DE69014084T2

DE69014084T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbüscheln.

Info

Publication number: DE69014084T2
Application number: DE1990614084
Authority: DE
Inventors: John C Lewis
Original assignee: TUCEL INDUSTRIES
Current assignee: TUCEL INDUSTRIES
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1990-06-20
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: CA2032069A1; EP0432868A2; EP0432868B1; CA2032069C; EP0432868A3; DE69014084D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bürstenherstellung, die Büschel für die Einfügung in eine Bürste zusammenfaßt, und auf ein Verfahren dafür.
Eine herkömmliche klammernheftende Aufnehmermaschine für Bürsten (die Borstenbüschel erzeugt) verwendet eine Aufnehmereinrichtung, die jeweils nur ein einziges Borsten- bzw. Faserbüschel aus einem Vorratsbehälter oder einem Zuführmechanismus entfernt, indem sie zuerst in den Vorratsbehälter ungefähr in dessen Mitte hineingeht (seitlich zu den parallelen Borsten bzw. Fasern) und eine gegebene Menge von Fasern an der Fasermitte zusammenfaßt oder aufnimmt. Diese Faservorratsbehälter sind in Bürstenherstellungspatenten offenbart, zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 2 433 191 und Nr. 3 059 972.
Der Aufnehmer fährt dann fort, die vorbestimmte Menge von parallelen Fasern einer passenden Einrichtung zuzuführen, um die Fasern an ihrer Mitte zu doppeln oder zu falten, gerade vor dem Heften, wodurch sich ein Büschel mit einer U-förmigen Gestalt ergibt, bei dem beide Enden einer einzelnen Faser bzw. Borste an den Arbeitsenden des sich ergebenden Büschels liegen. Eine Klammer bzw. Heftklammer oder eine Verankerung wird dann durch die U-förmige Schleife gesteckt und das Büschel wird in vorgebohrtes oder vorgeformtes Loch in einem Bürstengrundkörper gedrückt.
Die herkömmliche Einschmelzbürstenherstellungsvorrichtung (die alle Faserbüschel einer gegebenen Bürste gleichzeitig herstellt) verwendet eine Aufnehmervorrichtung, die aus einem oder mehreren Aufnehmerteilen bzw. Aufnehmelementen besteht, die sich in einer Richtung in eine Menge von auf Faserlänge abgelängten, synthetischen Fasern bewegt oder bewegen und die alle nötigen, für eine gegebene Bürste erforderlichen Fasern entnimmt. Derartige Aufnehmervorrichtungen und -maschinen sind in Bürstenpatenten offenbart, zum Beispiel in den US Patenten Nr 3 471 202, Re. 27 455, 4 255 224 und 4 693 519. Außerdem hat es verschiedene Verbesserungen in den Aufnehmervorrichtungen und den Vorratsbehältern gegeben, aber ein Hauptproblem ist die Fähigkeit, eine Aufnehmervorrichtung mit mindestens einem Aufnehmerteil in einen Faserbehälter einzuführen, um die passende, vorbestimmte Menge abgelängter Fasern auszuwählen. Das Aufnehmerteil auf einmal zu füllen, ohne daß verstreute, einzelne Faserstränge, die zuerst in Kontakt mit dem Vorderende des Aufnehmerteils geraten, dazu gebracht werden, durch das Aufnehmerteil durch die Menge der parallelen Fasern gestoßen zu werden, wenn sich das Aufnehmerteil durch die Menge dieser Fasern bis zum Ende der Vorratskammer hindurcharbeitet, ist ein Hauptproblem. Dies bringt die verstreuten Fasern dazu, sich zu verbiegen und/oder (1) hinten aus diesem Vorrtsbehälter zu fallen, (2) sich aus der parallelen Ausrichtung zu entfernen, was die Menge der parallelen Fasern dazu bringt, sich in alle Richtungen zu vermischen und (3) sich zu verbiegen, so daß, wenn die Aufnehmervorrichtung aus dem Vorratsbehälter genommen wird, die in dem Aufnehmerteil oder den Aufnehmerteilen enthaltenen Fasern durch die verstreuten, abgebogenen Einzelfasern festgehalten werden, wodurch bewirkt wird, daß die Fasern in dem Aufnehmerteil in dem Vorratsbehälter zurückbleiben.
