DE4041849A1 - Verfahren zur herstellung von borstenwaren aus kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, die aus Borstenträger und Borsten aus Kunststoff bestehen, indem die Borstenträger und Borsten auf jeweils getrennten Bewegungsbahnen ge­ führt, die Borstenträger und Borsten an den einander zu gekehrten Sei­ ten aufgeschmolzen und gegebenenfalls geformt und in weichplastischem Zustand zusammengeführt werden.

Seit einigen Jahren werden Borstenwaren wie Bürsten, Besen, Schrubber, Pinsel 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 be­ reichsweise aufgeschmolzen, die Borsten an ihrem dem Borstenträger zugekehrten Ende plastifiziert und anschließend unter Druck zusammen­ geschweißt werden. Diese Verbindungsart wird eingesetzt, wenn Borsten­ träger 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 wirtschaftlich funktionierende Vorrichtungen zu realisieren. Es ist deshalb vorgeschlagen worden (DE-OS 28 49 510) zwei Revolverteller mit parallelen Achsen nebeneinander anzuordnen, von denen der eine in mehreren Positionen Halter für den Borstenträger, der andere in mehreren Positionen Klemmeinrichtungen für die Borstenbündel aufweist. Der Revolverteller mit den Haltern für die Borstenträger läuft an einem Magazin vorbei, aus dem jeweils ein Borstenträger in ei­ nen Halter überführt wird. Der Halter läuft dann an einer Station mit Heizeinrichtungen vorbei an der die Borsten-Aufnahmeseite aufgeschmol­ zen und zugleich mit Aufnahmelöchern versehen wird. Der Borstenträger gelangt dann in eine Station, an der sich die beiden Revolverteller berühren. Der andere Revolverteller weist an einer ersten Station eine Übergabeeinrichtung auf, mittels der die bereits geschnittenen Borsten­ bündel in einer der Besteckung entsprechenden Anzahl aus einem Magazin entnommen und in die am Revolverteller befindlichen Klemmeinrichtungen eingesetzt werden. In einer zweiten Station werden die freien Borsten­ enden, die der Befestigung dienen, vor eine Heizeinrichtung gefahren, die die Borstenenden aufschmilzt und so miteinander verbindet. Schließ­ lich gelangt auch die Klemmeinrichtung mit dem einseitig aufgeschmolze­ nen Borstenbündel in die gemeinsame Station; in der die Borsten auf den Borstenträger am anderen Revolverteller übergeben, auf die Borsten-Auf­ nahmeseite aufgedrückt und Borsten und Borstenträger abgekühlt werden, bis die notwendige Transportfestigkeit vorhanden ist. Anschließend ge­ langt der mit Borsten bestückte Borstenträger in eine Abgabestation. Obwohl das Aufschmelzen sowohl des Borstenträgers als auch der Borsten an jeweils einer eigenen Station der Revolverteller erfolgt, geschieht das Zusammenführen und Abkühlen immer noch an einer gemeinsamen Station, so daß die Taktzeit relativ lange dauert. Auch durch das Zuführen der Borsten und das Abtrennen vom Endlosstrang in einer Station wird eine lange Taktzeit benötigt.

Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden (DE-PS 37 18 811) die Klemmeinrichtungen mit den Borsten oder die Halter mit den Borstenträ­ gern an einer Übergabe- und Kühlstrecke von der einen auf die andere Bewegungsbahn zu verbringen und am Ende der Übergabe- und Kühlstrecke die Borsten aus der Klemmeinrichtung zu lösen und diese bzw. die Halter auf ihre eigene Bewegungsbahn zurückzuführen. Vorzugsweise sollen die jeweils getrennten Bewegungsbahnen der Klemmeinrichtung und der Halter für die Borstenträger zumindest entlang der mehrere Stationen aufweis­ enden Übergabe- und Kühlstrecke parallel und in gleicher Bewegungsrich­ tung geführt werden.

Durch die parallele Anordnung der Bewegungsbahnen von Borsten und Bors­ tenträger entlang einer Übergabe- und Kühlstrecke soll es möglich sein, unmittelbar nach Übergabe der Borsten den eigentlichen Füge- und Abkühl­ vorgang auf mehrere nachfolgende Stationen zu verteilen, so daß diese Taktzeit in mehrere Einzeltakte kürzerer Zeitdauer aufgegliedert wird. Am Ende der Übergabe- und Kühlstrecke werden die Klemmeinrichtungen gelöst, so daß die Borsten freikommen und in gegebenenfalls mehreren Stationen nachgearbeitet werden können.

