Die Erfindung betrifft eine wiederverwendbare Borstentransportverpackung, eine Borstentransporteinheit mit einer solchen Borstentransportverpackung und darin befindlichen Borsten sowie einer Beborstungsmaschine, in die die Borstentransporteinheiten eingesetzt werden.

Lose Borsten, die in Bündeln vereinzelt werden und dann in einem Borstenträger befestigt werden, um eine Bürste zu bilden, sind schwer zu handhaben. Die einzelnen Borsten werden seitlich nebeneinander gedrückt, das heißt, stehend oder liegend in eine Borstentransportverpackung eingesetzt, die üblicherweise eine Zellulosebanderole ist. In dieser flexiblen Banderole sitzen die einzelnen Borsten aneinandergedrückt. Die Borsten werden zur Bestückung einer Beborstungsmaschine meist per Hand der Banderole entnommen und in einen Faserkasten eingesetzt oder in ein Magazin vor dem Faserkasten. Dem Faserkasten werden dann die Borsten in Büscheln entnommen und in den Borstenträger eingesetzt. Die Borstentransportverpackung muss sicherstellen, dass einzelne oder Gruppen von Borsten sich nicht axial zueinander verschieben oder aus der Verpackung herausrutschen können, denn dann würde der Anpressdruck sofort zusammenfallen, und alle Borsten würden aus der Verpackung herausfallen.

Darüber hinaus gibt es Borstentransportverpackungen, die nicht aus Zellulose sind, sondern aus festerem Material, um eine Wiederverwendung zu ermöglichen, denn die Zellulosebanderolen werden aufgeschnitten und damit zerstört.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, kostengünstige und in einer Beborstungsmaschine automatisch handhabbare Borstentransportverpackung zu schaffen, in der die Borsten sicher gegen Verschieben untergebracht sind. Darüber hinaus soll eine mit entsprechenden Vorteilen ausgestattete Borstentransporteinheit angegeben werden sowie eine Beborstungsmaschine für Bürsten gefunden werden, die weniger oder keine manuelle Bestückung mit Borsten erfordert. Die Erfindung schafft hierzu eine wiederverwendbare Borstentransportverpackung, in der lose, aneinander gedrückte Borsten aufbewahrt und transportiert werden können, mit einem umfangsmäßig geschlossen umlaufenden, eigensteifen Rahmenteil, das zwei in Axialrichtung entgegengesetzte Öffnungen aufweist, und einem am Rahmenteil angebrachten, elastischen Federelement, das abschnittsweise in das vom Rahmenteil definierte Innere ragt und den Aufnahmequerschnitt im Rahmenteil verringert.

Die Borstenverpackung nach der Erfindung ist extrem einfach ausgeführt. Sie umfasst das eigensteife Rahmenteil, welches für eine Stabilität sorgt und es erlaubt, in der Beborstungsmaschine maschinell ergriffen und verarbeitet zu werden, sowie das elastische Federelement, insbesondere ein singuläres elastisches Federelement, welches den wirksamen Aufnahmequerschnitt für die Borsten verringert und aufgrund der Elastizität einen permanenten Druck auf die Borsten seitlich ausübt, sodass diese sicher aneinandergedrückt werden.

Vorzugsweise drückt das Federelement selbst direkt gegen die Borsten, das heißt, es liegt an außenliegenden Borsten unmittelbar an, sodass kein Zwischenteil mehr erforderlich ist. Damit wird der Aufbau der Borstentransportverpackung sehr einfach, und die Borstenverpackung ist kostengünstig herstellbar.

Das elastische Federelement ist vorzugsweise ein elastisches Band, z.B. ein Gummiband, welches extrem kostengünstig ist. Im Übrigen hat ein elastisches Band auch den Vorteil, dass es außenseitig hohe Reibung aufweist, sodass die Borsten sehr gut axial gehalten werden.