Einzelfasern, die in dem Vorratsbehälter verbogen, fehlausgerichtet oder fehlorientiert werden, verursachen Lücken und Taschen mit nicht ausgerichteten Fasern. Dies bewirkt dann Fehlaufnahmen oder ungefüllte Aufnehmerteile. Um die nicht aufgenommenen Fasern parallel und in dem Vorratsbehälter beweglich zu halten, wird es notwendig, dauernd die Masse von den verbogenen und fehlorientierten Fasern zu säubern, indem die verbogenen Teile herausgezogen werden und die verbleibende Menge in die parallele Ausrichtung zurückgebracht wird, ohne daß die Dichte der nicht aufgenommenen Fasern während jedes anschließenden Aufnahmezyklusses unterbrochen wird.
Verbesserungen bei Vorratsbehältern mit Faserdurchsatz sind offenbart in den US Patenten Nr. 4 693 519 und Nr. 4 696 519.
Bisher, zum Beispiel im US Patent Nr. 4 772 073, das als die nächstliegende Veröffentlichung zum Stand der Technik betrachtet werden muß, bestand alles Längsaufnehmen von abgelängten Bürstenfasern aus einem einstufigen Weiterbewegen eines Aufnehmerteils in und durch den Faservorratsbehälter, während gleichzeitig die Fasern dazu gebracht werden, in diesem Behälter vom Vorder- zum Hinterteil des Behälters hin und her zu oszillieren.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Bürstenherstellung bereitgestellt für die Zusammenstellung von Büscheln synthetischer Fasern zur Verwendung bei der Herstellung einer Bürste, mit: einem Vorratsbehälter, der eine vordere Öffnungsplatte mit mindestens einer Öffnung von einem vorbestimmten Querschnitt, Seiten- und Bodenwände hat, wobei der Behälter für die Aufnahme abgelängter, synthetischer Fasern vorgesehen ist, die parallel zueinander liegen und sich senkrecht zu der Öffnungsplatte erstrecken, wobei jede Faser einen Querschnitt hat, der kleiner als der der Öffnung(en) ist, und wobei der Behälter eine offenen Rückseite hat; einem Teil, welches angrenzend an die offene Rückseite dieses Behälters daran angebracht ist und Erregereinrichtungen, um zu bewirken, daß dieses Teil zu und weg von dieser Öffnungsplatte gegen die angrenzenden Enden der Fasern oszilliert; mindestens einem länglichen, hohlen Aufnehmelement, welches ein offenes Ende für die Aufnahme von Fasern hat, um ein Büschel von Fasern zu bilden, wobei jedes Aufnehmelement die Querschnittsgestalt jeweils einer der Öffnungen hat und so bemessen ist, daß es durch diese aufgenommen wird, wobei das Aufnehmelement mit einer Einrichtung zum schrittweisen Weiterbewegen gekoppelt ist, um das Aufnehmelement durch diese Öffnung hindurch, in den Vorratsbehälter hinein und zurück aus dem Vorratsbehälter heraus zu bewegen; und Steuereinrichtungen, die mit der Einrichtung zum schrittweisen Weiterbewegen und den Erregungseinrichtungen verbunden sind, um das Aufnehmelement bzw. die Aufnehmelemente um eine erste Strecke durch die Öffnung(en) nach vorwärts zu bewegen, bis das offene Ende bzw. die offenen Enden des Aufnehmelements bzw. der Aufnehmelemente gegen die Enden der der (den) Öffnung(en) benachbarten Fasern stoßen und um weiterhin die Vorwärtsbewegung des Aufnehmelements bzw. der Aufnehmelemente anzuhalten, um anschließend die Erregereinrichtungen zu aktivieren, damit sie das Teil oszillierend bewegen und das Aufnehmelement bzw. die Aufnehmelemente um eine zweite Strecke in den Behälter hinein weiterzubewegen, um ein Faserbüschel im Innern jedes Aufnehmelements zu bilden, und um anschließend die Erregereinrichtungen zu deaktivieren und das Aufnehmelement bzw. die Aufnehmelemente um eine dritte Strecke durch die Öffnung(en) zurückzuziehen, um das (die) aufgenommene(n) Büschel aus dem Behälter zu entnehmen.