WO2000010814A1

WO2000010814A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von borstenbündeln

Info

Publication number: WO2000010814A1
Application number: PCT/EP1998/005218
Authority: WO
Inventors: Andreas Lanvers; Carl Schiffer; Berthold Meyer
Original assignee: M + C Schiffer Gmbh
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2000-03-02

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in vorbekannter Weise Borstenfilamente (11, 12) von einer Bündelgreifeinrichtung gegriffen und einer Entnahmeeinrichtung (13) zugeführt. Zur Schaffung eines Verfahrens, mit dem an die individuellen Anforderungen angepaßte Borstenbündel hergestellt werden können, werden erfindungsgemäß die Borstenfilamente zur Bildung eines Borstenbündels von unterschiedlichen Borstenvorräten (8, 9) abgegriffen. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt wenigstens zwei Borstenvorräte, eine Bündelgreifeinrichtung, die einen mit den Borstenvorräten zusammenwirkenden Borstenaufnahmebereich aufweist und mit der zu einem Borstenbündel zusammengefaßte Borstenfilamente von den Borstenvorräten in eine Entnahmeposition bringbar sind, sowie eine Entnahmeeinrichtung zum Entnehmen des Borstenbündels aus dem Borstenaufnahmebereich in der Entnahmeposition. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß durch ein Stellelement gekennzeichnet, mit dem die Größe des Borstenaufnahmebereiches veränderbar ist.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON BORSTENBUNDELN

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln, wobei das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zur Herstellung von Borstenbündel eignet, die in Zahnbürsten Verwendung finden.

Ein Verfahren zur Herstellung von Borstenbündeln gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der EP-A-0 681 796 bekannt. Auch die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs sind aus dieser Druckschrift vorbekannt.

Bei der vorbekannten Vorrichtung sind zwei Borstenvorräte vorgesehen, die mit jeweils unterschiedlichen Borstenfilamenten bestückt sind. Die vorbekannte Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Bündelgreifeinrichtung, die einen als Ausnehmung ausgebildeten Borstenaufnahmebereich aufweist. Die Bündelgreifeinrichtung ist bei der vorbekannten Vorrichtung als Platte mit kreisbogenförmiger Stirnfläche ausgebildet. Die Bündelgreifeinrichtung umfaßt weiterhin eine sich zu der kreisbogenförmigen Stirnseite nach außen öffnende Ausnehmung. Die kreisbogenförmige Platte ist zwischen den Borstenvorräten und einer Entnahmeposition verschwenkbar, in der eine an der Vorrichtung vorgesehene Entnahmeeinrichtung das in der Ausnehmung aufgenommene Borstenbündel greift und dieses aus der Ausnehmung entnimmt.

Die vorbekannte Vorrichtung weist weiterhin eine Verschlußvorrichtung auf, mit der wahlweise einer der beiden Borstenvorräte verschließbar ist, um mittels der Bündelgreifeinrichtung entweder Borstenfilamente aus dem ersten Borstenvorrat oder aber Borstenfilamente aus dem zweiten Borstenvorrat zu entnehmen und ein aus den entsprechenden Borstenfilamenten zusammengesetztes Borstenbündel in die Entnahmeposition zu verbringen, wo es von der Entnahmeeinrichtung zur späteren Verbindung mit einem Bürstenkörper entnommen wird. Sämtliche Borstenfilamente eines mit dem vorbekannten Verfahren hergestellten Borstenbündels entstammen somit aus einem einzigen Borstenvorrat. Die Verschlußeinrichtung stellt sicher, daß Borstenfilamente jeweils ausschließlich von dem gewünschten Borstenvorrat abgegriffen werden. Das vorbekannte Verfahren eignet sich somit insbesondere zur Beborstung eines Bürstenkörpers, und insbesondere eines Bürstenkörpers einer Zahnbürsten mit Borstenbündel unterschiedlicher Farbe. So ist es insbesondere bei Zahnbürsten bekannt, aus gestalterischen Gründen oder aber zum Anzeigen der Verfallszeit der Zahnbürste Borstenbündel unterschiedlicher Farbe nebeneinander anzuordnen. Die vorbekannte Vorrichtung ermöglicht es, derartige Bürsten wirtschaftlich herzustellen, da für einen Wechsel der Borstenfilamentsorte lediglich die Betätigung des Verschlußelementes erforderlich ist.

Mit dem vorbekannten Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung können jedoch keine Borstenbündel hergestellt werden, die aus voneinander abweichenden Borstenfilamenten jeweils individuell zusammengesetzt sind. Darüber hinaus ergibt sich keine Möglichkeit, Borstenfilamente unterschiedlicher Farbe in einem Borstenbündel in vorbestimmter Weise miteinander zu kombinieren. Es ist zwar bekannt, Borstenfilamente unterschiedlicher Farbe unsortiert in einem Borstenvorrat bereit zu halten. Dabei werden jedoch beim Herstellen eines Borstenbündels die Borstenfilamente unterschiedlicher Farbe in nicht kontrollierbarer Weise miteinander kombiniert.

