DE4425231A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Profilieren von Borstenfeldern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einbringen von Profilierungsabschnitten in Borstenfelder von Bürsten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.

Bei heutigen Zahnbürsten wird die Putzfläche vorzugsweise zackenförmig profiliert; die Borsten der Zahnbürste können dann besser in die Zahnzwischenräume eindringen. Das Profilieren der Borstenfelder geschieht üblicherweise mit Profilfräsern, deren Kontur der gewünschten Borstenfeldkontur angepaßt ist. Soll zum Beispiel ein Zackenprofil mit einem Profilwinkel von 45° hergestellt werden, so kann hierzu ein Profilfräser verwendet werden, dessen Schneiden entsprechend der in das Borstenfeld einzubringenden Kontur um 45° geneigt sind. Dies hat jedoch zur Folge, daß die einzelnen Fasern des Borstenfeldes nicht mehr gerade, sondern unter einem Winkel von 45° spitz abgeschnitten werden. Damit die Fasern das empfindliche Zahnfleisch nicht verletzen, müssen die spitz zulaufenden Faserenden mit einem zeitaufwendigen, unter Umständen auch maschinenaufwendigen Verfahren gerundet werden.

Es sind auch bereits Stufenfräser (vgl. DE-41 38 777 A1) bekannt, mit denen das sägezahnförmige Profil durch ein fein abgestuftes Stufenprofil angenähert wird, bei dem der überwiegende Teil der Fasern gerade abgeschnitten ist. Obgleich dieses Verfahren und die zugehörige Vorrichtung etliche Vorteile bieten, weisen sie auch noch Nachteile auf. Z.B. läßt es sich in der Regel nicht vermeiden, daß ein Teil der Fasern in den vertikal verlaufenden Grenzbereich zwischen zwei Stufen gelangt und an den Enden unsauber abgeschnitten wird bzw. ausfranst. Die Stufenfräser sind außerdem aufwendig und teuer in der Herstellung und lassen sich nur schwierig nachschleifen.

Es ist auch bereits eine Vorrichtung bekannt (vgl. EP 0 078 569 A2), mit der die Randfasern eines Borstenfeldes mit Hilfe eines keilförmigen Werkzeuges, das in das Bürstenfeld eingebracht wird, seitlich nach außen ausgelenkt werden können. Die inneren, nicht ausgelenkten Fasern können dann bearbeitet, also zum Beispiel geschert oder gerundet werden, ohne daß das Bearbeitungswerkzeug mit den äußeren Fasern in Berührung gerät. Die Vorrichtung ist dazu geeignet, Borstenfelder mit einfachen Profilen zu versehen, vorzugsweise mit solchen, bei denen die Randfasern des Borstenfeldes über eine größere Länge verfügen, als die Fasern in der Mitte des Borstenfeldes. Kompliziertere Profile, besonders solche, bei denen das Profil in Längsrichtung der Bürste verläuft und sich mehrfach periodisch wiederholt, können mit der Vorrichtung jedoch praktisch nicht hergestellt werden, da in diesem Fall auch die Fasern in der Borstenfeldmitte unterschiedlich bearbeitet werden müssen. Dies ist jedoch mit der vorgenannten Vorrichtung kaum möglich, da die auszulenkenden Fasern dann mit den benachbarten, zu bearbeitenden Fasern, in Kollision geraten.

Ein weiterer Nachteil der letztgenannten Vorrichtung besteht darin, daß sie nur eine diskontinuierliche Arbeitsweise ermöglicht. Die Bearbeitungsstationen sind nämlich regelmäßig auf einem gemeinsamen Schlitten untergebracht, der während des Bearbeitungszyklus relativ zu den Zahnbürsten bewegt wird. Am Ende des Bearbeitungszyklus muß der Arbeitsablauf unterbrochen werden, damit der Schlitten in seine Ausgangsposition zurückgefahren werden kann.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem Profilierungsabschnitte in Querrichtung und/oder in Längsrichtung von Borstenfeldern eingebracht werden können, bei dem alle Faserenden fehlerfrei in einem möglichst stumpfen Winkel bearbeitet werden und damit insbesondere auch auf einfache Weise gerundet werden können. Außerdem besteht die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahren zu schaffen.

Diese Aufgaben werden bezüglich des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und bezüglich der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 8 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die Fasern im wesentlichen in Längsrichtung des auszulenkenden Faserbereichs ausgelenkt. Es ist daher möglich, auch Borstenfeldabschnitte im mittleren Bereich des Borstenfeldes auszulenken, ohne daß die ausgelenkten Fasern mit benachbarten, zu bearbeitenden Fasern in Kollision geraten.

Wird das Verfahren in mehreren Stufen angewendet und werden bei jeder Stufe nur Fasern in einem bestimmten Teilbereich des Borstenfeldes bearbeitet, während jeweils die übrigen Fasern ausgelenkt werden, kann auf einfache Weise ein Profil in das Borstenfeld eingebracht werden.

Sollen Fasern in einem Teilbereich des Borstenfeldes mit verschiedenen oder unterschiedlichen Werkzeugen bearbeitet werden, ist es vorteilhaft, die Fasern auch zwischen den einzelnen Bearbeitungsvorgängen ausgelenkt zu halten oder zu führen, so zum Beispiel während des Transports der Zahnbürste von einer Bearbeitungsstation zur nächsten. Dadurch wird sichergestellt, daß die betreffenden Bearbeitungswerkzeuge genau dieselben Fasern erfassen. Fehler, die dadurch entstehen, daß bei einem erneuten Auslenken desselben Borstenfeldbereiches an der Grenze dieses Bereiches liegende Fasern nicht mehr mit ausgelenkt und deshalb von dem folgenden Bearbeitungsvorgang nicht erfaßt werden, können somit weitestgehend ausgeschlossen werden.

Aus diesem Grunde ist es insbesondere vorteilhaft, während eines Auslenkvorganges die nicht ausgelenkten Fasern zunächst auf die erforderliche Länge zu kürzen und anschließend an ihren freien Enden zu runden. Bei einer besonders wirtschaftlichen und schnellen Verfahrensvariante wird zum Kürzen der Fasern ein Fräser eingesetzt, mit dem das gesamte Borstenfeld an den betreffenden Stellen in nur einem Arbeitsgang großflächig abgeschert werden kann. Dabei kann unabhängig von der Profilgeometrie mit einheitlichen Standardfräsern, z. B. mit Scheiben- oder mit geraden Walzenfräsern, gearbeitet werden. Auf die Anschaffung teurer Stufen- oder Profilfräser kann somit verzichtet werden.

In einem weiteren Bearbeitungsschritt können die mit dem Fräser gekürzten Fasern mit einer Schleifscheibe an ihren freien Enden gerundet werden. Wird eine leistungsfähige Schleifscheibe verwendet, kann auch das Kürzen der Fasern mit der Schleifscheibe durchgeführt werden. Hierdurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Bearbeitungsanlage, da für das Profilieren und Runden der Fasern nur eine Bearbeitungsstation erforderlich ist. Die Schleifscheibe wird in diesem Fall vorteilhafterweise etwas gegenüber der zu bearbeitenden Bürstenfläche geneigt angeordnet, damit sich beim Einlaufen des Bürstenfeldes in den Bearbeitungsbereich der Schleifscheibe der Abstand zwischen Bearbeitungsbereich und Bürstenkörper kontinuierlich verringert. Auf diese Weise kann ein gleichmäßiges Abschleifen der Fasern erreicht werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Fasern seitlich ausweichen und dabei an ihren Enden schräg angeschliffen werden.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß an einer Bearbeitungsstation nicht zu bearbeitende Fasern aus dem Bearbeitungsbereich seitlich ausgelenkt werden, daß dann die in den Bearbeitungsbereich ragenden Fasern nacheinander in mehreren Bearbeitungsgängen fertigbearbeitet werden und daß dann in einem oder mehreren weiteren Arbeitsgängen gegebenenfalls andere, in diesen Arbeitsgängen jeweils nicht zu bearbeitende Fasern ausgelenkt und die dann jeweils in den Bearbeitungsbereich ragenden Fasern bearbeitet werden.

In diesem Falle bleibt die zu bearbeitende Bürste bei dieser einen Bearbeitungsstation, bis sie zumindest bezüglich des Abscherens und Schleifens und einer dabei gegebenenfalls erfolgenden Profilierung fertig bearbeitet ist. Auch hierbei ist in vorteilhafterweise eine bleibende Zuordnung während der Bearbeitungsgänge der Bürste und des beziehungsweise der Druckelemente vorhanden.

Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß in einer Kurve verlaufende Borstenbündel-Reihen durch insbesondere entsprechend dem Kurvenverlauf gesteuert einführbare Elemente seitlich ausgelenkt werden und die nicht ausgelenkten Borstenbündel oder Fasern bearbeitet werden.

Dadurch lassen sich auch Bürsten mit Borstenfeldern profilieren, bei denen die Borstenbündel nicht in geraden Reihen, sondern zum Beispiel entsprechend einem Kurvenverlauf angeordnet sind.

Eine zweckmäßige Ausführungsform für eine Vorrichtung zum Einbringen von Profilierungsabschnitten in Borstenfelder sieht Druckelemente vor, die an den freien Enden der Fasern angreifen und diese im wesentlichen seitlich und etwas nach unten auslenken. Damit das Druckelement in das Borstenfeld eingebracht werden kann, sind Bürste und Druckelement relativ zueinander verschiebbar. Eine bevorzugte Ausführungsform des Druckelementes deckt den auszulenkenden Borstenfeldbereich nach oben hin ab und weist zusätzlich Seitenführungen auf, die ein seitliches Ausweichen der Fasern aus dem auszulenkenden Borstenfeldbereich in Richtung zu bearbeitender Fasern verhindern. Der Vorteil der Abdeckung besteht insbesondere darin, daß Borstenfeldbereiche beliebiger Größe ausgelenkt werden können.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung weist mehrere Bearbeitungsstationen auf, z. B. eine Frässtation zum Kürzen der Fasern und eine Schleifstation zum Runden der Fasern, die zumindest eine gemeinsame, durchgehende Seitenführung für die auszulenkenden Fasern haben. Die Bürste ist dabei so geführt, daß die Seitenführung innerhalb der Bearbeitungsstation und zwischen den Bearbeitungsstationen in ständigem Eingriff mit dem Borstenfeld steht. Dadurch wird sichergestellt, daß in beiden Bearbeitungsstationen genau dieselben Fasern bearbeitet werden. Gegenüber Arbeitsstationen mit separaten Druckelementen, bei denen die Druckelemente exakt relativ zueinander und auch in Bezug auf einen möglicherweise vorhandenen Stufenfräser ausgerichtet werden müssen, ist außerdem weniger Justieraufwand erforderlich.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere Druckelemente bzw. Seitenführungen, deren Anzahl vorzugsweise der Anzahl der einzubringenden Profilierungsabschnitte entspricht, zu einer Einheit fest miteinander verbunden. Hierdurch ergibt sich insbesondere ein stabiler, wenig justieranfälliger Aufbau. Werden gleiche Druckelemente zu einer symmetrisch aufgebauten Einheit verbunden, können auf einfache Weise Borstenfelder mit periodisch wiederkehrendem Profil erzeugt werden. In diesem Fall sind die Arbeitsabläufe in allen Profilierungsabschnitten gleich und können in einem Arbeitsgang parallel ausgeführt werden.

Eine Ausführung der Erfindung besteht darin, die Druckelemente ortsfest zur Bearbeitungsstation anzuordnen und die Bürste relativ zu diesen zu bewegen. Die Transportbewegung der Bürste wird dann einerseits dazu benutzt, das Borstenfeld in die Druckelemente einzufahren und die Fasern auszulenken, und andererseits, beim Erreichen des Bearbeitungswerkzeuges, den Arbeitsvorschub zu realisieren. Hierdurch wird ein völlig gleichmäßiger, kontinuierlicher Materialfluß erzielt, bei dem die Bearbeitungswerkzeuge nahezu ununterbrochen genutzt werden können.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Druckelemente mit Seitenführungen ebenfalls ortsfest der oder den Bearbeitungsstationen zugeordnet, wobei sie bei diesen beweglich angeordnet sind und mit einer Positioniereinrichtung verbunden sind zum seitlichen Positionieren des oder der Druckelemente entsprechend dem Verlauf der auszulenkenden Borstenbündelreihen.

In diesem Fall können auch Borstenbündel-Reihen seitlich ausgelenkt werden, die nicht in einer geraden Reihe angeordnet sind. Die Druckelemente werden dabei nicht linear eingefahren sondern führen während des Einführens mit ihren freien Enden eine "Einfädelbewegung" entsprechend dem Verlauf der auszulenkenden Borstenbündelreihen durch. Trotzdem können die Werkstückhalter mit den darauf eingespannten Bürsten weitgehend unverändert bleiben und auch wie bisher den Bearbeitungsstationen zugeführt werden. Die "Einfädelbewegung", also die Relativbewegung zwischen Bürste und Druckelement führen hierbei die Druckelemente selbst aus.

Zweckmäßigerweise sind die Druckelemente seitlich verschwenkbar oder seitlich linear verschiebbar gelagert, wobei für eine Positionierbewegung der Druckelemente eine aus der Zuführbewegung abgeleitete Antriebsübertragung zwischen einem Druckelementehalter oder dergleichen und dem die zu bearbeitende Bürste haltende Werkstückhalter vorgesehen ist. Somit ist für die Positionierbewegung kein separater Antrieb erforderlich, was den konstruktiven Aufwand vermindert und die Betriebssicherheit verbessert.

Eine praktische Ausführungsform sieht vor, daß die Antriebsübertragung an einem der Halter eine vorzugsweise auswechselbare Kurvenführung und am anderen Halter ein in die Kurvenführung eingreifendes Abtastelement aufweist und daß die Positionierbewegung des oder der Druckelemente durch die Relativbewegung zwischen Werkstückhalter und Druckelementehalter beim Zuführen des Werkstückhalters erfolgt. Die Antriebsübertragung auf das oder die Druckelemente ist so auf besonders einfache Weise realisiert.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Orientierung der Bürste in Bezug auf die Druckelemente veränderlich. Durch diese Maßnahmen kann das Bürstenfeld mit relativ geringem Aufwand in unterschiedliche Richtungen, z. B. in Längs- und in Querrichtung, profiliert werden. Soll die Orientierung der Bürste nicht verändert werden, können in unterschiedliche Richtungen verlaufende Profile auch dadurch erzeugt werden, daß zusätzliche Druckelemente vorhanden sind, die gegenüber der Bürste verschiebbar sind, und in Richtung des jeweiligen Profils in das Borstenfeld eingeschoben werden können.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Druckelement gabelartig mit zwei in ihrem Abstand zueinander verstellbaren Eingreifzinken ausgebildet ist.

Es ist dadurch anstatt mehrerer, nacheinander in das Borstenfeld einzuführender Druckelemente nur noch ein einziges Druckelement erforderlich, daß beim Erstellen einer zum Beispiel stufigen Profilierung dementsprechend nach jedem Arbeitsschritt verstellt werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß für die Verschiebebewegung des oder der Druckelemente und/oder der zu bearbeitenden Bürsten eine Kurvenführung vorgesehen ist.

Dadurch kann das Druckelement beim Einfahren in das Borstenfeld auch einem Kurvenverlauf der Bürstenbündel-Reihen folgen, so daß auch diese speziellen Borstenfelder teilbearbeitet und insbesondere profiliert werden können.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Diese einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben und zum Teil stärker schematisiert:

Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines Bürstenkopfes mit gerade geschnittenem Borstenfeld, bei dem die Faserenden in einer Ebene liegen,

Fig. 2 bis 5 eine Teilansicht des jeweils in der vorherigen Figur gezeigten Bürstenkopfes, bei dem die längeren Fasern zum Bearbeiten der kürzeren Fasern mit Druckelementen senkrecht zur Zeichenebene ausgelenkt sind,

Fig. 6 eine Teilansicht eines Bürstenkopfes mit vollständig in Querrichtung profiliertem Borstenfeld, das ein durch Stufen angenähertes symmetrisches sägezahnförmiges Profil aufweist,

Fig. 7 eine Teilansicht eines Bürstenkopfes mit gerade geschnittenem Borstenfeld, entsprechend Fig. 1,

Fig. 8 bis 11 eine Teilansicht des jeweils in der vorherigen Figur gezeigten Bürstenkopfes, bei dem die längeren Fasern zur Bearbeitung der kürzeren Fasern mit Druckelementen senkrecht zur Zeichenebene ausgelenkt sind,

Fig. 12 eine Teilansicht eines Bürstenkopfes mit vollständig in Querrichtung profiliertem Bürstenfeld, entsprechend Fig. 6,

