EP3267835B1

EP3267835B1 - Zuführeinrichtung zur zuführung von borstenfilamentchargen zu einer borstenfilamentkassette

Info

Publication number: EP3267835B1
Application number: EP16715846.8A
Authority: EP
Inventors: Küros Schiffer
Original assignee: M&C Schiffer GmbH
Current assignee: M&C Schiffer GmbH
Priority date: 2016-04-08
Filing date: 2016-04-08
Publication date: 2022-08-03
Anticipated expiration: 2036-04-08
Also published as: US10646031B2; EP3267835A1; KR20180004220A; US20180153299A1; KR102104378B1; WO2017174152A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von Borstenfilamentchargen zu einer Borstenfilamentkassette mit den Merkmalen von Anspruch 1 Eine gattungsgemäße Zuführeinrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 184 866 A1 bekannt. Aus der DE 34 02 051 A1 ist eine Beborstungsvorrichtung für Bürsten bekannt, bei der in einer Ummantelung vorkonfektionierte Borstenfilamente durch einen Greifer aus der Ummantelung herausgezogen werden und bei der die vorkonfektionierten Borstenfilamente in einem schräg stehenden Etagenmagazin zugeführt werden.
Aus der DE 10 2013 003 249 A1 ist eine Vorrichtung zur Vorkonfektionierung von Borstenfilamenten bekannt, bei der eine elastische Ummantelung um die Borstenfilamente gelegt wird.Die EP 0 184 866 A1 beschreibt eine Beborstungsvorrichtung für Bürsten mit einem Vertikalmagazin, in welchem vorkonfektionierte Borstenfilamentchargen gehalten werden. Jede Borstenfilamentcharge wird von einer Papierbanderole umschlossen und somit als eine Art vorkonfektioniertes Bündel zusammengehalten. Diese so vorkonfektionierten Borstenfilamentchargen werden zwischen zwei sich in vertikaler Richtung erstreckenden und nebeneinander parallel zueinander erstreckenden Wänden eines Vertikalmagazins in vertikaler Richtung übereinandergestapelt, so dass die einzelnen Borstenfilamente in den von den Papierbanderolen zusammengehaltenen Borstenfilamentchargen jeweils eine Borstenausrichtung in horizontaler Richtung aufweisen. Das Vertikalmagazin weist unterseitig eine Öffnung auf, aus der die mit der Banderole zusammengehaltenen Borstenfilamentchargen einzeln ausgegeben werden können.
In einen Aufnahmeraum, auf dessen Boden eine Klinge angeordnet ist, fallen die einzelnen vorkonfektionierten Borstenchargen, wobei die Klinge die entsprechende Papierbanderole aufschneidet, so dass die Borstenfilamente ebenfalls in Horizontalrichtung ausgerichtet in diesem Aufnahmeraum gehalten werden.
Ein Greifer umfasst die sich in dem Aufnahmeraum befindenden Borstenfilamente der Charge, nimmt diese aus dem Aufnahmeraum heraus und transferiert sie in eine Borstenfilamentkassette. Hierbei werden die von dem Greifer gehaltenen Borsten mitsamt des Greifers um 90° gedreht, so dass diese senkrecht ausgerichtet (in Vertikalrichtung) der Borstenfilamentkassette zugeführt werden. Dort werden die Borstenfilamente in einer rückseitig an der Borstenfilamentkassette vorgesehenen Öffnung derselben geschoben werden.
Aus dieser Borstenfilamentkassette heraus können dann einzelne Borstenbündel entnommen bzw. abgeteilt und an einem Bürstengrundkörper befestigt werden.
Eine Vorrichtung zum Abteilen von einzelnen Borstenbündeln aus einer solchen Borstenfilamentkassette ist beispielsweise aus der DE 197 34 615 A1 bekannt.
Die aus der EP 184 866 A1 bekannte Vorrichtung produziert eine Menge Abfall und ist mechanisch aufwendig ausgebildet.
Zudem hat sich gezeigt, dass bei Verarbeitung der Borsten, wenn diese senkrecht also vertikal in der Borstenfilamentkassette stehen, insbesondere soweit an den Enden angespitzte oder abgerundete Borstenfilamente verwendet werden, diese leicht in vertikaler Richtung nach oben aus dem Borstenfilamentverbund heraus wandern.
Eine alternative Einrichtung zur Zuführung von Borsten zu einer Borstenfilamentkassette ist aus der EP 088 469 A2 bekannt. Nachdem große Mengen an Borstenfilamenten senkrecht stehend in ein Horizontalmagazin eingeführt worden sind, werden kleinere Mengen daraus mittels einer komplexen Kinematik entnommen und einer Borstenfilamentkassette zugeführt, in welche die Borstenfilamente ebenfalls senkrecht, das heißt in vertikaler Richtung stehen, angeordnet sind. Auch bei diesem Verfahren hat sich gezeigt, dass insbesondere, wenn angespitzte oder abgerundete Filamente verwendet werden, die Borsten leicht in Vertikalrichtung aus dem Borstenfilamentverbund heraus wandern.
Im Lichte des zuvor beschriebenen Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von Borstenfilamentchargen zu einer Borstenfilamentkassette anzugeben, die effizient und wenig störanfällig betrieben werden kann.
Das zuvor beschriebene Problem wird gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung mit einer Zuführeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Diese zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass Borstenfilamentchargen, wie z.B. ein größerer Verbund an Borstenfilamenten, in einem wiederverwendbaren umfänglich geschlossenen Chargenhalter gehalten sind.
