmaschine mit
einer Borstenbündel-Bestückungseinrichtung,
einer Spritzgießma schine,
einer Nachbearbeitungseinrichtung sowie einer Verpackungsmaschine
und
-
2 eine
Aufsicht einer Zahnbürste
mit mehrfarbigem Borstenfeld.
-
Eine
schematisch in 1 gezeigte Bürstenherstellungsmaschine 1 dient
zum Herstellen von Zahnbürsten 2 (2),
wobei die Bürsten
in einem Inmould-Verfahren hergestellt werden. Während des Spritzvorganges werden
dabei die Borstenbündel miteingespritzt.
-
Die
Bürstenherstellungsmaschine 1 weist eine
Spritzgießmaschine 3 auf,
mit der Mehrkomponentenbürstenkörper gespritzt
werden können.
Dabei wird ein Grundkörper
aus einem ersten Spritzmaterial in bestimmten Bereichen mit insbesondere farblich
abgesetzten Umspritzungen in einem zweiten Spritzvorgang versehen.
Passend zu den farblich abgesetzten Umspritzungen wird auch das
Borstenfeld gestaltet, indem neben einer meist weißen Grundfarbe
für einen
Großteil
der Borstenbündel,
einige Borstenbündel
in der Farbe der Umspritzungen meist am Kopfende eingesetzt werden.
-
Bei
dem vorgesehenen Inmould-Spritzgießverfahren werden Borstenbündel in
einer Lochplatte der Spritzgießform
zugeführt.
Diese Lochplatte als Borstenbündel-Träger 18 kann
ein formbildendes Teil der Form selbst sein. Die Löcher sind
dabei entsprechend dem späteren
Lochfeld oder Borstenfeld der Bürsten
angeordnet. Üblicherweise
werden Mehrfachformen, beispielsweise 16-fach-Formen eingesetzt,
mit denen gleichzeitig in einem Spritzvorgang 16 Bürsten gespritzt
werden können.
Dementsprechend weist dann der vorzugsweise als Kassette 5 ausgebildete
Borstenbündel-Träger 18 als
formbildender Teil auch eine entsprechende Anzahl von Lochfeldern
zur Aufnahme von Borstenbündeln
auf.
-
Die
Borstenbündel
sind so in dem jeweiligen Lochfeld der Kassette 5 oder
dergleichen Borstenbündel-Träger gehalten,
daß sie
mit ihren Befestigungsenden bei geschlossener Form in die jeweiligen
Formhöhlungen
eingreifen.
-
Der
in 1 gezeigten Spritzgießmaschine 3 ist eine
Borstenbündel-Bestückungseinrichtung 4 zugeordnet,
bei der die als formbildender Teil ausgebildeten Kassetten 5 mit
Borstenbündeln
bestückt werden.
Die Bestückungseinrichtung 4 weist
dazu im Ausführungsbeispiels
zwei Füllstationen 6, 7 mit Borstenbündel-Zuführungen 8, 9 für unterschiedliche Borstenbündel auf.
Die Zuführung 8 dient
zur Zuführung
von gleichen Borstenbündeln,
beispielsweise von weißen
Borstenbündeln,
um die Lochfelder der Kassetten beispielsweise bis auf zwei restliche
Löcher
damit zu füllen.
Bei der fertigen Bürsten
gemäß 2 sind
diese weißen
Borstenbündel 17 durch Kreise
gekennzeichnet. Bei der Füllstation 6 werden somit
alle Lochfelder einer Kassette einheitlich mit einem Borstenmaterial
bestückt.
Der Bestückungsvorgang
kann je nach Anzahl der zur Verfügung
stehenden Borstenbündel-Stränge 10 in
einer entsprechend unterschiedlichen Anzahl von Füllvorgängen erfolgen,
d. h., daß ein
Lochfeld nach dem anderen mit Borstenmaterial bestückt wird.
-
Die
z. B. mit weißen
Borstenbündeln
teilbestückten
Kassetten 5 werden dann mit Hilfe einer hier nicht näher dargestellten
Transporteinrichtung zu der nächsten
Füllstation 7 transportiert.
Dieser ist eine Borstenbündel-Zuführung 9 zugeordnet,
mit der Borstenbündel-Stränge 10a zugeführt werden,
die sich farblich von den Borstenbündel-Strängen 10 oder aber
auch hinsichtlich des Filamentdicke oder dem Durchmesser oder der
Querschnittsform der Bündel
unterscheiden. Im Ausführungsbei spiel
sind vier farblich verschiedene Borstenbündel-Stränge 10a vorgesehen,
die wahlweise oder wechselweise den Lochfeldern der Kassetten 5 zugeführt werden können. Sind
vier verschiedenfarbige Borstenbündel-Stränge 10a vorhanden,
so können
gleichzeitig zu verschiedenen Lochfeldern der Kassette farblich unterschiedliche
Borstenbündel-Stränge zugeführt werden.
-
Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 2 werden
jeweils zwei farblich zu den übrigen
Borstenbündeln 17 des
Borstenfeldes 19 abgesetzte Borstenbündel 17a am Kopfende
der Zahnbürste 2 bestückt.
-
Wir
bereits vorerwähnt,
werden die Borstenbündel
strangförmig
zugeführt
mit Hilfe von Strangzuführeinrichtungen 11.
