BE1024474B1 - Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung sowie Bürstenherstellungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung zum thermischen Verpressen zumindest einer Borste in einer Verankerungsöffnung (12) eines Borstenträgers (10) umfasst eine beheizbare Druckplatte (100) sowie eine auf der Rückseite vorgesehene Trichterplatte (102), zwischen denen eine Isolierschicht (108) angebracht ist. Die Druckplatte (100) wird elektrisch beheizt. Zudem ist eine Bürstenherstellungsvorrichtung mit einer solchen Druckplatteneinheit beschrieben.

Description

(30) Prioritätsangaben :

(73) Inhaber :

BOUCHERIE Bart Gerard 8870, IZEGEM Belgien (72) Erfinder :

BOUCHERIE Bart Gerard 8870 IZEGEM Belgien (54) Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung sowie Bürstenherstellungsvorrichtung (57) Eine Druckplatteneinheit für eine

Bürstenherstellungsvorrichtung zum thermischen Verpressen zumindest einer Borste in einer Verankerungsöffnung (12) eines Borstenträgers (10) umfasst eine beheizbare Druckplatte (100) sowie eine auf der Rückseite vorgesehene Trichterplatte (102), zwischen denen eine Isolierschicht (108) angebracht ist. Die Druckplatte (100) wird elektrisch beheizt. Zudem ist eine

Bürstenherstellungsvorrichtung mit einer solchen Druckplatteneinheit beschrieben.

BELGISCHES ERFINDUNGSPATENT

FÖD Wirtschaft, K.M.B., Mittelstand & Nummer der Veröffentlichung : 1024474 Energie Einreichungsnummer : BE2017/5201

Amt für Geistiges Eigentum Internat. Klassifikation : A46D 3/04

Datum der Erteilung am : 24/04/2018

Der Minister für Unternehmen,

Aufgrund des Pariser Vertrags vom 20. März 1883 zum Schutz des Gewerbliches Eigentums ;

Aufgrund des Gezetzes vom 28. März 1984 über Erfindungspatente, Artikel 22, für die Anträgen vor dem 22. September 2014 eingeführt;

Aufgrund des Titels I “Erfindungspatente” des Buches XI des Wirtschaftsgesetzbuches, Artikel XI.24, für die Anträgen ab 22. September 2014 eingeführt ;

Aufgrund des königlichen Erlasses vom 2. Dezember 1986 über die Anmeldung, die Erteilung und die Aufrechterhaltung von Erfindungspatenten, Artikel 28;

Aufgrund des Protokolls aufgenommen am 27/03/2017 beim Amt für Geistiges Eigentum.

In Erwägung, dass für Patentanmeldungen, die unter den Anwendungsbereich des Titels 1, Buch XI, des Wirtschaftgesetzbuches fallen, in Übereinstimmung mit Artikel XI.19, § 4, zweiter Absatz, des Wirtschaftsgesetzbuches, wenn die Patentanmeldung Gegenstand eines Recherchenberichts ist, in dem eine mangelnde Einheitlichkeit der Erfindung im Sinne des Paragraphen 1 erwähnt wird, und wenn der Anmelder seine Anmeldung nicht beschränkt und keine Teilanmeldung einreicht in Übereinstimmung des Recherchenberichts, das erteilte Patent beschränkt sein wird auf die Patentansprüche wofür der Recherchenbericht erstellt wurde.

BESCHLIEßT :

Artikel 1. - Es wird ein Erfindungspatent erteilt an :

BOUCHERIE Bart Gerard, Ambachtenstraat 84, 8870 IZEGEM Belgien;

vertreten von :

DE CLERCQ Ann, Ed. Gevaertdreef 10a, 9830, ST MARTENS LATEM;

VANHALST Koen Victor Rachel, Ed. Gevaertdreef 10a, 9830, ST MARTENS LATEM;

GOESAERT Hans, Ed. Gevaertdreef 10a, 9830, ST MARTENS LATEM;

LESTHAEGHE David, Ed. Gevaertdreef 10a, 9830 , ST MARTENS LATEM;

für die Dauer von 20 Jahren, vorbehaltlich der Zahlung der Patentjahresgebühren erwähnt in Artikel XI.48, §1 des Wirtschaftsgesetzbuches, für : Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung sowie Bürstenherstellungsvorrichtung .

ERFINDER :

BOUCHERIE Bart Gerard , Ambachtenstraat 84,8870, IZEGEM ;

PRIORITÄT(EN) :

ABSPALTUNG :

Teilantrag des früheren Antrags : Anmeldetag des früheren Antrags :

Artikel 2. - Dieses Patent wird erteilt ohne jede vorherige Prüfung der Patentfähigkeit der Erfindung, ohne Garantie des Verdienstes der Erfindung oder der Genauigkeit derer Beschreibung und auf eigene Gefahr des Patentanmelders/der Patentanmelder.

Brüssel, den 24/04/2018, In besonderer Vertretung :

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Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung sowie Bürstenherstellungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung sowie eine Bürstenherstellungsvorrichtung selbst.

Beim Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, aber auch Haushaltsbürsten, haben sich zwei Verfahren in der Praxis durchgesetzt, nämlich das Befestigen der Borstenbüschel mittels eines Ankers (Metallplättchen oder Drahtschlinge) oder ankerlos. Das ankerlose Verfahren sieht gemäß einer Option vor, dass der Borstenträger Öffnungen hat, durch die die Borstenbüschel gesteckt werden. Mit ihrem rückseitigen Ende ragen die Borstenbüschel dann aus den Öffnungen vor und werden auf der Rückseite des Borstenträgers erwärmt. Das thermoplastische Material der Borsten schmilzt damit, wodurch die Borsten materialmäßig ineinander übergehen und sich eine Verdickung ergibt, mittels der ein Herausziehen der einzelnen Borsten nach vorne unmöglich wird. Anschließend wird diese Rückseite überdeckt, insbesondere überspritzt.

Die Erfindung betrifft jedoch eine andere, neue Art von ankerloser Befestigung von Borsten im Borstenträger. Diese neue Art der Befestigung ist in der DE 10 2016 107 759 A beschrieben. Dabei werden im Borstenträger Sacklöcher, die Verankerungsöffnungen darstellen, beim Spritzgießen hergestellt. Die Borste oder die Borstenbüschel haben ein verdicktes Ende, mit dem sie in die zugeordneten Verankerungsöffnungen eingesteckt werden. Anschließend wird unter Aufbringung von Temperatur und Druck zumindest der Rand des Borstenträgers um die Verankerungsöffnung herum deformiert, sodass ein in die Verankerungsöffnung hineinwandernder, umlaufender Wulst entsteht, der sich bis zur Borste oder den Borstenbüscheln erstreckt und diese verankert. Aufgrund des verdickten Befestigungsendes können die Borsten nicht mehr herausgezogen werden. Das Besondere dieses Verfahrens liegt darin, dass die Vorderseite des Borstenträgers nur auf eine Temperatur gebracht wird, die unterhalb der Schmelztemperatur des Borstenmaterials und/oder des Borstenträgermaterials liegt, insbesondere höchstens 85 % in °C der jeweiligen Schmelztemperatur des Borsten- und/oder des Borstenträgermaterials beträgt. Das Werkzeugteil übt eine

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Druckkraft auf den erwärmten Borstenträger aus und verformt den entsprechend erwärmten Borstenträger.

