EP1009255B1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von borstenfeldern sowie damit hergestelltes borstenfeld - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von borstenfeldern sowie damit hergestelltes borstenfeld Download PDF

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EP1009255B1
EP1009255B1 EP98940245A EP98940245A EP1009255B1 EP 1009255 B1 EP1009255 B1 EP 1009255B1 EP 98940245 A EP98940245 A EP 98940245A EP 98940245 A EP98940245 A EP 98940245A EP 1009255 B1 EP1009255 B1 EP 1009255B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bristles
holding plate
projections
plastic
undercuts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98940245A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1009255A1 (de
Inventor
Fritz Alfons Rueb
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F A Rueb Holding GmbH
Original Assignee
F A Rueb Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by F A Rueb Holding GmbH filed Critical F A Rueb Holding GmbH
Publication of EP1009255A1 publication Critical patent/EP1009255A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1009255B1 publication Critical patent/EP1009255B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A46BRUSHWARE
    • A46DMANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04Machines for inserting or fixing bristles in bodies
    • A46D3/045Machines for inserting or fixing bristles in bodies for fixing bristles by fusing or gluing to a body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A46BRUSHWARE
    • A46BBRUSHES
    • A46B2200/00Brushes characterized by their functions, uses or applications
    • A46B2200/10For human or animal care
    • A46B2200/1066Toothbrush for cleaning the teeth or dentures

Definitions

  • the invention relates to a method for producing bristle fields for brushes, with tufts of plastic bristles in perforations introduced a holding plate and its later free Working ends facing away from one another are fused together and as a result be fixed on the holding plate, being on the holding plate their top facing away from the free working ends of the bristles Projections are provided.
  • the invention further relates to a bristle field with a holding plate and this opposite protruding tufts of plastic bristles for a brush made according to the aforementioned process.
  • a method of the type mentioned at the beginning and a corresponding one Bristle field for brushes, especially for toothbrushes, is from the EP-B-0 405 204 (preamble of independent claims 1, 4, 8 and 11) is known and has proven itself. It can do so simple and rational way from single bristles and tufts of bristles Bristle fields are formed in which the tufts of bristles and the bristle field any geometric arrangements of the free Working ends of each bristle can have and the attachment Anchored with anchor plates on a holding plate.
  • the holding plate allows the formation of a brush body interchangeably attachable bristle fields what Hygiene for toothbrushes is beneficial without too much waste cause, because the brush body with stem several times can continue to be used.
  • the invention is therefore based on the object of a method of the type mentioned at the outset, which enables mutual fusing of the holding plate and the bristles avoid and another for the material of the holding plate Material to choose as for the bristles, for example one cheaper material or a material with for a holding plate more favorable properties.
  • a task To create bristle field of the type mentioned, in which the plastic bristles and the holding plate from different Materials can exist.
  • the holding plate with its projections made of a plastic, the a higher melting temperature than the plastic of the plastic bristles has, can be sprayed, it is possible for the holding plate a correspondingly resistant and possibly also to choose inexpensive plastic with which the undercuts be created by upsetting appropriately sized projections can without this through the simultaneous or subsequent Fusion of the protruding into the area of the undercuts Plastic bristles are melted and possibly destroyed.
  • the one with bristles Holding plate can be placed in an injection mold to pass through Overmold a handle or other fasteners to install. Furthermore, one with the bristles in the invention could Holding plate equipped in this way according to FIG. 8 of EP-B-0 405 204 in an already made brush body with a handle or handle used and attached there, which is also a interchangeable holding plate according to DE-B-196 00 767 or DE-U-91 09 625 can act.
  • the holding plate of a priori roughly analogous to the embodiment according to FIG. 9 of EP-B-0 405 204 is part of the brush body, that is forms it and has a handle or handle itself.
  • An expedient embodiment of the method according to the invention can be that the holding plate with holes for the Bristle tufts is produced by injection molding, whereby at Intermediate bars and spaces between the perforations on the upper or Back projections, in particular pin-like, strip-shaped, polygonal and / or annular projections in cross section, with circular or polygonal shape, and these projections subsequently, especially under the influence of heat, so that at their end facing away from the holding plate their Cross-sectional head, widening or the same supernatant can be formed.