Weiterhin besteht bei dem vorbekannten Verfahren der Nachteil, daß keine

Borstenbündel hergestellt werden können, die eine vorbestimmte Konturierung aufweisen. Dabei ist Konturierung derart zu verstehen, daß an dem nutzungsseitigen

Ende des Borstenbündels eine oder mehrere Flächen durch die Stirnflächen der

Borstenfilamente ausgebildet sind, die nicht rechtwinkelig zu der Längsachse des

Borstenbündels ausgerichtet ist. Durch eine Konturierung können insbesondere die flexiblen Eigenschaften des Borstenbündels an individuelle Nutzungsanforderungen angepaßt und richtungsabhängige Biegungseigenschaften eines Borstenbündels erzeugt werden. Derartige, in ihrem elastischen Verhalten speziell zugeschnittene

Borstenfilamente sind insbesondere bei Zahnbürsten zu bevorzugen, um bei den Zahnbürsten, deren Beborstungsfläche durch eine Vielzahl von Endflächen von Borstenbündeln gebildet ist, ein charakteristisches, richtungsabhängiges Bürstverhalten einzustellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem an die individuellen Nutzungsanforderungen angepaßte Borstenbündel hergestellt werden können. Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Zur Lösung der obigen Aufgabenstellung bezüglich des Verfahrens wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäß dadurch weitergebildet ist, daß die Borstenfilamente zur Bildung eines Borstenbündels von unterschiedlichen Borstenvorräten abgegriffen werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, Borstenbündel für eine Bürste, und insbesondere für eine Zahnbürste herzustellen, die aufgrund des Zusammenfassens unterschiedlicher Borstenfilamente aus voneinander abweichenden Borstenvorräten zu einem Borstenbündel auf die jeweiligen speziellen Nutzungsanforderungen zugeschnitten sind.

So ist es beispielsweise möglich, Borstenfilamente unterschiedlicher Farbe in einem Borstenbündel vorzusehen. Darüber hinaus können zur individuellen Anpassung der Elastizität eines Borstenbündels Borstenfilamente unterschiedlicher Durchmesser in einem Borstenbündel miteinander kombiniert werden. Durch Variation des Materials und/oder des Durchmessers und/oder der Länge von Borstenfilamenten in einem Borstenbündel können die elastischen Eigenschaften des jeweiligen Borstenbündels auch in Abhängigkeit vom Anpreßdruck bei der Benutzung der Bürste eingestellt werden. Der durch das Abgreifen von Borstenfilamenten aus unterschiedlichen Borstenvorräten erzeugte Borstenmix kann dabei durch Steuerung der Menge der aus jedem einzelnen Borstenvorrat abgegriffenen Borstenfilamente gezielt und mit hoher Genauigkeit eingestellt werden. Mithin entspricht der in einem Borstenbündel enthaltene Borstenmix einer vorgegebenen, gewünschten Zusammensetzung. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bündelgreifeinrichtung zwischen den Borstenvorräten und der Entnahmeeinrichtung verdreht bewegt, wobei sämtliche Borstenfilamente aus den unterschiedlichen Borstenvorräten im Rahmen dieser Schwenkbewegung gegriffen werden. Als Schwenkbewegung kann dabei eine Bewegung durchgeführt werden, die kreisförmig ist, als eine Schwenkung um 360 ° vollzieht. Die Schwenkbewegung erstreckt sich jedoch vorzugsweise im Hinblick auf einen hohen Ausstoß vorzugsweise lediglich über ein Kreissegment. Dementsprechend wird die Bündelgreifeinrichtung zwischen der Entnahmeeinrichtung und den Borstenvorräten hin- und herdreht. Sämtliche, das Borstenbündel bildende Borstenfilamente werden während dieser Schwenkbewegung abgegriffen und der Entnahmeeinrichtung zugeführt, so daß ein besonders wirkungsvolles Verfahren geschaffen ist.

Ein besonders wirtschaftliches, einfach durchzuführendes Verfahren ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dadurch geschaffen, daß zunächst erste Borstenfilamente aus einem ersten Borstenvorrat gegriffen und danach zweite Borstenfilamente aus einem zweiten Borstenvorrat gegriffen und dabei gleichzeitig den gegriffenen ersten Borstenfilamenten zugeführt werden. Bei diesem Verfahrensablauf entfällt ein gesonderter Schritt, bei dem die aus dem Borstenvorrat abgegriffenen Borstenfilamente miteinander vereint werden, was sich vorteilhaft auf die Produktivität auswirkt.

Es hat sich gezeigt, daß gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei der die Borstenfilamente mit ihrer Längsseite beim Zusammensetzen eines Borstenbündels aneinander gelegt werden, Bewegungsabläufe verwirklicht werden, die sich im Gegensatz zu einem axialen Ineinanderschieben der Borstenfilamente einfach, schnell und störungsfrei automatisiert durchführen lassen.