Die Erwärmung des Borstenträgers auf der Vorderseite erfolgt durch das Werkzeugteil, welches aufgeheizt wird. Wenn, wie in der bevorzugten Variante der Fall, die Vorderseite des Werkzeugteils die Vorderseite des Borstenträgers über einige Sekunden kontaktiert, entspricht die Temperatur der Vorderseite des Werkzeugteils auch der Temperatur auf der Vorderseite des Borstenträgers, sodass sich die Temperaturen entsprechen. Das bedeutet, die Vorderseite des Werkzeugteils wird auf eine Temperatur gebracht, die unterhalb der Schmelztemperatur des Borstenmaterials und/oder des Borstenträgermaterials liegt, insbesondere höchstens 85 % in °C der jeweiligen Schmelztemperatur des Borsten- und/oder des Borstenträgermaterials beträgt.

Die Abstandsänderung erfolgt durch eine Relativbewegung des Werkzeugteils zum Halteteil, d.h. das Werkzeugteil kann bewegt werden, hierzu steht das Halteteil still, oder umgekehrt, oder Werkzeugteil und Halteteil bewegen sich beide. Das Werkzeugteil umfasst eine Druckplatte, die beheizt wird und die die Vorderseite des Borstenträgers kontaktiert. Gegenüber der Druckplatte liegt das Halteteil in Form einer Gegenplatte. Zwischen beiden Platten, die relativ zueinander beweglich sind, wird eine Aufnahme für den Borstenträger gebildet. In der Druckplatte sind Aufnahmeöffnungen für die Borsten oder Borstenbüschel vorhanden. Während des Erwärmens des Borstenträgers bleiben die Borsten in den Aufnahmeöffnungen. Anschließend wird die Druckplatte relativ zum Borstenträger bewegt, sodass die Borsten aus den Durchtrittsöffungen herausgezogen werden.

Unter dem Begriff „Borstenträger“ ist dasjenige Teil der fertigen Bürste zu verstehen, welches die Borste oder die Borstenbüschel trägt. Der Borstenträger kann dabei der gesamte Bürstenkörper sein, bei einer Zahnbürste also das einstückig gespritzte Teil aus Stiel, Hals und Kopf, oder auch nur ein vorgefertigter Bestandteil des späteren Bürstenkörpers. Im letzteren Fall ist der Borstenträger üblicherweise ein dünnes Plättchen aus thermoplastischem Kunststoff, welches mit einer oder mehreren Öffnungen zum Befüllen mit einer oder mehreren Borsten oder Borstenbüscheln versehen ist.

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Wenn nachfolgend von „zumindest einer Borste“ gesprochen wird, so bedeutet dies, dass damit sowohl eine einzige Borste, die in einer Aufnahmeöffnung und einer Verankerungsöffnung sitzt, Borsten eines einzigen Borstenbüschels, die in einer Aufnahmeöffnung und einer Verankerungsöffnung sitzen, als auch mehrere Borstenbüschel, die in ihren Aufnahmeöffnungen und Verankerungsöffnungen sitzen, gemeint sind.

Der durch die Verformung gebildete eingeengte „Hals“ der Verankerungsöffnung nahe der Mündung, d.h. der das verdickte Befestigungsende hintergreifende, verformte Rand der Verankerungsöffnung kann beispielsweise eine axiale Erstreckung (axial bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung immer in Richtung von der Vorderseite bis zur Rückseite oder von der Rückseite zur Vorderseite) von 0,5-1,3 mm, insbesondere 0,6-0,9 mm haben.

Der thermoplastische Kunststoff ist bei allen Ausführungsformen bevorzugt aus der aus Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), vorzugsweise BR003, und Polybutylenterephthalat (PBT), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC),

Polyamid (PA), Polyvinylacetat (PVA), Polyethylen (PE), Acrylnitril-ButadienStyrol-Copolymer (ABS) und Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) bestehenden Gruppe ausgewählt. Es können sowohl Homopolymere als auch Copolymere mit den genannten thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt werden.

Bevorzugt liegt die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich zwischen 30 °C und 150 °C, besonders bevorzugt zwischen 60 °C und 140 °C, insbesondere zwischen 90 und 130 °C oder 100 und 115 °C.

Die Erfindung sieht insbesondere die Verwendung von Polypropylen, von dem einige Gruppen eine Glasübergangstemperatur von kleiner 300° K haben, andere Glasübergangstemperatur über 300° K besitzen, als Borstenträgermaterial vor.

Andere bevorzugte Borstenträgermaterialien sind PET, PBT, PA, ABS, SAN und PC. Diese Borstenträgermaterialien haben allesamt Glasübergangstemperaturen von über 300° K.

Die Erfindung sieht unter anderem vor, dass die Schmelztemperatur des Kunststoffs des Borstenträgers unterhalb der Schmelztemperatur der Borste bzw.

Borsten liegt. Dies gibt auch für Bürsten, bei denen das Borstenträgermaterial gleich dem Borstenmaterial ist, zum Beispiel Polypropylen und PA.

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Die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kunststoffe sind beispielsweise Copolyester, insbesondere Eastar™ BR003 (mit einem Schmelztemperaturbereich von 230 bis 280 °C), Polypropylene, insbesondere ein Homopolymer wie beispielsweise PPH5042 mit einer Schmelztemperatur von

165 °C, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylacetat oder Polyethylen. Sofern diese

Materialien eine Glasübergangstemperatur über der Umgebungstemperatur, hier 300° K , haben, sollte über das Werkzeugteil Energie in den Borstenträger eingebracht werden. Dies ist auch vorteilhaft bei Materialien, deren Glasübergangstemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur liegt. Vorteilhafter

Weise werden Borstenträgermaterialien auf folgende Temperaturen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und durch die nachfolgend noch erläuterte erfindungsgemäße Vorrichtung erwärmt:

Borstenträger- material	Schmelztemperatur [°C]	Glasübergangstemperatur [°C]	Prozesstemperatur [°C]
Polypropylen	160°-170°	-10° - 0°	< 136°
PET	260°	70°	< 120°
PBT	220°	47°	< 95°
PA	200°- 260°	50 - 60°	< 98°
ABS	220°- 250°	95°	< 150°
PC	220° - 230°	148°	< 210°
SAN	200°	108°	< 165°

Die Erfindung sieht insbesondere bei PET eine Erwärmung der Vorderseite des Borstenträgers in einem Bereich von 75-95 °C, insbesondere 80-90 °C und bei PP von 115 bis 125 °C, insbesondere 110-120 °C vor.

