DE19526933A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten von Teilbereichen eines Borstenfeldes von Bürsten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Teilbereichen eines Borstenfeldes von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, wobei die Vorrichtung zum Auslenken eines Teiles der das Borstenfeld bildenden Borstenbündel wenigstens ein diese Borstenbündel beaufschlagendes Druckelement aufweist und wobei das Druckelement und die Bürste relativ zueinander verschiebbar sind.

Es sind bereits solche Vorrichtung in unterschiedlichen Aus­ führungsformen bekannt. So kennt man aus der DE-AS 15 32 773 eine Vorrichtung, die eine Abdeckschablone zur Auflage auf ein Borstenfeld aufweist, die einen Ausschnitt hat, durch den die zu bearbeitenden Borstenbündel hindurchtreten können und die randseitigen Borstenbündel abgedeckt und seitlich abgelenkt werden. Eine Anpassung an unterschiedliche Borstenfelder erfordert einen Austausch der Abdeckschablone, was mit entsprechendem Aufwand verbunden ist. Außerdem ist das seitliche Auslenken von vergleichs­ weise kurzen, steifen Borstenbündeln mit der Abdeckschablone problematisch.

Aus der EP 0 458 999 sind zum Wegdrücken der nicht zu be­ arbeitenden Borstenbündel Schildelemente mit Schrägen vorgesehen, mit denen die wegzudrückenden Borstenbündel an ihren freien Enden beaufschlagt werden. Nachteilig ist auch hierbei, daß ein Umstellen auf andere Borstenfeldmuster vergleichsweise aufwendig ist. Außerdem ist nachteilig, daß eine zugeförderte, zu bearbeitende Bürste zunächst in die Bearbeitungsvorrichtung mit den Schild­ elementen zum Wegdrücken eines Teiles der Borstenbündel übernommen werden muß und nach dem Bearbeiten auch wieder entnommen beziehungsweise in eine Weitertransportvorrichtung übernommen werden muß.

Es sind auch bereits Vorrichtungen bekannt, die umlaufende Werkstückhalter zum Einspannen der Bürsten aufweisen, bei denen jeweils Einrichtungen zum Wegdrücken von Borstenbündeln oder Borstenbündel-Reihen vorgesehen sind (EP 0 639 340). Dadurch ist jedoch ein erheblicher Aufwand vorhanden, da jeder Werkstückhalter auch die Wegdrückeinrichtungen aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der ein Umsetzen der zugeförderten Bürsten in die Bearbeitungseinrichtung nicht mehr erforderlich ist und mit der ohne aufwendige Umstellarbeiten auch unterschiedliche Borstenfelder bearbeitet werden können. Dabei soll auch die Möglichkeit bestehen, die nicht zu bearbeitenden Borstenbündel in Abhängigkeit ihrer Anordnung und auch in Abhängigkeit von ihrer Beschaffenheit auf unterschiedliche, entsprechend angepaßte Art und Weise auslenken zu können, wobei auch diese Anpassung problemlos durchführbar sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß die Vorrichtung zum Auslenken und Bearbeiten der Borstenbündel ortsfest angeordnet ist und einer Transportein­ richtung für in Spanneinrichtungen gehaltenen Bürsten zugeordnet ist und daß die Druckelemente entweder gabelartig jeweils mit zwei in ihrem Abstand zueinander in Parallellage verstellbaren, zwischen die Borstenbündel einfahrbaren Eingriffzinken oder als Druckplatte zum Beaufschlagen eines Teils der das Borstenfeld bildenden Borstenbündel im wesentlichen an ihren freien End­ bereichen ausgebildet sind.

Die ortsfeste Anordnung der Vorrichtung zum Auslenken und Bearbeiten von Borstenbündeln und die Zuordnung zu der Bürsten- Transporteinrichtung hat den wesentlichen Vorteil, daß diese Auslenk- und Bearbeitungsvorrichtung nur einmal vorhanden sein muß und die Spanneinrichtungen der Werkstückhalter für die Bürsten wie bisher ausgebildete sein können.

