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Die
Erfindung betrifft eine Kopfbürste
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Kopfbürsten als
solche sind hinlänglich
bekannt und beispielsweise in
DE 298 15 609 U1 der Anmelderin beschrieben.
Sie finden unter anderem Anwendung in der Säuberung und Entgratung von Metallgegenständen nach
der Fertigung, beispielsweise bei Druckgusserzeugnissen. Besonders
kritisch ist der Einsatz solcher Kopfbürsten an Gegenständen, deren
zu säubernde
Oberfläche
nicht plan ist. Weiterhin wurde festgestellt, dass sich die Borsten
der Kopfbürste über einen
bestimmten Zeitraum der Anwendung nicht gleichmäßig abnutzen. Nicht zuletzt
aus ökonomischen
Gründen
ist es nachteilig, die gesamte Bürste
bzw. den gesamten Bürstenkopf auszuwechseln,
obwohl nur ein Teil der Bürste
tatsächlich
verschlissen ist. Auch tritt in der Praxis die Frage auf, wie im
Falle des Austauschens von verschlissenen Teilen der gesamten Bürste andere
Teile, die vom Verschleiß verschont
blieben, weiterverwendet werden können.
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Die
DE 89 02 346 U1 zeigt
eine Kopfbürste gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Die
GB 584,164 zeigt eine rotierende
Bürste, bei
der die Borsten in radialer Richtung orientiert sind. Borstenbündel sind
zwischen zwei benachbarten Ringen in Axialrichtung geklemmt.
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Die
Aufgabe besteht darin, eine Kopfbürste anzugeben, bei der sich
die Borsten über
einen bestimmten Zeitraum der Anwendung nicht ungleichmäßig abnutzen.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Demnach
ist es für
die erfindungsgemäße Kopfbürste wesentlich,
dass sie zumindest zwei Einheiten enthält, die jeweils aus einer Halterung
mit darauf angeordneten Borsten besteht, und die auf einer Grundplatte
nebeneinander montierbar sind. Dadurch ist es möglich, vom Verschleiß mehr oder
weniger stark betroffene Einheiten unabhängig vom Zustand der restlichen
Einheiten auszutauschen.
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Gemäß der Erfindung
ist die Grundplatte derart auszugestalten, dass sie im Querschnitt
ein Profil mit zumindest einer Stufung aufweist. Durch eine individuelle
Gestaltung der Stufungen der Grundplatte kann damit jede – auch nicht
plane – Oberfläche eines
zu bearbeitenden Werkstücks
poliert bzw. gereinigt werden. Die Gestaltung der Borsten bzw. deren Halterung
bleibt davon unberührt;
lediglich das Profil der Grundplatte ist der entsprechenden Situation
anzupassen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Kopfbürste sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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In
einer Weiterbildung dieser Kopfbürste
ist es vorgesehen, dass die zumindest zwei Einheiten ringförmig ausgestaltet
sind. Dies bietet sich besonders bei der Bearbeitung von runden
Gegenständen, wie
Aluminium-Autofelgen, an.
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Zusammen
mit der ringförmigen
Ausgestaltung bietet sich diese Weiterbildung ganz besonders für die Anwendung
an Aluminiumfelgen für
Kraftfahrzeuge an. Da der Anspruch an ästhetischem Geschmack solcher
Aluminiumfelgen stetig steigt, ist es nunmehr möglich, auch solcherlei Felgen
sauber nachzubearbeiten, deren Außenseite komplizierte – insbesondere
nicht plane – Muster
aufweisen.
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In
einer anderen Weiterbildung ist es vorgesehen, die Befestigung der
Halterung auf der Grundplatte durch Schrauben, Stifte, Rastverschlüsse oder einer
Kombination aus diesen Verbin dungsmöglichkeiten zu realisieren.
Hierdurch soll erreicht werden, dass die vom Verschleiß weitestgehend
unberührte und
möglicherweise
dem Profil des Bearbeitungsobjekts individuell angepasste Grundplatte
leicht vom Rest der Kopfbürste
zu lösen
ist und trotzdem den erforderlichen Stabilitätskriterien entspricht.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, zumindest einige Borsten zu Borstenbündeln zusammenzufassen.
Die Borstenbündel
sitzen vorzugsweise in Öffnungen,
die in der Grundplatte eingearbeitet sind. Zweckmäßigerweise
sind die in diese Öffnung
ragenden Enden der Borstenbündel
von Kunstharz umgeben. Hierfür
ist ein flexibel aufbaubares Kunstharzfundament für die Borstenbefestigung
auf der Grundplatte angeordnet.
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In
einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Borsten wahlweise
senkrecht, schräg-radial
oder schräg-axial
im Bezug auf die Grundplatte angeordnet sind. Zusammen mit der individuellen
Profilanpassung der Grundplatte ermöglicht diese Ausführung, die
Profilanpassung an das zu bearbeitende Objekt zu verfeinern.