Fig. 13 eine Frontansicht eines Bürstenkopfes mit gerade geschnittenem Borstenfeld, bei dem die Faserenden in einer Ebene liegen,

Fig. 14 bis 17 eine Teilansicht des jeweils in der vorherigen Figur gezeigten Bürstenkopfes, bei dem die längeren Fasern zur Bearbeitung der kürzeren Fasern mit Druckelementen in Zeichenebene ausgelenkt sind,

Fig. 18 eine Teilansicht eines Bürstenkopf es mit vollständig in Längsrichtung profiliertem Borstenfeld, das ein durch Stufen angenähertes dreieckförmiges Profil aufweist,

Fig. 19 eine vereinfachte Seitenansicht einer Bearbeitungsmaschine zum Profilieren von Zahnbürsten mit einer Frässtation und einer Schleifstation, die über gemeinsame Druckelemente zum Auslenken der Fasern verfügen,

Fig. 20 eine Seitenansicht einer Zahnbürste mit ebenem Borstenfeld,

Fig. 21 eine Frontansicht einer Zahnbürste mit ebenem Borstenfeld,

Fig. 22 eine Seitenansicht einer Zahnbürste mit in Querrichtung profiliertem Borstenfeld mit Säge- oder Zackenschnitt,

Fig. 23 eine Frontansicht einer Zahnbürste mit in Querrichtung profiliertem Borstenfeld mit Säge- oder Zackenschnitt,

Fig. 24 eine Seitenansicht einer Zahnbürste mit in Längsrichtung profiliertem Borstenfeld,

Fig. 25 eine Frontansicht einer Zahnbürste mit in Längsrichtung profiliertem Borstenfeld,

Fig. 26 eine Seitenansicht des freien Endes einer mit einem geraden Fräser stumpf abgeschnittenen Faser,

Fig. 27 eine Seitenansicht des freien Endes einer mit einem Profilfräser unter einem Winkel von 45° abgeschnittenen Faser,

Fig. 28 eine Seitenansicht der in Fig. 27 gezeigten Faser, die an ihrem freien Ende mit einer Schleifscheibe gerundet wurde,

Fig. 29 eine Seitenansicht der in Fig. 26 gezeigten Faser, die an ihrem freien Ende mit einer Schleifscheibe gerundet wurde,

Fig. 30 einen Teilschnitt in der Ebene A-A durch die in Fig. 3 gezeigte Zahnbürste,

Fig. 31 und 32 Werkstückhalter mit in unterschiedlichen Arbeitsstellungen befindlichen Druckelementen,

Fig. 33 bis 36 Stirnseitenansichten einer Zahnbürste in unterschiedlichen Fertigungsstufen,

Fig. 37 und 38 Werkstückhalter mit in unterschiedlichen Stellungen befindlichen Druckelementen,

Fig. 39 und 40 Stirnseitenansichten einer Zahnbürste vor und nach einer Bearbeitung,

Fig. 41 eine etwas schematisierte Darstellung einer Nachbearbeitungsmaschine für Bürsten mit umlaufenden Druckelementen,

Fig. 42 ebenfalls in etwas schematisierter Darstellung eine andere Nachbearbeitungsmaschine mit Doppel- Werkstückhaltern für Bürsten und Dreifach- Bearbeitungsaggregaten,

Fig. 43 eine Aufsicht auf Druckelemente mit zugeordnetem Werkstückhalter, die bei Bearbeitungsstationen angeordnet sind,

Fig. 44 eine Stirnseitenansicht der in Fig. 43 gezeigten Anordnung,

Fig. 45 eine Schnittdarstellung der in Fig. 43 gezeigten Anordnung im Bereich eines Bearbeitungsaggregates und

Fig. 46 eine Seitenansicht eines Bürstenkörperkopfes.

Fig. 1 bis 6 zeigen den Arbeitsablauf beim Profilieren des Borstenfeldes 2 einer teilweise dargestellten Zahnbürste 1, wobei das fertig bearbeitete Borstenfeld eine periodisch wiederkehrendes symmetrisches Borstenprofil hat, das in Querrichtung der Zahnbürste 1 verläuft (vgl. Fig. 22, 23). Als erstes wird das Borstenfeld 2 vorzugsweise mit einem geraden Fräser 211 auf höchstem Niveau 10 eben abgeschert (Fig. 1, 19). Anschließend werden alle Fasern 22, die bei dem fertigen Borstenprofil das höchste Niveau bilden sollen, senkrecht zur Zeichenebene ausgelenkt. Hierzu greifen an der Zahnbürste 1 mehrere im Querschnitt U-förmig ausgebildete Druckelemente 23 an, die senkrecht zur Zeichenebene verlaufen. Durch die spezielle Form der Druckelemente 23 werden die Fasern 22 in Kanälen geführt, so daß sie während des Auslenkvorganges nicht seitlich in Richtung der benachbarten, zu bearbeitenden Fasern 21 ausweichen können. Die nichtausgelenkten Fasern 21 werden nun in Höhe des zweithöchsten Profilierungsniveaus 20 erneut geschert. Hierfür wird ein gerader Fräser 211 (Fig. 19) verwendet, der gegenüber profilierten Fräsern wesentlich einfacher zu handhaben ist, eine höhere Standzeit aufweist und erheblich kostengünstiger ist. Außerdem ist durch den geraden Fräser 211 sichergestellt, daß alle Faserenden genau rechtwinklig abgeschnitten werden.

In das Borstenfeld werden danach breitere Druckelemente 33 eingefahren, mit denen die Fasern 32 der beiden höchsten Profilierungsniveaus ausgelenkt werden (Fig. 3). Fig. 30 zeigt einen Schnitt in der Ebene A-A durch die Zahnbürste 1, der die Auslenkrichtung der Fasern 32 erkennen läßt. Der Übersichtlichkeit halber sind die hinteren, nicht ausgelenkten Fasern 31 in Fig. 30 gestrichelt eingezeichnet. Nachdem die Fasern 32 mit den Druckelementen 33 ausgelenkt wurden, werden die verbleibenden Fasern 31 in Höhe des dritthöchsten Profilierungsniveaus 30 mit einem geraden Fräser 211 geschert. Das vierthöchste Profilierungsniveau 40 und das fünfthöchste Profilierungsniveau 50 werden nun in gleicher Weise in das Borstenfeld 2 eingebracht, wobei jeweils die Breite der Druckelemente 43, 53 passend zu dem gewünschten Profilquerschnitt gewählt wird (Fig. 4 und 5). Das fertig profilierte Borstenfeld (Fig. 6) weist dann ein feingestuftes Profil auf, bei dem alle Fasern 4 rechtwinklig abgeschnitten sind (Fig. 26).

Bei dem in Fig. 1 bis 6 gezeigten Verfahrensablauf werden zunächst die längeren und dann die kürzeren Fasern bearbeitet. Man kann jedoch auch umgekehrt vorgehen, was anhand der Fig. 7 bis 12 deutlich gemacht wird. Dabei werden dieselben Druckelemente 23, 33, 43, 53 wie in Fig. 2 bis 5 eingesetzt, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Zunächst wird das Borstenfeld 2 vorzugsweise mit einem geraden Fräser 211 auf höchstem Niveau 10 eben abgeschert (Fig. 7 und 19). Anschließend werden alle Fasern 52′, die bei dem fertigen Borstenprofil die vier höchsten Niveaus bilden sollen, mit den Druckelementen 53 senkrecht zur Zeichenebene ausgelenkt (Fig. 8). Die nichtausgelenkten Fasern 51′ werden nun in Höhe des fünfthöchsten Profilierungsniveaus 50 erneut mit einem geraden Fräser 211 geschert.

