DE10017465A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere für Zahnbürsten, wobei die Borsten und/oder Borstenbündel für die Borstenware außerhalb der zumindest einen Spritzgießform vorbereitet und anschließend in die Spritzgießform eingesetzt unter Spritzgießen an einem Borstenträger befestigt werden. Hierbei werden zur Endformgebung der Kontur der nutzungsseitigen Enden der Borsten die Borsten und/oder die Borstenbündel innerhalb der Spritzgießform mit ihrem, dem Befestigungsende gegenüberliegenden, freien Spitzenende gegen ein Konturierteil bewegt. Dieses ist vorzugsweise Bestandteil der Spritzgießform.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere Zahnbürsten, bei dem die Borsten und/oder Bor­ stenbündel der Borstenware außerhalb zumindest einer Spritzgießform vorbe­ reitet und anschließend in die Spritzgießform überführt und durch Spritzgießen in einem Borstenträger befestigt werden.

Es ist bekannt, bei der spritzgießtechnischen Herstellung von Zahnbürsten die Borsten bzw. Borstenbündel außerhalb der Spritzgießform vorzubereiten, wobei die Borsten vor ihrer Einbettung in das Kunststoffmaterial in einem Spritzgieß­ werkzeug in Lochfeldplatten aufgenommen und z. B. durch eine verrundende Spitzenbehandlung an ihrer dem Befestigungsende abgewandten Seite verrun­ det und/oder durch "Schüsseln", d. h. durch gegenseitige relative Axialverschie­ bung von Borsten und/oder Borstenbündeln gegeneinander konturiert, d. h. dem Borstenfeld eine Kontur im Raum an dem Ende, das mit den Zähnen des Be­ nutzers in Kontakt kommt, gegeben werden kann (EP-A-0 142 885, EP-A-0 346 646).

Auch ist es bekannt, vor dem Einsetzen in die Spritzgießform die Borsten eines Borstenbündels durch Erwärmen der rückwärtigen Enden mit einem - gegebe­ nenfalls auch formabdichtend verwendbaren - Pilzkopf zu versehen (EP-A-0 142 885).

Nach der Vorbehandlung der Bürsten werden diese in der bereits außerhalb der Form getroffenen Festlegung hinsichtlich Profilierung des Borstenfeldes, d. h. in eingespanntem Zustand in die Spritzgießform eingesetzt und in einem Spritzgießprozeß die Borstenbündel in einem Borstenträger befestigt (EP-A-0 346 646).

Im Sinne größerer Flexibilisierung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Prozesse der vorgenannten Art, insbesondere auch in Verbindung mit der spritzgießtechnischen Herstellung von Borstenwaren mit mehreren Spritzgießkomponenten (mehrere Materialien) zu verbessern und eine entspre­ chende Vorrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 (Verfahren) und 7 (Vorrichtung) gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der er­ findungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels uns zuge­ höriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer zylinderförmigen Packung von Filamenten,

Fig. 2 eine Lochfeldplatte,

Fig. 3 eine teilweise beborstete Lochfeldplatte,

Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Profilierwerkzeuges mit Lochfeldplatte und profiliertem Borstenfeld,

Fig. 5 eine Lochfeldplatte mit profilierter Kontur und Schneidvorbereitung der befestigungsseitigen Enden der Borsten und Borstenbündel,

Fig. 6 eine Vorrichtung zur Pilzkopfbildung an den befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel des Borstenfeldes,

Fig. 7 ein Teildarstellung eines Spritzgießwerkzeuges mit Profilbildungs- Formplatte (Kalibrierplatte) in schematischer Darstellung im Querschnitt, und

Fig. 8 eine schematische Querschnittsdarstellung eines fertiggespritzten Bürstenkopfes einer Zahnbürste.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Halbzeug bestehend aus eng ge­ packten Kunststofffilamenten (Kunststoffborsten), die in einer Verpackung 1 vorliegen.