Soweit nämlich ein wiederverwendbarer Chargenhalter Verwendung findet, anstelle einer einfachen Papier- oder Kunststoffbanderole, die während des Transfers, wenn die einzelnen vorkonfektionierten Borstenfilamentchargen von dem Vertikalmagazin einer Borstenfilamentkassette zugeführt werden, erst an dessen Umfang aufgeschnitten werden muss, um die vorkonfektionierten Borstenfilamentchargen aus dieser Papier- oder Kunststoffbanderole zu befreien, kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung Abfall vermieden werden, der sich gegebenenfalls auch in Teilen der Vorrichtung verfängt.
Insbesondere hat sich bei der Verfahrensführung gezeigt, dass, soweit solche wiederverwendbaren Chargenhalter Verwendung finden, auch die Entnahme der Borstenfilamentchargen aus dem Chargenhalter vereinfacht werden kann, da die jeweilige Borstenfilamentcharge leicht aus dem Chargenhalter in axialer Richtung der Filamente ausgefördert werden kann, wenn dieser festgehalten wird.
Soweit einfache Papierbanderolen, wie in der EP 0 184 866 A1 beschrieben, verwendet werden, ist es nicht möglich, diese entsprechend sicher festzuhalten und alle Borstenfilamente zuverlässig aus dieser Banderole zu entfernen und davon zu trennen.
Als Vertikalmagazin kann vorzugsweise ein Magazin gesehen werden, in welchem die in dem Chargenhalter gefassten Borstenfilamentchargen vertikal übereinander gehalten werden, wobei die einzelnen Borstenfilamente jeder Charge eine horizontale Ausrichtung aufweisen. Das aus der EP 0 184 866 A1 bekannte zuvor beschriebene Vertikalmagazin sei durch diesem Verweis zum Offenbarungsgehalt der vorliegendem Anmeldung gemacht und bildet ein Beispiel eines Vertikalmagazins.
Unter einer Borstenfilamentkassette versteht die vorliegende Erfindung vorzugsweise dasjenige Behältnis zur Zwischenlagerung von Borstenfilamenten, aus dem Borstenfilamente, die eine vorbestimmte Anzahl von einzelnen Borstenbündel bilden, abgeteilt werden, welche nachfolgend mittelbar oder unmittelbar in oder an einem Bürstenkörper befestigt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Chargenhalter durch einen beidseitig in Horizontalrichtung offenen Rahmen gebildet, der derart ausgebildet ist, dass im Wesentlichen die gesamte Borstenfilamentcharge auf einer Seite in diesen Rahmen einbringbar ist und auf der gegenüberliegenden Seite aus diesem Rahmen ausbringbar ist.
Ein solcher Rahmen weist demnach an einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Öffnung und eine davon absatzfrei abgehende Innenumfangsfläche auf, so dass die Borstenfilamentcharge, sobald von der Seite der einen Öffnung ein Druck auf die entsprechenden Borstenenden der Charge, also auf die Chargenbegrenzungsfläche, ausgeübt wird, die gesamte Borstenfilamentcharge aus diesem Rahmen rausgedrückt wird, ohne dass beachtliche Mengen an Borstenfilamenten in dem Chargenhalter verbleiben.
Hierbei kann beispielsweise der Rahmen in einer Haltevorrichtung festgehalten werden und beispielsweise mittels Druckluftbeaufschlagung auf diese zuvor bezeichnete Öffnung im Wesentlichen die komplette Borstenfilamentcharge aus diesem Rahmen rausgedrückt und nachfolgend beispielsweise der Borstenfilamentkassette mittelbar oder unmittelbar zugeführt werden.
Unter Horizontalrichtung und davon abgegrenzt Vertikalrichtung wird jeweils die Richtung verstanden, die horizontal zur Montagefläche der Vorrichtung, das heißt, den Erdboden ausgerichtet ist bzw. vertikal dazu.
Durch die zuvor beschriebene Ausgestaltung kann insbesondere ein einfacherer Transfer aus dem Chargenhalter zu der Borstenfilamentkassette erreicht werden, ohne dass wesentliche Mengen der Borstenfilamente in dem Chargenhalter zurückgehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Rahmen durch einen Ring gebildet werden. Ein solcher Ring hat im Wesentlichen eine runde oder ganz leicht ovale Ausgestaltung.
Bei einer solch ringförmigen Ausgestaltung werden die einzelnen Borstenfilamente in den Borstenfilamentchargen sehr gleichmäßig innerhalb des Chargenhalters gehalten und können bei einem späteren Transfer nicht in Ecken hängen bleiben.
Zudem bedingt eine ringförmige Ausgestaltung der Chargenhalter, dass diese durch einwirkende Kräfte bei Lagerung, Transport und/oder Rückführung, nachdem die Borstenfilamentchargen ausgestoßen sind, nicht so leicht beschädigt werden, als wenn diese eckig ausgebildet würden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Rahmen eine Dicke aufweisen, die im Wesentlichen einer Länge der in der Borstenfilamentcharge enthaltenen Filamente entspricht.
Bei dieser Ausgestaltung kann der Rahmen im Wesentlichen lediglich durch eine Wand ausgebildet sein, deren Erstreckung in Vertikalrichtung der Länge der Borstenfilamente der in der Borstenfilamentcharge enthaltenen Filamente entspricht, das heißt, im Wesentlichen der Dicke (in Vertikalausrichtung) der Borstenfilamentcharge.
Somit sind die entsprechenden Enden der Borstenfilamente im Wesentlichen unmittelbar auf Höhe der den Rahmen in Vertikalrichtung begrenzenden Öffnungen vorgesehen.
Die Abschlussflächen der Charge, die durch die entsprechenden Enden der vorkonfektionierten Borstenbündel der Charge gebildet werden, schließen demnach bündig mit den in Dickenrichtung den Chargenhalter begrenzenden Kanten ab.