Insbesondere ist das elastische Band ein geschlossener Ring in Form eines Gummibands, welches von außen auf das Rahmenteil einfach und schnell aufgestülpt werden kann. Ein solches elastisches Gummiband kann auch schnell gewechselt werden, wenn das elastische Federelement nach einiger Zeit spröde wird oder reißt. Das Rahmenteil ist damit immer noch wiederverwendbar. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass zum Entnehmen das Gummiband zerschnitten wird und nur das Rahmenteil Wiederverwendung findet. Das Gummiteil selbst erzeugt aber deutlich weniger Abfall als ein komplett neues Rahmenteil. Das elastische Band hegt vorzugsweise abschnittsweise am Außenumfang des Rahmenteils an und ragt durch zumindest einen Umfangsschlitz im Rahmenteil in dessen Inneres. Das bedeutet, die Spannung im elastischen Band wird dadurch erzeugt, dass es außen am Rahmenteil anliegt und bestrebt ist, den kürzesten Weg im Umfangsschlitz zu nehmen und damit für die seitliche Vorspannung des Pakets an Borsten sorgt.

Ohne das Paket an Borsten erstreckt sich das elastische Band vorzugsweise zwischen Umfangsenden des Umfangsschlitzes linear und verspannt sich dazwischen.

Die einfachste Form der Befestigung des elastischen Bands am Rahmenteil besteht darin, dass das elastische Band am Außenumfang komplett umläuft und insbesondere nur durch den zumindest einen Umfangsschlitz am Rahmenteil gehaltert ist. Dadurch wird eine axiale Verschiebung des elastischen Bandes am Rahmenteil verhindert.

Es hat sich bei vielen Versuchen überraschenderweise herausgestellt, dass die beste Halterung des Pakets an Borsten darin besteht, dass das elastische Federelement nicht etwa die Höhe der Borsten hat oder zumindest die Höhe des zylindrischen Anteils von angespitzten oder abgerundeten Borsten, sondern deutlich geringer ist als deren Höhe.

Bezogen auf die Axialrichtung des Rahmenteils sollte das elastische Federelement eine Höhe haben, die maximal 5 mm, insbesondere maximal 3 mm beträgt. Das Paket an Borsten wird also zu seiner axialen Höhe nur auf einer geringen Fläche zusammengequetscht, sodass axial oberhalb und unterhalb des Federelements Borsten seitlich nach außen gebogen werden, was die Halterung in Axialrichtung verbessert.

Eine weitere Erkenntnis der Forschung ist es, dass das elastische Federelement bezogen auf die Längserstreckung des Rahmenteils außerhalb der axialen Mitte des Rahmenteils liegt, was für die Halterung von angespitzten Borsten von Vorteil ist. Dann nämlich ist es möglich, die Kraftangriffsstelle weiter entfernt vom angespitzten Ende der Borsten zu positionieren. Die erfindungsgemäße Borstentransportverpackung kann dann sowohl für die Unterbringung von Paketen von angespitzten Borsten, abgerundeten Borsten als auch nicht angespitzten Borsten gleichermaßen verwendet werden.

Das Rahmenteil besteht beispielsweise aus Kunststoff oder aus Zellulose, wobei es, wenn es aus Kunststoff hergestellt ist, zum Beispiel durch Spritzgießen oder durch ein generatives Fertigungsverfahren erzeugt werden kann. Beim Spritzgießen sind für die Herstellung von Umfangsschlitzen Schieber notwendig, beim generativen Fertigungsverfahren entfallen solch teure Werkzeuge.

Das Rahmenteil ist vorzugsweise zylindrisch ausgeführt, was aber nicht zwingend erforderlich ist. Das Rahmenteil hat beispielsweise eine ringförmige Kontur, eine ovale oder eine eckige Kontur. Auch Mischformen sind denkbar. So ist es beispielsweise möglich, dass der Außenumfang zum besseren Ergreifen und Positionieren im Handling-Vorgang ebene Flächen hat, die Innenseite jedoch rund ist.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Borstentransporteinheit, mit einer erfindungsgemäßen Borstentransportverpackung, in der seitlich aneinandergedrückt Borsten sitzen, die durch das elastische Element gegen die Innenseite des Rahmenteils gedrückt und dadurch im Rahmenteil gehalten sind.

