DE2155888C3

DE2155888C3 - Verfahren zum Herstellen von Bürsten bzw. Bürstenkörpern

Info

Publication number: DE2155888C3
Application number: DE2155888A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: SCHOETTLI THEODOR SCHLATT (SCHWEIZ)
Current assignee: SCHOETTLI THEODOR SCHLATT (SCHWEIZ)
Priority date: 1970-11-12
Filing date: 1971-11-10
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DK134383B; FR2113938A1; FR2113938B1; FI51142C; CH531406A; NL7115606A; ATA977671A; AT334320B; US3781402A; JPS546589B1; FI51142B; CA959614A; DE2155888B2; SE388536B; IT940538B; BE775146A; NO131378B; NO131378C; DK134383C; DE2155888A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verahren zum Herstellen von Bürsten bzw. Bürstenkörpern durch Einspritzen eines thermoplastischen Kunststoffes in ein mehrteiliges Formwerkzeug, wobei der Borstenträger in einem ersten Formteil und die Borstenrohlinge in einem zweiten Formteil geformt werden und anschließend die Borstenrohlinge durch Vergrößerung des Abstands zwischen dem ersten und zweiten Formteil längsgereckt werden;

Bei einem bekannten Verfahren dieser Gattung werden jeweils zwei Borstenkörper mit einander zugewandten, beiderseits ineinander übergehenden Borsten in einem aus mehreren gegeneinander beweglichen Formteilen bestehenden Formwerkzeug hergestellt und hierauf die Borsten durch Auseinanderbewegung ihrer die Borstenträger enthaltenden Formteile gereckt. Anschließend werden die die beiden Borstenträger noch jeweils stegartig verbindenden Borstenrohlinge in der Mitte mit Schneidwerkzeugen durchschnitten und das Spritzstück in zwei selbständige Einheiten aufgeteilt, die nach dem öffnen der Form entnommen oder ausgestoßen werden können. Da die Formteile zur Herstellung der Borsten in der Praxis jedoch engma- t> <> schige Siebplatten und die Gußkanäle für die Borstenrohlinge verhältnismäßig lang sind, muß der thermoplastische Kunststoff bei diesem Verfahren mit hohem Druck, in großen Mengen und mit genügend niedriger Viskosität eingespritzt werden, damit sich auf der dem n~> Anguß abgewandten Seite der zweite Borstenträger voll ausbilden kann. Aus den gleichen Gründen ist auch die Herstellung gleicher Abkühlungsverhältnisse und damit gleicher Beschaffenheit aller Borsten schwierig zu realisieren. Man muß damit rechnen, daß die Borsten der einzelnen Bürsten und damit auch die Bürsten selbst untereinander nicht gleich ausfallen. Außerdem entstehen durch den mittigen Schnitt der zunächst zusammenhängenden Borsten scharfe Ränder an den Borstenenden, die je nach der späteren Verwendung der Bürcte ein Nacharbeiten nötig machen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, zur Vermeidung der Schwierigkeiten des bekannten Verfahrens in einem Spritzgang jeweils nur einen Borstenkörper herzustellen und die dabei einseitig freien Borstenenden für das Längsrecken festzuhalten.

Das Verfahren nach der Erfindung erreicht dies dadurch, daß die Borstenrohlinge während des Längsreckens in den Formgebungshohlräumen des zweiten Fonnteils jeweils durch Bildung von Haltewülsten in Erweiterungen der Formgebungshohlräume festgehalten werden, aus denen dann die Borstenrohlinge nach dem Längsrecken mit Formstiften ausgestoßen werden, wobei man die Haltewülste und Köpfe der Borsten bleibend formt Bei diesem Verfahren erhält man zwar je Spritzgang nur einen Borstenkörper, hat dafür aber verhältnismäßig kurze Gußkanäle für die Borstenrohlinge und kann die Arbeitsbedingungen wesentlich leichter steuern und die Abkühlungsverhältnisse besser homogenisieren. Man erhält bei jeder Bürste untereinander gleiche Borsten und insgesamt bei der Fertigung untereinander gleiche Bürsten. Im Unterschied zu den scharfen Schnittkanten der Borsten bei nach dem bekannten Verfahren hergestellten Bürsten kann man mit dem Verfahren nach der Erfindung Borsten mit glatten, bombierten Kopfteilen herstellen. Solche Bürsten verschleißen im Gebrauch. weniger und schonen die mi·, ihnen behandelten Flächen. Dies ist besonders für die Borsten von Zahnbürsten zur Schonung des Zahnfleisches wichtig.