Durch den wahlweisen Einsatz von Druckelementen einerseits zum seitlichen Eingreifen zwischen die Borstenbündel, andererseits von Druckelementen zum Beaufschlagen der freien Borstenbündel-Enden ist die Vorrichtung universell auch für sehr unterschiedliche Borstenfeldkonfigurationen verwendbar.

Insbesondere bei den gabelartigen Druckelementen zum seitlichen Eingreifen zwischen die Borstenbündel besteht die Möglichkeit der unmittelbaren Anpassung an unterschiedliche Borstenfelder beziehungsweise Borstenbündel-Abstände und Borstenbündel-An­ ordnungen, indem die Eingreifzinken in ihrem Abstand verändert werden, wobei dies auch während der Ein- und Ausfahrphase erfolgen kann. Die Parallellage der Eingreifzinken bewirkt auch bei vergleichsweise langen Borstenbündel-Reihen, daß alle Borstenbündel einer Reihe gleichmäßig seitlich ausgelenkt werden.

Vorteilhaft ist es, wenn mehrere Druckelemente für mehrere Borstenfelder nebeneinander angeordnet sind und einen gemeinsamen positionierantrieb aufweisen.

Damit lassen sich gleichzeitig mehrere Bürsten bearbeiten und es ist durch die Anzahl der Druckelemente oder der Druckelemente- Paare auch eine Anpassung an die Taktgeschwindigkeit der Transporteinrichtung möglich.

Zweckmäßigerweise ist als Verstellantrieb für die Eingreifzinken eine Gewindespindel vorgesehen, wobei paarweise einander zugeordnete Eingreifzinken einerseits eine Links- und andererseits eine Rechtsgewindebohrung für die Gewindespindel aufweisen.

Die Gewindespindel dient hierbei gleichzeitig als Halterung für die Eingreifzinken und mehrere Eingreifzinken-Paare lassen sich dadurch auch einfach synchron positionieren.

Bevorzugt sind für die Verschiebebewegung und/oder die Seitenposi­ tionierbewegung des oder der Druckelemente mit den Gewindespindeln verbundene motorische Antriebe, vorzugsweise Servomotoren oder dergleichen vorgesehen.

Damit sind schnelle und präzise Positionierbewegungen möglich und auch eine unproblematische Umstellung auf andere Bürstenmuster. Unterschiedliche Positionierabläufe können bei der elektronischen Motorsteuerung abgespeichert und bei einer Umstellung auf ein anderes Bürstenmuster abgerufen werden, so daß die Umstellung schnell und mit geringem Aufwand möglich.

Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das als Druckplatte ausgebildete Druckelement für die zu bearbeitenden Borsten eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen und für die auszulenkenden Borsten oder Borstenbündel jeweils pfannen- oder rinnenförmige Vertiefungen oder seitliche Ableitschrägen aufweist. Damit können auch Teil-Borstenfelder bearbeitet werden, bei denen Eingreifzinken nicht gut einsetzbar sind. Dies ist beispielsweise bei Borstenfeldern mit Borstenbündeln der Fall, die nicht in Reihen angeordnet sind. Die pfannenförmigen, dem Borstenfeld zugewandten Vertiefungen in der Druckplatte zentrieren die beaufschlagten Borstenbündel und verhindern, daß sie bei Druckbeaufschlagung unkontrolliert seitlich ausweichen.

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

Es zeigt etwas schematisiert:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Auslenken von Borstenbündeln eines Borstenfeldes,

Fig. 2 eine Vorrichtung zum Auslenken von Borstenbündeln mit einer Kurven-Antriebssteuerung,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Bürste mit unterschiedlich langen Borstenbündeln,

Fig. 4 die in Fig. 3 gezeigte Bürste in Stirnseitenansicht,

Fig. 5 eine Ansicht einer Bürste entsprechend Fig. 4, hier jedoch mit zugeordneter Druckplatte zum Auslenken der recht zu bearbeitenden Borstenbündel,

Fig. 6 eine etwa Fig. 5 entsprechende Darstellung, hier jedoch mit abgesenkter Druckplatte,

Fig. 7 eine Stirnseitenansicht einer Bürste mit zugeordneter, seitliche Ableitschrägen aufweisenden Druckplatte und

Fig. 8 eine Ansicht entsprechend Fig. 7, hier jedoch mit abgesenkter Druckplatte.