Vorzugsweise sind die Borsten länger als die Höhe des Rahmenteils, das heißt, sie stehen an zumindest einer Seite, vorzugsweise jedoch nur an einer Seite gegenüber dem Rahmenteil vor.

Die Borsten sind gemäß einer Variante einseitig angespitzt. Mit diesem angespitzten Ende liegen sie im Inneren des Rahmenteils, wogegen das entgegengesetzte Ende außerhalb des Rahmenteils liegt. Wichtig hierbei ist, dass das elastische Federelement entfernt von den angespitzten Enden seitlich gegen die Borsten drückt.

Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Beborstungsmaschine für Borsten, mit einer Aufnahme, in der die erfindungsgemäßen Borstentransporteinheiten einsetzbar sind, einer Entnahmevorrichtung zum Herausschieben der Borsten aus dem Rahmenteil und zum Transportieren der Borsten in einen Faserkasten, von dem aus sie in Bündeln zum Borstenträger transportiert werden. Gemäß einer Variante sind maschinenseitige Aufnahmebehälter zur Aufnahme einer Borstentransporteinheit vorgesehen mit denen die Borstentransporteinheiten durch die Beborstungsmaschine transportiert werden. Diese Aufnahmebehälter sind mit einem Boden und einer offenen Oberseite versehen, um die Borsten vor Herausfallen zu sichern.

Die Borsten werden dann üblicherweise nach oben aus der Borstentransportverpackung herausgezogen, während sie noch im Aufnahmebehälter sitzt.

Zum optimalen Führen und Handling hat der Aufnahmebehälter z.B. außen ebene Flächen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung uns aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Borstentransporteinheit mit einer erfindungsgemäßen Borstentransportverpackung gemäß einer Variante,

Figur 2 eine Perspektivansicht des bei der Borstentransporteinheit nach Figur 1 verwendeten Rahmenteils,

Figur 3 eine Schrägansicht einer zweiten Variante einer erfindungsgemäßen Borstentransporteinheit mit erfindungsgemäßer Borstentransportverpackung, und

Figur 4 eine schematische Ansicht einer Beborstungsmaschine nach der Erfindung, in der erfindungsgemäße Borstentransporteinheiten automatisch verarbeitet werden.

In Figur 1 ist eine Borstentransporteinheit 10 dargestellt, in der ein Paket12 von losen, nebeneinanderstehend angeordneten symbolisch dargestellten Borsten transportsicher gehalten sind.

Die Borstentransporteinheit 10 umfasst neben dem Paket 12 von Borsten eine wiederverwendbare, maschinell handhabbare Borstentransportverpackung 14.

Diese Borstentransportverpackung 14 weist, wie in Figur 2 zu sehen ist, ein eigensteifes, umfangsmäßig geschlossen umlaufendes Rahmenteil 16 auf, welches in der Ausführungsform nach Figur 2 zylindrisch ausgeführt ist. Dieses Rahmenteil hat in axialer Richtung A zwei entgegengesetzte Öffnungen 18, 20 sowie den umlaufenden Rahmen.

Ferner hat das Rahmenteil 16 an seinem Umfang ein oder mehrere sich in Umfangsrichtung U erstreckende Umfangsschlitze 22, die durch das Rahmenteil komplett hindurchgehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Umfangsschlitze 22 dargestellt, was aber in keiner Weise einschränkend zu verstehen ist. Auch ein Umfangsschlitz kann ausreichend sein, um die nachfolgend beschriebene Funktion zu gewährleisten.

Neben dem Rahmenteil 16 umfasst die Borstentransportverpackung 14 ein elastisches Federelement 24, welches ein elastisches Band, hier in Form eines geschlossenen Ringes in Form eines Gummibandes ist.

