-
Die Erfindung betrifft eine Radialbürste mit einem tellerförmigen Zentralkörper und mit einer Vielzahl von Borsten, die sich von dem Zentralkörper in Radialrichtung wegerstreckt, wobei nebeneinander angeordnete Borsten in einem in Radialrichtung zu dem Zentralkörper benachbarten Bereich über einen sich radial erstreckenden Abschnitt eine trennbare Verbindung miteinander aufweisen.
-
Radialbürsten sind beispielsweise bekannt aus der
US 2002/0132572 A1 oder der
WO 2007/081984 . Bürsten der o.g. Art sind offenbart in der
DE 296 08 399 U1 oder der
DE 24 13 811 A1 .
-
Radialbürsten werden beispielsweise eingesetzt zu Reinigungs-, Schleif- und Poliervorgängen in der Zahntechnik oder bei der Schmuckproduktion etc.
-
Wesentlich ist, dass derartige Radialbürsten dabei sowohl eine ausreichende Reinigungs- bzw. Schleif- oder Polierwirkung als auch eine ausreichende Standzeit haben sollen.
-
Eine gute Wirkung wird insbesondere erzielt, wenn die Borsten relativ steif sind. Eine derartige Steifheit wird insbesondere durch eine geringe Länge der Borsten erreicht.
-
Da Borsten sich bei ihrer Benutzung verkürzen, haben kurze Borsten aber den Nachteil einer nur kurzen Standzeit. Um eine längere Standzeit zu erreichen, müssen die Borsten daher länger ausgeführt werden. Die längeren Borsten sind aber wiederum relativ biegeweich und erreichen somit nicht die gewünschte Reinigungswirkung.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Radialbürste wie oben beschrieben derart weiterzubilden, dass sie sowohl eine längere Standzeit hat bei gleichzeitig kontinuierlich guter Reinigungs-, Schleif- oder Polierleistung.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass. dass die radial außerhalb des genannten Abschnittes liegende Enden der Borsten frei auskragend sind und dass zumindest in einem Teilabschnitt nebeneinander angeordnete Borsten durch in Umfangsrichtung verlaufende Filmelemente verbunden sind, wobei die Filmelemente einstückig in die Borsten übergehen.
-
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die sich in Radialrichtung vom Zentralkörper wegerstreckenden Borsten sich in dem radial erstreckenden Abschnitt, in dem sie miteinander verbunden sind, zunächst aneinander abstützen, so dass nur das radial außerhalb dieses Abschnittes liegende frei auskragende Ende der Borsten relativ frei beweglich ist.
-
Dieses relativ frei bewegliche Ende der Borste verhält sich dann wir eine kurze Borste. Damit ist die Stabilität der Borste beim Reinigungs-, Schleif- oder Poliervorgang gewährleistet, so dass die gewünschte Wirkung zu erreichen ist.
-
Bei dem Reinigungs-, Schleif- oder Poliervorgang verschleißen die freien Enden der Borsten und die Borsten verkürzen sich dabei. Aufgrund der dadurch bewirkten Versteifung der frei beweglichen Enden der Borsten wird die trennbare Verbindung zwischen nebeneinander angeordneten Borsten dann sukzessive aufgetrennt, wodurch die längenabhängige Steifheit der Borsten beibehalten wird, da die einzelnen Borsten sich fortschreitend von ihren benachbarten Borsten lösen und sich so sukzessive vereinzeln.
-
Dies führt zu einer trotz Verschleiß gleichmäßigen Wirkung bei einer gleichzeitig längeren Standzeit der Radialbürste.
-
Bei der Erfindung sind die Borsten in dem sich radial erstreckenden Abschnitt durch dünne, in Umfangsrichtung verlaufende pressfahnenähnliche Filmelemente verbunden, die einstückig in die Borsten übergehen. Diese Filmelemente stützen die Borsten in Umfangsrichtung, so dass die Borsten lediglich in Axialrichtung etwas ausweichen können, womit eine gewisse Versteifung der Borsten erreicht wird.
-
Durch die Gestaltung der Dicke der genannten Filmelemente ist man auch in der Lage, das Aufreißverhalten dieser Filmelemente zu beeinflussen, wodurch das Verschleißverhalten der Bürste zu bestimmen ist.
