DE102012021429A1 - Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, bei dem die von der Halteplatte (12) rückseitigen Borstenenden der Büschel kontaktlos verschmolzen und mittels eines Stempels (28) umgeformt und ausgehärtet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, die eine einen Teil der fertigen Bürste bildende Halteplatte mit einem vorgefertigten Lochfeld haben, welche das Borstenfeld der Bürste definieren, wobei in Löcher der Halteplatte Borstenbüschel eingeführt sind, die rückseitig gegenüber der Halteplatte vorstehen.
  • Vorrichtungen zum Herstellen von Bürsten arbeiten z. B. nach dem sogenannten Ankerverfahren, bei dem U-förmig gebogene Büschel aus Filamenten mittels eines Metallankers in ein Loch einer Halteplatte gestopft und darin verankert werden.
  • Ein weiteres, sich hiervon unterscheidendes Verfahren sieht ein ankerloses Befestigen der Filamente in der Halteplatte vor (AFT-Verfahren). Hierbei wird einer Vorrichtung die fertige Halteplatte zugeführt, und anschließend werden Borstenbüschel in die zugeordneten Löcher gesteckt, wobei die Borstenbüschel so positioniert sind, dass sie rückseitig gegenüber der Halteplatte etwas vorstehen. Der Begriff „Vorderseite” und „Rückseite” bezeichnet bei der fertigen Bürste die offene Vorderseite, von der die Borsten von der Halteplatte herausragen, bzw. die abgedeckte Rückseite, an der die Borstenenden nicht zu sehen sind.
  • Derartige Vorrichtungen zum ankerlosen Befestigen der Borstenbüschel verwenden üblicherweise elektrisch aufgeheizte Stempel, die rückseitig gegen die überstehenden Borstenenden gedrückt werden und diese miteinander verschmelzen. Die Stempel werden dabei auf etwa 500°C aufgeheizt und drücken die dann flüssige Masse aller Borstenenden üblicherweise zusammen, sodass sich eine Art Schicht ergibt. Nach dem Wegfahren des heißen Stempels wird ein kalter Stempel gegen die noch plastische Masse gefahren, sodass sich diese sofort abkühlt und eine geometrisch bestimmte Form auf der Rückseite ergibt. In einer anschließenden Station oder in einem anschließenden Schritt wird in der Vorrichtung dann die Rückseite überklebt oder überspritzt, sodass die Schicht aus den geschmolzenen Büschelenden nicht mehr zu sehen ist.
  • Die Halteplatten, die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbaut werden, sind entweder sogenannte Halteplättchen, also kleine Kunststoffplättchen mit Lochfeld, die nach dem Befestigen der Büschel mit dem Bürstenkopf und dem Bürstengriff verbunden werden, zum Beispiel durch Kleben, Schweißen oder durch Umspritzen. Eine andere Variante der Halteplatte ist dadurch gebildet, dass die Halteplatte selbst der Bürstenkopf eines mit Griff versehenen Bürstenkörpers ist. Nach dem Befestigen der Borstenbüschel an dem Kopf wird dieser rückseitig überklebt oder überspritzt, erneut um die geschmolzenen Büschelenden und die sich daraus ergebende Schicht von außen nicht erkennbar zu machen.
  • Bei der bisherigen Vorrichtung, die beispielsweise in der EP 1 136 017 B1 beschrieben ist, wird der Stempel nach dem Aufheizen und Andrücken gegen die Büschelenden weggefahren und auf eine noch höhere Temperatur erhitzt, durch die das an ihm anhaftende Fasermaterial verdampft. Anschließend wird der Stempel schnell abgekühlt und gegen die heiße Masse gefahren, die dann erstarrt.
  • Die Stempel sind z. B. elektrische Widerstände, an die zwei elektrische Hochstrom-Anschlüsse angeformt werden.
  • Die Belastungen für diese Stempel sind sehr hoch, sie stellen ein relativ teures Verschleißteil dar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten zu schaffen, die mit dem sogenannten AFT-Verfahren arbeiten und bei denen der oben erwähnte teure Austausch von beheizten Teilen reduziert wird.