  • a holding plate can be made of plastic suitable projections adjacent to the perforations are arranged by upsetting with the desired Undercuts can be provided.
  • a preferred procedure for manufacturing the holding plate made of a plastic can be that the bristle tufts first inserted into the holes in the holding plate and be filled - for example according to EP-B-0 405 204 B1 or also according to EP-B-0 346 646 or in another way - that then the protrusions protruding from the top of the holding plate Heat melted or compressed and then the over the top of the holding plate and the upset protrusions protruding or at least up to the area of these projections protruding holding ends of the bristles are melted.
  • this makes possible a production in a continuous process, in which the individual Process steps can be carried out in succession, wherein one or more heating stations to melt the first Projections and then the bristles can be run through.
  • a favorable simplification of the process can thereby be achieved that the projections and the protrusion protruding into their area the bristles are heated substantially simultaneously. Consequently the protrusions can be upset and the bristles with the thereby forming undercuts practically simultaneously be positively connected, so that two Process steps at the same time or essentially at the same time can be carried out.
  • An inventive manufactured by the above-described method Bristle field with a holding plate and this opposite protruding tufts of plastic bristles for a brush is characterized in that the holding plate on its top facing away from the protruding bristles protruding projections with undercuts and these forming Broadening and cross-sectional reductions underneath has that the holding plate with its projections a plastic that has a higher melting temperature than that Plastic has the plastic bristles, and that through the holding ends of the plastic bristles reaching through thus fused together in the area of the undercuts are that the fused part of the bristle tufts are the undercuts in whole or in part and the spaces between the bristles and between the bristles and the edges of the perforations fills.
  • the holding plate on its top facing away from the protruding bristles protruding projections with undercuts and these forming Broadening and cross-sectional reductions underneath has that the holding plate with its projections a plastic that has a higher melting temperature than that
  • the melted ends of the tufts of plastic bristles can the projections provided with undercuts and widenings enclose in the area of the undercuts and protrusions and the widenings can be found in the merged part of the Tufts of bristles must be embedded. This results in a particularly intimate one Connection of the bristles to the holding plate, although their materials not be fused together. Thus, the holding plate even formed from metal, punched or possibly also sprayed his.
  • a bristle field with a holding plate made of metal or sheet metal Perforations for receiving the tufts or bundles of bristles can be According to the invention characterized in that the perforations of the side on which the bristles with their working ends survive, indented and pushed through and that the perforated edges shaped on the top of the holding plate Undercuts for taking up the melt of the melted Form plastic bristles and all or part of this melt are enclosed.
  • the protruding ones Bristle ends fused and may form with the jagged, serrated and curved edges of the perforations of the Metal plate in the solidified state with a firm connection simultaneous sealing in the perforation area.
  • the seal has in all the aforementioned embodiments not just the benefit of moisture ingress later To prevent use, but also enables a subsequent Injection molding also with high injection pressure, without such further manufacture injection molding compound by the brush element can flow through.
  • a holding plate designated as a whole by 1, has perforations 2, in which according to Figures 3 to 8 tufts 3 of plastic bristles 4 can be introduced, thereby bristle fields 5 for brushes to form, each in a partial section in Figures 5, 6 and 8 are indicated.
  • FIGS. 4 and 7 After completion are according to the figures 5, 6 and 8 facing away from the free working ends 6 of the bristles 4 Ends 7, which are initially independent of one another according to FIGS. 4 and 7 are then merged and in a manner to be described on the Holding plate 1 set.
  • the holding plate 1 has the free working ends 6 of the bristles 4 facing away from the top 8, which is seen in Fig.1, Projections 9 with a method to be described later Undercuts 10 can be provided, especially Fig.3 and 7 first the initial shape of the projections 9 and 4 and 8 then the projections 9 with the undercuts 10 schematized shows.
  • the holding plate 1 with the perforations 2 can, for example Plastic, possibly also made of metal, by injection molding getting produced.
  • Projections 9 may be formed, these projections according to FIG 9 can have a wide variety of cross-sectional shapes, wherein in Fig.1 such different cross-sectional shapes are shown, normally such a holding plate 1 but each of the same type or will have matching projections 9. It is also conceivable and possible, different areas of the top 8 of the Holding plate 1 to be provided with different projections 9.
