DE202012002332U1 - Device for producing brushes, in particular toothbrushes - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, die mehrere zu Borstenbüscheln (10) zusammengefasste Filamente haben, wobei zumindest ein Büschelträger (12) vorhanden ist, der mehrere Löcher zum Einschieben von Borstenbüscheln hat, deren Lochbild dem Büschelmuster der herzustellendtung, die die Filamente von in den Büschelträger (12) eingeschobenen Büscheln (10) rückseitig des Büschelträgers (12) miteinander verschweißt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung eine Ultraschallschweißvorrichtung (22) ist.Device for producing brushes, in particular toothbrushes, which have a plurality of filaments combined into bristle tufts (10), there being at least one tuft carrier (12) which has a plurality of holes for inserting tufts of bristles, the hole pattern of which corresponds to the tuft pattern of the filaments to be produced in the tuft carrier (12) inserted tufts (10) welded together on the back of the tuft carrier (12), characterized in that the welding device is an ultrasonic welding device (22).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, die mehrere zu Borstenbüscheln zusammengefasste Filamente haben, wobei zumindest ein Büschelträger vorhanden ist, der mehrere Löcher zum Einschieben der Borstenbüschel hat, deren Lochbild dem Büschelmuster der herzustellenden Bürste entspricht, und mit einer Schweißvorrichtung, die die Filamente von in den Büschelträger eingeschobenen Büscheln miteinander verschweißt.The invention relates to a device for producing brushes, in particular toothbrushes, which have a plurality of filaments bundled into bristle tufts, wherein at least one tuft carrier is present, which has a plurality of holes for inserting the bristle tufts whose hole pattern corresponds to the tuft pattern of the brush to be produced, and with a welding device which fuses the filaments of tufts inserted into the tufts carrier.

Es gibt dem Grunde nach zwei verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten. Die erste Methode und die erste Vorrichtung arbeiten mit sogenannten Ankern. Dies sind kleine Metallplättchen, welche gefaltete Borstenbüschel im Bürstenkopf verankern. Die Anker werden sozusagen in den Bürstenkopf, am Rand der vorhandenen Öffnungen im Bürstenkopf eingedrückt. Das zweite Verfahren und die zweite Vorrichtung arbeiten ankerlos (zum Beispiel sogenanntes AFT-Verfahren). Hierbei werden die Borstenbüschel üblicherweise, was jedoch nicht zwingend der Fall sein muss, nicht gefaltet und ohne Zusatzelement am Bürstenkopf fixiert. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Büschelträger, der ein Lochbild hat, das dem späteren Büschelmuster der fertigen Bürste entspricht, mit Borstenbüscheln durch Stopfen befüllt wird. Rückseitig des Büschelträgers werden dann die Filamente entweder jeweils eines einzigen Büschels oder aller Büschel miteinander verschweißt. Dieses Verschweißen erfolgt üblicherweise dadurch, dass ein heißer Stempel gegen die rückseitig gegenüber dem Büschelträger vorstehenden Filamente gepresst wird. Der Büschelträger ist zum Beispiel eine Halteplatte, die nach dem Verschweißen der Filamente mit dem Bürstenkörper durch erneutes Verschweißen, Verkleben oder über Steckverbindungen etc. verbunden wird. Alternativ kann natürlich auch direkt in den Bürstenkopf, der bereits einstückig mit dem Stiel verbunden ist, gestopft werden und rückseitig des Bürstenkopfes die Filamente miteinander verschweißt werden. Anschließend wird beispielsweise eine Art Deckel rückseitig an den Bürstenkopf angespritzt, angeschweißt oder angeklebt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die miteinander verschweißten Filamente zu umspritzen, sodass sie formschlüssig in den angespritzten Bürstenkopf oder die angespritzte Halteplatte eingebettet sind. Nach dieser letzten Möglichkeit kann der vorgenannte Büschelträger direkt ein Kopfeinsatz eines Spritzgießwerkzeugs (zum Beispiel eine sogenannte Lochplatte) sein, d. h. der Büschelträger ist nicht Teil der endgültigen Bürste.There are basically two different methods and devices for making brushes, especially toothbrushes. The first method and the first device work with so-called anchors. These are small metal plates that anchor folded bristle tufts in the brush head. The anchors are pressed into the brush head, so to speak, at the edge of the existing openings in the brush head. The second method and the second device work without a hook (for example, so-called AFT method). Here, the bristle tufts are usually, but not necessarily the case, not folded and fixed without additional element on the brush head. This can be done, for example, that a tuft carrier, which has a hole pattern that corresponds to the later tufts of the finished brush, is filled with bristles tufts through plugs. On the back side of the tufts carrier, the filaments are then either welded together with a single tuft or all tufts. This welding is usually carried out by pressing a hot punch against the filaments projecting from the back relative to the tuft carrier. The tufts carrier is, for example, a holding plate, which is connected after welding of the filaments to the brush body by rewelding, gluing or via connectors, etc. Alternatively, of course, directly into the brush head, which is already integrally connected to the stem, are stuffed and the back of the brush head, the filaments are welded together. Subsequently, for example, a kind of lid is molded on the back of the brush head, welded or glued. Another possibility is to overmold the filaments welded together so that they are positively embedded in the molded brush head or the molded-on holding plate. After this last possibility, the aforementioned tufts carrier can be directly a head insert of an injection mold (for example a so-called perforated plate), i. H. the tuft carrier is not part of the final brush.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, mit der Bürsten ankerlos hergestellt werden können.The object of the invention is to provide an improved device, can be made with the brushes without a gun.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung, welche bei sämtlichen der oben vorgestellten Vorrichtungen und Verfahren, die nach dem ankerlosen Prinzip arbeiten, angewandt werden kann.The invention provides a device which can be applied to all of the above-presented devices and methods that operate on the anchorless principle.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung eine Ultraschallschweißvorrichtung ist.The inventive device according to the aforementioned type is characterized in that the welding device is an ultrasonic welding device.

