DE1234185B - Rundbuerste - Google Patents

Description

DEUTSCHES WTWWl· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT DeutscheKl.: 9b-7/08

Nummer: 1234185

Aktenzeichen: O 8924 ΠΙ/9 b

J 234 185 Anmeldetag: 9.August 1962

Auslegetag: 16. Februar 1967

Die Erfindung betrifft eine Rundbürste, deren Borsten in einer Fassung gehalten und zusätzlich in einem elastomeren Werkstoff mit Zellstruktur eingebettet sind.

Es sind Bürsten bekannt, bei denen die inneren Enden der Borsten mittels eines diese Enden einbettenden, elastomeren Materials in einen Träger eingesetzt sind. Hierbei sind mehrere Borstenbüschel in den Träger eingesetzt und diese einzeln von einem elastischen Körper umgeben. Diese Maßnahme bringt jedoch nur eine gewisse Besserung für die äußeren Borsten jedes einzelnen Borstenbüschels. Die erhaltene vorteilhafte Wirkung hat nur vorübergehende Bedeutung, da infolge von Langbruch oder infolge von Ausknicken der Borsten die Wirksamkeit des elastischen Körpers schnell verlorengeht.

Weiterhin sind Bürsten bekannt, deren Borsten im wesentlichen ganz in einer Masse aus elastomerem Material eingebettet sind. Dabei sind die Borsten zu einem Block vereinigt, der jegliche Relativbewegung der Borsten gegeneinander ausschaltet und so zu einem harten Schleifwerkzeug führt. Der Anwendungsbereich dieser Bürsten ist ein anderer als der bei der vorliegenden Erfindung. Die Bürste nach der Erfindung soll nämlich eine gewisse Weichheit aufweisen.

Es besteht bei radartigen Bürsten wie ganz allgemein bei Bürsten das Bestreben, soviel Borsten wie nur möglich in den kanalförmigen Bürstenrücken oder in den Borstenträger hineinzubringen, damit die Bürstfläche möglichst viele Arbeitspunkte aufweist. Das Werkstück kann mit einer solchen Bürste schneller und auch sauberer, d.h. ohne Riefenbildung, bearbeitet werden. Wenn nun die inneren Enden der Borsten in einem elastomeren Material befestigt sind, dann benötigt das elastomere Material einen zusätzlichen Raum innerhalb des Bürstenrückens, so daß die in der Borstenfassung aufnehmbare Borstenzahl erheblich herabgemindert wird und ein verhältnismäßig lichter Borstenbestand entsteht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bürste zu schaffen, bei der die Federwirkung der Borsten in gewisser Weise reguliert und eingestellt werden und bei der eine große Menge an Borstenmaterial in einem Träger befestigt werden kann. Dabei sollen als Borsten Drahtstücke Verwendung finden können, die ungewöhnlich hart sind und z. B. eine Knoop-Härte von 700 aufweisen. Derart harte Borsten haben eine geringe Wechselfestigkeit (Ermüdungsstärke), welche die nutzbare Lebensdauer der Bürste stark herabsetzt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Rundbürste

Anmelder:

The Osborn Manufacturing Company,
Cleveland, Ohio (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Pb.ys. G. Liedl, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorf str. 22

Als Erfinder benannt:
Vernon Kenneth Charvat,
Bay Village, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. September 1961
(140 345)

Rundbürste nach der Erfindung die Borsteneinbettung ausschließlich außerhalb der Borstenfassung vorgesehen ist und im Bereich der freien Länge der Borsten merklich unterhalb der freien Borstenenden endet.

Bei dieser Bürste kann hartes Borstenmaterial verwendet werden; es besteht eine gewisse Beweglichkeit der einzelnen Borsten, die wiederum eine gewisse Weichheit der Bürste garantieren. Diese Weichheit der Bürste wird jedoch nicht durch eine Verringerung der Lebensdauer erkauft.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen von Bürsten gemäß der Erfindung dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Rundbürste,

F i g. 2 einen Querschnitt dieser Bürste entlang der Linie 2-2 in F ig. 1,

Fig.3 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Rundbürste,

F i g. 4 einen Querschnitt der Bürste nach F i g. 3 entlang der Linie 4-4,

F i g. 5 einen Querschnitt der Bürste nach F i g. 3 entlang der Linie 5-5,

F i g. 6 einen Längsschnitt einer Stirnbürste und

F i g. 7 einen Querschnitt einer Topfbürste.

Als Borstenmaterial 1 für Rundbürsten nach der Erfindung soll insbesondere geradegestreckter Draht mit sehr flacher Krimpfung verwendet werden.