Im Hinblick auf die Produktivität ist es auch zu bevorzugen, die Bündelgreifeinrichtung zyklisch zwischen der Entnahmeeinrichtung und den Borstenvorräten hin- und her zu bewegen und die Borstenfilamente beim Wegbewegen der Bündelgreifeinrichtung von der Entnahmeeinrichtung zu greifen. Bei dieser Verfahrensführung ist keine gesonderte

Verschlußvorrichtung erforderlich, die ein ungewolltes Aufnehmen von Borstenfilamenten durch die Bündelgreifeinrichtung verhindert. Die durch die Entnahmeeinrichtung von dem Borstenbündel eines vorherigen Zyklus befreite Bündelgreifeinrichtung wird zunächst an dem ersten Borstenvorrat und dann an dem zweiten Borstenvorrat vorbeigeführt und nimmt dabei Borstenfilamente auf. Danach wird die Bewegungsrichtung der Bündelgreifeinrichtung invertiert, so daß diese erneut an den Borstenvorräten vorbeistreicht. Da jedoch die Bündelgreifeinrichtung bereits vollständig mit Borstenfilamenten gefüllt ist, werden keine weiteren Borstenfilamente gegriffen. Durch die vollständige Aufnahme sämtlicher Borstenfilamente eines Borstenbündels bei einer Bewegung weg von der Entnahmeeinrichtung wird somit eine gesonderte Verschlußeinrichtung entbehrlich, die beim Vorbeistreichen der Entnahmeeinrichtung an den Borstenvorräten ein unbeabsichtigtes Aufnehmen von Borstenfilamenten verhindert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird der erste Teil der Borstenfilamente eines Borstenbündels vor dem Greifen des zweiten Teiles der Borstenfilamente eines Borstenbündels relativ zu der Bündelgreifeinrichtung bewegt. Durch diese Relativbewegung vor dem Vorbeiführen der Bündelgreifeinrichtung an dem zweiten Borstenvorrat wird auf einfache Weise ein neuer Aufnahmebereich für die Borstenfilamente des zweiten Borstenvorrates geschaffen. Diese Relativbewegung des ersten Teiles der Borstenfilamente eines Borstenbündels wird vorzugsweise durch ein an der Bündelgreifeinrichtung angeordnetes Stellelement bewirkt, durch das weiterhin vorzugsweise eine an der Bündelgreifeinrichtung ausgebildete Ausnehmung in ihrer Größe veränderbar ist. Das Stellelement kann in beliebiger Weise an der Bündelgreifeinrichtung beweglich gelagert sein. Abhängig von der jeweiligen Lagerung des Stellelementes kann die geometrische Ausformung des von parallel zueinander liegenden Borstenfilamenten des zweiten Borstenvorrates eingenommenen Raumes in der Bündelgreifeinrichtung beeinflußt werden. Eine asymmetrische Ausgestaltung des entsprechenden Raumes kann insbesondere dadurch erzielt werden, daß das Stellelement verschwenkbar an der Bündelgreifeinrichtung gelagert ist, wohingegen eine symmetrische Ausgestaltung des entsprechenden Raumes auf einfache Weise mittels eines verschieblich gelagerten Stellelementes bewirkt werden kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere ein Borstenbündel hergestellt^' werden, in dessen mittleren Bereich einige wenige, die übrigen Borstenfilamente eines Borstenbündel überragende Borstenfilamente mit geringerem Durchmesser als die übrigen Borstenfilamente des Borstenbündels angeordnet sind. Ein derartiges Borstenbündel ist insbesondere für die Beborstung von Zahnbürstenkörpem zu bevorzugen, da die dünnen, längeren Borstenfilamente, die von den sie umgebenden dickeren, kürzeren Borstenfilamenten gestützt werden, sich besonders zur Reinigung von Zahnzwischenräumen eignen.

Borstenbündel der vorstehend genannten Art können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß zunächst relativ kurze, dicke Borstenfilamente gegriffen, dann einige relativ dünne lange Borstenfilamente aus einem zweiten Borstenvorrat und schließlich weitere relativ kurze dicke Borstenfilamente aus einem dritten Borstenvorrat gegriffen werden. Dementsprechend sind in dem Borstenbündel die relativ dünnen, langen Borstenfilamente von den relativ dicken, kurzen Borstenfilamenten umgeben und durch diese gestützt. Ein derartiges Borstenbündel kann beispielsweise an den befestigungsseitigen Enden des Borstenbündels angeschmolzen und bei der Herstellung des Bürstenkörpers durch Umspritzen derselben beim Spritzgießen des Bürstenkörpers mit diesem verbunden werden.

Bei einer alternativen Verbindung des Borstenbündels mit dem Bürstenkörper, bei dem jeweils ein Borstenbündel zunächst um ein Drahtstück, den sogenannten Anker, gelegt und dann durch Einpressen des Ankers in den Bürstenkörper mit diesen verbunden wird, werden die relativ kurzen, dicken Borstenfilamente aus einem zweiten Borstenvorrat zunächst den kürzeren, dünneren Borstenfilamenten zugeführt. Das derart zusammengesetzte Borstenbündel wird dann von der Entnahmeeinrichtung, die den Anker trägt, gegriffen und um den aus einem Drahtstück bestehenden Anker gebogen. Da die relativ langen, dünnen Borstenfilamente zuerst abgegriffen worden sind, liegen diese auf der dem Anker zugewandten Seite des Borstenbündels. Mithin werden die relativ langen, dünnen Borstenfilamente in der Mitte des um den Anker gebogenen Borstenbündels angeordnet. Es ergibt sich ein Borstenbündel, dessen Gesamtlänge ungefähr der halben Länge der in den Borstenvorräten aufgenommenen Borstenfilamente entspricht, wobei die relativ dünnen, langen Borstenfilamente in der Mitte des derart gebildeten Borstenbündel angeordnet sind und die kürzeren Borstenfilamente überragen.