Auf diese Weise wird eine möglichst kompakte Anordnung bereitgestellt. Auch wird die Entnahme der Borsten aus dem Chargenhalter erleichtert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Rahmen in seiner Umfangsrichtung eine im Wesentlichen einheitliche Wandstärke aufweisen.
Soweit die Wandstärke in Umfangsrichtung im Wesentlichen dieselbe ist, kann eine einfache Verfahrensführung zur Herstellung des entsprechenden Chargenhalters erreicht werden. Eine solche einheitliche Wandstärke in Umfangsrichtung schließt jedoch nicht aus, dass in Dickenrichtung an dem Rahmen oder innerhalb des Rahmens die Wandstärke unterschiedlich ist.
Vorzugsweise sollte diese Wandstärke mit Ausnahme von Halteflanschen an den Rahmen jedoch auch in Dickenrichtung dieselbe sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Rahmen ein Spritzgussteil sein.
Insbesondere ist als solches Spritzgussteil ein Kunststoffspritzgussteil aus einem thermoplastischen Kunststoff zu verstehen. Dieses Spritzgussteil kann demnach einfach hergestellt werden und bietet somit einen einheitlichen Chargenhalter. Der gesamte Chargenhalter ist demnach vorzugsweise als einheitliches Spritzgussteil ausgebildet und weist eine solche Ausgestaltung auf, dass dieser, wenn die Borstenfilamentcharge aus diesem Chargenhalter entnommen ist, eine gewisse Formstabilität aufweist, so dass dieser seine Form nicht wesentlich verändert.
So ist es möglich, dass bei der nächsten Verwendung des Chargenhalters die Borstenfilamentchargen einfach wieder in diesen Chargenhalter eingesetzt werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Rahmen ein Ausrichtungsidentifikationsmittel auf, über welches der Rahmen derart in dem Vertikalmagazin ausrichtbar ist, dass die Filamente der darin angeordneten Borstenfilamentcharge immer in einer vorgegebenen Ausrichtung in Bezug zu der Borstenfilamentkassette in dem Vertikalmagazin positioniert sind.
Durch ein solches Ausrichtungsidentifikationsmittel kann verhindert werden, dass die in Chargen vorkonfektionierten Borstenfilamente in einer anderen Ausrichtung als derjenigen in der diese zur Beborstung benötigt werden, in das Vertikalmagazin eingeführt werden. Durch dieses Ausrichtungsidentifikationsmittel kann demnach erkannt werden, welches Endes der Filamente, zum Beispiel das nutzungsseitiges Ende oder das befestigungsseitiges Ende, die jeweilige Abschlussfläche auf beiden Seiten bzw. Horizontalöffnungen des Rahmens bildet.
Anhand eines Mittels an dem Rahmen kann demnach auf die Lage der Enden der einzelnen Filamente in der Borstenfilamentcharge geschlossen werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die beiden Enden der Filamente unterschiedlichen ausgebildet sind, z.B. das nutzungsseitige Ende angespitzt oder abgerundet ist und das befestigungsseitige Ende im wesentlichen planer ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Ausrichtungsidentifikationsmittel durch einen außenseitig an zumindest einer der beiden Horizontalöffnungen des Rahmens umlaufenden Flansch gebildet werden.
Ein solcher Flansch ist insbesondere eine Art Verdickung, welche beispielsweise während der Spritzgussherstellung des Rahmens integral an diesem angebracht wird.
Dieser Flansch kann als eine Art Leitelement dienen, welches den Chargenhalter an den Wänden des Vertikalmagazins entlangführt und/oder auch während der Zuführung von dem Vertikalmagazin zu der Borstenfilamentkassette leitet. Diese Führung kann insbesondere durch Zusammenwirken des Flansches mit einer Nut an den Wänden des Vertikalmagazins gewährleistet werden. Um eine vorgegebene Positionierung des Rahmens immer mit der jeweils vorherbestimmten Borstenausrichtung zu gewährleisten ist demnach dieser Flansch vorgesehen.
Zudem kann der Flansch zusätzlich oder alternativ auch als Haltemittel dienen, an welchem ein Greifer angreift, um den Chargenhalter von einer Position in die andere Position zu bringen. Der Flansch und der Ring sind vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Innenwandung des Rahmens die Borstenfilamentcharge unter Vorspannung halten. Insbesondere ist hiernach die Borstenfilamentcharge unter Spannung in den Chargenhalter, beispielsweise durch eine der Öffnungen, die den Rahmen in Dickenrichtung begrenzen, eingepresst, so dass diese Borstenfilamentcharge ohne dass ein Druck auf die entsprechenden Begrenzungsflächen der Borstenfilamentcharge ausgeübt wird, nicht aus dem Chargenhalter herausgedrückt werden kann.
Gemäß eines nebengeordneten Aspekts der Erfindung gibt die vorliegende Erfindung eine Beborstungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 5 an.
Diese Beborstungsvorrichtung weist zumindest die zuvor genannte Zuführeinrichtung, eine Borstenfilamentkassette und ein zwischen der Borstenfilamentkassette und der Zuführeinrichtung vorgesehenes Transfermittel auf.
Dabei ist das Transfermittel derart ausgebildet, dass die Borstenfilamentchargen unter Beibehaltung der horizontalen Borstenfilamentachsenausrichtung der Borstenfilamentkassette zugeführt werden. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass einzelne Borstenfilamente während des Transfers zu der Borstenfilamentkassette aus deren Verbund herausgedrückt werden.
In der Borstenfilamentkassette werden die Borsten demnach in horizontaler Richtung angeordnet gehalten.