Über Ultraschallschweißen werden somit die Filamente zumindest eines Borstenbüschels oder, alternativ, Filamente auch benachbarter Borstenbüschel, miteinander zu einer Einheit verschweißt.By ultrasonic welding thus the filaments of at least one bristle tufts or, alternatively, filaments and also adjacent bristle tufts are welded together to form a unit.

Der Vorteil des Ultraschallverfahrens liegt unter anderem darin, dass geringere Energiemengen aufgebracht werden müssen und die Verschweißung der Filamente sehr „sauber” erfolgt, das heißt, ohne dass große Mengen flüssiges Thermoplast entstehen.The advantage of the ultrasonic method is, inter alia, that lower amounts of energy must be applied and the welding of the filaments is very "clean", that is, without large quantities of liquid thermoplastic arise.

Die Schweißvorrichtung nach der Erfindung hat vorzugsweise eine Sonotrode, die an den rückseitigen Filamentenden anliegt, um sie zu verschweißen. Die Sonotrode bewegt sich also relativ zu den Filamenten, sodass zwischen den Enden der Filamente und der Oberfläche der Sonotrode oder eines mit der Sonotrode gekoppelten und damit mit der Sonotrode bewegten Teils Reibung entsteht. Über die Reibung kommt es dann zur Erwärmung und zum Verschweißen der Filamente.The welding device according to the invention preferably has a sonotrode which abuts against the back filament ends to weld them. The sonotrode thus moves relative to the filaments, so that between the ends of the filaments and the surface of the sonotrode or coupled to the sonotrode and thus moved with the sonotrode part friction occurs. The friction then causes heating and welding of the filaments.

Natürlich wäre es auch möglich, den Büschelträger zu bewegen und damit die Filamente relativ zu einer feststehenden Platte, die die Filamentenden kontaktiert, anzutreiben und damit die Reibung zu erzeugen.Of course, it would also be possible to move the tuft carrier and thereby drive the filaments relative to a stationary plate which contacts the ends of the filaments and thereby generate the friction.