Aber auch hier ist die Taktzeit-Verkürzung nur sehr gering, weil, wie sich in der Praxis gezeigt hat, die Zuführung der Borsten und das Ab­ trennen vom Endlosstrang in einer Station immer noch zu einer langen Taktzeit führen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Verfahren durch Verkürzung der Taktzeit wirtschaftlicher zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei allen thermischen Verbindungs­ verfahren dadurch gelöst, daß die Borsten mittels Klemmeinrichtungen auf ihrer Bewegungsbahn nacheinander an einer od. mehreren Borsten­ füllstationen, einer od. mehreren Borstenheizstationen, einer od. mehreren Schweiß- und Kühlstationen vorbeigeführt werden und daß während dieses Umlaufes die Abstände der Klemmeinrichtungen untereinan­ der und die Geschwindigkeit der Klemmeinrichtungen zueinander beliebig veränderbar sind, während die Borstenträger mit gleichbleibendem Ab­ stand untereinander und mit gleichbleibender Geschwindigkeit zueinander bewegt werden.

Vorzugsweise werden die Bewegungsbahnen für die Borstenträger und Bors­ ten so angeordnet, daß sich Borstenträger und Borsten zu Beginn einer Schweiß- und Kühlstation auf Schweißabstand nähern, in der Schweiß- und Kühlstation diesen Abstand beibehalten und am Ende der Schweiß- und Kühlstation sich wieder voneinander entfernen.

Des weiteren ist es von Vorteil, daß die Anzahl der Klemmeinrichtungen für die Borsten unabhängig von der Anzahl der Halter für die Borsten­ träger beliebig verändert werden kann.

Weiter ist es erfindungsgemäß, daß die Borstenträger mittels Halter auf ihrer Bewegungsbahn geführt werden.

Eine Erfindungsvariante ist, daß die Bewegungsbahn der Borstenträger von dem Borstenträger selbst gebildet wird, indem von einer Spule eine Kunst­ stoffolie abgezogen wird, im weiteren Verlauf die Kunststoffolie an einer Heizstation, danach an einer Schweiß- und Kühlstation vorbeigeleitet wird und schließlich mit dem aufgeschweißten und gegebenenfalls vorher nachbearbeiteten Borstenbesatz auf eine neue Spule gewickelt wird.

Ein weiterer Vorzug der Erfindung ist es, daß Borstenträger und Borsten während des Fügevorganges in der Schweiß- und Kühlstation auf ihren Be­ wegungsbahnen verbleiben und weitertransportiert werden können, ohne den Schweißabstand zwischen Borstenträger und Borsten verändern zu müssen.

Dadurch, daß die Klemmeinrichtungen während eines Umlaufes auf ihrer Be­ wegungsbahn die Abstände untereinander und die Geschwindigkeit zueinander verändern können ist es möglich, die Taktzeit erheblich zu verkürzen, weil es nun zum Beispiel möglich ist in einer Borstenfüllstation gleich­ zeitig mehrere Klemmeinrichtungen mit Borsten zu füllen und beim Verarbei­ ten vom Endlosstrang das Abtrennen in großem Umfang durchzuführen. Danach kann mit erhöhter Geschwindigkeit die Klemmeinheit für die Borsten in die Borstenheizstation und nach dem Anschmelzen in die Schweiß- und Kühlsta­ tion verbracht werden, ohne die Taktzeit für den Füge- bzw. Schweißvorgang zu beeinflussen.

Zur weiteren Beschleunigung dieses Vorganges können auch weitere Klemmein­ heiten auf die Bewegungsbahn aufgesetzt werden, die dann in einer noch größeren Borstenfüllstation befüllt werden.

Es ist jedoch auch der Verkürzung der Taktzeit dienlich, wenn die Klemm­ einheiten nach der Schweiß- und Kühlstation von ihrer Bewegungsbahn auf eine weitere Bewegungsbahn für die Borstenbefüllung verbracht werden, dort durch die Borstenfüllstation takten, mit Borsten befüllt werden und danach wieder auf ihre Bewegungsbahn zurückgeführt werden, wo sie dann wieder die Borstenheizstation und danach die Schweiß- und Kühlstation passieren.

