DE19949904A1 - Verfahren zum Herstellen von Bürsten - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren dient zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, und zum Bearbeiten von deren Borstenfeldern, wobei unterschiedlich lange Borstenbündel gestopft werden. Nach dem Stopfen des Borstenfeldes (12) wird ein erstes Teilfeld (14) davon mit langen und kurzen Borstenbündeln seitlich ausgelenkt und die übrigen Borstenbündel des nicht ausgelenkten Teilfeldes werden während einer seitlichen Zuführbewegung zu einer Abschereinrichtung (1) zunächst zurückgehalten und dann die kürzeren Borstenbündel (3a) dieses Teilfeldes (14a) an der Abscherstelle nacheinander freigegeben und bearbeitet. DOLLAR A Die Relativbewegung wird gestoppt, wenn die kurzen Borstenbündel (3a) des zweiten Teilfeldes (14a) freigegeben sind. Anschließend wird das andere Teilfeld in gleicher Weise bearbeitet, während das oder die bereits bearbeiteten Teilfelder seitlich ausgelenkt sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten und zum Bearbeiten von deren Borstenfeldern, wobei unterschiedlich lange Borstenbündel gestopft und danach längere Borstenbündel seitlich ausgelenkt werden und wobei dann die kürzeren Borstenbündel abgeschert und an ihren Enden geschliffen werden.

Zum Herstellen von Bürsten, die Borstenfelder mit unterschiedlich langen Borstenbündeln aufweisen, ist es bekannt, zunächst alle Borstenbündel mit der gleichen Länge oder aber bereits mit unterschiedlich langen Borstenbündeln zu stopfen und dann mit Hilfe unterschiedlicher Wegdrückelemente die nach der Fertigbearbeitung längeren Borstenbündel seitlich auszulenken, so daß die anderen, nach der Fertigbearbeitung kürzeren Borstenbündel mit ihren Enden die Borstenfeld-Oberseite bilden.

Nach dem Abscheren und gegebenenfalls anschließenden Beschleifen werden die Wegdrückelemente entfernt und es werden dann die über die zuvor bearbeiteten, kürzeren Borstenbündel überstehenden, längeren Borstenbündel bearbeitet.

Als Wegdrückelemente werden Gabeln verwendet, die seitlich in das Borstenfeld zwischen Bündelreihen eingefahren werden. Bei parallel verlaufenden, zueinander beabstandeten Borstenreihen ist dies problemlos durchführbar. Bei Bündelreihen, die in Längsrichtung versetzte Borstenbündel aufweisen und/oder mit ihrer Außenkontur ineinander greifen, läßt sich eine Trennung der Borstenfeldbereiche durch seitliches Einfahren der Gabeln nicht vornehmen. Auch bei gekrümmt verlaufenden Borstenbündelreihen kann dieses Verfahren nicht angewendet werden.

Aus der EP 0 639 340 ist es bekannt, seitlich bewegliche, kurvengesteuerte Gabeln zu verwenden, die beim Einfahren in das Borstenfeld an den Verlauf der Borstenbündel-Reihen lageangepaßt werden können. Damit können zwar schräg oder abweichend von einer geraden Linie verlaufende Borstenbündelreihen seitlich ausgelenkt werden, jedoch ist ein vergleichsweise hoher Aufwand durch die Kurvensteuerung der Gabeln vorhanden. Da Bürstenherstellungsmaschinen in der Regel eine Vielzahl von Bürstenspanneinrichtungen aufweisen, bei denen dann jeweils eine dieser Kurvensteuerungen erforderlich ist, wirkt sich der hohe Aufwand besonders nachteilig aus. Nachteilig ist auch, daß die Kurvensteuerungen durch die sehr schnelle Einführbewegung der Gabeln vergleichsweise schnell verschleißen. Für Rundbürsten oder solche mit stark gekrümmt verlaufenden Borstenbündelreihen, wobei außenseitig oder außenrandseitig längere Borstenbündel vorgesehen sind, oder aber bei Bürsten mit seitlich ineinander greifenden Borstenbündelreihen führen auch kurven­ gesteuerte Gabeln nicht zum Ziel.

In diesem Fall ist man gezwungen, zwei Arbeitsgänge vorzusehen, wobei im ersten Arbeitsgang zuerst die kurzen Borstenbündel gestopft und dann abgeschert und an den Enden durch Schleifen gerundet werden. Im zweiten Arbeitsgang werden diese Bürsten wieder der Stopfmaschine zugeführt, wo die längeren Borstenbündel gestopft werden.

