DE4009584A1 - Bearbeitungsvorrichtung fuer buersten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungsvorrichtung für Bürsten, vorzugsweise für Zahnbürsten, insbesondere zum Nachbearbeiten von gestopften und abgescherten Bürsten.

Bekanntermaßen müssen Bürsten nach dem Stopfen abgeschert werden, um eine gleichmäßige Schnitthöhe der Borsten zu erhalten. Besonders bei Zahnbürsten legt man großen Wert auf ein sauberes, gleichmäßiges Abscheren, da hiervon auch das Ergebnis des nachfolgenden Abschleifens zum Abrunden der Borstenenden abhängt.

Nach dem Abscheren kommt es immer vor, daß einzelne Borsten etwas über die Borstenfeldoberfläche vorstehen, beispiels­ weise im Bereich von wenigen Zehntel mm. Diese vorstehenden Borsten sind häufig auch schräg abgeschnitten, was beim nachfolgenden Abrunden dazu führt, daß die vom Abscheren her vorgegebene Schräge immer noch zumindest zum Teil vor­ handen ist und daß solche Borsten dann keine halbkugelför­ mig gerundeten Enden aufweisen.

Bei unregelmäßiger Borstenfeld-Oberfläche, z. B. bei stufig oder gewölbt profilierten Borstenfeldern oder V-Borstenan­ ordnung treten die vorgenannten Probleme verstärkt auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bearbei­ tungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die eine Nachbearbeitung von abgescherten Borstenbündeln auch bei unterschiedlichen Borstenfeldformen mit etwa gleich gutem Ergebnis wie bei ebenen Borstenfeldern ermög­ licht, so daß auch bei diesen profilierten Borstenfeldern die Enden der Borsten nach der Endbearbeitung gleichmäßig in erwünschter Weise z. B. etwa halbkugelförmig geformt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß nach einer Abscherstation wenigstens eine Nachbearbeitungseinrichtung zum Abschmelzen zumindest von über die Borstenfeld-Oberfläche überstehenden Borsten­ enden oder zum formenden Anschmelzen von Borstenbündelenden vorgesehen ist, die zumindest eine an die zu bearbeitende Borstenfeld-Oberfläche formangepaßte Heizplatte aufweist. Mit dieser Einrichtung lassen sich über die vorgesehene Borstenfeld-Oberfläche überstehende Einzelborsten oder schräg stehende Borstenbündel so formen, daß sich etwa senkrecht zur Borstenlängsachse verlaufende Borstenendflä­ chen ergeben, die dann beim anschließenden Schleifen zu einem guten Abrundergebnis der Borstenenden führen. Dabei können durch die formangepaßte(n) Heizplatte(n) auch entsprechende Borstenfeld-Oberflächen gleichermaßen gut bearbeitet werden.

Für gestufte Bürstenfeldoberflächen weist die Arbeitsfläche der Heizplatte nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung eine der Borstenfeld-Oberfläche angepaßte Profilierung auf und ist insbesondere entsprechend den Borstenbündel-Reihen mit unterschiedlichen Borstenlängen abgestuft mit etwa rechtwinklig zu den jeweiligen Borsten angeordneten Stufen­ flächen ausgebildet.

Dadurch bleibt die vorgesehene Stufenform der Borstenfeld- Oberfläche beim Nachbearbeiten mit der Heizplatte exakt er­ halten. Außerdem wird dadurch vermieden, daß die etwas höher stehenden Borstenenden stärker beaufschlagt werden und dann gegebenenfalls zusammenbacken würden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Bearbeitungsvorrichtung eine Einrichtung zum etwa parallelen Ausrichten und Halten von nach dem Stopfen schräg stehenden Borstenbündeln während wenigstens einer Bearbeitung der Borstenenden aufweist.

Durch diese Ausricht- und Halteeinrichtung können in einer für eine Nachbearbeitung mit einer Heizplatte "ungünstigen" Position stehende Borstenenden, z. B. von umgekehrt V-för­ mig angeordneten Borstenbündeln, in eine etwa parallele La­ ge ausgerichtet werden und sind dann für die Bearbeitung mit der Heizplatte gut zugänglich.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den wei­ teren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Er­ findung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt stärker schematisiert:

Fig. 1 eine Ansicht von Nachbearbeitungsmaschinen zum Ab­ scheren, Abschmelzen und Runden von Borstenbündeln,

Fig. 2 eine Detailansicht einer einzelnen Borste nach einem Abschmelzvorgang,

Fig. 3 eine Detailansicht einer einzelnen Borste nach dem Abrunden der Borstenenden,