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Dank
des Einsatzes der erfindungsgemäßen Kopfbürste sind
individuelle Bearbeitungen von Aluminiumfelgen und ein verhältnismäßig ökonomisch-optimales
Verhalten im Verschleißfall
möglich.
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Nachfolgend
wird die Kopfbürste
nach der Erfindung im Zusammenhang mit Figuren anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
einer ersten erfindungsgemäßen Kopfbürste in
perspektivischer Darstellung,
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2 Explosionszeichnung
des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels,
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3 eine
Draufsicht auf eine Kopfbürste nach 1,
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4 eine
Schnittdarstellung durch einen Teil der in 1 dargestellten
Kopfbürste,
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5 eine
Schnittdarstellung eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels,
dessen Grundplatte als Profil eine Schräge aufweist und
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6 eine
Schnittdarstellung eines Teils eines dritten Ausführungsbeispiels,
dessen Profilgebung durch in ihrer Höhe variablen Halterungen realisiert
wird.
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In
den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben,
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
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In 1 ist
das Ausführungsbeispiel
einer Kopfbürste 1 nach
der Erfindung dargestellt. Die aus mehreren Borsten 6 bestehenden
Borstenbündel 7 bilden
das Besatzmaterial 3 der Kopfbürste 1 und sind im
vorliegenden Beispiel kreisringförmig
angeordnet. Die Borstenbündel 7 sind
in kreisförmigen,
in 4 näher
erläuterten Öffnungen 8 eingesetzt,
von denen sich eine Vielzahl an der oberen Fläche der Halterung 2 befinden.
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Diese
Halterung 2 wird auf eine Grundplatte 5 aus Holz,
Kunststoff, sonstigen Leichtbaustoffen oder einer Kombination dieser
Werkstoffe aufgesetzt und mittels eines Befestigungssystems, das
aus einer Bohrung 9 und Schrauben, Stiften oder Rastverschlüssen bzw.
einer Kombination dieser Verbindungsmöglichkeiten besteht, mit ihr
verbunden. Zur näheren
Beschreibung des Befestigungssystems wird auf die nachfolgenden
Figuren verwiesen.
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2 zeigt
mittels einer Explosionszeichnung den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Kopfbürste 1 von 1.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel
ist modular aufgebaut und setzt sich aus drei ringförmigen Einheiten,
bestehend aus jeweils einer Halterung 2 und dem Besatzmaterial 3 in Form
von Borstenbündeln 7,
und einer Grundplatte 5 zusammen, auf die die ringförmigen Einheiten
aufgesetzt werden. Fundament jeder erfindungsgemäßen Kopfbürste 1 ist die Grundplatte 5.
Diese Grundplatte 5 kann entsprechend den Anforderungen
ein individuell gefertigtes Profil aus Stufen oder Schrägen aufweisen.
Somit wird erreicht, dass bei gleicher Borstenlänge des Besatzmaterials 3 eine
dem Profil des Bearbeitungsobjekt ähnelnde Kontur der Besatzoberfläche 4 erzeugt
werden kann. Auf Grund der möglicherweise
geringeren Verschleißabnutzung und
damit längeren
Lebensdauer der Grundplatte 5 gegenüber dem Besatzmaterial 3 kann
eine ausschließlich
für einen
Profiltyp angefertigte Kopfbürste für eine große Stückzahl von
Bearbeitungsobjekten unter gleichen Bedingungen hinsichtlich der
Profilanpassung verwendet werden. Dies gilt darüber hinaus auch für die möglicherweise
mehr oder weniger großen
Differenzen hinsichtlich der Abnutzungserscheinungen zwischen den
inneren und den äußeren Borstenbündeln 7.
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In 2 ist
eine Grundplatte 5 dargestellt, in die ein Profil von drei
Stufungen 10 eingearbeitet wurde. Die Anzahl der Stufungen 10 entspricht
hierbei genau der Anzahl der Halterungen 2, die auf der Grundplatte 5 montiert
werden. Das zum Montieren benötigte
Befestigungssystem ist auf der Grundplatte 5 durch jeweils
auf der Ebene der Stufung 10 kreuzförmig gegenüberliegende Bohrungen 9 angedeutet. Pro
Stufenfläche 11 sind
vier Bohrungen 9 vorgesehen. Durch die Halterung 2 hindurch
werden in diese Bohrungen 9 dann Schrauben, Stifte oder
Rastverschlüsse
eingeführt.
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Darüber hinaus
ist aus 2 erkennbar, wie die Halterungen 2 und
die Grundplatte 5 seitens ihrer berührenden Flächen auszugestalten sind. Die
ringförmigen
Flächen
der Halterungen 2 sollten von ihren geometrischen Flächen und
deren Ausmaße
vorzugsweise den Maßen
der Stufenfläche 11 entsprechen,
auf der sie aufgesetzt werden sollen. Dadurch ist gewährleistet,
dass einerseits die aus Halterung 2 und Besatzmaterial 3 bestehenden
ringförmigen
Einheiten passgenau auf die Grundplatte 5 aufgesetzt und
andererseits die näher
zur Achse A und vom Durchmesser her kleineren mit den äußeren und
vom Durchmesser her größeren ringförmigen Einheiten zu
einer erfindungsgemäßen Kopfbürste 1 zusammengesetzt
werden können.