  • these projections 9 pin-like, strip-shaped, cross-shaped or polygonal in cross-section or also can be annular, such a ring not only circular, but also polygonal can. It can be seen above all in FIG. 3 that the cross-sectional dimension of these projections 9, at least in some areas, less than the spacing of the perforations located at this point is 2 means the projections 9 at least in their extent some areas somewhat backwards compared to the intermediate webs 2a.
  • FIG. 7 and 8 show an embodiment in which the cross-sectional dimension of the projections 9 over the length of their projection the holding plate 1 remains the same, but here too a shape analogous to Fig.3 could be chosen. Nevertheless, this too Embodiment the cross-sectional dimension of the projections less than that of the intermediate webs 2a, but with the difference in dimensions less than in the embodiment according to the figures 3 to 6.
  • Fig. 7 and 8 indicates that the widenings 11 of the projections 9 and thus the undercuts 10 simultaneously with the Melting and fusing of the bristles 4 can be formed by a single heating element 15 simultaneously against the projections 9 and the ends of the plastic bristles 4 is pressed.
  • Figures 5 and 6 as an illustration of such a procedure view by starting from the arrangement of the bristles 4 on the Holding plate 1 according to Figure 3 with a heating element 15 the ends 7 applied to the plastic bristles 4 and the projections 9.
  • This design of the holding plate 1 makes it possible with them Projections 9 made of a different plastic than the plastic bristles 4 manufacture, namely from a plastic that has a higher Melting temperature than the plastic of the plastic bristles 4 has. Should the plastic bristles 4 with the holding plate 1 through the plastics would have to be joined together match or in any case matching melt or Have softening temperatures. This can be done by using Projections 9 with undercuts 10 in the manner already mentioned be avoided.
  • the holding plate 1 is, for example, by injection molding produce, being on the top 8 with the projections 9th is provided.
  • a pin 13 can also be on this top 8 be provided, namely if the holding plate 1 with the with it connected bristles 4 later as a replaceable bristle field designed and used for example according to DE patent 196 00 767 shall be.
  • Figures 5 and 6 show two different possibilities.
  • the original overhang of the bristles 4 is with their ends 7 to be merged so that just about that Level between the projections 9 and their widenings 11 is filled out.
  • the supernatants are the Plastic bristles 4 so large that not only the spaces between the undercuts 10, but the bristles 4 also above these projections 9 and above the Widenings 11 are fused together and practical a connection or a coherent parallel to the top 8 Formations result in an even greater strength and leads to better tightness.
  • the Fig.6 are then practically the widenings 11 embedded in the plastic, the melting and fusing of the plastic bristles 4 liquefied or plasticized and compressed.
  • Fig. 3 to 6 and Fig. 7 show at least schematically at the same time part of the device for producing bristle fields 5, especially the already mentioned heating elements or heating tools 14 and 15 can be seen.
  • FIGS. 5 and 6 another heating element or tool 15 for loading and Melting of the protruding bristle ends 7 is provided.
  • Fig.3 shows the arrangement before actuating the heating tool 14 while in Figure 4, the result of loading the holding plate 1 and its Projections 9 through the projections 14a of the heating element 14 is shown, that is in this case the projections 9 with a widening 11 and thereby also an undercut 10 provided.
  • the device 1 also with a workstation can only make do with one heating element 15, this then serves to protrusions 9 and in their Area projecting overhang of the bristles 4 with their ends 7 to heat simultaneously and to immerse the projections 9 and the Bristle ends 7 to fuse.
  • Figures 5, 6 and 8 finally show, even if only partially, because cut off, the finished bristle fields 5 with the holding plate 1 and this opposite protruding tufts 3 of bristles 4 made of plastic, which bristle fields 5 with the actual brush body can be encapsulated or how already mentioned, can be inserted as replaceable heads in brush bodies can.
  • the holding plate 1 has the protruding on it Bristles 4 facing away from the top 8 already mentioned several times protruding projections 9 with undercuts 10 and these forming widenings 11 and cross-sectional reductions located below, what cross-sectional reductions in Embodiment are the undercuts 10 at the same time.
