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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 12.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese
Aufgaben werden bezüglich
des Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
1 und bezüglich
der Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
12 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Eine
Ausgestaltung des 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.
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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.
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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.
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Dadurch
lassen sich auch Bürsten
mit Borstenfeldern profilieren, bei denen die Borstenbündel nicht
in geraden Reihen, sondern zum Beispiel entsprechend einem Kurvenverlauf
angeordnet sind.
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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.
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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 die selben 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.
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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.
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Eine
Ausführung
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.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
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.
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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 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.
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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.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
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.
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Eine
Ausführungsform
sieht vor, daß das Druckelement
gabelartig mit zwei in ihrem Abstand zueinander verstellbaren Eingreifzinken
ausgebildet ist.
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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.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß für die Verschiebebewegung des
oder der Druckelemente und/oder der zu bearbeitenden Bürsten eine Kurvenführung vorgesehen
ist.
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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.
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Weitere
Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den Ansprüchen
und der Zeichnung. Diese einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei
einer Ausführungsform
verwirklicht sein.
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Es
zeigen in unterschiedlichen Maßstäben und
zum Teil stärker
schematisiert:
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1 eine
Teilseitenansicht eines Bürstenkopfes
mit gerade geschnittenem Borstenfeld, bei dem die Faserenden in
einer Ebene liegen,
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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,
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6 eine
Teilansicht eines Bürstenkopfes mit
vollständig
in Querrichtung profiliertem Borstenfeld, das ein durch Stufen angenähertes symmetrisches
sägezahnförmiges Profil
aufweist,
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7 eine
Teilansicht eines Bürstenkopfes mit
gerade geschnittenem Borstenfeld, entsprechend 1,
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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,
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12 eine
Teilansicht eines Bürstenkopfes mit
vollständig
in Querrichtung profiliertem Bürstenfeld,
entsprechend 6,
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13 eine
Frontansicht eines Bürstenkopfes
mit gerade geschnittenem Borstenfeld, bei dem die Faserenden in
einer Ebene liegen,
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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,
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18 eine
Teilansicht eines Bürstenkopfes mit
vollständig
in Längsrichtung
profiliertem Borstenfeld, das ein durch Stufen angenähertes dreieckförmiges Profil
aufweist,
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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,
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20 eine
Seitenansicht einer Zahnbürste mit
ebenem Borstenfeld,
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21 eine
Frontansicht einer Zahnbürste mit
ebenem Borstenfeld,
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22 eine
Seitenansicht einer Zahnbürste mit
in Querrichtung profiliertem Borstenfeld mit Säge- oder Zackenschnitt,
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23 eine
Frontansicht einer Zahnbürste mit
in Querrichtung profiliertem Borstenfeld mit Säge- oder Zackenschnitt,
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24 eine
Seitenansicht einer Zahnbürste mit
in Längsrichtung
profiliertem Borstenfeld,
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25 eine
Frontansicht einer Zahnbürste mit
in Längsrichtung
profiliertem Borstenfeld,
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26 eine
Seitenansicht des freien Endes einer mit einem geraden Fräser stumpf
abgeschnittenen Faser,
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27 eine
Seitenansicht des freien Endes einer mit einem Profilfräser unter
einem Winkel von 45° abgeschnittenen
Faser,
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28 eine
Seitenansicht der in 27 gezeigten Faser, die an ihrem
freien Ende mit einer Schleifscheibe gerundet wurde,
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29 eine
Seitenansicht der in 26 gezeigten Faser, die an ihrem
freien Ende mit einer Schleifscheibe gerundet wurde,
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30 einen
Teilschnitt in der Ebene A-A durch die in 3 gezeigte
Zahnbürste,
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31 und 32 Werkstückhalter
mit in unterschiedlichen Arbeitsstellungen befindlichen Druckelementen,
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33 bis 36 Stirnseitenansichten
einer Zahnbürste
in unterschiedlichen Fertigungsstufen,
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37 und 38 Werkstückhalter
mit in unterschiedlichen Stellungen befindlichen Druckelementen,
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39 und 40 Stirnseitenansichten
einer Zahnbürste
vor und nach einer Bearbeitung,
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41 eine
etwas schematisierte Darstellung einer Nachbearbeitungsmaschine
für Bürsten mit
umlaufenden Druckelementen,
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42 ebenfalls
in etwas schematisierter Darstellung eine andere Nachbearbeitungsmaschine mit
Doppel-Werkstückhaltern
für Bürsten und
Dreifach-Bearbeitungsaggregaten,
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43 eine
Aufsicht auf Druckelemente mit zugeordnetem Werkstückhalter,
die bei Bearbeitungsstationen angeordnet sind,
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44 eine
Stirnseitenansicht der in 43 gezeigten
Anordnung,
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45 eine
Schnittdarstellung der in 43 gezeigten
Anordnung im Bereich eines Bearbeitungsaggregates und
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46 eine
Seitenansicht eines Bürstenkörperkopfes.
