DE10017465B4

DE10017465B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren

Info

Publication number: DE10017465B4
Application number: DE10017465A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Lanvers
Original assignee: M&C Schiffer GmbH
Current assignee: M&C Schiffer GmbH
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2020-04-08
Also published as: DE10017465A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere Zahnbürsten, wobei Borsten und/oder Borstenbündel der Borstenware außerhalb zumindest einer Spritzgießform vorbereitet und anschließend in die Spritzgießform überführt 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 in der Spritzgießform befindliches Konturierteil (15) bewegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere Zahnbürsten, wobei Borsten und/oder Borstenbündel der Borstenware außerhalb zumindest einer Spritzgießform vorbereitet 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 Spritzgießwerkzeug in Lochfeldplatten aufgenommen und z. B. durch eine verrundende Spitzenbehandlung an ihrer dem Befestigungsende abgewandten Seite verrundet und/oder durch „Schüsseln”, d. h. durch gegenseitige relative Axialverschiebung von Borsten und/oder Borstenbündeln gegeneinander kontuiert, d. h. dem Borstenfeld eine Kontur im Raum an dem Ende, das mit den Zähnen des Benutzers in Kontakt kommt gegeben werden kann ( EP 0 142 885 A2 , EP 0 346 646 A2 ).
Auch ist es bekannt, vor dem Einsetzen in die Spritzgießform die Borsten eines Borstenbündels durch Erwärmen der rückwärtigen Enden mit einem – gegebenenfalls auch formabdichtend verwendbaren – Pilzkopf zu versehen ( EP 0 142 885 A2 ).
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 0 346 646 A2 ).
Ebenso ist es aus der DE 43 30 171 A1 bekannt, die beborstete Lochfeldplatte gegen eine Formhälfte zu führen, die entsprechend Borstenbündel-Aufnahmebohrungen mit der Lochfeldplatte korrespondierende Aufnahme-Öffnungen aufweist. Probleme bestehen während der Befestigung der Borsten, da diese aus der Form herausragen, was zu Abdichtungsproblemen führt.
Im Sinne größerer Flexibilisierung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun de, Prozesse der vorgenannten Art, insbesondere auch in Verbindung mit der spritzgießtechnischen Herstellung von Borstenwaren mit mehreren Spritzgießkomponenten (mehrere Materialien) zu verbessern und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 (Verfahren) und 7 (Vorrichtung) gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels uns zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
1 einen Ausschnitt aus einer zylinderförmigen Packung von Filamenten,
2 eine Lochfeldplatte,
3 eine teilweise beborstete Lochfeldplatte,
4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Profilierwerkzeuges mit Lochfeldplatte und profiliertem Borstenfeld,
5 eine Lochfeldplatte mit profilierter Kontur und Schneidvorbereitung der befestigungsseitigen Enden der Borsten und Borstenbündel,
6 eine Vorrichtung zur Pilzkopfbildung an den befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel des Borstenfeldes,
7 ein Teildarstellung eines Spritzgießwerkzeuges mit Profilbildungs-Formplatte (Kalibrierplatte) in schematischer Darstellung im Querschnitt, und
8 eine schematische Querschnittsdarstellung eines fertiggespritzten Bürstenkopfes einer Zahnbürste.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Halbzeug bestehend aus eng gepackten Kunststofffilamenten (Kunststoffborsten), die in einer Verpackung 1 vorliegen.
1 verdeutlicht überdies eine Scheibe von Kunststofffilamenten 3 aus dem Halbzeug, abgetrennt durch eine Schneidvorrichtung 2, wobei dies die Borstenlänge zur Beborstung beim spritzgießtechnischen Herstellen einer Zahnbürste wiederspiegelt.
2 zeigt in schematischer Darstellung in der Draufsicht eine Lochfeldplatte 4 zur Aufnahme von Borstenbündeln, gebildet aus Filamenten 3 in Aufnahmelöchern 5, wobei diese Aufnahmelöcher insgesamt ein Borstenfeld 5a der Zahnbürste wiederspiegeln.
In diese Aufnahmelöcher 5 werden jeweils mehrerer Filamente 3 aufgenommen, die in herkömmlicher Weise ein Borstenbündel 6 bilden (3).
In 3 ist die Lochfeldplatte teilweise beborstet, wobei die Aufnahmelöcher 5 mit Borstenfilamenten (Kunststoffborsten) 2, unter die Bildung der Borstenbündel 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 auf.
Nach vollständiger Beborstung der Lochfeldplatte 4 wird diese gemäß 4 in ein Konturierwerkzeug 7 geführt, in dem ein sogenanntes „Schüsseln” der Filamente 3, d. h. sowohl der Borsten innerhalb eines Bündels (in einem Aufnahmeloch 5) als auch der Borstenbündel 6 des Borstenfeldes 5a insgesamt erfolgt, so daß ein befestigungsseitiges Ende 9 und ein für die Benutzung profiliertes Ende 8 der Filamente 3 bzw. Borstenbündel durch Bewegen der Hälften des Kontuierwerkzeuges 7 in Pfeilrichtung A entsteht.
Hierbei wird zumindest ein Grobprofil für das gesamte Borstenfeld profiliert (konturiert), jedenfalls aber das Profil der Filamente 3 innerhalb eines Borstenbündels 6 bewirkt.
Anschließend wird die Befestigungsseite 9 der Filamente 3 bzw. Borstenbündel geradegeschnitten (5) und unter Anschmelzen der befestigungsseitigen Enden jedes Borstenbündel mit einem Pilzkopf 10 ersehen. Schematisch ist hierfür in 6 eine Heizeinrichtung 11 dargestellt. Da solche Lochfeldplatten 4 eine Mehrzahl von Borstenfeldern parallel zueinander aufweisen, kann in diesem Zusammenhang auch eine Mehrzahl von Heizeinrichtungen parallel und in Pfeilrichtung B geführt werden, wobei jede Heizeinrichtung durch lokale Erwärmung die entsprechende Pilzkopfbildung an den Borstenbündeln, die sich in einer Lochfeldplatte 4 befinden, herbeiführt.
Das Geborsten der Lochfeldplatten 4 kann vorzugsweise mit an zumindest einer 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 Vertikalen vorgesehen sein kann, wie dies in 7 gezeigt ist. Zusammen mit der zugehörigen Formhälfte 13 der Spritzgießform 12 bildet die Lochfeldplatte 4 eine Formhohlraumbegrenzung, wobei die Pilzköpfe 10 in den Formhohlraum 14 der Spritzgießform 12 hineinragen.
Eine Besonderheit der Spritzgießform 12 besteht darin, daß diese eine Profilplatte (Kalibrierplatte) 15 aufweist, deren Innenkontur exakt dem gewünschten 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 Kalibierplatte 15, auch Konturierplatte oder Konturierteil genannt, die für das Borstenprofil (Lage der Filamentspitzen im Raum) endformbestimmend ist, vorgesehen wird. Diese kann auch integraler Bestandteil der Spritzgießform 12 (andere Formhälfte) sein.
Durch die Konturierplatte 15 können die Borstenbündel 6 relativ zueinander „geschüsselt”, d. h. in Axialrichtung innerhalb der Lochfeldplatte 4 gegeneinander zur Endform der Profilierung verschoben werden.
Beim spritzgießtechnischen Befestigen der Borstenbündel 6 am Borstenträger durch Einspritzen des Kunststoffmateriales in den Formhohlraum 14 wird überdies ein Gegendruck bewirkt, der die Borstenbündel zusätzlich gegen die Profilfläche 15a der Kalibrierplatte 15 drückt, so daß die einzelnen Borstenbündel nochmals axial gegeneinander zur Gewährleistung der Endform verschoben und in dieser Position festgelegt werden können.
Die fertige Bürste ist im Schnitt in 8 gezeigt.
Die Konturierplatte 15 kann entweder integraler Bestandteil einer Formhälfte der Spritzgießform oder auswechselbar in dieser aufgenommen sein. Im letzteren Fall kann eine einfache Änderung der Fertigungsaufgaben für Bürsten mit unterschiedlichen Profilkonturen durch Bevorratung und entsprechende Auswahl einer Konturierplatte 15 aus einer Vielzahl von Konturierplatten 15 erfolgen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, insbesondere Zahnbürsten, wobei Borsten und/oder Borstenbündel der Borstenware außerhalb zumindest einer Spritzgießform vorbereitet und anschließend in die Spritzgießform überführt 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 in der Spritzgießform befindliches Konturierteil (15) bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbereiten der Borsten und/oder Borstenbündel außerhalb der Spritzgießform unter Aufnahme der Borsten und/oder Borstenbündel in einer Lochfeldplatte erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorgerundete Filamente und/oder Borstenbündel verwendet werden.
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.
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 verschweißt werden.
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.
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 Borstenträger aus eingespritztem Kunststoffmaterial befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgießform (12) ein innerhalb der Spritzgießform (12) befindliches Konturierteil (15) aufweist, das eine Profilfläche (15a) besitzt, gegen die die Spitzenenden der Borsten und/oder Borstenbündel anliegen und das Konturierteil (15) eine Endformgebung eines Borstenbesatzes der Borstenware vorgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konturierteil (15) integraler Bestandteil einer Formhälfte der Spritzgießform (12) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konturierteil (15) eine lösbar in die Spritzgießform (12) isbesondere eine Formhälfte derselben, einsatzbare Konturierplatte ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konturierplatte aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Konturierplatten auswählbar und wahlweise in die Spritzgießform (12) einsetzbar ist.