  • the holding ends reaching through the holding plate 1 7 of the plastic bristles 4 are in the area of the undercuts 10 fused together so that the fused part of the Bristle tufts 3 the undercuts 10 in whole or in part the spaces between the bristles 4 and between the bristles 4 and fills the edges of the holes 2, so that a tightness against moisture or against a plastic, if the bristle field 5 then with a plastic existing brush body is encapsulated.
  • the merged part of the Bristle tufts 3 with widenings 11 and undercuts 10 provided projections 9 on the top 8 of the holding plate 1st and the fused area of a tuft of bristles 3 at the same time with the or the fused areas of the or the neighboring tufts also fused so that above the widenings 10 a continuous layer of plastic results from which the plastic bristles 4 are made and what they are made of are connected in one piece.
  • a correspondingly firm and dense Connection results despite the manufacture of the holding plate 1 and the bristles 4 made of different materials.
  • the holding plate 1 also Metal could consist, for example, of a sheet metal plate is punched out and at which perforations 2 are pierced, so that the perforated edges on the top of this holding plate 1 deform upwards and there undercuts from the start form when the protruding plastic bristles melt 4 can be enclosed, so that even then a firm and tight Connection between the holding plate 1 and bristles 4 is created which enables subsequent injection molding with a brush body and also no liquid can pass through if it is is a toothbrush.
  • Plastic bristles 4 is made in that the holding plate 1 on the free working ends 6 of the bristles 4 facing away Top 8 with projections 9 with undercuts 10 or Retractions or the like is provided that the bristles 4 in these perforations 2 with one in the area of the undercuts 10 protruding supernatant be introduced that the bristles 4 in the area of the undercuts 10 are heated such that a Undercuts completely or partially filling the melt or plastic mass is formed from the plastic of the bristles 4, and that by the then solidifying plastic mass of the bristles Form fit between the bristles 4 or tufts 3 and Undercuts 10 and thus the holding plate 1 is formed.
  • the undercuts 10 can be done first or simultaneously with the melting of the ends 7 of the plastic bristles to be fused 4 are formed.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Borstenfeldern für Bürsten, wobei Büschel von Kunststoffborsten in Lochungen einer Halteplatte eingeführt und die ihren späteren freien Arbeitsenden abgewandten Enden miteinander verschmolzen und dadurch an der Halteplatte festgelegt werden, wobei an der Halteplatte auf deren den freien Arbeitsenden der Borsten abgewandter Oberseite Vorsprünge vorgesehen sind.
Ferner betrifft die Erfindung ein Borstenfeld mit einer Halteplatte und dieser gegenüber vorstehenden Büscheln von Borsten aus Kunststoff für eine Bürste, hergestellt gemäß dem vorerwähnten Verfahren.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein entsprechendes Borstenfeld für Bürsten, insbesondere für Zahnbürsten, ist aus der EP-B-0 405 204 (Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1, 4, 8 und 11) bekannt und hat sich bewährt. Es können dabei auf einfache und rationelle Weise aus Einzelborsten und Borstenbüscheln Borstenfelder gebildet werden, bei denen die Borstenbüschel und das Borstenfeld beliebige geometrische Anordnungen der freien Arbeitsenden der einzelnen Borsten haben können und die Befestigung an einer Halteplatte eine Verankerung mit Ankerplättchen vereidet. Darüber hinaus erlaubt die Halteplatte die Bildung von an einem Bürstenkörper auswechselbar anbringbaren Borstenfeldern, was der Hygiene bei Zahnbürsten förderlich ist, ohne zu viel Abfall zu verursachen, weil die Bürstenkörper mit Stiel mehrfach weiterverwendet werden können.
Für das Verschmelzen der Borsten mit der Halteplatte ist jedoch erforderlich, daß sie aus demselben hochwertigen Kunststoff bestehen müssen, aus dem auch die Kunststoffborsten gefertigt sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, wodurch ermöglicht wird, ein gegenseitiges Verschmelzen der Halteplatte und der Borsten zu vermeiden und für den Werkstoff der Halteplatte einen anderen Werkstoff als für die Borsten zu wählen, beispielsweise einen preiswerteren Werkstoff oder einen Werkstoff mit für eine Halteplatte günstigeren Eigenschaften. Ferner besteht die Aufgabe, ein Borstenfeld der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Kunststoffborsten und die Halteplatte aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen können.