-
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform nimmt die in Umfangsrichtung gemessene Länge der Filmelemente zwischen nebeneinander angeordneten Borsten in einem ersten radial weiter außen liegenden Teilstück in Radialrichtung nach innen ab, bis zu einer Länge Null. Hier berühren sich zwei in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Borsten.
-
Von diesem Berührungspunkt weiter radial nach innen nimmt dann in einem weiteren radial weiter innen liegenden Teilstück die in Umfangsrichtung der Bürste gemessene Länge der Verbindung von zwei nebeneinander liegenden Borsten zu. D. h. die in Umfangsrichtung gemessene Länge der trennbaren Verbindung ist in diesem Teilstück radial weiter außen kürzer und radial weiter innen länger. Die Borsten liegen dabei in diesem weiteren Teilstück auch in Axialrichtung nebeneinander, so dass die Verbindung zwischen zwei benachbarten Borsten nicht mehr über in Umfangsrichtung der Bürste verlaufende Filmelemente zwischen den Borsten hergestellt wird sondern quasi durch direkten Kontakt der einander in diesem Bereich zugewandten Borstenoberflächen.
-
Damit wird bei weiter zunehmendem Verschleiß und damit bei weiter fortschreitender Verkürzung der Borsten gezielt ein langsameres Auftrennen der Verbindung zwischen benachbarten Borsten erreicht, die sich also nicht kurzfristig oder schlagartig über die gesamte Höhe des radialen Abschnittes öffnet.
-
Eine derartige Konstellation ist insbesondere zu erreichen, wenn nebeneinander angeordnete Borsten sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Jeweils nebeneinander angeordneten Borsten stehen somit quasi „auf Lücke“.
-
Unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten ist es dabei besonders günstig, wenn die Borsten in zwei in Axialrichtung zueinander beabstandeten Flächen angeordnet sind. Diese Flächen sind dabei entweder im Wesentlichen radial ausgerichtet oder beschreiben Kegelmantelflächen, so dass quasi eine zumindest einseitig „schiefe“ Bürste entsteht.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Borsten einen in Radialrichtung nach innen gleichbleibenden oder sich vergrößernden Querschnitt auf. Dies bewirkt eine sich bei zunehmendem Verschleiß insbesondere zunehmende Steifigkeit der jeweils freikragenden Borstenenden mit einer daraus resultierenden dauerhaft guten Reinigungs-, Schleif- oder Polierleistung.
-
Vorzugsweise sind die nebeneinander angeordnete Borsten in dem Bereich, in dem sie auch in Axialrichtung nebeneinander liegen, über einander zugewandte ebene Flächen miteinander verbunden. Eine derartige Bauform ist fertigungstechnisch gut zu beherrschen.
-
Insbesondere werden der Zentralkörper und die Borsten auch einstückig miteinander hergestellt. Dies hat den Vorteil, dass der Zentralkörper und die Borsten in einem Arbeitsgang herstellbar sind, wodurch sich die Produktionszeiten für eine entsprechende Radialbürste verkürzen.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt
- 1 die Draufsicht einer erfindungsgemäßen Radialbürste;
- 2 Schnitte durch zwei nebeneinander angeordnete Borsten an unterschiedlichen radialen Positionen.
- 3 Schattenriss einer Bürste mit einer speziellen axialen Ausrichtung der Borsten.
-
In 1 erkennt man eine Radialbürste in der Draufsicht.
-
Sie weist einen im Wesentlichen tellerförmigen Zentralkörper 1 auf, in dessen Mitte ein Aufnahmeloch 2 zu finden ist. Es ist aber auch möglich, statt eines entsprechenden Aufnahmelochs 2 einen festmontierten Schaft vorzusehen (wie dies in der 3 dargestellt ist) oder aber diese Radialbürste über eine entsprechende Gestaltung des Aufnahmeloches 2 auf einen Schaft aufsteckbar zu gestalten.
-
Von dem Zentralkörper 1 erstrecken sich über dessen Umfang eine Vielzahl von Borsten 3, 4 in Radialrichtung weg. Dabei gehen die Borsten 3, 4 an ihrer Basis 5 jeweils einstückig in den Zentralkörper 1 über.
