DE19734615A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines eine Mehrzahl von Borstenbüscheln aufweisenden Borstenträgers insbesondere einer Zahnbürste - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines eine Mehrzahl von Borstenbüscheln aufweisenden Borstenträgers insbesondere einer Zahnbürste, bei dem die Borstenbüschel in Löcher des Borstenträgers gestopft und dann befestigt werden.

Die Borstenbüschel weisen dabei eine Mehrzahl von durch Extrusion hergestellte Borsten auf, die beispielsweise bei Anwendung eines herkömmlichen Bestop­ fungsverfahrens von einem Greifer erfaßt und zusammen mit einem Anker in das Loch des Borstenträgers gestopft werden.

Sollen die Borsten eines Borstenbüschels unterschiedlich ausgestaltet sein, also beispielsweise unterschiedliche Durchmesser aufweisen oder aus unterschiedli­ chen Materialien bestehen oder unterschiedliche Querschnittsgeometrien auf­ weisen, so wird dies dadurch erreicht, daß die unterschiedlichen Borsten gleich­ zeitig extrudiert, gereckt und dann gemeinsam aufgespult werden.

Diese Herstellung unterschiedlicher Borsten ist sehr aufwendig und komplex. Ebenfalls müssen Kompromisse eingegangen werden, durch die die Qualität zumindest einer der Borsten gemindert wird. Des weiteren schwankt das Verhält­ nis der Anzahlen der unterschiedlichen Borsten meist sehr stark und ist während der Herstellung nicht veränderbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines eine Mehrzahl von Borstenbüscheln aufweisenden Borstenträgers zu schaffen, bei dem bzw. mit der die Borsten der Borstenbüschel in einfacher Weise unterschiedlich ausgestaltet werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Bestopfen erste Borsten und zweite Borsten gemischt und zu den Borstenbüscheln zusammenge­ faßt werden.

Es ist also nicht mehr erforderlich, die unterschiedlichen Borsten gleichzeitig zu extrudieren und gemeinsam aufzuspulen. Statt dessen können die unterschiedli­ chen Borsten erfindungsgemäß völlig unabhängig voneinander hergestellt wer­ den. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß bei der Herstellung der Borsten keiner­ lei Kompromisse oder dergleichen eingegangen werden müssen. Jede der unter­ schiedlichen Borsten kann somit in optimaler Weise hergestellt werden. Des weiteren wird durch die erfindungsgemäße Unabhängigkeit der Herstellung der Borsten auch das aufwendige und komplexe Verfahren zur gleichzeitigen Her­ stellung der unterschiedlichen Borsten vermieden.

Diese völlig unabhängig voneinander hergestellten unterschiedlichen Borsten werden erfindungsgemäß dann gemischt. Dies bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, daß das Mischungsverhältnis in einfacher Weise, aber trotzdem sehr genau eingestellt und aufrechterhalten werden kann. Des weiteren ist möglich, dieses Mischungsverhältnis schnell und einfach auch während der Herstellung zu verändern.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die ersten und zwei­ ten Borsten aus zwei Borstenkammern entnommen. Die unabhängig voneinander hergestellten unterschiedlichen Borsten werden also auf die vorgesehene Länge geschnitten und werden dann in den beiden Borstenkammern zwischengespei­ chert. Von dort werden die unterschiedlichen Borsten entnommen und dem weiteren Herstellungsverfahren zugeführt. Natürlich besteht auch die Möglich­ keit, mehr als zwei Borstenkammern einzusetzen, sofern mehrere unterschiedli­ che Borstentypen gestopft werden sollen. Dabei können die Borstenkammern parallel oder auch hintereinander geschaltet sein.

Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die ersten und zweiten Borsten mittels eines Greifers aus den beiden Borstenkammern entnom­ men. Von diesem Greifer werden dann die unterschiedlichen Borsten dem Be­ stopfungsschritt zugeführt. Der Greifer hat somit eine Doppelfunktion, was gleichbedeutend ist mit einer geringen Anzahl von Bauteilen, die für die Durch­ führung der Erfindung erforderlich sind.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Greifer zur Entnahme an den beiden Borstenkammern vorbeibewegt wird, wobei die Anzahl der Entnahme zumindest einer der beiden Borsten einstellbar ist. Insbesondere ist es möglich, daß der Greifer mit einer Blende versehen ist, die in Abhängigkeit von dem gewünschten Mischungsverhältnis einstellbar ist. Beim Vorbeibewegen des Greifers an den beiden Borstenkammern werden dann die jeweiligen Borsten entnommen und dem weiteren Bestopfungsschritt zugeführt. Je mehr eine der beiden Borsten­ kammern von der Blende abgedeckt wird, desto weniger Borsten können aus dieser Borstenkammer entnommen werden. Insgesamt stellt dies eine einfache und trotzdem sehr genaue Möglichkeit dar, das Mischungsverhältnis der unter­ schiedlichen Borsten in einem weiten Bereich einzustellen.

Bei einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die ersten und zweiten Borsten mittels einer Schwingscheibe aus den beiden Borstenkam­ mern entnommen. Die Schwingscheibe bewegt sich immer von der einen zu der anderen Borstenkammer und entnimmt dort Borsten. Dann werden diese Borsten von der Schwingscheibe in eine Mischkammer abgegeben, über die die Borsten einem Greifer für den Bestopfungsschritt zugeführt werden. Das Mischungs­ verhältnis der unterschiedlichen Borsten kann in diesem Fall durch die Öffnungen eingestellt werden, die in der Schwingscheibe für die Entnahme der unterschiedli­ chen Borsten vorgesehen sind. Es muß also für eine Änderung des Mischungs­ verhältnisses nur die Schwingscheibe ausgewechselt werden.

Bei einer dritten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die ersten und zweiten Borsten mittels zweier Drehscheiben aus den beiden Borstenkammern entnommen. Jede der rotierenden Drehscheiben bewegt sich an einer der beiden Borstenkammern vorbei und entnimmt dabei die jeweiligen Borsten. Beide Dreh­ scheiben geben danach die entnommenen Borsten in eine Mischkammer wieder ab, über die die Borsten einem Greifer für den Bestopfungsschritt zugeführt werden. Das Mischungsverhältnis kann in diesem Fall durch die Anzahl und/oder die Größe der Öffnungen in den beiden Drehscheiben für die Entnahme von Borsten und/oder durch die Drehzahl der beiden Drehscheiben in einfacher Weise eingestellt werden.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombina­ tion den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbei­ spiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 dargestellt, mit der unterschiedliche Borsten gemischt und zu Borstenbüscheln zusammengefaßt werden können, und mit der die Borstenbüschel dann in einem Loch eines Borstenträgers mittels des so­ genannten Bocherie-Bestopfungsverfahrens befestigt werden können.

Die Vorrichtung 1 weist zwei Borstenkammern 2, 3 auf, in denen unterschiedli­ che Borsten 4, 5 untergebracht sind. Die Borsten 4, 5 können sich beispiels­ weise in ihrem Durchmesser und/oder in ihrem Material und/oder in ihrer Quer­ schnittsgeometrie unterscheiden.

Den beiden Borstenkammern 2, 3 ist ein Greifer 6 zugeordnet, der an den beiden Borstenkammern 2, 3 vorbeibewegt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Greifer 6 über ein Gestänge 7 mit einer Antriebsscheibe 8 verbunden, die in eine Rotation versetzt werden kann. Der Greifer 6 ist an seinem den beiden Bor­ stenkammern 2, 3 zugewandten Außenrand 9 mit einer Öffnung 10 versehen, die zur Aufnahme von Borsten geeignet ist.

Wird der Greifer 6 mit der Öffnung 10 zu der Borstenkammer 3 bewegt, so werden in dieser Stellung die Borsten 5 aus der Borstenkammer 3 entnommen und in der Öffnung 10 aufgenommen. Die Öffnung 10 wird dabei jedoch nicht vollständig gefüllt. Durch eine entsprechende Rotation der Antriebsscheibe 8 wird danach der Greifer 6 mit seiner Öffnung zu der Borstenkammer 2 bewegt. In dieser Stellung werden dann die Borsten 4 aus der Borstenkammer 2 entnom­ men und in der Öffnung 10 aufgenommen. Nunmehr ist die Öffnung 10 voll­ ständig mit den Borsten 4 und den Borsten 5 gefüllt. Durch die aufeinanderfol­ gende Füllung der Öffnung 10 wird gleichzeitig ein Mischen der Borsten 4, 5 in der Öffnung 10 bewirkt.