Die Lösung dieser scheinbar widersprüchlichen Aufgabe besteht darin, daß die Halteplatte mit ihren Vorsprüngen aus einem Kunststoff, der eine höhere Schmelztemperatur als der Kunststoff der Kunststoffborsten hat, hergestellt wird, daß die Vorsprünge mit Hinterschneidungen gebildet werden, daß zuvor oder danach die Borsten in diese Lochungen mit einem in den Bereich der Vorsprünge oder der Hinterschneidungen ragenden Überstand gegenüber der Halteplatte eingeführt werden, daß die Borsten im Bereich der Vorsprünge oder der Hinterschneidungen derart erhitzt werden, daß eine die Hinterschneidungen ganz oder teilweise ausfüllende Schmelze und/oder plastische Masse aus dem Kunststoff der Borsten entsteht, und daß durch die danach erstarrende Masse aus dem Kunststoff der Borsten Formschluß zwischen den Borsten oder Borstenbüscheln und den Hinterschneidungen der Halteplatte gebildet wird.
Auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, die Borsten-Enden bei ihrer gegenseitigen Verschmelzung auch mit der Halteplatte selbst zu verschmelzen, also Borsten und Halteplatte aus demselben Kunststoff zu fertigen. Vielmehr ergibt sich die Möglichkeit, zwar die Borsten eines Borstenbüschels weiterhin miteinander zu verschmelzen, mit der Halteplatte aber die Verbindung über den erwähnten Formschluß herzustellen, wobei die Halteplatte aus einem anderen Werkstoff als die Borsten, nämlich einem Kunststoff höherer Schmelztemperatur, besteht. Es kann also praktisch eine Vernietung zwischen den Borstenbüscheln und der Halteplatte durchgeführt werden. Dabei ergibt sich durch diese Verfahrensweise eine absolute Dichtigkeit zwischen den Borsten und den jeweiligen Halteplatten unabhängig von deren Werkstoff, weil die plastische oder Schmelz-Masse des Kunststoffes der Borsten in jede ursprüngliche Öffnung, auch in Zwischenräume zwischen den einzelnen Borsten gelangt und solche Öffnungen dicht verschließt.
Da die Halteplatte mit ihren Vorsprüngen aus einem Kunststoff, der eine höhere Schmelztemperatur als der Kunststoff der Kunststoffborsten hat, gespritzt werden kann, ist es möglich, für die Halteplatte einen entsprechend widerstandsfähigen und unter Umständen auch preiswerten Kunststoff zu wählen, bei welchem die Hinterschneidungen durch Anstauchen entsprechend bemessener Vorsprünge geschaffen werden können, ohne daß diese durch das gleichzeitige oder anschließende Verschmelzen der in den Bereich der Hinterschneidungen ragenden Kunststoffborsten geschmolzen und eventuell zerstört werden.
Für die endgültige Bürstenfertigung kann die mit Borsten versehene Halteplatte in eine Spritzgußform eingelegt werden, um durch Umspritzen einen Handgriff oder andere Befestigungselemente anzubringen. Ferner könnte eine mit den Borsten in erfindungsgemäßer Weise bestückte Halteplatte gemäß Fig.8 von EP-B-0 405 204 in einen schon gefertigten Bürstenkörper mit Stiel oder Handgriff eingesetzt und dort befestigt werden, wobei es sich auch um eine auswechselbare Halteplatte etwa gemäß DE-B-196 00 767 oder gemäß DE-U-91 09 625 handeln kann.
Ferner ist es jedoch auch möglich, daß die Halteplatte von vorneherein etwa analog der Ausführungsform gemäß Fig.9 von EP-B-0 405 204 Bestandteil des Bürstenkörpers ist, also diesen bildet und selbst einen Handgriff oder Stiel hat.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, daß die Halteplatte mit Lochungen für die Borstenbüschel im Spritzgießverfahren hergestellt wird, wobei an Zwischenstege und Zwischenräume zwischen den Lochungen auf der Oberoder Rückseite Vorsprünge, insbesondere stiftartige, leistenförmige, im Querschnitt mehreckförmige und/oder ringförmige Vorsprünge, mit Kreisring- oder Mehreckform, angeformt und diese Vorsprünge anschließend, insbesondere unter Wärmeeinwirkung, angestaucht werden, so daß an ihrem der Halteplatte abgewandten Ende ein ihren Querschnitt übertreffender Kopf, eine Verbreiterung oder dergleichen Überstand gebildet werden.