  • Dies wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass zumindest eine Heizeinrichtung, die die rückseitigen vorstehenden, thermoplastischen Borsten miteinander, ohne die Borsten zu kontaktieren, verschmelzt, und wenigstens ein Stempel zum Umformen und Aushärten der flüssigen Borstenenden vorgesehen sind, wobei die Temperatur des Stempels unterhalb der Schmelztemperatur liegt, wenn der Stempel die geschmolzenen Borstenenden kontaktiert und umformt.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung ein kontaktloses Schmelzen der Büschelenden vor, indem eine kontaktlos arbeitende Heizeinrichtung die Wärme auf die Borstenenden aufbringt.
  • Die Vorrichtung kann zum Beispiel eine nachgeschaltete Spritzstation haben, in der die Halteplatte rückseitig überspritzt wird, wobei hier entweder der Bürstenkopf samt Stiel angespritzt wird oder nur eine Art Deckel auf die Rückseite der Halteplatte aufgebracht wird. Dies kommt darauf an, ob die Halteplatte als Halteplättchen ausgeführt ist oder bereits der Bürstenkopf ist, der mit dem Stiel zusammen hergestellt wurde. Alternativ hierzu wird in der nachgeschalteten Station die Halteplatte an einem Griff oder Griffteil befestigt, z. B. durch Schweißen oder Kleben.
  • Die Heizeinrichtung kann ein Gebläse umfassen, das Heißluft gegen die Borstenenden bläst und die damit die Borstenenden zum Schmelzen bringt.
  • Alternativ oder zusätzlich zum Gebläse umfasst die Heizeinrichtung einen Körper, der nahe an den rückseitig überstehenden Borstenenden positioniert ist und diese über Konvektionswärme plastisch erwärmt. Der Körper wird elektrisch aufgeheizt und bis auf wenige Millimeter oder sogar unter 1 mm nahe an die Enden der Borsten bewegt oder umgekehrt, d. h. die Borstenenden werden samt Halteplatte oder ohne Halteplatte nahe an den Körper heranbewegt.
  • Indem der heiße Körper aber nicht in Kontakt mit dem thermoplastischen Kunststoff der Borsten kommt, klebt auch kein Material an ihm, sodass auch keine weitere hohe Erhitzung stattfinden muss, um den Kunststoff zu verdampfen.
  • Der Körper wird insbesondere durch Stromfluss durch ihn hindurch beheizt, das heißt, es sind keine Spulen oder Widerstandsleitungen vorhanden, sondern der Körper selbst wird durchströmt und stellt einen elektrischen Heizwiderstand dar.
  • Der Körper ist somit aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere besitzt er zwei elektrisch Hochstromanschlüsse.
  • Natürlich kann zusätzlich auch noch ein Gebläse vorhanden sein, welches die Wärme des Körpers zur Halteplatte transportiert, um ein schnelleres Aufheizen zu ermöglichen, was zusätzlich zur Konvektionswärme wirkt. Gegebenenfalls wäre es in diesem Zusammenhang möglich, den Körper mit Öffnungen zu versehen, durch die Luft strömt, die beim Durchströmen des Körpers erwärmt wird.
  • Der Körper sollte eine der Rückseite der Halteplatte gegenüberliegende Plattenfläche haben, also eine plattenartige Gestalt, um gleichmäßig großen Abstand von den Borstenenden zu haben.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der beheizte Körper auch der Stempel, der kälter als das aufgeschmolzene thermoplastische Material der Büschelenden ist, dieses Material erstarren lässt und dem Material eine Form gibt.
  • Um ein schnelles Abkühlen des kombinierten Körpers/Stempels zu ermöglichen, sieht eine Ausführungsform vor, dass einströmendes Kühlmittel, bevorzugt Luft oder Wasser, den Stempel nahezu schlagartig abkühlt, um eine geringe Taktzeit zu ermöglichen.
  • Die Kühlvorrichtung sollte den Stempel auf unter 100°C vor dem Abkühlen der geschmolzenen Borstenenden herabkühlen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung mehrere Schmelzstationen hat, sodass gleichzeitig mehrere Körper vorgesehen sind, die auf hohe Schmelztemperatur gebracht werden. Der Körper, der die Borstenenden einer bestimmten Halteplatte zum Schmelzen bringt, ist bei dieser Ausführungsform nicht auch der abgekühlte Stempel für dieselbe Halteplatte. Vielmehr wird der aufgeheizte Körper relativ zur gerade bearbeiteten Halteplatte wegbewegt, und ein geometrisch identischer Körper, der bereits abgekühlt ist, wird an derselben Halteplatte dann für das Abkühlen und Erstarren der thermoplastischen Masse sorgen. Hierdurch sollen die Taktzeiten reduziert werden.
