DE4138777C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten profilierter Borstenfelder - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten profilierter BorstenfelderInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bearbeiten von
profilierten Borstenfeldern von Bürsten, nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.
Für Bürsten, die Borstenbündel-Reihen mit Borstenbündeln un
terschiedlicher Länge aufweisen, zum Beispiel Außenlängsreihen
mit längeren Borstenbündeln als die der inneren Reihen, ist es
beispielsweise aus der DE 34 15 870 A1 bereits bekannt, während
der Bearbeitung - zum Beispiel Schleifen - der kürzeren
Borstenbündel die längeren Borstenbündel seitlich umgebogen
niederzuhalten.
Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der DE 15 32 773 B
wird zuerst das kurze Stopfmaterial beschnitten, wobei das
lange Stopfmaterial mittels einer Abdeckschablone vor dem
Beschneiden geschützt ist und nach Entfernen der
Abdeckschablone wird der freigegebene Teil des langen
Stopfmaterials auf die vorgesehene Länge beschnitten.
Für Bürsten, die ein bezüglich der einzelnen Borsten profi
liertes Borstenfeld haben, zum Beispiel Borstenfelder mit einem
gezahnten oder gezackten Schnitt, sind diese Verfahren und die
entsprechenden Vorrichtungen nicht einsetzbar, da die geformten
Bündel beziehungsweise die auch mehrere Bündel überdeckenden
Profilierungsabschnitte durch ihre unterschiedlich hoch
liegenden Faserenden während der Bearbeitung nur an ihren
äußeren Profilenden beaufschlagt werden.
Es werden hier bei der Bearbeitung und üblicher Andruckkraft an
die Schleifscheibe oder dergleichen nur die am weitesten
vorstehenden, also die längsten Fasern eines Profilierungsab
schnittes bearbeitet. Man könnte zwar durch stärkere Andruck
kraft auch die kürzeren Fasern mit ihren Enden zur Anlage an
die Schleifscheibe bringen, dies hätte jedoch zur Folge, dass
die längeren Fasern seitlich ausweichen und dann nicht mehr wie
vorgesehen etwa halbkugelig abgerundet, sondern in uner
wünschter Weise konisch spitz geschliffen werden.
Eine gleichmäßige Abrundung aller Borstenenden als wesentliches
Qualitätsmerkmal von Zahnbürsten, lässt sich so nicht er
reichen.
In der EP 0 078 569 A2 ist eine Vorrichtung gezeigt, die
messer- oder keilförmige Wegdrückelemente aufweist, die
zwischen Reihen von Borstenbündeln unterschiedlicher Länge
eingebracht werden und dabei die Reihen mit längeren
Borstenbündeln seitlich auslenken. Bei einer
Vielfachprofilierung würden seitlich ausgelenkte Borstenbündel
in den Bereich nebenliegender Profilierungsabschnitte gelangen
und sich damit gegenseitig behindern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie
eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, um
auch Bürsten mit profilierter Borstenfeld-Oberfläche, zum Bei
spiel einem gezahnten Schnitt, so bearbeiten zu können, dass
trotz dieser profilierten Oberfläche alle Faserenden der Pro
filierungsabschnitte beziehungsweise des Borstenfeldes weitge
hend gleichmäßig bearbeitet werden können.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die kenn
zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und bezüglich der Vor
richtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 3
gelöst.
Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen sind auch die kürzeren
Borsten- beziehungsweise Faserenden für eine Bearbeitung zu
gänglich, so dass nacheinander in mehreren Bearbeitungsstufen
Borsten unterschiedlicher Länge innerhalb eines an der Ober
fläche profilierten Borstenfeldes bearbeitet werden können. Die
Auslenkung erfolgt dabei von einer das Profil zeigenden Seite
aus und ist damit einfach durchführbar.
Bei an ihren Enden rotationssymmetrisch, wie zum Beispiel ke
gelförmig oder halbkugelförmig geformten Profilierungsab
schnitten werden zweckmäßigerweise nacheinander die längeren
Fasern seitlich in wenigstens zwei quer zueinander stehenden
Richtungen, vorzugsweise in Quer- und Längsrichtung des Bor
stenfeldes, ausgelenkt. Die Bearbeitung der Borstenfeld-Fasern
erfolgt hierbei in mehr als zwei Bearbeitungsschritten aus
verschiedenen Richtungen, um alle Fasern eines Profilierungs
abschnittes für die Bearbeitung zu erfassen. Es können dadurch
auch kompliziert profilierte Borstenfeldoberflächen bearbeitet
werden.
Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, dass die Druckele
mente für eine Bürste zu einer Wegdrückgabel vorzugsweise mit
einer der Anzahl der Profilierungsabschnitte entsprechenden
Anzahl von Druckelementen verbunden sind. Dies vereinfacht die
Konstruktion und auch den Arbeitsablauf, da mit einem Arbeits
gang alle jeweils auszulenkenden beziehungsweise niederzuhal
tenden Borstenbereiche einer Bürste beaufschlagt werden können.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Druckele
mente ortsfest im Zuführbereich der Bürstenkörper bei einer
Schleifstation oder dergleichen angeordnet sind und dass die
Transportlage der Bürsten bei einer längs verlaufenden Profi
lierung quer zur Transportrichtung vorgesehen ist. Beim Trans
portieren der Bürsten laufen diese kurz vor Erreichen der Ar
beitsposition auf die ortsfesten Druckelemente, so daß die
vorzugsweise schon bei einer vorgeschalteten Station bearbei
teten, längeren Borsten weggedrückt werden. Nur die nicht weg
gedrückten Borsten beziehungsweise Fasern gelangen auf die
Schleifscheibe oder dergleichen Bearbeitungswerkzeug und wer
den dann bearbeitet.
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:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zahnbürste mit ei
nem gerade geschnittenen Borstenfeld,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Zahnbürste mit ge
zahntem Schnitt,
Fig. 3 eine Vorderstirnseitenansicht der in Fig. 2 gezeig
ten Zahnbürste,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines dachförmig an seinem freien
Ende geschnittenen Borstenbündels,
Fig. 5 eine Aufsicht des in Fig. 4 gezeigten Borstenbün
dels,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines an seinem Ende kegelförmig
geschnittenen Borstenbündels,
Fig. 7 eine Aufsicht des in Fig. 6 gezeigten Borstenbün
dels,
Fig. 8 eine stark schematisierte Darstellung einer Bearbei
tungsstation zum Beschleifen von Borstenbündelenden
einer Zahnbürste, dargestellt mit einer Zahnbürste in
Zuführposition,
Fig. 9 eine Darstellung etwa wie Fig. 8, hier jedoch mit
einer in Arbeitsposition und einer in Zuführposition
befindlichen Zahnbürste,
Fig. 10 eine Seitenansicht von V-förmig angeordneten, an den
Enden gerundet profilierten Borstenbündeln,
Fig. 11 eine Darstellung etwa wie Fig. 10, hier jedoch mit
von einem Druckelement beaufschlagten, längeren Fa
sern,
Fig. 12 eine stärker schematisierte Darstellung einer Bear
beitungsstation zum Abscheren eines Borstenfeldes mit
einem gezahnten Fräser und
Fig. 13 eine Seitenansicht eines Borstenbündels mit daran an
gesetztem, stufenförmigem Fräser.
In den Fig. 1 und 2 sind Zahnbürsten 1 gezeigt, die bezüg
lich ihres Borstenfeldes 2 unterschiedlich ausgebildet sind.
Fig. 1 zeigt hierbei ein Borstenfeld mit geradem Schnitt, wo
bei alle Borstenenden in einer Ebene liegen. Zum Abrunden der
Borsten beziehungsweise Faserenden kann das Borstenfeld an
eine Schleifscheibe herangeführt werden, wobei dann alle Bors
tenenden etwa gleichmäßig beaufschlagt und dementsprechend
auch gleichmäßig abgerundet werden. Bei dem in Fig. 2 gezeig
ten, gezahnt profilierten Borstenfeld 2 läßt sich das Abrunden
der Faserenden in einem einzigen Arbeitsgang und dem ange
strebten gleichmäßigen Ergebnis nicht bewerkstelligen.
Um trotz dieser oder einer ähnlichen Profilierung die unter
schiedlich hochstehenden Faserenden etwa gleichmäßig abrunden
zu können, werden nun erfindungsgemäß bei jedem einzelnen Bor
stenbündel 3 beziehungsweise Profilierungsabschnitt 4 jeweils
gegenüber anderen Fasern des gleichen Profilierungsabschnittes
längere Fasern seitlich ausgelenkt (vgl. Fig. 9) und während
der Bearbeitung der kürzeren Fasern mit ihren freien Enden mit
Abstand zur Bearbeitungsebene beziehungsweise zur Schleif
scheibe 5 gehalten. Dies erfolgt mit Hilfe von Druckelementen
6, welche jeweils den auszulenkenden Borstenbündelbereich be
ziehungsweise den auszulenkenden Teil des Profilierungsab
schnittes überdecken. Die Druckelemente können im Querschnitt
etwa U-förmig (vgl. Fig. 11) mit einem U-Quersteg 7 zur Beauf
schlagung der auszulenkenden Faser sowie mit U-Seitenwänden 8
als Seitenbegrenzungen ausgebildet sein.
