DE29706613U1

DE29706613U1 - Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, wie Bürsten und Besen o.dgl.

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Priority date: 1997-04-12
Filing date: 1997-04-12
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2007-04-13

Description

Beratung für ProduttentwicMung

und Integrationsfördening Wolfgang Blckel

Alliert-Schweitzer-Str 19 64668 Rimbach Tel: 06253 6240

Rimbach, den 11.04.1997

Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, wie Bürsten und Besen oder dgl.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, wie Bürsten, Besen oder dergleichen, bestehend aus Borstenträger und daran befestigten Borstenbündeln, indem zu einem Endlosstrang zusammengefaßte Kunststoff-Borsten an den Borstenträger herangebracht, an diesem verschweißt und auf Länge geschnitten werden, wobei die Vorrichtung mindestens eine Borsten-Klemmeinrichtung, mindestens eine Borstenträger-Halterung, einen oder mehrere Heizkörper und ein oder mehrere Messer aufweist.

Seit einigen Jahren werden Borstenwaren wie Bürsten, Besen od. dgl. mehr und mehr vollständig aus Kunststoff hergestellt. Dabei geht man auch in zunehmendem Maße dazu über, die Borsten am Borstenträger durch thermische Verbindungsverfahren zu befestigen, wobei der Borstenträger an seiner Borsten-Aufnahmeseite zumindest bereichsweise aufgeschmolzen, die Borsten an ihrem dem Borstenträger zugekehrten Ende plastifiziert und anschließend unter Druck zusammengeschweißt werden. Diese Verbindungsart wird eingesetzt, wenn Borstenträger und Borsten aus dem gleichen Werkstoff bestehen, also beide zum Beispiel aus Polypropylen sind. Sind Borstenträger und Borsten jedoch aus unterschiedlichen Kunststoffen so wird ein Fügeverfahren gewählt, bei dem die Borsten formschlüssig mit dem Borstenträger verbunden werden.

In neuerer Zeit hat es nun nicht an Versuchen gefehlt, diese thermischen Verbindungsverfahren durch unterschiedlich funktionierende Vorrichtungen zu realisieren. So gibt es weltweit drei oder vier Firmen, die solche eigenentwickelten Vorrichtungen im Einsatz haben und die darauf gefertigten Produkte vertreiben. Diese Vorrichtungen sind auf dem freien Markt noch nicht erhältlich. Die meisten Bürstenhersteller haben deshalb nicht die Chance, die Vorteile des Schweißverfahrens, wie materialsparende Borstenträger, schnelle Spritzgußzyklen, Realisierung von geschlossenen Stoffkreisläufen etc. nutzen zu können.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu bauen, die es ermöglicht, auf einfachste Weise die Vorteile des Schweißverfahrens für alle Bürstenhersteiler verfügbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aus einer Vielzahl von Einzelborsten bestehende Endlosstrang zunächst einer Borsten-

Klemmeinrichtung zugeführt wird, die aus Führungsplatten mit dazwischenliegendem Schieber besteht Diese Borsten-Klemmeinrichtung ist mit Durchgangsbohrungen versehen, durch die die od. der Endlosstrang durchgeschoben wird. Es folgt dann eine Lochplatte, die zur Borsten-Klemmeinrichtung deckungsgleiche Bohrungen aufweist und die in Bohrungsrichtung von der Borsten-Klemmeinrichtung weg und zur Borsten-Klemmeinrichtung hin bewegt werden kann. Auch durch diese Lochplatte wird der Endlosstrang durchgeschoben, und zwar soweit bis er mit seinem Ende einige Millimeter Übersteht, also in die Vorrichtung hineinragt. Die Lochplatte liegt während dieses Vorganges direkt an der Borsten-Klemmeinrichtung an.

Der Lochplatte gegenüber wird ein Borstenträger in einer Borstenträger-Halterung derart geklemmt, daß die dem Endlosstrang naheliegende Seite des Borstenträgers etwas aus der Borstenträger-Halterung herausragt.

Zwischen Ende des Endlosstranges und der ihm naheliegenden Seite des Borstenträgers kann nun mindestens ein Heizkörper geschoben werden, wobei er auf vertikaler oder horizontaler Bewegungsbahn gleiten, oder auch um eine Drehachse schwenkbar angeordnet sein kann. Der Heizkörper ist so ausgebildet, daß die dem Endlosstrang zugekehrte Seite eben ausgeführt ist, währen die Seite zum Borstenträger Stifte aufweist, die mit dem Lochbild der bereits erwähnten Lochplatte deckungsgleich sind.