Fig. 4 eine Stirnseitenansicht einer Heizplatte mit stufenförmiger Oberfläche und angesetzter Bürste,

Fig. 5 eine etwa mit Fig. 4 vergleichbare Ansicht, hier jedoch mit anders geformter Heizplatte,

Fig. 6 eine Teilseitenansicht einer Zahnbürste mit V- Borsten,

Fig. 7 eine Detailansicht der in Fig. 6 gezeigten Bürste im Bereich einer V-Borstenanordnung,

Fig. 8 eine etwa Fig. 1 entsprechende Anordnung von Nach­ bearbeitungsmaschinen, hier jedoch mit einer bei der Abschmelzvorrichtung zusätzlich angeordneten Ausricht- und Haltevorrichtung und

Fig. 9 eine Detailansicht einer mit Hilfe einer Ausricht- und Haltevorrichtung gerade ausgerichteten V-Bor­ stenanordnung sowie einer Heizplatte.

Eine in den Fig. 1 und 8 gezeigte Nachbearbeitungsein­ richtung 1 für Bürsten 2, insbesondere für Zahnbürsten, weist in Bearbeitungsfolgerichtung zunächst eine Abscher­ vorrichtung 3, eine Abschmelzvorrichtung 4 sowie eine Schleifvorrichtung 5 zum Abrunden der Borstenbündel 6 der Bürsten 2 auf.

Die Abschervorrichtung 3 ist einer hier nicht dargestellten Stopfmaschine nachgeschaltet, in der die Borstenbündel 6 in Löcher des Bürstenkörpers 7 eingestopft werden. Nach diesem Stopfvorgang weisen die einzelnen Borsten Längenunterschie­ de auf, die bei der Abschervorrichtung 3 egalisiert werden. Dabei werden die Borstenbündel auf ihre vorgesehene Länge geschnitten. Dies erfolgt mit Hilfe eines an einem Gegen­ messer 8 vorbeilaufenden Fräsers 9. Nach diesem Abschervor­ gang ist zwar eine im wesentlichen gleichmäßige Schnittlänge der Borstenbündel 6 vorhanden, jedoch ist nicht auszu­ schließen, daß einzelne Borsten beim Abschervorgang seit­ lich abgelenkt wurden und dann nicht exakt entsprechend der vorgesehenen Länge abgeschert wurden. Diese einzelnen Bor­ sten stehen dann geringfügig über das vorgesehene Borsten­ feldniveau vor. Mit Hilfe der Abschmelzvorrichtung 4 können nun diese vorstehenden Borstenenden so weit abgeschmolzen werden, daß sie die gleiche Länge wie die übrigen Borsten haben. Dies erfolgt mit Hilfe einer Heizplatte 10, die an das Borstenfeld 11 herangefahren werden kann, wie dies durch den Doppelpfeil Pf1 in Fig. 1 angedeutet ist. Der Abschmelzvorgang kann etwa im Bereich von einer Sekunde dauern. Dies ist auch abhängig von der Temperatur der Heiz­ platte 10, die mindestens auf die Schmelztemperatur der aus Kunststoff bestehenden Borstenbündel aufgeheizt ist. Bei entsprechend höherer Temperatur kann die Einwirkzeit ent­ sprechend verkürzt werden. Das Zusammenspiel aus Temperatur und Einwirkzeit muß auch auf die Dichte und Lage der Bor­ stenbündelenden so abgestimmt sein, daß die anderen, nicht abzuschmelzenden Borstenenden nicht beeinflußt, insbeson­ dere zusammengeschmolzen werden.

Gegebenenfalls kann die Heizplatte 10 auch feststehend angeordnet sein, wobei dann die zu bearbeitenden Bürsten mit ihrem Borstenfeld an die Oberfläche der Heizplatte 10 kurz herangefahren werden.

Zum Temperieren der Heizplatte 10 enthält diese zweckmäßi­ gerweise eine oder mehrere elektrische Heizpatronen 12. Zur thermostatischen Regelung ist außerdem noch ein Temperatur­ fühler 13 in der Heizplatte 10 angeordnet.

Beim Abschmelzen werden in erster Linie die über das Bor­ stenfeld noch überstehenden Borstenenden abgeschmolzen. Zusätzlich können aber auch die übrigen Schnittflächen der Borstenenden etwas angeschmolzen werden und dabei die in Fig. 2 gezeigte Form mit etwa zur Längsrichtung der Borsten senkrecht laufenden Borstenenden 17 erhalten. Diese Form­ gebung begünstigt dann beim nachfolgenden Runden der Bor­ stenenden bei der Schleifvorrichtung 5 in erwünschter Weise das etwa halbkugelförmige Formen der Enden, so wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Um die Borstenenden exakt entsprechend dem vorgesehenen Profilverlauf des Borstenfeldes 11 anzuschmelzen, ist die Heizplatte 10 an ihrer Arbeitsfläche 14 entsprechend pro­ filiert. Bei den in Fig. 1 und 8 gezeigten Ausführungsfor­ men von Bürsten 2 mit geradem bzw. ebenem Borstenfeld 11 ist auch die Arbeitsfläche 14 eben ausgebildet.