Zur vorrichtungsmäßigen Lösung der obigen Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündel vorgeschlagen, die in vorbekannter Weise wenigstens zwei Borstenvorräte, eine Bündelgreifeinrichtung, die einen mit den Borstenvorräten zusammenwirkenden Borstenaufnahmebereich aufweist und mit der zu einem Borstenbündel zusammengefaßte Borstenfilamente von den Borstenvorräten in eine Entnahmeposition bringbar sind, sowie eine Entnahmeeinrichtung zum Entnehmen des Borstenbündels aus dem Borstenaufnahmebereich in der Entnahmeposition aufweist, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Stellelement vorgesehen ist, mit dem die Größe des Borstenaufnahmebereiches veränderbar ist. Das erfindungsgemäße, veränderbare Stellelement kann beispielsweise mit einem Greifer zusammenwirken, der den Borstenaufnahmebereich zwischen Schenkeln bildet, von denen zumindest einer bewegbar ist.

Durch die Veränderung des Borstenaufnahmebereiches ist es möglich, eine vorbestimmte Anzahl von Borstenfilamenten aus unterschiedlichen Borstenvorräten aus diesen abzugreifen. So können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Mehrzahl von Borstenvorräten ausgebildet sein, wobei die Menge der aus den verschiedenen Borstenvorräten aufgenommenen Borstenfilamente durch die Stellung des Stellelementes gesteuert wird.

Das Stellelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht einerseits das Portionieren von Borstenfilamenten aus lediglich einem Borstenvorrat zur Herstellung eines Borstenbündels. Beim Vorbeiführen der Bündelgreifeinrichtung an den übrigen Borstenvorräten ist dabei das Stellelement derart gestellt, daß keine weiteren Borstenfilamente aufgenommen werden. Alternativ kann die Stellung des Stellelementes an einem jeweiligen Borstenvorrat derart verändert werden, um eine gewünschte Anzahl von Borstenfilamenten aus dem jeweiligen Borstenvorrat aufgenommen wird.

Die Stellung des Stellelementes kann zwangsweise abhängig von der Stellung der Bündelgreifeinrichtung sein, so daß bei identischen Bewegungsabläufen der Bündelgreifeinrichtung auch die Stellung des Stellelement in gleicher Weise verändert wird, um Borstenbündel identischer Zusammensetzung bei jeder zyklischen Bewegung der Bündelgreifeinrichtung herzustellen. Alternativ kann das Stellelement auch durch eine separate Stelleinrichtung einstellbar sein, um beispielsweise Borstenbündel mit voneinander abweichenden Zusammensetzungen am Borstenfilamenten aus unterschiedlichen Borstenvorräten bei jeder einzelnen der zyklischen Bewegung der Bündelgreifeinrichtung herzustellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise dadurch besonders robust weitergebildet, daß der Borstenaufnahmebereich durch eine, sich im wesentlichen in Längsrichtung der Borstenfilamente erstreckende, zu den Borstenvorräten öffnende Ausnehmung ausgebildet ist, wobei das Stellelement dieser Ausnehmung zugeordnet ist. Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung wird zumindest ein Teilbereich der die Ausnehmung umgebenden Wandung durch das Stellelement gebildet. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung, die eine erhebliche konstruktive Vereinfachung mit sich bringt, umfaßt das Stellelement eine Schieberplatte, die relativ zu der Bündelgreifeinrichtung beweglich gelagert ist. Durch die Schieberplatte ist dabei vorzugsweise die sich zu den Borstenvorräten öffnende, an der Bündelgreifeinrichtung ausgebildete Ausnehmung veränderbar.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln in einer ersten Position;

Fig. 1 a eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 1 mit A gekennzeichneten Bereiches des Ausführungsbeispieles;

Fig. 2 das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer zweiten Position;

Fig. 2a eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 2 mit B gekennzeichneten Bereiches des Ausführungsbeispieles;

Fig. 3 das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer dritten Position;

Fig. 3a eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 3 mit C gekennzeichneten Bereiches des Ausführungsbeispieles; Fig. 4 das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer Entnahmeposition;

Fig. 4a eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 4 mit D gekennzeichneten Bereiches des Ausführungsbeispieles;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln;

Fig. 5a eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 4 mit E gekennzeichneten Bereiches des zweiten Ausführungsbeispieles;

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie Vl-Vl gemäß Fig. 5 und

Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie Vll-Vll gemäß der Darstellung in Fig. 5.

In Fig. 1 sind wesentliche Bestandteile eines Ausführungsbeispieles einer Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln mit seinen Bestandteilen gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt einen Schwenkarm 1 , der verschwenkbar um einen Drehbolzen 2 gelagert ist. Der Schwenkarm 1 ist im wesentlichen plattenförmig ausgebildet und weist eine Stirnfläche 1a auf, die konvex gekrümmt ist, wobei der Mittelpunkt der gekrümmten Stirnfläche 1a in dem Mittelpunkt der Drehung des Schwenkarmes 1 um den Drehbolzen 2 liegt. An der Stirnfläche 1a ist eine sich zur Außenseite der Stirnfläche 1a öffnende Ausnehmung 3 ausgebildet. Die Ausnehmung 3 weist eine im wesentlichen halbkreisförmige Querschnittsfläche auf, wobei die Wandung der Ausnehmung 3 nach Art eines Zylinders mit sich parallel zueinander erstreckenden Flächen ausgebildet ist, der sich bei der Darstellung in Fig. 1 rechtwinklig zu der Zeichnungsebene erstreckt.

