DE29614118U1 - Vorrichtung zum Abrunden von Borstenenden bei Bürsten - Google Patents

Description

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Patentanwälte Manzingerweg 7

EUROPEAN patent attorneys D-81241 München

14. August 1996

G.B. Boucherie N.V.
Stuivenbergstraat 104-106
8870 Izegem / Belgien

Unser Zeichen: B 3329 DE
HD/Ge

Vorrichtung zum Abrunden von Borstenenden bei Bürsten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abrunden von

Borstenenden bei Bürsten, deren Borsten aus einem thermoplastischen Material bestehen, insbesondere Zahnbürsten, mit einer relativ und quer zu den Borstenenden bewegten Bearbeitungsfläche, mit der die Borstenenden in Eingriff sind.

Bei der Bürstenherstellung werden die Borsten, nachdem sie im Bürstenkörper implantiert oder eingeformt wurden, an ihren freien Enden beschnitten, so daß sie in einer gemeinsamen Fläche liegen. Anschließend müssen die beschnittenen Borstenenden verrundet werden, um sie von Graten und scharfen Kanten zu befreien. Hohe Anforderungen an die Vemindungsqualität der Borsten werden bei Zahnbürsten sowie bei Haarbürsten gestellt, die mit empfindlicher Haut in Berührung kommen.

Herkömmliche Bürstenherstellungsmaschinen enthalten daher mehrere

Abrundungsstationen, die von den Bürsten nacheinander durchlaufen werden und in denen die Borstenenden mit Schleifwerkzeugen bearbeitet werden, die an den Borstenenden aus ständig wechselnden Richtungen angreifen, um sie von allen Seiten zu beschleifen. Für eine besonders

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hohe Verrundungsqualität, wie sie bei Zahnbürsten gewünscht wird, werden die Borstenenden abschließend poliert. Für eine solche Endbearbeitung der Bürsten können fünf bis zehn Bearbeitungsschritte erforderlich sein, die daher einen wesentlichen Anteil am Gesamtaufwand für die Bürstenherstellung haben. Störend ist auch der hohe Anfall von Schleifstaub bei der Endbearbeitung der Bürsten.

Problematisch wird das Abrunden der Borstenenden bei solchen Bürsten, deren Borsten profiliert sind, so daß die Borstenenden nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die kürzeren Borsten sind für die Schleifwerkzeuge schwer zugänglich. Um auch sie zu bearbeiten, müssen die längeren Borsten vorübergehend mittels Niederhaltern oder dergleichen umgelenkt werden. Vorrichtungen, mit denen profilierte Zahnbürsten bearbeitet werden können, sind beispielsweise in der DE 4 425 231 Al oder DE 4 138 777 Al beschrieben. Diese Vorrichtungen sind insgesamt besonders aufwendig.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zum Abrunden von Borstenenden bei Bürsten geschaffen, die mit geringem Aufwand ein Abrundungsergebnis von herausragender Qualität bei vermindertem Anfall von Schleifstaub gewährleistet.

Gemäß der Erfindung sind die Bearbeitungsfläche und die Borsten dergestalt aufeinander abgestimmt, daß die Borstenenden im wesentlichen durch Reibung in den angestrebten abgerundeten Zustand überführt werden. Im Gegensatz zu allen bekannten Abrundvorrichtungen beruht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Materialbearbeitung nicht auf einem abrasiven Effekt, sondern auf einem Reibungseffekt. Die Bearbeitungsfläche ist im Gegensatz zu der einer Schleifscheibe glatt und enthält höchstens sehr feine Schleifpartikel, wie sie bei Polierscheiben oder -bändern verwendet werden. Durch die Reibungswärme werden die Borstenenden erhitzt und gelangen in einen erweichten Zustand. Überraschenderweise werden nun aber die so bearbeiteten Borstenenden keineswegs verunstaltet oder beschädigt, sondern nehmen eine nahezu perfekt abgerundete Form an. Die Beschaffenheit der Bearbeitungsfläche ist unkritisch. Mit verschiedensten Materialpaarungen wurden gute Ergebnisse erreicht. Die Relativgeschwindigkeit zwischen den Borstenenden und der Bearbeitungsfläche muß jedoch ver-