Diese weisen einen Spulenständer
mit einer Reihe von Spulen 12 mit jeweils einem Borstenbündel-Strang
auf. Häufig
sind in der Praxis auf den Spulen 12 Filamentfäden, aus
denen die Borstenbündel
zusammengesetzt sind, aufgewickelt, so daß zur Bildung eines Borstenbündel-Stranges
eine entsprechende Anzahl gleicher Filamentfäden zu einem Bündel zusammengefaßt werden.
In diesem Fall ist eine entsprechend größere Anzahl von Spulen 12 vorhanden.
-
Am
Zuführende
der Strangzuführeinrichtungen 11 ist
jeweils eine Vorschub- und Ablängeinrichtung 13 vorgesehen.
Diese weist, wie hier nicht näher dargestellt,
mit Durchtrittslöchern
versehene Klemmplatten auf, die relativ zueinander quer zur Transportrichtung
in Klemmstellung verstellbar und in Transportrichtung entsprechend
dem vorgesehenen, etwa der Borstenbündel-Länge entsprechenden Vorschub, bewegbar
sind.
-
Die
Durchtrittslöcher
sind auf den Querschnitt der Borstenbündel, gegebenenfalls auch auf deren
Querschnittsform im späteren
Bürstenkörper bzw.
der Kassette 5 abgestimmt. Mit dem Klemmplatten werden
die Strangenden festgeklemmt und kön nen dann durch eine Bewegung
in Transportrichtung in die Löcher
der Kassette 5 eingeführt
werden. Mit Hilfe einer Schnittplatte werden dann die Borstenstränge abgelängt, so
daß innerhalb
der Kassette Borstenbündel
verbleiben.
-
Die
vollständig
mit Borstenbündeln
bei der Füllstation 6 und 7 bestückten Kassetten 5 werden dann
einer Bearbeitungsstation 14 zugeführt, wo die in der Kassette 5 befindlichen
Borstenbündel
profiliert und/oder an ihren Verankerungsenden thermisch behandelt
werden. Bei der thermischen Behandlung werden an den Befestigungsenden
pilzförmige
Verdickungen angeschmolzen, die nach dem Umspritzen mit dem Bürstenkörper-Material eine stabile
Verankerung ergeben. Außerdem
werden dabei die bei dieser Bearbeitungsstation für ein Profilieren
der Borstenbündel
in Längsrichtung
verschobenen Einzelfilamente der Borstenbündel in ihrer Profilierungslage
fixiert.
-
Die
Kassette(n) 5 mit den darin befindlichen Borstenbündeln 17, 17a werden
dann der Spritzgießmaschine 3 zugeführt und
dort als formbildendes Teil in das Spritzgießwerkzeug eingefügt. Die
einzelnenen Borstenbündel
stehen dann mit ihrem Befestigungsenden etwas in die Formhöhlungen
vor, so daß sie
während
des Spritzvorganges mitumspritzt und verankert werden.
-
Entsprechend
der Bestückung
der Kassetten 5 können
bei einem Spritzvorgang gleichzeitig verschiedene Zahnbürsten mit
völlig
unterschiedlichen Lochfelden hinsichtlich der Lochanordnung und/oder der
Lochzahl, gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen Bürstenkörpern hergestellt
werden.
-
Der
Spritzgießmaschine 3 ist
eine Nachbearbeitungseinrichtung 15 nachgeordnet, bei der
die Borsten- bzw. Filamentenden abgerundet werden. Außerdem können die
Bürstenkörper mit
einem Fabrikationszeichen und Datum bestempelt und es kann die Qualität der Bürsten kontrolliert
werden. Danach werden die fertigen Bürsten zu einer Verpackungsmaschine 16 weitergeleitet,
wo sie in Verpackungssortimenten zusammengefaßt und verpackt werden.
-
Die
Pfeile zwischen den Füllstationen 6, 7, der
Bearbeitungsstation 14, der Spritzgießmaschine 3, der Nachbearbeitungseinrichtung 15 und
der Verpackungsmaschine 16 deuten einerseits den jeweiligen
Transportweg an und andererseits hier nicht dargestellte Transporteinrichtungen
beziehungsweise Handlingeinrichtungen. Damit werden befüllte Kassetten
zur Spritzgießmaschine
weitertransportiert, leere Kassetten von der Spritzgießmaschine
zurücktransportiert
oder Bürsten
von der Spritzgießmaschine 3 über die
Nachbearbeitungseinrichtung 15 der Verpackungsmaschine
zugeführt.
-
Wie
bereits vorerwähnt,
können
die Borstenbündel-Träger 18 durch
eine oder mehrere Lochplatten gebildet sein, die zur Aufnahme und
zum Transport von Borstenbündeln
bei den Füllstationen
dienen. Die in die Lochplatten gefüllten Borstenbündel werden
dann an die Kassette(n) 5 übergeben und mittels dieser
der Spritzgießform
zugeführt.
-
Wie
anhand des Ausführungsbeispiels
beschrieben, kann die in die Form der Spritzgießmaschine einsetzbare Kassette 5 gleichzeitig
auch den Borstenbündel-Träger 18 zur
Aufnahme und zum Transport von Borstenbündeln bei den Füllstationen 6, 7 bilden.