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Verfahren zur Herstellung von Bürstenwaren sowie
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Vorrichtung zu seiner Durchführung
Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Bürstenwaren, bzw. Teilen von solchen, insbesondere
Borstenpakete für Pinsel, bei dem Borsten zu einem Borstenstapel zusammengefaßt
und dieser mit seinem die Borstenwurzeln aufweisenden Endstück, in eine der äußeren
Form des Borstenstapels entsprechende Offnung einer Gießform eingeführt und danach
die Gießform mit einem aushärtenden Kunststoff, insbesondere geschäumtem Kunststoff,
ausgegossen wird, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Bei der konventionellen Jierstellung von Pinseln werden die Borsten
zu einem runden oder flachovalen Borstenstapel zusammengefaßt und dann im Bereich
der Borstenwurzeln beispielsweise mittels eines flachen Bandes, der sogenannten
Zwinge, zusammengehalten. Anschließend werden die Wurzeln der Borsten mit einem
geeigneten Gießharz vergossen, das einen Formkörper bildet. Das auf diese Weise
hergestellte Pinselpaket wird im Anschluß hieran in eine Blechrosette eingefaßt,
in die auch ein aus Holz bestehender Stiel eingesetzt wird.
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Um von dieser umständlichen, lohnintensiven Fertigungsweise wegzukommen,
wurde bereits ein Verfahren entwickelt, mit
dessen Hilfe, unter
Anwendung von Kunststoff, die Herstellung von Pinselpaketen und vorzugsweise kompletter
Pinsel wesentlich billiger und schneller ermöglicht werden sollte.
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Bei diesem bekannten Verfahren werden die Borsten, analog zu dem eingangs
beschriebenen Verfahren, ebenfalls zu einem Borstenstapel zusammengefaßt und dessen,
die Borstenwurzeln aufweisendes Endstück, wird in eine der äußeren Form des Borstenstapels
entsprechende Öffnung einer Gießform eingeführt. Nach Verschließen des noch von
Borsten frei bleibenden Teils der Gießformöffnung wird diese mit einem aushärtenden
Schaum ausgegossen, der eine Topf-Reaktions- und Steigzeit besitzt.
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Während der Reaktions- und Steigzeit dringt der Schaum in den Borstenstapel
bzw. zwischen die Borsten ein und umschließt die letzteren. Die Gießform ist hierbei
so ausgelegt, daß der geschäumte Kunststoff den Borstenstapel auf der Seite der
Borstenwurzeln auch außen vollständig umschließt, so daß also bei Öffnen der Gießform
ein fertiger Pinsel anfällt.
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Bei diesem Verfahren hat sich als nachteilig erwiesen, daß der Kunststoff
während des Reaktionsvorganges auf der Seite der Borstenwurzeln zu tief in den Borstenstapel
eindringt sowie an der Peripherie desselben aus den Borsten austritt, so daß die
Zone, in der die Borsten des Borstenpaketes oder des betr. Pinsels aus dem aus Kunststoff
}.erelusraCcn bestehenden Formkörper"nicht exakt abgegrenzt ist; vielmehr sind dort
Kunststoffs#hlieren vorhanden, die solche Pinsel unansehnlich machen und die Elastizität
der Borsten nachteilig beeinträchtigen. Aus diesem Grunde konnten sich auf diesem
Wege hergestellte Pinsel bisher auf dem Markt noch nicht durchsetzen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren anzugeben, das diesen Nachteil des bekannten Verfahrens vermeidet.
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Die Erfindung basiert dabei auf der Erkenntnis, daß zur Lösung dieser
Aufgabe auf das bekannte, eingangs beschriebene Verfahren zurückgegriffen werden
kann, wenn erfindungsgemäß der sich innerhalb der Gießform befindende Teil des Borstenstapels
auf einem sich an die Borstenwurzeln
anschließenden Teilstück seiner
Länge im radialen Abstand umspritzt wird.
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Diese erfindungsgemäße Maßnahme gewährleistet, daß der Borstenstapel
entlang eines Teilstücks während des Ausschäumens der Gießform vom aufschäumenden
Kunststoff freigehalten und dadurch verhindert wird, daß auf diesem Bereich ein
Eindringen von Kunststoff in die Borsten und ein Ausschlieren bzw. eine Schlierenbildung
im vorbeschriebenen Sinne nicht erfolgen kann. Als Erzeugnis des erfindungsgemäßen
Verfahrens fällt damit ein Borstenpaket für Bürstenwaren bzw. eine Bürstenware an,
die sich durch eine exakte Abgrenzung von Borstenstapeln zu dem diesen aufnehmenden
Kunststoff-Formkörper auszeichnet.