-
Der Zentralkörper 1 und die Borsten 3, 4 bestehen beispielsweise aus einem sehr verschleißfesten flexiblen Material, wie insbesondere einem synthetischen oder natürlichen Kautschuk oder kautschukähnlichen Material oder Kunststoff, das mit Schleif- oder Polierstoffen unterschiedlicher Körnung imprägniert oder versetzt ist, z. B. Diamant, Silizium- oder Aluminiumoxid, Bims etc.
-
Die vorhandenen Borsten sind mit einem konstanten, über den Umfang gleichmäßigen Teilungswinkel um den Zentralkörper 1 herum angeordnet, wobei im hier in der 1 dargestellten Beispiel jeweils zwei nebeneinander angeordnete Borsten sowohl in Axialrichtung als auch in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Die Borsten sind dabei auf der Vorder- und der Rückseite des Zentralkörpers in zwei axial zueinander beabstandeten parallelen Ebenen angeordnet und sind dabei jeweils um einen halben Teilungswinkel gegeneinander versetzt.
-
In dem Bereich 6, der in Radialrichtung zu dem Zentralkörper 1 benachbart ist, sind diese nebeneinander angeordneten Borsten trennbar miteinander verbunden. Dies ist in der 2 in Schnitten dargestellt. - In einem radial außen liegenden Teilstück 6a des Bereiches 6 sind die beiden Borsten dabei durch ein dünnes, in Umfangsrichtung verlaufendes pressfahnenähnliches Filmelement verbunden, während in dem hier dargestellten Beispiel in dem radial weiter innen liegenden Teilstück 6b des Bereiches 6 die Borsten 3, 4 in Axialrichtung direkt nebeneinander liegen und hier miteinander verbunden sind.
-
In der 1 ist an der Stelle II ein Schnitt gelegt. An dieser Stelle sind die beiden nebeneinander angeordneten Borsten 3 und 4 in Axialrichtung zueinander versetzt, haben aber gar keinen Kontakt zueinander. In diesem Bereich sind die freien Enden der Borsten 3, 4 also frei beweglich.
-
In der 1 ist ein Schnitt IIa gelegt, der im Teilstück 6a positioniert ist, in dem die nebeneinander liegenden Borsten 3, 4 durch ein Filmelement 10 verbunden sind. Dieses Filmelement ist wie eine Pressfahne und geht einstückig in die Borsten 3 bzw. 4 über. Wenn die freien Borstenenden, wie sie im Bereich des Schnittes II vorliegen, sich abnutzen, wird durch die dadurch bewirkte Versteifung der freien Borstenenden das Filmelement 10 reißen und dann die sich durch Verschleiß verkürzenden freien Borstenenden voneinander lösen, so dass die dann radial außen liegenden Enden der Borsten 3, 4 wieder frei voneinander sind, damit sie die gewünschte Reinigungs-, Schleif- oder Polierwirkung erzielen können. Solange das Filmelement 10 noch nicht gerissen ist, stützen sich die Borsten 3, 4 durch dieses Filmelement noch gegenseitig insbesondere in Umfangsrichtung ab.
-
Das Filmelement 10 ist in seiner sich in der Aufsicht darstellenden Form im Wesentlichen dreieckförmig. Die beiden Längsseiten des Dreiecks sind dabei mit den Kanten der Borsten 3 bzw. 4 identisch, die im Teilabschnitt 6a verlaufen. Die Spitze dieses Dreiecks ist am Übergang 7 zwischen dem Teilstück 6a und dem Teilstück 6b des Bereiches 6. Durch diesen Punkt 7 läuft auch der Schnitt IIb in 1.