Die Druckelemente 6 können zu einer Wegdrückgabel 9 (Fig. 8
und 9) zusammengefaßt sein, wobei die Anzahl der Druckelemente
6 der Anzahl der Profilierungsabschnitte 4 einer zu bearbei
tenden Bürste entspricht.
Die Druckelemente 6 werden zum Niederhalten der längeren Bors
tenbündel-Fasern quer zur Längserstreckung des Profilverlaufes
in das Borstenfeld 2 gefahren. Dies erfolgt zweckmäßigerweise
beim Transportieren der Zahnbürsten zu der Bearbeitungssta
tion, an der auch die Druckelemente 6 beziehungsweise die aus
diesen bestehende Wegdrückgabel 9, vorzugsweise ortsfest ange
bracht sind. Die Zahnbürsten 1 werden quer zu ihrer Längser
streckung transportiert und das Borstenfeld 2 trifft dann mit
seiner Längsseite quer auf die Wegdrückgabel 9 auf. Die Weg
drückgabel 9 und die zugeführten Bürsten sind dabei so posi
tioniert, daß die einzelnen Druckelemente 6 jeweils die läng
sten Borsten oder Fasern seitlich auslenken, so daß dann die
relativ dazu kürzeren Borsten oder Fasern nach unten überste
hen. Diese überstehenden Fasern können dann bei der Schleif
scheibe 5 bearbeitet werden.
In Fig. 8 und 9 ist der Profilierungsgrund 10, also die Ebne
der kürzesten Borstenbündel-Fasern strichliniert bei den in
Zuführstellung befindlichen Zahnbürsten 1 eingezeichnet. Die
darüber stehenden, längeren Fasern werden durch die Wegdrück
gabel 9 entgegen der Transportrichtung beim Auflaufen wegge
drückt und sind dann bei der Bearbeitung der kürzeren Fasern
nicht im Weg. Dies ist gut in Fig. 9 bei der in Bearbeitungs
stellung befindlichen Zahnbürste erkennbar. Die Transportvor
richtung ist in Fig. 8 und 9 durch den Pfeil Pf1 gekennzeich
net.
Bei gängiger Profiltiefe genügt es, die Borstenenden eines
profilierten Borstenfeldes 2 in zwei Arbeitsgängen zu schlei
fen. Zweckmäßigerweise erfolgt dabei zunächst das Beschleifen
der längeren Borsten in einem ersten Arbeitsgang, wobei etwa
Borsten bis zur halben Profiltiefe bearbeitet werden. Dies er
gibt noch ein gutes Abrundergebnis.
Die Druckelemente 6 und die relative Positionierung dieser
Druckelemente zu den zugeförderten Zahnbürsten ist dann so
vorgesehen, daß die bereits bearbeiteten Borsten erfaßt und
seitlich weggedrückt werden. Die in dem ersten Arbeitsgang
noch nicht bearbeiteten Borsten sind dann für die im zweiten
Arbeitsgang erfolgende Bearbeitung freigelegt und zugänglich.
Bei extremen Profiltiefen kann das Beschleifen auch in mehr
als zwei Arbeitsgängen erfolgen, wobei stufenweise jeweils ein
bestimmter Profiltiefenabschnitt bearbeitet wird. Die Reihen
folge der Bearbeitung ist beliebig und es kann zunächst durch
eine Bearbeitung der längeren Borsten und anschließend der
kürzeren oder umgekehrt erfolgen.
Die Profilierung des Borstenfeldes 2 kann sich pro Profilie
rungsabschnitt 4 auch über mehr als ein Borstenbündel bezie
hungsweise eine Borstenbündel-Reihe erstrecken, wie dies gut
in Fig. 10 und 11 erkennbar ist. Hier bilden die freien Enden
zweier benachbarter, etwa V-förmig zueinander angeordneter
Borstenbündel 3 einen Profilierungsabschnitt 4.
Anstatt der insbesondere in Querrichtung, gegebenenfalls auch
in Längsrichtung durchlaufenden Profilierung können auch pro
filierte Borstenfelder 2 mit Profilierungsabschnitten 4 vorge
sehen sein, die an ihren äußeren, freien Enden rotationssymme
trisch geformt sind.