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gleichsweise groß sein, um die für den Effekt erforderliche Reibung zu erzeugen. Sie liegt wesentlich höher als bei den herkömmlichen Schleifwerkzeugen. Günstig ist auch eine thermische Abkopplung der Bearbeitungsfläche von ihrem Träger, damit die bei Berührung mit den Borstenenden lokal entstehende Wärme nicht in den Träger der Bearbeitungsfläche abgeführt wird. Für eine solche thermische Entkopplung reicht es aber schon aus, wenn auf einer Scheibe, einer Trommel oder dergleichen, die aus Metall bestehen kann, eine Schicht von geringer Wärmeleitfähigkeit und geringer Wärmekapazität aufgebracht wird, beispielsweise eine Schicht aus einem Kunststoffmaterial.

Eine besonders hohe Verrundungsqualität wird erzielt, wenn die folgenden Parameter aufeinander abgestimmt werden:

- Die Beschaffenheit der Bearbeitungsfläche,

- die Relativgeschwindigkeit zwischen Bearbeitungsfläche und Borstenenden,

- das Material und die Beschaffenheit der Borsten,

- die Dauer des Eingriffs der Borstenenden mit der Bearbeitungsfläche und schließlich

- die Intensität dieses Eingriffs der Borstenenden mit der Bearbeitungsfläche.

Hervorzuheben ist dabei, daß die Parameter keineswegs kritisch sind, sondern innerhalb relativ großer Bereiche variiert werden können. Es muß lediglich darauf geachtet werden, daß ausreichend, aber auch nicht zuviel Reibungswärme erzeugt wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung durchlaufen die Bürsten mehrere aufeinanderfolgende Stationen, in denen die Intensität und/oder die Dauer des Eingriffs zwischen der Bearbeitungsfläche und den Borstenenden von Station zu Station abnimmt.

Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Bearbeitungswerkzeuge sind prinzipiell in gleicher Weise gestaltet wie die bei bekannten Vorrichtungen und unterscheiden sich von diesen im wesentlichen durch die Beschaffenheit der Bearbeitungsfläche sowie ihre Relativgeschwindigkeit zu den Borstenenden. Es kann also auf bewährte

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Konstruktionen zurückgegriffen werden, beispielsweise rotierende Bearbeitungstrommeln, die zugleich mit der Rotation um ihre Achse eine Dreh- oder Umlaufbewegung bezüglich einer zur Rotationsachse senkrechten Achse ausführen, oder Taumelscheiben.

Die Bearbeitungsflächen unterliegen einem gewissen Verschleiß, so daß sie von Zeit zu Zeit neu belegt werden müssen. Es wurde gefunden, daß ein neuer Belag optimale Eigenschaften erst aufweist, nachdem seine Oberfläche eine dünne Beschichtung mit dem Material der Borsten angenommen hat. Die genauen Verhältnisse konnten zwar nicht untersucht werden, jedoch ist es offenbar günstig, wenn die beteiligten Reibungspartner von ähnlicher, wenn nicht identischer Beschaffenheit sind. Wenn die Vorrichtung mehrere Stationen aufweist, in denen die Intensität des Eingriffs zwischen der Bearbeitungsfläche und den Borstenenden von Station zu Station abnimmt, ist es zweckmäßig, eine verschlissene Bearbeitungsfläche der ersten Station durch die der letzten Station zu ersetzen, da diese nach einiger Betriebszeit eine Beschichtung mit dem Material der Borsten angenommen hat.

Weiter Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Bürstenherstellungsmaschine mit mehreren als aufeinanderfolgende Stationen ausgebildeten Vorrichtungen zum Abrunden der Borstenenden; und

Fig. 2 eine Detailansicht einer der Vorrichtungen.

