Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Borstenherstellung, insbesondere ein Verfahren, wobei ein spezielles Schneideverfahren zum Schneiden der Bürstenfasen angewendet wird, sowie eine Vorrichtung zum Schneiden der dabei verwendeten Bürstenfasern.

Die Erfindung ist besonders für die Anwendung zur Herstellung von Zahnbürsten bestimmt, aber es ist nicht ausgeschlossen, sie auch für die Herstellung anderer Arten von Bürsten zu verwenden.

Es ist allgemein bekannt, dass Bürsten durch Bilden von Bürstenkörpern hergestellt werden, indem man diese Bürstenkörper mit Bürstenfasern versieht und die eingesetzten Bürstenfasern an ihren freien Enden in einer gleichmäßigen Höhe, profiliert oder nicht, abschneidet, eventuell kombiniert mit anderen Verfahrensschritten.

Außerdem ist es üblich, ein rotierendes Schneidemesser und ein mit diesem zusammenarbeitendes festes Schneidemesser zum Abschneiden der Bürstenfasern zu verwenden, wobei diese Messer profiliert oder unprofiliert sein können.

Die Erfindung zielt auf ein Verfahren zur Bürstenherstellung sowie eine Vorrichtung zum Schneiden der dabei verwendeten Bürstenfasern ab, wobei ein spezielles Schneideverfahren angewendet wird, so dass mehrere Vorteile in Bezug auf den Stand der Technik erzielt werden bzw. mehrere Nachteile der bekannten Ausführungsform mit einem festen Gegenmesser ausgeschlossen werden können.

Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung in erster Linie ein Verfahren zur Bürstenherstellung, wobei Borstenkörper mit Bürstenfasern versehen werden. Danach werden diese Bürstenfasern mittels einer Vorrichtung abgeschnitten, die mindestens ein rotierendes Schneidemesser und ein Gegenmesser enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürstenfasern dadurch abgeschnitten werden, dass das Schneidemesser sowie das Gegenmesser eine Rotationsbewegung hauptsächlich entlang ein und derselben Rotationsachse ausführen.

Da beide Messer eine Rotationsbewegung ausführen, erhält man einen saubereren Schnitt sowie einen systematischeren Schneideeffekt. Außerdem schafft die Verwendung eines rotierenden Gegenmessers, gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen, neue Schneidemöglichkeiten, die mit einem festen Gegenmesser nur schwer zu verwirklichen sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden das rotierende Schneidemesser und Gegenmesser mindestens während eines Teils des Schneidezyklus in entgegengesetzter Rotationsrichtung angetrieben. Auf diese Weise wird selbst bei einer sehr niedrigen Rotationsgeschwindigkeit des Schneidemessers und des Gegenmessers eine relativ große gegenseitige Verschiebung zwischen den Schneidkanten beider Messer erzielt, was in einer höheren Schneidegeschwindigkeit durch das Fasermaterial resultiert, was wiederum einen feineren Schnitt liefert.

Gemäß einer Möglichkeit wird das rotierende Schneidemesser in einer Richtung angetrieben, während es kontinuierlich rotiert wird, während das Gegenmesser in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird, während es kontinuierlich rotiert wird. Diese Möglichkeit bietet den Vorteil, dass die Antriebe relativ einfach ausgeführt sein können.

Gemäß einer anderen Möglichkeit werden beide Messer in derselben Rotationsrichtung aber mit einer unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeit angetrieben.

Gemäß einer anderen Möglichkeit wird mindestens eines der beiden Messer, entweder das Schneidemesser oder das Gegenmesser, mit einer schwingenden Bewegung angetrieben und rotiert also vor und zurück, während das andere Messer vorzugsweise in einer kontinuierlich rotierenden Weise angetrieben wird. Insbesondere wird das Schneidemesser angetrieben, während das Gegenmesser in einer schwingenden Weise bewegt wird. Diese Möglichkeit lässt es beispielsweise zu, das Gegenmesser in dem Bereich, in dem sich die Fasern befinden, ausschließlich vor und zurück zu bewegen so dass dieses Gegenmesser keine unnötige vollständige Rotation ausführen muss.

Gemäß der am meisten bevorzugten Ausführungsform werden das rotierende Schneidemesser und das Gegenmesser so in Bezug zueinander angetrieben, dass die nacheinander gebildeten Schnittpunkte bzw. nacheinander gebildeten Schnittlinien sich gemäß einer rotierenden Bahn bewegen.