Eine in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 dient zum Auslenken eines Teiles von zu einem Borstenfeld 2 (Fig. 2 bis 8) gehörenden Borstenbündel 3. In dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbei­ spiel sind dazu Druckelemente 4 vorgesehen, die seitlich zwischen die Borstenbündel 3 eingreifen und dabei einen Teil der Bor­ stenbündel seitlich umbiegen, so daß deren freie Enden tiefer liegen, als die übrigen, nicht ausgelenkten Borstenbündel. Die nicht ausgelenkten Borstenbündel können dann mit Hilfe einer Schneid- und/oder Schleifeinrichtung in üblicher Weise bearbeitet werden.

Die Bearbeitung jeweils nur eines Teiles der zu einem Borstenfeld gehörenden Borstenbündel ist erforderlich, wenn das Borstenfeld in mehreren Ebenen endende Borstenbündel aufweist.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 weist als Druckelemente Eingreifzinken 5 auf, wobei im Ausführungsbeispiel sechs Eingreifzinken 5 vorgesehen sind, die jeweils paarweise einander zugeordnet sind. Die jeweils einander zugeordneten Eingreifzinken 5 weisen zueinander weisende, das zu bearbeitende Borstenteilfeld in Eingriffslage seitlich begrenzende Innenseiten 6 sowie an ihren Eingreifenden 7 schneidenförmige, etwa parallel zu den Bor­ stenbündeln 3 orientierte Eintrittskanten 8 auf. An die Eintritts­ kanten 8 schließen sich schräg verlaufende Druckflächen 9 zur Beaufschlagung von seitlich auszulenkenden Borstenbündeln an. Die schrägen Druckflächen-Abschnitte setzen sich noch durch parallel zu den Innenseiten 6 verlaufende Druckflächen 9a fort.

Die Eingreifzinken 5 werden von einer Gewindespindel 10 durch­ griffen, wobei von den paarweise einander zugeordneten Ein­ greifzinken der eine ein Rechtsgewinde und der andere ein Linksgewinde aufweist. Bei Betätigung der Gewindespindel 10 kann dadurch der Abstand der einander zugeordneten Eingreifzinken verändert werden.

Die Eingreifzinken 5 mit der Gewindespindel 10 sowie einem Antriebsmotor 11 befinden sich auf einem gemäß dem Doppelpfeil Pf1 verschiebbaren Schlitten 12, der gleichzeitig als Seitenführung für die Eingreifzinken 5 dient und ein Verdrehen verhindert.

Der Schlitten 12 ist in Führungsschienen 13 verschiebbar geführt und wird von einem Antriebsmotor 14 über eine Hubspindel 15 betätigt. Der Antriebsmotor 14 ist an einem Trägergestell 16 angebracht, an dem auch die Führungsschienen 13 angreifen.

Die beiden Antriebsmotoren 11 und 14 sind vorzugsweise als Servomotoren ausgebildet und mit einer hier nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden.

Mit Hilfe des Antriebsmotors 11 können die Parallelabstände der einander zugeordneten Eingreifzinken 5 an die Abstände der Borstenbündel-Reihen beziehungsweise an die dazwischen befindlichen Freiräume angepaßt werden.

Mit dem Antriebsmotors 14 werden die Eingreifzinken 5 seitlich in das Borstenfeld eingefahren. Befinden sich die Borstenbündel in einer zur Einfahrrichtung parallelen Richtung, so kann der Abstand der Eingreifzinken 5 während der Einfahrbewegung unverändert bleiben.

Fig. 2 zeigt einen Teil eines Borstenfeldes 2, bei dem die zwischen den Bündelreihen befindlichen Zwischenräume schräg zur Einfahrrichtung der Eingreifzinken 5 verlaufen. Dementsprechend werden die Eingreifzinken 5 während der durch den Antriebsmotor 14 bewirkten Einfahrbewegung durch den Antriebsmotor 11 in ihrem Abstandkontinuierlichvergrößert. Diese simultanen Bewegungsabläufe lassen sich bei Verwendung von Servomotoren, gegebenenfalls auch von Schrittmotoren, problemlos realisieren. Es ist dadurch auch eine sehr einfache Umstellung und Anpassung an unterschiedliche Borstenfelder möglich.