Zum Verrunden der Enden beschnittener Borsten aus thermoplastischem Material, insbesondere synthetischem thermoplastischem Material, wie für Zahnbürsten oder Haarbürsten, werden diese Borstenenden in einem oder in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten durch Reibung erwärmt, indem eine Relativbewegung zwischen einer Bearbeitungsfläche und den Borstenenden herbeigeführt wird. Diese Relativbewegung erfolgt mit einer im Vergleich zu abrasiver Bearbeitung hohen Geschwindigkeit, die so eingestellt ist, daß das Material der Borstenenden erweicht. Je nach Materialbeschaffenheit der Borsten kann die Erweichung ihres

Materials bis nahe an seinen Schmelzpunkt erfolgen. Zu beachten ist, daß unterhalb einer bestimmten Relativgeschwindigkeit, die aber von Material zu Material verschieden sein kann, keinerlei Abrundungseffekt zu beobachten ist, auch dann nicht, wenn die Borstenenden längere Zeit mit der Bearbeitungsfläche in Eingriff bleiben. Erst oberhalb einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit, die empirisch herausgefunden werden kann, setzt der angestrebte Verrundungseffekt ein. Es wird vermutet, daß dieser Effekt auf einer plastischen Verformung des Borstenmaterials beruht. Wird eine zu hohe Relativgeschwindigkeit zwischen Bearbeitungsfläche und Borstenenden gewählt, können sich pilzförmige Verdickungen an den Borstenenden bilden, oder die Borstenenden verschmelzen miteinander. Auch der obere Grenzwert der Relativgeschwindigkeit kann empirisch ermittelt werden.

Die Bearbeitungsfläche kann - muß aber nicht - auch abrasive Eigenschaften haben, beispielsweise durch in sie eingelagerte Schleifpartikel, jedoch sollten diese eine mittlere Größe von etwa 40 /xm nicht überschreiten, damit der Reibungseffekt gegenüber dem abrasiven Effekt überwiegt. Bei einer solchen Größe der Schleifpartikel spricht man von polierenden Substanzen.

Bei bevorzugten Ausführungsformen hat die Relativbewegung zwischen der Bearbeitungsfläche und den Borstenenden eine stetig wechselnde Richtung, beispielsweise wie in einer Bearbeitungsvorrichtung, die in der belgischen Patentanmeldung Nr. 94 00 745 vom 17. August 1994 beschrieben ist. Alternativ folgen alle Punkte auf der Bearbeitungsfläche gleichen Kreisbahnen, wie in der belgischen Patentanmeldung Nr. 95 00 402 vom 4. Mai 1995 beschrieben.

Wenn die Borstenenden durch Reibung auf der Bearbeitungsfläche ausreichend erwärmt werden, also überwiegend durch einen Reibungseffekt, werden sie in einer überraschend perfekten Weise mit einer mikroskopisch glatten Oberfläche verrundet. Nahezu alle Borstenenden einer Bürste erfahren eine derart vollkommene Verrundung; selbst bei profilierten Bürsten, deren Borsten unterschiedliche Längen haben, beispielsweise bei einem Wellen-Profil, werden mehr als 95 % der Borstenenden einwandfrei verrundet.

Grundsätzlich kann die Relativbewegung zwischen den Borstenenden und der Bearbeitungsfläche durch Bewegen der Bürsten oder auch durch Bewegen des Bearbeitungswerkzeugs, oder beider, verursacht werden; bevorzugt werden aber Ausführungen, bei denen die Bürste festgehalten und das Bearbeitungswerkzeug, an dem die Bearbeitungsfläche gebildet ist, bewegt wird.