Ein großer Vorteil einer solch erfindungsgemäßen Ausführung ist zu der Taktzeit-Verkürzung auch die Tatsache, daß es beispielsweise möglich ist, gleichzeitig Klemmeinrichtungen auf den Bewegungsbahnen zu führen, die unterschiedliche Zahl und Schränkung von Borstenaufnahmelöcher aufweisen, so daß gleichzeitig verschiedene Schweiß- und Kühlstationen bedient wer­ den können in denen dann Borstenträger mit jeweils der gleichen Schmelz­ punktanordnung wie bei den Klemmeinheiten mit Borsten versehen werden können. In diesem Falle ist es dann möglich, daß Umstellzeiten von einer Bürstenausführung auf eine andere eingespart werden können, weil einfache Vorrichtungen für die unterschiedlichsten Bürstenausführungen ständig vorhanden und einsatzbereit sind.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf eine vereinfacht dargestellte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 einen Schnitt A-A durch Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt B-B durch Fig. 1 und

Fig. 4 die Seitenansicht einer Ausführungsvariante.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens darge­ stellt, die im wesentlichen aus der Borstenfüllstation (1), der Klemm­ einrichtung (2) für Borsten, der Bewegungsbahn (3) für die Klemmein­ richtungen, der Borstenheizstation (4), der Schweiß- und Kühlstation (5) besteht. Weitere wesentliche Elemente sind in Fig. 2 und 3 der Hal­ ter (6) für Borstenträger (6.1), die Bewegungsbahn (7) für Halter, die Heizeinheit für Borstenträger (8), der Antrieb (9) für die Bewe­ gungsbahn (7) und die Auswerferposition (10) für die fertige Borsten­ ware.

In der Borstenfüllstation (1) werden die Borsten vom Endlosstrang auf den Spulen (1.11) abgezogen und in die Klemmeinrichtung (2) verbracht und danach abgeschnitten. Um diesen Vorgang zu Beschleunigen können gleichzeitig mehrere Klemmeinheiten befüllt werden, indem z. B. zusätz­ lich Bündelsortiereinheiten (1.2) vorgesehen werden, die vorgefertigte Borstenbündel in die Klemmeinrichtungen einbringen. Auch kann dadurch die Taktzeit verkürzt werden, daß mehrere Spulen (1.11) auf dem Ständer (1.1) untergebracht sind.

Die gefüllte Klemmeinrichtung (2) werden dann in Pfeilrichtung gemäß Fig. 1 auf der Bewegungsbahn (3) weitertransportiert, wo die Befesti­ gungsenden der Borsten an der Borstenheizstation (4) angeschmolzen werden.

Gleichzeitig werden auf der Bewegungsbahn (7) die Borstenträger (6.1) durch die Heizeinheit (8) an den Befestigungsstellen der Borsten er­ hitzt. Anschließend werden sowohl die Borstenträger als auch die Klemm­ einrichtungen mit den angeschmolzenen Borsten in die Schweiß- und Kühlstation verbracht, wo die Klemmeinheit auf Schweißabstand an den Borstenträger herangeführt wird, so daß die angeschmolzenen Borsten und die angeschmolzenen Bereiche der Borstenträger zusammenkommen, ohne daß die Klemmeinrichtung ihre Bewegungsbahn verläßt. In dieser Position ver­ weilen die beiden Fügeteile nun solange, bis die weichplastischen Be­ reiche ausgehärtet sind und die Borstenträger mit den aufgeschweißten Borsten ausreichende Transportfestigkeit besitzen.

Dies kann ebenfalls wieder an mehreren Schweiß- und Kühlstationen (5) gleichzeitig erfolgen, so daß die Taktzeit der Schweißung erheblich ver­ kürzt wird.

Nach dem Schweißvorgang in der Schweiß- und Kühlstation wird die fertige Borstenware in Station (10) in Fig. 2 ausgeworfen oder sortiert abgelegt.

Die Klemmeinrichtungen (2) werden nach der Schweiß- und Kühlstation (5) auf der Bewegungsbahn (3) in Pfeilrichtung wieder in die Borstenfüllsta­ tion (1) verbracht, wo der Vorgang wieder von vorne beginnt.