-
Im Bereich des Schnittes IIb, der in 1 eingezeichnet ist, ergibt sich die in 2b dargestellte Situation, bei der sich die beiden Borsten 3, 4 gerade miteinander verbinden. Die Verbindungsstelle 7 ist also in Umfangsrichtung 8 sehr kurz (quasi punktförmig) und kann leicht aufreißen. Dieses Aufreißen geschieht, wenn die Borsten 3, 4 weiter verschleißen und dabei ihre Länge verlieren, ihre Enden also in dem Teilstück 6a zu liegen kommen und die Filmelemente 10 bereits vollständig gerissen sind. Die freien Enden der Borsten werden durch den Verschleiß weiterhin kürzer und somit auch steifer. Diese Steifigkeit führt zu einer am Fuß des freien Endes der Borste wirkenden Haltekraft, die ab einer gewissen Größe zu einem Aufreißen der trennbaren Verbindung an der Verbindungsstelle 7 führt, wobei dieses Aufreißen dann durch das Teilstück 6b des Bereiches 6 fortschreitet.
-
Weiter in Radialrichtung innen überlappen die Borsten 3, 4 in Umfangsrichtung 8 über eine größere Länge 9, wie dies in den Schritten IIc bzw. in der 2c dargestellt ist. Der Schnitt IIc liegt nahe der Basis 5 der Borsten 3 bzw. 4, an denen diese in den Zentralkörper 1 übergehen. Diese Länge 9 reißt erst auf, wenn die Borsten 3, 4 deutlich abgenutzt und damit deutlich verkürzt und damit auch deutlich steifer sind.
-
Die trennbare Verbindung zwischen jeweils benachbarten Borsten reißt somit nur langsam fortschreitend auf und damit werden die bis zum Beginn der (verbleibenden) Verbindung zwischen zwei Borsten reichenden freien Enden der Borsten bei fortschreitenden Verschleiß, der in Radialrichtung gemessen wird, in ihrer Länge nicht in gleichem Maße abnehmen.
-
Auch wenn in der 2 die Form des Querschnitts der Borsten 3, 4 halbrund dargestellt ist, können die Borsten 3, 4 auch andere Querschnittsformen haben, beispielsweise rund oder oval oder auch rechteckig bzw. quadratisch sein.
-
In der bisher beschriebenen Ausführungsform wird prinzipiell von einer im Wesentlichen ebenen Ausgestaltung der Radialbürste ausgegangen, bei der die Borsten 3 bzw. 4 jeweils in parallel zueinander liegenden Radialebenen verlaufen.
-
Es ist aber auch denkbar, die Radialbürste wie im Schattenriss in 3 dargestellt auszuführen.
-
In diesem Beispiel ist ein Wellenende 11 mit dem Zentralkörper 1 verbunden, wobei die sich anschließenden Borsten (nicht im einzelnen dargestellt) aus einer Radialebene herausgeklappt sind und so eine Kegelmantelfläche 12 bilden. Die auf der Gegenseite 13 liegenden Borsten können dann mit einer kleineren Neigung aus der Radialebene in dieselbe Richtung geneigt werden wie die Kegelmantelfläche 12 oder aber exakt in einer Radialebene liegen.
-
Es ist aber auch möglich, die Borsten der Gegenseite 13 in die entgegengesetzte Richtung zu der Neigung der Kegelmantelfläche 12 zu neigen. Dann erhält man eine mit dem Verschleiß zunehmend dicker werdende Radialbürste.
-
Außer dem oben diskutierten PUR kommen auch andere Materialien für die Borsten und/oder den Zentralkörper in Frage, wie weich- oder hartflexible Kautschuke, synthetische Kautschuke oder Kunststoff. Diese werden je nach Anwendungsfall mit mehr oder weniger schleifenden Substanzen durchsetzt.
-
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die gleichbleibend hohe Flexibilität der Schleif- oder Polierborsten es ermöglicht wird, dass die Borstenenden in Axialrichtung auswandern, um so Vertiefungen oder unebene Oberflächenbereichen z. B. von zahntechnischen Kronen mit Höckern und Fissuren polieren zu können.
-
Dadurch dass ursprünglich die einzelnen Polierborsten nur im äußersten Bereich getrennt sind, während sie im mittleren und unteren Bereich stärker aneinander kleben bzw. miteinander verbunden sind, erreicht man, dass im radial inneren Bereich eine festere Verbindung der einzelnen Radialborsten entsteht, die erst durch den kontinuierlichen Verschleiß der Borsten aufreißt, um dann den eigentlichen bürstenähnlichen Effekt bis nah an den Rand des Zentralkörpers 1 ermöglichen zu können.