Fig. 4 zeigt eine Bürste 2, bei der die äußeren Borsten­ reihen länger ausgebildet sind als die dazwischen liegen­ den. Dementsprechend ist auch die Arbeitsfläche 14 stufig ausgebildet, so daß auch hier die Borstenenden exakt eben angeschmolzen werden können.

Fig. 5 zeigt noch eine andere Ausführungsform, bei der die Borstenbündel von außen zur Längsmitte der Bürste von Reihe zu Reihe länger werden. Die Arbeitsfläche 14 der Heizplatte 10 ist auch hier entsprechend profiliert und weist nutför­ mige Ausschnitte mit stufenförmigen Übergängen auf. Die einzelnen Stufenflächen, die mit den Borstenbündelenden zum Anschmelzen in Berührung kommen, laufen dabei etwa senk­ recht zur Längserstreckung der einzelnen Borstenbündel. Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind die Übergangs­ flächen von einer Stufe zur nächsten schräg ausgebildet, so daß für die einzelnen Borstenbündel eine "Zentrierführung" vorhanden ist, durch die insbesondere auch ein Umknicken einzelner Borsten durch höherliegende Stufen vermieden werden.

Für gewölbte Borstenfeldoberflächen weist die Heizplatte eine stufig an die Wölbung angepaßte Arbeitsfläche auf, so daß jede Borste, welche die Heizplatte berührt, rechtwink­ lig zu ihrer Längserstreckung am Borstenende 17 gerade ge­ formt wird.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Bürste 2 mit V-förmig angeord­ neten Borsten, wobei die freien Borstenenden dicht anein­ anderliegen, ist ein Bearbeiten mit einer Abschmelzvor­ richtung problematisch, da hier nicht ohne weiteres die Enden der Borsten, wie in Fig. 2 gezeigt, angeschmolzen werden können. Um dies zu ermöglichen, ist in Verbindung mit der Abschmelzvorrichtung 4 eine Ausricht- und Halte­ vorrichtung 15 vorgesehen (vgl. Fig. 8), mit der schräg­ stehende Borstenbündel während der Bearbeitung etwa paral­ lel ausgerichtet werden können.

Nach dem Abscheren der Borsten mit Hilfe eines profilierten Fräsers haben die Borstenenden die in Fig. 7 gezeigte Form. Diese Formgebung läßt aber ein Abrunden der Borstenenden bei der Schleifvorrichtung 5 nur in sehr unbefriedigendem Maße zu. Mit Hilfe der Ausricht- und Haltevorrichtung 15 können nun die V-förmig zueinander angeordneten Borsten­ bündel in eine Parallellage gebracht werden, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist.

Die Ausricht- und Haltevorrichtung 15 weist zweckmäßiger­ weise einen Rechen oder dergleichen Eingreifwerkzeug mit zwischen die Borstenbündel 6 einschiebbaren Zinken 16 auf. Diese Zinken können beispielsweise schmale freie Enden auf­ weisen, die sich bis zu einer Breite, die etwa dem lichten Abstand benachbarter Borstenreihen entspricht, erweitern. Dadurch werden die benachbarten Borstenbündel beim Ein­ schieben der Zinken zunehmend auseinandergedrückt, bis sie in die in Fig. 9 gezeigte Lage gelangt sind. In dieser Stellung kann dann die Heizplatte 10 in Arbeitsposition positioniert werden, so daß die schräg geschnittenen Enden der Borsten etwa senkrecht zu ihrer Längserstreckung ange­ schmolzen werden.

Beim sich anschließenden Schleifvorgang werden dann auch diese Borstenbündel-Enden gut verrundet. Hierbei ist es zweckmäßig, das Schleifen auch in der in Fig. 9 gezeigten Position mit zwischen den Borstenbündeln befindlichem Rechen bzw. dessen Zinken 16 vorzunehmen. Dadurch wird das Abrundergebnis bei der Schleifvorrichtung 5 noch wesentlich verbessert. Gerade bei Zahnbürsten ist das exakte Verrunden der Borstenbündel-Enden besonders wichtig, da im Mundbe­ reich eine hohe Empfindlichkeit gegenüber scharfkantigen Borstenenden vorhanden ist. Die besonderen Vorteile, die man durch spezielle Borstenformen, z. B. V-Borsten, zu er­ reichen sucht, würden durch ein Schleifen der Borstenenden in Schräglage zu einem Gesamtergebnis führen, welches die angestrebten Vorteile zum Teil zunichte macht. Werden die Borstenbündel dagegen mit Hilfe der Ausricht- und Haltevor­ richtung 15 sowie der Abschmelzvorrichtung 4 vorbehandelt, ist ein besonders gutes Gesamtergebnis unter Beibehaltung aller Vorteile erzielbar.