An dem Schwenkarm 1 ist über einen zweiten Drehbolzen 4 ein Stellelement 5 verschwenkbar gegenüber dem Schwenkarm 1 gelagert. Auch das Stellelement 5 weist eine konvex gebogene Stirnfläche 5a auf, deren Krümmung identisch zu der Krümmung der Stirnfläche 1a des Schwenkarms 1 ausgebildet ist. Der Drehbolzen 4 ist dabei derart an dem Werkzeug angeordnet, daß zumindest die konvex gebogenen Stirnflächen 1a,

5a parallel zueinander verlaufend und miteinander fluchtend angeordnet werden können.

In dieser Lage ist eine an dem Stellelement 5 ausgeformte Ausnehmung 6, die ebenfalls einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, konzentrisch zu der Ausnehmung 3 angeordnet. Die Ausnehmung 6 hat einen kleineren Durchmesser als die Ausnehmung 3. Dementsprechend ist die wirksame Öffnung der Ausnehmung 3 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung auf den Durchmesser der Ausnehmung 6 beschränkt (Fig 1 , 1 a).

Das Stellelement 5 ist aus der in Fig 1 gezeigten Stellung relativ zu dem Schwenkarm 1 um den Drehbolzen 4 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkbar, so daß das Stellelement 5 von der in Fig. 1 gezeigten Stellung im Gegenuhrzeigersinn in Richtung auf den Drehbolzen 2 verschwenkt werden kann. Bei dieser Schwenkbewegung wird die Stirnfläche 5a des Stellelementes 5 relativ zu dem Schwenkarm 1 nach innen verschwenkt.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel weist außerdem eine konkav gekrümmte Gegenfläche 7 auf, die gegenüberliegend zu der Stirnfläche 1 a des Schwenkarmes 1 angeordnet ist. Dabei weist die konkav gekrümmte Gegenfläche 7 einen Krümmungsradius auf, dessen Mittelpunkt ebenfalls in dem Drehpunkt des Schwenkarmes 1 um den Drehbolzen 2 liegt, der jedoch ein wenig größer als der Krümmungsradius der Stirnfläche 1a um den Drehbolzen 2 ist. In der Gegenfläche 7 öffnen sich zwei Borstenvorräte 8, 9 zu dem Schwenkarm 1. Diese Borstenkanäle 8, 9 weisen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils zwei sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Gegenfläche 7 erstreckende Wandungen 10 auf, die parallel zueinander verlaufen. Zwischen den Wandungen 10 der jeweiligen Borstenvorräte 8, 9 sind eine Vielzahl von Borstenfilamenten gehalten, und zwar derart, daß sich ihre Längsachse im wesentlichen rechtwinklig zu der Zeichnungsebene gemäß der Darstellung in Fig. 1 erstrecken. Die Borstenvorräte 8, 9 sind auch an ihrem jeweiligen, der Gegenfläche 7 abgewandten Ende offen, um während der Herstellung von Borstenbündeln neue Borstenfilamente von dieser Seite aus zu beschicken.

In dem Borstenvorrat 8 sind erste Borstenfilamente 1 1 und in dem Borstenvorrat 9 zweite Borstenfilamente 12 aufgenommen. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die in dem Borstenvorrat 8 aufgenommenen ersten Borstenfilamente 1 1 dünner und länger als die in dem zweiten Borstenvorrat 9 aufgenommenen Borstenfilamente 12. Die ersten Borstenfilamente 11 sind relativ zu den zweiten Borstenfilamenten 12 derart angeordnet, daß die Mitte beider Borstenfilamente 11 , 12 in einer Ebene liegen, die parallel zu der Ebene der Schwenkbewegung des Schwenkarms 1 um dem Drehbolzen 2 ausgerichtet ist. Dementsprechend überragen die in dem ersten Borstenvorrat 8 aufgenommenen ersten Borstenfilamente 1 1 die in dem zweiten Borstenvorrat 9 aufgenommenen zweiten Borstenfilamente 12 beidseitig um den gleichen Betrag, der der Hälfte der Längendifferenz der beiden Borstenfilamente 11 , 12 entspricht.

Zur Herstellung eines Borstenbündels wird der Schwenkarm 1 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, bis die in den Fig. 2, 2a gezeigte Stellung erreicht ist. In dieser Stellung werden die in dem ersten Borstenvorrat 8 aufgenommenen Borstenfilamente 1 1 in die Ausnehmung 6 gedrückt, wobei der Schwenkarm 1 weiterhin eine Schwenkbewegung um den Drehbolzen 2 im Gegenuhrzeigersinn durchführt. Die Stirnfläche 1 a sowie die Stirnfläche 5a verlaufen dabei parallel zueinander und gehen ohne Absatz ineinander über. Die ersten Borstenfilamente 11 werden bei der Schwenkbewegung des Schwenkarmes 1 abgegriffen, bis die Ausnehmung 6 mit Borstenfilamenten gefüllt ist. Die Ausnehmung 6 ist im vorliegenden Fall derart dimensioniert, daß nur einige wenige, vorzugsweise 1 bis 10 erste Borstenfilamente 1 1 aus dem ersten Borstenvorrat 8 abgegriffen werden.