Insbesondere wird PP mit einem Melt-Flow-Index (MFI) von 6-35, vorzugsweise von 10-15 eingesetzt.

Ein wesentlicher weiterer Unterschied zum Stand der Technik besteht auch im ausgeübten Druck, der erheblich höher ist als der in den bisher vorgeschlagenen

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Verfahren. Das Werkzeugteil bringt nämlich einen Druck von wenigstens 200 bar, insbesondere wenigstens 400 bar auf den Borstenträger auf.

Wichtig ist es bei der Durchführung dieses speziellen Verfahrens zur ankerlosen Befestigung, dass die vom Borstenträger abstehenden freien Enden der dünnen Borsten ihre ursprüngliche Form beibehalten. Insbesondere bei Borstenbüscheln sollen die Borsten alle parallel zueinander und gleichmäßig ausgerichtet stehen. Auf keinen Fall sollten sich bei einem Borstenbüschel die Borsten am freien Ende auffächern. Aus diesem Grund wird versucht, die sogenannte Haltezeit, in der die erhitzte Druckplatte auf den Borstenträger drückt, so kurz wie möglich zu halten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung sowie eine Bürstenherstellungsvorrichtung mit einer solchen Druckplatteneinheit zu schaffen, die für eine noch bessere Qualität der Borsten sorgt.

Diese Aufgabe wird durch eine Druckplatteneinheit nach Anspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Druckplatteneinheit für eine

Bürstenherstellungsvorrichtung zum thermischen Verpressen von zumindest einer Borste in einer Verankerungsöffnung eines Borstenträgers, wobei die Bürstenherstellungsvorrichtung zwischen der Druckplatteneinheit und einer Gegenplatte eine Aufnahme für den Borstenträger aufweist und die Druckplatteneinheit und die Gegenplatte aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, umfasst eine beheizbare Druckplatte mit einer der Gegenplatte gegenüberliegenden Vorderseite sowie eine entgegengesetzte Rückseite und zumindest eine Aufnahmeöffnung für die wenigstens eine Borste sowie eine an der Rückseite der Druckplatte vorgesehene Trichterplatte, die zu der zumindest einen Aufnahmeöffnung eine fluchtende Einführöffnung für die zumindest eine Borste hat und wobei zwischen der Druckplatte und der Trichterplatte eine Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur der Trichterplatte vorgesehen ist.

Gemäß der Erfindung werden die Borsten entfernt von ihrem verdickten Befestigungsende thermisch geschont, indem der Kanal, in dem sie während der

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Aufbringung von Druck und Temperatur auf den Borstenträger aufgenommen sind, kühl gehalten wird. Eine thermische Beeinträchtigung findet damit nicht statt.

Vorzugsweise ist die Druckplatte mit einer elektrischen Heizvorrichtung ausgestattet, insbesondere besitzt sie Ausnehmungen zur Aufnahme von elektrischen Heizpatronen.

Die Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur kann eine Isolierung und/oder eine aktive Kühlung aufweisen, um die Wärme von der Druckplatte nicht oder nur zu einem geringen Teil auf die Trichterplatte übergehen zu lassen. Eine aktive Kühlung bedeutet, es ist Kühlfluid, z. B. Druckluft, vorhanden, welches durch einen entsprechenden Kanal gepumpt wird.

Die Isolierung kann durch eine thermische Isolierschicht zwischen der Druckplatte und der Trichterplatte ausgeführt werden, beispielsweise durch ein separates, vorgefertigtes, blattartiges Teil. Ein solches separates Teil kann auf einem Papiersubstrat basieren, ähnlich wie Dichtungen in Verbrennungsmotoren.

Das entsprechende Teil hat lediglich eine Dicke von wenigen Zehnteln Millimetern, beispielsweise 0,3-0,4 mm.

Eine weitere zusätzliche Möglichkeit zur Isolierung besteht darin, dass ein Luftspalt zwischen der Druckplatte und der Trichterplatte vorgesehen ist.

Dieser Luftspalt kann durch einen Abstandshalter zwischen der Druckplatte 20 und der Trichterplatte gebildet sein, der durch ein separates Teil realisiert wird. Ein Beispiel hierfür besteht darin, dass der Abstandshalter durch die thermische

Isolierschicht gebildet ist, die zuvor erwähnt wurde.

Die aktive Kühlung lässt sich zum Beispiel über einen Kühlkanal in der Trichterplatte ausbilden, durch den Kühlfluid strömt.

Dieser Kühlkanal kann eine auf der zur Druckplatte weisenden Stirnseite der Trichterplatte offene Nut sein, die beispielsweise durch die Isolierschicht geschlossen wird. Eine solche offene Nut ist einfach in der Herstellung. Die optional vorgesehene Isolierschicht, die die Nut zu einem im Querschnitt geschlossenen Kanal ergänzt, hat damit eine Doppelfunktion.

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In der Druckplatte sind vorzugsweise mehrere Durchtrittsöffnungen für Borsten mehrerer Borstenträger ausgebildet, die dann gleichzeitig bearbeitet werden.

Rückseitig der Druckplatte lassen sich mehrere, jeweils einem Borstenträger zugeordnete Trichterplatten vorsehen. Diese einzelnen Trichterplatten können dann gut zu den Durchtrittsöffnungen in der Druckplatte ausgerichtet werden oder einzeln ausgewechselt werden.

Auf der Vorderseite der Druckplatte lassen sich mehrere, jeweils einem Borstenträger zugeordnete Vertiefungen zur Aufnahme von vorgefertigten Borstenträgern ausformen. Diese Borstenträger werden damit nicht nur an der Vorderseite, sondern auch am Übergangsrand zur Seitenfläche in der Vertiefung der Druckplatte formschlüssig aufgenommen, sodass nach dem Umformen eine hochwertige Oberfläche in diesem Bereich sichergestellt werden kann.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Bürstenherstellungsvorrichtung zum thermischen Verpressen von zumindest einer Borste in einer Verankerungsöffnung eines Borstenträgers. Die erfindungsgemäße Bürstenherstellungsvorrichtung umfasst die erfindungsgemäße

Druckplatteneinheit sowie eine der Druckplatte gegenüberliegende Gegenplatte, die zwischen sich und der Druckplatte eine Aufnahme für den Borstenträger bildet.

Die Druckplatteneinheit und die Gegenplatte sind relativ zueinander aufeinander zu- und voneinander wegbewegbar. Die Druckplatte ist beheizbar, um eine Vorderseite des Borstenträgers erwärmen zu können. Unter der Einwirkung der Temperatur und Drucktemperatur wird der Borstenträgerzwischen der Druckplatte und der Gegenplatte auf der Vorderseite komprimiert, sodass die die Verankerungsöffnung definierende Wand am Übergang zur Vorderseite einwärtsgepresst und verengt wird, um die zumindest eine Borste in der Verankerungsöffnung zu befestigen.

