DE3415870C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Bor­ stenfeldern von Bürsten nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah­ rens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Bei Bürsten mit unterschiedlichen Borstenbündeln, zum Beispiel mit seitlichen Längsreihen von gegenüber dem mittleren Bors­ tenfeld längeren Borstenbündeln, besteht eine Möglichkeit der Herstellung beziehungsweise Bearbeitung darin, die Bürsten in mehreren Arbeitsgängen beziehungsweise in verschiedenen Ma­ schinen nacheinander zu bearbeiten.

Aus der EP 00 78 569 A2 ist es auch bereits bekannt, die län­ geren Borstenbündel durch messerartige beziehungsweise keil­ förmige Teile seitlich umzubiegen, um das Teilborstenfeld mit den kürzeren Borstenbündeln zum Bearbeiten freizulegen. Die Messerteile werden dabei jeweils zwischen die äußere Reihe mit den längeren Borstenbündeln und dem übrigen, mittleren Bor­ stenfeld eingeführt, so daß die Außenreihen der längeren Bor­ stenbündel seitlich nach außen vom übrigen Borstenfeld weg ab­ gebogen werden. Die Biegebeaufschlagung erfolgt durch die Keilform der Messerteile nahe beim Verankerungs­ ende der Borstenbündel, so daß der Biegebereich zwischen Ver­ ankerungsstelle und Angriffsstelle durch Messerteile dement­ sprechend kurz ist. Daraus ergibt sich in diesem kurzen Biege­ bereich eine hohe Biegebelastung, durch die ggf. die Elastizi­ tätsgrenze der Borstenbündel überschritten wird. Infolgedessen richten sich die Borstenbündel nach der Bearbeitung nicht mehr genau gerade auf, so daß einerseits das Gesamtborstenfeld un­ schön aussieht und wobei dies andererseits auch für den Ge­ brauch nachteilig ist. Außerdem kann in der vorbeschriebenen Weise nur eine Bearbeitung von Bürsten erfolgen, bei denen äuß­ ere Reihen von längeren Borstenbündeln vorhanden sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, um Bürsten mit unterschiedlich langen Borstenbüscheln auf einer Maschine bearbeiten zu können, wobei insbesondere eine bleiben­ de Verformung der während eines Bearbeitungsganges ausgelenk­ ten Borstenbüschel vermieden wird. Außerdem sollen auch Bürsten herstellbar sein, bei denen die unterschiedlich langen Borsten­ bündel praktisch in beliebigen Mustern angeordnet sein können.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich der Vor­ richtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.

In vorteilhafter Weise steht somit für das Auslenken der län­ geren Borstenbündel die gesamte Borstenlänge von der Veranke­ rungsstelle bis zu den freien Enden zur Verfügung, so daß sich dementsprechend auch die Umbiegung auf die gesamte Länge ver­ teilen kann. Durch die pro Längenabschnitt der Borsten nur ge­ ringe Verbiegung können sich die Borstenbündel nach dem Umbie­ gen elastisch zurückfedernd wieder gerade aufrichten. Eine un­ erwünschte, bleibende Verformung mit abstehenden Borstenbündeln wird somit vermieden.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die längeren Borstenbündel zum Freilegen der kürzeren Bor­ stenbündel in Längsrichtung des Borstenfeldes ausgelenkt wer­ den. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, auch Borsten­ reihen mit gegenüber dem übrigen Borstenfeld längeren Bündeln, die sich innerhalb des Borstenfeldes befinden, auszulenken, um die übrigen, kürzeren Borsten zu bearbeiten. Insbesondere kön­ nen dadurch auch Bürsten vorteilhafter bearbeitet werden, bei denen äußere Reihen mit kürzeren Borsten vorgesehen sind.

Wie bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgeführt, erfolgt auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer vorgegebenen Gesamtauslenkung durch die Einbeziehung der gesamten Borstenlänge in die Auslenkung pro Längenab­ schnitt eine wesentlich geringere Biegebelastung.

Zweckmäßigerweise überdeckt das Druckelement den auszulenkenden Borstenfeldbereich und weist seitlich zumindest längs der Ver­ schiebebewegung Seitenbegrenzungen für die beaufschlagten Bor­ stenbündel auf. Die auszulenkenden Borsten werden somit etwas seitlich umfaßt und somit insgesamt aus dem Bearbeitungsbereich weggedrückt.

Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Druckelement mit seiner Beaufschlagungsseite etwa in Höhe der Oberseite der seitlich ausgelenkten Borstenbüschel angeordnet und in Längs­ richtung verschiebbar ist. Bei dieser Anordnung kommt man mit einer einfachen Längsverschiebebewegung des Druckelementes aus.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bürstenbearbeitungsmaschine mit Vorrichtung zum Auslenken von Borstenbündeln,

Fig. 2 eine Unterseitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vor­ richtung,

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht eines Bürstenkörpers mit ausge­ lenkten seitlichen Borstenreihen,

Fig. 4 eine Stirnseitenansicht etwa entsprechend Fig. 3, hier jedoch ohne Auslenkbeaufschlagung,

Fig. 5 eine Seitenansicht der in Fig. 4 gezeigten Bürste,

Fig. 6 eine Stirnseitenansicht einer Bürste mit im mittleren Längsbereich ausgelenkten Borstenbündeln,

Fig. 7 eine etwa Fig. 6 entsprechende Darstellung, hier je­ doch ohne Auslenkung,

Fig. 8 die in Fig. 7 gezeigte Bürste in Seitenansicht,

Fig. 9 in vergrößertem Maßstab eine Borste in Neutrallage und Auslenklage und

Fig. 10 eine etwa Fig. 9 entsprechende Darstellung, hier jedoch mit Auslenkbeaufschlagungsstelle nahe der Verankerungs­ stelle.

Eine in Fig. 1 und 2 gezeigte Bearbeitungsvorrichtung 1 dient zum Abscheren der Borstenbündelenden. Die Abschereinrichtung 2 weist ein rotierendes Schermesser 3 auf, das relativ zum Bor­ stenfeld 4 der Bürste 5 längsbewegt wird. Die Bürsten 5, die in den Ausführungsbeispielen als Zahnbürsten ausgebildet sind, weisen Borstenbündel 6, 7 unterschiedlicher Länge auf, wie dies gut in den Fig. 3 bis 8 erkennbar ist. Zur Bearbeitung, insbesondere zum Abscheren, Schleifen und dgl., der kürzeren Bor­ stenbündel 6 müssen jeweils die längeren Borstenbündel 7 aus der Bearbeitungsebene B (Fig. 5) ausgelenkt werden. Dazu ist ein Druckelement 8 vorgesehen, welches die auszulenkenden Borsten­ bündel 7 im wesentlichen an ihren freien Enden beaufschlagt und durch eine Verschiebebewegung und ggf. auch eine Absenkbewegung aus der Bearbeitungsebene B wegbiegt, so daß sich die freien Enden der längeren Borstenbündel 7 und auch das Druckelement 8 unterhalb der Bearbeitungsebene B etwa in Höhe der Auslenkebene A befinden.

In den Fig. 3 und 6 ist gut erkennbar, daß das Druckelement 8 im Querschnitt etwa U-förmig mit U-Quersteg 9 zur Beaufschlagung der auszulenkenden Borstenbündel 7 sowie mit U-Seitenwänden 10 als Seitenbegrenzung ausgebildet ist. Durch diese im Quer­ schnitt etwa U-förmige Ausbildung werden die auszulenkenden Borstenbündel auch seitlich etwas übergriffen, so daß sie für die Auslenkbewegung sicher gehalten sind. Die Auslenkbeaufschla­ gung erfolgt jedoch nur durch den U-Quersteg 9 am äußeren, frei­ en Ende 11 der Borstenbündel 7. Bei der Verbiegung der Borsten­ bündel 7 bis unterhalb der Bearbeitungsebene B ergibt sich dann ein gleichmäßig auf die Gesamtlänge der Borstenbündel 7 ver­ teilter Biegeverlauf mit vergleichsweise geringer Biegebela­ stung. Die Auslenkung erfolgt dabei im elastischen Bereich der Borstenbündel, so daß sich diese nach dem Freigeben durch das Druckelement 8 wieder vollständig gerade ausrichten können. In Fig. 5 ist strichliniert die Auslenkstellung der längeren, hier seitlichen Borstenbündel 7 dargestellt.