Das Bearbeitungswerkzeug, welches die mit guten Reibungseigenschaften versehene Bearbeitungsfläche aufweist, kann eine rotierende Scheibe sein, die zusätzlich eine Taumelbewegung ausführen kann, eine rotierende Trommel, die zusätzlich um eine zu ihrer Rotationsachse senkrechte Achse rotieren oder umlaufen kann, eine Schwingplatte oder ein Endlosriemen, wie z.B. in der belgischen Patentschrift Nr. 1007 111 beschrieben. Bei Verwendung einer rotierenden Trommel kann deren Oberfläche zylindrisch, gewölbt, profiliert oder gerillt sein.

Die Ausrichtung der Borsten während der Bearbeitung ist beliebig. Die Borstenenden können senkrecht nach oben ragen, nach unten oder auch zur Seite.

Damit der angestrebte Verrundungseffekt auftritt, ist die Beschaffenheit der Bearbeitungsfläche von Bedeutung. Sie muß gegenüber dem Material der Borsten in hinreichendem Maße Reibung erzeugen, damit die Borstenenden durch Reibung erwärmt werden, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen der Bearbeitungsfläche und den Borstenenden groß genug ist. Günstig ist ferner, wenn der Reibungskontakt zwischen den Borstenenden und der Bearbeitungsfläche aus wechselnden Richtungen und an wechselnden Stellen erfolgt.

Die Beschaffenheit der Bearbeitungsfläche ist jedoch nicht kritisch. Mit verschiedenen Kunststoffmaterialien wurden gute Ergebnisse erzielt. Für eine hohe Standfestigkeit der Bearbeitungsfläche erweist es sich jedoch als günstig, ein Beschichtungsmaterial zu verwenden, wie es üblicherweise zu Polierzwecken eingesetzt wird. Zum Polieren von Marmor oder Naturstein sind Beschichtungen bekannt, die auch für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Es handelt sich um ein Material, bei dem ein textiles Trägergewebe mit Harz getränkt ist und auf einer Seite Noppen trägt, in die Schleifpartikel (Diamantpulver)

eingelagert sind. Diese Schleifpartikel sollen jedoch sehr fein sein und eine mittlere Größe von etwa 40 &mgr;&tgr;&eegr; nicht überschreiten. Dieses Material erweist sich gegenüber üblichem thermoplastischen Material, aus dem Borstenfasern gebildet werden, als sehr geeignet, weil es die gewünschten Reibungseigenschaften bei zugleich hoher Standfestigkeit aufweist und überdies durch seine Trägerschicht von seinem angetriebenen Trägerkörper ausreichend thermisch entkoppelt ist, so daß die durch Reibung erzeugte Wärme von den Borstenenden nicht in den angetriebenen Träger der Bearbeitungsfläche übergeht.

Systematische Versuche haben ergeben, daß für die Bearbeitungsfläche eine Vielzahl von Werkstoffen geeignet ist. Sogar mit versuchsweise auf einer Trommel aufgezogenen, herkömmlichen Klebebändern oder Klebefolien wurden gute Ergebnisse erzielt. Wegen der hohen Standfestigkeit werden aber Beläge bevorzugt, wie sie sonst für Polierzwecke verwendet werden.

Falls eine Bearbeitungsfläche verwendet wird, durch die hindurch ein Teil der durch Reibung erzeugten Wärme von den Borstenenden auf den Träger der Bearbeitungsfläche übergeht, können die Wärmeverluste durch zusätzliche Zufuhr von Wärme von außen kompensiert werden. Beispielsweise wird der Träger der Bearbeitungsfläche erwärmt. Wärmeverluste an der Bearbeitungsfläche können auch durch ausreichend hohe Relativgeschwindigkeit zwischen dieser und den Borstenenden kompensiert werden.

Die Bearbeitungsfläche kann durch eine Beschichtung eines angetriebenen Trägers oder auch durch ein massives Teil gebildet sein.