Anschließend werden auch diese längeren Borstenbündel abgeschert und geschliffen. Insgesamt ist dieses Verfahren mit zwei Be­ arbeitungsdurchläufen aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten zu schaffen, mit dem auch Rundbürsten mit innenliegenden, kürzeren Borstenbündeln oder Bürsten mit stark gekrümmt verlaufenden Außenreihen mit längerer Borstenbündeln in einem Arbeitsdurchlauf gestopft und auf einfache Weise weiter­ bearbeitet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß nach dem Stopfen des Borstenfeldes wenigstens ein erstes Teilfeld davon zumindest mit längeren Borstenbündeln seitlich ausgelenkt wird, daß die übrigen Borstenbündel eines nicht ausgelenkten Teilfeldes während einer seitlichen Zuführbewegung zu einer Abschereinrichtung zunächst zurückgehalten und die kürzeren Borstenbündel dieses Teilfeldes an der Abscherstelle durch die Relativbewegung zwischen Bürste und Abschereinrichtung nacheinander freigegeben und bearbeitet werden und daß die Relativbewegung gestoppt wird, wenn die kurzen Borstenbündel des zweiten Teilfeldes freigegeben sind und daß anschließend das oder die anderen Teilfelder bearbeitet werden, während das oder die bereits bearbeiteten Teilfelder seitlich ausgelenkt sind.

In einem einzigen Stopfdurchgang kann hierbei das gesamte Borstenfeld mit langen und kurzen Borstenbündeln gestopft werden und anschließend werden außenseitige, längere Borstenbündel seitlich ausgelenkt, so daß von dieser Seite her kurze Borstenbündel freistehen und für eine Bearbeitung zugänglich sind.

Wird die Bürste in dieser Lage dann einem Abscheraggregat zugeführt, werden zunächst die langen und kurzen Borstenbündel des stehen­ gebliebenen, restlichen Borstenfeldes zum Beispiel durch das Gegenmesser des Abscheraggregates oder durch ein Rückhalteelement seitlich in Bewegungsrichtung des Abscheraggregates ausgelenkt und somit zunächst aus dem Bearbeitungsbereich der Fräsvorrichtung gehalten. Während der weiteren Zuführbewegung gelangen dann die kürzeren Borstenbündel nach und nach in den Arbeitsbereich des Fräsers, da sie über die Schnittkante des Gegenmessers oder die Kante eines Rückhalteelementes freifächern und in Strecklage auffedern. Die Relativbewegung zwischen Fräsvorrichtung und Bürste wird gestoppt, wenn alle kurzen Borstenbündel des ersten Teilfeldes bearbeitet sind.

Mit dem anderen Teilborstenfeld, das zunächst seitlich ausgelenkt wurde, wird dann in gleicher Weise verfahren, wobei die Zuführ­ bewegung der Fräsvorrichtung von der anderen, gegenüberliegenden Seite des Borstenfeldes erfolgt.

Mit diesem Verfahren können Bürsten unabhängig von dem jeweiligen Borstenfeldmuster bearbeitet werden. Somit ist insbesondere auch das Bearbeiten von Rundbürsten mit innenstehenden, kurzen Borstenbündeln problemlos und schnell möglich.

Zweckmäßigerweise wird nach dem Stopfen des gesamten Borstenfeldes das erste, höchstens die Hälfte, vorzugsweise etwas weniger als die Hälfte des gesamten Borstenfeldes umfassende Teilfeld seitlich ausgelenkt und dann das übrige Teilfeld an den kürzeren Bor­ stenbündeln bearbeitet. Damit ist sichergestellt, daß alle kürzeren, innenstehenden Borstenbündel bei der Bearbeitung erfaßt werden. Wird etwas weniger als die Hälfte des Gesamtborstenfeldes ausgelenkt, so ergibt sich im Mittelbereich eine Überlappungszone für die Bearbeitungen.

Vorzugsweise werden die längeren Borstenbündel in einer Überlänge von vorzugsweise etwa 0,5 mm bis 3 mm gegenüber der Fertiglänge gestopft. Zum einen wird dadurch erreicht, daß beim Bearbeiten jeweils eines Teilborstenfeldes mit kurzen und langen Borstenbündeln die langen Borstenbündel beim Abscheren der kurzen Borstenbündel sicher zurückgehalten werden und außerdem kann dadurch das Gesamtborstenfeld an den Enden durch Schleifen abgerundet werden, ohne daß die langen Borstenbündel beim Beschleifen der kurzen Borstenbündel weggedrückt werden müßten. Nach dem Beschleifen der kürzeren Borstenbündel mit näher an die Bürste zugestellter Schleifscheibe sind die längeren Borstenbündel vom ersten Schleifvorgang etwas spitzer geschliffen. Durch die Überlänge der längeren Borstenbündel können anschließend deren zunächst etwas spitz geschliffenen Enden gut verrundet und auf Sollmaßlänge geschliffen werden.