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, mindestens ein Büschel von abgelängten, synthetischen Fasern aufzunehmen zur Verwendung bei der Herstellung einer Bürste mit den Schritten: Bereitstellen eines Vorratsbehälters, der eine vordere Öffnungsplatte mit mindestens einer Öffnung von einem vorbestimmten Querschnitt, Seiten- und Bodenwände hat, wobei der Behälter abgelängte, synthetische Fasern enthält, die parallel zueinander liegen und sich senkrecht zu der Öffnungsplatte erstrecken, wobei jede Faser einen Querschnitt hat, der kleiner als der der Öffnung(en) ist, und wobei der Behälter eine offenen Rückseite hat; Bereitstellen eines Teils, welches neben der offenen Rückseite dieses Behälters angebracht ist und Erregereinrichtungen, um zu bewirken, daß dieses Teil zu und weg von dieser Öffnungsplatte gegen die angrenzenden Enden der Fasern oszilliert; Bereitstellen mindestens eines länglichen, hohlen Aufnehmelements, welches ein offenes Ende für die Aufnahme von Fasern hat, um ein Büschel von Fasern zu bilden, wobei jedes Aufnehmelement die Querschnittsgestalt jeweils einer der Öffnungen hat und so bemessen ist, daß es durch diese aufgenommen wird, und einer Einrichtung zum schrittweisen Weiterbewegen, die an das Aufnehmelement bzw. die Aufnehmelemente gekoppelt ist, um das Aufnehmelement durch diese Öffnung hindurch, in den Vorratsbehälter hinein und zurück aus dem Vorratsbehälter heraus zu bewegen;
schrittweisem Weiterbewegen des Aufnehmelements bzw. der Aufnehmelemente um eine erste Strecke nach vorn durch diese Öffnung(en) hindurch, bis das offene Ende bzw. die offenen Enden des Aufnehmelements bzw. der Aufnehmelemente gegen die Enden der der (den) Öffnung(en) benachbarten Fasern stoßen;
Anhalten der Vorwärtsbewegung des Aufnehmelements bzw. der Aufnehmelemente;
Aktivieren der Erregereinrichtungen, um dieses Teil hin- und herzubewegen und schrittweises Weiterbewegen des Aufnehmelements bzw. der Aufnehmelemente um eine zweite Strecke in den Behälter hinein, um ein Faserbüschel im Innern jedes Aufnehmelements zu bilden;
Deaktivieren bzw. Abschalten der Erregereinrichtungen und
Zurückziehen des Aufnehmelementes bzw. der Aufnehmelemente um eine dritte Strecke durch den Behälter und durch die Öffnung(en), um das (die) aufgenommene(n) Büschel aus dem Behälter zu entnehmen.
Die vorliegende Erfindung erzielt ein verbessertes Aufnehmen des Büschels bzw. von Büscheln, indem die Vorwärtsbewegung des (der) Aufnehmelement(e) zeitweise gestoppt wird, wenn das Aufnehmelement bzw. die Aufnehmelemente gegen die Enden der Fasern stößt bzw. stoßen und indem die Erregereinrichtungen aktiviert werden.
Wenn die Fasern bewegt werden, bewegen sie sich entweder gegen die äußeren Kanten und weg von den einzelnen Aufnehmelementen oder sie richten sich mit den Öffnungen in den Aufnehmelementen aus, um so mit diesen Elementen in Eingriff zu kommen und darin aufgenommen werden. Während dieses Schrittes bleiben keine einzelnen Fasern unbewegt oder in Ausrichtung mit der vordersten Kante der Aufnehmelemente. Fasern werden nicht vorwärts und nach draußen an der Rückseite des Vorratsbehälters gestoßen oder innerhalb des Behälters durch die Aufnehmelemente gebogen oder verdreht.
Die vollständig gefüllten Aufnehmelemente mit allen erforderlichen Faserbüscheln für die Bürste werden aus dem Vorratsbehälter hinausbewegt und können dann in eine Faserendenschmelzeinrichtung bewegt werden, während gleichzeitig ein Bürstenelementblock geschmolzen wird. Dann kann die Aufnehmereinrichtung weiterbewegt werden zum vorgeschmolzenen Bürstenelementblock, wobei den geschmolzenen Enden gestattet wird, mit dem geschmolzenen Teil der Bürstenelementgrundlage ausgerichtet zu werden. Beim Abkühlen werden die Faserbüschel mit dem Substrat verschweißt, um eine Bürste mit daran angeschmolzenen Büscheln zu bilden.
Die Erfindung kann in Situationen verwendet werden, in denen (1) Einzelfaserbüschel gebildet werden, (2) Mehrfaserbüschel gebildet werden, (3) vollständige, gebüschelte bürstenartige Vorrichtungen gleichzeitig hergestellt werden, und (4) ununterbrochene, modulare, büschelige, streifenartige Bürstenkonstruktionen hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung verwendet doppelt wirkende Weiterbewegungseinrichtungen, die, während des Aufnehmens, die vollständige Füllung der Aufnehmelemente sicherstellen. Außerdem werden die Fasern in dem Vorratsbehälter während des Voranschreitens der Aufnehmelemente in dem Vorratsbehälter nicht desorientiert oder gebogen.
