DE19542393A1 - Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie Bürstenherstellungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten, deren Borstenbündel und Bürstenkörper aus thermoplasti­ schem Kunststoff bestehen, wobei die Borstenbündel an ihren Befestigungsenden angeschmolzen werden.

Es sind bereits Herstellungsverfahren für Bürsten bekannt, bei denen thermoplastische Borstenbündel an ihren Verankerungs- oder Befestigungsenden angeschmolzen und dabei mit einem Teil-Bürstenkörper verbunden werden. Dieser Teil-Bürstenkörper wird in einem separaten Spritzvorgang gespritzt, wobei die Borstenbündel-Löcher mit eingebracht werden. Anschließend werden die Teil-Bürstenkörper mit Borstenbündeln bestückt und deren vorstehende Verankerungs-Enden werden dann angeschmolzen und dabei auch mit dem Teil-Bürstenkörper verbunden. Dieses an sich bewährte Verfahren ist noch vergleichsweise aufwendig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit Bürsten einfacher herstellbar sind. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, wahlweise aus einem Stück bestehende Bürsten oder aber zweiteilige Bürsten mit einem Bürstenkörper und einem damit verbindbaren Borstenbündel-Teil herstellen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens vor­ geschlagen, daß die Borstenbündel in einer Anordnung entsprechend ihrer Borstenfeldlage gehalten werden und daß in dieser Lage anschließend ihre Befestigungsenden angeschmolzen und mittels dieser Schmelze zu einer Borstenbündel-Einheit verbunden werden. Bei diesem Herstellungsverfahren wird gegenüber dem Stand der Technik praktisch ein Zwischenarbeitsschritt eingespart, da beim Anschmelzen der Befestigungsenden aus dieser Schmelze auch das die Befestigungsenden verbindende Teil erzeugt wird. Das separate Herstellen eines Teil-Bürstenkörpers mit Aufnahmelöchern für Borstenbündel und das Bestücken mit Borstenbündeln kann dadurch entfallen.

Da es sich bei Bürsten um einen Massenartikel handelt, lassen sich durch das Einsparen eines Herstellungsschrittes die Herstellungskosten insgesamt wesentlich reduzieren.

Die zu einer Borstenbündel-Einheit durch Anschmelzen verbundenen Borstenbündel können direkt einer Spritzgießmaschine zugeführt und dort mit dem Bürstenkörper verbunden werden.

Dies kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung durch Umspritzen der Borstenbündel-Einheit erfolgen.

Andererseits besteht auch die Möglichkeit, daß die Borstenbündel-Einheit bei ihren verbundenen Befestigungsenden vorzugsweise in noch teigigem Zustand zu einem insbesondere plattenförmigen Einsatzteil zumindest mit einer Randformung und gegebenenfalls mit weiteren Anformungen geformt wird.

Ein solches plattenförmiges Einsatzteil kann bevorzugt für zweiteilige Bürsten verwendet werden, wo das Einsatzteil auswechselbar mit dem Bürstenkörper verbindbar ist. Allerdings kann das Einsatzteil auch für die vorerwähnte Weiterverarbeitung bei einer Spritzgießmaschine verwendet werden, wo es mit einem Bürstenkörper umspritzt wird.

Es steht somit ein universelles Borstenbündel-Einsatzteil für eine wahlweise Weiterverwendung bzw. Weiterverarbeitung zur Verfügung.

Gegebenenfalls werden die einzelnen Borstenbündel-Fasern beim oder kurz nach dem Anschmelzen zur Formung der Borstenbündel-Nutzungs­ enden relativ zueinander verschoben.

Die Kontur der Borstenbündel-Nutzungsenden läßt sich dadurch bereits bei der Herstellung des Einsatzteiles formen, so daß der Aufwand bei der Endbearbeitung der Borstenbündel reduziert ist.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Bürstenherstellungs­ maschine mit einer Halteeinrichtung zum Halten von Borstenbündeln aus thermoplastischem Material, wobei die Halteeinrichtung der Borstenfeldanordnung entsprechende Löcher aufweist, sowie mit einer Heizeinrichtung zum Anschmelzen der Borstenbündel-Befestigungsenden. Diese Maschine ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung zum Verschmelzen und Verbinden der Borstenbündel-Befestigungsenden miteinander zu einer Borstenbündel-Einheit ausgebildet ist.