Vorzugsweise hat die Schweißvorrichtung eine Sonotrode, die beim Schweißen in einer Richtung oder Ebene hin- und herbewegt wird, wobei die Bewegung eine (von Null abweichende) Bewegungskomponente besitzt, die quer zu der Längsachse der Filamente verläuft. Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dass ein Bewegen der Sonotrode in Längsrichtung der Filamente zwar zu guten Schweißergebnissen führt, die Filamente aufgrund der Längsbewegung aber innerhalb des Büschels sehr stark zueinander bewegt werden. Die verschweißten Filamente sind damit nach dem Schweißvorgang nicht sauber parallel und nebeneinander ausgerichtet. Um keine Nachbearbeitung vornehmen zu müssen, hat es sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, wenn eine Hin- und Herbewegung der Sonotrode relativ zu den Filamenten erzeugt wird, die eine Querkomponente aufweist.Preferably, the welding apparatus has a sonotrode which is reciprocated in a direction or plane during welding, the movement having a (non-zero) component of movement that is transverse to the longitudinal axis of the filaments. In experiments, it has been found that moving the sonotrode in the longitudinal direction of the filaments leads to good welding results, but the filaments are moved very strongly to one another due to the longitudinal movement within the tuft. The welded filaments are thus not clean parallel after the welding process and aligned side by side. In order not to have to do any post-processing, it has proved to be very advantageous if a reciprocating movement of the sonotrode is generated relative to the filaments, which has a transverse component.

Diese Querkomponente sollte mindestens 80°, vorzugsweise sogar 90° zur Längsachse der Filamente beim Schweißen ausgerichtet sein. Die senkrechte Ausrichtung zur Längsachse der Filamente hat sich dabei als besonders vorteilhaft herauskristallisiert, da hier keine „Unordnung” in die Ausrichtung der Filamente eines Borstenbüschels gebracht wird.This transverse component should be aligned at least 80 °, preferably even 90 ° to the longitudinal axis of the filaments during welding. The vertical alignment to the longitudinal axis of the filaments has been found to be particularly advantageous, since no "disorder" is brought into the alignment of the filaments of a bristle tufts.

Der Büschelträger kann eine Halteplatte sein, die ein Teil der fertigen Bürste ist (zum Beispiel ein sogenanntes Kopfplättchen, das mit dem Kopf der Bürste verbunden werden kann durch zum Beispiel Verschweißen, Verkleben, Umspritzen usw.) oder aber auch der ganze Bürstenkörper ist (das heißt Stiel und einstückig daran angeformter Bürstenkopf).The tuft carrier may be a holding plate which is a part of the finished brush (for example a so-called head plate, which can be connected to the head of the brush by, for example, welding, gluing, overmolding, etc.) or else the whole brush body (the means stem and integrally molded brush head).

Alternativ hierzu kann der Büschelträger auch eine Transporteinheit sein, die die Büschel in einer Fügestation hält oder in eine Fügestation transportiert, wo sie mit einer Halteplatte oder einem Bürstenkörper verbunden werden. Dieses Verbinden kann entweder durch Umspritzen der miteinander verschweißten Filamente oder Büschel erfolgen oder durch Einsetzen der miteinander verschweißten Filamente oder Büschel in die Halteplatte, welche einen Abschnitt der späteren Bürste bildet.Alternatively, the tufts carrier may also be a transport unit which holds the tufts in a joining station or transports them to a joining station, where they are connected to a holding plate or a brush body. This bonding can be done either by overmolding the filaments or tufts welded together or by inserting the filaments or tufts welded together into the retaining plate, which forms a portion of the later brush.

Als eine weitere Alternative kann der Büschelträger auch direkt eine Wand eines Spritzgießwerkzeugs sein oder ein Teil dieser Wand bzw. eine Kavität oder eine Teilkavität.As a further alternative, the tufts carrier can also be directly a wall of an injection mold or a part of this wall or a cavity or a partial cavity.