Fig. 1 verdeutlicht überdies eine Scheibe von Kunststofffilamenten 3 aus dem Halbzeug, abgetrennt durch eine Schneidvorrichtung 2, wobei dies die Bor­ stenlänge zur Beborstung beim spritzgießtechnischen Herstellen einer Zahn­ bürste wiederspiegelt.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung in der Draufsicht eine Lochfeldplatte 4 zur Aufnahme von Borstenbündeln, gebildet aus Filamenten 3 in Aufnahmelö­ chern 5, wobei diese Aufnahmelöcher insgesamt ein Borstenfeld 5a der Zahn­ bürste wiederspiegeln.

In diese Aufnahmelöcher 5 werden jeweils mehrerer Filamente 3 aufgenom­ men, die in herkömmlicher Weise ein Borstenbündel 6 bilden (Fig. 3).

In Fig. 3 ist die Lochfeldplatte teilweise beborstet, wobei die Aufnahmelöcher 5 mit Borstenfilamenten (Kunststoffborsten) 2, unter die Bildung der Borstenbün­ del in den Aufnahmelöchern 5 dargestellt ist. Die Filamente kommen dabei aus verschiedenen Borstenvorräten (verschiedene Farben und/oder Qualitäten von Filamenten) entnommen werden.

Ein Frontbündel 6a ist z. B. mit besonders großem Querschnitt ausgebildet.

Die Lochfeldplatten 4 weisen keinerlei Haltevorrichtungen oder Klemmmittel für die Borstenbündel 6, 6a auf.

Nach vollständiger Beborstung der Lochfeldplatte 4 wird diese gemäß Fig. 4 in ein Konturierwerkzeug 7 geführt, in dem ein sogenanntes "Schüsseln" der Fi­ lamente 2, d. h. sowohl der Borsten innerhalb eines Bündels (in einem Aufnah­ meloch 5) als auch der Borstenbündel 6, 6a des Borstenfeldes 5a insgesamt erfolgt, so daß ein befestigungsseitiges Ende 9 und ein für die Benutzung profi­ liertes Ende 8 der Filamente 2 bzw. Borstenbündel durch Bewegen der Hälften des Konturierwerkzeuges 7 in Pfeilrichtung A entsteht.

Hierbei wird zumindest ein Grobprofil für das gesamte Borstenfeld profiliert (konturiert), jedenfalls aber das Profil der Filamente 2 innerhalb eines Borsten­ bündels 6 bewirkt.

Anschließend wird die Befestigungsseite 9 der Filamente 2 bzw. Borstenbündel geradegeschnitten (Fig. 5) und unter Anschmelzen der befestigungsseitigen Enden jedes Borstenbündel mit einem Pilzkopf 10 versehen. Schematisch ist hierfür in Fig. 6 eine Heizeinrichtung 11 dargestellt. Da solche Lochfeldplatten 4 eine Mehrzahl von Borstenfeldern parallel zueinander aufweisen, kann in die­ sem Zusammenhang auch eine Mehrzahl von Heizeinrichtungen parallel und in Pfeilrichtung B geführt werden, wobei jede Heizeinrichtung durch lokale Erwär­ mung die entsprechende Pilzkopfbildung an den Borstenbündeln, die sich in ei­ ner Lochfeldplatte 4 befinden, herbeiführt.

Das Beborsten der Lochfeldplatten 4 kann vorzugsweise mit an zumindest ei­ ner Seite oder an beiden Seiten verrundeten Filamenten 3 erfolgen.

Die Lochfeldplatte 4 mit auf diese Weise vorbereiteten Borstenfeld 5a wird in eine Spritzgießform 12 eingesetzt, wobei eine Einsetzposition geneigt zur Verti­ kalen vorgesehen sein kann, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Zusammen mit der zugehörigen Formhälfte 13 der Spritzgießform 12 bildet die Lochfeldplatte 4 ei­ ne Formhohlraumbegrenzung, wobei die Pilzköpfe 10 in den Formhohlraum 14 der Spritzgießform 12 hineinragen.

Eine Besonderheit der Spritzgießform 12 besteht darin, daß diese eine Profil­ platte (Kalibrierplatte) 15 aufweist, deren Innenkontur 15 exakt dem gewünsch­ ten Oberflächenprofil des Borstenfeldes 5a der Bürste, zumindest aber einem Teil des gewünschten Endprofiles des Borstenfeldes entspricht.