Durch eine weitere Rotation der Antriebsscheibe 8 wird die Öffnung 10 des Greifers 6 mit den darin enthaltenen Borsten 4, 5 vor eine Stopfdüse 11 bewegt. In dieser Stellung wird eine Stopfnadel 12 in Richtung der Stopfdüse 11 bewegt, die zuerst einen von einem Ankerblechstreifen 13 abgeschnittenen Anker 14 erfaßt und dann diesen Anker 14 zusammen mit den Borsten 4, 5 in die Stopfdü­ se 11 hineindrückt bzw. stopft.

Im Bereich der Borstenkammer 2 ist eine Blende 15 vorgesehen, die bei der beschriebenen Bewegung des Greifers 6 derart geöffnet ist, daß die Borsten 4 ohne weiteres in die Öffnung 10 gelangen können. Bei der nachfolgenden Rück­ bewegung des Greifers 6, also bei der Bewegung der Öffnung 10 von der Stopf­ düse 11 zu der Borstenkammer 3, ist die Blende 15 hingegen derart geschlossen, daß die Borsten 4 nicht oder nur in einer bestimmten Anzahl in die Öffnung 10 gelangen können.

Diese beiden Stellungen der Blende 15 werden dadurch erreicht, daß die An­ triebsscheibe 8 über ihren Außendurchmesser 16 und ein Gestänge 17 mit der Blende 15 gekoppelt ist, wobei dieser Außendurchmesser 16 in Abhängigkeit von der Drehstellung der Antriebsscheibe 8 unterschiedlich groß ist. Der Außen­ durchmesser 16 steuert damit in der beschriebenen Weise, wann die Blende 15 geöffnet und geschlossen ist.

Zur Einstellung der Anzahl der Borsten 4, die bei der Rückbewegung des Greifers 6 in die Öffnung 10 gelangen können, ist die Blende 15 mit einer Schraube 18 versehen, mit der der Abstand der Blende 15 im geschlossenen Zustand von der Borstenkammer 2 eingestellbar ist. Je größer dieser Abstand eingestellt wird, desto mehr Borsten 4 können bei der Rückbewegung in die Öffnung 10 ge­ langen, so daß sich das Mischungsverhältnis der Borsten 4 bezüglich der Borsten 5 zugunsten der Borsten 4 verändert.

In der Fig. 2 ist eine Vorrichtung 19 dargestellt, die der Vorrichtung 1 der Fig. 1 ähnlich ist. Aus diesem Grund sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die Vorrichtung 19 der Fig. 2 weist eine Schwingscheibe 20 auf, die an ihrem Außenrand 21 mit zwei Öffnungen 22, 23 versehen ist, die zur Aufnahme von Borsten geeignet sind. Die Schwingscheibe 20 ist über ein Gestänge 24 mit einer Antriebsscheibe 25 gekoppelt und wird von dieser in eine Hin- und Herbewegung versetzt. Die Antriebsscheibe 25 kann mit der Antriebsscheibe 8 gekoppelt sein, muß aber nicht.

Der Schwingscheibe 20 sind die beiden Borstenkammern 2, 3 zugeordnet, in denen die Borsten 4, 5 untergebracht sind. Des weiteren ist der Schwingscheibe 20 eine Mischkammer 26 zugeordnet. Befindet sich die Schwingscheibe 20 mit ihrer Öffnung 22 gegenüber der Borstenkammer 2, so befindet sich die Öffnung 23 gegenüber der Mischkammer 26. Umgekehrt befindet sich die Öffnung 22 gegenüber der Mischkammer 26, wenn sich die Öffnung 23 gegenüber der Borstenkammer 3 befindet. Zwischen diesen beiden Stellungen wird die Schwingscheibe 20 von der Antriebsscheibe 25 hin- und herbewegt.

Der Außendurchmesser 27 der Antriebsscheibe 25 ist in Abhängigkeit von deren Drehstellung verschieden groß. Über den Außendurchmesser 27 und ein Gestän­ ge 28 ist ein Stoßbolzen 29 mit der Antriebsscheibe 25 gekoppelt. Dieser ist dazu geeignet, in den Öffnungen 22, 23 der Schwingscheibe 20 enthaltene Borsten 4, 5 aus den genannten Öffnungen 22, 23 herauszustoßen.