  • Der Körper wird minimal auf die Schmelztemperatur des Borstenmaterials vorzugsweise über 400°C erhitzt, um die Büschelenden zu schmelzen.
  • Die bevorzugte Ausführungsform sieht darüber hinaus vor, dass der aufgeheizte Körper im Bereich von 0,5 bis 1 mm von den Borstenenden entfernt ist, bezogen auf den Beginn der Erwärmungsphase der Borstenenden.
  • Die Borstenenden werden nach dem Verschmelzen durch den kalten Stempel zu einer thermoplastischen Schicht zusammengedrückt, das heißt das Material der Borstenbüschel geht ineinander über und wird plattgedrückt.
  • Die Aufheizzeit, das heißt die Behandlungszeit mit Wärme, beträgt unter 7 Sekunden, vorzugsweise zwischen 3 und 6 Sekunden, und die Andrückzeit, in der der Stempel im Material der Borstenenden sitzt, beträgt vorzugsweise unter 1 Sekunde.
  • Die Halteplatte ist aus einem solchen Material, dass sie beim Schmelzen der Borstenenden selbst nicht schmilzt, oder ist derartig gelagert, dass die aufgebrachte Wärme die Platte nicht schmilzt.
  • Dem Körper und/oder dem Stempel sollte wenigstens ein Temperaturfühler zugeordnet sein, über den die notwendige elektrische Heizleistung bzw. Kühlleistung gesteuert oder geregelt werden kann.
  • Gegebenenfalls kann das Erhitzen in einer Umgebung stattfinden, die entweder Vakuum oder eine Inertgasumgebung (z. B. Stickstoff) ist, um einem „Anbräunen” (Oxidierung) der Borstenenden vorzubeugen.
  • Die elektrische Heizleistung wird vorzugsweise durch Pulsdauermodulation geregelt.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, die eine einen Teil der fertigen Bürste bildende Halteplatte mit einem vorgefertigten Lochfeld haben, welche das Borstenfeld der Bürste definieren, wobei in Löcher der Halteplatte Borstenbüschel eingeführt sind, die rückseitig gegenüber der Halteplatte vorstehen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    Verschmelzen der rückseitig vorstehenden, thermoplastischen Borstenenden mittels einer Heizeinrichtung, die die Borsten zum Schmelzen nicht kontaktiert,
    Umformen und Aushärten der flüssigen Borstenenden, wobei der Stempel eine unterhalb der Schmelztemperatur der Borsten liegende Temperatur hat, wenn der Stempel die geschmolzenen Borstenenden kontaktiert und das geschmolzene Material umformt.
  • 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:
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Beginn des Schmelzens,
  • 2 eine Ansicht entsprechend 1 nach dem Schmelzen,
  • 3 eine Ansicht gemäß 1 beim Umformen,
  • 4 eine Längsschnittansicht durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 5 die Vorrichtung nach 4 beim Umformen der angeschmolzenen Büschelenden,
  • 6 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 7 eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 8 eine Schnittansicht durch eine durch die erfindungsgemäße Vorrichtung hergestellte Zahnbürste, und
  • 9 eine Schnittansicht durch eine andere, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung hergestellte Zahnbürste.
  • In 1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten vereinfacht in schematischer Querschnittsansicht dargestellt.
  • Die Vorrichtung umfasst eine oder mehrere Stationen, in denen einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung von Bürsten durchgeführt werden. Die sogenannten thermoplastischen Filamente werden in Büscheln 10 einem Magazin entnommen und durch eine Halteplatte 12 gesteckt, die einen Teil der späteren Bürste darstellt.
  • Dieses Einstecken der Büschel erfolgt ohne Faltung der Büschel, das heißt jedes Filament bildet eine Borste.
  • Die Halteplatte 12 hat eine Rückseite 14, welche nach außen im fertigen Zustand der Bürste geschlossen ist, sowie eine entgegengesetzte Vorderseite, von der aus die Büschel 10 abstehen.