Beim Einfahren der Eingreifzinken in das Borstenfeld werden deren Eingreifenden etwas über das letzte, zu verdrängende Borstenbündel hinaus bewegt und dann vorzugsweise noch etwas aufgespreizt, um ein sicheres Auslenken aller wegzudrückenden Borstenbündel zu erreichen.

Gegebenenfalls kann als Antrieb für die Aufspreizbewegung beziehungsweise das Ändern des Parallelabstandes zwischen den beiden Eingreifzinken 5, eine in Fig. 2 gezeigte Steuerkurve 17 vorgesehen sein, die über einen Schwenkhebel 18 die Ge­ windespindel 10a betätigt. Auch hierbei kann diese Verstellbewegung während des Einfahrens der Eingreifzinken 5 in das Borstenfeld 2 erfolgen. Die Veränderbarkeit des Seitenabstandes der Ein­ greifzinken 5 ist durch die Pfeile Pf2 gekennzeichnet.

Die Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 beziehungsweise 1a gemäß Fig. 2 ist ortsfest angeordnet und einer hier nicht dargestellten Transporteinrichtung für die in Spanneinrichtung gehaltenen Bürsten 19 zugeordnet. Mit Hilfe dieser Transporteinrichtung werden die Bürsten 19 so bei der Vorrichtung 1 oder 1a positioniert, daß sie sich in passender Ausgangslage zum Einfahren der Eingreifzinken 5 befinden.

Die Vorrichtung 1 beziehungsweise 1a könnte als Druckelemente 4 auch eine oder mehrere Druckplatten 20, 20a (Fig. 4 und 6 beziehungsweise Fig. 7 und 8) aufweisen, die mit einem Hubantrieb verbunden sind, zum Verstellen der Druckplatten in Längsrichtung der Borstenbündel 3 einer zugeordneten Bürste 19.

Mit Hilfe einer oder mehrerer solcher Druckplatten können die nicht zu bearbeitenden Borstenbündel an ihren freien Endbereichen beaufschlagt und so ausgelenkt werden, daß diese Enden außerhalb einer Bearbeitungsebene für die restlichen Borstenbündel liegen. Für die zu bearbeitenden Borstenbündel sind in der Druckplatte 20, 20a eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen 21 vorgesehen.

Fig. 3 und 4 zeigen in unterschiedlichen Ansichten eine Zahnbürste, bei der die äußeren Längsreihen der Borstenbündel länger sind als die weiter innen liegenden Borstenbündel. Insbesondere zum Abrunden der einzelnen Faserenden der Bor­ stenbündel ist es erforderlich, daß die jeweils bearbeiteten Borstenbündel-Enden in einer Ebene liegen, um ein gutes Abrund­ ergebnis zu erzielen. Zur Bearbeitung der kürzeren Borstenbündel wird die oberhalb des Borstenfeldes angesetzte Druckplatte 20 (Fig. 5) auf das Borstenfeld gemäß dem Pfeil Pf3 abgesenkt, wobei die nicht zu bearbeitenden Borstenbündel ausgelenkt werden und die zu bearbeitenden, kürzeren Borstenbündel durch die Durch­ trittsöffnung 21 hindurchtreten können.

Bei dem in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Druckplatte 20 an ihrer dem Borstenfeld zugewandten Seite für die auszulenkenden Borstenbündel jeweils pfannen- oder rinnenförmi­ ge Vertiefungen 22 auf. Bei pfannenförmigen Vertiefungen 22 ist jedem einzelnen, auszulenkenden Borstenbündel eine solche pfannenförmige Vertiefung zugeordnet, so daß die Borstenbündel- Enden rundherum gefaßt sind und nicht unkontrolliert ausweichen können.

Insbesondere bei dicht stehenden, auszulenkenden Borstenbündel- Reihen würde es gegebenenfalls auch genügen, entsprechend der Reihenanordnung dieser Borstenbündel rinnenförmige Vertiefungen vorzusehen, da in diesem Falle eine Seitenabstützung durch die benachbarten, ebenfalls auszulenkenden Borstenbündel erfolgt.