Aus dieser Borstenfilamentkassette werden vorzugsweise nachfolgend, wie es beispielsweise in der DE 100 623 98 A1 oder in der EP 1 522 234 A2 beschrieben ist, mittels einer Borstenbündelabteileinrichtung entsprechende Borstenbündel abgegriffen bzw. abgeteilt und in einem weiteren Schritt in den Bürstenkopf befestigt. Die in der DE 100 623 98 A1 oder in der EP 1 522 234 A2 beschriebene Borstenbündelabteileinrichtung sei durch diesen Verweis zum Offenbarungsgehalt der vorliegendem Anmeldung gemacht und bildet ein Beispiel einer Borstenbündelabteileinrichtung.
Die Borstenfilamentkassette sollte demnach vorzugsweise als ein Aufnahmeraum für Borstenfilamente gesehen werden, aus dem unmittelbar Borstenbündel in der entsprechenden benötigten Menge, wie sie auch später an den Bürstenkopf als Bündel eingesetzt werden, entnommen werden und dann mittelbar oder unmittelbar dem Bürstenkopf zugeführt werden, um in diesem befestigt zu werden.
Ein solches Transfermittel kann im einfachsten Fall eine Art Rutschbahn sein, auf der die Chargenhalter mit den darin vorkonfektionierten Borstenfilamentchargen aus dem Vertikalmagazin zu einer Befüllungsöffnung der Borstenfilamentkassetten geleitet werden, bevor die entsprechende Borstenfilamentcharge dann dort, insbesondere unmittelbar vor der Befüllungsöffnung aus dem Chargenhalter entfernt und der Borstenfilamentkassette, z.B. durch einen Schieber zugeführt wird.
Alternativ ist jedoch auch ein als Greifvorrichtung ausgebildetes Transfermittel denkbar, bei welchem die einzelnen Chargenhalter gegriffen und transferiert werden. Der aus der EP 0 184 866 A1 bekannte zuvor beschriebene Greifer sei durch diesem Verweis zum Offenbarungsgehalt der vorliegendem Anmeldung gemacht und bildet ein Beispiel eines Transfermittels.
Jegliches Transfermittel, das eine Borstenfilamentcharge mit oder ohne Chargenhalter aus dem Vertikalmagazin zu der Borstenfilamentkassette einem oder mehrerer Schritte transferiert, kann als solches Transfermittel gesehen werden, vorzugsweise werden jedoch die Borstenfilamentchargen mit Chargenhalter bis zu der Befüllungsöffnung der Borstenfilamentkassette transferiert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann dem Transfermittel eine Ausstoßeinrichtung zugeordnet sein, welche mittels Druckluft die Borstenfilamentcharge aus dem Chargenhalter ausstößt und der der Borstenfilamentkassette zuführt.
Insbesondere ist es vorteilhaft, so wenig mechanische Elemente wie möglich vorzusehen, da diese schadensanfällig sind.
Demnach hat es sich als besonders günstig erwiesen, dass der Chargenhalter mit der in diesen enthaltenen Borstenfilamentcharge von dem Vertikalmagazin in die Nähe der Borstenfilamentkassette gebracht werden und dort mittels Druckluft aus dem Chargenhalter herausgedrückt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann dem Transfermittel eine Chargenhatlerrückführeinrichtung zugeordnet sein, welche den entleerten Chargenhalter zu einer Sammelstelle transferiert.
Nachdem der wiederverwendbare Chargenhalter demnach entleert ist, sollte dieser vorzugsweise wieder gesammelt werden und die so gesammelten Chargenhalter wieder zu einer Station gebracht werden, wo diese mit entsprechenden Borstenfilamentchargen beladen werden.
Die Chargenhalterrückführeinrichtung kann durch das Transfermittel selber gebildet werden oder aber durch eine separate Einrichtung, wie einem separaten Greifer oder einer separate Kanalstruktur, durch welche die entleerten Chargenhalter zu einer Sammelstelle gebracht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das abgetrennte Borstenbündel unter Beibehaltung der Borstenfilamentausrichtung dem Bürstenkopf zugeführt werden.
Durch diese bevorzugte Weiterbildung wird die horizontale Ausrichtung der Filamente der einzelnen Borstenfilamentchargen von der Einführung einzelner Borstenfilamentchargen in das Vertikalmagazin bis zur Befestigung der Borstenbündel in oder an dem Bürstenkopf beibehalten.
Hierdurch kann während der gesamten Verfahrensführung verhindert werden, dass durch Adhäsionskräfte zwischen den einzelnen Filamenten, insbesondere soweit die Filamente an deren Ende angespitzt oder gerundet sind, diese aus deren Verbund herausgedrückt werden oder herausstehen.
Gemäß eines weiteren nebengeordneten Aspekts der Erfindung schlägt diese ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9 vor.
In diesem Verfahren kann insbesondere die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Zuführeinrichtung sowie die vorbeschriebene Beborstungseinrichtung verwendet werden.
Vorzugsweise wird dieses Verfahren zu Bestückung einer Zahnbürste mit entsprechenden Borstenbündeln angewandt.
Bei diesem Verfahren sind die in dem Chargenhalter gehaltenen Borstenfilamente in den Borstenelementchargen in dem Vertikalmagazin horizontal ausgerichtet und es wird der zuvor beschriebene wiederverwendbare Chargenhalter verwendet.
Durch die horizontale Ausrichtung der Borstenfilamente in den einzelnen Chargen in dem Vertikalmagazin in Kombination mit dem wiederverwendbaren Chargenhalter wird eine ökologischere abfallvermeidende Verfahrensweise bereitgestellt, wobei die Borstenfilamente in den einzelnen Borstenfilamentchargen nicht so leicht aus deren Verbund rausgedrückt werden.