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 eines Abscheraggregates beim Bearbeiten eines Teil-Borstenfeldes einer Rundbürste,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines spiegelbildlich zu Fig. 1 angeordneten Abscheraggregates zur Bearbeitung des anderen Borstenfeld-Teilbereiches der Rundbürste,

Fig. 3 eine Aufsicht auf das Borstenfeld einer Rundbürste,

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Rundbürste,

Fig. 5 eine etwa mit Fig. 2 vergleichbare Ansicht eines Abscheraggregates beim Bearbeiten eines Teil-Borstenfeldes einer Zahnbürste,

Fig. 6 eine Aufsicht auf das Borstenfeld der in Fig. 5 be­ arbeiteten Zahnbürste, und

Fig. 7 eine Vorderseitenansicht der in Fig. 6 gezeigten Zahnbürste.

Ein in Fig. 1, 2 und 5 gezeigtes Abscheraggregat 1 dient im vorliegenden Fall zum Bearbeiten von Rundbürsten 11 (Fig. 3 und 4) sowie von länglichen Zahnbürsten 11a (Fig. 6 und 7). Den Bürsten ist gemeinsam, daß sie ein innenliegendes Teilborstenfeld 2 mit kürzeren Borstenbündeln 3a aufweisen, das von einem äußeren Teilborstenfeld 4 mit langen Borstenbündeln 3b umgrenzt ist. Das Abscheraggregat 1 weist eine Fräseinrichtung 5 mit einem rotierenden Fräser 6 und einem Gegenmesser 7 auf. Benachbart mit Abstand zu der durch die Schneidkanten 8 des Fräsers 6 und das Gegenmesser 7 gebildeten Schnittstelle 9 ist ein Rückhalteelement 10 angeordnet, das als Flachteil und vorzugsweise als Fächerblech ausgebildet ist.

Das gesamte Abscheraggregat 1 ist gemäß dem Pfeil Pf1 beziehungsweise Pf1a in den Fig. 1, 2 und 5 relativ zu der in einem hier nicht dargestellten Spannhalter gehaltenen Bürste - Rundbürste 11 (Fig. 1 bis 4); längliche Zahnbürste 11a (Fig. 5 bis 7) - entlang bewegbar. Während der Vorbeibewegung an dem Borstenfeld 12 der jeweiligen Bürste 11, 11a werden die Enden der Borstenbündel 3a bzw. 3b abgeschert.

Bei der Bearbeitung des Borstenfeldes 12 werden zunächst die kurzen Borstenbündel 3a bearbeitet und anschließend die längeren Borstenbündel 3b. Damit die längeren Borstenbündel 3b während der Bearbeitung der kurzen Borstenbündel 3a nicht im Weg sind, werden diese seitlich ausgelenkt. Dies erfolgt einerseits mit Hilfe einer seitlich in das Borstenfeld einfahrbaren, im Querschnitt etwa U- förmigen Gabel 13 (vgl. auch Fig. 3), mit der ein erstes Teilfeld 14 des Borstenfeldes seitlich ausgelenkt wird. Es werden dabei sowohl lange Borstenbündel 3b als auch kurze Borstenbündel 3a erfaßt. Wie gut in den Figuren erkennbar, umfaßt das Teilfeld 14 etwas weniger als die Hälfte des gesamten Borstenfeldes.

Die langen und kurzen Borstenbündel des anderen Teilfeldes 14a befinden sich zunächst in ihrer ursprünglichen Lage. Die Position der Rundbürste 11 relativ zu der Fräseinrichtung 5 ist so eingestellt, daß beim Entlangfahren der Fräseinrichtung 5 an der Rundbürste 11 die kurzen Borstenbündel 3a bearbeitet werden können. Gemäß dem Pfeil Pf1 in Fig. 1 wird das Abscheraggregat 1 zunächst von links nach rechts an der Bürste entlang geführt. Die Bor­ stenbündel 3a, 3b des Teilfeldes 14a treffen dabei zunächst auf das Rückhalteelement 10 auf und werden dabei gemeinsam in Transportrichtung des Abscheraggregates 1 seitlich ausgelenkt.

