DE3205641C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln oder Einzelborsten aus Kunststoff - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Borstenbündeln oder Einzelborsten aus Kunststoff für Bürsten, Besen oder Pinsel werden Endlos-Monofile hergestellt und diese entweder direkt auf eine Spule aufgewickelt oder in einer ganz oder teilweise der Borstenzahl im Bündel entsprechenden Zahl zusammengeführt, der entstehende Bündelstrang verdrillt und dieser bzw. die Monofile auf einem flanschlosen Spulenkern im Kreuzspulverfahren aufgewickelt. Hierdurch wird bei vorgegebener Baugröße der Spule der Krümmungsradius des Monofils bzw. des Bündelstrangs vergrößert und damit seine bleibende Verformung reduziert. Ferner kann auf einer solchen Spule eine wesentlich größere Länge an Endlos-Monofilen untergebracht und das Taragewicht der Spule reduziert werden. In verarbeitungstechnischer Hinsicht ergibt sich der Vorteil, daß die Monofile oder der verdrillte Bündelstrang in Richtung der Achse des Kreuzwickels abgezogen werden können, so daß sich die Lagerung der Spule und der Aufbau der Abzugseinrichtung an der Bürstenmaschine vereinfachen.

Description

dazu, daß der Bündelstrang bzw. die Monofile vor allem im inneren Bereich der Flanschspule mit einem vergleichsweise kleinen Krümmungsradius aufgewikfeelt werden muß. Da annähernd jeder Kunststoff, vor allem aber die für Borsten eingesetzten Kunststoffe -, keine ausreichende Kriechfestigkeit besitzen bzw. Kaltfluß-Erscheinungen zeigen, führt insbesondere eine längere Lagerung auf der Spule zu einer bleibenden Krümmung, die durch die Rückstellkräfte der Borste nicht überwunden werden kann. Das geradlinige n> Ausrichten der Borste ist praktisch unmöglich. Es dürfen deshalb solche Spulen zwischen dem Wickelvorgatig und der Verarbeitung nicht allzu lange gelagert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren dahingehend weiter- ι -, zuentwickeln, daß der Einfluß der mangelnden Kriechfestigkeit des Kunststoffs reduziert und auch nach längerer Lagerung noch einwandfreie Borsten erhalten werden können.

Diese Aufgabe v^ird erfindungsgemäß dadurch gelöst, >n daß die Monofiie bzw. der verdrillte Bündelstrang im Kreuzspulverfahren aufgewickelt werden.

Beim Kreuzspulverfahren wird das Monofil bzw. der verdrillte Bündelstrang nicht in Umfangsrichtung, sondern mit einer einstellbaren Steigung auf einem _>> Spulenkern aufgewickelt mit dem Ergebnis, daß der Krümmungsradius des Bündelstrangs bzw. des Monofils bei gleicher Baugröße der Spule gegenüber einem Parallelwickel erheblich vergrößert werden kann. Selbst wenn dieser Krümmungsradius durch Kaltfluß nicht mehr aufhebbar seiv sollte, stört dies bei der späteren Verarbeitung der Borstenbündel bzw. Borsten nicht, da nach dem Zuschneiden die Länge der einzelnen Borste klein genug ist, um ein annähernd geradliniges Erzeugnis zu erhalten.

Darüber hinaus bringt das erfindungsgemäße Verfahren einen weiteren beachtlichen Vorteil. Während bisher bei der Herstellung von Endlosborsten ausschließlich Flanschspulen eingesetzt werden konnten, lassen sich nun einfache flanschlose Spulenhülsen bzw. Spulenkerne verwenden, da ein Kreuzwickel den Vorteil hat, daß die einzelnen Wickellagen von der Spule nicht abrutschen können. Der Spulenkern, der in seiner einfachsten Ausführung als Papphülse ausgebildet sein kann, weist ein wesentlich geringeres Gewicht als eine Flanschspule auf, so daß sich das Verhältnis von Tara- und Nettogewicht erheblich günstiger darstellt. Die Material· und Transportkosten lassen sich damit beachtlich reduzieren. Untersuchungen in der Praxis haben ergeben, daß beispielsweise die Kosten der Spule gegenüber herkömmlichen Flanschspulen nur etwa ein Drittel betragen, wobei zugleich bis zum achtfachen Borstengewicht untergebracht werden kann. Gleichzeitig ergibt sich gegenüber den Fianschspulen ein erheblich geringerer Raumbedarf, besonders bei der Lagerung und dem Transport der Leerspulen, insbesondere wenn die Spulenhülsen konisch gestaltet werden.