  • Das Einstecken der Borstenbüschel 10 in die Halteplatte 12, welche ein Lochfeld hat, das das spätere Borstenfeld definiert, erfolgt entweder durch direktes Einstecken der Borstenbüschel in die Halteplatte 12 oder durch Vorkonfektionieren mittels einer sogenannten Lochplatte 16, die eine Art Transportmagazin der Vorrichtung darstellt.
  • Falls eine Lochplatte 16 vorhanden ist, hat diese ein Lochfeld mit einem Lochbild, das dem der Halteplatte 12 vollständig oder im Wesentlichen vollständig entspricht. In die Öffnungen in der Lochplatte 16 werden die Borstenbüschel 10 eingesteckt, und erst anschließend wird die Einheit aus befüllter Lochplatte 16 samt Borstenbüschel 10 und die Halteplatte 12 zueinandergebracht, um die Borstenbüschel 10 in die Halteplatte 12 einzuschieben.
  • Eine Positionierplatte 18 kann dabei helfen, alle vorderseitigen Enden der Borsten gleichmäßig zur Vorderseite der Halteplatte 12 zu positionieren.
  • Rückseitig stehen die Borstenenden 20 gegenüber der Halteplatte 12 vor, das heißt, sie ragen aus den ihnen zugeordneten Löchern heraus.
  • Eine Heizeinrichtung 22 mit einem aufzuheizenden Körper 24 ist Teil der Vorrichtung.
  • Der Körper 24 wird nahe an die Borstenenden 20 gebracht, oder, umgekehrt, die Borstenenden 20 werden nahe an den Körper 24 gebracht, aber jeweils ohne ihn zu kontaktieren.
  • Durch Konvektionswärme, die vom Körper 24 abgegeben wird, werden die Borstenenden 20 geschmolzen.
  • Die Borsten sind aus thermoplastischem Material. Die Halteplatte 12 ist ebenfalls aus einem Kunststoff.
  • Der Abstand x zwischen der den Borstenenden 20 zugewandten Vorderseite des Körpers 24 und den Enden der Borsten 20 (Spalt 29 genannt) beträgt 0,5 bis 1 mm. Einzelne Borsten könnten zwar noch näher an den Körper 24 heranreichen, sie sollten ihn aber auf keinen Fall berühren. Da die Borsten eine gewisse Längentoleranz haben, muss der Abstand x entsprechend ausgelegt sein, um ein Kontaktieren der längsten Borsten mit dem Körper 24 auszuschließen.
  • Der Körper 24 wird elektrisch aufgeheizt, vorzugsweise indem ein Strom unmittelbar durch ihn hindurchströmt. Hierbei kann ein Temperatursensor 26 am Körper 24 vorhanden sein, um die Heizleistung zu steuern. Durch Pulsdauermodulation wird die Temperatur relativ schnell auf über 400°C aufgeheizt. Die Aufheizung des Körpers 24 kann eventuell erst mit Erreichen des Abstands x beginnen. Alternativ hierzu ist der Körper 24 bereits auf die zuvor erwähnte Temperatur oder nahezu auf diese Temperatur gebracht worden, bis der Abstand x erreicht wurde.
  • Um einer thermischen Beschädigung der Borsten (Bräunung, Oxidierung) vorzubeugen, kann in den Spalt 29 z. B. Stickstoff geblasen werden oder ein anderes inertes Gas. Alternativ wird der Spalt 29 unter Vakuum gebracht.
  • Ohne Kontakt, sondern nur über Konvektionswärme werden die Borstenenden 20 geschmolzen, sodass das geschmolzene Material der Borstenenden zumindest eines Borstenbüschels 10 ineinander übergeht und die Borsten miteinander verbunden sind. Vorzugsweise fließt der flüssige Kunststoff auch noch in das jeweilige Loch in der Halteplatte 12, um dieses dicht zu verschließen. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn das Loch rückseitig konisch aufgeweitet ausgeführt ist.
  • 2 zeigt dann den Zustand, in dem die Borstenenden 20 miteinander verschmolzen sind.
  • Der Körper 24 und die Halteplatte 12 samt daran befestigten Büscheln 10 werden voneinander entfernt (siehe 2).
  • Die Figuren zeigen, dass der beheizte Körper 24 auf der den Borstenenden zugewandten Seite eine Plattenfläche hat, das bedeutet, er ist entweder komplett flach oder hat nur geringe Profilierungen, um möglichst einen gleichmäßigen Abstand zu den Borstenbüscheln 10 zu besitzen.