Die Temperatur, auf die die Druckplatte selbst und die Vorderseite des Borstenträgers gebracht werden, liegt in den zuvor erwähnten Bereichen. Entsprechende Steuerungen sind vorgesehen sowie zumindest ein Temperatursensor an der Druckplatte, der die Einhaltung der vorgegebenen Temperatur sicherstellt. Die Druckplatte und die Trichterplatte haben eine solche Dicke, dass das freie Ende der zumindest einen Borste, die in die Durchtrittsöffnung eingeführt ist, in der Trichterplatte beim Pressvorgang endet.

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Die Druckplatteneinheit kann ein Magazin bilden, welches vorab befüllt wird und welches mehrere Stationen durchläuft, beispielsweise eine Station, in der die Borsten eines Borstenbüschels miteinander thermisch verbunden werden, um das verdickte Befestigungsende zu erzeugen. Dieses Magazin wandert dann durch mehrere Stationen, bis es in einer Verankerungsstation ist, in der dann die Borstenbüschel in die Verankerungsöffnung des Borstenträgers geschoben werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die

Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- Figur 1a bis 1g verschiedene aufeinanderfolgende Schritte zum Herstellen einer Bürste in perspektivischer Draufsicht und perspektivischer Unteransicht, die auch die erfindungsgemäße Bürstenherstellungsvorrichtung zeigt,

-Figur2 eine vergrößerte Ansicht der perspektivischen Unteransicht der 15 Verankerungsstation in Figur 1e,

-Figur3 eine Querschnittsansicht durch die in Figur 1e und 1f dargestellte Verankerungsstation vor dem Aufeinanderzubewegen von Magazin und Borstenträger,

-Figur4 eine entsprechende Ansicht der Station nach Figur 3 bei erster 20 Kontaktierung des Magazins und des Borstenträgers,

- Figuren 5 und 5A eine entsprechende Ansicht der Verankerungsstation nach Figur 3 nach dem Ende der Zustellbewegung und nach dem Ende der Einwirkzeit, unmittelbar vor Auseinanderfahren und Öffnen der Station,

- Figur 6 eine Schnittansicht durch eine alternative Bestückungsstation,

-Figur 7 eine Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Druckplatteneinheit,

- Figur 8 eine perspektivische Draufsicht auf die Druckplatteneinheit nach Figur 6, und

- Figur 9 eine Explosionsansicht der Druckplatteneinheit von Figur 6.

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In Figur 1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, beispielsweise Zahnbürsten, dargestellt. Eine solche Zahnbürste weist bekanntlich einen Bürstenkopf mit vorderseitig abstehenden Borstenbüscheln, einen Hals und einen Griff auf. Diese drei Abschnitte können einstückig ineinander übergehen, sie bilden den sogenannten Bürstenkörper. Der Bürstenkopf kann entweder direkt bestopft werden, oder er kann zweiteilig ausgeführt werden, mit einem plättchenartigen Borstenträger, welcher nach dem Spritzgießen bereits vorgefertigte sacklochartige Verankerungsöffnungen besitzt, wobei dieser plättchenartige Borstenträger anschließend mit dem Rest des Kopfes zusammengebracht wird, entweder durch Verschweißen, Verkleben oder durch Umspritzen. Eine Alternative hierzu besteht darin, dass der Bürstenkopf einstückig ausgeführt ist, sodass er selbst den Borstenträger bildet.

Eine derartige Ausführung ist in Figur 1 dargestellt, der Bürstenkopf bildet gleichzeitig den Borstenträger 10. In dieser Darstellung ist der Borstenträger 10 gleichzeitig der Bürstenkörper, denn er umfasst Stil, Hals und Kopf der Bürste. Der Borstenträger 10 ist ein vorgefertigtes, spritzgegossenes Teil. Figur 2 zeigt, dass der Borstenträger 10 auf seiner Unterseite zahlreiche vorgefertigte, beim Spritzgießen erzeugte Verankerungsöffnungen 12 besitzt, in die Borstenbüschel eingesetzt und darin verankert werden. Die nachfolgende Beschreibung ist aber identisch auf plättchenartige Borstenträger 10 übertragbar und lesbar.

Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung umfasst mehrere Stationen, nämlich eine Bestückungsstation 14, die in den Figuren 1a und 1b dargestellt ist, eine Schmelzstation 16, die in Figur 1c gezeigt ist, sowie eine Verankerungsstation 18 für die Borstenbüschel, die in den Figuren 1e und 1f dargestellt ist. Sämtliche Stationen können an und um einen Indexiertisch ausgeführt sein, der von einer zur nächsten Station taktet, aufgebildet sein.

Sämtliche Stationen werden von einem Magazin 20, auch Werkzeugteil genannt, durchlaufen, welches Borstenbüschel durch die einzelnen Stationen transportiert.

Obwohl in Figur 1 ein Magazin 20 mit später noch genauer dargestellten Aufnahmeöffnungen für eine Bürste gezeigt ist, sind die Magazine 20 in der Praxis vorzugsweise so groß, dass mehrere nebeneinanderliegende Gruppen von Aufnahmeöffnungen für mehrere Bürsten im Magazin 20 ausgebildet sind. Es

BE2017/5201 können auch mehrere Reihen von Gruppen von Aufnahmeöffnungen für mehrere Bürsten vorhanden sein.

Das Magazin 20 ist eine Druckplatteneinheit, wie sie in den Figuren 7 bis 9 dargestellt ist. Das Magazin 20 kann eine gemäß Figur 1 obere, ebene Vorderseite 22 besitzt. Alternativ hierzu hat das Magazin 20, welches im Wesentlichen plattenförmig ist, auf seiner ebenen Vorderseite 22 eine Vertiefung 200 mit einem Boden 202 (siehe Figur 7), um einen Teil einer Kavität zur Aufnahme des Borstenträgers 10 zu bilden.

Da das Magazin 20 mehrere Stationen durchläuft und anschließend für die Herstellung weiterer Bürsten verwendet wird, ist ein Magazin-Umlaufbetrieb in der Vorrichtung vorhanden, wobei zahlreiche identisch ausgebildete Magazine 20 nacheinander durch die einzelnen Stationen getaktet werden. Das Magazin 20 ist damit ein Transportmittel für Borstenbüschel 24 durch die Vorrichtung hindurch.

Alternativ hierzu kann das Magazin feststehend sein, und die einzelnen Stationen werden um das Magazin herum getaktet, beispielsweise auf einem Karussell.

Dabei lassen sich gleichzeitig mehrere feststehende Magazine bearbeiten, genauer gesagt die in den Magazinen angeordneten Borstenbüschel.

Das Magazin 20 besitzt zahlreiche Aufnahmeöffnungen 26, die ein Lochbild haben, welches dem Lochbild des Borstenträgers 10 entspricht.