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Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Borstenstapel in bekannter Weise
im Abstand von den Borstenwurzeln umschlossen, zusammengepreßt und nach Einführen
in die oeffnung der Gießform in dieser bei gleichzeitigem Verschließen der oeffnung
zentriert wird. Der Borstenstapel kann dabei derart zusammengefaßt bzw. gepreßt
werden, daß die Borstenwurzeln in losem Verband nebeneinander liegen. Es ist jedoch
auch
möglich, vor Einbringen des Borstenstapels in die Gießform an dessen Borstenwurzeln
einen die letzteren umschließenden Formkörper aus Kunststoff anzuformen, so daß
dadurch ein Borstenpaket entsteht, das nachträglich innerhalb der Gießform mit Kunststoff
umspritzt wird. Hierbei besteht die Möglichkeit, zur Herstellung des Formkörpers
ein Kunststoffmaterial zu verwenden, das sich bei Kontakt mit dem in die Gießform
eingebrachten, aufschäumenden Kunststoffs während der Reaktions- und Steigzeit zumindest
weitgehend auflöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann für Borstenwaren wie Borsten,
Besen und Pinsel gleich vorteilhaft angewendet werden. Zur Herstellung von Pinseln
wird man günstigerweise - wie bereits bekannt - unmittelbar an den Borstenstapel
noch den Pinselgriff anformen, so daß Borstenpaket und Pinselgriff einen monolithischen
Körper bilden.
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Das Verfahren kann mit allen bekannten, geeigneten Schaumarten durchgeführt
werden. Durch entsprechende Einstellung der zur Anwendung kommenden Kunststoffkomponenten
lassen sich unterschiedliche Topf- und Reaktionszeiten und insbesondere verschiedene
Härtegrade erzielen. Es ist auf diese
Weise möglich, beispielsweise
die Elastizität von Pinseln einzustellen. Bevorzugt wird man für die Pinselherstellung
einen Polyurethan-Schaum verwenden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft mit
Hilfe einer Vorrichtung durchführen, die mit einer aus zwei Teilstücken bestehenden,
den Borstenstapel aufnehmenden, in die Öffnung der Gießform einführenden und darin
zentrierenden sowie diese verschließenden Stapelformzange ausgestattet ist. Dieser
Aufbau der Vorrichtung ist an sich in Verbindung mit dem bekannten Verfahren bereits
bekannt geworden. Erfindungsgemäß zeichnet sich nun diese Vorrichtung dadurch aus,
daß die Gießform an deren Öffnung einen sich in radialem Abstand zur Wandung des
Formraumes ins Innere derselben erstreckenden und den eingebrachten Borstenstapel
umschließenden Kragen aufweist.
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Der Kragen kann hierbei in die Formhälften der Gießform entsprechend
eingeformt sein. In diesem Falle ist die Vorrichtung lediglich dazu geeignet, Borstenstapel
aufzunehmen, deren Borsten an ihren Wurzeln gegenseitig noch nicht miteinander verbunden
sind.
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Sofern jedoch Borstenpakete zur Verarbeitung vorgesehen sind, bei
denen die Borstenwurzeln von einem aus Kunststoff bestehenden Formkörper umschlossen
sind, ist es vorteilhaft, wenn die Stapelformzange den den Borstenstapel umschließenden
Kragen trägt, der in ihrer, die oeffnung der Gießform verschließenden Abdeckstellung
in die oeffnung des Formraumes hineinragt. In diesem Falle kann vor Einführen des
Borstenstapels in die Gießformöffnung durch Schließen der Stapelformzange der Kragen
den Borstenstapel in sich aufnehmen, so daß es ohne weiteres möglich ist, den die
Borstenwurzeln in sich aufnehmenden Formkörper des Borstenstapels in seinen Abmessungen
wesentlich größer zu wählen als die durch den geschlossenen Kragen definierte Ausnehmung
zur Aufnahme des Borstenstapels des Borstenpakets.