Fig. 6 und 7 zeigen eine solche Profilierung, wobei hier ein
Profilierungsabschnitt beziehungsweise ein Faserbündel an sei
nem Ende kegelförmig geformt ist.
Bei einer solchen rotationssymmetrischen Formung ist es zur
Bearbeitung der Borstenenden erforderlich, nacheinander die
längeren Fasern seitlich in wenigstens zwei quer zueinander
stehenden Richtungen auszulenken. Bei einer solchen Profilie
rung werden nämlich bei Beaufschlagung der längeren Fasern
auch die im Beaufschlagungsbereich davor und dahinter befind
lichen kürzeren Fasern miterfaßt. Damit auch diese Fasern be
arbeitet werden können, sind weitere Druckelemente 6 vorgese
hen, die vorzugsweise etwa rechtwinklig in einer Ebene zu den
anderen Druckelementen versetzt angeordnet sind.
Durch diese quer zueinander angeordneten Druckelemente-Gruppen
werden nacheinander jeweils auch die kürzeren und seitlich
außerhalb des Erfassungsbereiches der Druckelemente 6 befind
lichen Fasern bearbeitet.
In Fig. 7 sind zur Verdeutlichung strichliniert beziehungs
weise strichpunktiert die nacheinander von Druckelementen er
faßten und niedergehaltenen Bereiche eines Profilierungsab
schnittes eingezeichnet.
Bei zwei Gruppen von Druckelementen 6, die quer zueinander an
geordnet sind und zur Bearbeitung von rotationssymmetrisch
oder dergleichen geformten Profilierungsabschnitten 4 dienen,
ist die eine Gruppe der Druckelemente zweckmäßigerweise orts
fest bei einer Bearbeitungsstation angeordnet, wie dies in
Fig. 8 und 9 gezeigt ist, während die andere Gruppe von Druck
elementen, die quer zu den ersten arbeiten, in Längsrichtung
beweglich sind. Während der Eingriffsbewegung der beweglich
angeordneten Druckelemente wird die Schleifscheibe 5 abgesenkt
und erst nach dem Einfahren der die Druckelemente 6 aufweisen
den Wegdrückgabel wieder nach oben in Arbeitsstellung ge
bracht.
Das Profilieren des Borstenfeldes 2 erfolgt vor dem Schleifen
durch Abscheren der Borsten mittels eines rotierenden Fräsers
11, wie dies in Fig. 12 und 13 gezeigt ist. In die Fräser 11
ist insgesamt das vorgesehene Profil der Borstenfeld-Oberflä
che eingearbeitet. Die Form-Fräser 11 erfassen während des Ab
schervorganges die vorstehenden Borsten und schneiden sie zwi
schen den Schneidkanten und einem Gegenmesser ab. Auch das Ge
genmesser hat die Profilierung des Fräsers.
Um zu vermeiden, daß die einzelnen Fasern im Bereich von Pro
filierungsschrägen entsprechend schräge Schnittkanten aufwei
sen, kann der Fräser 11 wie in Fig. 13 gezeigt, innerhalb der
einzelnen Profilierungsabschnitte 4 stufenförmig ausgebildet
sein. Die Schnittkanten des Fräsers verlaufen hier also auch
innerhalb der insgesamt schräg verlaufenden Profilierungssei
ten etwa rechtwinklig zum Fasernverlauf. Durch diese Maßnahme
wird beim nachfolgenden Abschleifen der Faserenden ein gutes
Abrundergebnis erzielt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 13 ist ein Teil der Schnitt
kanten flach gewölbt ausgebildet, um eine möglichst gute Annä
herung an die vorgesehene Profilierungsform des Profilierungs
abschnittes zu erreichen. Diese geringfügigen Abweichungen der
Schnittkantenebene von einer senkrecht zur Fasernlängsrichtung
verlaufenden Ebene haben keinen nachteiligen Einfluß auf das
nachfolgende Beschleifen der Faserenden.
Erwähnt sei noch, daß für rotationssymmetrische Profilierungs
abschnitte, wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, die Fräser 11 nach
einander in Quer- und Längsrichtung über das Borstenfeld 2 ge
führt werden.