Eine nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 eine Seitenansicht der Aufnehmereinrichtung und des Faservorratsbehälters, wobei ein Teil der Seitenwand entfernt ist, vor dem Voranbewegen ist;
Figur 2 eine Seitenansicht ähnlich wie Figur 1 ist, aber die Position der Aufnehmereinrichtung zur Zeit des ersten Bewegungsschrittes zeigt;
Figur 3 eine Seitenansicht ähnlich wie Figur 1 ist, aber die Position der Aufnehmereinrichtung zeigt, nachdem sie während des zweiten Bewegungsschrittes erregt wurde, vor dem Herausziehen aus dem Vorratsbehälter;
Figur 4 eine Seitenansicht ähnlich wie Figur 1 ist, aber die Position der Aufnehmereinrichtung zeigt, wenn diese Fasern aus dem Vorratsbehälter entnimmt; und
Figur 5 ist eine schematische Ansicht eines typischen Steuersystems für diese Erfindung.
Die Bezeichnung "synthetische" Fasern, wie er hiernach verwendet wird, mitbeinhaltet synthetische Monofilamentfasern, die aus linearen thermoplastischen Polymeren hergestellt werden, die der Gruppe der Polystyrene und Polystyrencopolymerisate, Polyvinylchloride und Polyvinylchlorid-Azetat-Copolymerisate, Polyäthylene, Polypropylene, Polyäthylen-Polypropylen-Coplymerisate, Polyamide, Polyester und Polyurethane zugehören. Sowohl ausgerichtete als auch unausgerichtete Einzelfäden bzw. -filamente können verwendet werden. Außerdem können den Einzelfäden verschiedene Faserquerschnitte mitgegeben werden, wie zum Beispiel kreisförmig, gelappt, kleeblattförmig, X-förmig, Y-förmig, dreieckig, polygonal, sternförmig, usw. . Mischungen synthetischer Fasern können in Fällen verwendet werden, in denen die Zusammensetzungen der Fasern während irgendwelcher Schmelzoperationen, d.h. Hitzeversiegelung, miteinander verträglich sind. Diese Fasern können außerdem passende Kräuselungen haben, die über ihre Länge oder einen Teil davon aufgebracht sind. Die Fasern können organische oder anorganische Abänderungen enthalten, um sie biologisch abbaubar oder während des Gebrauchs oder nach einer gewissen Gebrauchszeit selbstzersetzend zu machen.
Die Bezeichnung "Aufnehmen", wie sie in der Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf die Bildung eines Faserbüschels, wobei das Büschel gebildet wird, indem longitudinal in mehr als eine abgelängte Faser an deren Ende eingegriffen wird und die sich in Eingriff befindenden Fasern aus einem Bündel paralleler Fasern entnommen werden. Die verwendeten Aufnehmereinrichtungen sind die in dem zuvor erwähnten US Patent Nr. 3 471 202 offenbarten Typen, als auch in den US Patenten Nr. 3 910 637, Nr. 4 009 910 und Nr. 4 109 965 offenbarte Aufnehmelemente.
Die Bezeichnung "Öffnung", wie sie in der Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf eine Öffnung in der Vorderseite oder Stirnfläche des Vorratsbehälters. Die Öffnung erlaubt die Einführung des Aufnehmelements in die Fasern, die in dem Vorratsbehälter enthalten sind. Die Öffnung entspricht im Querschnitt dem Querschnitt des Aufnehmelements.
Die Bezeichnung "Drosseleinrichtung", wie sie in der Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf jedwede Einrichtung, die sich innerhalb des Faservorratsbehälters befindet, die die Steuerung der Zufuhr von Fasern aus einem Füllreservoir hin in den Aufnehmbereich, in dem die Öffnungen sich befinden, erlaubt. Die Drosseleinrichtung kann stationär sein oder anpaßbar, abhängig von der Vielseitigkeit und der gleichzeitigen Verwendung des Vorratsbehälters für mehr als eine Art Fasern. Derartige Drosseleinrichtungen sind in den US Patenten Nr. 4 693 519 und Nr. 4 772 073 offenbart.
Die Bezeichnung "Faserlücke" bezieht sich auf einen Bereich direkt unter der Drosseleinrichtung, wo das Faserniveau während des Aufnehmvorgangs schwankt. Man erwartet, daß Fasern, die durch die Drosseleinrichtung gehen, während der Erregungs- (Vibrations-) Phase des Aufnehmvorgangs aufsteigen werden, um die Lücke zu besetzen.
Die Bezeichnung "Erregung" oder "Vibration" bezieht sich auf den Prozeß, auf die Nichtarbeitsenden der Fasern während des schrittweisen Voranschreitens der Aufnehmeinrichtung innnerhalb des Vorratsbehälters Energie aufzubringen, um die Aufnehmelemente zu füllen.
