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Verfahren zum Bearbeiten von Borstenfeldern sowie Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von Borstenfeldern
von Bürsten, deren Borstenfelder unterschiedlich lange Borstenbündel aufweisen,
wobei zur Bearbeitung der kürzeren Borstenbündel die längeren Borstenbündel ausgelenkt
werden.
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Bei Bürsten mit unterschiedlichen Borstenbündeln, z.B. mit seitlichen
Längsreihen von gegenüber dem mittleren Borstenfeld längeren Borstenbündeln, besteht
eine Möglichkeit der Herstellung bzw.
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Bearbeitung darin, die Bürsten in mehreren Arbeitsgängen bzw. in verschiedenen
Maschinen nacheinander zu bearbeiten.
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weiterhin ist es auch bereits bekannt, die längeren Borstenbündel
durch messerartige bzw. keilförmige Teile seitlich umzubiegen, um das Teilborstenfeld
mit den kürzeren Borstenbündeln zum Bearbeiten freizulegen. Die Messerteile werden
dabei jeweils zwischen die äußere Reihe mit den längeren Borstenbündeln und dem
übrigen, mittleren Borstfeld eingeführt, so daß die Außenreihen der längeren Borstenbünde3
seitlich nach außen vom übrigen Borstenfeld weg abgebogen werden. Die Biegebeaufschlagung
erfolgt durch die Keilform der Messerteile nahe beim Verankerungsende
der
Borstenbündel, so daß der Biegebereich zwischen Verankerungsstelle und Angriffsstelle
durch Messerteile dementsprechend kurz ist. Daraus ergibt sich in diesem kurzen
Biegebereich eine hohe Biegebelastung, durch die ggf. die Elastizitätsgrenze der
Borstenbündel überschritten wird. Infolge dessen richten sich die Borstenbündel
nach der Bearbeitung nicht mehr genau geradeiauf, so daß einerseits das Gesamtborstenfeld
unschön aussieht und wobei dies andererseits auch für den Gebrauch nachteilig ist.
Außerdem kann in der vorbeschriebenen Weise nur eine Bearbeitung von Bürsten erfolgen,
bei denen äussere Reihen von längeren Borstenbündeln vorhanden sind.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, um Bürsten mit unterschiedlich
langen Borstenbüscheln auf einer Maschine bearbeiten zu können, wobei insbesondere
eine bleibende Verformung der während eines Bearbeitungsganges ausgelenkten Borstenbüschel
vermieden wird. Außerdem sollen auch Bürsten herstellbar sein, bei denen die unterschiedlich
langen Borstenbündel praktisch in beliebigen Mustern angeordnet sein können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen,
daß die auszulenkenden, längeren Borstenbündel an ihren äußeren Enden umbiegend
beaufschlagt werden.
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In vorteilhafter Weise steht somit für das Auslenken der längeren
Borstenbündel die gesamte Borstenlänge von der Verankerungsstelle bis zu den freien
Enden zur Verfügung , so daß sich dementsprechend auch die Umbiegung auf die gesamte
Länge verteilen kann. Durch die pro Längenabschnitt der Borsten nur geringe Verbiegung
können sich die Borstenbündel nach dem Umbiegen elastisch zurückfedernd wieder gerade
aufrichten. Eine unerwünschte, bleibende Verformung mit abstehenden Borstenbündeln
wird somit vermieden.
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Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor,-daß
die längeren Borstenbündel zum Freilegen der kürzeren Borstenbündel in Längsrichtung
des Borstenfeldes ausgelenkt werden. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, auch
Borstenreihen mit gegenüber dem übrigen Borstenfeld längeren Bündeln, die sich innerhalb
des Borstenfeldes befinden, auszulenken, um die übrigen, kürzeren Borsten zu bearbeiten.
Insbesondere können dadurch auch Bürsten vorteilhafter bearbeitet werden, bei denen
äußere Reihen mit kürzeren Borsten vorgesehen sind.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere
zum Abscheren, Schleifen und dgl. von Bürsten mit unterschiedlich langen Borstenbündeln,
wobei die Vorrichtung Mittel zum Auslenken der längeren Borstenbündel mindestens
bis in die Bearbeitungsebene für die kürzeren Borstenbündel aufweist. Diese Vorrichtung
ist erfindungsgemäß insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß als Auslenk-Mittel
zumindest ein die auszulenkenden Borstenbündel im wesentlichen an ihren freien Enden
beaufschlagendes, etwa in Auslenkrichtung verschiebbares Druckelement vorgesehen
ist. Wie bereits in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Verfahren aufgeführt, erfolgt
bei einer vorgegebenen Gesamtauslenkung durch die Einbeziehung der gesamten Borstenlänge
in die Auslenkung, pro Längenabschnitt eine wesentlich geringere Biegebelastung.