Durch Sicherstellen, dass diese Schnittpunkte schnell genug bewegt werden, wird erreicht, dass praktisch überall auf dem theoretischen zylindrischen Mantel um das rotierende Schneidemesser herum ein Schneideeffekt erzielt wird, infolgedessen mehrere Vorteile, die typisch für die Verwendung eines festen Gegenmessers sind, ausgeschlossen werden können. Einer dieser Vorteile besteht beispielsweise darin, dass mit einem festen Gegenmesser und folglich mit einer ortsfesten Schnittlinie die Schneidkanten des rotierenden Schneidemessers zuerst über einen bestimmten Abstand durch die Bürstenfasern bewegt werden müssen, bevor ein Schnitt ausgeführt wird, wobei die Bürstenfasern während dieser Bewegung beschädigt werden können.

Gemäß einer praktischen Ausführungsform wird vorzugsweise ein Schneidemesser mit mehreren Schneidekanten benutzt und/oder werden mehrere Gegenmesser benutzt, die mit ein und demselben Schneidemesser zusammenarbeiten. So ist es möglich, eine große Anzahl von Schnitten pro Zeiteinheit auszuführen ohne die Rotationsgeschwindigkeiten der Messer erhöhen zu müssen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens werden die Bürstenfasern mit einem Profil versehen, indem der Abstand zwischen dem rotierenden Schneidemesser und dem Bürstenkörper der zu schneidenden Bürsten verändert wird, so dass das Schneidemesser tiefer bzw. weniger tief in das Faserbündel eindringt, mit oder ohne Kombination mit anderen gegenseitigen Bewegungen. So kann ein Profilmuster verwirklicht werden, ohne dass dazu unbedingt profilierte Messer notwendig sind, was jedoch aus praktischen Gründen erforderlich ist, wenn ein festes Gegenmesser verwendet wird.

Das Vorhergehende schließt jedoch nicht aus, dass auch profilierte Messer bei Verwendung eines rotierenden Gegenmessers benutzt werden können. Die kombinierte Verwendung eines rotierenden Gegenmessers, das außerdem noch profiliert ist, bietet zusätzliche neue Möglichkeiten, wie z. B. die Verwirklichung dreidimensionaler Profile.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Schneiden von Bürstenfasern des Typs, die mindestens aus einem rotierenden Schneidemesser und mindestens einem Gegenmesser besteht, wobei das Messer und das Gegenmesser Schneidekanten haben, die einander abwechselnd passieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenmesser ebenfalls bewegt werden kann und das Gegenmesser angepasst ist, um um dieselbe Rotationsachse zu rotieren wie das Schneidemesser.

Andere bevorzugte Merkmale des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in der folgenden ausführlichen Beschreibung und in den dazugehörigen Ansprüchen beschrieben.

Um die Merkmale der Erfindung besser zu veranschaulichen, werden folgende bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel und ohne irgendeinen einschränkenden Charakter beschrieben, wobei auf die Begleitzeichnungen verwiesen wird, in denen:

1 schematisch eine bekannte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Schneiden von Bürstenfasern mit einem festen Gegenmesser darstellt;

2 und 3 schematisch zwei weitere bekannte Ausführungsformen darstellen;

4 schematisch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;

5 eine Variante einer Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;

6 die Vorrichtung aus 5 in einer Perspektivansicht darstellt;

7 und 8 schematisch zwei Anwendungen einer Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellen;

9 schematisch eine andere Variante darstellt;

10 und 11 Ansichten einer Zahnbürste darstellen, deren Bürstenfasern mittels der Vorrichtung aus 9 abgeschnitten wurden;

12 und 13 schematisch zwei weitere Anwendungen der Erfindung darstellen.

1 stellt eine bekannte Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Schneiden von Bürstenfasern 2 von Bürsten 3 dar, bestehend aus einem Schneidemesser 4, das um eine Achse rotieren kann, und einem festen Gegenmesser 5. Das Schneidemesser 4 hat mehrere Schneidkanten 6, die abwechselnd mit einer auf dem Gegenmesser 5 gebildeten Schneidkante 7 zusammenarbeiten.