In das Borstenfeld werden danach schmalere Druckelemente 43 eingefahren, mit denen die Fasern 42′ der drei höchsten Profilierungsniveaus ausgelenkt werden (Fig. 9). Anschließend werden die übrigen Fasern 41′ in Höhe des vierthöchsten Profilierungsniveaus 40 mit einem geraden Fräser 211 geschert. Das dritthöchste Profilierungsniveau 30 und das zweithöchste Profilierungsniveau 20 werden nun in gleicher Weise in das Borstenfeld 2 eingebracht, wobei jeweils die Breite der Druckelemente 33, 23 passend zu dem gewünschten Profilquerschnitt gewählt wird (Fig. 10 und 11). Das fertig profilierte Borstenfeld (Fig. 12) weist dann wiederum ein feingestuftes Profil auf, bei dem alle Fasern 4 rechtwinklig abgeschnitten sind (Fig. 26).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Druckelemente 23, 33, 43, 53 (Fig. 2 bis 5 bzw. 8 bis 11) und die Bearbeitungsstationen 210, 220 (Fig. 19) ortsfest angeordnet und die Zahnbürste 1 ist relativ zu diesen senkrecht zur Zeichenebene (Fig. 2 bis 5 bzw. Fig. 8 bis 11) beweglich. Hierdurch kann die ohnehin erforderliche Transportbewegung der Zahnbürste dazu genutzt werden, bei den in Fig. 2 bis 5 bzw. Fig. 8 bis 11 gezeigten Arbeitsschritten die jeweils benötigten Druckelemente 23, 33, 43, 53 in das Borstenfeld 2 einzufahren, die Fasern 22, 32, 42, 52 bzw. 22′, 32′, 42′, 52′ auszulenken und außerdem den Arbeitsvorschub zu realisieren. Durch diese Maßnahme ergibt sich ein kontinuierlicher Arbeitsablauf und außerdem eine gleichmäßige Vorschubbewegung für die Zahnbürsten 1; eine Rücklaufbewegung wird vermieden.

Bei einer besonders vorteilhaften Form der Erfindung werden die nicht ausgelenkten Fasern bei jedem der in Fig. 2 bis 5 bzw. 8 bis 11 gezeigten Arbeitsschritte nach dem Fräsen mit einer Schleifscheibe 211 (Fig. 19) an ihren freien Enden gerundet. In diesem Fall folgt auf jede Frässtation 210 eine Schleifstation 220, was in Fig. 19 für einen der Arbeitsschritte dargestellt ist.

Fig. 26 zeigt eine Seitenansicht der freien Enden der Fasern nach dem Fräsvorgang, bei dem die freien Faserenden 5 stumpf abgeschnitten werden. Durch den nachfolgenden Schleifprozeß können die Faserenden 5 völlig gleichmäßig gerundet werden (Fig. 29). Die mit dem Verfahren erzielbare hohe Fertigungsqualität wird aus einem Vergleich mit Fig. 27 deutlich, in der eine Seitenansicht einer mit einem 45°- Profilfräser abgeschnittenen Faser 4 abgebildet ist, die auch durch anschließendes Schleifen ihres freien Endes 5 nicht mehr ausreichend gerundet werden kann (Fig. 29).

Damit sichergestellt ist, daß beim Fräsen und beim Schleifen genau dieselben Fasern erfaßt werden, verfügen die Frässtation 210 und die Schleifstation 220 über gemeinsame, durchlaufende Druckelemente 201 mit Seitenführungen 202, mit denen die Zahnbürsten 1 während der Bearbeitung sowie während des Transports von der Frässtation 210 zur Schleifstation 220 in ständigem Eingriff stehen (Fig. 19).

Bei einer vereinfachten Ausführungsform der Druckelemente 201 sind die Druckelemente 201 nur im Arbeitsbereich der betreffenden Bearbeitungsstationen 210, 220 ausgebildet, während die Seitenführungen 202 die Arbeitsstationen 210, 220 durchgängig untereinander verbinden. Die Druckelemente 201 und/oder die Seitenführungen 202 können in diesem Fall zu einem flexiblen Paket untereinander verbunden werden, das gegenüber den Bearbeitungsstationen 210, 220 leicht ausgerichtet werden kann.

Soll die Zahnbürste in mehreren Richtungen profiliert werden, z. B. in Querrichtung (Fig. 22, 23) und in Längsrichtung (Fig. 24, 25), müssen Druckelemente (23, 33, 43, 53 bzw. 123′, 133′, 143′, 153′) vorhanden sein, die in unterschiedliche Richtung, also z. B. in Längs- oder Querrichtung, in das Borstenfeld eingebracht werden können, damit die Fasern in der jeweiligen Richtung ausgelenkt werden können. Die Zahnbürste 1 wird dann sinnvollerweise so orientiert, daß eines der Profile, z. B. das Querprofil (Fig. 22, 23), mit seiner Längsrichtung in Transportrichtung 203 (Fig. 19) der Zahnbürste 1 ausgerichtet ist. Die Druckelemente 23, 33, 43, 53 für diese Profilrichtung können dann ortsfest zu den Bearbeitungsstationen 210, 220 angebracht werden. Die Druckelemente 123′, 133′, 143′, 153′ (Fig. 14 bis 17) für das Längsprofil (Fig. 24, 25) können zwar ebenfalls ortsfest zur Bearbeitungsstation sein, müssen jedoch zusätzlich eine Verschiebevorrichtung aufweisen, mit der sie in Längsrichtung 106 des Längsprofils gegenüber der Zahnbürste 1 verschiebbar sind. Da die Druckelemente 123′, 133′, 143′, 153′ anders als die in Transportrichtung 203 verlaufenden Druckelemente 23, 33, 43, 53, erst in der jeweiligen Bearbeitungsstation 210, 220 in das Borstenfeld 2 einfahren, muß das betreffende Arbeitswerkzeug 211, 221 vor dem Einfahren der Zahnbürste 1 in die Bearbeitungsstationen 210, 220 so weit nach unten fahren, daß sichergestellt ist, daß die noch nicht ausgelenkten Borsten nicht mit den Bearbeitungswerkzeugen 211, 221 in Berührung geraten. Erst nachdem die Druckelemente 123′, 133′, 143′, 153′ in das Borstenfeld 1 eingefahren sind, kann das jeweilige Arbeitswerkzeug 211, 221 auf die gewünschte Arbeitshöhe gefahren werden.

Der Ablauf dieses Verfahrens ist in Fig. 13 bis 18 am Beispiel einer Zahnbürste 1, deren Borstenfeld 2 in Längsrichtung profiliert wird, dargestellt.

Zunächst wird das Borstenfeld 2 vorzugsweise mit einem geraden Fräser 211 (Fig. 19) auf höchstem Niveau 110 (Fig. 13) eben abgeschert. Anschließend werden alle Fasern 152′, die bei dem fertigen Borstenprofil die vier höchsten Niveaus bilden sollen, mit den Druckelementen 153 senkrecht zur Zeichenebene ausgelenkt (Fig. 14). Dann wird der Fräser 211 nach oben gefahren und die nichtausgelenkten Fasern 151′ werden in Höhe des fünfthöchsten Profilierungsniveaus 150 erneut geschert. Danach wird der Fräser 211 wieder mindestens bis zum Niveau 110 nach unten gefahren, damit die Druckelemente 153′ senkrecht zur Zeichenebene aus dem Borstenfeld 2 herausgefahren werden können, ohne daß die Fasern 152′ mit dem Fräser 211 in Berührung geraten.

Danach werden in das Borstenfeld schmalere Druckelemente 143 (Fig. 15) eingefahren, welche die Fasern 142′ der drei höchsten Profilierungsniveaus auslenken. Das Bearbeitungswerkzeug wird anschließend bis zum Niveau 140 nach oben gefahren und die Fasern des vierthöchsten Profilierungsniveaus werden geschert. Danach fährt das Bearbeitungswerkzeug wiederum mindestens bis zum Niveau 110 nach unten, damit die Fasern 142′ beim Entfernen der Druckelemente 143 nicht mit dem Bearbeitungswerkzeug in Berührung geraten.

Nachfolgend werden die Fasern des dritthöchsten Profilierungsniveaus 130 und des zweithöchsten Profilierungsniveaus 120 in gleicher Weise bearbeitet, wobei jeweils ein Teil 132′, 122′ des Borstenfeldes 2 ausgelenkt wird (Fig. 16, 17). Das fertig profilierte Borstenfeld (Fig. 18) weist dann ein feingestuftes Profil auf mit rechtwinklig abgeschnitten Fasern 4 auf (Fig. 26).

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Orientierung der Zahnbürste 1 gegenüber der Transportrichtung 203 der Zahnbürste 1 so verändert werden, daß das jeweils einzubringende Profil mit seiner Längsrichtung in Transportrichtung 203 ausgerichtet ist. Durch diese Maßnahme können alle Druckelemente 23, 33, 43, 53, 123′, 133′, 143′, 153′ ortsfest angeordnet werden. Die oben erwähnten Verschiebevorrichtungen für die Druckelemente 123′, 133′, 143′, 153′ können somit entfallen. Außerdem brauchen die Arbeitswerkzeuge 211, 221 keine Zustellbewegung auszuführen. Die drehbare Spannvorrichtung erfordert jedoch eine in bezug zur Drehachse möglichst exakte Einspannung der Zahnbürste 1, damit das Borstenfeld 2 durch den Drehvorgang nicht in unerwünschter Weise seitlich verschoben wird.