Auf diese Weise kann eine Halteplatte aus Kunststoff gefertigt werden, bei welcher den Lochungen benachbart geeignete Vorsprünge angeordnet sind, die durch Anstauchen mit den gewünschten Hinterschneidungen versehen werden können. Beim gleichzeitigen oder anschließenden Verschmelzen der Borsten wird die Schmelze oder plastische Masse zumindest bereichsweise unter diese Köpfe, Verbreiterungen oder dergleichen gelangen und so gegen ein Herausdrücken aus der Lochung gesichert. Somit können die Borsten bei einer in aller Regel an ihnen auftretenden, von ihrem freien Arbeitsende her in Richtung der Halteplatte wirkenden Belastung nicht durch die Lochung verschoben werden.
Günstig ist es dabei, wenn der Querschnitt der Vorsprünge mit geringerer Abmessung als der Abstand der Lochungen der Halteplatte gewählt wird. Dadurch ergibt sich eine in beiden Richtungen wirksame Hinterschneidung zwischen den durch das Anstauchen gebildeten Köpfen oder dergleichen Verbreiterungen und der Oberseite der Lochungsränder, so daß Borsten sowohl in Druck- als auch in Zugrichtung durch ihr Verschmelzen und das Ausfüllen dieser Hinterschneidung festgelegt werden können.
Bei einer weiteren Lösung der Aufgabe kann das eingangs genannte Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, daß die Halteplatte aus Metall oder Metallblech gefertigt, zum Beispiel ausgestanzt wird und daß von der Seite, auf welcher die Borsten in Gebrauchsstellung überstehen, die Lochungen derart eingedrückt werden, daß die Lochungsränder an der Oberseite überstehen und zumindest bereichsweise von der jeweiligen Lochung, eine Hinterschneidung bildend, wegweisen, daß zuvor oder danach die Borsten in diese Lochungen mit einem in den Bereich der Vorsprünge oder der Hinterscheidungen ragenden Überstand gegenüber der Halteplatte eingeführt werden, daß die Borsten im Bereich der Vorsprünge oder der Hinterscheidungen derart erhitzt werden, daß eine die Hinterscheidungen ganz oder teilweise auffüllende Schmelze und/oder plastische Masse aus dem Kunststoff der Borsten entsteht, und daß durch die danach erstarrende Masse aus dem Kunststoff der Borsten Formschluß zwischen den Borsten oder Borstenbüscheln und den Hinterscheidungen der Halteplatte gebildet wird.
Gegebenenfalls kann schon bei Durchdrücken der Lochungen dafür gesorgt werden, daß die dabei auf die Oberseite einer solchen Metall-Halteplatte hochgebogenen Blechteile durch ein entsprechendes Formgegenstück derart biegen, daß von vorneherein die gewünschte Hinterschneidung entsteht.
Eine bevorzugte Verfahrensweise bei einer Fertigung der Halteplatte aus einem Kunststoff kann darin bestehen, daß die Borstenbüschel zunächst in die Lochungen der Halteplatte eingebracht und eingefüllt werden - beispielsweise gemäß EP-B-0 405 204 B1 oder auch gemäß EP-B-0 346 646 oder in anderer Weise -, daß dann die an der Oberseite der Halteplatte überstehenden Vorsprünge durch Hitzeeinwirkung angeschmolzen oder gestaucht und danach die über die Oberseite der Halteplatte und die angestauchten Vorsprünge überstehenden oder zumindest bis in den Bereich dieser Vorsprünge ragenden Halteenden der Borsten angeschmolzen werden. Dies ermöglicht eine Fertigung in einem Durchlaufverfahren, bei welchem die einzelnen Verfahrensschritte nacheinander durchgeführt werden können, wobei eine oder mehrere Heizstationen zum Anschmelzen zunächst der Vorsprünge und dann der Borsten durchlaufen werden können.