Die in einem solchen Büschelträger gefassten Filamente oder Büschel ragen also direkt in die Kavität oder Teilkavität des Spritzgießwerkzeugs hinein, wo diese dann (mit oder ohne die Verwendung eines anderen Trägers) umspritzt werden zur Erzeugung der Bürste oder eines Teils der Bürste.The captured in such a tufts carrier filaments or tufts thus protrude directly into the cavity or Teilkavität the injection molding into, where these are then (with or without the use of another carrier) encapsulated to produce the brush or a part of the brush.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einer weiteren Ausführungsform darüber hinaus auch einen Stempel zum Umformen und Aushärten der durch Ultraschallschweißen flüssigen Filamentenden umfassen. Sobald die Filamentenden durch das Ultraschallschweißen ausreichend verflüssigt sind, wird der Stempel auf das flüssige Thermoplast gedrückt, um das Thermoplast umzuformen und auszuhärten. Durch die Verwendung des Stempels kann eine Art Schicht erzeugt werden, die nur durch das Material der verflüssigten Filamentenden gebildet ist.In a further embodiment, the device according to the invention may also comprise a stamp for forming and curing the filament ends which are liquid by ultrasonic welding. Once the filament ends are sufficiently liquified by ultrasonic welding, the die is pressed onto the liquid thermoplastic to reform and cure the thermoplastic. By using the stamp, a kind of layer can be produced, which is formed only by the material of the liquefied filament ends.

Der Stempel kann ein separates Bauteil sein oder aber auch die Sonotrode sein, die, vorzugsweise sobald sie stillsteht, der Abkühlung des flüssigen thermoplastischen Materials dient.The stamp may be a separate component or else be the sonotrode which, preferably when it is at rest, serves to cool the liquid thermoplastic material.

Beispielsweise ist die Sonotrode auch mit einer aktiven Kühlvorrichtung versehen. Diese Luft- oder Wasserkühlung wird nach dem Verflüssigen der Filamentenden aktiviert und sorgt für eine schlagartige Kühlung.For example, the sonotrode is also provided with an active cooling device. This air or water cooling is activated after the liquefaction of the filament ends and ensures a sudden cooling.

Die Sonotrode kann auf ihrer Kontaktfläche mit den Filamentenden angeraut sein, um die Reibung zu erhöhen.The sonotrode may be roughened on its contact surface with the filament ends to increase friction.

Die Amplitude der Bewegung der Sonotrode in Querrichtung sollte vorzugsweise mehr als die die Standardamplitude, die vom Werk aus bei Sonotroden vorgegeben sind. Bei einer Standard-Generator-Frequenz von zum Beispiel 36 kHz soll die Amplitude größer 0,15 mm sein, bei höheren Frequenzen gegebenenfalls etwas niedriger.The amplitude of the movement of the sonotrode in the transverse direction should preferably be more than the standard amplitude, which are specified by the factory at sonotrodes. At a standard generator frequency of, for example, 36 kHz, the amplitude should be greater than 0.15 mm, at lower frequencies possibly slightly lower.

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:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the following drawings, to which reference is made. In the drawings show:

1 eine schematische Querschnittsansicht durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 a schematic cross-sectional view through a first embodiment of the device according to the invention,

2 eine Ansicht der Vorrichtung entsprechend 1 nach dem Ultraschallverschweißen, 2 a view of the device accordingly 1 after ultrasonic welding,

3 eine Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 beim Abkühlen, 3 a view of the device according to 1 when cooling down,

4 eine schematische Querschnittsansicht durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 4 a schematic cross-sectional view through a second embodiment of the device according to the invention,

5 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 5 a perspective view of another embodiment of the device according to the invention,

6 eine Schnittansicht durch eine durch die erfindungsgemäße Vorrichtung hergestellte Zahnbürste, und 6 a sectional view through a toothbrush produced by the device according to the invention, and

7 eine Schnittansicht durch eine andere, durch die erfindungsgemäße Vorrichtung hergestellte Zahnbürste. 7 a sectional view through another, produced by the inventive device toothbrush.

In 1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere von Zahnbürsten, vereinfacht in schematischer Querschnittsansicht dargestellt.In 1 is a device for producing brushes, in particular toothbrushes, simplified in a schematic cross-sectional view.

Die Erfindung 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 in einen Büschelträger 12 gesteckt. Der Büschelträger 12 kann, wie im vorliegenden Beispiel, eine Halteplatte sein, die einen Teil der späteren Zahnbürste darstellt.The invention includes one or more stations in which individual process steps for the production of brushes are performed. The so-called thermoplastic filaments are in tufts 10 taken from a magazine and into a tufts carrier 12 plugged. The tuft bearer 12 may, as in the present example, be a holding plate which forms part of the later toothbrush.