Während des weitere Fertigungsablaufes wird nun der Borstenträger auf die Stifte des Heizkörpers geschoben und gleichzeitig der Heizkörper an die Enden der Endlosstränge heranbewegt und in dieser Position solange gehalten bis sowohl der Endlosstrang als auch die Borstenträgerseite aufgeschmolzen sind. Danach fährt der Heizkörper in umgekehrten Ablauf wieder in Endposition zurück und die oder der aufgeschmolzene Borstenträger wird nun auf die aufgeschmolzenen Enden der Endlosstränge aufgedrückt und so lange gehalten bis die aufgeschmolzene Kunststoffmasse ausgekühlt und eine zugfeste Verbindung vorhanden ist.

Jetzt wird der Klemmschieber der Borsten-Kiemmeinrichtung geöffnet und der Borstenträger wird wieder in Endposition bewegt. Dabei zieht er gleichzeitig die Endlosstränge soweit durch die Borsten-Klemmeinrichtung und Lochplatte hindurch bis sich eine ausreichende Schnittlänge der Borsten ergibt. Während dieses Vorganges wird gleichzeitig auch die Lochplatte um einige Millimeter von der Borsten-Klemmeinrichtung wegbewegt bis ihre gehärtete Vorderseite an das Messer andrückt. Jetzt schließt der Klemmschieber der Borsten-Klemmeinrichtung und hält die Endlosstränge fest. Nun schneidet das Messer in einem Arbeitsgang alle Borsten von den Borstensträngen. Der Borstenträger wird nun mit den aufgeschweißten Borsten entnommen, während sich die Lochplatte wieder in Ausgangsstellung zurückbewegt. Nun bildet sich automatisch wieder der bereits oben erwähnte Überstand der Endlosstränge, so daß dann wieder ein neuer Zyklus gestartet werden kann.

Bei dieser beschriebenen Vorrichtung ist die Borsten-Klemmeinrichtung stationär angeordnet und die Borstenträger-Halterung bewegt sich auf geradliniger Bahn relativ zur Borsten-Kiemmeinrichtung. Der Nachteil ist, daß erst der geschweißte

Borstenträger entnommen und ein neuer Borstenträger eingelegt werden muß bevor ein neuer Zyklus gestartet werden kann.

Zur Verbesserung der Leistung können die Borstenträger-Haiterungen auch auf einem um eine Horizontalachse schwenkbaren Träger montiert werden, so daß während des Schweißvorganges bereits ein neuer Borstenträger eingelegt werden kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung werden die Borsten-Klemmeinrichtungen auf einem querverschiebbaren Tisch montiert und die Borstenträger-Haiterungen auf einem um eine Vertikalachse taktenden Rundschalttisch. Dies bringt vor allem den Vorteil, daß auch das Aufschmelzen sowohl der Borstenstrang-Enden als auch der Borstenträger unabhängig voneinander und während des Zusammendrückens und Auskühlens der aufgeschmolzenen Kunststoffmasse erfolgen kann.

Schließlich gibt es noch eine weitere Variante, die insbesonder für Bürsten und Besen od. dgl. mit paralleler Stellung der Borsten von Vorteil ist. Dabei wird erfindungsgemäß die Borsten-Klemmeinrichtung gieichzeitig zum Vorschieben der Endlosstränge benutzt derart, daß die Endlosstränge zunächst durch Bohrungen einer bereits oben beschriebenen Borsten-Klemmeinrichtung geschoben werden, welche achsparallel zum Bohrungsverlauf vor und zurück bewegt werden kann, dann durch deckungsgleich zur Borsten-Klemmeinrichtung angeordnete Bohrungen eines fest montierten Führungsklotzes bis zum Überstand der Enden der Endlosstränge gesteckt werden. Die Borsten-Klemmeinrichtung liegt dabei am Führungsklotz an. Der Klemmschieber ist geschlossen.

Der Fertigungsablauf erfolgt nun so, daß ein Heizkörper wie oben beschrieben gleichzeitig die Enden der Endlosstränge und die Borstenträgerseite aufschmilzt, daß dann der Heizkörper in Endposition zurückfährt und der Borstenträger auf die Endlosstrang-Enden aufgedrückt und gehalten wird bis die aufgeschmolzene Kunststoffmasse ausgekühlt ist.