Jedes Borstenbüschel 24 besteht aus mehreren Borsten, die aus einem Borstenvorrat vereinzelt und, wie Figur 1a zeigt, in das Magazin 20 eingeschoben werden, beispielsweise über Stifte, wie dies später noch erläutert wird. Die einzelnen Borstenbüschel 24 können über Rohre mit Druckluft oder Vakuum herantransportiert werden.

Die Borsten sind aus einem thermoplastischen Material, insbesondere PA,

PBT, Polyester, Copolyester oder Polypropylen, sie können jedoch auch aus Elastomeren bestehen. Weiter ist es auch möglich, koextrudierte Borsten einzusetzen, beispielsweise mit einem Kern aus PA mit Elastomerbeschichtung.

Es ist auch nicht zwingend notwendig, dass ausschließlich Borstenbüschel 24 eingesetzt und in die Verankerungsöffnung eingebettet werden, sondern es kann auch nur eine singuläre, vorgefertigte Borste in Form beispielsweise eines elastomeren Reinigungselementes mit einem verdickten Ende in seiner

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Verankerungsöffnung entsprechend dem vorgenannten und nachfolgend beschriebenen Verfahren eingesetzt und fixiert werden. Solche Reinigungselemente werden separat gespritzt oder geschäumt und sind weicher als der Borstenträger 10.

Die Borstenbüschel 24 haben entgegengesetzte Enden und ragen mit ihren rückwärtigen Enden 28, Befestigungsenden genannt, etwas aus dem Magazin 20 heraus, sie stehen also gegenüber der Vorderseite 22 etwas vor. Dies ist in Figur 1b gezeigt.

Das Magazin 20, welches komplett mit den Borstenbüscheln 24 bestückt ist, wird seitlich in die Schmelzstation 16 transportiert, wie in Figur 1c gezeigt. In dieser Station ist eine Heizeinrichtung 30 vorhanden, die beispielsweise eine Plattenheizung oder eine Heißluftheizung sein kann. Kontaktlos werden die rückwärtigen Enden 28 der Borstenbüschel 24 erhitzt, sodass die einzelnen Borsten ihre Schmelztemperatur übersteigen und die Borsten eines Büschels miteinander zu einem verdickten Befestigungsende zusammenfließen. Die Borsten eines Borstenbüschels 24 sind damit einstückig miteinander verbunden.

Die Verdickung 32 eines Borstenbüschels 24 geht nicht in benachbarte Verdickungen der angrenzenden Borstenbüschel 24 über, sondern bleiben kugeloder linsenförmige Verdickungen. Auch wird vorzugsweise kein Stempel gegen die Verdickungen oder das noch flüssige Material der aufgeschmolzenen Borstenenden gedrückt.

In demselben Borstenträger 10 können mehrere Borstenbüschel 24 verankert werden, wobei zumindest ein Borstenbüschel 24 aus Borsten aus einem anderen Material mit einer anderen Schmelztemperatur als die Borsten zumindest eines anderen Borstenbüschels 24 besteht.

Noch in der Schmelzstation 16 oder auf dem Weg zur nachfolgenden Verankerungsstation 18 oder in der Verankerungsstation 18 können optional die Verdickungen 32 aktiv, z.B. durch einen Ventilator herangeführten Kaltluftstrom 214 (siehe Figur 1 d) gekühlt werden.

Das Magazin 20 transportiert die Borstenbüschel 24 weiter in die nachfolgende Verankerungsstation 18, wo die Borstenbüschel 24 in den Verankerungsöffnungen 12 des Borstenträgers 10 ausschließlich ankerlos bleibend arretiert werden.

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Die Verankerungsstation 18 umfasst zumindest eine Gegenplatte 34 (vorzugsweise mehrere Gegenplatten), die an ihrer der Vorderseite 22 gegenüberliegenden Stirnseite 36 (siehe Figur 2) eine Ausnehmung 38 (bei mehreren aufzunehmenden Borstenträgern 10 mehrere Ausnehmungen) besitzt, welche komplementär zur entsprechenden Form des Borstenträgers 10 ausgebildet ist, sodass dieser flächig mit seiner Rückseite an der Gegenplatte aufliegt. Zwischen der Gegenplatte 34 und dem Magazin 20 wird eine Aufnahme für die beborsteten Borstenträger 10 gebildet.

Die Gegenplatte 34 selbst hat eine ebene Stirnseite 36, gegenüber welcher jedoch der Borstenträger 10 etwas vorsteht, wie Figur 2 zeigt, um in die zum Bereich der Vorderseite des Borstenträgers 10 komplementäre Vertiefung 200 im Magazin 20 hineinzuragen.

Das Magazin 20 ist beheizbar, beispielsweise entweder durch eine von außen zugeführte Plattenheizung, die in der Verankerungsstation 18 seitlich an das Magazin 20 herangefahren wird und dieses, da das Magazin 20 aus Metall besteht, schnell aufheizen kann.

Alternativ hierzu ist im Magazin 20 eine Heizung, insbesondere eine elektrische Widerstandsheizung 39 ausgebildet, die in Figur 2 dargestellt ist. Die Heizwindungen sind symbolisch angedeutet, sie liegen nahe an der Vorderseite 22 bzw. bei einer Vertiefung 200 nahe des Bodens 202 der Vertiefung 200, der einen Teil der Vorderseite 22 darstellt. Insbesondere sind vorgefertigte elektrische Heizpatronen in das Magazin integriert, wie anhand der Figuren 6 bis 8 noch erläutert werden wird.

Elektrische Anschlusskontakte 41, beispielsweise Schleifkontakte an einer Seitenfläche des Magazins 20, ermöglichen es, beim Hereinfahren des Magazins 20 in die Verankerungsstation 18 das Magazin 20 elektrisch anzukoppeln, um die Heizung 39 zu aktivieren. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass die Vorderseite 22 inklusive des Bodens 202 der Vertiefung 200 selbst eine elektrische Widerstandsheizschicht darstellt, sodass hier unmittelbar die Vorderseite geheizt ist.

Wenn das Magazin 20 feststehend ist, ist der elektrische Anschluss für die Heizung sehr einfach realisierbar, er kann permanent ausgebildet sein.

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Die Heizung 39 sorgt dafür, dass vorzugsweise die gesamte Vorderseite 22, die mit dem Borstenträger 10 in Kontakt kommt, beheizt wird, das heißt auch die Abschnitte zwischen den Verdickungen 32.

Die Temperatur, auf die die Vorderseite 22 (im Bereich des Kontakts mit dem Borstenträger 10) dabei gebracht wird, liegt unterhalb der Schmelztemperatur des Borsten- und/oder des Borstenträgermaterials, vorzugsweise beider Materialien. Insbesondere liegt sie bei höchstens 85 % gerechnet in ° C der jeweiligen Schmelztemperatur dieser Materialien. Haben beispielsweise beide Materialien eine Schmelztemperatur von 100 °C, so liegt die Temperatur des endgültig aufgeheizten Magazins 20 an der Vorderseite 22 bei höchstens 85 °C.