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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. 22, 23).
Als erstes wird das Borstenfeld 2 vorzugsweise mit einem
geraden Fräser 211 auf
höchstem
Niveau 10 eben abgeschert (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 (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.
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In
das Borstenfeld werden danach breitere Druckelemente 33 eingefahren,
mit denen die Fasern 32 der beiden höchsten Profilierungsniveaus
ausgelenkt werden (3). 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 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
(4 und 5). Das fertig profilierte Borstenfeld
(6) weist dann ein feingestuftes Profil auf, bei
dem alle Fasern 4 rechtwinklig abgeschnitten sind (26).
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Bei
dem in 1 bis 6 gezeigten Verfahrensablauf
werden zunächst
die längeren
und dann die kürzeren
Fasern bearbeitet. Man kann jedoch auch umgekehrt vorgehen, was
anhand der 7 bis 12 deutlich
gemacht wird. Dabei werden dieselben Druckelemente 23, 33, 43, 53 wie
in 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 (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
(8). Die nichtausgelenkten Fasern 51' werden nun
in Höhe
des fünfthöchsten Profilierungsniveaus 50 erneut
mit einem geraden Fräser 211 geschert.
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In
das Borstenfeld werden danach schmalere Druckelemente 43 eingefahren,
mit denen die Fasern 42' der
drei höchsten
Profilierungsniveaus ausgelenkt werden (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 (10 und 11). Das
fertig profilierte Borstenfeld (12) weist
dann wiederum ein feingestuftes Profil auf, bei dem alle Fasern 4 rechtwinklig
abgeschnitten sind (26).
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Druckelemente 23, 33, 43, 53 (2 bis 5 bzw. 8 bis 11)
und die Bearbeitungsstationen 210, 220 (19)
ortsfest angeordnet und die Zahnbürste 1 ist relativ
zu diesen senkrecht zur Zeichenebene (2 bis 5 bzw. 8 bis 11) beweglich.
Hierdurch kann die ohnehin erforderliche Transportbewegung der Zahnbürste dazu
genutzt werden, bei den in 2 bis 5 bzw. 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.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Form werden die nicht ausgelenkten
Fasern bei jedem der in 2 bis 5 bzw. 8 bis 11 gezeigten
Arbeitsschritte nach dem Fräsen
mit einer Schleifscheibe 211 (19) an
ihren freien Enden gerundet. In diesem Fall folgt auf jede Frässtation 210 eine Schleifstation 220,
was in 19 für einen der Arbeitsschritte
dargestellt ist.
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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
(29). Die mit dem Verfahren erzielbare hohe Fertigungsqualität wird aus
einem Vergleich mit 27 deutlich, in der eine Seitenansicht
einer mit einem 45°-Profifräser abgeschnittenen
Faser 4 abgebildet ist, die auch durch anschließendes Schleifen ihres
freien Endes 5 nicht mehr ausreichend gerundet werden kann
(28).
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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 (19).
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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.
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Soll
die Zahnbürste
in mehreren Richtungen profiliert werden, z.B. in Querrichtung (22, 23)
und in Längsrichtung
(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
(22, 23), mit seiner Längsrichtung
in Transportrichtung 203 (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' (14 bis 17)
für das
Längsprofil
(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.
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Der
Ablauf dieses Verfahrens ist in 13 bis 18 am
Beispiel einer Zahnbürste 1,
deren Borstenfeld 2 in Längsrichtung profiliert wird,
dargestellt.
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Zunächst wird
das Borstenfeld 2 vorzugsweise mit einem geraden Fräser 211 (19)
auf höchstem
Niveau 110 (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
(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.
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Danach
werden in das Borstenfeld schmalere Druckelemente 143 (15)
eingefahren, welche die Fasern 142' der drei höchsten Profilierungsniveaus
auslenken. Das Bearbeitungswerkzeug wird anschließend bis
zum Niveau 140 nach oben gefaren 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.
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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 (16, 17). Das fertig
profilierte Borstenfeld (18) weist
dann ein feingestuftes Profil auf mit rechtwinklig abgeschnitten Fasern 4 auf
(26).
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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.
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Die 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 33 bis 36 erkennbar,
Profilierungen in das Borstenfeld einbringen, so wie dies auch mit
den in 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.
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Bei
dem in 31 und 32 erkennbaren Werkstückhalter 6 liegt
der Zahnbürstenkopf 8 stirnseitig
an einem prismatischen Anschlag 9 an und zusätzlich ist
der Bürstenkörper in
seinem Halsbereich durch verschwenkbare Klemmelemente 12 gehalten.