Gemäß einer bevorzugten Verfahrensführung kann die Borstenfilamentcharge während der Überführung deren Borstenfilamentachsenausrichtung beibehalten.
Wie zuvor beschrieben, kann dadurch, dass die Borstenfilamentchargen zumindest während der Überführung von dem Vertikalmagazin in die Borstenfilamentkassette ihre Borstenfilamentausrichtung beibehalten, verhindert werden, dass aus dem entsprechenden Verbund von Borstenfilamenten einzelne Borstenfilamente in deren endseitiger Richtung aus dem Verbund herausgedrückt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können aus der Borstenfilamentkassette Borstenbündel abgeteilt und einem Bürstenkopf zugeführt werden, an welchem diese befestigt werden, wobei die Borstenbündel während der Entnahme aus der Borstenfilamentkassette und der Zuführung zu dem Bürstenkopf deren Borstenfilamentachsenausrichtung beibehalten.
Soweit das Verfahren gemäß dieser bevorzugten Weiterbildung durchgeführt wird, wird von dem Schritt, in dem die Borstenfilamentchargen dem Vertikalmagazin zugeführt werden, bis zur Anordnung bzw. Befestigung der einzelnen Borstenbündel an dem Bürstenkopf die horizontale Ausrichtung der Borstenfilamente beibehalten, das heißt, die gesamte Zeit werden diese Filamente in horizontaler Ausrichtung bewegt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann von der Zuführung der in dem Chargenhalter gehalten Borstenfilamentchargen zu dem Vertikalmagazin bis zu der Zuführung zu dem Bürstenkopf die Borstenfilamentachsenausrichtung beibehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung können die in den Chargenhalter gehaltenen Borstenfilamentchargen mittels Druckluft aus dem Chargenhalter ausgestoßen werden und der Borstenfilamentkassette zugeführt werden.
So kann beispielsweise ein Druckluftstrom auf eine offene Seite des Chargenhalters wirken und im Wesentlichen die gesamte Borstenfilamentcharge in einer Einheit auf der anderen Seite aus dem Chargenhalter hinaus transferiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der entleerte Chargenhalter zu einer Sammelstelle transferiert werden. Bezüglich dieser Verfahrensführung sei auf den zuvor diskutierten Vorrichtungsanspruch 12 verwiesen.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
In dieser zeigen:

Figur 1: Beispiele von Borstenfilamentchargen, welche in einem wiederverwendbaren umfänglich geschlossenen Chargenhalter gehalten werden,
Figur 2: eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Chargenhalters mit zwei unterschiedlichen Beispielen von in diesen gehaltenen Borstenfilamenttypen und
Figur 3: eine schematische Ansicht einer Beborstungsvorrichtung für Bürsten.

In Figur 1 sind zwei Chargenhalter 1 dargestellt, welche jeweils eine Charge vorkonfektionierter Borstenfilamente, das heißt eine Borstenfilamentcharge 2 enthalten.
Wie bei dem Chargenhalter 1 in Figur 1 gezeigt, entspricht dessen Dicke d im Wesentlichen der Länge einer Längsausdehnung der in der Borstenfilamentcharge 2 zusammengefassten Borstenfilamente bzw. der Dicke oder Höhe h der Borstenfilamentcharge 2.
Die einzelnen in den Chargenhalter 1 gehaltenen Borstenfilamentchargen 2 werden, wie später mit Bezug auf Figur 3 näher erläutert, in Vertikalrichtung übereinander in einem Vertikalmagazin 200 (vgl. Figur 3) einsortiert, so dass die Ausrichtung der Borstenfilamente in der Borstenfilamentcharge 2 die Horizontalrichtung ist.
In Figur 1 jedoch liegt der rechte untere Chargenhalter 1 derart, dass die nicht im Detail zu erkennenden Borstenfilamente in der Borstenfilamentcharge in Vertikalrichtung ausgerichtet sind.
Im Ausführungsbeispiel weist der Chargenhalter 1 einen beidseitig offenen Rahmen auf, dessen Öffnungen 3, 3' diesen beidseitig begrenzen.
Die Öffnungen 3, 3' des Rahmens sind in den Chargenhalter in einer als Dickenrichtung bezeichneten Richtung einander gegenüberliegend vorgesehen. Diese Dickenrichtung wird auch Horizontalrichtung bezeichnet, da der Chargenhalter 1 in dem Vertikalmagazin 200 hochkant gehalten wird.
In dem in Figur 1 dargestellten Beispiel weist der Chargenhalter 1 an der Öffnung 3' einen umlaufenden von der Außenwand abstehenden Flansch 4 auf, mittels welchem der Chargenhalter beispielsweise entlang von später erläuterten vertikalen Wänden im Vertikalmagazin 200 geleitet wird.
Der Chargenhalter kann einen Durchmesser D von zwischen 20 bis 60 mm aufweisen. Weitere bevorzugte Durchmesser sind 30, 40, 50 mm. Die vorgenannten Werte können jeweils für sich obere und untere Grenzen eines Durchmesserbereiches bilden.
Die Dicke des Chargenhalters kann zwischen 10 und 30 mm betragen. Insbesondere sind folgende Dicken vorteilhaft 15, 25 mm. Auch diese Werte können für sich jeweils obere bzw. untere Grenzen des Dickenbereiches bilden.