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Die Zuführung von Borstenstapeln bzw. Borstenpaketen in die Gießform
läßt sich in einfacher Weise automatisieren, wenn die Stapelformzange zwischen die
Vorrichtung und einer Borstenstapel-Magaziniervorrichtung zwischengeschaltet ist,
wenn mittels einer Zuführvorrichtung einzelne Borstenstapel bzw. Borstenpakete aus
der Magaziniervorrichtung
in die geöffnete Stapelformzange einbringbar
und mit deren Hilfe nach Schließen derselben in die Öffnung der Gießform einführbar
sind.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind aus der sich
anschließenden Beschreibung einer in der Zeichnung gezeigten möglichen Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens und/oder aus den Patentansprüchen zu entnehmen.
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In der Zeichnung zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch die mit
einer Magaziniervorrichtung für Borstenpakete kombinierten Vorrichtung, wobei sich
die Stapelformzange in ihrer Obernahmestellung vor der Magaziniereinrichtung befindet;
Figur 2 einen Längsschnitt durch die Gießform, wobei sich die Stapelformzange in
ihrer den Formraum der Gießform verschließenden Stellung befindet; Figur 3 eine
Vorderansicht der Stapelformzange; Figur 4 einen Längsschnitt durch einen in der
Gießform hergestellten Pinsel, dessen Borsten in einem einstückigen Formkörper aus
Kunststoff gehalten sind.
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Die in Fig. 1 gezeigte, als Ganzes mit 10 bezeichnete Gießform weist
zwei aus einer Schließstellung in eine Offenstellung überfthrbare Formhälften 12,
14 auf, die zusammen einen eine stirnseitige dffnung 16 aufweisenden Formraum 18
definieren. Die die Öffnung 16 bildenden Randteile 20, 20' des Formraumes 18 sind,
wie aus Fig. 1 und Fig. 2 zu ersehen ist, um einen bestimmten Betrag in das Innere
des Formraumes gerichtet. Mit 22 ist als Ganzes eine Stapelformzange bezeichnet,
die aus zwei Zangenhälften 24, 26 gebildet ist, wie dies deutlich aus Fig. 3 zu
ersehen ist. Beide Hälften sind zueinander symmetrisch ausgebildet und weisen jeweils
eine Einbuchtung 28 bzw. 28' auf, die in der Schließstellung der Zangenteilstücke
eine beispielsweise Rechteckform aufweisende uffnung definieren, die die Borsten
30 eines Borstenstapels bzw. eines Borstenpakets 32 aufnimmt. Die geschlossene Spannzange
ist mittels einer nicht gezeigten Betätigungsvorrichtung in den in Fig. 1 angezeigten
Pfeilrichtungen verstellbar, und zwar von einer als Ganzes mit 34 bezeichneten Magaziniervorrichtung
ftlr Borstenstapelpakete 32 an die die Öffnung 16 des Formraumes aufweisende Stirnseite
36 der Gießform 10.
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Die Magaziniervorrichtung 34 befindet sich dabei in fluchtender
Lage
zur Längsachse des Formraumes 18 der Gießform.
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An den Teilstücken 24, 26 der Stapelformzange 22 sind an deren der
Stirnseite 36 der Gießform zugekehrten Seite U-förmige Stege 38 bzw. 38' angeformt,
die in der Schließstellung der Teilstücke 24, 26 der Stapelformzange einen als Ganzes
mit 40 bezeichneten, geschlossenen Kragen bilden, der eine Verlängerung der Wandung
der durch die Einbuchtungen 28, 28' gebildeten Stapelformzangenöffnung 42 bildet.
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Dieser Kragen ragt in der die Öffnung 16 der Gießform verschließenden
Stellung der Stapelformzange 22 gemäß Fig. 2 in die öffnung des Formraumes hinein,
wobei lediglich die die oeffnung 16 definierenden Randstücke 20, 20' am Außenumfang
des Kragens gemäß Fig. 2 anliegen, so daß der Kragen sich in radialem Abstand zur
Wandung des Formraumes befindet und zusammen mit dieser gemäß Fig. 2 einen im Querschnitt
rechteckförmigen Ringraum 44 bildet, dessen Funktion weiter unten näher beschrieben
wird.