Am Beispiel einer einzelnen, stark vergrößerten Borste 12 ist in Fig. 9 der gleichmäßige Biegeverlauf der Borste 12 in Aus­ lenkstellung erkennbar, wobei hier die Auslenkbeaufschlagung (Pfeil Pf 1) am freien Ende 11 erfolgt. Bei einer Auslenkbeauf­ schlagung gem. Fig. 10 in herkömmlicher Weise in der Nähe der Verankerungsstelle 13 im Bürstenkörper 14 erfolgt dagegen bei gleicher Auslenkweite w wie in Fig. 9 die gesamte Auslenkung im Bereich zwischen der Verankerungsstelle 13 und der Auslenk­ beaufschlagung Pf 1. Es bildet sich somit praktisch eine Knick­ stelle 18, durch die leicht eine bleibende Verformung der Borsten auftreten kann, so daß diese ohne Auslenkbeaufschlagung dann nicht mehr in die ursprüngliche, vertikale Lage zurückfedern können. In diesem Falle würde sich ein Gesamtborstenfeld nach Fertigstellung der Zahnbürste ergeben, wie es von länger im Gebrauch befindlichen Zahnbürsten her bekannt ist.

Das Druckelement 8 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 mit seiner Beaufschlagungsseite 9 etwa in Höhe der Oberseite der seitlich ausgelenkten Borstenbündel 7 bzw. in der Auslenk­ ebene A angeordnet. Durch eine Längsverschiebebewegung gemäß dem Doppelpfeil Pf 2 wird dann das Druckelement 8 in den Bereich des Borstenfeldes 4 gebracht, wobei die Reihe bzw. Reihen von aus dem Bearbeitungsbereich zu bringenden Borstenbündel 7 aus­ gelenkt werden. Die Auslenkposition ist in den Fig. 1 bis 3 und 6 gezeigt. Die übrigen, insgesamt kürzeren Borstenbündel 6 stehen dann alleine dem Abscherfräser 3 zum Abscheren gegenüber.

Bei Zahnbürsten 5 mit äußeren Längsreihen von längeren Borsten­ bündeln 7 weist das Druckelement 8 mehrere Beaufschlagungsab­ schnitte 8a, 8b (Fig. 2) auf, mit denen die entsprechend aus­ zulenkenden Borstenbündel-Reihen beaufschlagt werden können. Das Druckelement ist hier etwa gabelförmig ausgebildet, wobei im Zwischenbereich zwischen den Beaufschlagungsabschnitten 8a, 8b ein Freiraum 15 gebildet ist, in dem die übrigen, kurzen Borstenbündel 6 zur Bearbeitung vorstehen. Die längeren Borsten­ bündel 7 können in der gleichen Bearbeitungsvorrichtung 1 bei zurückgezogenem Druckelement 8 und etwas anderer Höhenpositio­ nierung bearbeitet werden. In Fig. 2 ist noch erkennbar, daß die durch die U-Seitenwände 10 gebildeten Seitenbegrenzungen der Druckelement-Abschnitte 8a, 8b in Verschieberichtung etwas über die Beaufschlagungsseite 9 vorstehen, so daß die auszulenkenden Borstenbündel 7 vor der eigentlichen Auslenkbewegung jeweils vor­ her seitlich geführt sind.

Für die Längsverschiebebewegung (Pf 2) des Druckelementes 8 ist dieses auf einem Schlitten 16 montiert, der einen Verschiebean­ trieb 17 aufweist.

Erwähnt sei noch, daß das Druckelement anstatt der geradlinigen Längsverschiebebewegung (Pf 2) etwa in Höhe der Auslenkebene A, auch eine kurvenförmige Auslenkbewegung mit einer kombinierten Vorschub- und Absenkbewegung durchführen kann.