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Zweckmäßigerweise überdeckt das Druckelement den auszulenkenden Borstenfeldbereich
und weist seitlich zumindest längs der Verschiebebewegung Seitenbegrenzungen für
die beaufschlagten Borstenbündel auf. Die auszulenkenden Borsten werden somit etwas
seitlich umfaßt und somit insgesamt aus dem Bearbeitungsbereich weggedrückt.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Druckelelment mit
seiner Beaufschlagungsseite etwa in Höhe der Oberseite der seitlich ausgelenkten
Borstenbüschel angeordnet und in Längsrichtung verschiebbar ist. Bei dieser Anordnung
kommt man mit einer einfachen Längsverschiebebewegung des Druckelementes aus.
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Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen
aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand
der Zeichnung noch näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bürstenbearbeitungsmaschine
mit Vorrichtung zum Auslenken von Borstenbündeln, Fig. 2 eine Unterseitenansicht
der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, Fig. 3 eine Stirnseitenansicht eines Bürstenkörpers
mit ausgelenkten seitlichen Borstenreihen, Fig. 4 eine Stirnseitenansicht etwa entsprechend
Fig. 3, hier jedoch ohne Auslenkbeaufschlagung, Fig. 5 eine Seitenansicht der in
Fig. 4 gezeigten Bürste, Fig. 6 eine Stirnseitenansicht einer Bürste mit im mittleren
Längsbereich ausgelenkten Borstenbündeln, Fig. 7 eine etwa Fig. 6 entsprechende
Darstellung, hier jedoch ohne Auslenkung, Fig. 8 die in Fig. 7 gezeigte Bürste in
Seitenansicht, Fig. 9 in vergrößertem Maßstab eine Borste in Neutrallage und Auslenklage
und Fig.1O eine etwa Fig. 9 entsprechende Darstellung, hier jedoch mit Auslenkbeaufschlagungsstelle
nahe der Verankerungsstelle.
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Eine in Fig. 1 und 2 gezeigte Bearbeitungsvorrichtung 1 dient zum
Abscheren der Borstenbündelenden. Die Abschereinrichtung 2 weist ein rotierendes
Schermesser 3 auf, das relativ zum Borstenfeld 4 der Bürste 5 längsbewegt wird.
Die Bürsten 5, die in den Ausführungsbeispielen als Zahnbürsten ausgebildet sind,
weisen Borstenbündel 6, 7 unterschiedlicher Länge auf, wie dies gut in den Figuren
3 bis 8 erkennbar ist. Zur Bearbeitung, insbesondere zum Abscheren, Schleifen und
dgl. der kürzeren Borstenbündel 6 müssen jeweils die längeren Borstenbündel 7 aus
der Bearbeitungsebene B (Fig. 5) ausgelenkt werden. Dazu ist ein Druckelement 8
vorgesehen, welches die auszulenkenden Borstenbündel 7 im wesentlichen an ihren
freien Enden beaufschlagt und durch eine Verschiebebewegung und ggf. auch eine Absenkbewegung
aus der Bearbeitungsebene B wegbiegt, so daß sich die freien Enden der längeren
Borstenbündel 7 und auch das Druckelement 8 unterhalb der Bearbeitungsebene B etwa
in Höhe der Auslenkebene A befinden.
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In den Figuren 3 und 6 ist gut erkennbar, daß das Druckelement 8 im
Querschnitt etwa U-förmig mit U-Quersteg 9 zur Beaufschlagung der auszulenkenden
Borstenbündel 7 sowie mit U-Seitenwänden 10 als Seitenbegrenzung ausgebildet ist.
Durch diese im Querschnitt etwa U-förmige Ausbildung werden die auszulenkenden Borstenbündel
auch seitlich etwas übergriffen, so daß sie für die Auslenkbewegung sicher gehalten
sind. Die Auslenkbeaufschlagung erfolgt jedoch nur durch den U-Quersteg 9 am äußeren,
freien Ende 11 der Borstenbündel 7. Bei der Verbiegung der Borstenbündel 7 bis unterhalb
der Bearbeitungsebene B ergibt sich dann ein gleichmäßig auf die Gesamtlänge der
Borstenbündel 7 verteilter Biegeverlauf, mit vergleichsweise geringer Biegebelastung.
Die Auslenkung erfolgt dabei im elastischen Bereich der Borstenbündel, so daß sich
diese nach dem Freigeben durch das Druckelement 8 wieder vollständig gerade ausrichten
können. In Fig. 5 ist strichliniert die Auslenkstellung der längeren, hier seitlichen
Borstenbündel 7 dargestellt.
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Am Beispiel einer einzelnen, stark vergrößerten Borste 12 ist in Fig.