Wie bereits vorerwähnt, wird hierbei das die Borstenbündel verbindende Einsatzteil aus dem angeschmolzenen Material der Borstenbündel-Verankerungsenden gebildet. Eine separate Herstellung eines Einsatzteiles und das Zuführen von Borstenbündeln zu diesem Einsatzteil erübrigt sich somit.

Zweckmäßigerweise ist die Heizfläche Teil einer Form, vorzugsweise mit einer äußeren Umgrenzung. Dadurch wird das beim Anschmelzen der Borstenbündel-Befestigungsenden gebildete Einsatzteil vorgebbar und gleichbleibend geformt und die Borstenbündel-Einheit kann so wahlweise zum Umspritzen mit einem Spritzenkörper oder als auswechselbares Borstenbündel-Teil verwendet werden.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigt etwas schematisiert:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Borstenbündel-Halteeinrichtung sowie einer dieser zugeordneten Heizeinrichtung,

Fig. 2 bis 4 unterschiedliche Ansichten einer Borstenbündel-Einheit mit geformtem Einsatzteil,

Fig. 5 und 6 eine Borstenbündel-Einheit mit einem sich durch Anschmelzen der Borstenbündel gebildeten Einsatzteil,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer Halteeinrichtung mit in Anschmelzlage gehaltenen Borstenbündeln,

Fig. 8 eine im Kopfbereich im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Zahnbürste mit auswechselbarem Borstenbündel-Einsatzteil,

Fig. 9 eine etwa Fig. 7 entsprechende Ansicht, hier jedoch mit einem vom Bürstenkörpermaterial umspritzten Einsatzteil und

Fig. 10 einen Teil einer Borstenbündel-Halteeinrichtung mit zugeordneter Heizeinrichtung sowie einem profilierten Drückstift.

Eine in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 dient zum Herstellen von Borstenbündel-Einheiten 2 (vgl. Fig. 2 bis 6) und weist eine Halteeinrichtung 3 zum Halten von Borstenbündeln 4 sowie eine Heizeinrichtung 5 zum Anschmelzen der Borstenbündel-Befestigungsenden 6 auf.

Die Halteeinrichtung 3 weist für die Borstenbündel 4 eine Lochplatte 7 mit darin befindlichen, entsprechend dem Borstenfeld angeordneten, durchgehenden Aufnahmelöchern 8 auf. Die Lochplatte 7 kann bei einer Borstenbündel-Zuführeinrichtung positioniert werden, wo sie in bekannter Weise von einem Magazin aus oder von Spulen mit Borstenbündeln 4 bestückt wird.

Die Halteeinrichtung 3 weist noch eine Positioniervorrichtung 9 auf, in die die Lochplatte 7 einsetzbar ist. Mit Hilfe von Drückstiften 10, die entsprechend der Borstenbündelfeld-Anordnung angeordnet sind, können die in der Lochplatte 7 befindlichen Borstenbündel 4 mit ihren Borstenbündel-Befestigungsenden 6 teilweise aus der Lochplatte 7 herausgeschoben werden.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Positioniervorrichtung 9 eine Aufnahmeplatte 12 mit einer schlitzförmigen Aufnahme 11 für die Lochplatte 7 auf. Diese Aufnahmeplatte 12 hat beidseitig der Aufnahme 11 Löcher 13 für die Drückstifte 10 beziehungsweise die Borstenbündel 4.

Mit Hilfe der Drückstifte 10 werden die Borstenbündel 4 aus der in der Aufnahme 11 befindlichen Lochplatte 7 soweit herausgescho­ ben, daß sie am unteren Ende der Aufnahmeplatte 12 vorstehen. Die unterseitig der Positioniervorrichtung 9 angeordnete Heizeinrichtung 5 weist eine Heizplatte 14 auf, die an die vorstehenden Borstenbündel-Befestigungsenden 6 annäherbar ist (vergl. auch Fig. 7).