Es ist klar, dass das Gegenmesser 5 aufgestellt sein muss, so dass es den Drehkreis der Schneidkanten 6 berührt, während zudem das Gegenmesser 5 mit der Schneidkante 7 vorzugsweise exzentrisch in einem Abstand D1 und somit auch in einem Abstand D2 unter dem höchsten Punkt H positioniert ist. Im Fall eines festen Gegenmessers 5 ist dies notwendig, um sicherzustellen, dass die abgeschnittenen Bürstenfasern während der Bewegung der Bürste 3 an der Vorrichtung 1 entlang nicht durch das Gegenmesser 5 behindert werden.

Ein Nachteil dieser bekannten Aufrichtung besteht außerdem darin, dass die Schneidkanten 6 bis zu einer Tiefe D2 durch die Bürstenfasern 2 rotieren und sozusagen an diesen hacken, so dass die Bürstenfasern 2 beschädigt werden können.

Eine solche Vorrichtung 1 mit einem festen Gegenmesser 5 ist außerdem dadurch nachteilig, dass es fast unmöglich ist, eine profilierte Form mit einem geraden Gegenmesser 5 zu erhalten. Auch ist dies in der Praxis nur unter Verwendung eines profilierten Schneidemessers 4 und Gegenmessers 5 möglich, wie es beispielsweise schematisch in 2 und 3 dargestellt ist. Solche profilierten Messer haben jedoch den Nachteil, dass sie schwierig herzustellen, zu regulieren und zu schärfen sind. Außerdem ist es schwierig, einen klaren Schnitt zu erhalten, mit anderen Worten, einen Schnitt, bei dem an den äußeren Enden der geschnittenen Fasern keine Grate bleiben, die wiederum die Rundung der Faserenden behindern.

Wie oben beschrieben zielt die Erfindung auf eine Vorrichtung 8 ab, die neue Möglichkeiten bietet, wobei unabhängig von der Anwendung und Ausführungsform die oben beschriebenen Nachteile ausgeschlossen werden können.

Wie schematisch in 4 dargestellt, enthält eine solche Vorrichtung 8 nicht nur ein rotierendes Schneidemesser 9 sondern auch ein Gegenmesser 10, das bewegt, insbesondere rotiert, werden kann, wobei das Schneidemesser 9 und das Gegenmesser 10 um dieselbe Rotationsachse 11 rotieren können.

Das rotierende Schneidemesser 9 kann in einer herkömmlichen Weise mit mehreren Schneidkanten 12 gebildet sein, in diesem Fall insgesamt vier, die mit der Schneidkante 13 des festen Gegenmessers 10 zusammenarbeiten. Es ist jedoch klar, dass Schneidemesser 9 mit einer anderen Anzahl von Schneidkanten 12 angewendet werden können und dass dieses Schneidemesser 9 im Prinzip auch nur eine Schneidkante 12 haben kann.

In der Ausführungsform in 4 ist nur ein Gegenmesser 10 bereit gestellt, aber es ist klar, dass gemäß einer Variante mehrere Gegenmesser 10 verwendet werden können, die mit demselben rotierenden Schneidemesser 9 zusammenarbeiten, beispielsweise wie in der Ausführungsform in 5 und 6 dargestellt.

Das Schneidemesser 9 und das Gegenmesser 10 bzw. die Gegenmesser 10 können auf verschiedene Weisen angetrieben werden, aber natürlich stets in einer solchen Weise, dass eine gegenseitige Verschiebung zwischen den Schneidkanten 12 und der Schneidkante 13 bzw. den Schneidkanten 13 stattfindet.

Die Messer 9 und 10 können in einer entgegengesetzten Rotationsrichtung angetrieben werden, zum Beispiel R1 und R2, wie in 4 und 5 angegeben. Gemäß einer Variante können sie auch in derselben Rotationsrichtung aber mit einer unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeit angetrieben werden.

Statt jedes Messer – Schneidemesser 9 bzw. Gegenmesser 10 – stets in derselben Rotationsrichtung anzutreiben, entgegengesetzt zueinander oder nicht, ist es auch möglich, eines der beiden Messer in einer schwingenden Bewegung in einer wechselnden Rotationsrichtung anzutreiben. In diesem Fall schwingt vorzugsweise das Gegenmesser 10, während das Schneidemesser kontinuierlich rotiert. Dies impliziert, dass, beispielsweise in 4, das Gegenmesser 10 in einem Winkel A vor und zurück gedreht wird, während das Schneidemesser 9 stets in derselben Richtung rotiert.

Es ist klar, dass die Rotationsbewegungen durch eine beliebige Art von Antriebsmitteln erhalten werden können. 6 stellt schematisch zwei getrennte Antriebselemente 14 und 15 für das Schneidemesser 9 bzw. das Gegenmesser 10 dar.