Bei entsprechender Druckbeaufschlagung der auszulenkenden Borstenbündel mit Hilfe der Druckplatte 20 weichen die Bor­ stenbündel 3 durch Ausknicken (vgl. Fig. 6) aus. Die Borstenbündel können dabei genügend weit zurückgedrückt werden, so daß die stehen gebliebenen, die Durchtrittsöffnung 21 durchgreifenden Borstenbündel bearbeitet werden können.

Bedarfsweise kann auch die in Fig. 7 und 8 gezeigte Druckplatte 20a vorgesehen sein, die an ihrem Außenrand beziehungsweise dort, wo ein seitliches Auslenken von Borstenbündeln erforderlich ist, Ableitschrägen 23 aufweist. In diesem Falle werden die auszulenken­ den Borstenbündel nicht geknickt, sondern seitlich umgebogen (Fig. 8).

Der Einfachheit halber ist der für die Druckplatten 20, 20a erforderliche Antriebsmechanismus im Ausführungsbeispiel nicht näher dargestellt. Wie bei der Vorrichtung 1 und 1a gemäß Fig. 1 und 2 beschrieben, ist auch ein für die Druckplatten vorgesehener Antriebsmechanismus ortsfest angeordnet und einer Transportein­ richtung für die Bürsten 19 zugeordnet.

Eine Auslenk-Vorrichtung mit einer oder mehreren Druckplatten 20, 20a gemäß Fig. 5 bis 8 kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn Borstenfelder vorhanden sind, bei denen ein seitliches Eingreifen durch die Eingreifzinken 5 problematisch ist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Teilbereichen eines Borsten­ feldes (2) von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, wobei die Vorrichtung zum Auslenken eines Teils der das Borstenfeld (2) bildenden Borstenbündel wenigstens ein diese Borstenbündel beaufschlagendes Druckelement (4) aufweist und wobei das Druckelement (4) und die Bürste (19) relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1, 1a) zum Auslenken und Bearbeiten der Borstenbündel (3) ortsfest angeordnet ist und einer Transporteinrichtung für in Spanneinrichtungen gehaltenen Bürsten (19) zugeordnet ist und daß die Druckelemente (4) entweder gabelartig jeweils mit zwei in ihrem Abstand zueinander in Parallellage verstellbaren, zwischen die Borstenbündel einfahrbaren Eingreifzinken (5) oder als Druckplatte(n) (20, 20a) zum Beaufschlagen eines Teils der das Borstenfeld (2) bildenden Borstenbündel im wesentlichen an ihren freien Endbereichen ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckelemente (4) für mehrere Borstenfelder nebenein­ ander angeordnet sind und einen gemeinsamen Positionier­ antriebe aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellantrieb für die Eingreifzinken (5) eine Gewindespindel (10) vorgesehen ist und daß paarweise einander zugeordnete Eingreifzinken (5) einerseits eine Links- und andererseits eine Rechtsgewindebohrung für die Gewindespindel aufweisen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingreifzinken (5) zueinanderweisende, das zu bearbeitende Borstenteilfeld in Eingriffslage seitlich begrenzende Innenseiten (6) sowie an ihren Eingreifenden vorzugsweise schneidenförmige, etwa parallel zu den Bor­ stenbündeln orientierte Eintrittskanten (8) und zur Beauf­ schlagung von seitlich auszulenkenden Borstenbündeln (3) sich an die Eintrittskanten anschließende, winklig zur Innenseite (6) verlaufende und sich gegebenenfalls parallel zu den Innenseiten (6) fortsetzende Druckflächen (9, 9a) aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verschiebebewegung und/oder die Seitenpositionierbewegung des oder der Druckelemente (4), mit den Gewindespindeln (10, 10a) verbundene, motorische Antriebe, vorzugsweise Servomotoren (11, 14) oder dergleichen vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Druckplatte (20, 20a) für die zu bearbeitenden Borstenbündel (3) eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen (21) und für die auszulenkenden Borsten oder Borstenbündel jeweils pfannen- oder rinnenförmige Vertiefungen (22) oder seitliche Ableitschrägen (23) aufweist.