Die Fig. 31 und 32 zeigen einen Werkstückhalter 6 zum Einspannen einer zu bearbeitenden Bürste 1, dem ein verstellbares Druckelement 7 zugeordnet ist. Mit Hilfe dieses verstellbaren Druckelementes lassen sich, wie in Fig. 33 bis 36 erkennbar, Profilierungen in das Borstenfeld einbringen, so wie dies auch mit den in Fig. 13 bis 18 gezeigten Druckelementen 153, 143, 133 und 132 möglich ist. Anstatt dieser vier unterschiedlich ausgebildeten beziehungsweise angeordneten Druckelemente besteht bei dem Druckelement 7 die Möglichkeit, dieses zu verstellen und dann in jeweils verstellter Lage in das Borstenfeld 2 einzufahren, wobei unterschiedliche Borstenfeldteilbereich weggedrückt werden. Bei dem in Fig. 31 und 32 erkennbaren Werkstückhalter 6 liegt der Zahnbürstenkopf 9 stirnseitig an einem prismatischen Anschlag 9 an und zusätzlich ist der Bürstenkörper in seinem Halsbereich durch verschwenkbare Klemmelemente 12 gehalten. In Fig. 31 befindet sich das Druckelement 7 in Ausgangslage. Das Druckelement 7 ist etwa gabelartig mit zwei in seinem Abstand gemäß den Doppelpfeilen Pf1 verstellbaren Eingreifzinken 13 ausgebildet. Diese haben zueinanderweisende, das zu bearbeitende Borstenteilfeld in Eingriffslage seitlich begrenzende Innenseiten 14, an die sich unterseitig beziehungsweise in Arbeitsstellung dem Bürstenkörper zugewandt, winklig zu den Innenseiten 14 verlaufende Druckflächen anschließen. Diese Druckflächen halten die seitlich ausgelenkten Borstenbündel oder Fasern in Auslenklage.

Am vorderen Eingreifende der Eingreifzinken 13 befinden sich etwa schneidenförmige und etwa parallel zu den Borstenbündeln 15 orientierte Eintrittskanten 16.

Zum Verstellen der beiden Eingreifzinken 13 können diese mit einem Hubantrieb verbunden sein, der im Ausführungsbeispiel durch eine Gewindespindel 19 mit einem rechtsgängigen und einem linksgängigen Gewindeabschnitt realisiert sein kann. Diese Gewindespindel kann mit einem entsprechenden Stellantrieb verbunden sein.

Das verstellbare Druckelement 7 ist auf einem Schlitten 17 quer zur vorgesehenen Profilierungsrichtung verfahrbar entsprechend dem Doppelpfeil Pf2 angeordnet.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist, wie gut in Fig. 33 bis 36 erkennbar, eine quer zur Längserstreckung des Bürstenkörpers verlaufende, stufenförmige Innenprofilierung vorgesehen. Dementsprechend fährt das Druckelement für eine solche Profilierung in Längsrichtung der Zahnbürste beziehungsweise des Zahnbürstenkörpers ein. Es sei erwähnt, daß genauso gut auch Profilierungen in Längsrichtung, wie dies in Fig. 6 beziehungsweise 26 erkennbar ist, möglich sind. In diesem Falle wäre die Bürste gegenüber der in Fig. 31 und 32 gezeigten Lage um 90 Grad gedreht eingespannt. Es wäre dann auch erforderlich, jeweils ins Längsrichtung der Bürste eine Positionierung entsprechend den vorgesehenen Profilabschnitten vorzunehmen.

In der in Fig. 31 und 32 gezeigten Stellung der Eingreifzinken 13 ist zwischen den Innenseiten 14 nur ein vergleichsweise schmaler Spalt gebildet, so daß beim Einfahren der Eingreifzinken 13 in das Borstenfeld 2 nur nahe der Mittellängslinie liegende Borsten-Fasern stehen bleiben und die seitlich dieses Bereiches befindlichen Borstenbündel beziehungsweise Fasern nach außen umgelegt werden. In der in Fig. 32 gezeigten Eingriffslage sind die seitlich des durch die Innenseiten 14 begrenzte Spaltes befindlichen Borstenbündel beziehungsweise Fasern seitlich ausgelenkt, und es stehen nur noch im mittleren Reihenbereich Fasern zur Bearbeitung vor. Wenn diese Fasern durch Abscheren und Schleifen bearbeitet sind und das Druckelement 7 wieder in Ausgangslage (Fig. 31) zurückgefahren ist, weist das Borstenfeld 2 die in Fig. 33 erkennbar Form auf.

Die Eingreifzinken 13 können anschließend etwas weiter nach außen verstellt werden und fahren dann wieder in das Borstenfeld 2 ein. Es werden dann nur noch weiter außen liegende Borstenbündel oder Faserreihen seitlich ausgelenkt und durch Bearbeiten mit Hilfe eines Fräsaggregates und/oder eines Schleifaggregaten werden dann die vorstehenden Borsten oder Fasern bearbeitet. Dieses Bearbeiten erfolgt dann mit etwas größerem Abstand zur Bürste, was durch Verstellen des Werkstückhalters 6 oder aber der Bearbeitungsaggregate erfolgen kann. Durch diese Abstandsänderung und auch Abstandvergrößerung der Eingreifzinken 13 ergibt sich nach Fertigbearbeitung die stufenförmige Profilierung gemäß Fig. 34.

Diese Arbeitsgänge mit jeweils unterschiedlichen Abständen der beiden Eingreifzinken 13 einerseits und anders eingestelltem Höhenniveau der Bearbeitungsaggregate andererseits werden entsprechend dem vorgegebenen Profil des Borstenfeldes 2 wiederholt, bis sich beispielsweise die in Fig. 36 erkennbare Profilierung ergibt.

Die Fig. 37 und 38 zeigen einen Werkstückhalter 6a, der prinzipiell wie der Werkstückhalter 6 in den Fig. 31 und 32 aufgebaut ist. Auch hier sind zum Einspannen einer Zahnbürste 1 Klemmelemente 12 und ein Anschlag 9 vorhanden. Bei der hier eingespannten Zahnbürste 1 ist erkennbar, daß das Borstenfeld 2 nicht in geraden Linien angeordnete Borstenbündelreihen sondern zumindest in den äußeren Bereichen kurvig verlaufende Bündelreihen aufweisen.

Um nun auch solche Borstenfelder mit in Kurvenlinien verlaufenden Bündelreihen profilieren zu können, ist für die Eingreifzinken 13 eine Kurvenführung 18 vorgesehen. Diese ist so ausgebildet, daß die Eintrittskanten 16 beim Einfahren in das Borstenfeld 2 eine dem Verlauf der Borstenbündelreihen entsprechende Seitenbewegung durchführen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist gut erkennbar, daß bei der dort vorgenommenen Einstellung jeweils die äußeren Bündelreihen nach außen umgelegt werden. Nach der Bearbeitung der übrigen Borstenbündel ergibt sich dann eine Profilierung der Zahnbürste entsprechend Fig. 40. Fig. 39 zeigt den Ausgangszustand der Zahnbürste 1.

Prinzipiell könnte eine solche, an den Verlauf der Borstenbündelreihen angepaßte Seitenbewegung der Eintrittskanten 16 beim Einfahren in das Borstenfeld auch mit den in Fig. 31 und 32 gezeigten Eingreifzinken erfolgen, indem während des Einfahrens eine entsprechende Hubverstellung gemäß den Pfeilen Pf1 erfolgt.

In diesem Falle müßte der Antrieb für die Gewindespindel 19 mit einem Positionierantrieb verbunden sein, der während des Einfahrens der Eingreifzinken eine entsprechende Verstellung in Seitenrichtung in Anpassung an den Verlauf der Bündelreihen vornimmt.

In Fig. 37 und 38 ist diese Seitenbewegung gemäß den Pfeilen Pf1 mit der Einfahrbewegung der Eingreifzinken in das Borstenfeld 2 gekoppelt.

Dazu sind die Eingreifzinken 13 an ihren den Eintrittskanten 16 abgewandten Enden um Schwenklagerungen 25 schwenkbar gelagert. Die Steuerung dieser Schwenkbewegung erfolgt über Steuerkurven 26 in den Eingreifzinken 13, wobei in diese Steuerkurven 26 feststehende Führungsstifte 27 eingreifen.