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Die Borstenstapelpakete 32 sind gebildet durch einen aus einer Vielzahl
von gestapelten und in Form gebrachten Natur-oder Kunstborsten 30, deren Wurze3r.46
in einem die letzteren umschließenden, beispielsweise quaderförmigen Formkörper
48 aus Kunststoff gehalten sind. In der Magaziniervorrichtung 34
ist
eine Vielzahl solcher Borstenpakete 32 derart hintereinander magaziniert, daß deren
Formkörper 48 in Richtung Gießform 10 gerichtet ist.
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Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung zur Durchführung eines
Verfahrens zur Herstellung von Bürstenwaren, beispielsweise Pinsel, ist folgende:
Zum Beschicken der Gießform mit einem Borstenpaket 32 werden die Teilstücke 24,
26 der Stapelformzange 22 in ihre Offenstellung, d.h. in die in Fig. 3 eingezeichneten
Pfeilrichtungen auseinanderbewegt. Danach wird mit Hilfe einer geeigneten Zuführvorrichtung
der gesamte Vorrat an Stapelpaketen derart in Richtung Gießform 10 verschoben, daß
sich der Formkörper 48 des vordersten Stapelpaketes 32 in einer Ebene vor dem Kragen
40 der Stapelformzange 22 befindet.
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Hierauf werden deren Teilstücke 24, 26 in ihre in Fig. 3 gezeigte
Schließstellung gesteuert, wobei die Borsten des in seine ßbernahmestellung gebrachten
Borstenpaketes zusammengepreßt und der Borstenstapel des Borstenpaketes in die gewünschte
Form gebracht wird. Danach wird die Stapelformzange 22 in Richtung Gießform 10 gesteuert
und an deren
Stirnfläche 36 angelegt, wobei im Verlaufe dieser
Bewegung der Kragen 40 die oeffnung 16 der Gießform durchdringt und in deren Formraum
18 liegend hineinragt. Durch Anliegen der die öffnung 16 des Formraumes definierenden
Randstücke 20, 20' am Außenumfang des Kragens wird dadurch die Öffnung der Gießform
verschlossen.
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In der in Fig. 2 gezeigten Schließstellung der Stapelformzange an
der Gießform werden in den Formraum 18 die Komponenten des Schaumkunststoffes in
flüssiger Form eingebracht, wobei diese während einer Reaktionszeit von vorzugsweise
3 bis 4 Sekunden aufschäumen und dadurch den Formraum 18 einschließlich des in diesem
vorhandenen Ringraumes 44 gänzlich ausfüllen. Nach einer Aushärtungszeit von ca.
5 Minuten kann dann die Stapelformzange 22 in ihre in Fig. 2 gezeigte Obernahmestellung
zurückgesteuert und geöffnet werden, worauf auch die Gießform zur Entnahme des auf
diese Weise hergestellten Formkörpers in Form eines in Fig. 4 gezeigten Pinsels
50 entnommen bzw. ausgestoßen werden kann.
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Aus dieser Darstellung ist der Zweck des Kragens 40 der Stapelformzange
22 klar ersichtlich. Durch ihn ist während
des Ausschäumens des
Formraumes 18 sichergestellt, daß das im Bereich seines Formkörpers 48 von Kunststoff
ummantelte Borstenpaket 32 im Anschluß an den die Borstenwurzeln 46 in sich aufnehmenden
Formkörper auf einem Teilstück seiner Länge in radialem Abstand mit einer Kunststoffschürze
52 umgeben ist, wodurch eine exakte Trennung der Borsten 30 vom Kunststoffkörper
des Pinsels und damit ein einwandfreies Aussehen sowie die volle Elastizität bis
unmittelbar zu den nunmehr im Kunststoffkörper gehaltenen 3orstenwurzeln 46 gewährleistet
sind.
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Es kann dabei vorteilhaft sein, die Abmessungen des Formkörpers 48
der Borstenpakete derart zu wählen, daß dieser in der geschlossenen Stellung der
Teilstücke 24, 26 der Stapelformzange 22 die mit 54 bezeichnete Kragenstirnflache
mindestens teilweise abdeckt, so daß durch den Formkörper ein einwandfreier Verschluß
der Öffnung 42 der Stapelformzange während der Reaktionszeit der Kunststoffkomponente
gewährleistet ist. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß in der gleichen Weise
auch die Borsten integriert werden können. Schließlich sei bemerkt, daß sich auf
die beschriebene Art und Weise sämtliche bekannten
Arten von Borsten
und Fasern zum Zwecke der Herstellung von Bürstenwaren verarbeiten lassen.
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