Auf dem Weg von der in Fig. 2 gezeigten Stellung zu der in Fig. 3 gezeigten Stellung wird das Stelleiement 5 relativ zu dem Schwenkarm 1 um den Drehbolzen 4 verschwenkt. Die Stirnfläche 5a und somit die Ausnehmung 5 verlagern sich dabei relativ zu der konvex gebogenen Stirnfläche 1a nach innen. Bei dieser Schwenkbewegung werden die in der Ausnehmung 6 aufgenommenen ersten Borstenfilamente 1 1 zunächst innerhalb der Ausnehmung 3 relativ zu dem Schwenkarm 1 bewegt. Sie stoßen dann gegen die innere Umfangsfläche der Ausnehmung 3 und werden von dieser gehalten während das Stellelement 5 weiter im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird. Eine unerwünschte Bewegung der Borstenfilamente 11 relativ zu dem Schwenkarm 1 wird bereits dadurch verhindert, daß die Bewegungsabläufe in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sehr schnell durchgeführt werden. Das gezeigte Ausführungsbeispiel eignet sich für die Herstellung von Borstenfilamenten bei einem Ausstoß von 850 Stück pro Minute.

Die vorstehend beschriebene Bewegung der Borstenfilamente 11 in der Ausnehmung 3 wird von der fortgesetzten Schwenkbewegung des Schwenkarmes 1 überlagert. Die Ausnehmung 3 streicht an dem zweiten Borstenvorrat 9 vorbei, wo zweite Borstenfilamente 12 in die nur teilweise durch die ersten Borstenfilamente 11 gefüllte Ausnehmung 3 gedrückt werden. Der gefüllte Zustand der Ausnehmung 3 durch erste Borstenfilamente 11 und zweite Borstenfilamente 12 ist in Fig. 3a schematisch dargestellt.

Nach Beendigung der Füllung der Ausnehmung 3 mit Borstenfilamenten erfolgt eine Richtungsumkehr der Schwenkbewegung des Schwenkarmes 1 um den Drehbolzen 2. Im Uhrzeigersinn schwenkend wird der Schwenkarm 1 in eine Entnahmeposition gebracht, die in Fig 4 dargestellt ist. Eine unerwünschte weitere Aufnahme von Borstenfilamenten wird dadurch verhindert, daß die Ausnehmung 3 bereits vollständig mit Borstenfilamenten gefüllt ist. In der Entnahmeposition greift ein schematisch angedeuteter Greifer 13 das in der Ausnehmung 3 aufgenommene, aus den ersten und zweiten Borstenfilamente 11 , 12 zusammengesetzte Borstenbündel und bewegt es aus der Ausnehmung 3 Richtung des Pfeiles F.

Nach dieser Entnahme des aus den ersten und zweiten Borstenfilamenten 1 1 , 12 gebildeten Borstenbündels wird der Schwenkarm 1 wieder im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Erst dann wird das Stellelement 5 wieder im Uhrzeigersinn soweit verschwenkt, bis die in Fig. 1 gezeigte Stellung erreicht ist, bei der die beiden Ausnehmungen 3, 6 konzentrisch zueinander angeordnet sind.

Bei dem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird beim Abgreifen des

Borstenbündels aus der Ausnehmnung 3 ein von dem Greifer gehaltener Metallstreifen, der sogenannte Anker, gegen die äußere Umfangsfläche des Borstenbündels, in axialer

Richtung mittig an dieses angelegt. Mit dem Greifer 13 wird das Borstenbündel dann in eine an einem Bürstenkörper ausgebildete Ausnehmung gedrückt. Dabei legen sich die

Borstenfilamente um den Anker. Der Anker dringt in die an dem Bürstenkörper ausgebildete Ausnehmung ein und verhakt sich in dieser. Die Borstenfilamente werden dabei derart um den Anker gelegt, daß die einzelnen Borstenfilamente beiderseits des

Ankers etwa parallel zueinander verlaufen. Die dünneren, längeren ersten

Borstenfilamente sind dabei in etwa im Mittelpunkt des Borstenbündels angeordnet, da der Anker beim Abgreifen des Borstenbündels aus der Ausnehmung 3 unmittelbar an diese Borstenfilamente 11 angelegt wird. Dementsprechend liegen die dünneren, längeren ersten Filamente 1 1 auf der Innenseite der Biegung sämtlicher Borstenfilamente 1 1 , 12 um den Anker. Die längeren, dünneren Borstenfilamente, die in der Mitte des gebrauchsfertigen Borstenbündels liegen, werden von kürzeren, dickeren Borstenfilamenten 12 umgeben und durch diese gestützt. Eine derartige Borstenbündel aufweisende Bürste eignet sich insbesondere zur Reinigung von kleinen Zwischenräumen, in die die ersten Borstenfilamente 1 1 eindringen. Ein bevorzugtes Beispiel für eine derartige Bürste ist eine Zahnbürste, die sich insbesondere für die Reinigung von Interdentalräumen eignet.

Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Stirnseiten von in dem ersten und dem zweiten Borstenvorrat 8, 9 aufgenommenen Borstenfilamenten an einem Ende der Filamente in einer Ebene liegen, die parallel zu der Schwenkebene des Schwenkarmes 1 ausgerichtet ist. Die längeren, dünneren ersten Borstenfilamente 1 1 überragen dabei auf der anderen Seite die in dem anderen Borstenvorrat 9 aufgenommenen zweiten Borstenfilamente 12. Die Herstellung des Borstenbündels erfolgt in gleicher Weise, wie dies vorstehend beschrieben worden ist. Zur Beborstung eines Bürstenkörpers werden die Borstenbündel von dem Greifer 13 erfaßt, hier jedoch ohne Zwischenlage eines Ankers. Dann erfolgt ein Anschmelzen des Borstenbündels an derjenigen Seite, an der sämtliche Enden der Borstenfilamente 11 ,12 in einer Ebene liegend. Es bildet sich eine pfrpfförmige Verdickung am dieser Endseite des Borstenbündels aus, die bei einem nachfolgenden Umspritzen zur Verankerung des Borstenbündels mit dem Bürstenkörper dienen kann. Hierzu werden die Borstenfilamente in eine Halteplatte eingesetzt, die in das Spritzgußwerkzeug zur Komplettierung der das Formnest umgebenden Wandungen eingesetzt wird. Die in der Halteplatte aufgenommenen Borstenbündel ragen dabei teilweise in das Formnest herein, so daß die verdickten angeschmolzenen Enden der Borstenbündel beim Spritzgießen des Bürstenkörpers formschlüssig mit diesem verbunden werden.

Das in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsbeispiel ist im übrigen nicht auf die Verwendung unterschiedlich langer und unterschiedlich dicker Borstenfilamente beschränkt. Die in den jeweiligen Borstenvorräten 8, 9 aufgenommenen Borstenfilamente 11 , 12 können sich auch hinsichtlich ihrer Farbe und/oder ihrer mechanischen Eigenschaften und /oder ihrer stofflichten Eigenschaften unterscheiden. Borstenfilamente unterschiedlicher Werkstoffe, wie beispielsweise Polyamid einerseits und Polyester oder Polyethylen können in einem Borstenbündel zusammengefaßt erden. Im übrigen können auch mehr als zwei Borstenvorräte, die sich zu der Gegenfläche 7 öffnen, vorgesehen sein.

In den Fig. 5 bis 7 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im wesentlichen von dem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, daß statt des verschwenkbar gelagerten Stellelementes 5 ein Schieber 14 vorgesehen ist, der in einer an dem Schwenkarm 1 ausgebildeten Nut 15 verschiebbar gehalten ist. Der Schieber 14 weist eine der Stirnfläche 1 a zugewandte Stirnfläche 14a auf, die einen in identischer Weise gekrümmten Verlauf hat, wie die Stirnfläche 1a. Die Stirnfläche 14a weist eine im wesentlichen halbkreisförmig ausgeformte Ausnehmung 16 auf. Die Mittelpunkte der Ausnehmungen 3, 16 liegen auf der Mittellängsachse der Nut 15.

Der Schieber 14 weist zwei Führungsplatten 17 auf, die das Plattenmaterial des Schwenkarmes 1 zwischen sich einfassen. Zwischen den Führungsplatten 17 ist ein Führungssteg 18 angeordnet, der von den Längsseiten der Führungsnut 15 eingegrenzt ist.

Auch der in den Fig. 5 bis 7 gezeigte Schieber kann mittels einer separaten Stelleinrichtung unabhängig von der Schwenkbewegung des Schwenkarmes 1 einstellbar sein. In gleicherweise ist es alternativ auch möglich, die Stellung des Schiebers 14 zwangsweise in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Schwenkarmes 1 um den Drehbolzen 2 zu führen.