Das elastische, als geschlossener Ring ausgeführte Federelement 24 wird außenseitig auf das Rahmenteil 16 gespannt, und zwar im Bereich des oder der Umfangsschlitze 22, sodass es im Bereich von einem oder mehreren Stegen 26, die in Umfangsrichtung an den oder die Umfangsschlitze 22 angrenzen, am Außenumfang anliegt. Das Federelement 24 ragt dann aufgrund der Eigenspannung in das Innere 28 des Rahmenteils 16 und verläuft von den Umfangsenden 30 des oder der Umfangsschlitze 22 ausgehend in das Innere 28 und dort linear.

Den Verlauf des elastischen Federelements 24 erkennt man in Figur 1.

Durch den sich in das Innere 28 erstreckenden Abschnitt des Federelements 24 wird der Aufnahmequerschnitt im Inneren des Rahmenteils 16 zur Aufnahme der Borsten verringert.

Zum Befüllen der Borsten sind entweder die Abschnitte des elastischen Federelements 24 nach außerhalb der Umfangsschlitze 22 gezogen, oder das elastische Federelement 24 ist noch gar nicht aufgebracht. Dann wird von oben oder von unten das Paket 12 von Borsten in das Innere 28 des Rahmenteils 16 geschoben, und anschließend können bei aufgebrachten Federelement 24 die Abschnitte, die im Umfangsschlitz oder den Umfangsschlitzen 22 liegen, nach innen drücken. Damit werden die Borsten seitlich vorgespannt und gegen die Innenseite des Rahmenteils 16 gedrückt, d.h. gegen die Innenseite im Bereich der Stege 26.

Das elastische Federelement 24 wird ausschließlich durch den oder die Umfangsschlitze 22 am Rahmenteil 16 gehalten.

Die Höhe des Federelements, bezogen auf die axiale Erstreckung A ist sehr gering, sie beträgt maximal 5 mm, insbesondere maximal 3 mm.

Ist das elastische Federelement ein zum Beispiel im Querschnitt rundes Gummiband, ist die Dicke der „Schnur“ des Gummibands maximal 5, insbesondere maximal 3 mm bezogen auf den nicht gedehnten Zustand.

In Figur 2 ist gut zu erkennen, dass die Umfangsschlitze 22 bezogen auf die Längserstreckung des Rahmenteils 16 in Axialrichtung A außerhalb der axialen Mitte M, das heißt der axialen mittleren Höhe, liegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der oder liegen die Umfangsschlitze 22 näher zum unteren Ende des Rahmenteils 16 auf einer Radialebene.

Die Umfangsschlitze 22 haben eine axiale Höhe, die geringfügig größer als die axiale Höhe des Federelements 24 ist.

Figur 1 zeigt auch, dass die axiale Höhe des Rahmenteils 16 geringer als die axiale Länge der Borsten ist, sodass die Borsten an einem Ende axial gegenüber dem Rahmenteil 16 vorstehen.

Die in Figur 1 gezeigten, in der Borstentransportverpackung 14 untergebrachten Borsten sind angespitzt, wobei die angespitzten Enden vorzugsweise komplett im Inneren 28 liegen und die nicht angespitzten Enden, wie in Figur 1 gezeigt, aus dem Rahmenteil 16 herausragen.

Insbesondere sind die spitzen Enden so angeordnet, dass sie in der Öffnung 18 beginnen, also bei liegendem Rahmenteil 16 gegen eine Unterlage gedrückt werden, um die Borsten allesamt gleichmäßig auszurichten. Dadurch, dass der oder die Umfangsschlitze 22 dann weiter von den spitzen Enden entfernt liegen durch den in der Höhe zur Mitte versetzten der Umfangsschlitze, kann das Federelement 24 an dem zylindrischen, ungespitzten Abschnitt von Borsten anliegen, mit Abstand entfernt von dem konisch verlaufenden, gespitzten Ende jeder Borste. Die Ausführungsform nach Figur 3 entspricht im Wesentlichen der nach Figur 1 mit folgendem Unterschied.