Durch die vorgesehene Auslenkbewegung des Druckelementes 8 in Längsrichtung des Borstenfeldes 4 können nicht nur Borsten mit im äußeren Randbereich längeren Borstenbündeln 7 gemäß Fig. 3 bis 5, sondern auch Bürsten 5 mit seitlich kürzeren Borstenbün­ deln 6 bearbeitet werden. Das Druckelement 8 beaufschlagt in diesem Fall die im mittleren Bereich des Borstenfeldes 4 befind­ lichen, längeren Borstenbündel 7 und lenkt diese bis unterhalb der Bearbeitungsebene B aus (Fig. 6).

Erwähnt sei, daß durch die wesentlich geringere Biegebelastung der ausgelenkten Borstenbündel 7 die Längenunterschiede zwi­ schen den Borstenbündeln eines Borstenfeldes 4 wesentlich größ­ er sein können.

Außer den dargestellten Ausführungsformen von Borstenfeldern 4 einerseits mit längs außen angeordneten Reihen von längeren Bor­ stenbündeln bzw. von kürzeren Borstenbündeln sind auch andere Borstenfeld-Muster realisierbar, beispielsweise mit Querreihen von in Längsrichtung des Bürstenkörpers unterschiedlich langen Borstenbündeln.

Die Auslenkung der Borstenbündel 7 in Längsrichtung gemäß den ge­ zeigten Ausführungsbeispielen hat auch noch den Vorteil, daß bei einer in besonderen Fällen erforderlichen sehr starken Auslenkung, ein nicht vollständiges gerades Aufrichten der vorher ausgelenk­ ten Borstenbündel zumindest optisch nicht stört bzw.gar nicht auffällt.

Claims (10)

1. Verfahren zum Bearbeiten von Borstenfeldern von Bürsten, deren Borstenfelder unterschiedlich lange Borstenbündel aufweisen, wobei zur Bearbeitung der kürzeren Borstenbün­ del die längeren Borstenbündel ausgelenkt werden, da­ durch gekennzeichnet, daß die auszu­ lenkenden, längeren Borstenbündel an ihren äußeren Enden umbiegend beaufschlagt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längeren Borstenbündel zum Freilegen der kürzeren Bor­ stenbündel in Längsrichtung des Borstenfeldes ausgelenkt werden.

3. Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere zum Abscheren, Schleifen und dgl. von Bürsten mit unterschiedlich lan­ gen Borstenbündeln, mit Mitteln zum Auslenken der länge­ ren Borstenbündel mindestens bis in die Bearbeitungsebe­ ne für die kürzeren Borstenbündel, insbesondere zum Durch­ führen des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Auslenk-Mittel zumindest ein die auszulenkenden Borstenbündel (7) im wesentlichen an ihren freien Enden (11) beaufschlagendes, etwa in Auslenkrich­ tung verschiebbares Druckelement (8) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (8) den auszulenkenden Borstenfeldbereich überdeckt und seitlich zumindest längs der Verschiebebewe­ gung Seitenbegrenzungen (10) für die beaufschlagten Bor­ stenbündel (7) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (8) etwa in Längsrichtung des Borsten­ feldes (4) verschiebbar und ggf. dabei absenkbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Druckelement (8) im Querschnitt etwa U-förmig mit U-Quersteg (9) zur Beaufschlagung der auszu­ lenkenden Borstenbündel (7) sowie mit U-Seitenwänden (10) als Seitenbegrenzungen ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Druckelement (8) mit seiner Beauf­ schlagungsseite (9) etwa in Höhe der Oberseite der seitlich ausgelenkten Borstenbündel (7) angeordnet und in Längsrich­ tung verschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Seitenbegrenzungen (10) des Druck­ elementes (8) etwa in Einschieberichtung über die Beauf­ schlagungsseite (9) vorstehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Druckelement (8) mit einem zumindest längs verschiebbaren Schlitten (16) verbunden ist, der ei­ nen Verschiebeantrieb (17) und ggf. einen Hubantrieb auf­ weist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Druckelement (8) mehrere Beaufschla­ gungsabschnitte (8a, 8b) aufweist und vorzugsweise etwa gabelför­ mig mit z. B. zwei Beaufschlagungsabschnitten (8a, 8b) für seitliche Längsreihen von Borstenbündeln aufweist, und daß der Zwischenbereich zwischen den Beaufschlagungsabschnitten einen Freiraum (15) für die Bearbeitung der übrigen Borsten­ bündel bildet.