Alle Filamente einer Borstenfilamentcharge weisen vorzugsweise dieselbe Länge auf. Die Borstenfilamentcharge 1 weist zwei planare Abschlussflächen auf, in welchen die entsprechenden Enden der Borstenfilamente liegen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, können die einzelnen Borstenfilamente 6, 6' einseitig angespitzt bzw. einseitig abgerundet sein und insbesondere unter Quetschpressung innerhalb des Chargenhalters 1 vorgesehen sein. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Filamente zwischen 0,05 und 0,3 mm vorzugsweise 0,1, 0,15, 0,2, 0,25 mm. Auch diese Werte können jeweils für sich obere bzw. untere Grenzen bilden.
Der Chargenhalter weist, wie es aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 deutlich wird, insbesondere eine in Umfangsrichtung einheitliche Wandstärke auf. Vorzugsweise kann der Chargenhalter, wie im vorliegenden Beispiel nach Art eines Rahmens, insbesondere eines Rings ausgebildet sein und mittels Spitzgießen aus Kunststoff hergestellt sein.
Im Gegensatz zu der nicht wiederverwendbaren Papierbanderole weist der Chargenhalter 1 eine gewisse Struktursteifigkeit auf.
Ein solcher Chargenhalter 1 wird beispielsweise, wie in Fig. 3 dargestellt, von oben in eine Führung zwischen zwei vertikalen Wände 201 des Vertikalmagazins 200 eingeführt.
In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 bilden fünf parallel zueinander verlaufende in Vertikalrichtung ausgerichtete Vertikalwände 201 vier Vertikalmagazine 200, bzw. eine Pluralität von Vertikalmagazinen. In jedem Vertikalmagazin 200 werden jeweils in vertikaler Richtung hintereinander die in den Chargenhaltern 1 vorkonfektionierten Borstenfilamentchargen 2 eingeführt. Die Vertikalmagazine 200 haben oberseitig jeweils eine Einfädelöffnung, so dass die Chargenhalter 1 zwischen den entsprechenden Vertikalwänden 201 eingeführt werden können. Die Einfädelöffnungen befinden sich zum Beispiel unmittelbar benachbart zu in der Figur nicht dargestellten Trays. Auf solchen Trays wird eine Pluralität von Chargenhalter mit den darin enthaltenen Borstenfilamentchargen angeliefert. Einzeln werden die Chargenhalter dann zum Beispiel in das Vertikalmagazin eingeführt.
Für eine solche Zuführeinrichtung reicht jedoch auch schon ein einziges Vertikalmagazin und ein einziger Chargenhalter aus.
Anstelle solcher vertikalen Wände kann auch jede andere Ausgestaltung vorgesehen werden, so dass die entsprechenden Chargenhalter jeweils hochkant in dem Vertikalmagazin gehalten werden, so dass die Borstenfilamente in der Borstenfilamentcharge 2 horizontal ausgerichtet sind.
In dem vorliegenden Beispiel können in den nebeneinanderliegenden Vertikalmagazinen 200 mit jeweils einer eigenen Zuführungsöffnung 202 beispielsweise verschiedene Arten vorkonfektionierten Borstenfilamentchargen mit angespitzten, nicht angespitzten, verschieden langen, verschieden dicken, verschieden farbigen Borsten bereitgestellt werden.
Eine in Fig. 3 schematisch als Kasten dargestellte Transfereinrichtung 203 können die einzelnen Chargenhalter 1 mit den darin enthaltenen Borstenfilamentchargen 2 von dem Vertikalmagazin 2 in die Nähe einer zugeordneten Borstenfilamentkassette 204, bzw. deren Befüllungsöffnung 206 transferieren.
Hierzu werden beispielsweise an der entsprechenden Auslassöffnung eines jeden Vertikalmagazins 200 einzeln hintereinander die Chargenhalter 1 freigegeben und diese, wie im Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 dargestellt, unten aus dem Vertikalmagazin 200 entnommen und unter Beibehaltung einer Ausrichtung, bei der die Borstenfilamente in der horizontalen Lage ausgerichtet sind, in die Nähe der Borstenfilamentkassette 204 gebracht.
Die Transfereinrichtung 203 kann durch einen beweglichen Greifer, der jeden Chargenhalter einzeln greift und/oder durch eine Art Rutschbahn, in welcher Wände derart angeordnet sind, dass die einzelnen Chargenhalter aufgrund der Schwerkraft auf einer vorbestimmten Bahn transferiert werden, und/oder durch ein Leitungssystem beispielsweise nach Art einer Rohrpost gebildet werden, in dem die Chargenhalter insbesondere mittels Saug/Druckluft transferiert werden.
In der in Fig. 3 mit A bezeichneter Position in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Befüllungsöffnung 206 der linken der vier Borstenfilamentkassetten 204 in Fig. 3, wird dann die in dem Chargenhalter 1 aufgenommene Borstenfilamentcharge mittels eines Ausstoßeinrichtung 207 ausgestoßen, so dass die Borstenfilamentcharge durch die Öffnung des Chargenhalters ausgestoßen wird und der so entleerte Chargenhalter mittels einer in Fig. 3 ebenfalls schematisch als Kasten dargestellten Chargenhalterrückführeinrichtung 208 in einen Sammelbehälter 209 rückgeführt wird.
Die Ausstoßeinrichtung 207 arbeitet vorzugsweise nach dem Druckluftprinzip, so dass Druckluft auf eine Seite des Chargenhalters bzw. der Borstenfilamentcharge beaufschlagt wird und die Borstenfilamentcharge auf der anderen Seite des Chargenhalters 1 ausgestoßen wird, in einem Aufnahmeraum, der der Befüllungsöffnung 206 der Borstenfilamentkassette 204 zugeordnet ist.