In Figur 1 ist das Rahmenteil ein zylindrischer Kreisring mit, abgesehen von den Umfangsschlitzen 22, gleichmäßiger Dicke.

Bei der Variante nach Figur 3 hingegen hat das Rahmenteil 16 einen engsten Außenquerschnitt im Bereich der Umfangsschlitze 22. In axialer Richtung angrenzend an diesen ringförmigen Umfangsabschnitt mit den Umfangsschlitze 22 und den Stegen 26 ist das Rahmenteil 16 jeweils mit einem nach außen vorstehenden Bund ausgestattet, der einerseits der Positionierung des Federelements 24 dient und andererseits der leichteren maschinellen Handhabung der Borstentransportverpackung.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Bund 34 zwischen der Öffnung 20 und den Abschnitten im Bereich der Umfangsschlitze 22 vorgesehen, wogegen zwischen der Öffnung 18 und dem Bereich mit der oder den Umfangsschlitze 22 ein noch weiter nach außen stehender Bund 36 vorgesehen ist, der außenseitig mit einem oder mehreren Abflachungen 38 versehen ist. Durch diese Abflachungen ist die Borstentransporteinheit 10 ebenso wie die mit Borsten versehene Borstentransportverpackung 14 maschinell leichter zu handeln und auch einfacher auszurichten.

In Figur 4 ist eine Beborstungsmaschine 40 symbolisch dargestellt, in der per Hand oder maschinell in eine Aufnahme 42 mehrere Borstentransporteinheiten 10 eingesetzt werden.

Eine Entnahmevorrichtung 44, hier beispielsweise Greifer können die Borstentransporteinheiten 10 nacheinander der Aufnahme 42 entnehmen und in eine Abgabestation oder Entleerstation 46 überführen. Dort wird das gesamte Paket 12 einer Borstentransporteinheit 10 aus dieser herausgedrückte, beispielsweise mit einer Art Stempel 48, oder mittels eines Greifers herausgezogen, die als Entnahmevorrichtung dienen.

Optional kann das elastische Federelement 24 vorher entweder nach außen gezogen oder vom Rahmenteil 16 entfernt worden sein. Gemäß einer anderen Variante sind maschinenseitige Aufnahmebehälter 49 zur Aufnahme einer Borstentransporteinheit 10 vorgesehen (siehe Figur 4 oben), mit denen die Borstentransporteinheiten 10 durch die Beborstungsmaschine transportiert werden.

Diese Aufnahmebehälter 49 sind mit einem Boden und einer offenen Oberseite versehen, um die Borsten vor Herausfallen zu sichern. Von oben werden dann einfach die Borstentransporteinheiten 10 in den becherartigen Aufnahmebehälter 58 eingesetzt.

Die Borsten werden dann üblicherweise nach oben aus der Borstentransportverpackung herausgezogen, während sie noch im Aufnahmebehälter sitzt.

Zum optimalen Führen und Handling hat der Aufnahmebehälter 49 z.B. außen ebene Flächen und kann somit außen so aussehen wie die Borstentransporteinheit 10 in Figur 3.

Die Entnahme des Pakets 12 an Borsten kann in ein Zwischenmagazin erfolgen oder direkt in einen Faserkasten 50 von dem aus einzelne Borsten in Büscheln über einen sogenannten Büschelvereinzelner 52 entnommen werden. Anschließend werden die Borsten über entweder eine Stopfzunge oder über eine andere Handhabung in ein Zwischenmagazin 54 gestopft oder direkt in einen Borstenträger 56, der Teil einer Bürste ist oder wird.

Im Falle eines Aufnahmebehälters 49 können die Borsten aus dem noch im Aufnahmebehälter 49 sitzenden Rahmenteil 16 mittels eines Greifers der Entnahmevorrichtung 44 herausgezogen und in den Faserkasten 50 eingesetzt werden.