Befindet sich die Schwingscheibe 20 in einer Stellung, in der die Öffnung 22 der Borstenkammer 2 gegenübersteht, so wird die Borstenkammer 2 mit den Borsten 4 aufgefüllt. Aufgrund einer entsprechenden Rotation der Antriebsscheibe 25 wird die Schwingscheibe 20 in eine Stellung bewegt, in der nunmehr die Öff­ nung 22 der Mischkammer 26 gegenübersteht. In dieser Stellung wird der Stoßbolzen 29 betätigt, so daß dieser die Borsten 4 aus der Öffnung 22 heraus­ stößt und diese in die Mischkammer 26 abgibt. Gleichzeitig ist in dieser Stellung die Öffnung 23 gegenüber der Borstenkammer 3 angeordnet. Somit wird gleich­ zeitig die Borstenkammer 3 mit den Borsten 5 aufgefüllt wird. Durch eine ent­ sprechende Rotation der Antriebsscheibe 25 wird dann die Schwingscheibe 20 wieder in die zuvor beschriebene Stellung bewegt, in der nunmehr durch die Betätigung des Stoßbolzens 29 die Borsten 5 aus der Öffnung 23 herausgesto­ ßen und in die Mischkammer 26 abgegeben werden. Gleichzeitig werden, wie bereits beschrieben, die Borsten 4 in die Öffnung 22 aufgenommen.

In der Mischkammer 26 werden die Borsten 4, 5 gemischt und dem Greifer 6 zugeführt. Dabei ist ein Hebel 30 vorgesehen, der die Borsten 4, 5 in der Misch­ kammer 26 in Richtung zu dem Greifer 6 belastet und damit eine gleichmäßige Füllung der Mischkammer 26 bewirkt.

Wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben, ist der Greifer 6 an seinem Außenrand 9 mit der Öffnung 10 versehen, in der nunmehr die unter­ schiedlichen und gemischten Borsten 4, 5 aufgenommen werden. Der Greifer 6 bewegt sich dann mit den Borsten 4, 5 zu der Stopfdüse 11, wo die Borsten 4, 5 zusammen mit dem Anker 14 von der Stopfnadel 12 in die Stopfdüse 11 gestopft werden.

Zur Einstellung des Mischungsverhältnisses der beiden unterschiedlichen Borsten 4, 5 ist es möglich, die Öffnungen 22, 23 der Schwingscheibe 20 zu verändern. Die Öffnungen 22, 23 müssen dabei nicht kreisförmig sein, sondern können auch andersartig ausgestaltet sein. Eine derartige Einstellung des Verhältnisses der Anzahlen der beiden Borsten 4, 5 in der Mischkammer 26 kann somit durch einen entsprechenden Austausch der Schwingscheibe 20 erreicht werden. Des weiteren ist es möglich, durch einen asymmetrisch sich hin- und herbewegenden Antrieb der Schwingschweibe 20 eine Veränderung und damit eine Einstellung des Mischungsverhältnisses der beiden Borsten 4, 5 zu bewirken.

In der Fig. 3 ist eine Vorrichtung 31 dargestellt, die der Vorrichtung 1 der Fig. 1 bzw. der Vorrichtung 19 der Fig. 2 ähnlich ist. Aus diesem Grund sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Die Vorrichtung 31 der Fig. 3 weist zwei Drehscheiben 32, 33 auf, die an ihren Außenrändern 34, 35 mit jeweils einer Mehrzahl von Öffnungen 36, 37 versehen sind, die alle zur Aufnahme von Borsten geeignet sind. Des weiteren ist die Drehscheibe 32 der Borstenkammer 2 und die Drehscheibe 33 der Borstenkam­ mer 3 zugeordnet. Die beiden Drehscheiben 32, 33 sind derart nebeneinander angeordnet, daß sie beide auch der Mischkammer 26 zugeordnet sind. Schließ­ lich rotieren die beiden Drehscheiben 32, 33 in entgegengesetzter Richtung.