Dieses Einstecken der Büschel erfolgt ohne Faltung der Büschel, das heißt jedes Filament bildet eine Borste.This insertion of the tufts is done without folding the tufts, that is each filament forms a bristle.

Der Büschelträger 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. The tuft bearer 12 has a back 14 , which is closed to the outside in the finished state of the brush, as well as an opposite front, from which the tufts 10 protrude.

Das Einstecken der Borstenbüschel 10 in den Büschelträger 12, welcher ein Lochfeld hat, das das spätere Borstenfeld mit dem entsprechenden Büschelmuster definiert, erfolgt entweder durch direktes Einstecken der Borstenbüschel in den Büschelträger 12 oder durch Vorkonfektionieren mittels einer sogenannten Lochplatte 16, die eine Art Transportmagazin oder -einheit der Vorrichtung darstellt.The insertion of the bristle tufts 10 in the tuft bearer 12 which has a perforated field defining the later bristle field with the corresponding tuft pattern, is done either by directly inserting the bristle tufts into the tufts carrier 12 or by prefabrication by means of a so-called perforated plate 16 , which is a kind of transport magazine or unit of the device.

Falls eine Lochplatte 16 vorhanden ist, hat diese ein Lochfeld mit einem Lochbild, das dem des Büschelträgers 12 vollständig oder im Wesentlichen vollständig entspricht. In die Öffnungen in der Lochplatte 16 werden die Borstenbüschel eingesteckt, und erst anschließend wird die Einheit aus befüllter Lochplatte 16 samt Borstenbüschel 10 und Büschelträger 12 zueinandergebracht, um die Borstenbüschel in den Büschelträger 12 einzuschieben.If a perforated plate 16 is present, this has a perforated box with a hole pattern, that of the tufts carrier 12 completely or substantially completely corresponds. Into the openings in the perforated plate 16 The bristle tufts are inserted, and only then is the unit made of filled perforated plate 16 including bristle tufts 10 and tuft bearer 12 brought to the bristle tufts in the tufts carrier 12 insert.

Eine Positionierplatte 18 kann dabei helfen, alle vorderseitigen Enden der Filamente gleichmäßig oder im Profil zur Vorderseite des Büschelträgers 12 zu positionieren.A positioning plate 18 This can help keep all front ends of the filaments even or in profile to the front of the tuftstring 12 to position.

Rückseitig stehen die Filamentenden 20 gegenüber dem Büschelträger 12 vor, das heißt, sie ragen aus den ihnen zugeordneten Löchern heraus.At the back are the filament ends 20 opposite the tufts carrier 12 that is, they protrude from their assigned holes.

Eine Ultraschallschweißvorrichtung 22 mit einer Sonotrode 24 ist Teil der Vorrichtung. Die Sonotrode 24 wird mit einer angerauten Kontaktfläche leicht gegen die Filamentenden 20 gedrückt und anschließend quer zur Längserstreckung der Büschel mit Ultraschallgeschwindigkeit hin- und herbewegt. Die Hin- und Herbewegung der Sonotrode kann dabei linear sein oder einen geschlossenen Kurvenverlauf haben. Die Hin- und Herbewegung der Sonotrode 24 hat eine von Null abweichende Bewegungskomponente, die sich, wie gesagt, quer zur Längserstreckung oder Längsachse der Filamente erstreckt. Diese Bewegungsrichtung S oder die Bewegungsebene steht wenigstens 80°, vorzugsweise aber 90° zur Längsachse der Filamente und/oder parallel zur Rückseite 14.An ultrasonic welding device 22 with a sonotrode 24 is part of the device. The sonotrode 24 With a roughened contact surface, it easily bends against the filament ends 20 pressed and then back to the longitudinal extent of the tufts at ultrasonic speed and forth. The reciprocating motion of the sonotrode can be linear or have a closed curve. The to and fro movement of the sonotrode 24 has a non-zero component of motion which, as stated, extends transverse to the longitudinal or longitudinal axis of the filaments. This direction of movement S or the plane of movement is at least 80 °, but preferably 90 ° to the longitudinal axis of the filaments and / or parallel to the back 14 ,

Natürlich kann während des Schweißens eine minimale Zustellbewegung der Sonotrode 24 in Filamentrichtung zur Hin- und Herbewegung hinzukommen.Of course, during welding, a minimal feed motion of the sonotrode 24 in filament direction to the reciprocating motion.