Der Überstand der Borstenbündel-Befestigungsenden 6 und ent­ sprechend auch die Gesamtlänge der Borstenbündel ist so bemessen, daß genügend Material angeschmolzen werden kann, um die Bor­ stenbündelenden mit dieser Schmelze zu verbinden und eine Borstenbündeleinheit 2, 2a zu bilden (Fig. 2 bis 6).

Diese Borstenbündel-Einheit 2 oder 2a kann dann nach dem Erstarren des Borstenbündel-Verbindungsteiles 16, 16a aus der Positioniervor­ richtung 9 vollständig mit Hilfe der Drückstifte 10 herausgeschoben werden. Es steht dann eine Borstenbündel-Einheit 2 oder 2a zur Verfügung, die auf verschiedene Art und Weise mit einem Bür­ stenkörper 15 (Fig. 8 und 9) verbunden werden kann.

Werden die Borstenbündel-Befestigungsenden 6 nur soweit an­ geschmolzen, daß sich eine Verbindung unter den einzelnen Borstenbündeln 4 ergibt, beispielsweise die in Fig. 6 gut erkennbare, gitterartige Form eines Verbindungsteiles 16a, kann diese Einheit 2a einer Spritzgußform zum Umspritzen dieser Borstenbündel-Einheit 2a und dabei zum Verbinden mit einem Bürstenkörper 15 zugeführt werden.

Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, beim Anschmelzen der Borstenbündel-Befestigungsenden 6 ein geformtes Verbindungsteil 16 zu schaffen, indem die Heizplatte Teil einer Form ist. Die Borstenbündel-Befestigungsenden 6 werden in diesem Falle soweit angeschmolzen, daß einerseits ein sie verbindendes Verbindungsteil gebildet ist, das andererseits aber auch die geformte Heizplatte ausfüllt, so daß das Verbindungsteil 16 eine Umrißform entsprechend der Heizplatten-Form ausgebildet ist. Das Verbindungsteil kann dabei so geformt sein, daß es als Einsatzteil 18 auswechselbar mit einem eine Einsetzausnehmung 17 aufweisenden Bürstenkörper verbunden werden kann (Fig. 8). Man erhält somit eine zweiteilige Bürste, bei der die Borstenbündel-Einheit 2 nach ihrer Abnutzung ausgewechselt und gegen eine andere Borstenbündel-Einheit 2 ausgetauscht werden kann. Um einen sicheren Halt des Einsatzteiles in der Einsetzausnehmung zu erreichen, können bei der Einsetz­ ausnehmung 17 (Fig. 8) Hinterschneidungen oder ähnliche Halteelemente vorgesehen sein, so daß das Einsatzteil 18 in die Einsetzausnehmung 17 einclipsbar ist.

Andererseits kann aber auch diese geformte Borstenbündel-Einheit 2 einer Spritzgußform zum Umspritzen und Verbinden mit einem Bürstenkörper zugeführt werden.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß das Verbindungsteil 16 gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 bis 4 nicht als auswechsel­ bares Einsatzteil, sondern fest mit dem Bürstenkörper verbunden wird. Es erfolgt hierbei also nicht durch Umspritzen ein Verbinden mit dem Bürstenkörper, sondern durch Einsetzen in die Einsetz­ ausnehmung 17 und dann durch Fixieren, indem die beiden Teile verklebt, verschweißt werden oder aber auch durch eine mechanische Verbindung gehalten werden.

Die Fig. 2 und 4 lassen noch gut erkennen, daß die Bor­ stenbündel, abweichend von der Parallellage, unterschiedliche Lagen, zum Beispiel die hier dargestellte, geschränkte Anordnung aufweisen können.

Auch besteht die Möglichkeit, daß die Borstenbündel im Querschnitt von einer runden Form abweichen und auch im Querschnitt und/oder der Länge unterschiedliche Borstenbündel einzeln oder in Kombination innerhalb eines Borstenfeldes eingesetzt werden können. Dies auch in Kombination mit der in Fig. 2 und 4 gezeigten Schränklage der Borstenbündel.