Die Haltewülste können beim Ausstoßen der Borsten durch Rückstauchung beseitigt werden, indem jeder Formstift in eine zugeordnete Kalibrierzone im Formgebungshohlraum des zweiten Formteils eingeführt wird, die auf der Auswurfbahn vor der zugeordneten Erweiterung angeordnet ist. Um dabei eine Stauchung auf der übrigen Länge der bereits gereckten Borsten und ein Durchbiegen der Borsten zu vermeiden, kann das erste Formteil während des Ausstoßens der Borsten aus dem zweiten Formteil synchron mit dem Formstift bewegt werden, so daß die bereits gereckten Borsten auf ihre Länge zwischen dem gestauchten Kopf und dem Fuß am Borstenträger nicht mehr beeinflußt werden. Die Rückstauchung verfestigt zugleich den Borstenkopf und erhöht die Abriebfestigkeit der Bürste. Bei entsprechender Formgebung des Formstiftendes kann man eine bombierte Form des Borstenendes erzielen, was besonders bei der Herstellung von Zahnbürsten von Vorteil ist, deren Borstenenden keinerlei scharfe Kanten zeigen sollen.

Die Zeichnung zeigt eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Vorrichtung und erläuert daran das Verfahren.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 das geschlossene Formwerkzeug im Schnitt zur Herstellung von Borsten mit bombiertem Ende in der Stellung während des Spritzgusses;

Fig. 2 die Stellung der einzelnen Formteile zueinander während des Längsreckens der Borsten;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2 im Bereich des gestrichelten Kreises III und

F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich des g'.'strichelten Kreises IV der Fig.2 jedoch mit der Formteilstellung in der Stellung während des Rückstauchens des Haltewulstes und des Ausstoßens dec Borste.

In den F i g. 1 bis 4 ist der besseren Übersicht halber jeweils nur die Herstellung einer eia^elnen Borste gezeigt, während in Wirklichkeit das Formwerkzeug so gestaltet ist, daß alle an einem Bürstenkörper vorgesehenen Borsten gleichzeitig mit dem Borstenträ ger hergestellt werden.

Laut den F i g. 1 und 2 besteht der erste Formteil aus den Formelementen 21, 23, die mit der beweglichen Aufspannplatte einer üblichen Spritzgußmaschine verbunden sind. Auf dem Formelement 21 ist eine Formplatte 23 montiert, die einen Formraumabschnitt 41 zum Formen des Borstenträgers enthält Darüber liegt ein weiterer Formteil 25, der einen sich nach oben verjüngenden Formraumabschnitt 26 zum Formen eines Borstenschaftes enthält Der Formteil 25 bildet zusammen mit einer Führungsplatte 27 den zweiten Formteil und ist durch die Stützbolzen 28 mit dem Werkzeugteil 22 fest verbunden, der an die feststehende Platte der Spritzgußmaschine angeschlossen ist In der Führungsplatte 27 ist ein Fonnstift 29 gleitend geführt, der im Werkzeugteil 30 eingesetzt ist. Der Werkzeugteil 30 ist 2Ξ gegenüber den Formelementen 21, 23 beweglich und besteht aus einer Stifthalterplatte 30a und einer Stützplatte 306. Der Werkzeugteil 30 dient als Auswerferplatte zur Betätigung des Formstiftes 29 und wird durch Mitnehmerstifte 31 gesteuert, die mit dem Formelement 21 fest verbunden sind. Als Mitnehmer dient eine gefederte Kugelsperre 32, die laut F i g. 2 beim öffnen des Formwerkzeugs auf die Stifthalterplatte 30a oder (nicht gezeigt) auf die Stützplatte 30b einwirkt Anstelle der Kugelsperre kann man natürlich auch andere geeignete Mitnehmer wie z. B. Klinken, Keile oder Gummikissen verwenden.

Mit dem Werkzeugteil 22, das wie bereits erwähnt, mit der feststehenden Aufspannplatte der Spritzgußmaschine verbunden ist, und mit dem Formteil 25 und der Führungsplatte 27, ist auch eine zentrale Einspritzdüse 33 verbunden, über deren Bohrung ?4 eier plastifizierte Kunststoff den Angußkanälen 35 zugeleitet wird, die jeweils in den Formraumabschnitt zur Bildung des Borstenrägers 41 führen. Um das freie Ende der Borste zum Recken nach dem Spritzen im Formteil 25 festzuhalten, hat dieses Formteil eine Erweiterung 37. Dadurch entsteht am Borstenende ein Haltewulst 38, der den Borstenschaft beim Längsrecken im Formteil 25 festhält Um das Borstenende nach dem Längsrecken zu formen, z. B. zu bombieren, hat das untere Ende des Formstiftes 29 eine kugelkalottenförmige Vertiefung 36.

Für die Herstellung einer Borste wird das beschriebene Formwerkzeug in die geschlossene Stellung It. F i g. 1 gebracht, wobei der Formstift 29 den Formraumabschnitt 26 nach oben verschließt. Anschließend wird über die Bohrung 34 in der Einspritzdüse 33 und den Angußkanal 35 Kunststoff, z. B. Polyäthylen oder Polyamid, eingespritzt und der Borstenkörper 41 mit den Borstenrohlingen geformt, die an ihren freien wi Enden Haltewulste 38 zur Verankerung in den Erweiterungen 37 erhalten.