Die Bezeichnung "schrittweises Voranschreiten" bzw. "schrittweises Weiterbewegen" bezieht sich auf die Bewegung der Aufnehmeinrichtung in Richtung auf den Vorratsbehälter zu oder weg von diesem während der Aufnehmphase der Büschelung. Bis jetzt wurde in jeder Offenbarung irgendeiner Vorwärtsbewegung einer Aufnehmeinrichtung, - vorrichtung oder einer anderen Büschelungsvorrichtung festgestellt oder nahegelegt, daß das Aufnehmelement in einem (einzelnen) Zeitabschnitt nach vorn in eine Fasermenge bewegt wird, entweder mit oder ohne die Notwendigkeit irgendeiner Vibration oder Erregung der Fasern. Daher wurde das Aufnehmelement so beschrieben, daß es durch die Stirnfläche des Vorratsbehälters in einer kontinuierlichen, nach vorne gerichteten Bewegung zur Rückseite des Vorratsbehälters geht, anhält und dann nach außen zurückgeht, wobei die gehaltenen Fasern im Aufnehmelement enthalten sind.
Gemäß Figur 1 hat ein Vorratsbehälter 100 zwei Seiten 101, einen Boden 105, einen oberen Stirnflächenteil 102, einen oberen Rückseitenteil 103 und eine Stirnflächenöffnungsplatte 104 mit Öffnungen 109. Eine Drosseleinrichtung 108 befindet sich innen und hindert die Fasern 113 daran, in den offenen Bereich 116 gerade unterhalb der Drosseleinrichtung 108 zu fallen. Eine bewegliche Platte 106 ist mittels Befestigungsschrauben 107 an den zwei Seiten 101 befestigt. Fasern befinden sich genau unter der Drosseleinrichtung 108 und haben ein Nichtarbeitsende 114 (am hinteren Teil des Vorratsbehälters) und ein Arbeitsende 115. Die Fasern sind parallel zueinander, aber nicht so dicht gepackt wie die Fasern 113 oberhalb der Drosselvorrichtung 108.
Es gibt eine Vibrationseinrichtung 117, die sich gegenüber der beweglichen Platte 106 befindet und die sich, wenn sie erregt wird, in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen (B,B') bewegt und die bewegliche Platte 106 dazu bringt, in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen (C,C') zu vibrieren oder zu oszillieren, um so die Platte 106 dazu zu bringen, mit den Nichtarbeitsenden 114 der Fasern in Eingriff zu kommen (bis an diese heranzureichen) und Energie auf die Fasermenge zu übertragen.
Eine Aufnehmeinrichtung 110 hat sich darauf befindende Aufnehmelemente 111 mit offenen Enden 112, um während des Voranschreitens in der Richtung (A) in Fasern einzugreifen und sich mit Fasern zu füllen. Die Gesamtschrittlänge oder Weglänge der Aufnehmeinrichtung 110 während des Aufnehmens ist (Z). (Z) setzt sich zusammen aus (X) + (Y) und bildet die Gesamtentfernung, die für die doppeltwirkende Aufnehmsequenz der vorliegenden Erfindung notwendig ist.
Um die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erindung vollständig zu illustrieren, ist es notwendig, die unterschiedlichen Stadien des Betriebs zu beschreiben, nämlich der Aufnehmsequenz, die mit der Büschelbildung zusammenhängt. Gemäß den Figuren 1-5, unter Zuhilfenahme der Bezugszahlen, kann das erste Stadium des Aufnehmens durchgeführt werden, wenn die Aufnehmeinrichtung 110 sich in neutralem Zustand und in einem gegebenen Abstand (Z) entfernt von, aber vor und in Ausrichtung mit der Stirnflächenöffnungsplatte 104 und den darin befindlichen Öffnungen 109 befindet.
Wenn das Aufnehmen beginnt, bewegt sich die Aufnehmervorrichtung 110 nach vorne in Richtung [A] indem sie einen Schritt (X) vorangeht, der es den Aufnehmelementen 111 mit offenen Vorderenden 112 gerade erlaubt, durch die Stirnfläche 104 in die Öffnungen 109 einzutreten und zum Halt zu kommen, wobei sie die Arbeitsenden 115 bestimmmter Fasern 118, die in dem Vorratsbehälter 100 enthalten sind, berührt (oder kontaktiert). Am Ende des Weiterbewegungsschrittes (X) hält das Weiterschreiten tatsächlich für eine meßbare Zeitspanne an, zum Beispiel 0,20 Sekunden. Die Verzögerungszeit hängt von vielen Faktoren ab, die von verwendeten Fasertyp, seinem Durchmesser, der Querschnittsform bis zu der Drosselung usw. reichen.