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In 31 befindet
sich das Druckelement 7 in Ausgangslage. Das Druckelement 7 ist
etwa gabelartig mit zwei in seinem Abstand gemäß den Doppelpfeilen Pf 1 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.
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Am
vorderen Eingreifende der Eingreifzinken 13 befinden sich
etwa schneidenförmige
und etwa parallel zu den Borstenbündeln 15 orientierte
Eintrittskanten 16.
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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 linkgsgängigen
Gewindeabschnitt realisiert sein kann. Diese Gewindespindel kann
mit einem entsprechenden Stellantrieb verbunden sein.
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Das
verstellbare Druckelement 7 ist auf einem Schlitten 17 quer
zur vorgesehenen Profilierungsrichtung verfahrbar entsprechend dem
Doppelpfeil Pf 2 angeordnet.
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In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist, wie gut in 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 6 beziehungsweise 26 erkennbar
ist, möglich
sind. In diesem Falle wäre die
Bürste
gegenüber
der in 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.
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In
der in 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 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 (31) zurückgefahren ist, weist das Borstenfeld 2 die
in 33 erkennbar Form auf.
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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 34.
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Diese
Arbeitgänge
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 36 erkennbare Profilierung ergibt.
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Die 37 und 38 zeigen
einen Werkstückhalter 6a,
der prinzipiell wie der Werkstückhalter 6 in
den 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.
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Um
nun auch solche Borstenfelder mit in Kurvenlinien verlaufenden Bündelreihen
profilieren zu können,
ist für
die Eingreifzinken 13 eine Kurvenführung vorgesehen. Diese ist
so ausgebildet, daß die
Eintrittskanten 16 beim Einfahren in das Borstenfeld 2 eine
dem Verlauf der Borstenbündelreihen
entsprechende Seitenbewegung durchführen.
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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 40. 39 zeigt
den Ausgangszustand der Zahnbürste 1.
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Prinzipiell
könnte
eine solche, an den Verlauf der Borstenbündelreihen angepaßte Seitenbewegung
der Eintrittskanten 16 beim Einfahren in das Borstenfeld
auch mit den in 31 und 32 gezeigten
Eingreifzinken erfolgen, indem während
des Einfahrens eine entsprechende Hubverstellung gemäß den Pfeilen
Pf 1 erfolgt.
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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.
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In 37 und 38 ist
diese Seitenbewegung gemäß den Pfeilen
Pf 1 mit der Einfahrbewegung der Eingreifzinken in das Borstenfeld 2 gekoppelt.
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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.
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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.
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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 Bearbeitsungsstationen
mitlaufen. Die Druckelemente 7 laufen hierbei mittels einer
Rücktransporteinrichtung 29 über einen
Rücktransportweg
um.
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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 mitlaufenden
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.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 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 Abscheraggegat
und in den beiden nachfolgenden Stationen jeweils Schleifaggregate
vorgesehen sind.
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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.
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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.
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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.
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42 zeigt
noch eine Nachberarbeitungsmaschine 28a, bei der die Bürsten jeweils
bei einer Bearbeitungsstation bezüglich des Abscherens und Schleifens
und Einbringen eines Profilen fertig bearbeitet werden. In 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
Aggregat 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.
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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.
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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.
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Durch
die bleibende Zuordnung der Druckelemente 7 während der
unterschiedlichen Bearbeitung mit Abscheraggregat und Schleifaggregat
bleibt jeweils exakt der gleiche Borstenfeld-Teilbereich in Bearbeitungsstellung.
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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 mehrenen Profilierungsstufen,
eine weitere Profilierungsstufe dann im Bereich eines benachbarten
Aggregatetisches 36 mit entsprechend anders eingestellten
beziehungsweise anderen Druckelementen vorgenommen wird.
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Bei
der in 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 43 unterhalb
der Zeichenebene befinden.
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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 43 erkennbar ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Seitenwände
und der U-Quersteg der Schienen 56 befinden sich in Fluchtrichtung
der Wandungen der Längsnuten 45 bzw. 46.
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Die
Zuführbewegung
des Werkstückhalters 6 ist
durch den Pfeil Pf 3 gekennzeichnet und die Hin und Her-Pendelbewegung
der Einführenden 39 der Druckelemente 7a durch
den Doppelpfeil Pf 4.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Positionierbewegung der Druckelemente 7a entsprechend
dem Pfeil Pf 4 aus der Zuführbewegung (Pf
3) 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 aufzufädelnden
Borstenbündelreihe.
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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.
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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.
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Bei
einer Zahnbürste 1 mit
dem in 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.
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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.
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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.
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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 Pf 4 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.
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Im
weiteren Verlauf gelangen dann die später kürzeren Borstenbündel 15a in
den Bereich der Durchtrittsschlitze 47 und stellen sich
dort auf. Wie gut in 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.
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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 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.