DE10207071A1 - Schleifeinrichtung zum Bearbeiten der Enden von Borstenfilamenten von Zahnbürsten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schleifeinrichtung (1) zum Bearbeiten der Enden (14) von Borstenfilamenten (15) von Zahnbürsten. Die Schleifeinrichtung (1) besteht aus einer auf einem Schleifträger (2) ausgebildeten Schleifoberfläche (8, 9) mit Schleifelementen (4), auf der beim Schleifvorgang die Enden (14) der Borstenfilamente (15) entlanggleiten. Auf der Schleifoberfläche (8, 9) sind mehrere Schleifbahnen (6, 7) mit unterschiedlichen Schleifelementen (4) ausgebildet. Dadurch entsteht eine kompakte Schleifeinrichtung (1), mit der mittels verschiedener Schleifoberflächen (8, 9) auch verschiedene Schleifvorgänge nach- oder nebeneinander vorgenommen werden können.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schleifeinrichtung zum Bearbeiten der Enden von Borstenfilamenten von Zahnbürsten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Aus der US 3,451,173 A ist bereits eine Schleifeinrichtung zum Bearbeiten der Enden von Borstenfilamenten bekannt, bei der auf einer nach außen gewölbten Scheibe an der Außenfläche eine Schleifoberfläche ausgebildet ist, gegen die die Enden der Borstenbüschel gedrückt werden. Während die Scheibe rotiert, laufen die Büschel quer an der Scheibe vorbei. Bei rotierender Scheibe und bei kontinuierlich vorbeilaufenden Borstenbüscheln werden deren Enden gegen die Schleifoberfläche angedrückt. Dabei werden die Büschelenden durch die Rauhigkeit der Schleifoberfläche an dieser verrundet oder sonstwie mechanisch bearbeitet. Die verschiedenen Schleifvorgänge werden hier in hintereinander angeordneten Schleifeinheiten durchgeführt. Eine derartige Anordnung ist aufwendig und teuer weil die Büschel jeweils nach dem ersten Verrundungsvorgang mittels Fördereinrichtungen zum nächsten Schleifvorgang transportiert werden müssen. Eine derartige Einrichtung benötigt auch viel Stellraum.
• Aus der DE-198 48 221 A1 ist weiterhin eine Schleifeinrichtung zum Bearbeiten der Enden von Borstenfilamenten von Zahnbürsten der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der diese aus einer Trommel besteht, an deren umfangsseitiger Außenfläche die Schleifoberfläche ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform sind an der umfangsseitigen Mantelfläche zwei unterschiedliche Schleifoberflächen vorhanden, wobei die erste Schleifoberfläche eine in Drehrichtung verlaufende, streifenförmige Bahn bildet, die durch eine zweite Schleifoberfläche, welche in Form von quer zur ersten Schleifoberfläche verlaufenden Vorsprünge oder Stege gebildet ist, unterbrochen sind. Die zweite Schleifoberfläche dient dazu, während des Abrundens der Borstenenden durch die erste Schleifoberfläche auch deren direkt benachbarte Mantelflächen etwas aufrauhen, um dadurch eine Vergrößerung der putzaktiven Oberfläche zu erzielen. Bei dieser Schleifscheibe werden also in einem Schleifvorgang abwechselnd die stirnseitigen Enden und die Mantelflächen der Borsten bearbeitet, und dies bei einer Umdrehung so oft, wie viele Vorsprünge und Bahnabschnitte an der umfangsseitigen Schleifoberfläche der Scheibe ausgebildet sind.
• Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Schleifeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln mehrere Schleifvorgänge auf einfache Weise schneller durchgeführt werden können. Mit der Schleifeinrichtung soll weiterhin erreicht werden, daß eine Verrundung von komplexen Borstentopographien exakter an einen Schleifvorgang angepaßt werden kann. Des weiteren soll die Schleifeinrichtung einfach, Zeit- und raumsparend sowie kostengünstig als herkömmliche Schleifeinrichtungen sein.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch das Aufbringen von mehreren Schleifbahnen auf einer Schleifoberfläche mit unterschiedlichen Schleifelementen ist es möglich, bereits nach Durchführung des ersten Schleifvorganges auf der ersten Schleifoberfläche durch geringe Wegverschiebung der Borstenbüschel gegenüber der Schleifoberfläche bzw. der Schleifscheibe gegenüber der Bostenbüschel oder beider auf die zweite Schleifoberfläche zu gelangen und bereits den zweiten Schleifvorgang durchzuführen. Dabei sind die Schleifbahnen so ausgerichtet, daß sie in Bewegungsrichtung der Schleifscheibe und/oder der Borstenbüschelenden verlaufen.