Die Bearbeitung erfolgt vorzugsweise in mehreren Stufen, in denen die Kontaktintensität der Borstenenden mit der Bearbeitungsfläche von, Stufe zu Stufe abnimmt. In der ersten Stufe dringt die Bearbeitungsfläche bis auf etwa die halbe Höhe der Borsten vor. In dieser Stufe können sich an den Borstenenden Grate bilden, die aber in den darauffolgenden Stufen beseitigt werden. Dabei erweist es sich als günstig, wenn die Bearbeitungsfläche mit Stufen oder Noppen versehen ist. Es wird vermutet, daß diese Stufen oder Noppen dazu beitragen, daß die an den Borstenenden in der ersten Bearbeitungsstufe entstandenen Grate beseitigt werden. In der letzten Bearbeitungsstufe wird die Bearbei-

tungsfläche nur bis an die freien Enden der Borsten herangeführt und tritt mit ihnen nur schwach in Kontakt.

Wenn das Verrunden der Borstenden in mehreren Stufen erfolgt, kann es zweckmäßig sein, die Borsten nach jeder Bearbeitung und vor der darauffolgenden zunächst abzukühlen.

Eine besondere Eigenschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß weniger Staub durch Abrieb des Borstenmaterials anfällt. Der Staubanfall ist praktisch auf diejenigen Bearbeitungsphasen reduziert, bei denen das Material der Borsten noch nicht oder nicht ausreichend erwärmt ist, damit eine plastische Verformung stattfindet.

Die in Fig. 1 gezeigte Bearbeitungsmaschine 1 für die Endbearbeitung von Zahnbürsten ist mit einer Reihe von Haltern 2 für Bürstenkörper 3 ausgestattet, in denen Borsten 4 verankert sind. Jeder Halter 2 hält bei der gezeigten Ausführungsform einen Bürstenkörper 3; bei anderen Ausführungsformen kann jeder Halter zwei oder mehr Bürstenkörper halten.

Die Halter 2 sind an einen am Maschinengestell 5 gelagerten endlosen Transportband 6 angeschlossen. Am Maschinengestell 5 sind ferner eine Schneidstation 7 zum Bechneiden der Borsten 4 sowie eine Gruppe 8 von Verrundungseinheiten angeordnet. Die Schneidstation 7 ist ebenso wie die Gruppe 8 von Vemindungsstationen neben dem unteren Trum des Transportriemens 6 angeordnet.

Die Schneidstation 7 zum Beschneiden der Borsten 4 enthält mehrere Schneideinheiten. 9 bekannter Art. Diese Schneideinheiten 9 sind mit Steuerelementen 10 versehen, die dafür Sorge tragen, daß die Schnittebene 11 jeder Schneideinheit auf die richtige Höhe eingestellt werden kann. Mittels dieser Steuerelemente 10 kann die Länge eingestellt werden, auf die die Borsten 4 zugeschnitten werden.
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Je nach der Beschaffenheit der Messer in den Schneideinheiten 9 werden die Borsten entweder flach oder mit einem bestimmten Profil beschnitten. Mittels zusätzlicher Vorrichtungen, wie sie beispielsweise

in der EP O 078 569 Al beschrieben sind, können die Borsten auf zwei oder mehr verschiedene Längen geschnitten werden.

Die Gruppe 8 enthält mehrere Verrundungseinheiten 12 mit jeweils einem Bearbeitungselement 13, dessen Bearbeitungsfläche 14 gegenüber dem Material der Borstenenden eine Reibfläche darstellt. Durch eine Zustelleinrichtung 15 wird die Bearbeitungsfläche 14 mit den Enden der Borsten 4 in Berührung gebracht. Mittels einer Antriebsvorrichtung 16 wird eine Relativbewegung zwischen der Bearbeitungsfläche 14 und den mit dieser in Reibeingriff stehenden Borstenenden erzeugt.

Bei der gezeigten Ausführungsform besteht das Bearbeitungselement 13 aus einer zylindrischen Trommel 17, deren Umfangsfläche die Bearbeitungsfläche 14 bildet und deren axiale Breite ungefähr der Ausdehnung der mit Borsten 4 bestückten Fläche einer Zahnbürste entspricht.