In einer Ausführungsergänzung kann die Borstenfüllstation auch so ausge­ stattet sein, daß die Borsten bereits so vorbereitet werden, daß nach dem Schweißen eine optimale Borstenware vorliegt, daß also z. B. das Abscheren, das Schleifen und Runden der Borsten nach dem Schweißen ent­ fällt, weil diese Vorgänge bereits in der Borstenfüllstation ablaufen.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, die aus einer Borsten­ füllstation (20) mit sep. Bewegungsbahn (21), aus Klemmeinheiten (22) für Borsten, einer Bewegungsbahn (23) für die Klemmeinrichtungen (22), der Borstenheizstation (24), der Schweiß- und Kühlstation (25), der Borstenträgerheizung (28), der Andrückeinheit (29) und der Spule (30) besteht.

Bei dieser Ausführungsvariante in Fig. 4 werden die Klemmeinrichtungen (22) in der Borstenfüllstation (20) mit Borsten gefüllt. Dabei kann das Füllen mit allen Varianten geschehen, wie dies bereits in Vorrichtung nach Fig. 1 beschrieben wurde, jedoch mit dem Unterschied, daß die Klemmeinrichtungen in der Borstenfüllstation von der einen Bewegungsbahn (23) auf eine ande­ re Bewegungsbahn (21) verbracht und nach dem Füllen wieder in entspre­ chende Aufnahmen auf die Bewegungsbahn (23) verbracht werden. Im weiteren Verlauf werden die Klemmeinrichtungen dann an der Borstenheizstation (28) vorbeigeführt und die Befestigungsenden der Borsten angeschmolzen.

Gleichzeitig wird das Borstenträgerband (31) von der Spule (30) abgezo­ gen und an der Borstenheizstation (24) bereichsweise aufgeschmolzen. Da­ nach werden Klemmeinrichtungen (22) mit den angeschmolzenen Borstenenden und die angeschmolzenen Borstenträgerbereiche in die Schweiß- und Kühlsta­ tion (25) getaktet, wo die weichplastischen Bereiche zusammengeführt und solange gehalten werden, bis sie soweit erstarrt sind, daß die Borstenware mit den aufgeschweißten Borsten dann gegebenenfalls nachgearbeitet und auf eine Spule (32) aufgerollt werden können. In der Schweiß- und Kühlstation wird das Borstenträgerband (31) durch die Andrückeinheit (29) auf gleich­ bleibendem Schweißabstand zu den Borstenenden gehalten.

Am Ende der Schweiß- und Kühlstation laufen die nun leeren Klemmeinrich­ tungen (22) wieder in die Borstenfüllstation (20), wo sie für einen neuen Vorgang mit Borsten gefüllt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, die aus Borstenträger und Borsten aus Kunststoff bestehen, indem die Borstenträger und Borsten auf jeweils getrennten Bewegungsbahnen geführt, die Borsten­ träger und Borsten an den einander zugekehrten Seiten aufgeschmolzen und gegebenenfalls geformt und in weichplastischem Zustand zusammen­ geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten mittels Klemm­ einrichtungen auf ihrer Bewegungsbahn nacheinander an einer od. mehreren Borstenfüllstationen, einer od. mehreren Borstenheizstationen, einer od. mehreren Schweiß- und Kühlstationen vorbeigeführt werden und daß während dieses Umlaufes die Abstände der Klemmeinrichtungen unter­ einander und die Geschwindigkeit der Klemmeinrichtungen zueinander be­ liebig veränderbar sind, während die Borstenträger mit gleichbleiben­ dem Abstand untereinander und mit gleichbleibender Geschwindigkeit zueinender bewegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich Borsten­ träger und Borsten zu Beginn einer Schweiß- und Kühlstation auf Schweiß­ abstand nähern, in der Schweiß- und Kühlstation diesen Abstand beibe­ halten und am Ende der Schweiß- und Kühlstation sich wieder voneinander entfernen.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Klemmeinrichtungen für die Borsten unabhängig von der Anzahl der Halter für die Borstenträger verändert werden kann.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn der Borstenträger von dem Borstenträger selbst gebildet wird, indem von einer Spule eine Kunststoffolie oder -band abgezogen wird, im weiteren Verlauf die Kunststoffolie an einer Heizstation, da­ nach an einer Schweiß- und Kühlstation vorbeigeleitet wird und schließ­ lich mit dem aufgeschweißten und gegebenenfalls vorher bearbeiteten Borstenbesatz auf eine Spule gewickelt wird.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Bor­ stenträger und Borsten während des Schweiß- und Fügevorganges in der Schweiß- und Kühlstation auf ihren Bewegungsbahnen verbleiben und wei­ tertransportiert werden können, ohne den Schweißabstand zwischen Bor­ stenträger und Borsten verändern zu müssen.