Der Aufnehmvorgang geht weiter, indem gleichzeitig das fortgesetzte Weiterschreiten der Aufnehmvorrichtung 110 in Vorwärtsrichtung [D] über die Strecke (Weglänge) (Y) bewirkt wird, während die Erregungseinrichtung 117 sich in den Richtungen [B,B'] hin- und herbewegt, um die bewegliche Platte 106 dazu zu bringen, in den Richtungen [C,C'] hin und her zu vibrieren. Die Fasern 118 werden durch die Platte 106 angeregt und es wird ihnen erlaubt, sich bei oder nahe den Öffnungen 112 der Aufnehmelemente 111 zu orientieren. Die Fasern 118 treten in die Aufnehmelemente 111 während der Vorwärtsbewegung entlang der Strecke (Y) ein. Keine Einzelfasern werden verbogen, nach vorne und hinten aus dem Vorratsbehälter 100 geschoben, oder in anderen Richtungen als ihrem ursprünglichen parallelen Zusammenhang fehlausgerichtet, wenn dieses Verfahren verwendet wird.
Es wird angemerkt, daß in Figur 3 der Raum 116 während des zweiten Stadiums des Aufnehmens nicht vorhanden ist wegen der Tatsache, daß die Aufnehmelemente 111 Raum zwischen einzelnen Fasern einnehmen und besetzen. Es ist die Fähigkeit der Fasern, angeregt zu werden, sich in paralleler Beziehung frei zu bewegen und nicht eng gepackt zu werden, die dafür verantwortlich ist, daß sich während des Aufnehmens keine Fasern hinten aus dem Vorratsbehälter entfernen.
Figur 4 zeigt die Positionen der Fasern, die innerhalb des Vorratsbehälters 100 enthalten sind, der zur Zeit ohne den Leerraum 116 (Raum oberhalb der Fasern) ist, aber durch die Entfernung der Aufnehmelemente 111 Leerräume 119 aufweist. Die Vibrationseinrichtung wird vor dem Wegziehen der Aufnehmelemente 111 angehalten und die Fasern 118 werden in den einzelnen Elementen 111 zurückgehalten.
Figur 5 zeigt das gesamte, in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Verfahren und ein Steuerungssystem, das einen herkömmlichen Regler enthalten kann, der in Wirkungsbeziehung mit der Aufnehmeinrichtung 110 und der Platte 106 steht.
Nachdem die in Figur 4 gezeigte Position erreicht ist, kann entweder eine andere leere Aufnehmvorrichtung, die sich auf einer Vielfachaufnehmmaschine befindet, herbeigebracht und wie in Figur 1 vor dem Faservorratsbehälter 100 positioniert werden, damit der Gesamtprozess wieder beginnt, oder die ursprüngliche Aufnehmvorrichtung 110 kann zu einer Schmelzvorrichtung weitergehen und die Fasern 118 in einen vorgeschmolzenen Bürsten- oder Besenblock einschweißen, wodurch die festgeschweißten Faserbüschel aus den Aufnehmelementen entfernt werden und die leere Aufnehmvorrichtung 110 wird zurück in Ausrichtung mit dem Vorratsbehälter 100 für eine weitere Aufnehmsequenz gebracht.
Die zuvor erwähnte Darstellung ist nur eine der vielen Ausführungsformen dieser Erfindung, und viele verschiedene Vorschreitsequenzen können verwendet werden. Das zweisstufige Voranschreiten jedoch, bei dem das erste Stadium die Vorwärtsbewegung der Aufnehmvorrichtung tatsächlich anhält, wenn die Aufnehmelemente unmittelbar vor den Arbeitsenden der Fasern sind und die Fasern dann während des Aufnehmens angeregt werden, hat sich als sehr effektives Verfahren herausgestellt. Es erlaubt den Fasern, sich zu orientieren und sich herumzubewegen, bevor sie in die Aufnehmelementöffnungen eintreten, und führt nicht dazu, daß einzelne Fasern durch die Vorderkante der Aufnehmelemente erfaßt werden und aus der Rückseite des Vorratsbehälters herausgestoßen werden.