Figur 3 zeigt eine Schnittansicht durch die Verankerungsstation 18 in Figur 1e, bevor das Magazin 20 und der Borstenträger 10 aufeinander zu gefahren werden.

Die Verdickung 32 hat eine solche Abmessung, gesehen in Längsrichtung A (auch Axialrichtung oder Zustellrichtung genannt), dass sie kleiner als der entsprechende Querschnitt der Verankerungsöffnung 12 ist, sodass sie, ohne an den innenseitigen Rand der Verankerungsöffnung 12, auch Innenseite 40 der die Verankerungsöffnung begrenzenden Wand genannt, anzustoßen oder die Innenseite 40 zu kontaktieren, in die Verankerungsöffnung 12 eingeschoben werden kann.

Das permanent, d.h. während des gesamten Betriebs auf die gewünschte Temperatur erhitzte Magazin 20 und/oder die Gegenplatte 34 werden relativ zueinander aufeinander zu bewegt, im vorliegenden Fall wird nur die Gegenplatte 34 mit dem Borstenträger 10 bewegt, sodass zuerst die Verdickung 32 in die Verankerungsöffnung 12 gelangt, bevor die Vorderseite 22 die ihr zugewandte ebene Stirn- und Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 kontaktiert.

Eine Basisplatte 44 (siehe Figur 3), auf welcher sämtliche Borstenbüschel 24 mit ihren vorderseitigen, stirnseitigen, freien Enden aufliegen und die eine Abstützung bildet, kann dazu dienen, die Borstenbüschel 24 an ihrem vorderen Ende zueinander.

In Figur 4 ist gezeigt, dass die Vorderseite 22 die Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 kontaktiert und damit den Borstenträger 10 an der gesamten Kontaktfläche zwischen beiden Teilen aufheizt.

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Der Borstenträger 10 ist aus thermoplastischem Material, insbesondere aus den zuvor bereits erwähnten Kunststoffen, wie Polypropylen, ABS, PA, PBT, PET oder PC.

Die Bewegung der Gegenplatte 34 verharrt jedoch nicht in der Position des ersten Kontaktes, der in Figur 4 dargestellt ist, denn über die Gegenplatte 34 und das Magazin 20 wird ein Druck auf den Borstenträger 10 von mindestens 200 bar, vorzugsweise mindestens 400 bar, auf den Borstenträger 10 ausgeübt. Dieser Druck wird bereits ab dem ersten Kontakt von Borstenträger 10 und Magazin 20 aufgebracht und bleibt über die Einwirkzeit (Kontaktzeit) gleich.

Dieser Druck wird bei gleichzeitiger Erwärmung des Borstenträgers 10 über eine Einwirkzeit von wenigstens 4 Sekunden, insbesondere wenigstens 5 Sekunden und maximal 15 Sekunden, insbesondere maximal 10 Sekunden aufrechterhalten.

Die Vorrichtung wird insbesondere auf Block gefahren, d.h., die Gegenplatte 34 kontaktiert außerhalb der durch die Ausnehmung 38 und die Vertiefung 200 gebildeten Kavität mit einer Stirnseite 36 den Abschnitt der Vorderseite 22 außerhalb der Vertiefung 200. In diesem Kontaktbereich ist kein Spalt vorgesehen, in den von der Kavität aus Material eindringen könnte, vielmehr wird die Kavität durch einen ringförmig umlaufenden Kontaktbereich abgedichtet.

Bevorzugt wird die Basisplatte 44 bereits vor Beginn der Haltezeit oder sogar noch vor der Einwirkzeit entfernt, wie dies in den Figuren 3 und 4 symbolisch mit dem Pfeil Y dargestellt ist.

In dem genannten Beispiel wird die gesamte ebene Vorderseite, zumindest wo Kontakt mit dem Magazin 20 an der Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 vorhanden ist, aufgeheizt. Wenn das Magazin 20 eine Vertiefung 200 hat, reicht es und ist es vorteilhaft, wenn nur im Bereich des Bodens 202 der Vertiefung 200 die Heizung angebracht ist.

Die Temperatur, auf die der Borstenträger im Bereich der Vorderseite 42 während der Einwirkzeit aufgeheizt wird, liegt unterhalb der Schmelztemperatur des Borsten- und/oder Borstenträgermaterials, insbesondere bei oder niedriger als 85 % der jeweiligen Schmelztemperatur, gerechnet in ° C. Damit entspricht diese

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Temperatur der zuvor genannten maximalen Betriebstemperatur des Magazins 20 im Bereich der Vorderseite 22 bzw. des Bodens 202.

Alternativ hierzu kann zumindest der Rand 50 der Verankerungsöffnung 12 im Bereich der Vorderseite 42 aufgeheizt werden, der den Bereich der Wand der Verankerungsöffnung 12 bildet, der an der Mündung zur Vorderseite 42 angrenzt.

Mit extrem hohem Druck, der z.B. über 600 bar liegt, wäre es möglich, den Borstenträger 10 im Bereich der Vorderseite 42, zumindest im Bereich des Randes 50, nur auf eine Temperatur zu erwärmen, die über einer Grenztemperatur liegt, welche 60 % in ° C, insbesondere 80 % in ° C der Glasübergangstemperatur des Borstenträgermaterials beträgt, wenn das Borstenträgermaterial eine Glasübergangstemperatur von größer gleich 300° K hat. Bevorzugt liegt diese Grenztemperatur jedoch bei oder minimal über der Glasübergangstemperatur. Bei einem Borstenträgermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von kleiner 300° K liegt die Aufheiztemperatur maximal 50 % über der Glasübergangstemperatur in ° K gerechnet.

Eine weitere Variante sieht vor, dass die Aufheizung zumindest des Randes 50 der Vorderseite 42, insbesondere der gesamten Kontaktfläche des Borstenträgers 10 im Bereich der Vorderseite 42 auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die zumindest 30 °C über der Umgebungstemperatur liegt, insbesondere bevor die Innenseite 40 im Inneren der Verankerungsöffnung 12 über die Umgebungstemperatur durch das Magazin 20 aufgeheizt wird.

Wie in den Figuren zu sehen ist, hat das Magazin 20 keinerlei Fortsätze oder dergleichen, mit denen es in die Verankerungsöffnung 12 hineinragen würde.

Beim Aufbringen von Druck und Temperatur das Borstenträgermaterial wird der Borstenträger 10 im Bereich der Vorderseite 42 optional sogar ganzflächig verformt. Das Material möchte ausweichen und wandert damit in die Verankerungsöffnungen 12 im Bereich der Mündung und schnürt diese ein.

Durch das Aufbringen von Wärme und Druck kann optional die gesamte Dicke D und damit die Maximaldicke des Borstenträgers 10 im Bereich der Mündung der Verankerungsöffnung 12 zur Vorderseite 42 bleibend reduziert werden. Es entsteht eine Art Wulst oder Einschnürung, die das verdickte Befestigungsende in Auszugsrichtung hintergreift und damit das Borstenbüschel 24 sichert.