Die Steuerkurven 26 haben einen komplementären Verlauf, so daß sich beim Einfahren der Eingreifzinken 13 in das Borstenfeld 2 entgegengesetzte Bewegungen der Eintrittskanten 16 einstellen. Der Verlauf der Steuerkurven 26 ist an den Verlauf der Borstenbündelreihen angepaßt. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Eingreifzinken 13 gegen solche mit anderen Steuerkurven 26 ausgewechselt werden in Anpassung an andere Borstenfeld-Formen.

Fig. 41 zeigt etwas schematisiert eine Nachbearbeitungsmaschine 28, bei der Druckelemente, vorzugsweise verstellbare Druckelemente 7 einem Teil der Werkstückhalter 6 zugeordnet sind und mit diesen im vorliegenden Falle über drei Bearbeitungsstationen mitlaufen. Die Druckelemente 7 laufen hierbei mittels einer Rücktransporteinrichtung 29 über einen Rücktransportweg um.

Bei den drei Bearbeitungsstationen, wo den Werkstückhaltern 6 Druckelemente 7 zugeordnet sind, kann zunächst ein Abscheren und dann ein Schleifen der Borstenbündel erfolgen. Ist mit einer ersten Einstellung der Druckelemente 7 ein solcher Bearbeitungsdurchlauf abgeschlossen, werden die Druckelemente verstellt und fahren dann wieder in die Borstenfelder der Bürsten ein. Es wiederholen sich dann mit jeweils anderen Einstellungen diese Arbeitsabläufe, bis die vorgesehene Profilierung in das Borstenfeld eingebracht ist. Die mit den Werkstückhaltern 6 mit laufenden Druckelemente haben den Vorteil, daß jeweils die in einem ersten Bearbeitungsschritt zum Beispiel abgeschorenen Fasern in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt, insbesondere beim Schleifen in praktisch unveränderter Lage bleiben.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 41 sind vier Druckelemente 7 vorgesehen, von denen jeweils drei in Arbeitsstellung sind und das vierte Druckelement sich auf dem Rücktransportweg befindet. Eine solche Anzahl von Druckelementen ist insbesondere dann sinnvoll, wenn bei einer ersten Station ein Abscheraggregat und in den beiden nachfolgenden Stationen jeweils Schleifaggregate vorgesehen sind.

Die Bearbeitungsaggregate sind hier der Übersichtlichkeit halber weggelassen, wobei aber trotzdem die Abscher- oder Frässtation mit 210 und die beiden Schleifstationen mit 220 bezeichnet sind.

Nach der Bearbeitung der Bürste bei der zweiten Schleifstation 220 wird das Druckelement 7 in die Rücktransporteinrichtung 29 gebracht und zwei Stationen zurück zur Abscherstation 210 transportiert.

Der Rücktransport der Druckelemente 7 kann über ein Mitnahmeband erfolgen, welches nach dem Einschieben eines Druckelementes dieses um zwei Stufen zurückfährt und dort anhält. Das Druckelement wird anschließend einem nachfolgenden Werkstückhalter 6 zugeordnet. Gleichzeitig wird dann am anderen Ende bei der Schleifstation 210 ein Druckelement 7 in die Rücktransporteinrichtung 29 eingeführt.

Fig. 42 zeigt noch eine Nachbearbeitungsmaschine 28a, bei der die Bürsten jeweils bei einer Bearbeitungsstation bezüglich des Abscherens und Schleifens und Einbringen eines Profilen fertig bearbeitet werden. In Fig. 42 ist eine Synchron- Bearbeitung gleichzeitig bei drei solcher Bearbeitungsstationen vorgesehen. Prinzipiell gilt das nachfolgende Bearbeitungsverfahren jedoch auch für eine einzige, zwei oder mehr als drei solcher Bearbeitungsstationen. Jeder dieser Bearbeitungsstationen ist ein Abscheraggregat 34, ein Schleifaggregat 35 sowie ein vorzugsweise verstellbares Druckelement 7 (hier nicht erkennbar) zugeordnet. Diese Aggregate sind so dimensioniert, daß sie auch mehrere Bürsten gleichzeitig bearbeiten können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind jeweils Werkstückhalter 6 mit Doppelspannungen für zwei Zahnbürsten 1 vorgesehen.

Die Bearbeitungsaggregate 34, 35 und gegebenenfalls auch die verstellbaren Druckelemente 7 befinden sich auf einem gemeinsamen Aggregatetisch 36 und führen bevorzugt synchrone Arbeitsbewegungen durch. Der Aggregatetisch 36 selber ist in eine Arbeitsposition und in eine Weitertransportposition verstellbar.

In der Arbeitsposition werden zunächst die verstellbaren Druckelemente 7 in einer ersten Profilierstellung in das Borstenfeld 2 eingefahren und anschließend kann die Bearbeitung der nicht ausgelenkten Borsten nacheinander mit Hilfe der Abscheraggregate 34 und dann mit einem oder mehreren Schleifaggregaten 35 erfolgen. Danach werden die verstellbaren Druckelemente 7 aus dem Borstenfeld 2 herausgefahren, verstellt und in der nächsten Arbeitsposition wieder ins Borstenfeld 2 eingebracht. Es erfolgt dann wiederum in zwei Arbeitsgängen das Abscheren und Beschleifen der nicht ausgelenkten Borsten beziehungsweise Fasern. In den einzelnen Bearbeitungsstufen können die Abscheraggregate 34 und die Schleifaggregate 35 jeweils in unterschiedlichen Höhenpositionen relativ zur Bürste eingestellt werden.

Durch die bleibende Zuordnung der Druckelemente 7 während der unterschiedlichen Bearbeitung mit Abscheraggregat und Schleifaggregat bleibt jeweils exakt der gleiche Borstenfeld- Teilbereich in Bearbeitungsstellung.

Werden keine verstellbaren Druckelemente 7 verwendet, können auch mehrere Aggregatetische 36 nebeneinander angeordnet sein, wobei dann im Bereich eines Aggregatetisches 36 jeweils nur die Fertigbearbeitung eines Borstenteilfeldes vorgenommen wird, während zur Profilierung des Borstenfeldes mit mehreren Profilierungsstufen, eine weitere Profilierungsstufe dann im Bereich eines benachbarten Aggregatetisches 36 mit entsprechend anders eingestellten beziehungsweise anderen Druckelementen vorgenommen wird.

Bei der in Fig. 43 gezeigten Anordnung befinden sich die Druckelemente 7a ortsfest bei den Bearbeitungsstationen, wobei in diesem Ausführungsbeispiel ein Abscheraggregat und zwei Schleifaggregate 35 als Bearbeitungsstationen strichliniert angedeutet sind. Die Aggregate selbst würden sich in der Darstellung gemäß Fig. 43 unterhalb der Zeichenebene befinden.

Die Druckelemente 7a sind im Ausführungsbeispiel in einen Druckelementehalter 37 integriert und als Längsnuten 45 ausgebildet. Jeweils benachbart zu diesen Längsnuten 45 befinden sich weitere Längsnuten 46, die im Bereich der Bearbeitungsaggregate 34, 35, diesen Aggregaten zugewandt Durchtrittsschlitze 47 aufweisen, so wie dies gut in Fig. 43 erkennbar ist.

Die Druckelemente 7a sind über den Druckelementehalter 37 beweglich gelagert. Im Ausführungsbeispiel ist eine Schwenklagerung 38 an dem den Einführenden 39 abgewandten Enden der Druckelemente 7a an dem Druckelementehalter vorgesehen. Diese Schwenklagerung 38 könnte sich auch an anderer Stelle des Druckelementehalters 37 befinden, wobei beachtet werden muß, daß die Einführenden 39 eine dem Verlauf der Borstenbündelreihen 44 entsprechende Einfädelbewegung durchführen können. Im weiteren Verlauf der Druckelemente sollte die Bewegung dann aber möglichst klein sein, insbesondere auch um ein Herausrutschen von in Druckelementen befindlichen Borstenbündeln zu vermeiden.

In der Unterseitenansicht des Druckelementehalters 37 ist auch gut zu erkennen, daß die Längsnuten 45, 46 durchgehend ausgebildet sind. Dadurch können z. B. auf einem Transportband zugeförderte Bürsten an den Bearbeitungsstationen vorbei durchlaufend weitertransportiert werden.