Die Ausricht- und Haltevorrichtung 15 kann neben einer Hub­ einrichtung zum Einfahren des mit Zinken 16 versehenen Rechens das Borstenfeld 11 zusätzlich noch mit einer Hub­ oder Positioniereinrichtung zum Bewegen der Zinken 16 etwa in Längsrichtung der Borstenbündel ausgerüstet sein. Die Zinken 16 können hierbei in den bürstenkörpernahen und etwas breiteren Zwischenraum zwischen benachbarten Borsten eingefahren werden und anschließend werden dann die Borsten durch das Verschieben der Zinken mehr zum Borstenende 17 hin entsprechend auseinandergedrückt. In diesem Falle könn­ ten auch im Querschnitt runde Zinken 16 verwendet werden. Bei den Positionierbewegungen handelt es sich jeweils um Relativbewegungen, so daß entweder die Bürsten 2 oder aber die Bearbeitungswerkzeuge jeweils positioniert werden kön­ nen.

Erwähnt sein noch, daß die Rechenzinken 16 auch je nach Bearbeitung mehr oder weniger nahe bei den Borstenenden 17 positioniert werden können, um die Borstenenden unter­ schiedlich abzustützen. Zum Schleifen für das Abrunden der Borstenenden bei der Schleifvorrichtung 5 ist es zweckmä­ ßig, die Zinken 16 näher beim Bürstenkörper zu positionie­ ren, so daß die Borstenenden 17 bei der Bearbeitung flexi­ bel nachgeben können. Dies führt zu einem besonders guten Abrundergebnis.

Werden die Zinken 16 näher bei den Borstenenden 17 positio­ niert, so werden sie besser abgestützt, was beim Abscheren und auch beim Abschmelzvorgang vorteilhaft ist.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (9)

1. Bearbeitungsvorrichtung für Bürsten, vorzugsweise für Zahnbürsten, insbesondere zum Nachbearbeiten von ge­ stopften und abgescherten Bürsten, dadurch gekennzeich­ net, daß nach einer Abscherstation (3) wenigstens eine Nachbearbeitungseinrichtung (4) zum Abschmelzen zumin­ dest von über die Borstenfeld-Oberfläche überstehenden Borstenenden oder zum formenden Anschmelzen von Bor­ stenbündel-Enden vorgesehen ist, die zumindest eine an die zu bearbeitende Borstenfeld-Oberfläche forman­ gepaßte Heizplatte (10) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (10) feststehend zwischen einer Ab­ scherstation (3) und einer Schleifstation (5) angeord­ net ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (10) mit einer Hub- und/oder Po­ sitioniereinrichtung verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Heizplatte (10) wenigstens eine insbesondere thermostatisch geregelte, elektrische Heizpatrone (12) eingesetzt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (14) der Heiz­ platte (10) eine der Borstenfeld-Oberfläche angepaßte Profilierung aufweist und insbesondere entsprechend den Borstenbündel-Reihen mit unterschiedlichen Borstenlän­ gen abgestuft mit etwa rechtwinklig zu den jeweiligen Borsten angeordneten Stufenflächen ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (15) zum etwa parallelen Ausrichten und Halten von nach dem Stopfen schräg stehenden Borstenbündeln (6) während wenigstens einer Bearbeitung der Borstenenden aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausricht- und Haltevorrichtung einen Rechen oder dergleichen Eingreifwerkzeug mit zwischen benach­ barte Borstenbündel (6) einschiebbaren Zinken (16) oder dergleichen aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zinken (16) schmale freie Enden aufweisen, die sich zumindest bis zu einer Breite, die dem lichten Ab­ stand benachbarter Borsten-(Reihen) entspricht, erwei­ tern und im weiteren Verlauf vorzugsweise dem Borsten­ reihen-Abstand entsprechend beabstandete Außenseiten haben.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rechen oder dergleichen mit einer Hubeinrichtung zum Einfahren in das Borstenfeld (11) und gegebenenfalls zum Bewegen etwa in Längsrichtung der Borsten verbunden ist.