Das Kreuzspulverfahren läßt erfindungsgemäß auch ein Aufwickeln ohne Spulenkern zu. Bei diesen selbsttragenden Kreuzwickeln werden die Spulen völlig eingespart und die Verbilligung der Lagerung und Transportkosten ist noch größer.

Durch den größeren Spuleninhalt werden sowohl die Laufzeiten beim Aufwickeln in der Borstenfertigung als auch beim Abwickeln in der Bürsten-, Besen- und Pinselfertigung erheblich verlängert, so daß die Spulen weniger häufig ausgewechselt werden müssen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise so vorgegangen, daß der oder die verdrillten Bündelstränge zunächst in Paralleüage, z.B. auf eine oder mehrere große Produktionsspulen, aufgewickelt, daraufhin von diesem Parallelwickel abgezogen und anschließend im Kreuzspulverfahren aufgewickelt werden. Dadurch lassen sich in verfahrenstechnischer Hinsicht die Herstellung des Bündelstrangs und das Kreuzwicketa voneinander trennen, indem als Zwischenspeicher der Parallehyickel dient Dies ermö^icht auch, im Bedarfsfall mehrere Bündelstränge von verschiedenen Produktionsspulen auf einen Spulenkern im Kreuzspulverfahren aufzuwickeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet für die Bürsten-, Besen- und Pinselindustrie ferner die Möglichkeit, daß der oder die Bündelstränge bzw. die Monofile von dem Kreuzwickel in Richtung der Wickelachse abgezogen und weiterverarbeitet werden. Bei herkömmlichen Flanschspulen erfolgt der Abzug tangential und taktweise, wobei ein ständiger Wechsel von Beschleunigung und Verzögerung der Bündelstränge bzw, der F.inzelborsten notwendig ist Der Antrieb der Abzugseinrichtung und die Aufhängung der Spulen ist deshalb relativ aufwendig. Durch den erfindungsgemäß erzeugten Kreuzwickel können die Bündelstränge bzw. die Einzelborsten in Richtung der Wickelachse bzw. parallel dazu abgezogen werden. Damit vereinfachen sich die Spulenhalterung und die Abzugseinrichtung erheblich.

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung von einer bekannten Vorrichtung aus, die aus ein oder mehreren Extrusionsstraßen zur Erzeugung von Endlos-Monofilen, einer Einrichtung zum Zusammenführen der Monofile zu einem Bündelstrang und zum Verdrillen desselben sowie einsm Spulbock zum Aufwickeln des Bündelstrangs besteht. Bei Monofilen entfällt die Einrichtung zum Zusammenführen derselben zu einem Bündelstrang und zum Verdrillen desselben. Hier ist auch nicht unbedingt ein Spulbock erforderlich, da die Monofile auch direkt im Kreuzspulve^ahren auf einen Spulenkern aufgewickelt werden können.' Die zuvor genannte Vorrichtung zeichnet sich crfindungsgemäß aus durch eine den verdrillten Bündelstrang oder die Monofile aufnehmende Kreuzspulmaschine mit Lieferwerk und einer darauf angeordnete, den Kreuzwickel aufnehmende, flanschlose Spulenhülse großen Durchmessers. Erfindungsgemäß ist dabei auch die Herstellung eines selbsttragenden Kreuzwickels ohne Spulenhülse möglich.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Einrichtungen, wie Verdrilleinrichtung, Kreuzspulmaschine mit Lieferwerk, flanschlose, zylindrische oder konische Spulenhülsen sowie ein kernfreies Wickeins sind im Stand der Technik bekannt, weshalb eine nähere Beschreibung hier unterbleiben kann.