9 der gleichmäßige Biegeverlauf der Borste 12 in Auslenkstellung erkennbar, wobei
hier die Auslenkbeaufschlagung (Pfeil Pf 1) am freien Ende 11 erfolgt. Bei einer
Auslenkbeaufschlagung gem. Fig. 10 in herkömmlicher Weise in der Nähe der Verankerungsstelle
13 im Bürstenkörper 14 erfolgt dagegen bei gleicher Auslenkweite w wie in Fig. 9,
die gesamte Auslenkung im Bereich zwischen der Verankerungsstelle 13 und der Auslenkt
beaufschlagung Pf 1. Es bildet sich somit praktisch eine Knickstelle 18, durch die
leicht eine bleibende Verformung der Borsten auftreten kann, so daß diese ohne Auslenkbeaufschlagung
dann nicht mehr in die ursprüngliche, vertikale Lage zurückfedern können. In diesem
Falle würde sich ein Gesamtborstenfeld nach Fertigstellung der Zahnbürste ergeben,
wie es von länger im Gebrauch befindlichen Zahnbürsten her bekannt ist.
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Das Druckelelment 8 ist im Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 und 2 mit
seiner Beaufschlagungsseite 9 etwa in Höhe der Oberseite der seitlich ausgelenkten
Borstenbündel 7 bzw. in der Auslenkebene A angeordnet. Durch eine Längsverschiebebewegung
gemäß dem Doppelpfeil Pf 2 wird dann das Druckelement 8 in den Bereich des Borstenfeldes
4 gebracht, wobei die Reihe bzw. Reihen von aus dem Bearbeitungsbereich zu bringenden
Borstenbündel 7 ausgelenkt werden. Die Auslenkposition ist in den Figuren 1 bis
3 und 6 gezeigt. Die übrigen, insgesamt kürzeren Borstenbündel 6 stehen dann alleine
dem Abscherfräser 3 zum Abscheren gegenüber.
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Bei Zahnbürsten 5 mit äußeren Längsreihen von längeren Borstenbündeln
7 weist das Druckelement 8 mehrere Beaufschlagungsabschnitte 8a, 8b (Fig. 2) auf,
mit denen die entsprechend auszulenkenden Borstenbündel-Reihen beaufschlagt werden
können.
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Das Druckelement ist hier etwa gabelförmig ausgebildet, wobei im Zwischenbereich
zwischen den Beaufschlagungsabschnitten 8a, 8b ein Freiraum 15 gebildet ist, in
dem die übrigen, kurzen Borstenbündel 6 zur Bearbeitung vorstehen. Die längeren
Borstenbündel 7 können in der gleichen Bearbeitungsvorrichtung 1 bei zurückgezogenem
Druckelement 8 und etwas anderer Höhenpositionierung bearbeitet werden. In Fig.
2 ist noch erkennbar, daß
die durch die U-Seitenwände 10 gebildeten
Seitenbegrenzungen der Druckelement-Abschnitte 8a, 8b in Verschieberichtung etwas
über die Beaufschlagungsseite 9 vorstehen, so daß die auszulenkenden Borstenbündel
7 vor der eigentlichen Auslenkbewegung jeweils vorher seitlich geführt sind.
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Für die Längsverschiebebewegung (Pf 2) des Druckelementes 8 ist dieses
auf einem Schlitten 16 montiert, der einen Verschiebeantrieb 17 aufweist.
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Erwähnt sei noch, daß das Druckelement anstatt der geradlinigen Längsverschiebebewegung
(Pf 2) etwa in Höhe der Auslenkebene A, auch eine kurvenförmige Auslenkbewegung
mit einer kombinierten Vorschub- und Absenkbewegung durchführen kann.
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Durch die vorgesehene Auslenkbewegung des Druckelementes 8 in Längsrichtung
des Borstenfeldes 4 können nicht nur Borsten mit im äußeren Randbereich längeren
Borstenbündeln 7 gem. Fig. 3 bis 5, sondern auch Bürsten 5 mit seitlich kürzeren
Borstenbündeln 6 bearbeitet werden. Das Druckelement 8 beaufschlagt in diesem Fall
die im mittleren Bereich des Borstenfeldes 4 befindlichen, längeren Borstenbündel
7 und lenkt diese bis unterhalb der Bearbeitungsebene B aus (Fig. 6).
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Erwähnt sei, daß durch die wesentlich geringere Biegebelastung der
ausgelenkten Borstenbündel 7 die Längenunterschiede zwischen den Borstenbündeln
eines Borstenfeldes 4 wesentlich grösser sein können.
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Außer den dargestellten Ausführungsformen von Borstenfeldern 4 einerseits
mit längs außen angeordneten Reihen von längeren Borstenbündeln bzw. von kürzeren
Borstenbündeln, sind auch andere Borstenfeld-Muster realisierbar, beispielsweise
mit Querreihen von in Längsrichtung des Bürstenkörpers unterschiedlich langen Borstenbündeln.
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Die Auslenkung der Borstenbündel 7 in Längsrichtung gem. den gezeigten
Ausführungsbeispielen hat auch noch den Vorteil, daß bei einer in besonderen Fällen
erforderlichen sehr starken Auslenkung, ein nicht vollständiges gerades Aufrichten
der vorher ausgelenkten Borstenbündel zumindest optisch nicht stört bzw.gar nicht
auffällt.
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Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.