Erfindungsgemäß wird bei dieser Variante nun während der Auskühlphase der Klemmschieber der Borsten-Klemmeinrichtung geöffnet und diese um die Schnittlänge plus der Länge des Überstandes der Endlostrang-Enden vom Führungsklotz wegbewegt. Dann schließt der Klemmeschieber wieder. Die Borsten-Klemmeinrichtung wird wieder in Richtung Führungsklotz geschoben, wobei diese die Endlosstränge weiter durch den Führungsklotz hindurchschiebt während gleichzeitig die Borstenträger-Halterung um den gleichen Abstand vom Führungsklotz wegfährt. Jetzt werden mit dem Messer die Borsten von den Endlossträngen getrennt. Während dann das fertige Produkt entnommen werden kann wird die Borsten-Klemmeinrichtung einige Millimeter weiter in Richtung Führungsklotz geschoben, so daß sich dann erneut ein Überstand der Endlosstrang-Enden einstellt. Der Zyklus kann erneut beginnen. Vorteil dieser Vorrichtungs-Variante ist, daß beim Wegfahren des Borstenträgers vom Führungsklotz die Schweißstellen nicht zugbelastet werden und daß auch eine frühere Auffahrbewegung eingeleitet werden kann, weil die Schweißstellen nicht so lange auskühlen müssen.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig.: 1 Die Seitenansicht einer vereinfacht dargestellten Vorrichtung während der gleichzeitigen Aufschmelzphase der Endlosstrang-Enden und der Borstenträgerseite.

Fig.: 2 Die Seitenansicht einer vereinfacht dargestellten Vorrichtung während der Auskühlphase der Kunststoffmasse.

Fig.: 3 Die Seitenansicht einer vereinfacht dargestellten Vorrichtung vor dem Abschneiden der aufgeschweißten Borsten vom Endlosstrang.

Fig.: 4 Die Seitenansicht einer vereinfacht dargestellten Vorrichtung mit auf einem um eine Horizontalachse schwenkbaren Träger montierten Borstenträger-Halterungen.

Fig.: 5 Die Draufsicht einer vereinfacht dargestellten Vorrichtung mit querverschiebbarem Tisch und Rundschalttisch.

Fig.: 6 Die Seitenansicht einer vereinfacht dargestellten Vorrichtung mit stationär angeordnetem Führungsklotz und mit Borsten-Klemmeinheit auf einer zu den Bohrungen achsial verlaufenden Bewegungsbahn.

In Fig.: 1 wird der aus einer Vielzahl von Einzelborsten bestehender Endlosstrang (1) zunächst einer Borsten-Klemmeinrichtung (2) zugeführt, die aus zwei Borstenführungsplatten (2.1 und 2.2) und einem Klemmschieber (2.3) besteht. Im weiteren Ablauf wird der Endlosstrang durch eine Lochplatte (2.4) hindurchgeführt bis ein Überstand der Endlosstrang-Enden(1.1) von einigen Millimetern verbleibt. Borsten-Klemmeinrichtung und Lochplatte sind mit Durchgangslöchern versehen. Gegenüber der Lochplatte (2.4) ist ein Borstenträger (3) in einer Borstenträger-Halterung (4) geklemmt und zwischen Überstand des Endlosstranges (1.1) und Borstenträger (3) kann mindestens ein Heizkörper (5) verbracht werden, der auf einer Seite (5.1) eben ausgeführt ist und gegenüber Stifte (5.2) aufweist.

Dieser Heizkörper (5) hat die Aufgabe nun gleichzeitig die Endlosstrang-Enden (1.1) und die Borstenträgerseite (3.1) aufzuschmelzen. Danach wird der Heizkörper (5), beispielsweise gemäß Pfeilrichtung, mitteis Pneumatikzylinder in eine Lage außerhalb der achsial verlaufenden Bewegungsbahn der Borstenträger (3) verbracht.

In Fig.: 2 wird der Borstenträger (3) in Pfeilrichtung mit seiner aufgeschmolzenen Seite auf die ebenfalls aufgeschmolzenen Borstenstrang-Enden aufgepreßt und so lange gehalten bis die Schweißstelle (6) ausgekühlt ist.

Danach öffnet der Klemmschieber (2.3) und der Borstenträger (3) sowie die Lochplatte (2.4) werden in ihrer Lage so verändert, daß sie die Positionen gem. Fig.: 3 einnehmen, wobei sich zwischen Lochplatte (2.4) und Borstenträgerseite

(3.1) die Borsten-Schnittlänge (a) einstellt. Die gehärtete Lochplattenseite (2.41) wird dabei an das Messer (7) angepreßt und bildet für den anschließenden Schnitt durch die Borstenstränge das Untermesser. Dieser Schnitt erfolgt nachdem der Klemmeschieber (2.3) zuvor wieder geschlossen wurde. Nach dem Schnitt fährt die Lochplatte (2.4) wieder auf die Borsten-Klemmeinrichtung (2) auf. Es ergibt sich wieder ein Überstand der Borstenstrang-Enden.