• So können also auf besonders kostengünstige Weise mehrere Schleifvorgänge auf einer einzigen Schleifvorrichtung durchgeführt werden, indem beispielsweise im ersten Arbeitsgang die Borstenenden grob geschliffen, im zweiten Arbeitsgang fein geschliffen, im dritten Arbeitsgang feinst geschliffen und eventuell im vierten Arbeitsgang noch poliert werden. Dabei müßten dann allerdings auf der Scheibe vier Schleifbahnen ausgebildet sein, die abwechselnd nach Durchführung des vorherigen Schleifvorgangs nacheinander abgetastet werden. Es ist aber auch durchaus denkbar, einige Schleifbahnen zu überspringen, wenn beispielsweise die inneren Borstenbüschel einer Zahnbürste nicht die hohe Oberflächengüte benötigen, wie dies an den randseitigen Borstenbüschelenden der Fall ist.
• Eine derartige Schleifeinrichtung benötigt wesentlich weniger Platz, erspart Betriebsmittel und verkürzt die Schleifzeit pro Zahnbürste, da die zu bearbeitenden Borstenbüschel nicht bei unterschiedlichen Schleifvorgängen zu unterschiedlichen Schleifscheiben gebracht werden müssen. Dies reduziert die Taktzeit der Schleifvorgänge.
• Durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 sind die einzelnen Schleifoberflächen deutlich voneinander getrennt, was auch zur deutlichen Trennung der Schleifvorgänge führt. Es ergibt sich aber auch noch der Vorteil, daß, wenn die Enden der Borstenfilamente in einer Ebene verlaufen, beim Übergang von der einen Schleifoberfläche zur anderen Schleifoberfläche der Andruck der Enden der Borstenfilamente an die Reibscheiben oder Reibbänder im zweiten Schleifvorgang automatisch entsprechend der Ausbildung der Abstufung zurückgenommen oder verstärkt wird, weil der Abstand der zahnputzseitigen Enden der Borstenfilamente zu der zweiten Schleifoberfläche größer bzw. kleiner geworden ist als der Abstand zu der ersten Schleifoberfläche. Auf diese Weise können kostspielige Andrückvorrichtungen für die Borstenfilamente entbehrlich sein, was den Werkzeugaufwand, den Verschleiß und sonstige Kosten reduziert. Bei einer rundumlaufenden Scheibe ist es von Vorteil, wenn die Stufen radial zum Zentrum der Scheibe verlaufen.
• Gleiches kann durch die Merkmale des Patentanspruchs 3 erzielt werden, wobei dann mindestens eine Schleifbahn geneigt oder gewölbt verläuft. Dabei können auch mehrere Schleifoberflächen geneigt oder gewölbt verlaufen, ohne daß dabei eine Stufe gebildet wird. Durch die Neigung können aber auch schräg zu den Borstenfilamenten verlaufende Reibflächen entstehen. Verlaufen die Borsten senkrecht zur ersten Schleifoberfläche, so wird automatisch der Anpreßdruck von der ersten zur zweiten Schleifoberfläche verringert, wenn die zweite Schleifoberfläche geneigt zu den Borstenbüscheln verläuft. Dies kann beim anschließenden Poliervorgang von Vorteil sein.
• Durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 entstehen mittels unterschiedlicher Korngrößen, unterschiedlichen Materials oder unterschiedlicher Form unterschiedliche Schleifoberflächen auf den verschiedenen Schleifbahnen. Durch den Einsatz unterschiedlicher Reibelemente können nebeneinander oder nacheinander verschiedene Schleifvorgänge durchgeführt werden.
• Durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 wird vorzugsweise eine Schleifscheibe mit zwei Schleifbahnen geschaffen, mit der zwei Schleifvorgänge zeitlich nebeneinander oder nacheinander durchgeführt werden können. Es können aber auf der Schleifscheibe auch drei, vier oder noch mehr Schleifbahnen ausgebildet sein, wenn entsprechend viele Schleifvorgänge durchgeführt werden sollen und wenn dazu der Platz auf der Schleifoberfläche großgenug ist, die Borsten bzw. Büschel aufzunehmen. Dabei muß dann der Durchmesser der Schleifscheibe den Schleifbahnen entsprechend angepaßt werden. Hierdurch wird auch der Vorteil erreicht, daß, je größer der Durchmesser der Schleifscheibe ist, am äußeren Umfang wesentlich höhere Reibgeschwindigkeiten entstehen und daher auch dort wesentlich effektvoller mit gröberen Scheibenoberflächen die zahnputzseitigen Borstenfilamente bearbeitet werden können. Im Inneren der Schleifscheibe, wo die Durchmesser verhältnismäßig klein sind, können dann aufgrund der geringeren Reibgeschwindigkeiten feiner zu bearbeitende Schleifvorgänge, wie Polieren, durchgeführt werden. Eine runde Schleifscheibe mit kreis- und kreisringförmigen Schleifbahnen hat sich dabei als eine besonders preisgünstig herzustellende Schleifscheibe erwiesen.
• Wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 6 die Schleifoberfläche der Scheibe von einer Kegelstumpffläche oder einem Kegel gebildet, können auch hierdurch wieder aufgrund der unterschiedlichen Höhen der Schleifbahnen gegenüber den zahnputzseitigen Enden der Borstenfilamente unterschiedliche Andrücke erreicht werden. Die Neigung der Scheibe muß jeweils auf die Schleifoberfläche, und die Schleifgeschwindigkeit sowie das Material der Borstenfilamente abgestimmt sein.
• Bei den Schleifbewegungen muß sich die Schleifeinrichtung nicht nur um die eigene Achse drehen, sie kann nämlich auch taumelnde Drehbewegungen durchführen, so daß die Andruckkraft der Scheibe an die Borstenenden sich ständig ändert und dabei die Reibkräfte von radialer in tangentialer Richtung auf die Büschelenden einwirken. Dies verbessert die Verrundung der Borstenenden. Auch kann die Drehung der Reibscheibe von Linkslauf nach Rechtslauf ständig verändert werden, was ebenfalls einer besseren Verrundung entgegenkommt. Eine Kombination aller dieser genannten Eigenschaften führt zur optimalen Verrundungstechnik.
• Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 7 besteht die Vorrichtung aus einem Band, auf dem mehrere Schleifbahnen nebeneinander ausgebildet sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Reibgeschwindigkeiten auf allen Schleifbahnen gleich groß sind, da der Durchmesser konstant bleibt. Verläuft dabei das umlaufende Band geneigt zu der Büschelachse, so können auch hier die Anpreßdrücke auf die Enden der Borstenfilamente verändert werden.
• Bei der Ausführungsform nach den Merkmalen des Patentanspruchs 8 ist es auch denkbar, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit beim Wechsel auf eine andere Schleifbahn geändert wird, um optimale Schleifvorgänge an den Borstenfilamentenden zu erreichen.
• Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine kreisförmige Schleifoberfläche einer Schleifscheibe mit zwei Schleifbahnen gemäß der Erfindung in verkleinertem Maßstab, wobei die Schleifoberflächen in einer Ebene liegen,
• Fig. 2 einen Schnitt durch die Mitte der Schleifoberfläche nach Fig. 1, wobei allerdings der Querschnitt der Schleifoberfläche vergrößert dargestellt ist und der Grundkörper nur ausschnittsweise dargestellt ist,
• Fig. 3 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine kreisförmige Schleifoberfläche eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung, wobei die einzelnen Schleifbahnen nicht umlaufend sondern quergeteilt auf der Schleifscheibe angeordnet sind,
• Fig. 4 wie gemäß Fig. 2, allerdings geht hier der Mittenschnitt durch die Scheibe gemäß Fig. 3,
• Fig. 5 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel einer kreisförmigen Schleifoberfläche einer Schleifscheibe mit zwei Schleifbahnen, wobei die Oberfläche der Scheibe zum Mittelpunkt hin geneigt ist,
• Fig. 6 wie gemäß Fig. 2, allerdings geht hier der Mittenschnitt durch die Scheibe gemäß Fig. 5,
• Fig. 7 wie gemäß Fig. 1, jedoch ist die radial innere Schleifbahn gegenüber der äußeren Schleifbahn durch eine Stufe versetzt angeordnet und
• Fig. 8 wie gemäß Fig. 2, allerdings geht hier der Mittenschnitt durch die Scheibe gemäß Fig. 7.
• In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 8 besteht die Schleifeinrichtung 1 aus einem Schleifträger 2, an dessen als Trägerfläche ausgebildeten Oberfläche 3 eine mit Schleifelementen 4 versehene Schleifschicht 5 ausgebildet ist. Die Schleifschicht 5 ist in ihrer Dicke in den Zeichnungen, der besseren Darstellung halber, vergrößert dargestellt. Die Schleifschicht 5 besteht hier aus zwei Schleifbahnen 6, 7, deren Schleifoberflächen 8, 9 an der Linie 10 aneinandergrenzen. In den Fig. 1 und 2 verläuft die Schleifoberfläche 8 kreisringförmig zu der Schleifoberfläche 9, die als Kreis von der Schleifoberfläche 8 eingeschlossen ist. Der Übergang der Schleifoberfläche 9 zur Schleifoberfläche 8 geht praktisch nahtlos an der Linie 10 über. Schleifoberflächen 8, 9 liegen hier in einer horizontalen Ebene.
• In den Fig. 3 und 4 verläuft die Schleifoberfläche 8 gemäß einem Ausschnitt eines Halbmondes, wobei allerdings mittig ein Halbkreis gebildet wird, so daß der Rest die Schleifoberfläche 9 eines halben Kreisring auf der insgesamt runden Schleifschicht 5 einnimmt. Auch hier liegen die Schleifoberflächen 8, 9 in einer horizontalen Ebene.
• In den Fig. 5 und 6 sind die Schleifoberflächen 8, 9 in Draufsicht gesehen wie in Fig. 1 ausgebildet. Sie verlaufen aber gemäß Fig. 6 abfallend zur Mitte 11 hin, so daß ihre Mantelflächen eine gemeinsame Kegelfläche bildet.
• Die Schleifoberflächen gemäß Fig. 7 und 8 entsprechen im wesentlichen denen gemäß Fig. 1 und 2, allerdings ist am Übergang von der Schleifoberfläche 8 zur Schleifoberfläche 9 eine Stufe 12 ausgebildet, so daß die Schleifoberfläche 9 tiefer liegt als die Schleifoberfläche 8. Es ist aber auch denkbar, die Stufe 12 nach oben hin überstehen zu lassen, so daß dann die Schleifoberfläche 9 über der Schleifoberfläche 8 liegen würde. Es ist auch denkbar, daß anstelle der Stufe 12 eine schräge Rampe ausgebildet ist, damit der Übergang stetig verläuft. Auch kann die Stufe 12 von einem Radius gebildet werden, um den Übergang stetig erscheinen zu lassen.
• Ein Borstenbüschel 13 ist in Fig. 2 skizzenhaft dargestellt und verläuft hier senkrecht zur Schleifoberfläche 8. Das Borstenbüschel 13 besteht aus einzelnen in der Längsrichtung der Borstenbüschel 13 verlaufenden Borstenfilamenten 15. Sobald die Enden 14 der Borstenbüschel 13 ausreichend mit der Schleifoberfläche 8 bearbeitet wurden, kann entweder das Borstenbüschel 13 radial nach innen auf die zweite Schleifoberfläche 9 gebracht werden oder der Schleifträger 2 wird nach rechts so weit gefahren, bis die Enden 14 der Borstenbüschel 13 auf der radial inneren Oberfläche 9 zu liegen kommen, um dort bearbeitet werden zu können. Dabei kann beispielsweise die Drehgeschwindigkeit der Schleifeinrichtung 1 vergrößert oder verkleinert werden, um den erwünschten Abrieb an den Enden 14 der Borstenbüschel 13 zu erreichen.
• Die Schleifeinrichtung 1 gemäß Fig. 3 und 4 bewirkt, daß hier diese oszillierend um ihre Achse 11 gedreht werden muß, wenn die Borstenbüschel 13 auf nur einer Schleifoberfläche 8 oder 9 verharren sollen.
• Gemäß den Fig. 5 und 6 können hier die Borstenbüschel 13 so ausgerichtet sein, daß sie parallel zur Mitte 11 verlaufen, d. h., die Enden 14 der Borstenbüschel 13 werden schräg angeschliffen bzw. verrundet werden.
• Die Schleifeinrichtung 1 gemäß den Fig. 7 und 8 ermöglicht beim Übergang der Enden 14 der Borstenbüschel 13 von der äußeren Schleifoberfläche 8 auf die innere Schleifoberfläche 9 eine Andruckverminderung, so daß mit weniger Kraft diese gegen die Oberfläche 9 gedrückt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Schleifoberfläche 9 als Polieroberfläche dienen soll.

Claims (8)

1. Schleifeinrichtung (1) zum Bearbeiten der Enden (14) von Borstenfilamenten (15) von Zahnbürsten, die aus einer auf einem Schleifträger (2) ausgebildeten Schleifoberfläche (8, 9) mit Schleifelementen (4) besteht, auf der beim Schleifvorgang die Enden (14) der Borstenfilamente (15) entlang gleiten und so mechanisch bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schleifoberfläche (3) mehrere Schleifbahnen (6, 7) mit unterschiedlichen Schleifelementen (4) ausgebildet sind.

2. Schleifeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifbahnen (6) durch Stufen (12) voneinander abgetrennt sind.

3. Schleifeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifoberfläche (8, 9) mindestens einer Schleifbahn (6 bzw. 7 oder 6, 7) geneigt oder gewölbt verläuft.

4. Schleifeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifelemente (4) der einzelnen Schleifbahnen (6, 7) in ihrer Größe, Material und Form unterschiedliche Beschaffenheit aufweisen.

5. Schleifeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer geraden oder gewölbten Scheibe besteht, an deren radial inneren Bereich eine erste kreisförmige Schleifbahn (7) und an deren radial äußeren Bereich eine zweite ringförmige Schleifbahn (6) ausgebildet ist.

6. Schleifeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifoberfläche (8, 9 oder 8 bzw. 9) die Mantelfläche eines Kegels oder Kegelstumpfes bildet, deren Mittelachse (11) durch den Drehpunkt des Schleifträgers (2) verläuft.

7. Schleifeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem umlaufenden Band oder einer umlaufenden Rolle gebildet wird und daß die unterschiedlichen Schleifoberflächen (8, 9) nebeneinander verlaufen.

8. Schleifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Schleifoberfläche (8, 9) der Schleifbahn (6, 7) angepaßt wird.