  • Die Vorrichtung hat darüber hinaus gemäß 3 einen oder mehrere Stempel 28, die ebenfalls vorzugsweise eine ebene oder leicht profilierte Vorderseite haben. Der oder die Stempel 28 werden auf die noch flüssigen Borstenenden 20 gedrückt, sodass die pilzförmigen flüssigen Kunststoffpunkte ineinander übergehen und eine flache, vorzugsweise durchgehende Kunststoffschicht 30 bilden (siehe 3).
  • Der Stempel 28 hat zu Beginn des Andrückprozesses eine Temperatur von unter 100°C, sodass das Kunststoffmaterial, gegen welches er drückt, erstarrt. Das Kunststoffmaterial haftet auch nicht am Stempel 28, der einerseits zu kalt hierfür ist und andererseits eventuell auch noch eine entsprechende Antihaftbeschichtung aufweisen kann.
  • Sobald der Kunststoff ausreichend erstarrt ist, wird der Stempel 28 wieder relativ zur Halteplatte 12 wegbewegt oder umgekehrt.
  • Der Stempel kann aktiv gekühlt werden, zum Beispiel durch eine Kühleinrichtung wie Luft oder Pressluft oder durch ein durch ihn hindurchströmendes Kältemittel.
  • Die Vorderseite, die den flüssigen Kunststoff an den Borstenenden 20 kontaktiert, kann leicht profiliert sein, üblicherweise ist sie jedoch eben.
  • Wenn die Halteplatte nur ein Halteplättchen ist, wird dieses anschließend in eine nachgeschaltete Station gebracht, in der das Halteplättchen zwischen einer oberen und einer unteren Spritzgussform positioniert wird. Anschließend wird das Plättchen umspritzt unter Bildung des übrigen Bürstenkopfes sowie des Griffes.
  • Alternativ wird das Plättchen in einem vorgefertigten Griff befestigt mittels z. B. Schweißen, insbesondere Ultraschallschweißen, Kleben usw..
  • Ist die Halteplatte jedoch der Kopfabschnitt einer Bürste und einstückiger Bestandteil des Bürstenkörpers mit Griff und Hals, so wird anschließend rückseitig ein Deckel aufgebracht, entweder durch Kleben, Schweißen oder durch Umspritzen mit einer weiteren Komponente, insbesondere einer weichen Kunststoffkomponente.
  • Bei der Ausführungsform nach den 4 und 5 sind Körper 24 und Stempel 28 ein gemeinsames Teil. Im Folgenden wird aber der Einfachheit halber von einem Stempel gesprochen, wobei dies nur zur sprachlichen Vereinfachung erfolgt, man könnte genauso gut von einem Körper sprechen oder einem kombinierten Körper-Stempel-Bauteil.
  • Der Stempel 28 gemäß 4 wird einerseits elektrisch beheizt und hat, wie bei der vorherigen Ausführungsform, wo es nicht gezeigt ist, Hochstromanschlüsse 30.
  • Darüber hinaus ist optional, d. h. dies ist nicht zwingend nötig, eine aktive Kühlvorrichtung 32 vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Kühlvorrichtung 32 ein Kanalsystem mit einem Kühlfluid, insbesondere Wasser, welches durch einen oder mehrere Kanäle im Stempel 28 oder unmittelbar angrenzend an den Stempel 28 vorgesehen ist.
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Stempel 28 zuerst elektrisch auf über 400°C aufgeheizt, um dann anschließend wieder in die Nähe, ohne Kontakt, der rückseitigen Borstenenden 20 zu kommen, um diese zu schmelzen.
  • Anschließend wird der Stempel 28 durch die Kühlvorrichtung 32 schnell abgekühlt, um anschließend, insbesondere mit unterhalb 100°C an der Vorderseite, gegen den flüssigen Kunststoff gepresst zu werden, wie dies zuvor bereits erläutert ist (siehe 5).
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Vorrichtung so ausgeführt und gesteuert wird, dass der Stempel 28 nach dem Schmelzen der Borstenenden 20 nicht mehr von diesen weggefahren wird, sondern in dieser Position abgekühlt wird. Die Restwärme kann dann nämlich noch auf die Borstenenden 20 wirken, sodass diese nicht zu schnell erstarren.