Das Rückhalteelement 10 endet mit etwas Abstand vor der Schnittstelle 9, so daß während der Vorschubbewegung des Abscheraggregates die kurzen Borstenbündel 3a über die dem Gegenmesser 7 zugewandte Kante 15 des Rückhalteelementes 10 abfächern und in den Schnittbereich bei der Schnittstelle 9 gelangen. Wegen der größeren Länge der Borstenbündel 3b bleiben diese während der Bearbeitung der kurzen Borstenbündel 3a auf der Oberseite des Rückhalteelementes 10 zurückgehalten. Sind alle kurzen Borstenbündel 3a des zu be­ arbeitenden Teilfeldes 14a über die Kante 15 gesprungen und abgeschert, wird die Vorschubbewegung des Abscheraggregates 1 gemäß dem Pfeil Pf1 gestoppt.

Nach dieser Bearbeitung sind die kurzen Borstenbündel 3a des Teilfeldes 14a auf Länge geschnitten, während alle langen Borstenbündel 3b unbearbeitet geblieben sind.

Mit dem in Fig. 2 gezeigten, spiegelbildlich angeordneten Abscheraggregat 1, das gemäß dem Pfeil Pf1a an der Rundbürste 11 entlang bewegbar ist, erfolgt dann in gleicher Weise das Bearbeiten des vorher durch die Gabel 13 seitlich ausgelenkten Teilfeldes. Durch das seitliche Auslenken eines Teilfeldes 14, das weniger als die Hälfte des gesamten Borstenfeldes umfaßt, ergibt sich ein mittlerer Überlappungsbereich bei der Bearbeitung, so daß in diesem Bereich befindliche, kurze Borstenbündel sowohl bei der ersten Bearbeitung gemäß Fig. 1 als auch bei der zweiten Bearbeitung gemäß Fig. 2 in Abscherposition gebracht werden. Dadurch ist sicher­ gestellt, daß tatsächlich das gesamte Teilborstenfeld 2 mit den kurzen Borstenbündeln 3a bearbeitet wird.

Nach diesem zweiten Bearbeitungsgang gemäß Fig. 2 wird die Gabel 13 entfernt, der Abstand zwischen Rundbürste 11 und Abscheraggregat 1 etwas vergrößert und auf das Abscheren der langen Borstenbündel 3b eingestellt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Rundbürste 11 mit auf Länge geschnittenen kurzen und langen Borstenbündeln 3a bzw. 3b. Gut ist hierbei erkennbar, daß die langen Borstenbündel 3b einen das innere Teilborstenfeld 2 mit den kurzen Borstenbündeln 3a umschließenden Kranz bilden. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren außer für diese Rundbürsten 11 auch für längliche Zahnbürsten 11a, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt. Auch hier ist erkennbar, daß ein im Innenbereich des Gesamtborstenfeldes liegendes Teilborstenfeld 2 mit kurzen Borstenbündeln 3a von einem einen umlaufenden Kranz bildenden äußeren Teilborstenfeld 4 mit langen Borstenbündeln 3b umgrenzt ist.

Beim Abscheren der kurzen und der langen Borstenbündel für diese Zahnbürste 11a wird diese, wie bereits anhand der Rundbürste 11 gemäß Fig. 1 und 2 beschrieben, jeweils von gegenüberliegenden Außenrändern des Borstenfeldes 12 zur Mittelebene M hin bearbeitet. Bei länglichen Bürsten erfolgt die Bearbeitung zweckmäßigerweise von den Längsseiten her, wobei die Mittelebene M in Längsrichtung verläuft.

Fig. 5 zeigt die Position der Zahnbürste 11a beim zweiten Bearbeitungsdurchgang entsprechend Fig. 2, wo ein bereits bearbeitetes Teilfeld 14 von einer Wegdrück-Gabel 13 seitlich ausgelenkt und aus dem Schnittbereich des Fräsers 6 gehalten wird. Von dem anderen Teilfeld 14a werden die langen Borstenbündel 3b von dem Rückhalteelement 10 zurückgehalten, während die kurzen Borstenbündel 3a bei einer Bewegung des Abscheraggregates 1 entsprechend dem Pfeil Pf1a über die Kante 15 des Rückhalteelementes 10 springen und in den Arbeitsbereich des Fräsers 6 bei der Schnittstelle 9 einfächern. Auch hier wird die Bewegung des Abscheraggregates gemäß dem Pfeil Pf1a dann gestoppt, wenn alle kurzen Borstenbündel 3a des Teilfeldes 14 bearbeitet sind.