Mit Vorteil ist bei der zuvor geschilderten Vorrichtung vorgesehen, daß hinter der Verdrilleinrichtung ein Spulbock angeordnet ist, der zunächst zur Bildung eines Parallelwickels dient, und daß die solchermaßen hergestellte Spule mit Parallelwickel am Lieferwerk der Kreuzspulmaschine anbringbar ist. Hiermit lassen sich die Herstellung der Encllos-Monofile und die Erzeugung des Kreuzwickels räumlich und zeitlich voneinander trennen, was in verfahrenstechnischer Hinsicht einige Vorteile bietet.

Für die Weiterverarbeitung des Kreuzwickels geht die Erfindung von bekannten Bürsten-, Besen- und Pinselmaschinen aus. die eine oder mehrere Aufnahmen für die Spule. Abzugscinrichtungen für den Bündel-

strang bzw. die Monofile sowie Schneideinrichtungen zum Ablängen auf Borstenlänge aufweisen. Solche Maschinen zeichnen sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Aufnahmen an den Maschinen zur Lagerung von Spulenhülsen bzw. von selbsttragenden Kreuzwikkel eingerichtet sind und daß die Zugrichtung der Abzugseinrichtungen mit der Achse der Spulenhülsen bzw. des Kxeuzwickels etwa zusammenfällt oder parallel zu dieser verläuft

Auch diese Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind für sich auf anderen Einsatzgebieten bekannt, so daß sich eine detaillierte Beschreibung und zeichnerische Darstellung erübrigt.

Insgesamt schafft das erfindungsgemäße Verfahren für die Bürsten-, Besen· und Pinselindustrie die Voraussetzungen für eine vollautomatische Fertigung.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Birstenbündeln oder Einzelborsten aus Kunststoff für Bürsten, Besen, Pinsel od. dgL, indem Endlos-Monofile herge- s stellt und diese entweder unmittelbar auf eine Spule aufgewickelt oder in einer ganz oder teilweise der Borstenzahl im Bündel entsprechenden Anzahl zusammengeführt werden, der entstehende Bündelstrang verdrillt und dieser auf eine Spule aufgewikkelt wird, von der die Monofile bzw. der Bündelstrang taktweise oder kontinuierlich abgezogen und auf Borstenlänge abgeschnitten, und vor oder nach dem Schneiden jede Einzelborste bzw. jedes Borstenbündel am Bürsten-, Besen- oder Pinselkörper befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofile bzw. der verdrillte Bündelstrang im Kreuszpulverfahren aufgewickelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der verdrillte Bündeistrang zunächst in Parallellage aufgewickelt, von diesem Parallelwickel abgezogen ir.id anschließend im Kreuzspulverfahren aufgewickelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß zugleich mehrere Monofile oder mehrere verdrillte Bündelstränge auf eine Spule im Kreuzspulverfahren aufgewickelt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofile oder der jo Bündelstrang von dem Kreuzwickel in Richtung der Wickelachse abgezogen werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 für Borstenbündel, bestehend aus einer oder mehreren Extrusionsstraßen zur Erzeu- J5 gung von Endlos-Monofilen, einer Einrichtung zum Zusammenführen der Monofile zu einem Bündelstrang und zum Verdrillen desselben sowie einem Spulbock zum Aufwickeln des Bündelstrangs, gekennzeichnet durch eine die Monofile oder den -to verdrillten Bündelstrang aufnehmende Kreuzspulmaschine mit Lieferwerk und eine darauf angeordnete, den Kreuzwickel aufnehmende flanschlose, zylindrische oder konische Spulenhülse großen [Durchmessers.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzwickel selbsttragend ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2. to dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Verdrilleinrichtung ein Spulbock zur Bildung eines Parallelv-'ickcls angeordnet ist und daß dessen Spule am Lieferwerk der Kreuzspulmaschine anbringbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 mit einer an der Bürsten-, Besen- oder Pinselmaschine angeordneten Aufnahme für den Wickel, einer Abzugseinrichtung für die Monofile bzw. den BündGlstrang und einer Schneideinrichtung zum eo Ablängen der Monofile bzw des Bündelstrangs auf Borstenlängc, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme zur Lagerung der Kr-cuzwickel eingerichtet ist und daß die Zugrichtung der Abzugseinrichtung mit der Achse des Kreuzwickels etwa b¹; zusammenfällt oder parallel zu dieser verläuft.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borstenbündeln oder Einzelborsten aus Kunststoff für Bürsten. Besen, Pinsel od. dgL, indem Endlos-Monofile hergestellt und diese entweder unmittelbar auf eine Spule aufgewickelt oder in einer ganz oder teilweise der Borstenzahl im Bündel entsprechenden Anzahl zusammengeführt werden, der entstehende Bündeistrang verdrillt und dieser auf eine Spule aufgewickelt wird, von der die Monofile bzw. der Bündeistrang taktweise oder kontinuierlich abgezogen und auf Borstenlänge abgeschnitten, und vor oder nach dem Schneiden jede Einzelborste bzw. jedes Borstenbündel am Bürsten-, Besen- oder Pinselkörper befestigt werden.