Claims (11)
1. Verfahren zum Bearbeiten von Bürsten, insbesondere von
Zahnbürsten, wobei die Borstenfelder profiliert und von
den unterschiedlich langen Fasern die längeren Fasern
seitlich ausgelenkt und während der Bearbeitung von
kürzeren Fasern mit ihren freien Enden mit Abstand zur
Bearbeitungsebene der kürzeren Fasern gehalten werden,
dadurch gekennzeichnet, dass das Borstenfeld jeweils eine
oder mehrere Querreihen von Borstenbündeln umfassend
profiliert wird, dass bei jedem einzelnen der in
Längsrichtung nebeneinander angeordneten Profilierungs
abschnitte (4) der in Längsrichtung des Borstenfeldes (2)
verlaufenden Profilierung jeweils gegenüber anderen
Fasern des gleichen Profilierungsabschnittes längere
Fasern seitlich in Querrichtung des Borstenfeldes (2)
ausgelenkt und während der Bearbeitung von kürzeren
Fasern mit ihren freien Enden mit Abstand zur
Bearbeitungsebene der kürzeren Fasern gehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei an ihren Enden rotationssymmetrisch wie zum Beispiel
kegelförmig oder halbkugelförmig geformten Profilie
rungsabschnitten (4) nacheinander die längeren Fasern
seitlich in wenigstens zwei quer zueinander stehenden
Richtungen, vorzugsweise in Quer- und Längsrichtung des
Borstenfeldes (2), ausgelenkt werden.
3. Vorrichtung zum Bearbeiten, insbesondere zum Abscheren,
Schleifen und dergleichen von Bürsten, insbesondere von
Zahnbürsten, die eine profilierte Borstenfeldoberfläche
mit in Längsrichtung des Borstenfeldes (2) verlaufender
Profilierung haben, wobei die Profilierung in
Querrichtung jeweils eine oder mehrere Querreihen von
Borstenbündeln umfasst und in Längsrichtung nebeneinander
angeordneten Profilierungsabschnitte (4) aufweist, zum
Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß für jeden
Profilierungsabschnitt (4) ein die jeweils auszulenkenden
Borstenbündel-Fasern im wesentlichen an ihren freien
Enden beaufschlagendes Druckelement (6) vorgesehen ist
und daß die Druckelemente und die Bürste (1) zum
Auslenken der Fasern relativ zueinander in Querrichtung
des Borstenfeldes verschiebbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Druckelement (6) den auszulenkenden Borstenbündelbe
reich beziehungsweise den auszulenkenden Teil des Profi
lierungsabschnittes (4) überdeckt und seitlich zumindest
längs der Verschiebebewegung Seitenbegrenzungen für die
beaufschlagten Fasern aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die etwa in Querrichtung des
Borstenfeldes verschiebbaren Druckelemente (6) absenkbar
sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckelemente (6) im Querschnitt
etwa U-förmig mit U-Querstegen (7) zur Beaufschlagung der
auszulenkenden Fasern sowie mit U-Seitenwänden (8) als
Seitenbegrenzungen ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckelemente (6) für eine Bürste
(1) zu einer Wegdrückgabel (9), vorzugsweise mit einer
der Anzahl der Profilierungsabschnitte(4) entsprechenden
Anzahl von Druckelementen, verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß mehrere quer zueinander arbeitende
Druckelemente (6) vorgesehen sind, die nacheinander in
Eingriff bei dem Borstenfeld (2) bringbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Druckelemente (6) ortsfest im
Zuführbereich der Bürstenkörper (1) bei einer Schleifsta
tion oder dergleichen angeordnet sind und daß die
Transportlage der Bürsten (1) quer zur Transportrichtung
vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß quer, vorzugsweise etwa rechtwinklig
bezüglich ihrer Relativbewegung zu den Bürsten (1)
versetzt zu den ortsfest an einer Schleifstation oder
dergleichen angeordneten Druckelementen (6), weitere
Druckelemente zur Beaufschlagung der Fasern vorgesehen
sind, daß diese Druckelemente verschiebbar sind und daß
die Schleifscheibe(5) vorzugsweise höhenverstellbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Abscheren und Formen der Borsten
feldoberseite ein rotierender Fräser (11) mit einem der
Borstenfeldoberseite entsprechendem Profil vorgesehen ist
und daß dieser Fräser vorzugsweise zur Bildung des
vorgesehenen Profiles Stufenabschnitte mit etwa
rechtwinklig zum Fasernverlauf orientierten Schnittkanten
aufweist.
Priority Applications (2)
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Family
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ANTON ZAHORANSKY GMBH & CO., 79674 TODTNAU, DE |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |