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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Bürste, insbesondere Streifenbürste, nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Herstellen
insbesondere einer solchen Bürste
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
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Eine
solche Bürste
ist beispielsweise aus der
EP
1 388 306 A1 bekannt. Diese Streifenbürste weist einen aus einem
flexiblen Material gefertigten, streifenförmigen Bürstenkörper mit einem Borstenbesatz auf.
Der Bürstenkörper hat
eine Nut zur Aufnahme des Borstenbesatzes, wobei innerhalb der Nut
mindestens eine federnde Zunge zur klemmenden Halterung der Borsten
angeordnet ist. Die Borsten sind um einen Stab, Draht oder eine
Schnur herum gelegt und gemeinsam mit diesem oder dieser in die
Nut eingeführt.
Die Borsten können
mindestens am Nutgrund angeklebt sein. Ferner kann der Bürstenkörper aus einem
gummiartigen Kunststoff gefertigt sein.
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Aus
der
DE 197 41 068
C1 ist ein Verfahren zur Herstellung von flexiblen Bürstenteilen
bekannt, bei dem parallel zueinander ausgerichtete Borsten als Schicht
mit im Wesentlichen gleichförmiger
Dicke und Dichte zwischen zwei umlaufenden Transportbändern von
diesen gefördert
werden, und bei dem die Borstenenden durch einen Schmelzvorgang
miteinander verbunden werden. Gemäß diesem Verfahren sind die
Transportbänder
heiz- und kühlbar,
erfolgt der Schmelzvorgang zwischen den Transportbändern und
direkt durch diese selbst und erfolgt die Abkühlung der fertigen Bürstenteile
ebenfalls zwischen den Transportbändern und direkt durch diese selbst.
Das Verfahren kann derart durchgeführt werden, dass die Borstenenden
gegenseitig oder durch einen schmelzfähigen Zusatzwerkstoff miteinander verbunden
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bürste der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, welche wirtschaftlich herstell- und einsetzbar ist,
sowie ein Verfahren zum Herstellen insbesondere einer solchen Bürste anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Bürste
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist der
Bürstenkörper eine Gießmasse.
Eine solche Gießmasse
ist leicht, nämlich über die
Gestaltung der Gießform,
an die gewünschte
Bürstenform
anpassbar. Im Übrigen
ist ein solcher Bürstenkörper und
damit eine solche Bürste insgesamt
kostengünstig
herstellbar. Mechanische Mittel, wie beispielsweise die federnden
Zungen gemäß dem eingangs
erwähnten
Stand der Technik können
erfindungsgemäß entfallen,
da die Borstenenden allseitig von der Gießmasse umgeben sein können. Dadurch
ist eine dauerhafte, sichere Verbindung zwischen den einzelnen Borsten
und dem Bürstenkörper gewährleistet.
Ein Schmelzvorgang ist bei der erfindungsgemäßen Bürste ebenfalls nicht erforderlich,
so dass die erfindungsgemäße Bürste einfach
und kostengünstig
und damit äußerst wirtschaftlich
herstellbar und einsetzbar ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Gießmasse,
nämlich
die ausgehärtete
Gießmasse,
elastisch, so dass die erfindungsgemäße Bürste, welche beispielsweise
aber nicht ausschließlich
als Streifenbürste
ausgebildet ist, äußerst flexibel
einsetzbar ist. Sie kann beispielsweise an Türen oder Toren, an Radkästen von
Kraftfahrzeugen, an Rolltreppen, an Staubsaugern oder Luftfiltern
zum Einsatz kommen und in jedweder Art von Formen bzw. Raumkurven
ausgebildet sein.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Gießmasse ein Gießharz, vorzugsweise
ein Polyurethan-Harz. Eine solche Gießmasse kann unproblematisch
an der Luft trocknen und aushärten.
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Vorteilhafterweise
ist die Gießmasse
ein Zwei-Komponenten-Gießharz,
welches vorzugsweise unter Bildung einer exothermen Reaktion bis
zu einer mäßigen Erwärmung von
etwa 60°C
aushärtet. Eine
thermische Schädigung
empfindlicher Borsten ist damit weitgehend ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Bürste kann
daher an der Luft abkühlen,
so dass spezielle Kühlvorrichtungen
nicht erforderlich sind. Da lediglich mäßige Temperaturen zum Einsatz
kommen, ist auch die Gefahr thermisch bedingter Unfälle weitgehend
verhindert.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Borsten
mit der Gießmasse
vernetzte Monofilamente. Dadurch ist sichergestellt, dass jede einzelne
Borste fest, d.h. dauerhaft, mit dem Bürstenkörper verbunden ist und auch
bei Aufbringung beträchtlicher
Zugkräfte
nicht aus diesem entfernt werden kann. Daher ist die erfindungsgemäße Bürste, insbesondere
Streifenbürste, äußerst langlebig,
was sich zusätzlich
vorteilhaft auf den wirtschaftlichen Einsatz einer solchen Bürste auswirkt.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung ist der Bürstenkörper als Teil einer Halterung für die Bürste ausgebildet.
Der Bürstenkörper kann daher
besonders einfach an die gewünschte
Kontur, welche die Bürste
aufnimmt, beispielsweise an ein Profil, angepasst sein. Insofern
kann der Bürstenkörper zahlreiche
Querschnittsformen, wie zum Beispiel eine U- oder V-Form, aufweisen.
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Verfahrensseitig
wird insbesondere eine Bürste
der vorgenannten Art durch folgende Schritte hergestellt:
- (a) Gießen
einer Gießmasse
in einer Gießform;
- (b) Einbringen der Borsten in die Gießform vor, gleichzeitig mit
oder nach dem Durchführen
des Schrittes (a).
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Insofern
ist das erfindungsgemäße Verfahren äußerst kostengünstig und
damit wirtschaftlich durchführbar.
Die Borsten werden miteinander und mit dem Bürstenkörper ausschließlich über die
bzw. mittels der Gießmasse
verbunden. Im Übrigen
ist das erfindungsgemäße Verfahren
auch relativ schnell durchführbar,
da keinerlei erhöhte
Temperaturen aufzubringen und auch kein Schmelzvorgang wie bei dem
vorerwähnten
Stand der Technik durchzuführen ist.
Das Verfahren kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Die einzelnen Borsten
werden miteinander und mit dem Bürstenkörper mit
Hilfe der Gießmasse
einfach verklebt. Die Gießmasse
selbst bildet den Bürstenkörper. Auch
der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann, wie zuvor angedeutet, variieren. Es ist einmal möglich, zuerst
die Gießmasse
in die Gießform
zu gießen
und anschließend
die Borsten in die Gießmasse
und die Gießform einzubringen;
gemäß einer
anderen Variante der Erfindung könnten
auch zunächst
die Borsten in die Gießform
gesteckt und anschließend
die Gießmasse in
die Gießform
quasi um die Borsten herum gegossen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist damit flexibel durchführbar.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung werden die Borsten in einem gegenseitig
verpressten Zustand vorzugsweise unter Belassung eines Abstandes
zur Gießform
in letztere eingebracht. Dadurch ist zum einen hohe Borstendichte,
nämlich
eine hohe Anzahl von Borsten pro Fläche, zum anderen eine gute
Verbindung von Borsten, Gießmasse
und damit Bürstenkörper möglich.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zieht sich die
Gießmasse durch
Kapillareffekte zwischen den einzelnen Borsten hoch. Dadurch ist
eine besonders enge und dauerhafte Verbindung der Gießmasse mit
den einzelnen Borsten möglich.
Ein Ablösen
oder Heraustrennen oder Herausfallen einzelner Borsten aus dem ausgehärteten Bürstenkörper ist
damit nahezu ausgeschlossen. Jede Borste ist damit an ihrem eingegossenen
Ende besonders günstig
allseitig von der Gießmasse
umgeben und damit fest mit dieser verbunden.
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Gemäß einer
anderen Weiterbildung der Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren
kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt. Damit ist es auf einfache
Art und Weise möglich,
lange Bürsten,
insbesondere Streifenbürsten,
herzustellen. Letztere können
dann auf die gewünschte
Bürstenlänge je nach
Einsatzfall zugeschnitten werden.
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Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei
alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung
bilden. Es zeigen:
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1 einen
schematischen Querschnitt durch eine Bürste, insbesondere Streifenbürste; und
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2 einen
schematischen Querschnitt durch einen Teil einer Gießform, eine
darin eingegossene Gießmasse
mit noch außerhalb
der Gießform befindlichen
Borsten.
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In 1 ist
ein schematischer Querschnitt durch eine Bürste 1 dargestellt.
Die Bürste 1 kann insbesondere
aber nicht ausschließlich
eine sogenannte Streifenbürste
sein.
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Die
Bürste 1 hat
einen Bürstenkörper 2,
welcher in den 1 und 2 doppelt
schraffiert dargestellt ist. Ferner hat die Bürste 1 eine Vielzahl
von in dem Bürstenkörper 2 gehaltenen
Borsten 3. Lediglich der besseren Übersicht halber sind in den 1 und 2 nur
vier Borsten angedeutet.
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Der
Querschnitt des Bürstenkörpers 2 ist
beliebig wählbar
und kann dementsprechend in weiten Grenzen variieren. So sind beispielsweise
rechteckige, vieleckige, dreieckige, elliptische, kreisrunde Querschnittsformen
für den
Bürstenkörper 2 denkbar.
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Erfindungsgemäß ist der
Bürstenkörper 2 eine
Gießmasse 4.
Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Gießmasse
im ausgehärteten
Zustand elastisch und beispielsweise ein Gießharz, vorzugsweise ein Polyurethan-Harz.
Die Gießmasse
kann ein Zwei-Komponenten-Gießharz
sein, welches vorzugsweise unter Bildung einer exothermen Reaktion
bis zu einer mäßigen Erwärmung von
etwa 60° aushärtet. Der
in 1 gezeigte Bürstenkörper ist
demnach eine ausgehärtete
Gießmasse.
Die Borsten 3 sind mit der Gießmasse 4 vernetzte
Monofilamente. Es können aber
auch andere Borsten, auch Multifile, zum Einsatz kommen.
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Gemäß einer
anderen, nicht näher
gezeigten Ausführungsform
der Erfindung ist der Bürstenkörper 2 als
Teil einer Halterung für
die Bürste 1 ausgebildet. Dazu
kann der Bürstenkörper auf
seiner äußeren Umfangsfläche 5 beispielsweise
mit nicht näher
gezeigten Nuten versehen sein, so dass die Bürste mit ihrem Bürstenkörper in
ein nicht gezeigtes Profil einschiebbar und in diesem gehalten ist.
Die Eindringtiefe 6 der Borsten 3 in den Bürstenkörper 2 wird üblicherweise
derart gewählt,
dass die einzelnen Borsten unter allen Betriebsbedingungen sicher
in dem Bürstenkörper gehalten
und aus diesem beispielsweise nicht herausziehbar sind.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die einzelnen Abstände zwischen den Borsten in
den Darstellungen gemäß den 1 und 2 der
besseren Übersicht
halber stark vergrößert dargestellt
sind. Es ist klar, dass in praktischen Anwendungsfällen die einzelnen
Borsten üblicherweise
eng aneinander anliegen.
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Die
einzelnen Borsten 3 können
aus sehr unterschiedlichen Materialien gefertigt sein, wobei ein und
dieselbe Bürste
Borsten aus identischen aber auch aus unterschiedlichen Materialien
aufweisen kann. Die Borsten können
aus Nylon, Draht, Polyethylen, Polypropylen, Haaren, auch in Verbindung
mit abrasiven Medien und Zusatzkomponenten, wie beispielsweise Siliciumcarbid,
Aluminiumoxid, einem kerami schen Korn oder Diamant gefertigt sein.
Die Gießmasse
ist, wie zuvor erwähnt,
vorzugsweise ein Zwei-Komponenten-Substrat mit einem Härtemittel ohne
Neigung zur Schaumbildung. Besonders bevorzugt ist der Bürstenkörper aus
einer Polyurethan(PU)-Masse, nämlich
einem PU-Harz, gefertigt, so dass die Bürste eine elastische Streifenbürste mit gegossenem,
ausgehärtetem
PU als Bürstenkörper sein
kann. Eine derart gefertigte Bürste
ist besonders flexibel und elastisch und kann beispielsweise in
gekrümmtem
oder bogenförmigem
Zustand oder, falls gewünscht,
auch in einem in Längsrichtung
verdrehten Zustand zum Einsatz kommen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen einer Bürste,
insbesondere aber nicht ausschließlich einer vorbeschriebenen
Bürste,
weist folgende Schritte auf:
- (a) Gießen einer
Gießmasse 4 in
einer Gießform 7;
- (b) Einbringen der Borsten 3 in die Gießform 7 vor, gleichzeitig
mit oder nach dem Durchführen
des Schrittes (a).
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In 2 ist
ein schematischer Querschnitt durch einen Teil einer Gießform 7 mit
darin eingegossener Gießmasse 4 dargestellt.
Die einzelnen Borsten 3 befinden sich oberhalb der Gießform, oberhalb der
Gießmasse.
Die Borsten werden, anders als dargestellt, üblicherweise in einem gegenseitig
verpressten Zustand vorzugsweise unter Belassung eines Abstandes 10 zur
Gießform 7 in
Richtung des Pfeils A (siehe 2) in letztere
eingebracht und gemäß der Darstellung
der 2 in die Gießmasse 4 eingetaucht.
Wie zuvor angedeutet, könnte
das erfindungsgemäße Verfahren
auch so durchgeführt
werden, dass die Borsten 3 in die leere Gießform 7 eingebracht
werden und anschließend
die Gießmasse in
die Gießform
und um die sich in der Gießform
befindlichen Borsten herum gegossen wird. Es ist auch möglich, Borsten
und Gießmasse
gleichzeitig in die Gießform
einzubringen. Die Borsten 3 können auch, anders als in 1 dargestellt,
asymmetrisch im Bürstenkörper 2 gehalten
sein.
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Vorzugsweise
zieht sich die Gießmasse 4 durch
Kapillareffekte zwischen den einzelnen Borsten 3 hoch,
so dass jede Borste 3 an ihrem in der Gießmasse 4 befindlichen
Ende vollständig
von der Gießmasse
umgeben ist. Das zuvor beschriebene Verfahren kann kontinuierlich
oder diskontinuierlich durchgeführt
werden und damit auch vollautomatisch ablaufen. Das Verfahren kann
so gestaltet sein, dass damit Endlos-Streifenbürsten hergestellt werden können.
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Damit
ist eine Bürste
geschaffen, welche äußerst wirtschaftlich
herstellbar und einsetzbar ist.