Die Zurückhaltefunktion des Rückhalteelementes 10 kann auch das Gegenmesser 7 übernehmen. In diesem Fall erfolgen die Bewegungs­ abläufe in umgekehrter Richtung wie anhand der Fig. 1, 2 und 5 beschrieben. Die kurzen Borstenbündel springen in diesem Fall über die Vorderkante des Gegenmessers 7 in den Abscherbereich.

Außer für die vorbeschriebenen Zahnbürsten, die zum einen als Rundbürste 11 und zum anderen als längliche Zahnbürste 11a ausgebildet sind, wobei ein inneres Teilborstenfeld 2 durch einen umlaufenden, äußeren Kranz als äußeres Teilborstenfeld 4 mit längeren Borstenbündeln umgrenzt ist, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch für Bürsten, insbesondere Zahnbürsten mit Hoch-Tief- Elementen (Borstenbündeln) im Außenkranz, mit einem Profilschnitt im Innenbereich oder aber auch für Bürsten mit einem Profilschnitt im Außenbereich. Außerdem ist dieses Verfahren auch dort anwendbar, wo eine reihenweise Trennung durch seitlich eingreifende Wegdrück­ elemente nicht möglich ist, beispielsweise wenn die Reihen sehr dicht beieinander oder sogar mit ihrer Außenkontur durch Versatz der benachbarten Borstenbündel ineinandergreifend angeordnet sind oder wenn die Borstenbündel in bogenförmigen, gerundeten oder kreisförmigen Reihen angeordnet sind.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten und zum Bearbeiten von deren Borstenfeldern (12), wobei unterschiedlich lange Borstenbündel gestopft und danach längere Borstenbündel seitlich ausgelenkt werden und wobei dann die kürzeren Borstenbündel (3a) abgeschert und an ihren Enden geschliffen werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Stopfen des Borstenfeldes (12) wenigstens ein erstes Teilfeld (14) davon zumindest mit längeren Borstenbündeln (3b) seitlich ausgelenkt wird, daß die übrigen Borstenbündel eines nicht ausgelenkten Teilfeldes (14a) während einer seitlichen Zuführbewegung zu einer Abschereinrichtung (1) zunächst zurückgehalten und die kürzeren Borstenbündel (3a) dieses Teilfeldes(14a)an der Abscherstelle durch die Relativbewegung zwischen Bürste (11, 11a) und Abschereinrichtung (1) nachein­ ander freigegeben und bearbeitet werden und daß die Relativbe­ wegung gestoppt wird, wenn die kurzen Borstenbündel (3a) des zweiten Teilfeldes (14a) freigegeben sind und daß anschließend das oder die anderen Teilfelder bearbeitet werden, während das oder die bereits bearbeiteten Teilfelder seitlich ausgelenkt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Stopfen des gesamten Borstenfeldes (12) das erste, höchstens die Hälfte, vorzugsweise etwas weniger als die Hälfte des gesamten Borstenfeldes (12) umfassende Teilfeld (14) seitlich ausgelenkt und dann das übrige Teilfeld (14a) an den kürzeren Borstenbündeln (3a) bearbeitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bearbeitungsschritte jeweils von gegenüberliegenden Außenrändern des Borstenfeldes (12) zur Mittelebene (M) hin vorgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die längeren Borstenbündel (3b) in einer Überlänge von vorzugsweise etwa 0,5 mm bis 3 mm gegenüber der Fertiglänge gestopft werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während die kurzen Borstenbündel (3a) mit einem Fräser (6) auf Länge geschnitten werden, die jeweils nicht zu bearbeitenden Borstenbündel (3b) mit einem Gegenmesser (7) des Fräsers (6) oder mit einem plattenartigen Rückhalteelement (10) seitlich ausgelenkt werden und außerhalb des Bearbeitungs­ bereiches gehalten werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während der Bearbeitung des Borstenfeldes (12) die Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere der Fräser (6) mit Gegenmesser (7) an der ortsfesten Bürste entlanggeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach der Fertigbearbeitung der kürzeren Borstenbündel (3a), die längeren Borstenbündel (3b) gekürzt und anschließend alle Borstenbündel an ihren Enden geschliffen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Borstenbündel mit einem rotierenden Fräser (6) gekürzt und anschließend die Borstenenden mit einer im Abstand zum Bürstenkörper verstellbaren Schleifscheibe verrundet werden.