Durch die Reibung der Filamentenden 20 mit der entsprechenden Kontaktfläche der Sonotrode 24 kommt es zum Erhitzen der Filamente und zum Schmelzen. Zumindest die Filamentenden 20 eines Büschels 10 werden durch die Bewegung miteinander verschweißt, wie dies in 2 gezeigt ist, bei der die Sonotrode 24 wieder abgehoben ist.Due to the friction of the filament ends 20 with the corresponding contact surface of the sonotrode 24 it comes to heating the filaments and melting. At least the filament ends 20 a tuft 10 are welded together by the movement, as in 2 is shown at the sonotrode 24 is lifted again.

Abhängig von der axialen Anpresskraft der Sonotrode und/oder der Einwirkungszeit der Sonotrode und/oder deren Bewegungsamplitude können nur die Filamentenden 20 eines Büschels 10 oder mehrere benachbarte Büschel 10 oder sogar alle Borsten der Bürste miteinander verschweißt werden. Bei der Ausführungsform nach 2 sind nur die Filamentenden 20 eines Büschels 10 miteinander zu einer Art Tropfen verschweißt.Depending on the axial contact force of the sonotrode and / or the exposure time of the sonotrode and / or their amplitude of motion can only the filament ends 20 a tuft 10 or several neighboring tufts 10 or even all the bristles of the brush are welded together. In the embodiment according to 2 are only the filament ends 20 a tuft 10 welded together into a kind of drops.

Sobald die Filamentenden flüssig genug sind, wird die Sonotrode 24 wieder weggezogen (2).Once the filament ends are liquid enough, the sonotrode becomes 24 moved away again ( 2 ).

Anschließend wird ein Stempel 28 gegen die flüssigen Filamentenden gedrückt (siehe 3), um das flüssige Material umzuformen und auszuhärten. Es ergibt sich damit eine Art Schicht 30 aus Thermoplast, der durch die flüssigen Filamentenden gebildet ist.Subsequently, a stamp 28 pressed against the liquid filament ends (see 3 ) to reform and cure the liquid material. This results in a kind of layer 30 made of thermoplastic, which is formed by the liquid filament ends.

Alternativ zur Ausbildung nach 3, bei der ein separater Stempel 28 vorgesehen ist, kann die Vorrichtung auch so ausgeführt sein, dass die Sonotrode 24 gleichzeitig den Stempel bildet, wie dies in 4 gezeigt ist.Alternatively to training 3 in which a separate stamp 28 is provided, the device may also be designed so that the sonotrode 24 at the same time forms the stamp, as in 4 is shown.

Die Sonotrode 24 ist hier mit einer aktiven Kühlvorrichtung 32 versehen. Das heißt, ein gas- oder flüssigkeitsführender Kanal durch die Sonotrode 24 erlaubt es, unmittelbar nach dem Verschweißen der Filamentenden die Sonotrode 24 abrupt abzukühlen. Dies kann beispielsweise ohne Abziehen der Sonotrode (2) erfolgen, indem die Sonotrode einfach nach dem Querbewegen und Schweißen in Querrichtung angehalten wird. Wegen der geringen Wärmeentwicklung kann diese Anhaltezeit im Vergleich mit anderen Schmelz- oder Schweißverfahren sehr niedrig gehalten werden.The sonotrode 24 is here with an active cooler 32 Mistake. That is, a gas or liquid-carrying channel through the sonotrode 24 allows the sonotrode to be used immediately after welding the filament ends 24 cool off abruptly. This can be done, for example, without removing the sonotrode ( 2 ) by simply stopping the sonotrode after transverse movement and transverse welding. Because of the low heat generation, this stopping time can be kept very low compared to other melting or welding processes.

Die Sonotrode kann dann beispielsweise auch noch aktiv weiter in Richtung auf die Filamentenden 20 zu gedrückt werden, sodass das flüssige thermoplastische Material der Filamentenden 20 zu einer Schicht 30 oder zu flachgepressten Tropfen umgeformt wird. Während dieser Zustellbewegung oder danach wird dann die Kühlvorrichtung aktiviert.The sonotrode can then, for example, still active in the direction of the filament ends 20 to be pressed so that the liquid thermoplastic material of the filament ends 20 to a layer 30 or reshaped into flattened drops. During this feed movement or after then the cooling device is activated.