Die Trommel 17 ist mittels einer Welle 18 drehbar gelagert. Die

Welle 18 wird ihrerseits in einer Stütze 19 gehalten, die um eine Welle 20 in einem Gehäuse 21 drehbar ist. Diese Welle 20 erstreckt sich zumindest annähernd parallel zu den Borsten 14 und ist auf die Mitte der Bearbeitungsfläche 14 auf der Trommel 17 zugerichtet.

Das Gehäuse 21 jeder Verrundungseinheit 12 ist mittels eines Trägers 22, der in Längsrichtung der Borsten 4 verstellbar ist, an einem Schlitten 23 angeschlossen. An jedem Träger 22 sind mehrere derartige Gehäuse 21 angeschlossen, wobei jedes Gehäuse 21 individuell mittels eines Steuerelements 24 in der Höhe, d.h. in Längsrichtung der Borsten 4, eingestellt werden kann. Mehrere derartige Träger 22 können miteinander gekoppelt sein.

Der Schlitten 23 ist verschiebbar auf einer Führung 25 angeordnet, die am Maschinengestell 5 befestigt ist, so daß der Schlitten 23 parallel zur Längsrichtung desjenigen Teils der Bürstenkörper 3 verschoben werden kann, der mit den Borsten 4 bestückt ist.

Die Träger 22 können relativ zu dem Schlitten 23 und in Längsrichtung der Borsten 4 mittels eines Kurvenfolger-Getriebes 26 verstellt werden, das aus einer am Maschinengestell 5 festen Kurvenfläche

29 und einer Welle 27 besteht, die in Längsrichtung der Borsten 4 verschiebbar am Schlitten 23 gelagert ist und über einen Kurvenfolger 28 auf der Kurvenfläche 29 abgestützt ist. Wenn eine Gruppe von Trägern 22 vorhanden ist, wie in Fig. 1 dargestellt, sind mehrere Kurvenfolger-Getriebe 26 vorhanden, deren Kurvenflächen 29 gleich ausgebildet sind.

Zwischen dem Schlitten 23 und dem Maschinengestell 5 ist ein Kurbeltrieb 30 angeordnet, dessen Kurbelwelle durch einen Elektromotor 31 angetrieben wird. Der Elektromotor 31 ist am Maschinengestell 5 befestigt.

Am Schlitten 23 sind zwei Elektromotoren 32, 33 befestigt. Die Antriebswelle des Elektromotors 32 ist über einen Riemen 34 mit der Welle 20 und die Antriebswelle des Elektromotors 33 über einen Riemen 35 mit der Welle 18 der Trommel 17 gekoppelt. Die Übertragungssysteme sind derart ausgelegt, daß die Trommel 17 in benachbarten Verrundungseinheiten 12 mit entgegengesetztem Drehsinn angetrieben werden.

Durch das Transportband 6 werden die Bürstenkörper 3, die bereits mit Borsten 4 bestückt sind, nacheinander zu den Schneideinheiten 9 bewegt, wo die Borsten 4 mit Schneidmessern in Berührung gebracht und in mehreren Schritten beschnitten werden. Anschließend werden die Bürstenkörper 3 mit den so beschnittenen Borsten zu den Verrundungseinheiten 12 transportiert, wo die Borstenenden in mehreren Schritten verrundet werden.

In jeder Verrundungsstation 12 wird die Trommel 17 mit ihrer Bearbeitungsfläche 14 zum einen um ihre Achse 18 in Drehung versetzt und zum anderen um die dazu senkrechte Achse 20 gedreht. Durch die Kombination dieser beiden Drehbewegungen werden die Borstenenden auf der Bearbeitungsfläche 14 aus ständig wechselnden Richtungen in Reibungseingriff mit der Bearbeitungsfläche 14 gebracht. Durch diesen Reibungseingriff werden die Borsten in der eingangs näher beschriebenen Weise erwärmt und in einen Zustand überführt, in dem sie plastisch verformt und dadurch verrundet werden. Gleichzeitig wird jede Trommel 17 mit der Bearbeitungsfläche 14 auch in Längsrichtung des mit Borsten bestückten Teils der Bürstenkörper 3 bewegt, indem der Schlitten 23 durch den Kurbeltrieb 30 mittels des Elektromotors 31 hin und her

bewegt wird.