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Weiter
ist aus 2 ersichtlich, dass diejenigen
Borstenbündel 7,
die sich im Außenbereich
der auf dem äußeren Ring
der Grundplatte 5 montierten Halterung 2 befinden,
eine leicht nach außen
neigende Lage aufweisen. Die näher
zur Achse A befindlichen Borstenbündel 7 weisen dagegen
eine senkrecht zur Halterung 2 stehende Lage auf.
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Die
in 3 dargestellte Draufsicht einer Kopfbürste zeigt
die kreuzförmig
gegenüberliegenden,
pro ringförmige
Einheit vier Bohrungen 9 als Teil des Befestigungssystems
inmitten der Borstenbündel 7.
Das zu sehende Ausführungsbeispiel
weist an der Peripherie in einem Abstand von einem Borstenbündel 7 ein
schräg-axial
verlaufendes Borstenbündelpaar
auf.
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In 4,
einem Querschnitt einer erfindungsgemäßen Kopfbürste von der Achse A zum äußeren Rand
der Grundplatte 5, sind die Bohrungen 9 als Teil
des Befestigungssystems zu erkennen. Die Schrauben, Stifte oder
Rastverschlüsse
werden, wie aus 3 bekannt, inmitten der Borstenbündel 7 durch
die Halterung 2 durchgesteckt und in den Bohrungen 9 entsprechend
befestigt.
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Weiterhin
sind die bis auf die genannten Borstenbündelpaare, die in einem Winkel
von etwa 10° nach
außen
geneigt sind, die senkrecht stehenden Borstenbündel 7 zu erkennen.
Die Borstenbündel 7 sitzen
zumeist klemmend in den erwähnten Öffnungen 8 der
Grundplatte 5. Trotzdem ist es zweckmäßig, in diesen Öffnungen 8 Kunstharz
einzufüllen, um
eine bessere Fixierung der Borstenbündel 7 zu erreichen.
Als Borsten 6 können
Filamente mit einem kunststoffartigem Trägermaterial vorgesehen werden.
Dieses Trägermaterial
weist vorzugsweise einen Siliziumkarbidanteil von etwa 30% auf.
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Das
durch eine gestrichelte oder dünne, durchgehende
Linie angezeigte Profil der Besatzoberfläche 4 sollte vorzugsweise
dem Oberflächenprofil
des zu bearbeitenden Objekts entsprechen. Die grobe Profilierung
erfolgt durch individuelle Stufengebung beim Fertigen der Grundplatte 5.
Durch eine wahlweise senkrechte, schräg-radiale und/oder schräg-axiale
Anordnung der Borstenbündel 7 im
Bezug auf die Grundplatte 5 sowie durch Längen- und/oder
Durchmesserunterschiede bei vereinzelten Borstenbündeln 7 und/oder
Borsten 6 kann diese Profilierung noch verfeinert werden,
was beispielsweise bei krempenartigen Ausgestaltungen der Außenpartien
von Aluminiumfelgen notwendig erscheint. Weiterhin ermöglicht es
die Änderung
der Borstenanordnungsdichte – unabhängig von
der Profildarstellung des zu bearbeitende Objekts – eine weitere
Anpassung an das Objekt zu erreichen.
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In 5 wird
anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels
gezeigt, dass anstatt einer stufenförmigen Ausgestaltung der Grundplatte 5 deren
Profil auch eine Schräge
aufweisen kann. Eine individuelle Profilanpassung erscheint unter
diesen Bedingungen verglichen mit der stufenförmigen Ausführung zwar ungleich schwieriger,
aber dennoch ist die Möglichkeit
gegeben, entsprechend dem Grad des Verschleißes betroffene Halterungen 2 mit
mit Borstenbündeln 7 partiell
auszuwechseln. Der grundsätzliche
Aufbau ist dem aus 4 bekannten Beispiel gleich.
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Anhand
von 6 soll in einen dritten Anwendungsbeispiel gezeigt
werden, dass die Profilgebung sowie die Möglichkeit, unabhängig vom
Zustand der gesamten Kopfbürste 1 nur
die tatsächlich verschlissenen
Teile, d.h. Halterungen 2 mit den Borstenbündeln 7,
auszutauschen, nicht ausschließlich
durch die Gestaltung der Grundplatte 5 erfolgen muss, sondern
auch durch in ihrer Höhe
variablen Halterungen 2 realisiert werden kann. Der grundsätzliche
Aufbau ist dem aus 4 bekannten Beispiel gleich.
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- 1
- Kopfbürste
- 2
- Halterung
- 3
- Besatzmaterial
- 4
- Besatzoberfläche
- 5
- Grundplatte
- 6
- Borsten
- 7
- Borstenbündel
- 8
- Öffnung
- 9
- Bohrung
- 10
- Stufung
- 11
- Stufenfläche
- A
- Achse