Die Herstellung von Borsten und dereit Verarbeitung in der Bürsten-, Besen- und Pinselindustrie erfolgt seit Jahrzehnten im wesentlichen unverändert Wie bei der Verarbeitung von Naturborsten, muß auch bei Kunststoffborsten — mit Ausnahme dort, wo nur Einzelborsten eingesetzt werden — zunächst ein Bündel hergestellt werden, in welchem die Borsten in der gewünschten Aazahi vorliegen. Dieses Borstenbände! wird dann in den Bürste-, Besen- oder Pinselkörper eingesetzt und an diesem befestigt, z. B. durch Stopfen, Kleben, Schweißen (bei Kunststoffborsten), Kitten od. dgl. Kunststoffborsten bieten dabei verarbeitungstechnisch den Vorteil, daß sie aus Endlos-Monofilen im Wege des Extrudierens oder Spinnens hergestellt werden können. Die Monofile werden dann zu einem Strang zusammengefaßt, dieser in eine Papier- oder Folienverpackung eingehüllt und auf die gewünschte Borstenlänge zugeschnitten.

Bei der Verarbeitung in der Bürsten-, Besen- und Pinselindustrie muß dann das Borstenbündel von Hand von seiner Verpackung befreit und fortlaufend in das Magazin der Bürsten-, Besen- oder Pinselmaschine eingegeben werden. Damit konnte zwar — gegenüber Naturborsten — eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung bei der Herstellung der Borsten erreicht werden, ihre Verarbeitung jedoch blieb unverändert kostenaufwendig. So muß ζ. B. das Maschinenpersonal zwischen 15 und 30% der Zeit — je nach Verfahren — für die Versorgung der Maschine mit Borsten aufwenden.

Seit vielen Jahren ist man bemüht, diesen aufwendigen Verarbeitungsgang zu sparen und statt dessen Endlosborsten unmittelbar zu verarbeiten. Es wird dabei so vorgegangen, daß bei der Borstenherstellung ein Bündelstrang aus Endlos-Monofilen verdrillt und auf einer Flanschspule in Parallellage aufgewickelt wird. Durch das Verdrillen des Bündelstrangs wird eine Schlaufenbildung vermieden. Die Flanschspule mit dem Parallelwicke! wird dann an den Bürsten- bzw. Besenhersteller geliefert. Die Bürsten- bzw. Besenmaschine besitzt eine Aufnahme für die Flanschsspule, von der der Bündelstrang etwa tangential und taktweise abgezogen und einer Schneideinrichtung zugeführt wird, die den Bündelstrang auf die gewünschte Borstenlänge ablängt. Das einzelne Borstenbündel gelangt dann direkt in die Stopfwerkzeuge zur Befestigung am Bürsten- oder Besenkörper. Es sind mehrere Maschinen zur Verarbeitung solcher Endlosborsten entwickelt worden. Derartige Lösungen haben sich aber in der Praxis nicht durchgesetzt.

Verfahren der zuvor geschilderten oder ähnlichen Art haben den Nachteil, daß bei vertretbarer Baugröße und handhabungsfähigem Gewicht der Flanschspulen, deren Durchmesser nicht allzu groß werden darf, um eine ausreichende Länge unterbringen zu können. Dies führt