Mit anderen Worten erfolgt in der Spritzgießform 12 eine Feinjustierung der Profilkontur an dem benutzerseitigen Ende der Bürste dadurch, daß die Kali­ brierplatte 15, die für das Borstenprofil (Lage der Filamentspitzen im Raum) endformbestimmend ist, vorgesehen wird. Diese kann auch integraler Bestand­ teil der Spritzgießform 12 (andere Formhälfte) sein.

Durch die Konturierplatte 15 können die Borstenbündel 5 relativ zueinander "geschüsselt", d. h. in Axialrichtung innerhalb der Lochfeldplatte 4 gegeneinan­ der zur Endform der Profilierung verschoben werden.

Beim spritzgießtechnischen Befestigen der Borstenbündel 6 am Borstenträger durch Einspritzen des Kunststoffmateriales in den Formhohlraum 14 wird über­ dies ein Gegendruck bewirkt, der die Borstenbündel zusätzlich gegen die In­ nenfläche 15a der Kalibrierplatte 15 drückt, so daß die einzelnen Borstenbün­ del nochmals axial gegeneinander zur Gewährleistung der Endform verschoben und in dieser Position festgelegt werden können.

Die fertige Bürste ist im Schnitt in Fig. 8 gezeigt.

Die Konturierplatte 15 kann entweder integraler Bestandteil einer Formhälfte der Spritzgießform oder auswechselbar in dieser aufgenommen sein. Im letzte­ ren Fall kann eine einfache Änderung der Fertigungsaufgaben für Bürsten mit unterschiedlichen Profilkonturen durch Bevorratung und entsprechende Aus­ wahl einer Konturierplatte aus einer Vielzahl von Konturierplatten erfolgen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere Zahnbürsten, bei dem Borsten und/oder Borstenbündel der Borstenware außerhalb zumindest einer Spritzgießform vorbereitet und anschließend in die Spritzgießform über­ führt und durch Spritzgießen in einem Borstenträger befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten und/oder Borstenbündel innerhalb der Spritzgießform mit ihren, einem Befestigungsende gegenüberliegenden, freien Spitzenende gegen ein Konturierteil (15) bewegt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbereiten der Borsten und/oder Borstenbündel außerhalb der Spritzgießform unter Auf­ nahme der Borsten und/oder Borstenbündel in einer Lochfeldplatte erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorge­ rundete Filamente und/oder Borstenbündel verwendet werden.

4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten und/oder Borstenbündel vor ihrer Überführung in die Spritzgießform durch Axialverschiebung innerhalb der Lochfeldplatte konturiert (spitzenprofiliert) werden.

5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten eines Borstenbündels an ihrem befestigungsseitigen Ende unter Aufnahme in einer Lochfeldplatte miteinander stoffschlüssig verbunden, insbesondere durch einen Pilzkopf miteinander ver­ schweißt werden.

6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Borsten und/oder Borstenbündel innerhalb einer Lochfeldplatte in Aufnahmelöchern derselben durch Reibung gehalten und mit der Lochfeldplatte in die Spritzgießform ohne Halte- oder Klemmmittel eingesetzt werden.

7. Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere Zahnbürsten, wobei Borsten und/oder Borstenbündel in einer Lochfeldplatte außerhalb einer Spritzgießform aufgenommen und vorbereitet, mit der Lochfeldplatte in die Spritzgießform überführt und nach Schließen der Spritzgießform in einem Bor­ stenträger aus eingespritztem Kunststoffmaterial befestigt sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spritzgießform ein Konturierteil (15) aufweist, das eine Profilfläche (15) besitzt, gegen die Spitzenenden der Borsten und/oder Bor­ stenbündel anliegen und die Konturplatte eine Endformgebung (Profilierung) eines Borstenbesatzes der Borstenware vorgibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konturier­ teil (15) integraler Bestandteil einer Formhälfte der Spritzgießform ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konturier­ teü eine lösbar in die Spritzgießform, insbesondere eine Formhälfte derselben, einsetzbare Konturierplatte ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontu­ rierplatte aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Konturierplatten auswählbar und wahlweise in die Spritzgießform einsetzbar ist.