Bei der Hin- und Herbewegung des Schlittens 23 gleitet der Kurvenfolger 28 über die Kurvenfläche 29, wodurch der Träger 22 und folglich auch die Trommel 17 mit ihrer Bearbeitungsfläche 14 eine alternierende Hubbewegung in Richtung gegen die Enden der Borsten 4 ausführt. Durch diese alternierende Hubbewegung werden verschieden lange Borsten 4 in einem einzigen Bearbeitungsvorgang nacheinander wechselweise bearbeitet. Im Gegensatz zu bekannten Verrundungsvorrichhingen müssen also bei profilierten Bürsten die kürzeren Borsten nicht gesondert bearbeitet werden, nachdem die längeren Borsten durch Niederhalter oder dergleichen vorübergehend umgelegt wurden.

Bei nichtprofilierten Bürsten, deren Borstenenden in einer gemeinsamen Ebene liegen, oder profilierten Bürsten geringer Profiltiefe, können der Kurbelantrieb und das Kurvenflächen-Getriebe 26 entfallen.

Die Drehgeschwindigkeit der Elektromotoren 31, 32, 33 wird jeweils gesondert gesteuert, beispielsweise mittels einer Frequenzumrichtersteuerung.

Für den Verrundungseffekt sind die Beschaffenheit der Bearbeitungsfläche 14 und die Relativgeschwindigkeit ihrer Bewegung zu den Borstenenden von entscheidender Bedeutung. Die erforderliche Relativgeschwindigkeit liegt in einem Bereich von 10 bis 30 m/Sek., vorzugsweise 16 bis 22 m/Sek., und ist damit wesentlich höher als bei schleifender Bearbeitung üblich. Es wird vermutet, daß erst bei diesen hohen Relativgeschwindigkeiten die Borstenenden ausreichend erwärmt werden, um durch plastische Verformung ihren verrundeten Zustand anzunehmen.

Die Bearbeitungsfläche 14 muß gegenüber dem Material der Borsten reibungsfördernd sein. Sie kann zusätzlich abrasive Eigenschaften haben, jedoch mit einem hohen Feinheitsgrad, wie er für Polierzwecke geeignet ist. Wenn in die Bearbeitungsfläche Schleifpartikel eingelassen sind, so sollten diese eine mittlere Größe von etwa 40 &mgr;&idiagr;&eegr; nicht überschreiten. Vorzugsweise wird am Umfang der Trommeln 17 eine handelsübliche Folie aufgebracht, wie sie auch zum Polieren von Marmor und Naturstein verwendet wird. Diese Polierfolien haben an ihrer Oberfläche eine Vielzahl von Noppen, in deren Masse feinste Schleifpartikel

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eingebettet sind. Besonders geeignet sind Polierfolien, deren Schleifpartikel im Mittel nur etwa 10 &mgr;&pgr;&igr; groß sind. Eine solche Folie zeigt das gewünschte Reibungsverhalten gegenüber den gängigen thermoplastischen Kunststoffen, die für die Herstellung von Bürstenborsten verwendet werden. Sie hat auch die gewünschten thermischen Eigenschaften, da sie die beim Reibungskontakt mit den Borstenenden entstehende Wärme nicht von diesen auf den Körper der Trommel 17 überleitet. Der geringe abrasive Effekt trägt zu einer mikroskopisch glatten Oberfläche der perfekt verrundeten Borstenenden bei.
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Die Beschaffenheit der Bearbeitungsfläche 14 ist jedoch nicht kritisch, sofern sie die gewünschten Reibungseigenschaften aufweist und mit der erforderlichen Relativgeschwindigkeit zu den Borstenenden angetrieben wird.
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Die Bearbeitung der Borstenenden erfolgt in den verschiedenen Verrundungsstationen 12 mit abnehmender Intensität, so daß nach der letzten Bearbeitungsstufe die verrundeten Borstenenden eine mikroskopisch glatte Oberfläche aufweisen.
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Die Anwendung der Erfindung setzt nicht voraus, daß die