Alternativ hierzu kann nach dem Verflüssigen der Filamentenden 20 die Sonotrode 24 auch hochgefahren werden und die Kühlvorrichtung 32 aktiviert werden, sodass dann erst anschließend die Sonotrode 24 wieder ohne Querbewegung in Längsrichtung der Filamente gegen die flüssige thermoplastische Masse gedrückt wird.Alternatively, after liquefying the filament ends 20 the sonotrode 24 also be started up and the cooling device 32 be activated, so then only then the sonotrode 24 is again pressed without transverse movement in the longitudinal direction of the filaments against the liquid thermoplastic composition.

5 zeigt eine industrielle Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit einer Trägerplatte 42, an der mehrere Sonotroden 24 vorhanden sind. Mittels Führungen 44 kann die Trägerplatte 42 zu mehreren Büschelträgern 12, die in einer Lagerung 46 positioniert sind, in Zustellrichtung bewegt werden. Alternativ hierzu gibt es eine an der Trägerplatte 42 angebrachte Sonotrode, die mit den mit 24 bezeichneten Teilen gekoppelt ist und diese gleichzeitig bewegt, sodass die mit den Filamentenden 20 in Kontakt kommenden Oberflächen als Teil oder Ausläufer der Sonotrode 24 bezeichnet werden können. 5 shows an industrial embodiment of the device according to the invention, with a support plate 42 , at the several sonotrodes 24 available. By guides 44 can the carrier plate 42 to several tufts 12 in a storage 46 are positioned to be moved in the feed direction. Alternatively, there is one on the carrier plate 42 mounted sonotrode with the with 24 Identified parts is coupled and this moves at the same time, so that with the filament ends 20 in contact surfaces as part or tail of the sonotrode 24 can be designated.

6 zeigt eine Ausführungsform der fertigen Zahnbürste, bei der der Büschelträger 12 bereits einstückiger Bestandteil des gespritzten Bürstenkörpers ist. Das heißt, der Büschelträger 12 geht einstückig in den Bürstenhals 48 und den Stiel (nicht gezeigt) über. 6 shows an embodiment of the finished toothbrush, in which the tufts carrier 12 already integral part of the sprayed brush body. That is, the tufts carrier 12 goes in one piece into the brush neck 48 and the stem (not shown).

Alternativ hierzu, siehe 7, kann der Büschelträger 12 auch als Halteplatte ausgeführt sein, die nach dem Schweißen der Filamentenden 20 umspritzt wird oder durch Kleben oder Ultraschallschweißen an dem Bürstenkörper angebracht wird.Alternatively, see 7 , the tuft bearer can 12 Also be designed as a holding plate, after welding the filament ends 20 is overmolded or attached by gluing or ultrasonic welding to the brush body.

Ferner wäre es auch möglich, den Büschelträger 12 als Transporteinheit auszuführen, sozusagen als Lochplatte, die kein Teil der späteren Bürste darstellt, sondern nur als Vorkonfektioniereinheit und Transportmagazin dient. Hier wird beispielsweise mit Bezug auf 1 der Büschelträger 12 weggelassen. Dafür dient die Lochplatte 16 als Büschelträger. Die Lochplatte 16 wird nach dem Verschweißen der Filamentenden 20 als Teil einer Spritzgussform verwendet, sodass sie zusammen mit einer noch zuzustellenden Formhälfte einen Hohlraum eines Spritzgusswerkzeuges schließt. Bei dieser Ausführungsform werden die verschweißten Büschelenden 20 umspritzt und bei der Umspritzung entweder in den kompletten Bürstenkörper samt Stiel eingebettet oder in einem Teil davon.Furthermore, it would also be possible, the tufts carrier 12 perform as a transport unit, so to speak as a perforated plate, which is not part of the later brush, but only serves as Vorkonfektioniereinheit and transport magazine. Here, for example, with reference to 1 the tuft bearer 12 omitted. The perforated plate serves this purpose 16 as a tuft bearer. The perforated plate 16 becomes after the welding of the filament ends 20 used as part of an injection mold, so that it closes a cavity of an injection mold together with a yet to be delivered mold half. In this embodiment, the welded tufts become ends 20 encapsulated and embedded in the encapsulation either in the complete brush body including stem or in a part of it.