  • 4 zeigt einen Zustand, vor bzw. nach dem Umformen, bei dem die geschmolzenen Borstenenden 20 mit unterbrochenen Linien dargestellt sind, um einen Zwischenschritt darzustellen. Darüber hinaus ist aber auch die Schicht 30 in derselben Zeichnung zu sehen.
  • Es wäre auch denkbar, dass für schnellere Taktzeiten zwar Stempel 28 verwendet werden, die auch als beheizter Körper 24 wirken, jedoch nicht an derselben Halteplatte 12 eingesetzt werden. Dann würde beispielsweise zuerst ein Stempel 28 zum Schmelzen der Borstenenden eingesetzt werden, und dieser würde anschließend von der Halteplatte 12 wieder entfernt werden bzw. die Halteplatte 12 von diesem entfernt werden, um einem mittlerweile bereits abgekühlten Stempel 28 Platz zu machen, der dann sofort gegen den flüssigen Kunststoff gedrückt wird und diesen umformt. In der Zwischenzeit kann dann der für das Schmelzen verwendete Stempel 28 abgekühlt werden, beispielsweise um bei einer der nachfolgend verarbeiteten Halteplatten für die Umformung der Borstenenden 20 verwendet zu werden.
  • Eine alternative oder zusätzliche Möglichkeit, die Kühlvorrichtung 32 auszuführen, ist, mit Kaltluft den Stempel 28 anzublasen.
  • Bei der Ausführungsform nach 6, die sehr schematisch dargestellt ist, wird zusätzlich zum elektrisch beheizten Körper 24 auch noch ein Gebläse 34 vorgesehen. Dieses Gebläse kann entweder ein Heißluftgebläse oder ein Kaltluftgebläse sein.
  • Das Gebläse 34 dient dazu, Wärme zusätzlich zur Konvektionswärme zu den Borstenenden 20 zu transportieren.
  • Beispielsweise kann dies dadurch erfolgen, dass der Körper 24 kleine Öffnungen 36 besitzt, durch die die bereits vorgewärmte oder die noch kalte Luft, die vom Gebläse 34 zugeführt wird, hindurchströmt und als heißer Luftstrom zu den Borstenenden 20 gelangt. Auch bei dieser Ausführungsform wird kontaktlos jedes Borstenende 20 geschmolzen.
  • Alternativ hierzu kann die Heizeinrichtung 22 auch nur als Heißluftgebläse 34 ausgeführt sein, das heißt ohne einen Körper 24, der mit Konvektionswärme arbeitet.
  • Der Temperatursensor 26 am Körper oder ein zusätzlicher Temperatursensor am Stempel 28, je nachdem, ob der Körper 24 auch gleich Stempel 28 ist, ist im Übrigen auch dazu eingesetzt, um entweder das Kühlfluid zu steuern und/oder den Zeitpunkt festzulegen, ab dem der Stempel 28 gegen den flüssigen Kunststoff gefahren werden kann, damit die Temperatur des Stempels 28 nicht zu hoch ist.
  • 7 zeigt eine industrielle Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit einer Trägerplatte 42, an der mehrere Körper 24 und/oder Stempel 28 angebracht sind. Mittels Führungen 44 kann die Trägerplatte zu mehreren Halteplatten 12, die in je einer Lagerung 46 positioniert sind, bewegt werden.
  • 8 zeigt eine Ausführungsform der fertigen Bürste, bei der die Halteplatte 12 bereits einstückiger Bestandteil des gespritzten Bürstenkörpers ist. Das heißt, die Halteplatte 12 geht einstückig in den Bürstenhals 48 und den Stiel (nicht gezeigt) über.
  • Alternativ hierzu, siehe 9, kann die Halteplatte 12 auch als Halteplättchen ausgeführt sein, die dann umspritzt wird oder die durch Kleben oder Ultraschweißen an dem Bürstenkörper angebracht wird.
  • Natürlich kann die Vorderseite des Körpers 24 auch eine nicht ebene Form haben, beispielsweise indem Vertiefungen oder Rippen ausgeführt sind, die an das Lochbild und die Position der Borstenenden 20 angepasst ist, um eine bessere Abstrahlung zu erreichen. Insbesondere wäre es denkbar, dass der Körper 24 einen Rand hat, der um die äußeren Büschel außenseitig herum verläuft, denn an dieser Position, an der die Umgebungsluft noch starke Temperatureinflüsse hat, ist die Strahlungswärme eher niedrig.