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In Figur 5A ist der durch die Verankerungsöffnung 12 gebildete und durch den verengten Rand 218 nach außen abgegrenzte Raum zur Unterbringung der Verdickung 32 übertrieben dargestellt, ebenso wie die Verdickung 32 im Verhältnis zum Durchmesser D1 übertrieben dargestellt ist.

Die Wand der Verankerungsöffnung 12 wird über eine Tiefe Z (siehe Figur 5A) von wenigstens 0,8 mm, beginnend vom Boden 208 nicht verformt und/oder klemmt die Verdickung 32 und auch die Borsten in diesem Bereich nicht.

Die Tiefe T der Verankerungsöffnung nach der Herstellung der Bürste beträgt maximal 4 mm, insbesondere maximal 2,7 mm.

Sämtliche Verankerungsöffnungen 12 sind Sacklöcher, sodass der Borstenträger 10 rückseitig nicht abgedeckt werden muss, da keine Teile der Borstenbüschel sichtbar sind oder auf dieser Seite vorstehen.

Zu betonen ist generell, dies bezieht sich nicht nur auf die dargestellten Ausführungsformen, dass der Borstenträger 10 nicht nahe an seine Schmelztemperatur gebracht werden sollte, sondern von dieser deutlich entfernt nahe an die Glasübergangstemperatur. Insbesondere sollte die Aufheiztemperatur und damit auch die Temperatur an dem Magazin 20 im Bereich der Vorderseite 22 und dem Borstenträger 10 stirnseitig nicht höher als 15% über der Glasübergangstemperatur des Borstenträgermaterials und/oder des Borstenmaterials liegen.

Bei Verwendung von PET wird gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung die Vorderseite 42 beim Umformen auf eine Temperatur von 75-95 °C, insbesondere 80-90 °C erwärmt, bei PP auf eine Temperatur von 105-125 °C, insbesondere 110-120 °C. Das PP wird insbesondere so ausgewählt, dass es einen Melt-Flow-Index (MFI) von 6-35, vorzugsweise 10-15 im Ausgangszustand besitzt.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorderseite 22 und damit der Borstenträger 10 auf eine Temperatur von maximal 140 °C, insbesondere maximal 130 °C aufgeheizt werden, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 115 °C aufgeheizt werden. Als Materialien werden hierbei insbesondere Polypropylen, PET, ABS, Copolyester und SAN für den Borstenträger verwendet.

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Die Rückseite 206 des Borstenträgers 10 und der von der Rückseite 206 ausgehende Bereich bis zumindest zum Boden 208 der Verankerungsöffnungen 12 (vorzugsweise sogar noch weiter in Richtung zur Vorderseite 42) sollten nicht verformt werden. Um die Temperaturgrenze, ab der eine Verformung aufgrund des aufgebrachten Drucks stattfinden würde, möglichst nahe zur Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 zu verschieben, kann die Gegenplatte 34 mit einer aktiven Kühlung versehen sein.

Nach der vorgegebenen Einwirkzeit werden Gegenplatte 34 und Magazin 20 wieder auseinandergefahren, sodass die Borstenbüschel 24 aus ihren Aufnahmeöffnungen 26 herausgezogen werden.

Um die entsprechenden Bewegungen und Temperaturen exakt zu steuern, hat die Vorrichtung eine Steuerung 51, über die nicht nur die Heiztemperatur, sondern auch der aufgebrachte Druck sowie die Bewegungsabläufe gesteuert werden.

Die Bestückung des Magazins 20 kann entweder, wie in Figur 1a direkt über einen Borstenvereinzelner erfolgen, oder über eine andere Variante, die in Figur 6 dargestellt ist. Hier wird zuerst eine Kassette 60 mit zahlreichen Aufnahmeöffnungen mit Borstenbüscheln befüllt. Über diese Kassette 60 können die vereinzelten Borstenbüschel dann auch gelagert werden, bis sie schließlich beispielsweise über bewegbare Stifte 62 in das Magazin 20 direkt eingedrückt werden.

In Figur 6 ist die Druckplatteneinheit (Magazin 20) schematisch dargestellt, die dann in den Figuren 7 bis 9 detaillierter wiedergeben ist. Die Druckplatteneinheit umfasst eine Druckplatte 100, deren Stirnseite 22 die Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 kontaktiert und die beheizt wird. Rückseitig grenzt eine sogenannte Trichterplatte 102 an der Druckplatte 100 an und ist mit ihr verbunden.

Die Aufnahmeöffnungen 26 in der Druckplatte 100 fluchten mit einer oder mehreren Einführöffnungen 66 in der Trichterplatte 102, die sich optional, dies ist anhand der Figuren 7 bis 9 zu sehen, zur Rückseite hin auch aufweiten können.

Dies ist optional der Fall.

Die Einführöffnungen 66 können, wie links in Figur 6 zu sehen ist, sich auch zu einer Öffnung zur Druckplatte 10 hin ergänzen, sodass mehrere Borstenbüschel

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In den Figuren 7 bis 9 ist die Druckplatteneinheit im Detail näher erläutert, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass die gezeigte Ausführungsform nur beispielhaft ist. Nahe an der Vertiefung 200 sind symbolisch dargestellte, in stirnseitige Öffnungen der Druckplatte 100 einführbare elektrische Heizpatronen 104 vorhanden, die außenseitig über Schleifkontakte beim Einfahren der mit Borsten und Borstenträger bestückten Druckplatteneinheit in die Verankerungsstation automatisch elektrisch kontaktiert werden.

Um zu verhindern, dass die Borsten entfernt von ihrem verdickten Befestigungsende, während die Druckplatte 100 auf eine höhere Temperatur gebracht wird, thermisch geschädigt werden, ist zwischen der Druckplatte 100 und den hier mehreren Trichterplatten 102 eine Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur der Trichterplatte 102 vorgesehen.

Bei der gezeigten Ausführungsform hat jeder Borstenträger 10 eine eigene Trichterplatte 102.

Die Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur ist vorliegend durch eine Isolierung als auch durch eine aktive Kühlung ausgeführt, wobei alternativ auch nur eine dieser beiden Optionen denkbar ist.

Zwischen der Rückseite der Druckplatte 100 und der gegenüberliegenden Stirnseite 106 jeder Trichterplatte 102 ist eine thermische Isolierschicht 108 in Form eines separaten, vorgefertigten blattartigen Teils vorhanden, welches zwischen die Druckplatte 100 und der jeweiligen Trichterplatte 102 geklemmt ist.

Die einzelnen Isolierschichten 108 sind nur 0,3 bis 0,4 mm dick und bestehen aus einem Papiersubstrat.