Fig. 10 zeigt noch einen Teil einer Aufnahmeplatte 12 mit einem darin eingreifenden Drückstift 10, der ein Borstenbündel 4 nutzungsseitig beaufschlagt. Das Beaufschlagungsende 19 des Drückstiftes 10 weist eine Profilierung, im vorliegenden Falle eine konkave Formung auf, so daß die einzelnen Borstenbündelfasern 20 des Borstenbündels 4 in Längsrichtung verschoben und dabei das spätere Nutzungsende 21 entsprechend gerundet profiliert wird. Das Formen der Borstenbündel-Nutzungsenden 21 kann vor oder während dem Anschmelzen, gegebenenfalls auch noch nach dem Anschmelzen, solange das Material in einem verformbaren, teigigen Zustand ist, erfolgen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Herstellen von Bürsten, deren Borstenbündel (4) und Bürstenkörper (15) aus thermoplastischem Kunststoff bestehen, wobei die Borstenbündel (4) an ihren Befestigungs­ enden (6) angeschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel (4) in einer Anordnung entsprechend ihrer Borstenfeldlage gehalten werden und daß in dieser Lage anschließend ihre Befestigungsenden (6) angeschmolzen und mittels dieser Schmelze zu einer Borstenbündel-Einheit (2, 2a) verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel-Einheit (2, 2a) an ihren verbundenen Be­ festigungsenden (6) beim Herstellen des Bürstenkörpers (15) umspritzt und dabei mit dem Bürstenkörper verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel-Einheit (2, 2a) bei ihren verbundenen Be­ festigungsenden (6) vorzugsweise in noch teigigem Zustand zu einem insbesondere plattenförmigen Einsatzteil (18) zumindest mit einer Randformung und gegebenenfalls mit weiteren Anformungen geformt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Borstenbündel-Fasern (20) beim oder kurz nach dem Anschmelzen zur Formung der Borstenbündel -Nutzungsenden (21) relativ zueinander verschoben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (18) auswechselbar mit einem eine Einsetzausnehmung (17) oder dergleichen auf­ weisenden Bürstenkörper (15) verbunden wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (18) durch Kleben, Schweißen oder durch eine mechanische Verbindung mit dem Bürstenkörper (15) verbunden wird.

7. Bürstenherstellungsmaschine mit einer Halteeinrichtung (3) zum Halten von Borstenbündeln (4) aus thermoplastischem Material, wobei die Halteeinrichtung (3) der Borstenfeld­ anordnung entsprechende Löcher (13) aufweist, sowie mit einer Heizeinrichtung (5) zum Anschmelzen der Borstenbündel-Befestigungsenden (6), zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (5) zum Verschmelzen und Verbinden der Borstenbündel-Befestigungsenden (6) miteinander zu einer Borstenbündel-Einheit (2) ausgebildet ist.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (3) für die Borstenbündel (4) eine Lochplatte (7) mit darin befindlichen, entsprechend dem Borstenfeld angeordneten, durchgehenden Aufnahmelöchern (8) aufweist.

9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (5) eine Heizplatte (14) mit einer vorzugsweise ebenen, den Borstenbündel-Befestigungsenden (6) annäherbaren Heizfläche aufweist.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heizplatte (14) Teil einer Form, vorzugs­ weise mit einer äußeren Umgrenzung ist.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (7) zum Halten der Borstenbündel einerseits einer Borstenbündel-Zuführeinrichtung zuordenbar ist und andererseits bei einer Bearbeitungsstation zum Verschmelzen der Borstenbündel (4) in eine Positioniervor­ richtung einsetzbar ist, die Drückstifte (10) zum teilweisen Herausschieben der Borstenbündel-Befestigungsenden (6) aus der Lochplatte (7) aufweist.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückstifte (10) an ihren die Borstenbündel (4) beaufschlagenden Enden profiliert sind.

13. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Lochplatte (7) befindlichen Aufnahmelöcher (13) parallel oder von einer Parallellage abweichend angeordnet sind.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Spritzgußform zum Umspritzen der Borstenbündel-Einheit (2, 2a) an deren miteinander verbundenen Borstenbündeln beziehungsweise ihrem Verbindungs­ teil (16) und zum Verbinden mit einem Bürstenkörper (15) aufweist.