Claims (11)

Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, die mehrere zu Borstenbüscheln (10) zusammengefasste Filamente haben, wobei zumindest ein Büschelträger (12) vorhanden ist, der mehrere Löcher zum Einschieben von Borstenbüscheln hat, deren Lochbild dem Büschelmuster der herzustellenden Bürste entspricht, und mit einer Schweißvorrichtung, die die Filamente von in den Büschelträger (12) eingeschobenen Büscheln (10) rückseitig des Büschelträgers (12) miteinander verschweißt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung eine Ultraschallschweißvorrichtung (22) ist.Apparatus for producing brushes, in particular toothbrushes, which have a plurality of bristle tufts ( 10 ) have combined filaments, wherein at least one tufts carrier ( 12 ) having a plurality of holes for inserting bristle tufts, the hole pattern of which corresponds to the tuft pattern of the brush to be produced, and a welding device, which the filaments of in the tufts carrier ( 12 ) inserted tufts ( 10 ) on the back of the tuft carrier ( 12 ), characterized in that the welding device comprises an ultrasonic welding device ( 22 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung (22) eine Sonotrode (24) hat, die an den rückseitigen Filamentenden (20) anliegt, um sie zu verschmelzen.Device according to claim 1, characterized in that the welding device ( 22 ) a sonotrode ( 24 ), which at the back filament ends ( 20 ) is applied to merge them. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißvorrichtung (22) eine Sonotrode (24) hat, die beim Schweißen in einer Richtung oder in einer Ebene hin- und herbewegt wird, mit einer Bewegungskomponente, die quer zu der Längsachse der Filamente verläuft.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the welding device ( 22 ) a sonotrode ( 24 ), which is reciprocated in one direction or in a plane during welding, with a component of movement that is transverse to the longitudinal axis of the filaments. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (24) in einer Richtung oder einer Ebene während des Schweißens hin- und herbewegt wird, die wenigstens 80°, vorzugsweise 90° zur Längsachse der Filamente steht.Device according to claim 3, characterized in that the sonotrode ( 24 ) is reciprocated in a direction or plane during welding which is at least 80 °, preferably 90 ° to the longitudinal axis of the filaments. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass sie nicht nur die Filamente jeweils eines Büschels (10), sondern die Filamente benachbarter Büschel (10) miteinander verschweißt.Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the device is designed so that it not only the filaments of a respective tuft ( 10 ), but the filaments of adjacent tufts ( 10 ) welded together. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Büschelträger (12) eine Halteplatte ist, die einen Teil der fertigen Bürste bildet, oder eine Transporteinheit, die die Büschel mit Filamenten in einer Fügestation hält oder sie dorthin transportiert.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tuft carrier ( 12 ) is a holding plate which forms part of the finished brush, or a transport unit which holds the tufts with filaments in a joining station or transports them there. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stempel (28) zum Umformen und Aushärten der durch Ultraschallschweißen flüssigen Filamentenden (20) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a stamp ( 28 ) for forming and curing the ultrasonically liquid filament ends ( 20 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (28) die Sonotrode (24) ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the stamp ( 28 ) the sonotrode ( 24 ). Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (24) mit einer aktiven Kühlvorrichtung (32) versehen ist.Apparatus according to claim 8, characterized in that the sonotrode ( 24 ) with an active cooling device ( 32 ) is provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, soweit auf Anspruch 2 oder 3 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Bewegung der Sonotrode (24) in Querrichtung beim Schweißen größer 0,15 mm ist.Device according to one of the preceding claims, as far as dependent on claim 2 or 3, characterized in that the amplitude of the movement of the sonotrode ( 24 ) in the transverse direction during welding is greater than 0.15 mm. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Ultraschall bewegte Kontaktfläche, an der die Filamentenden (20) anliegen, angeraut ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the ultrasonic moving contact surface at which the filament ends ( 20 ), is roughened.
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