Dadurch, dass die Stirnseite der Trichterplatten 102, die der Rückseite der Druckplatte 100 gegenüberliegen, plan ist, ebenso wie die Rückseite der Druckplatte 100, sorgt die Isolierschicht 108 für einen minimalen Luftspalt zwischen der Rückseite der Druckplatte 100 und der Trichterplatte 102. Optional kann für die bessere Positionierung der Isolierschicht 108 eine minimale (kleiner

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0,3 mm), an die Außenkontur der Isolierschicht 108 angepasste Vertiefung in der Trichterplatte 102 vorhanden sein.

Die Isolierschicht 108 ist eckig und ringförmig, mit einer zentralen Öffnung im Bereich der Aufnahmeöffnungen 26 eines Borstenträgers.

Zusätzlich ist zur thermischen Entkoppelung auch noch ein Kühlkanal 110 vorgesehen, der durch eine zur Stirnseite 106 offene Nut in der Trichterplatte 102 ausgebildet ist. Der Kühlkanal 110 erstreckt sich von einer Einlassöffnung 112 an einer Stirnseite zu einer Auslassöffnung 114 an der gegenüberliegenden, ebenfalls kurzen Stirnseite jeder Trichterplatte 102. Zwischen der Einlassöffnung

112 und der Auslassöffnung 114 zweigt sich der Kühlkanal 110 auf, um einerseits mäanderförmig durch die Trichterplatte 102 zu verlaufen und andererseits um einen zentralen Abschnitt herum, in welchem die Einführöffnungen 66 ausgebildet sind.

Als Kühlfluid wird vorliegend kühle Druckluft vorgesehen.

Beim Einfahren der Druckplatteneinheit in die Verankerungsstation wird ein Kühlluftanschluss an die Einlassöffnungen 112 angekoppelt und Druckluft durch die Kühlkanäle 110 gestoßen.

Die Kühlkanäle 110 werden durch die zugeordneten Isolierschichten 108 zur Druckplatte 100 hin abgedichtet und geschlossen. Beim Verformen der

Borstenträger sind die einzelnen Borsten im Bereich ihrer freien Enden nach wie vor in den Einführöffnungen 66 der Trichterplatte 102.

Vorzugsweise sind etwa zwei Drittel der Länge der Borsten, gemessen ab der Verdickung 32, im isolierten Teil der Druckplatteneinheit, das heißt, zwei Drittel der Länge der Borsten liegt von der Rückseite der Druckplatte 100 entfernt in Richtung

Trichterplatte 102 oder ragt sogar aus der Trichterplatte 102 noch hinaus.

Damit wird die thermische Beanspruchung der Borsten reduziert. Die verwendeten Borsten haben insbesondere eine Dicke <0,15 mm.

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Claims (14)

1. Patentansprüche

   1. Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung zum thermischen Verpressen von zumindest einer Borste in einer Verankerungsöffnung (12) eines Borstenträgers (10), wobei die Bürstenherstellungsvorrichtung zwischen der Druckplatteneinheit und einer Gegenplatte (34) eine Aufnahme für den Borstenträger (10) aufweist und die Druckplatteneinheit und die Gegenplatte (34) aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, wobei die Druckplatteneinheit eine beheizbare Druckplatte (100) mit einer der Gegenplatte (34) gegenüberliegenden Vorderseite sowie einer entgegengesetzten Rückseite und zumindest eine Aufnahmeöffnung (26) für die wenigstens eine Borste aufweist sowie eine an der Rückseite der Druckplatte (100) vorgesehene Trichterplatte (102) aufweist, die zu der zumindest einen Aufnahmeöffnung eine fluchtende Einführöffnung (66) für die zumindest eine Borste hat, und wobei zwischen der Druckplatte (100) und der Trichterplatte (102) eine Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur der Trichterplatte (102) vorgesehen ist.
2. 2. Druckplatteneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (100) mit einer elektrischen Heizvorrichtung ausgestattet ist, insbesondere Ausnehmungen zur Aufnahme von elektrischen Heizpatronen (104) aufweist.
3. 3. Druckplatteneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur eine Isolierung und/oder aktive Kühlung aufweist.
4. 4. Druckplatteneinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur eine thermische Isolierschicht (-1-06108) zwischen der Druckplatte (100) und der Trichterplatte (102) aufweist.
5. 5. Druckplatteneinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolierschicht (4&6108) ein separates, vorgefertigtes, blattartiges Teil, insbesondere ein Papiersubstrat ist.
6. 6. Druckplatteneinheit nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur der

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   Trichterplatte (102) einen Luftspalt zwischen der Druckplatte (100) und der Trichterplatte (102) umfasst.
7. 7. Druckplatteneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt durch einen Abstandshalter zwischen der Druckplatte (100) und der Trichterplatte (102) gebildet ist, insbesondere das der Abstandshalter eine thermische Isolierschicht (9-66108) ist.
8. 8. Druckplatteneinheit nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trichterplatte (102) ein Kühlkanal (110) zur Durchströmung mit Kühlfluid ausgeformt ist.
9. 9. Druckplatteneinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal eine auf der zur Druckplatte (100) weisenden Stirnseite (106) offene Nut ist, wobei die Nut insbesondere durch die Isolierschicht (466108) geschlossen ist.
10. 10. Druckplatteneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zumindest eine Einführöffnung (66) zu der von der Druckplatte (100) abgewandten Seite der Trichterplatte (102) aufweitet.
11. 11. Druckplatteneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckplatte (100) Aufnahmeöffnungen (26) für Borsten mehrerer Borstenträger (10) ausgebildet sind und rückseitig der Druckplatte (100) mehrere, jeweils einen Borstenträger (10) zugeordnete Trichterplatten (102) vorgesehen sind.
12. 12. Druckplatteneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorderseite der Druckplatte (100) mehrere, jeweils einem Borstenträger (10) zugeordnete Vertiefungen (200) zur Aufnahme von vorgefertigten Borstenträgern (10) ausgeformt sind.
13. 13. Bürstenherstellungsvorrichtung zum thermischen Verpressen von zumindest einer Borste in einer Verankerungsöffnung (12) eines Borstenträgers (10), mit einer Druckplatteneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer der Druckplatte (100) gegenüberliegenden Gegenplatte (34), wobei Druckplatteneinheit und Gegenplatte (34) relativ zueinander aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können und zwischen sich eine Aufnahme für den Borstenträger (10) bilden, wobei die Druckplatte (100) beheizbar ist und eine

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    Vorderseite des Borstenträgers (10) erwärmen kann, wobei der Borstenträger (10) zwischen der Druckplatte (100) und der Gegenplatte (34) unter der Einwirkung von Druck und Temperatur auf die Vorderseite des Borstenträgers (10) komprimiert werden kann, sodass die die Verankerungsöffnung (12) definierende Wand am

    5 Übergang zur Vorderseite einwärts gepresst und verengt wird.
14. 14. Bürstenherstellungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckplatte (100) und die Trichterplatte (102) eine solche Dicke haben, dass das freie Ende der zumindest einen Borste, die in die Einführöffnung (66) eingeführt ist, beim Pressvorgang in der Trichterplatte (102)

    10 endet.

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