Von dort können beispielsweise die Borsten unter Beibehaltung ihrer horizontalen Ausrichtung, wie schematisch für die Rechte der vier Borstenfilamentkassetten 204 in Fig. 3 dargestellt, mit einem Schieber 5 zwischen die entsprechenden Begrenzungswandungen, der Borstenfilamentkassette 204, die nach Art eines länglichen boxförmigen Kastens ausgebildet ist, in diese hineingedrückt werden.
Vorzugsweise wird jeweils im Wesentlichen zur selben Zeit eine leere Borstenfilamentkassette 204 mit den entsprechenden Borstenfilamentchargen befüllt, der hierbei keine Borstenbündel 217 entnommen werden. Während der rückseitigen Befüllung der Borstenfilamentkassette 204 ist demnach vorzugsweise eine frontseitige Borstenbündelentnahmeöffnung 211 von einem in Fig. 3 nicht dargestelltem weiteren Schieber verschlossen.
Währenddessen werden beispielsweise Borstenbündel 217 mittels einer Borstenbündelabtrenneinrichtung 212, die eine kreisbogenförmige Ausgestaltung hat, einer anderen der vier Borstenfilamentkassetten 204, der in Figur 3 dargestellten linken Kassette entnommen.
Auch die Chargenrückführeinrichtung 208 kann jedes beliebige Mittel sein, mit welchem die leeren Chargenhalter 1 nach Entleerung in Position A in den Sammelbehälter 209 transferiert werden. Diese kann sowohl durch einen beweglichen Greifer gebildet werden, der jeden Chargenhalter einzeln greift und/oder durch eine Art Rutschbahn, in welcher Wände derart angeordnet sind, dass die einzelnen Chargenhalter unter deren Schwerkraft rückgeführt werden, und/oder durch ein Leitungssystem beispielsweise nach Art einer Rohrpost gebildet werden, in dem die Chargenhalter insbesondere mittels Saug/Druckluft rückgeführt werden.
Sowohl die Chargenrückführeinrichtung 208, das Transfermittel 203 als auch die Ausstoßeinrichtung 207 können als eine Maschineneinheit ausgestaltet sein, die zwischen den Vertikalmagazinen 200 und den Borstenfilamentkassetten 204 angeordnet ist. Alternativ können diese Einrichtungen auch als separate Einheiten ausgebildet sein.
In Fig. 3 sind vier Borstenfilamentkassetten 204 im Wesentlichen entlang eines Kreisbogens in schräg vertikaler Richtung ausgerichtet, so dass jeweils zwei Arten von Borsten für die Herstellung von unterschiedlichen Borstenbündeln entnommen werden können und dann zwei unterschiedlichen Arten von Borstenfilamenten auch wieder nachgefüllt werden können.
Die Borstenfilamentkassetten und die Vertikalmagazine können in beliebiger Anzahl vorgesehen sein.
Unter Druck des Schiebers 5 werden in den Borstenfilamentkassetten 204 jeweils die Borstenfilamente derart unter Spannung gehalten, dass diese aus der Borstenbündelentnahmeöffnung 211 in Richtung auf und gegen eine Außenumfangsfläche der Borstenbündelabteileinrichtung 212 gedrückt werden.
Eine solche Kinematik zum Abteilen von einzelnen Borstenbündeln ist beispielsweise aus der DE 100 623 98 A1 oder der EP 1 522 234 A2 bekannt. Die in der DE 100 623 98 A1 oder in der EP 1 522 234 A2 beschriebene Borstenbündelabteileinrichtung sei durch diesen Verweis zum Offenbarungsgehalt der vorliegendem Anmeldung gemacht und bildet ein Beispiel einer Borstenbündelabteileinrichtung.
Beispielswiese dreht sich die Kreisscheibe der Borstenbündelabtrenneinrichtung 212, die an deren Außenumfang mit einer oder mehreren Ausnehmung 218 zur Aufnahme von Borsten zur Bildung eines Borstenbündels 217 ausgebildet ist, im Uhrzeigersinn zwischen einer Aufnahmeposition und einer Ausgabeposition.
In der Ausgabeposition kann das Borstenbündel demnach direkt an einem Bürstenkopf 219 befestigt werden, oder aber in eine Zwischenschablone transferiert werden, in welcher eine Vielzahl von Borstenbündeln arrangiert werden, bevor sie an dem Bürstenkopf befestigt werden.
Die Befestigung der Borstenbündel in dem Bürstenkopf kann mittels der sogenannten Ankertechnik oder der Inmoldtechnik, wie sie beispielsweise aus der EP 1 181 144 B1 sowie der EP 0 759 711 B1 bekannt sind, erfolgen.

Bei der Ankertechnik werden die Borstenbündel um eine metallische Klammer gelegt und dabei in den Borstenträger befestigt. Bei der Inmoldtechnik wird zur Befestigung der Borstenbündel schmelzflüssiger Kunststoff, welcher den Borstenbündelträger bildet, in eine nicht vollständig geschlossene Kavität eingespritzt und zum Abkühlen gebracht, so dass dadurch der in dieser Weise beborstete Bürstenkopf entsteht.