  • Schließlich wäre auch denkbar, dass der Körper 24 eine Art Wendeplatte ist, auf der einen Seite beheizt und auf der anderen Seite gekühlt, um geringe Taktzeiten zu ermöglichen.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten offenbart, bei dem die Borstenenden kontaktlos geschmolzen werden, anschließend wird ein kalter Stempel gegen die noch flüssigen, miteinander verschmolzenen Borstenenden gedrückt, um sämtliche Büschel miteinander zu verbinden oder Teile der Büschel.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1136017 B1 [0006]

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, die eine einen Teil der fertigen Bürste bildende Halteplatte (12) mit einem vorgefertigten Lochfeld haben, welche das Borstenfeld der Bürste definieren, wobei in Löcher der Halteplatte (12) Borstenbüschel (10) eingeführt sind, die rückseitig gegenüber der Halteplatte (12) vorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Heizeinrichtung (22), die rückseitig vorstehende, thermoplastische Borsten miteinander, ohne die Borsten zu kontaktieren, verschmelzt, und wenigstens ein Stempel (28) zum Umformen und Aushärten der flüssigen Borstenenden vorgesehen sind, wobei der Stempel eine unterhalb der Schmelztemperatur liegende Temperatur hat, wenn der Stempel die geschmolzenen Borstenenden kontaktiert und das geschmolzene Material umformt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine nachgeschaltete Station hat, in der die Halteplatte (12) rückseitig überspritzt wird oder die Halteplatte (12) mit einem Griff oder Griffteil verbunden wird, insbesondere durch Schweißen oder Kleben.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (12) in der Station umspritzt wird, zur Bildung eines Bürstenkopfes samt Griff.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (22) ein Gebläse (34) umfasst, das Luft, insbesondere Heißluft, gegen die Halteplatte (12) bläst.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (22) einen beheizten Körper (24) aufweist, der nahe an die rückseitig überstehenden Borstenenden (20) positionierbar ist und diese über Konvektionswärme plastisch erwärmt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (24) durch elektrischen Stromfluss beheizt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (24) aus elektrisch leitfähigem Material ist, insbesondere wobei er elektrische Hochstromanschlüsse (31) besitzt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Gebläse (34) vorgesehen ist, welches die Wärme des Körpers (24) zur Halteplatte (12) transportiert.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (24) eine der Rückseite der Halteplatte (12) gegenüberliegende, erhitzte Plattenfläche hat.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (24) auch der Stempel (28) ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Schmelzstationen und mehrere Körper als Heizeinrichtungen, die gleichzeitig auch Stempel sind, aufweist, wobei Körper (24) und/oder Halteplatten (12) so zueinander bewegbar sind, dass einer Halteplatte (12) sowohl ein Körper (24) zum Schmelzen der Borstenenden (20) als auch ein anderer, gekühlter Körper (24) zugeordnet ist, der gegen die geschmolzenen Borstenenden gedrückt wird.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (28) durch ein strömendes Kühlmittel abkühlbar ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung den Stempel auf unter 100°C vor dem Kontaktieren der geschmolzenen Borstenenden (20) abkühlt.
  14. Verfahren zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, die eine einen Teil der fertigen Bürste bildende Halteplatte (12) mit einem vorgefertigten Lochfeld haben, welche das Borstenfeld der Bürste definieren, wobei in Löcher der Halteplatte (12) Borstenbüschel (10) eingeführt sind, die rückseitig gegenüber der Halteplatte vorstehen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Verschmelzen der rückseitig vorstehenden, thermoplastischen Borstenenden mittels einer Heizeinrichtung (22), die die Borsten nicht kontaktiert, und Umformen und Aushärten der flüssigen Borstenenden, wobei der Stempel eine unterhalb der Schmelztemperatur der Borsten liegende Temperatur hat, wenn der Stempel die geschmolzenen Borstenenden kontaktiert und das geschmolzene Material umformt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1136017B1 (de) 2000-03-21 2003-06-25 G.B. Boucherie, N.V. Verfahren und Vorrichtung zum Verschmelzen von Faserenden

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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