Borstenenden flach abgetrennt sind. Sie können auch vorbehandelt sein, z.B. in einer Vorstufe, bei der sie in herkömmlicher Weise geschliffen werden. Andererseits ist eine solche Vorbehandlung für die gute Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Voraussetzung.

Claims (1)

1. PRINZ & PARTNER L. &Ggr;: X- M1":

   PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

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   Stuivenbergstraat 104-106
   8870 Izegem / Belgien

   Unser Zeichen: B 3329 DE
   HD/Ge

   14. August 1996

   Schutzansprüche
   15

   1. Vorrichtung zum Abrunden von Borstenenden bei Bürsten, deren Borsten aus einem thermoplastischen Material bestehen, insbesondere Zahnbürsten, mit einer relativ und quer zu den Borstenenden bewegten Bearbeitungsfläche, mit der die Borstenenden in Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) und die Borsten (4) dergestalt aufeinander abgestimmt sind, daß die Borstenenden im wesentlichen durch Reibung in den angestrebten abgerundeten Zustand überführt werden.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Parameter:

   - Beschaffenheit der Bearbeitungsfläche (14),

   - Relativgeschwindigkeit zwischen Bearbeitungsfläche (14) und Borstenenden,

   - Material und Beschaffenheit der Borsten (4),

   - Dauer des Eingriffs der Borstenenden mit der Bearbeitungsfläche (14),

   - Intensität des Eingriffs der Borstenenden mit der Bearbeitungsfläche (14);

   • :

   -2-

   dergestalt aufeinander abgestimmt sind, daß die Borstenenden im wesentlichen durch Reibungswärme in den angestrebten abgerundeten Zustand überfuhrt werden.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere aufeinanderfolgende Stationen aufweist (12), in denen die Intensität und/oder Dauer des Eingriffs zwischen der Bearbeitungsfläche (14) und den Borstenenden von Station zu Station abnimmt.

   4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) und die Borstenenden relativ zueinander in sich fortwährend ändernder Richtung miteinander in Eingriff gehalten sind.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) durch die Mantelfläche einer um ihre Achse rotierenden Trommel (17) gebildet ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (17) zugleich eine Dreh- oder Umlaufbewegung um eine zu ihrer Achse quer orientierte Achse ausführt.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) durch die Stirnfläche einer um ihre Achse rotierenden Scheibe gebildet ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe zugleich eine Taumelbewegung um ihre Achse ausführt.

   9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) eine Beschichtung aus einem Material aufweist, das dem Material der Borsten ähnlich ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) eine Beschichtung aus einem Material aufweist, das mit dem Material der Borsten identisch ist.

   11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) von ihrem Trägerkörper (17) thermisch entkoppelt ist.

   12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) gegenüber dem Material der Borstenenden überwiegend reibungsfördernde Eigenschaften aufweist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) zusätzlich schwach abrasiv ausgebildet ist und eingelagerte Schleifpartikel einer mittleren Größe von höchstens etwa 40 &mgr;&pgr;&igr; enthält.

   14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) und die Borstenenden relativ zueinander mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 10 bis 30 m/Sek., vorzugsweise 16 bis 22 m/Sek., bewegt sind.

   15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsfläche (14) durch eine Polierfläche gebildet ist, die mit einer Relativgeschwindigkeit zu den Borstenenden bewegt wird, die ein Mehrfaches der bei schleifenden Bearbeitungsflächen üblichen Geschwindigkeit beträgt.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Polierfläche eine Vielzahl von Noppen aufweist.