Wie bereits vorerwähnt, ist der Druckelementehalter 37 um die Schwenklagerung 38 hin und her verschwenkbar. Dementsprechend führen auch die Einführenden 39 der Druckelemente 7a, die im Ausführungsbeispiel durch die Nuten 45 gebildet sind, eine entsprechende Pendelbewegung aus. Diese Pendelbewegung ist so bemessen, daß auch Borstenbündel, die nicht in einer geraden Reihe, sondern wie im gezeigten Ausführungsbeispiel zickzackförmig angeordnet sind, von den Druckelementen 7a erfaßt werden. Die nicht zu bearbeitenden Borstenbündel 15 werden dabei während der Zuführbewegung des Werkstückhalters 6 in die Nuten 45 und die zu bearbeitenden Borstenbündel 15a in die Nuten 46 eingefädelt.

Um diesen Einfädelvorgang zu begünstigen, sind die Längsnuten 45, 46 zum Einführende hin durch U-förmige Schienen 56 etwas verlängert, wobei der U-Quersteg 57 vor den Einführenden endet. Dadurch werden die Borstenbündel zunächst nur seitlich geführt in die Schienen aufgenommen und erst danach beim Auftreffen auf den U- Quersteg seitlich umgelegt.

Die Seitenwände und der U-Quersteg der Schienen 56 befinden sich in Fluchtrichtung der Wandungen der Längsnuten 45 bzw. 46.

Die Zuführbewegung des Werkstückhalters 6 ist durch den Pfeil Pf3 gekennzeichnet und die Hin- und Her-Pendelbewegung der Einführenden 39 der Druckelemente 7a durch den Doppelpfeil Pf4.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Positionierbewegung der Druckelemente 7a entsprechend dem Pfeil Pf4 aus der Zuführbewegung (Pf3) der Werkstückhalter 6 abgeleitet. Dazu ist am Druckelementehalter 37 eine Kurvenführung 48 vorgesehen, wobei der Kurvenverlauf der Anordnung der in einer Reihe beispielsweise zickzackförmig stehenden Borstenbündel 15 entspricht. Die Länge der Kurvenführung 48 entspricht der Länge der auf zufädelnden Borstenbündelreihe.

An diesen Einfädelabschnitt 49 schließt sich ein gerader, durchgehender Führungsabschnitt 54 an, in dem keine Pendelbewegung des Druckelementehalters 37 mehr erfolgt, da in diesem Bereich die Borstenbündel sich jeweils in den Längsnuten 45 bzw. 46 befinden.

Die Werkstückhalter 6 weisen jeweils ein in die Kurvenführung 48 passendes Abtastelement 55 auf, daß im einfachsten Falle als Stift ausgebildet ist. Um den Verschleiß gering zu halten, könnte auf den Bolzen auch ein Wälzlager aufgesetzt sein, das dann in die Kurvenführung bzw. auch den sich daran anschließenden, geraden Führungsabschnitt paßt. Die Kurvenführung 48 mit dem sich anschließendem Führungsabschnitt 54 ist als Nut ausgebildet, die ebenfalls, wie die Längsnuten 45, 46 von der gleichen Flachseite her in den plattenförmigen Druckelementehalter 37 eingebracht ist.

Bei einer Zahnbürste 1 mit dem in Fig. 46 gezeigten Borstenbündelprofil sind in Längsrichtung nebeneinander jeweils Zickzackreihen von Borstenbündeln vorgesehen, die abwechselnd unterschiedliche Längen haben. Die längeren Borstenbündel sind mit 15 und die kürzeren mit 15a gekennzeichnet.

Sind wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, ein Abscheraggregat 34 sowie anschließend zwei Schleifaggregate 35 vorgesehen, so können die Bürsten mit gleich langen Borstenbündeln etwa entsprechend den Borstenbündeln 15 zugeführt werden.

Zunächst werden mit den Einführenden 39 der Druckelemente 7a in die Längsnuten 45 die später längeren Borstenbündel 15 und in die Längsnuten 46 die Borstenbündel 15a eingefädelt.

Die Position der Einführenden 39 und die Lage der Kurvenführung 48 bzw. des darin eingreifenden Abtastelementes 55 sind so aufeinander abgestimmt, daß zunächst die erste Seitenreihe der Borstenbündel 15, 15a aufgenommen und dann die Pendelbewegung entsprechend dem Pfeil Pf4 bzw. entsprechend dem Verlauf der Borstenbündel-Querreihen erfolgt. Die Höhenlage der zugeführten Zahnbürsten 1 relativ zu dem Druckelementehalter 37 ist so vorgesehen, daß die in die Längsnuten 45, 46 aufgenommenen Borstenbündel seitlich umgelegt werden.

Im weiteren Verlauf gelangen dann die später kürzeren Borstenbündel 15a in den Bereich der Durchtrittsschlitze 47 und stellen sich dort auf. Wie gut in Fig. 45 erkennbar, bleiben die anderen Borstenbündel 15 niedergehalten, während die sich aufgestellten Borstenbündel 15a bei dem Abscheraggregat 34 in gewünschtem Maße gekürzt werden. Im weiteren Verlauf gelangen dann diese gekürzten Borstenbündel 15a nacheinander zu den Schleifaggregaten 35, wo ein Schleifen und Abrunden der Nutzungsenden erfolgt. Die Endbearbeitung der bis dahin niedergehaltenen Borstenbündel 15 kann bei nachfolgenden Schleifaggregaten (hier nicht dargestellt) vorgenommen werden.

Erwähnt sei noch, daß bei dem Einfädelabschnitt 49 auch ein auswechselbares Einsatzteil vorgesehen sein kann, in dem dann jeweils zu einer vorhandenen Bündelanordnung passende Kurvenführungen enthalten sind. Es ist so auf einfache Weise eine Umstellung auf unterschiedliche Borstenfelder möglich. Die anhand der Fig. 43 bis 45 beschriebene Vorrichtung eignet sich gleichermaßen auch für Borstenbündelreihen, die in Längsrichtung oder Querrichtung beispielsweise zickzackförmig oder anderweitig abweichen von einer geraden Anordnung positioniert sind.

Claims (43)

1. Verfahren zum Einbringen von Profilierungsabschnitten (3) in Borstenfelder (2) von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten (1), bei dem die das Borstenfeld (2) bildenden Fasern nur in einem bestimmten Teil des Borstenfeldes (2) mit der Bearbeitungsebene (20) eines Bearbeitungs­ werkzeuges (211, 221) in Eingriff stehen und bei dem in dem übrigen Teil, in dem die Fasern nicht mit der Bearbeitungsebene (20) in Eingriff stehen, die Fasern zumindest in bestimmten Bereichen durch im wesentlichen seitliches Auslenken ihrer freien Enden mit Abstand zur Bearbeitungsebene (20) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß in diesen Bereichen die Fasern im wesentlichen in Längsrichtung des jeweiligen Borstenfeld­ teilbereichs (22) ausgelenkt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Auslenkens eines Teils der das Borstenfeld (2) bildenden Fasern zumindest ein Teil der übrigen Fasern mit unterschiedlichen und/oder verschiedenen Bearbeitungs­ werkzeugen (211, 221) bearbeitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht zu bearbeitenden Fasern in Auslenklage gebracht werden und anschließend die zu bearbeitenden Fasern abgeschert werden, daß die Auslenklage beibehalten wird und daß anschließend die abgescherten Fasern geschliffen und verrundet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Borstenfeld (2) in mehreren Bearbeitungsgängen Fasern aus einem anderen Borstenfeldteilbereich (21, 31, 41, 51) bearbeitet werden und ein aus mehreren Profilierungsabschnitten (3) bestehendes Profil eingearbeitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bearbeitenden Fasern nach dem Auslenken der nicht zu bearbeitender Fasern zunächst gekürzt und dann an ihren freien Enden gerundet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Bearbeitungsstation nicht zu bearbeitende Fasern aus dem Bearbeitungsbereich seitlich ausgelenkt werden, daß dann die in den Bearbeitungsbereich ragenden Fasern nacheinander in mehreren Bearbeitungsgängen fertig bearbeitet werden und daß dann in einem oder mehreren weiteren Arbeitsgängen gegebenenfalls andere, in diesen Arbeitsgängen jeweils nicht zu bearbeitende Fasern ausgelenkt und die dann jeweils in den Bearbeitungsbereich ragenden Fasern bearbeitet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nicht zu bearbeitende Fasern in Auslenklage gehalten werden und die Bürste mehreren Bearbeitungsstationen nacheinander zugeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kürzen der Fasern ein rotierender Fräser (211) und zum Runden der Fasern eine Schleifscheibe (221) verwendet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kürzen und zum Runden der Fasern dasselbe Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise eine Schleifscheibe (221), verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste (1) während des Bearbeitungsvorganges relativ zur ortsfesten Bearbeitungsmaschine (200) bewegt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kurve verlaufende Borstenbündel-Reihen durch entsprechend dem Kurvenverlauf gesteuert seitlich einführbare Elemente ausgelenkt werden und die nicht ausgelenkten Borstenbündel oder Fasern bearbeitet werden.