Die Anhaltezeit zwischen dem ersten Schritt und dem fortgeführten zweiten Schritt kann im Bereich 0,1 bis 10,0 Sekunden liegen, während dieser Zeit reichen die Aufnehmelemente durch die Öffnungen in der Vorderfläche des Vorratbehälters und stoßen gegen die Arbeitsenden der Fasern, wobei sich die Enden der Fasern und der Aufnehmelemente berühren. Die Geschwindigkeit und Vibration des zweiten Schrittes können variieren. Zum Beispiel kann die Geschwindigkeit des zweiten Schrittes von 0,5 Zoll/Sekunde (12,7 mm/s) bis zu 10 Zoll pro Sekunde (254 mm/s) reichen, während die Vibrations- oder Erregungseinrichtung mit einer Amplitude von 0,100 Zoll bis zu 1,5 Zoll (2,54 mm bis zu 38,1 mm) hin- und herschwingen kann. Außerdem kann die Frequenz der Schwingungen von 1/6 Hz bis zu 40 Hz variieren. Elektrische oder pneumatische Erregungsvorrichtungen können verwendet werden.
Aus dem Vorhergehenden ist es für Fachleute offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine sehr einfache und gesteuerte Vorrichtung und ein sehr einfaches und kontrolliertes Verfahren liefert, um Faserbüschel aufzunehmen und zusammenzusetzen, um sie darauf folgend in Bürsten, Besen und ähnlichem einzuschweißen.
Die vorliegende Ausführungsform ist in jeder Hinsicht als illustrierend und nicht beschränkend anzusehen.

Claims

1. Vorrichtung zur Bürstenherstellung für die Zusammenstellung von Büscheln synthetischer Fasern für die Verwendung bei der Herstellung einer Brüste, mit:

einer Vorratskammer (100), die eine vordere Öffnungsplatte (104) mit zumindest einer Öffnung (109) von einem vorbestimmten Querschnitt, Seiten- und Bodenwände (101, 105) hat, wobei die Kammer (100) für die Aufnahme abgelängter synthetischer Fasern (113) vorgesehen ist, die parallel zueinander liegen und sich senkrecht zu der Öffnungsplatte (104) erstrecken, wobei jede Faser (113) einen Querschnitt hat, der kleiner als der der Öffnung(en) (109) ist, und wobei die Kammer (100) eine offene Rückseite hat,

einem Teil (106), welches neben der offenen Rückseite der Kammer (100) angeordnet ist, und Erregereinrichtungen (117) zum Bewirken einer oszillierenden Bewegung des Teiles (106) auf die Öffnungsplatte (104) zu und von dieser weg gegen die angrenzenden Enden (114) der Fasern,

zumindest einem länglichen, hohlen Aufnehmerelement (111), welches ein offenes Ende (112) für die Aufnahme von Filamenten hat, um ein Büschel von Filamenten zu bilden, wobei jedes Aufnehmerelement (111) die Querschnittsgestalt der Öffnung (109) bzw. jeweils einer der Öffnungen (109) hat und so bemessen ist, daß es durch diese aufgenommen wird, wobei das Aufnehmerelement mit einer Einrichtung zum schrittweisen Weiterbewegen gekoppelt ist, um das Aufnehmerelement durch die Öffnung hindurch, in die Vorratskammer hinein und zurück aus der Vorratskammer herauszubewegen, und

Steuereinrichtungen, die mit der Einrichtung zum schrittweisen Weiterbewegen und den Erregereinrichtungen (117) verbunden sind, um das Aufnehmerelement (111) bzw. die Aufnehmerelemente (111) um eine erste Strecke (X) durch die Öffnung(en) (109) nach vorwärts hindurch weiterzubewegen, bis das offene Ende (112) bzw. die offenen Enden (112) des Aufnehmerelementes bzw. der Aufnehmerelemente an den Enden (115) der Fasern (113) an die Öffnung(en) angrenzen und weiterhin die Vorwärtsbewegung des Aufnehmerelementes bzw. der Aufnehmerelemente zu stoppen, um anschließend die Erregereinrichtungen (117) zu aktivieren, damit sie das Teil (106) oszillierend bewegt und das Aufnehmerelement bzw. die Aufnehmerelemente um eine zweite Strecke (Y) in die Kammer (100) hinein weiterbewegt, um ein Büschel von Fasern im Inneren jedes Aufnehmerelementes (111) zu bilden, und um anschließend die Erregereinrichtungen (117) zu deaktivieren und die Aufnehmerelemente (111) um eine dritte Strecke (Z) durch die Öffnung(en) (109) zurückzuziehen, um das bzw. die aufgenommenen Büschel aus der Kammer (100) zu entnehmen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtungen (117) so ausgelegt sind, daß sie das Teil (106) mit einer Amplitude im Bereich von 2,54 bis 38,1 mm hin- und herbewegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregereinrichtungen (117) so ausgelegt sind, daß sie das Teil (106) mit einer Frequenz im Bereich von 116 Hz bis 40 Hz hin- und herbewegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung so ausgelegt ist, daß sie das Aufnehmerelement bzw. die Aufnehmerelemente um einen Schritt über die Strecke (Y) mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 12,7 mm/s bis 254 mm/s weiterbewegt.

5. Verfahren zum Aufnehmen zumindest eines Büschels von abgelängten synthetischen Fasern für die Verwendung bei der Herstellung einer Bürste mit den Schritten:

Bereitstellen einer Vorratskammer (100), die eine vordere Öffnungsplatte (104) mit zumindest einer Öffnung (109) eines vorbestimmten Querschnittes, sowie Seiten- und Bodenwände (101, 105) hat, wobei die Kammer (100) abgelängte synthetische Fasern (113) enthält, die parallel zueinander sind und sich senkrecht zu der Öffnungsplatte (104) erstrecken, wobei jede Faser (113) einen Querschnitt hat, der kleiner ist als der der Öffnung(en) (109), und wobei die Kammer eine offene Rückseite hat, ein Teil (106) an der offenen Rückseite der Kammer (100) angeordnet ist und Erregereinrichtungen (117) vorgesehen sind, um zu bewirken, daß sich das Teil (106) auf die Öffnungsplatte (104) zu und von dieser weg gegen die nächstliegenden Enden (114) der Fasern hin- und herbewegt, mit zumindest einem länglichen, hohlen Aufnehmerelement (111), welches ein offenes Ende (112) hat, um Fasern aufzunehmen, um ein Faserbüschel zu bilden, wobei jedes Aufnehmerelement (111) die Querschnittsgestalt der Öffnung (109) bzw. jeweils einer der Öffnungen (109) hat und so bemessen ist, daß es durch diese aufnehmbar ist, und mit einer schrittweisen Weiterschalteinrichtung, die mit den Aufnehmerelementen (111) verbunden ist, um das Mitnehmerelement bzw. die Mitnehmerelemente durch die Öffnung(en) hindurch, in die Vorratskammer hinein und zurück aus der Vorratskammer herauszubewegen,

schrittweises Weiterbewegen des Mitnehmerelementes (111) bzw. der Mitnehmerelemente (111) um eine erste Strecke nach vorn durch die Öffnung(en) (109) hindurch, bis das offene Ende (112) bzw. die offenen Enden (112) des Mitnehmerelementes (111) bzw. der Mitnehmerelemente (111) an den Enden (115) der Fasern (113) anliegt bzw. anliegen, welche der Öffnung bzw. den Öffnungen nächstliegend sind, Stoppen der Vorwärtsbewegung des Mitnehmerelementes bzw. der Mitnehmerelemente,

Aktivieren der Erregereinrichtungen (117), um das Teil (106) hin- und herzubewegen und schrittweises Weiterbewegen des Mitnehmerelementes bzw. der Mitnehmerelemente um einen zweiten Abstand (Y) in die Kammer (100) hinein, um ein Büschel von Fasern innerhalb jedes Mitnehmerelementes (111) zu bilden, Deaktivieren bzw. Abschalten der Erregereinrichtungen (117), und Zurückziehen des Mitnehmerelementes (111) bzw. der Mitnehmerelemente (111) um einen dritten Abstand (Z) zurück durch die Vorratskammer (100) und die Öffnunge(en) (109), um das aufgenommene Büschel bzw. die aufgenommenen Büschel aus der Kammer (100) zu entfernen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (106) sich mit einer Amplitude im Bereich von 2,54 mm bis 38,1 mm hin- und herbewegt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (106) sich mit einer Frequenz im Bereich 1/6 Hz bis 40 Hz hin- und herbewegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnehmerelement (111) bzw. die Aufnehmerelemente (111) über die zweite Strecke (Y) hinweg mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 12,7 mm/s bis 254 mm/s weiterbewegt wird bzw. werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Steuereinrichtung bereitstellt, die mit der Einrichtung zum schrittweisen Weiterbewegen und den Erregereinrichtungen (117) gekoppelt ist, um die Weiterbewegungsschritte des Aufnehmerelementes (111) bzw. der Aufnehmerelemente (111) über die erste Strecke (X) nach vorn zu bewirken, die Vorwärtsbewegung zu stoppen, die Erregereinrichtungen (117) zu aktivieren und das Aufnehmerelement bzw. die Aufnehmerelemente um einen Schritt über die zweite Strecke (Y) weiterzubewegen, die Erregereinrichtungen (117) abzuschalten und das Aufnehmerelement (111) bzw. die Aufnehmerelemente (111) über die dritte Strecke (Z) zurückzuziehen, um das aufgenommene Büschel bzw. die aufgenommenen Büschel aus der Kammer (100) zu entfernen.