Es ist jedoch klar, dass auch ein gemeinsames Antriebselement angewendet werden kann, wobei das Schneidemesser 9 und das Gegenmesser 10 dann über ein geeignetes Getriebe an dieses Antriebselement gekoppelt sind.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung 8 und das daraus sich ergebende Verfahren zum Abschneiden der Bürstenfasern 2 können leicht aus diesen Figuren hergeleitet werden. Es ist klar, dass durch Verschieben der Vorrichtung 8 und einer Bürste 3 zueinander und aneinander entlang die Bürstenfasern 2 an den Stellen abgeschnitten werden, wo die Schneidkanten 12 und 13 miteinander zusammenarbeiten. Selbstverständlich wird in der Realität die gegenseitige Verschiebung automatisch ausgeführt.

7 zeigt, wie ein ebener Schnitt mittels einer parallelen gegenseitigen Verschiebung zwischen einer Bürste 3 und der betreffenden Vorrichtung 8 ausgeführt werden kann. In dem angegebenen Beispiel liegt die Vorrichtung 8 mit ihrer axialen Achse, d. h., der Rotationsachse 11, quer über der Längsrichtung des Faserbündels, bestehend aus zu schneidenden Bürstenfasern 2. Es ist jedoch klar, dass andere Aufrichtungen möglich sind.

8 zeigt, dass durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung es auch sehr leicht ist, ein Profil mit einem geraden Gegenmesser 10 oder zumindest einem Gegenmesser 10 zu erhalten, dessen Schneidkante 13 sich auf einem zylindrischen Mantel befindet, d. h., ohne dass ein profiliertes Gegenmesser erforderlich ist. Das Profil, das in diesem Fall aus einer Vertiefung 16 besteht, wird dabei durch Verschieben der Vorrichtung 8 zur Bürste 3 hin erhalten, so dass das Schneidemesser 9 bis zu einer bestimmten Tiefe in das Faserbündel eindringt.

Das Vorhergehende schließt jedoch nicht aus, dass auch in der Vorrichtung 8 der Erfindung ein profiliertes Schneidemesser 9 und ein profiliertes Gegenmesser 10 verwendet werden können. 9 zeigt ein solches Beispiel, während 10 und 11 eine Bürste 3 darstellen, die mittels des profilierten Schneidemessers 9 und des profilierten Gegenmessers 10 von 9 hergestellt ist.

Es ist klar, dass dank der Kombination der oben beschriebenen Bewegungen und der Verwendung einer Vorrichtung 8 mit profilierten Messern viel mehr Möglichkeiten zur Ausführung komplizierter Profile in einer zügigen Weise geschaffen werden.

Um eine profilierte Form auszuführen, ist es auch möglich, das rotierende Schneidemesser 9 auf einer geraden Bahn entlang der Bürste 3 entweder in einem Winkel oder bis zu einer bestimmten Stelle zu bewegen. Letztere ist schematisch in 12 dargestellt, wobei das Schneidemesser 9 einen Radius 5 hat und folglich der Schnittkreis S über eine gerade Bahn B1 bis zu einer bestimmten Stelle P bewegt wird, um anschließen von der Bürste 3 weg bewegt zu werden.

Es ist auch möglich, das Schneidemesser 9 auf einer gesteuerten Bahn, insbesondere einer ungeraden Bahn oder einer unterbrochenen Bahn, an der Bürste 3 entlang zu verschieben, wie es beispielsweise schematisch durch Bahn B2 in 13 dargestellt ist.

Es ist klar, dass mit allen oben beschriebenen Verschiebungen gegenseitige Verschiebungen gemeint sind. So können die Bürste 3 wie auch die Vorrichtung 8 oder beide bewegt werden, um die erforderliche gegenseitige Verschiebung auszuführen. Die Mittel für die Ausführung dieser Verschiebung können von verschiedener Art sein, aber sie bestehen im Wesentlichen aus angetriebenen Bewegungsmechanismen, um entweder das Schneidemesser, die Bürsten oder beide zu verschieben.

Die vorliegende Erfindung ist keinesfalls auf die zuvor beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt, ganz im Gegenteil, kann ein solches Verfahren zur Herstellung von Bürsten und die dabei verwendete Vorrichtung zum Schneiden von Bürstenfasern in den verschiedensten Varianten ausgeführt sein ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.