709 509/30

Die Borstenfassung 3 besteht aus zwei Seitenplatten 4 und 5, welche mit Schultern 6,7 ausgestattet sind und einen im Querschnitt die Form eines radial offenen U aufweisenden Ringkanal bilden. Die Borsten sind mit dem Basisabschnitt 8 um einen Haltedraht 2 geschlungen und mit radial nach außen gerichteten freien Borstenabschnitten in der Fassung gehalten. Die Seitenplatten 4 und 5 sind der Bürstennabe 9 zu miteinander verbunden, z. B. durch Niete 10. Die Seitenplatten 4 und 5 sind an den freien Schenkelenden 12 und 13 axial aufgeweitet. Das Borstenmaterial ist im Basisbereich 8 dicht zusammengepackt und hat in diesem Gebiet nur eine geringe Bewegungsmöglichkeit. Um auftretende Schwingungen während des Bürstvorganges abzufedern und zu dämpfen, welche zu Beanspruchungskonzentrationen in diesem Gebiet führen könnten, ist eine ringförmige Borsteneinbettung aus elastomerem, zellenförmigem Material 20 vorgesehen, welche ausschließlich außerhalb der Fassung 3 vorgesehen ist, sich aber noch in den erweiterten Fassungsbereich zwischen den nach außen gebogenen Schenkelenden 12,13 erstreckt. Dabei stehen die Borsten mit einem beträchtlichen Teil ihrer Länge 21 frei über die Borsteneinbettung 20 hinaus. Die Einbettung 20 aus zellenförmigem, elastomerem Material ist über den ausgeweiteten Schenkelenden 12 und 13 der Seitenplatten mit seitlich verlaufenden Vorstößen 22 und 23 ausgestattet, welche eine feste, seitliche Abstützung zwischen den Seitenplatten und dem Borstenmaterial vermitteln. Der äußere Umfang 24 der Einbettung 20 kann sich etwas unregelmäßig, jedoch im wesentlichen gleichförmig über den Umfang der Bürste erstrecken.

Das Borstenmaterial 30 kann um einen Drahtring 31 mit seinem sehr dicht gepackten Basisabschnitt 32 geschlungen und in der Fassung 3 befestigt sein. Die Bürstenringfassung weist ebenfalls nach außen aufgeweitete Ränder 33 und 34 auf. Auch hier ist am Umfangsrand der Fassung anschließend an den Basisabschnitt 32 eine Borsteneinbettung 35 aus geschäumtem, elastomerem Material vorgesehen, die aber einen Abschnitt 36 der Borsten anschließend an die Fassung frei läßt. Das elastomere Material wird durch die Seitenflächen des Borstenmaterials eingespritzt und erstreckt sich nur in bestimmten Bereichen quer durch die ganze Bürste hindurch, während es sich in anderen Bereichen nur bis zu einer bestimmten Tiefe von den Außenseiten der Bürste nach einwärts erstreckt. Auf diese Weise ist die Bürste mit einer Reihe von inneren Zäumen ausgestattet, welche das Borstenmaterial in Borstenbüschel oder vielmehr in Bürstflächenabschnitte gliedern, welche sich zwischen daneben liegenden Vorstößen 39 und 40 erstrecken. Diese Vorstöße sind über eingedrungenes elastomeres Material 41 und 42 verbunden, welches sich nur teilweise durch die Bürste hindurch erstreckt und einen gewissen Teil 43 des Borstenmaterials frei läßt. Jedenfalls reicht die ringförmige Einbettung bis zu einer Stelle, welche noch ziemlich weit von der Arbeitsfläche 44 der Bürste entfernt ist. Auf diese Weise gestattet das freie Borstenmaterial 45 eine praktisch normale Bürstwirkung auf dem Werkstück.

Bei einer Stirnbürste gemäß der Erfindung ist die Achswelle 50 aus einem Stück mit einer topfförmigen Fassung 51 gefertigt, in welcher ein dicht gepacktes Borstenbüschel 52 mittels eines querliegenden Haltestückes 53 befestigt ist. Der äußere, ringförmige Rand

54 der Fassung 51 ist nach innen eingepreßt und hält zusätzlich das Borstenmaterial. Eine Schicht aus zellförmigem, elastomerem Material 55 umgibt die Stirnbürste in einem Bereich anschließend an den dicht gepackten Basisabschnitt 52 des Borstenmaterials 56 und umschließt dabei den Rand 54 der Fassung 51. Das Borstenmaterial 56 erstreckt sich ohne weitere Unterstützung über die Einbettung 55 hinaus und gestattet somit eine normale Bürstwirkung an der Bürstfläche 57.

Die Topfbürste gemäß der Erfindung besteht aus einer oberen Halteplatte 70 und einer unteren Halteplatte 71, weiche das Borstenmaterial 72, das um einen Drahtring 73 gefaltet ist, einschließen. Die Halteplatten sind durch eine Bördelung74 miteinander verbunden und weisen eine Öffnung 75 auf, in welcher eine Werkzeugspindel od. dgl. angeordnet werden kann. Die äußeren Ränder 76, 77 der Halteplatten weiten sich schwach nach außen auf und begrenzen das Borstenmaterial 72 in einem dicht gepackten Basisbereich 78. Die Borsteneinbettung 79 aus zellförmigem, elastomerem Material liegt dicht bei den ausgeweiteten Umfangsrändern 76 und 77 und erstreckt sich durch das ganze Borstenmaterial hindurch, wobei die Borsten eine beträchtliche Länge 80 darüber hinausreichen. Die ringförmige Bürstfläche 81 ist beliebig beschnitten.