In Fig.: 4 ist nun eine Lösungsvariante dargestellt bei der die Borstenträger-Halterungen (4) auf einem um eine Horizontalachse (8) schwenkbaren Träger (9) befestigt sind. Während die Borstenträger-Halterung (4) auf der Trägerseite (9.1) den oben beschriebenen Zyklus durchläuft kann aus der Borstenträger-Halterung auf der Trägerseite (9.2) die fertige Bürste entnommen und ein neuer Borstenträger eingelegt werden.

In Fig.: 5 ist eine weitere Lösungsvariante dargestellt, die eine weitere Verkürzung der Zykluszeit bewirkt. So sind hier die Borsten-Klemmeinrichtungen (2) mit den Lochplatten (2.4) auf einem Tisch (10) montiert, der auf einer Bewegungsbahn (11) gleitet. Die Borstenträger-Halterungen (4) sind auf einem Rundschalttisch (12) befestigt, der 4 Stationen taktet. Der Rundschalttisch (12) kann zusätzlich auf einer Bewegungsbahn (13) gleiten. Die Borstenträger-Halterung (4) schließlich kann in der Station (III) zusätzlich in Pfeilrichtung (a) bewegt werden. Die Heizkörper sind in dieser Ausführung derart verändert, daß die Heizkörper (5.3 und 5.4) die Borstenstrang-Enden (1.1) aufschmelzen und der Heizkörper (5.5) die Borstenträger aufschmelzen können.

Der Zyklusablauf entspricht dem bereits oben beschriebenen Vorgang, jedoch mit dem Unterschied, daß während des Auskühlens der Kunststoffmasse in Station (III) und dem Abschneiden der Borsten von den Borstensträngen, in Station (IV) die fertige Bürste ausgeworfen, in Station (I) ein neuer Borstenträger eingelegt und in Station (II) der Borstenträger mittels Heizkörper (5.5) aufgeschmolzen wird. Gleichzeitig werden je nach Stellung des querverschiebbaren Tisches die Borstenstrang-Enden entweder mit dem Heizkörper (5.3) oder mit dem Heizkörper (5.4) aufgeschmolzen. In der Fig.: 5 ist der Heizkörper (5.3) im Einsatz. Zwecks weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind alle Heizkörper (5.3; 5.4 und 5.5) längsverschiebbar gelagert. Vorteilhaft ist auch, daß die Fahrbewegung des Rundschalttisches (12) auf der Bewegungsbahn (13) mit starkem konstanten Druck ausgeführt werden kann während die Bewegung der Borstenträger-Halterung (4) in Pfeilrichtung (a) mit geringerem frei wählbarem Schweißdruck ausgeführt werden kann.

Schließlich wird in Fig.: 6 eine Lösungsvariante dargestellt, die zur weiteren Verbesserung der Vorrichtung, insbesondere bei Verwendung dickerer Endlosstränge beitrag. So können schwerere, aus einer Vielzahl dickerer und gewellter Einzelborsten bestehende Endlosstränge störungsfrei verarbeitet werden, weil insbesondere die Schweißstellen beim Wegfahren der Borstenträger zugentlastet werden.

So werden die Endlosstränge zunächst einer oben beschriebenen Borsten-Klemmeinrichtung (2) zugeführt, die auf einer Bewegungsbahn (14)

längsverschiebbar angeordnet ist. Danach werden die Endlosstränge durch einen mit zur Borsten-Kiemmeinrichtung deckungsgleich angeordneten Bohrungen versehenen Führungsklotz (15) hindurchgeführt bis die Endlosstrang-Enden (1.1) überstehen. Der Abstand (c) zwischen Borsten-Klemmeinrichtung und Führungsklotz ist gleich oder wenig größer als 0.

Gegenüber dem Führungsklotz (15) ist ein Borstenträger (3) in einer Borstenträger-Halterung (4) geklemmt und zwischen Überstand des Endlosstranges (1.1) und Borstenträger (3) kann mindestens ein Heizkörper (5) verbracht werden.