12. Vorrichtung zum Einbringen von Profilierungsabschnitten (3) in Borstenfelder (2) von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslenken eines Teils der das Borstenfeld (2) bildenden Fasern wenigstens ein diese Fasern im wesentlichen an ihren freien Endbereichen beaufschlagendes Druckelement (23) vorgesehen ist, und daß das Druckelement (23) und die Bürste (1) in Profilierungslängsrichtung relativ zueinander verschiebbar sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (23) den auszulenkenden Borstenfeld­ teilbereich (22) zumindest teilweise nach unten hin abdeckt und daß Seitenführungen (24) vorhanden sind, die ein seitliches Ausweichen der Fasern aus dem auszulenkenden Borstenfeldteilbereich (22) verhindern.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bearbeitungsstationen (210, 220) vorhanden sind, die über wenigstens ein gemeinsames Druckelement (201) oder wenigstens eine gemeinsame Seitenführung (202) für die auszulenkenden Fasern verfügen, und daß, während sich die Bürste (1) innerhalb einer der Bearbeitungsstationen (210, 220) oder zwischen diesen befindet, das Druckelement (201) und/oder die Seitenführung (202) mit dem Borstenfeld (2) in ständigem Eingriff steht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bürste (1) mehrere Druckelemente (201) und/oder Seitenführungen (202) vorhanden sind und daß die Druckelemente (201) und/oder die Seitenführungen (202) untereinander verbunden sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (201) und/oder die Seitenführungen (202) symmetrisch aufgebaut sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (23, 201) und die Seitenführungen (24, 202) in Bezug auf die Bearbeitungsstationen (210, 220) ortsfest angeordnet sind, und die Bürste (1) in Bezug zu diesen beweglich ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (7a) mit Seitenführungen den Bearbeitungsstationen ortsfest zugeordnet und bei diesen beweglich angeordnet sind und mit einer Positioniervorrichtung verbunden sind zum seitlichen Positionieren des oder der Druckelemente entsprechend dem Verlauf der auszulenkenden Borstenbündelreihen (44).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckelemente (7a) seitlich verschwenkbar oder seitlich linear verschiebbar gelagert sind und daß für eine Positionierbewegung der Druckelemente eine aus der Zuführbewegung abgeleitete Antriebsübertragung zwischen einem Druckelementehalter (37) oder dergleichen und dem die zu bearbeitende Bürste (1) haltenden Werkstückhalter (6) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsübertragung an einem der Halter (37,6) eine vorzugsweise auswechselbare Kurvenführung (48) und am anderen Halter ein in die Kurvenführung eingreifendes Abtastelement (55) aufweist, und daß die Positionierbewegung des oder der Druckelemente durch die Relativbewegung zwischen Werkstückhalter und Druckelementehalter beim Zuführen des Werkstückhalters erfolgt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenführung (48) ein Schlitz oder dergleichen und das Abtastelement (55) ein vorzugsweise mit einem Wälzlager versehener Bolzen oder dergleichen ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckelemente für ein Borstenfeld nebeneinander angeordnet und gemeinsam positionierbar sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckelemente für ein Borstenfeld nebeneinander angeordnet sind und zumindest teilweise voneinander getrennte und unabhängige Positionierantriebe aufweisen.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ortsfesten, positionierbaren Druckelemente über eine oder mehrere Bearbeitungsstationen (34, 35) erstrecken.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckelementehalter (37) eine Platte aufweist mit auf einer Flachseite befindlichen, nebeneinander etwa entsprechend der Anordnung benachbarter Borstenbündelreihen angeordneten Nuten (45, 46) und daß diejenigen Nuten (46) im Bereich von Bearbeitungsstationen Durchtrittsschlitze (47) für Borstenbündel zur anderen Platten-Flachseite aufweisen, in denen zu bearbeitende Borstenbündel (15a) geführt sind.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenführung (48) durch eine in der Druckelementehalter-Platte befindliche Steuernut gebildet ist, an die sich vorzugsweise ein gerade verlaufender, insbesondere durchgehender Nutabschnitt (54) anschließt.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (45, 46) im Druckelementehalter durchgehend ausgebildet sind.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zusätzliche Bearbeitungsstation vorhanden ist, vorzugsweise eine, bei der der Abstand der Bearbeitungsebene (150) zum Borstenfeld (2) einstellbar ist, und daß die Bearbeitungsstation über wenigstens ein Druckelement (153′) verfügt, das gegenüber der Bürste (1) verfahrbar ist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der Bürste (1) in Bezug auf die Druckelemente (23, 153′, 201) und/oder die Seitenführungen (24, 202) veränderlich ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß den Werkstückhaltern für die Bürsten jeweils von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation mitlaufende Druckelemente zugeordnet sind und daß mehrere, mittels einer Rücktransporteinrichtung (29) über einen Rücktransportweg umlaufende Druckelemente (7) vorgesehen sind.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Druckelemente einer Bearbeitungsstation fest zugeordnet sind und daß die Bearbeitungswerkzeuge - Fräseraggregat, Schleifaggregat - wechselweise in Arbeitseingriff bringbar sind.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Bearbeitungswerkzeuge an einer Bearbeitungsstation mit einem verschwenkbaren Träger verbunden sind oder über eine Parallelführung verfahrbar sind.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß bei der beziehungsweise den Bearbeitungsstationen mehrere Werkstückhalter vorgesehen sind, daß bei diesen jeweils Druckelemente angeordnet sind, die vorzugsweise miteinander für synchrone Bewegungen verbunden sind und daß die Bearbeitungswerkzeuge einen vorzugsweise alle bei der Bearbeitungsstation gehaltenen Bürsten überdeckenden Arbeitshub aufweisen.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bearbeitungsstation mehrere, vorzugsweise synchron arbeitende Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen sind.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (7) gabelartig mit zwei in ihrem Abstand zueinander verstellbaren Eingreifzinken (13) ausgebildet ist.

36. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellantrieb für die Eingreifzinken (13) eine Gewindespindel (19) mit einem in die Eingreifzinken eingeschraubten Links- und einem Rechtsgewindeabschnitt oder ein zwischen die Eingreifzinken eingreifender, verstellbarer Konus oder dergleichen vorgesehen ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 35 oder 36 dadurch gekennzeichnet, daß die Eingreifzinken (13) zueinanderweisende, das zu bearbeitende Borstenteilfeld in Eingriffslage seitlich begrenzende Innenseiten (14) sowie an ihren Eingreifenden vorzugsweise schneidenförmige, etwa parallel zu den Borstenbündeln orientierte Eintrittskanten (16) und gegebenenfalls zur Beaufschlagung von seitlich ausgelenkten Fasern sich an die Innenseiten winklig anschließende Druckflächen aufweisen.

38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingreifzinken (13) in Parallellage zueinander in ihrem Abstand verstellbar sind.

39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verschiebebewegung des oder der Druckelemente und/oder der zubearbeitenden Bürsten eine Kurvenführung (18) vorgesehen ist.

40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingreifzinken (13) eines gabelartigen Druckelementes mit ihren Eingreifenden entlang einer Kurve geführt sind.

41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingreifzinken (13) des gabelartigen Druckelementes (7) an zu den Eintrittskanten (16) beabstandeten Stellen Schwenklagerungen (25) aufweisen und daß Antriebe zum vorzugsweise synchronen, gegenläufigen Bewegen der Eingreifzinken (13) während des Einfahrens in ein Borstenfeld vorgesehen sind.

42. Vorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebe zum Verschwenken der Eingreifzinken Kulissen- oder Kurvenführungen beziehungsweise Nockensteuerungen oder dergleichen vorgesehen sind.

43. Vorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeichnet, daß das gabelartige Druckelement (7) bei einem Werkstückhalter (6a) relativ zu einer gehaltenen Bürste verschiebbar gelagert ist und daß vorzugsweise in den Eingreifzinken Kulissenführungsschlitze (26) mit einem der während der Einfahrbewegung in das Borstenfeld auszuführenden Seitenbewegung entsprechenden Verlauf vorgesehen sind und daß in diese Kulissenführungsschlitze feststehende Stifte (27) oder dergleichen Führungsteile eingreifen.