Außer harten, gestreckten Drahtborsten oder Drahtborsten mit ziemlich schwacher Krimpfung kann selbstverständlich jedes beliebige Borstenmaterial im Zusammenhang mit der Erfindung zur Anwendung kommen, beispielsweise mit Kunststoff beschichtete Drahtborsten, Roßhaar oder mit Kunststoff beschichtete Glasfasern.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat sich ein Borstenmaterial aus einer Mischung von geradem Draht und hochwertiger Tampikofaser als besonders geeignet erwiesen.

Die elastomere, zellenförmige Borsteneinbettung besteht beispielsweise aus Neopren, Polyurethan, Polyvinylchlorid oder bestimmten Epoxy-Kunstharzen. Das Polyurethan-Grundharz kann Zusätze von Silicon, von Desodorierungsmitteln oder Farbstoffen aufweisen. Vor der Einspritzung des zellenförmigen, elastomeren Materials kann auf dem Borstenmaterial eine Grundierung angebracht werden, um das elastomere Material adhäsiv an den Borsten zu halten. Sollte sich das elastomere Material zwischen den einzelnen Borsten trennen, so ist auf diese Weise jede Borste noch mit einem Schutzbelag versehen, welcher Kerben oder Schrammen ausschließt, die zu weiteren Beanspruchungskonzentrationen entlang der Borstenlänge in diesem besonderen Bereich führen könnten.

Die Aufbringung des elastomeren Materials auf die Bürste wird vorzugsweise nach dem vollständigen Zusammenbau der Bürste durchgeführt, also erst, nachdem die Seitenplatten zusammengefügt sind. Die höchste Borstendichte tritt dann innerhalb des Borstenträgers oder am Bürstenrücken auf. Das zellenförmige, elastomere Material, welches in das Bürstenmaterial in flüssiger Form eingeführt wird, kann unter Verwendung von Gießringen eingebracht werden, welche die ringförmigen Bürstenabschnitte in der Nähe der angestrebten äußeren Begrenzung der Borsteneinbettung zusammenspannen. Die elastomere Flüssigkeit kann hierauf in das Innere der Gießringe eingespritzt werden, wobei die Dichte des

Claims (6)

Borstenmaterials im Basisbereich das elastomere Material davon abhält, in diesen Bereich einzudringen. Falls erwünscht, können auch radial im Abstand angeordnete Klemmringe zur Anwendung kommen. Der Klemmdruck, welcher durch die Ringe ausgeübt wird und das Bürstenmaterial kompaktiert, kann das äußere Ausmaß der elastomeren Einbettung ziemlich streng bestimmen und läßt andererseits eine an sich erstrebenswerte Ausfiederung des Materials radial nach außen zu. Patentansprüche:

1. Rundbürste, deren Borsten in einer Fassung gehalten und zusätzlich in einen elastomeren Werkstoff mit Zellstruktur eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsteneinbettung (20, 35) ausschließlich außerhalb der Borstenfassung (3, 51 bzw. 70, 71) vorgesehen ist und im Bereich der freien Länge der Borsten merklich unterhalb der freien Borstenenden endet.

2. Rundbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettung (20) nahe der Borstenfassung (3) beginnt.

3. Rundbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Borstenfassung (3, 4) im Querschnitt die Form eines radial offe-

nen U aufweist, dessen freie Schenkelenden (12, 13) axial nach außen umgebogen sind, wobei sich die Einbettung (20) vorzugsweise bis in diesen erweiterten Fassungsbereich unter enger Anlehnung an die U-Schenkelenden erstreckt.

4. Rundbürste nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsteneinbettung (20) ringförmig geschlossen und in Richtung auf die freien Borstenenden hin ausgefiedert ist.

5. Rundbürste nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsteneinbettung (20, 35) aus geschäumten Polyurethan, Polyurethan-Gummi oder aus Polychloropren besteht.

6. Verfahren zur Herstellung einer Rundbürste nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

, daß die Borstenfassung (3, 51 bzw. 70, 71) mit sich radial wegerstreckenden Borsten (1, 30) auf eine Drehscheibe aufgesetzt und unter Drehen dieser Scheibe auf die Borsten (1, 30) nahe der Borstenfassung (3, 51 bzw. 70, 71) eine Schicht (20) aus elastomerem Werkstoff aufgebracht wird und daß diese Schicht (20) zwischen die Borsten eingeblasen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften :
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 006 829;
USA.-Patentschrift Nr. 2 648 084.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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