Das vorliegende Verfahren ist nicht auf lediglich zwei Borstenvorräte beschränkt. Es können auch drei oder mehrere Borstenvorräte vorgesehen sein. Das vorliegende Verfahren eignet sich insbesondere zur Konturierung von Borstenbündeln bei Verwendung von vorgerundeten Borstenfilamenten. Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes konturiertes Borstenbündel weist dabei Borstenfilamente auf, deren befestigungsseitigen Enden im wesentlichen in einer Ebene liegen. Dabei können die befestigungsseitigen Enden eines Borstenbündels auch durch um einen Anker gebogene mittlere Bereiche von Borstenfilamenten gebildet sein. Sämtliche freien Enden der Borstenfilamente eines Borstenbündels liegen jedoch bei einem konturierten Borstenbündel nicht in einer Ebene, die sich im wesentlichen rechtwinkelig zu der Längsachse des Borstenbündels erstreckt. Vielmehr können beispielsweise einzelne wenige Borstenfilamente an dem nutzungsseitgen Ende die übrigen Borstenbündel überragen. Geeignet für ein richtungsabhängiges Elastizitäts- und somit Reinigungsverhalten eines jeweiligen Borstenbündels ist insbesondere eine durch die freien Enden der einzelnen Borstenfilamente eines Borstenbündels gebildete abgeschrägte Fläche. Die Fläche kann eben ausgebildet sein. Abhängig von den gewünschten Elastizitäts- und Reinigungseigenschaften des jeweiligen Borstenbündels kann die Fläche aber auch konvex und/oder konkav gekrümmt ausgebildet sein. Sämtliche geometrische Ausgestaltungen der durch die nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente gebildeten Fläche lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die Verwendung von vorgerundeten Borsten dadurch erzielen, daß die einzelnen Borstenfilamente aus einer Vielzahl von Borstenvorräten, die jeweils Borstenfilamente unterschiedlicher Länge enthalten, zur Zusammensetzung eines Borstenbündels abgegriffen werden. Im Stand der Technik ist es bekannt, eine derartige Konturierung durch nachträgliches Schneiden der mit dem Bürstenkörper befestigten Borstenbündel zu erzielen. Nach dem Schneiden müssen jedoch die Borstenfilamente verrundet werden, wobei dieses nachträgliche Verrunden grundsätzlich bei konturierten nutzungsseitigen Enden eines Borstenbündels zu unbefriedigenden Ergebnissen führt. Es verbleiben durch das nachträgliche Schneiden hervorgerufene scharfe Kanten an den Borstenfilamenten, die bei einer Zahnbürste zu einer Verletzung der Schleimhäute führen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Borstenbündeln, bei dem Borstenfilamente von einer Bündelgreifeinrichtung gegriffen und einer Entnahmeeinrichtung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenfilamente zur Bildung eines Borstenbündels von unterschiedlichen Borstenvorräten abgegriffen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die

Bündelgreifeinrichtung zwischen den Borstenvorräten und der Entnahmeeinrichtung verschwenkt wird und daß die Borstenfilamente im Zuge dieser Schwenkbewegung gegriffen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst erste Borstenfilamente aus einem ersten Borstenvorrat gegriffen und danach zweite Borstenfilamente aus einem zweiten Borstenvorrat gegriffen und dabei gleichzeitig den gegriffenen ersten Borstenfilamenten zugeführt werden.

4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenfilamente unterschiedlicher Borstenvorräte mit ihren Längsseiten aneinandergelegt werden.

5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelgreifeinrichtung zyklisch zwischen der Entnahmeeinrichtung und den Borstenvorräten hin- und herbewegt wird und daß die Borstenfilamente beim Wegbewegen der Bündelgreifeinrichtung von der Entnahmeeinrichtung gegriffen werden.

6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Borstenfilamente eines Borstenbündels vor dem Greifen des zweiten Teiles der Borstenfilamente eines Borstenbündels relativ zu der Bündelgreifeinrichtung bewegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Borstenfilamente eines Borstenbündels relativ zu der Büdelgreifeinrichtung verschwenkt wird.

8. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst Borstenfilamente abgegriffen werden, deren Durchmesser kleiner ist als derjenige der danach abgegriffenen Borstenfilamente.

9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst Borstenfilamente abgegriffen werden, die länger sind als die danach abgegriffenen Borstenfilamente.

10. Vorrichtung zur Herstellung von Borstenbündeln mit wenigstens zwei Borstenvorräten (8, 9), einer Bündelgreifeinrichtung (1 ), die einen mit den Borstenvorräten (8, 9) zusammenwirkenden Borstenaufnahmebereich (3) aufweist und mit der zu einem Borstenbündel zusammengefaßte Borstenfilamente (11 , 12) von den Borstenvorräten (8, 9) in eine Entnahmeposition bringbar sind, sowie einer Entnahmeeinrichtung (13) zum Entnehmen des Borstenbündels aus dem Borstenaufnahmebereich in der Entnahmeposition, gekennzeichnet durch, ein Stellelement (5;14), mit dem die Größe des Borstenaufnahmebereiches (3) veränderbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenaufnahmebereich durch eine, sich im wesentlichen in Längsrichtung der Borstenfilamente (11, 12) erstreckende, zu den Borstenvorräten (8, 9) öffnende Ausnehmung (3) gebildet ist, der das Stellelement (5) zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement eine Schieberplatte (5, 14) umfaßt, die relativ zu der Bündelgreifeinrichtung (1) beweglich gelagert ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (5) verschwenkbar an der Bündelgreifeinrichtung (1) gelagert ist.

14. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (14) verschiebbar an der Bündelgreifeinrichtung (1 ) geführt ist.

15. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (5, 14) eine zu den Borstenvorräten gerichtete kreisbogenförmige Stirnseite (5a) aufweist, die derart ausgebildet ist, daß deren Verlauf in einer Ausgangsstellung des Stellelementes (5, 14), in der der Borstenaufnahmebereich (3) verkleinert ist, mit dem Verlauf eines Stirnseitenabschnittes (1a) der Bündelgreifeinrichtung (1) übereinstimmt.

16. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (5, 14) zumindest in einem Teilbereich der Bewegung der Bündelgreifeinrichtung (1 ) von den Borstenvorräten (8, 9) zu der Entnahmeeinrichtung (13) zwangsgeführt ist.