Bezugszeichenliste:

Chargenhalter	1
Borstenfilamentcharge	2
Öffnungen	3, 3'
Flansch	4
Borstenfilament	6, 6'
Vertikalmagazin	200
Vertikale Wand des Vertikalmagazins	201
Zuführungsöffnung	202
Transfervorrichtung	203
Borstenfilamentkassette	204
Befüllungsöffnung	206
Ausstoßeinrichtung	207
Chargenhalterückführeinrichtung	208
Sammelbehälter	209
Borstenbündelentnahmeöffnung	211
Borstenbündelabteileinrichtung	212
Führung	216
Borstenbündel	217
Ausnehmung	218
Bürstenkopf	219
Schieber	5
Dicke des Chargenhalters	d
Höhe der Borstenfilamentcharge	h
Durchmesser des Chargenhalters	D

Claims

Zuführeinrichtung zur Zuführung von Borstenfilamentchargen (2) zu einer Borstenfilamentkassette (204), wobei die Zuführeinrichtung ein Vertikalmagazin (200) und zumindest eine darin angeordnete Borstenfilamentcharge (2) aufweist, wobei
die Borstenfilamentcharge (2) in einem wiederverwendbaren umfänglich geschlossenen Chargenhalter (1) gehalten ist, der durch einen beidseitig in Horizontalrichtung offenen Rahmen gebildet ist, der derart ausgebildet ist, dass im Wesentlichen die gesamte Borstenfilamentcharge (2) auf einer Seite in diesen Rahmen einbringbar ist und auf der gegenüberliegenden Seite aus diesem Rahmen ausbringbar ist, und wobei

der Rahmen ein Ausrichtungsidentifikationsmittel aufweist, anhand welches der Rahmen derart in dem Vertikalmagazin (200) ausrichtbar ist, dass die Filamente (6) der darin angeordneten Borstenfilamentcharge (2) immer in einer vorgegebenen Ausrichtung in Bezug zu der Borstenfilamentkassette (204) in dem Vertikalmagazin (200) positioniert sind.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen ein Spritzgussteil ist.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrichtungsidentifikationsmittel durch einen außenseitig an zumindest einer der beiden Horizontalöffnungen des Rahmens umlaufenden Flansch (4) gebildet ist.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Rahmens die Borstenfilamentcharge (2) unter Vorspannung hält.
Beborstungsvorrichtung für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, enthaltend eine Zuführeinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
eine Borstenfilamentkassette (204), zu welcher die in der Beborstungsvorrichtung vorkonfektionierte Borstenfilamentcharge (2) mit einem Transfermittel (203) zugeführt werden kann,

eine Borstenbündelabteileinrichtung (212), mittels welcher zumindest ein Borstenbündel (217) aus den in der Borstenfilamentkassette (204) enthaltenen Borstenfilamenten (6) abteilbar ist,

und eine Beborstungseinrichtung, mittels welcher das von der Borstenbündelabteileinrichtung (212) abgeteilte Borstenbündel in einen Bürstenkopf (219) eingesetzt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Transfermittel (203) derart ausgebildet ist, dass die Borstenfilamentcharge (2) unter Beibehaltung seiner Borstenfilamentachsenausrichtung der Borstenfilamentkassette (204) zugeführt wird.
Beborstungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Transfermittel (203) eine Ausstoßeinrichtung (207) zugeordnet ist, welche mittels Druckluft, die Borstenfilamentcharge (2) aus dem Chargenhalter (1) ausstößt und der der Borstenfilamentkassette (204) zuführt.
Beborstungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Transfermittel (203) eine Chargenhalterrückführeinrichtung (208) zugeordnet ist, welche den entleerten Chargenhalter (1) zu einer Sammelstelle (209) transferiert.
Beborstungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenbündelabtrenneinrichtung (212) und die Beborstungseinrichtung derart ausgebildet sind, dass das abgetrennte Borstenbündel (217) unter Beibehaltung der Borstenfilamentachsenausrichtung dem Bürstenkopf (219) zugeführt wird.
Verfahren zur Bestückung einer Bürste, insbesondere Zahnbürste mit Borstenbündeln enthaltend die Schritte:
Zuführen von vorkonfektionierten und in einem umfänglich geschlossenen Chargenhalter (1) gehalten Borstenfilamentchargen (2) zu einem Vertikalmagazin (200), in welchem die Borstenfilamente (6) in der Borstenfilamentcharge (2) horizontal ausgerichtet sind, und Überführung der Borstenfilamentcharge (2) mittels eines Transfermittels (203) zu einer Borstenfilamentkassette (204), wobei die Borstenfilamentcharge (2) in einem wiederverwendbaren Chargenhalter (1) gehalten wird, der durch einen beidseitig in Horizontalrichtung offenen Rahmen gebildet ist, der derart ausgebildet ist, dass im Wesentlichen die gesamte Borstenfilamentcharge auf einer Seite in diesen Rahmen einbringbar ist und auf der gegenüberliegenden Seite aus diesem Rahmen ausbringbar ist, und

wobei der Rahmen ein Ausrichtungsidentifikationsmittel aufweist, anhand welches der Rahmen derart in dem Vertikalmagazin (200) ausgerichtet wird, dass die Filamente (6) der darin angeordneten Borstenfilamentcharge (2) immer in einer vorgegebenen Ausrichtung in Bezug zu der Borstenfilamentkassette (204) in dem Vertikalmagazin (200) positioniert sind.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenfilamentcharge (2) während der Überführung deren Borstenfilamentachsenausrichtung beibehält.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Borstenfilamentkassette (204) Borstenbündel (217) abgeteilt werden und einem Bürstenkopf (219) zugeführt werden, an welchem diese befestigt werden, wobei die Borstenbündel (217) während der Entnahme aus der Borstenfilamentkassette (204) und der Zuführung zu dem Bürstenkopf (219) deren Borstenfilamentachsenausrichtung beibehalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass von der Zuführung der in dem Chargenhalter (1) gehalten Borstenfilamentchargen (2) zu dem Vertikalmagazin (200) bis zu der Zuführung zu dem Bürstenkopf (219) die Borstenfilamentachsenausrichtung beibehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Chargenhalter (1) gehaltene Borstenfilamentcharge (2) mittels Druckluft aus dem Chargenhalter (2) ausgestoßen wird und der Borstenfilamentkassette (204) zugeführt wird.