Während dem bereits bekannten Aufschmelzen der zu verbindenden Kunststoffelemente, sowie dem Zusammendrücken und anschließendem Auskühlen der Kunststoffmasse öffnet der Klemmschieber (2.3) und die Borsten-Klemmeinrichtung (2) wird vom Führungsklotz wegbewegt bis sich der Abstand ( c ) um die Schnittlänge der Borsten plus des Maßes für den Überstand (1.1) des Endlosstranges vergrößert. Danach wird der Klemmschieber wieder geschlossen, so daß die Endlosstränge erneut verspannt sind.

Im weiteren Zyklusablauf wird gleichzeitig die Borsten-Klemmeinrichtung und der Borstenträger soweit verschoben, daß sich zwischen Führungsklotzseite (15.1) und Borstenträgerseite (3.1) ein Maß einsteilt, das der jeweils gewünschten Schnittlänge der Borsten entspricht. Jetzt werden die Borsten von den Endlossträngen abgeschnitten. Die fertige Bürste wird entnommen und die Borsten-Klemmeinrichtung fährt weiter, so daß das Maß ( c) wieder 0 oder wenig größer ist. Der Überstand (1.1) der Endlosstränge ermöglicht wieder den Start eines neuen Zykluses.

Claims

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, wie Bürsten, Besen oder dergleichen, bestehend aus Borstenträger und daran befestigten Borstenbündeln, indem zu Endlossträngen zusammengefaßte Kunststoff-Borsten an den Borstenträger herangebracht, an diesem verschweißt und auf Länge geschnitten werden, wobei die Vorrichtung mindestens eine Borsten-Klemmeinrichtung, mindestens eine Borstenträger-Haiterung, einen oder mehrere Heizkörper und ein oder mehrere Messer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten-Klemmeinrichtung (2) zum Spannen der Endiosstränge (1) ausgebildet ist und daß sich unmittelbar an diese Borsten-Klemmeinrichtung eine Lochplatte (2.4) anschließt, die in Achsrichtung der Enlosstränge relativ zur Borsten-Klemmeinrichtung bewegt werden kann und daß die Borsten-Klemmeinrichtung und die Lochplatte deckungsgleiche Durchgangsbohrungen aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten-Klemmeinrichtung (2) direkt am Gestell der Vorrichtung fest montiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand zu der Borsten-Klemmeinrichtung (2) und Lochplatte (2.4) mindestens eine Borstenträger-Haiterung (4) angeordnet ist und daß dieser Abstand veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lochplatte (2.4) und Borstenträger-Haiterung (4) ein Heizkörper (5) eingeschoben oder eingeschwenkt werden kann.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (7) vertikal bewegt werden kann und daß die Lochplatte (2.4) mit ihrer Frontseite (2.41) zum Schneiden an das Messer angepreßt werden kann und somit als Untermesser dient.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenträger-Halterungen (4) auf einem um eine Horizontalachse (8) schwenkbaren Träger (9) befestigt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenträger-Haiterungen (4) auf einem Rundschalttisch (12) befestigt sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten-Klemmeinrichtung (2) und die Lochplatte (2.4) auf einem querverschiebbaren Tisch (10) montiert sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper (5.3 und 5.4) zum Aufschmelzen der Endlosstrang-Enden und der Heizkörper (5.9 zum Aufschmelzen der Borstenträger (3) getrennt voneinander angeordnet sind.

10. Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, wie Bürsten, Besen oder dergleichen, bestehend aus Borstenträger und daran befestigten Borstenbündeln, indem zu Endlossträngen zusammengefaßte Kunststoff-Borsten an den Borstenträger herangebracht, an diesem verschweißt und auf Länge geschnitten werden, wobei die Vorrichtung mindestens eine Borsten-Klemmeinrichtung, mindestens eine Borstenträger-Halterung, einen oder mehrere Heizkörper und ein oder mehrere Messer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten-Klemmeinrichtung (2) zum Spannen der Endlosstränge (1) ausgebildet ist und in Achsrichtung der Endlosstränge relativ bewegt werden kann, daß mit Abstand zu der Borsten-Klemmeinrichtung (2) mindestens ein Führungsklotz (15) fest mit dem Gestell verbunden ist und daß der Abstand veränderbar ist und Borsten-Klemmeinrichtungen und Führungsklotz deckungsgleiche Durchgangsbohrungen aufweisen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand zu dem Führungsklotz mindestens eine Borstenträger-Halterung (4) angeordnet ist und daß dieser Abstand veränderbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Führungsklotz (15) und Borstenträger-Halterung (4) mindestens ein Heizkörper (5) eingeschoben oder eingeschwenkt werden kann.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (7) fest an der Fläche (15.1) des Führungsklotzes (15) angepreßt bleibt.