Bei der Rotation der beiden Drehscheiben 32, 33 nimmt die Drehscheibe 32 die Borsten 4 aus der Borstenkammer 2 in ihrer Öffnung 36 auf, während die Dreh­ scheibe 33 die Borsten 5 aus der Borstenkammer 3 in ihrer Öffnung 37 auf­ nimmt. Durch die weitere Rotation werden die Borsten 4, 5 in den Öffnungen 36, 37 zu der gemeinsamen Mischkammer 26 bewegt und dort mit Hilfe zweier Führungen 38, 39 aus den Öffnungen 36, 37 herausgedrückt und in die Misch­ kammer 26 abgegeben.

In der Mischkammer 26 werden die Borsten 4, 5 gemischt und dem Greifer 6 zugeführt. Dabei belastet der Hebel 30 die Borsten 4, 5 in Richtung des Greifers 6 und bewirkt damit eine gleichmäßige Füllung der Mischkammer 26.

Wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 und der Fig. 2 beschrieben, ist der Greifer 6 an seinem Außenrand 9 mit der Öffnung 10 versehen, in der nun­ mehr die unterschiedlichen und gemischten Borsten 4, 5 aufgenommen werden. Der Greifer 6 bewegt sich dann mit den Borsten 4, 5 zu der Stopfdüse 11, wo die Borsten 4, 5 zusammen mit dem Anker 14 von der Stopfnadel 12 in die Stopfdüse 11 gestopft werden.

Zur Einstellung des Mischungsverhältnisses der Borsten 4, 5 ist es möglich, die Größe und/oder die Anzahl der Öffnungen 36, 37 der beiden Drehscheiben 32, 33 zu verändern. Des weiteren kann über insbesondere unterschiedliche Dreh­ zahlen der beiden Drehscheiben 32, 33 ebenfalls das Verhältnis der Anzahlen der Borsten 4, 5 in der Mischkammer 26 verändert und damit eingestellt werden.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung eines eine Mehrzahl von Borstenbüscheln auf­ weisenden Borstenträgers insbesondere einer Zahnbürste, bei dem die Borstenbüschel in Löcher des Borstenträgers gestopft und dann befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Bestopfen erste Borsten (4) und zweite Borsten (5) gemischt und zu den Borstenbüscheln zusammen­ gefaßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Borsten (4, 5) aus zwei Borstenkammern (2, 3) entnommen wer­ den.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Borsten (4, 5) mittels eines Greifers (6) aus den beiden Borsten­ kammern (2, 3) entnommen werden (Fig. 1).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (6) zur Entnahme an den beiden Borstenkammern (2, 3) vorbeibewegt wird, wobei die Anzahl der Entnahme zumindest einer der beiden Borsten (4) einstellbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Borsten (4, 5) mittels einer Schwingscheibe (20) aus den beiden Borstenkammern (2, 3) entnommen werden (Fig. 2).

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Borsten (4, 5) mittels zweier Drehscheiben (32, 33) aus den beiden Borstenkammern (2, 3) entnommen werden (Fig. 3).

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die entnommenen ersten und zweiten Borsten (4, 5) einem Greifer (6) zu­ geführt werden.

8. Vorrichtung (1, 19, 31) zur Herstellung eines eine Mehrzahl von Borsten­ büscheln aufweisenden Borstenträgers insbesondere einer Zahnbürste, mit der die Borstenbüschel in Löcher des Borstenträgers gestopft und dann befestigt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zum Mischen von ersten Borsten (4) und zweiten Borsten (5) und zu deren Zusammenfassung zu Borstenbüscheln.

9. Vorrichtung (1, 19, 31) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Borstenkammern (2, 3) für die ersten und zweiten Borsten (4, 5) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Greifer (6) vorgesehen ist zur Entnahme der ersten und zweiten Borsten (4, 5) aus den beiden Borstenkammern (2, 3).

11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (6) mit einer Blende (15) versehen ist, mit der die Anzahl der Ent­ nahme zumindest einer der beiden Borsten (4) einstellbar ist.

12. Vorrichtung (19) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwingscheibe (20) vorgesehen ist zur Entnahme der ersten und zweiten Borsten (4, 5) aus den beiden Borstenkammern (2, 3).

13. Vorrichtung (31) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Drehscheiben (32, 33) vorgesehen sind zur Entnahme der ersten und zweiten Borsten (4, 5) aus den beiden Borstenkammern (2, 3).

14. Vorrichtung (19, 31) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischkammer (26) vorgesehen ist zur Zuführung der entnomme­ nen ersten und zweiten Borsten (4, 5) zu einem Greifer (2, 3).