Hierauf werden das Formwerkzeug geöffnet und seine Formteile dazu in Stellung laut F i g. 2 gebracht Dabei bewegt sich das Formelement 21 in Fig.2 in Richtung des Pfeils y nach unten, während das als Aufspannplatte ausgebildete Formteil 22 feststeht Mit dem Formelement 21 wandern auch das mit ihm verbundene Formelement 23 und der darin verankerte Borstenträger 41 nach unten, während das Formteil 25 und die Führungsplatte 27 zunächst in ihrer ursprünglichen Stellung gegenüber dem Formteil 22 verbleiben. Dadurch werden die in den Formraumabschnitten 26 befindlichen und mit ihren Haltewulsten 38 in den Erweiterungen 37 verankerten Borstenrohlinge auf die in den F i g. 2 und 4 gezeigte Länge gereckt Die Borsten bekommen dabei eine höhere Festigkeit und geringeren Durchmesser.

Damit der Haltewulst 37 nach dem Recken aus dem Formraumabschnitt 26 austreten kann, muß das Formelement 21 um einen Weg nach unten gezogen werden, der etwas länger ist, als die Dicke des Formteils 25. Dabei greift die Kugelsperre 32 des Mitnehmerstiftes 31 an der Stifthalterplatte 30 an und werden die Stifthalterplatte 30a und die Abstützplatte 30Z> mit dem Formstift 29 nach unten gezogen. Der Vorderteil des Formstiftes 29 tritt dabei (siehe Fig.4) in die Erweiterung 37 des Formraumabschnittes 26 ein und stößt das Borstenende durch das als Kalibrierzone 37a wirkende untere Ende der Erweiterung 37 aus. Da sich die Borste zu diesem Zeitpunkt noch nicht völlig verfestigt hat, wird der Haitewuist 38 beim Vorbeiziehen an der Kalibrierzone 37a zurückgestaucht und entsteht ein gleichbleibender Borstenquer^chnitt mit glatter Oberfläche am Borstenende. Während des Rückstauchens und Ausstoßens bewegen sich auch die Formelemente 21, 23 synchron mit dem Formstift 29 nach unten und verhindern so ein Durchbiegen der Borsten. Nach der Entfernung des fertigen Gußstücks aus dem Formwerkzeug schließt das Formwerkzeug wieder und steht zu einem neuen Spritzgang bereu.

Die für das Recken der Borsten günstigen Temperaturen werden durch an den Formelementen 23, 25 angebrachte und von Thermostaten gesteuerte Heiz- und/oder Kühlmittel (nicht dargestellt) eingestellt. Das Recken kann auch durch Einblasen von Luft beim öffnen des Formwerkzeuges beeinflußt werden. Die Borstenquerschnitte können beliebige Formen aufweisen, z. B. rund, drei-, vier-, sechs- oder rechteckig sein. Die Borsten können in beliebiger Konfiguration und in gewissen Grenzen auch in unterschiedlicher Länge angeordnet werden. Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt die Herstellung von Borsten bis zu Minimaldurchmessern von 0,1 mm und Minimalabstand der Borsten bis zu 0,05 mm und von Bürstenkörpern beliebiger Länge. Je nach Abstufung der Formhohlraumhöhen können auch im Seitenriß beliebige Borstenprofile hergestellt werden. Zueinander schrägstehende Borstenreihen erhält man, wenn man den Borstenträger im Profil gewellt oder Zickzack formt und nach dem Ausformen gerade zieht.

Bürstenkörper und Bürstengriffe können mit Hilfe von zwei Kolben-Spritzgußmaschinen auch aus unterschiedlichem Material gefertigt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Bürsten bzw. Bürstenkörpern durch Einspritzen eines thermoplastischen Kunststoffes in ein mehrteiliges Formwerkzeug, wobei der Borstenträger in einem ersten Formteil und die Borstenrohlinge in einem zweiten Formteil geformt werden und anschließend die Borstenrohlinge durch Vergrößerung des Abstands zwischen dem ersten und zweiten Formteil längsgereckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenrohlinge während des Längsreckens in den Formgebungshohlräumen des zweiten Formteiles (25, 27) jeweils durch Bildung von Haltewülsten (38) in Erweiterungen (37) der Formgebungshohlräume festgehalten werden, aus denen dann die Borstenrohlinge nach dem Längsrecken mit Forrnstiften (29) ausgestoßen werden, wobei man die Haltewülste und die Köpfe der Borsten bleibend formt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewülste (38) beim Ausstoßen der Borsten durch Rückstauchung beseitigt werden, indem jeder Formstift (29) in eine zugeordnete Kalibrierzone (37a,) im Formgebungshohlraum des zweiten Formteils (25, 27) eingeführt wird, die auf der Auswurfbahn vor der zugeordneten Erweiterung (37) angeordnet ist (F i g. 4).

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Formteil (21, 23) beim Ausstoßen der Borsten aus dem zweiten Formteil (25, 27) synchron mit dem Formstift (29) bewegt wird.