Dabei ist es für die Bildung von dem Querschnitt der Vorsprünge übertreffenden Köpfen, Verbreiterungen oder Überständen und die Ausfüllung der Hinterschneidung mit dem Kunststoff der Kunststoffborsten vorteilhaft, wenn beim Stauchen der Vorsprünge mit dem Heizoder Schmelzwerkzeug gleichzeitig ein Druck ausgeübt wird. Darüber hinaus wird durch diesen Druck auch eine gute Wärmeübertragung erzielt, so daß die plastisch werdende Kunststoffmasse dem Druck ausweicht und sich dadurch auch quer zur Orientierung der Borsten verformt.
Eine günstige Vereinfachung des Verfahrens kann dadurch erreicht werden, daß die Vorsprünge und der in ihren Bereich ragende Überstand der Borsten im wesentlichen gleichzeitig erhitzt werden. Somit können die Vorsprünge angestaucht und die Borsten mit den sich dadurch bildenden Hinterschneidungen praktisch gleichzeitig formschlüssig verbunden werden, so daß auf diese Weise zwei Verfahrensschritte zeitgleich oder im wesentlichen zeitgleich durchgeführt werden können.
Vor allem in den Fällen, in denen die anzuschmelzenden Borstenenden die mit einer Hinterschneidung und einem Kopf oder dergleichen Verbreiterung versehenen Vorsprünge zunächst überragen, ergibt sich eine besonders gute und feste Verankerung, weil der Kunststoff der Borsten dann diese Köpfe oder dergleichen Verbreiterungen an den Vorsprüngen der Halteplatte umschließt und so zu einer Befestigung in allen Richtungen beiträgt. Bei ausreichender Länge des Überstandes der Borsten vor ihrem Verschmelzen kann sogar erreicht werden, daß die Borsten oberhalb der Köpfe oder Verbreiterungen der Vorsprünge auch miteinander verschmolzen werden, was zu einem besonders stabilen Verbund mit einer Halteplatte führt, obwohl diese aus einem anderen Werkstoff als die Borsten besteht, so daß eine derartige Bürste hohen Belastungen gewachsen ist.
Es kann aber auch vor allem für auswechselbare Borstenfelder ausreichen, wenn nur der Zwischenraum zwischen einem Kopf oder einer Verbreiterung des jeweiligen Vorsprunges und der Oberseite der Halteplatte mit dem Kunststoff der Borsten ausgefüllt wird, so daß entsprechend weniger Werkstoff benötigt wird.
Bei all diesen Varianten der erfindungsgemäßen Verfahrensweise wird jedenfalls eine absolute Dichtigkeit und Haltbarkeit zwischen den Borsten und der Halteplatte erreicht.
Ein durch das vorbeschriebene Verfahren hergestelltes erfindungsgemäßes Borstenfeld mit einer Halteplatte und dieser gegenüber vorstehenden Büscheln von Borsten aus Kunststoff für eine Bürste ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte auf ihrer den überstehenden Borsten abgewandten Oberseite abstehende Vorsprünge mit Hinterschneidungen und diese bildenden Verbreiterungen sowie darunter befindlichen Querschnittsverminderungen aufweist, daß die Halteplatte mit ihren Vorsprüngen aus einem Kunststoff, der eine höhere Schmelztemperatur als der Kunststoff der Kunststoffborsten hat, besteht und daß die durch die Halteplatte hindurchgreifenden Halteenden der Kunststoffborsten im Bereich der Hinterschneidungen derart miteinander verschmolzen sind, daß der verschmolzene Teil der Borstenbüschel die Hinterschneidungen ganz oder teilweise und die Zwischenräume zwischen den Borsten und zwischen den Borsten und den Rändern der Lochungen ausfüllt. Somit wird gleichzeitig Formschluß zwischen den Borsten oder Borstenbüscheln und der Halteplatte und Dichtigkeit am Durchtritt der Borsten durch die Halteplatte bewirkt.
Die angeschmolzenen Enden der Büschel von Kunststoffborsten können die mit Hinterschneidungen und Verbreiterungen versehenen Vorsprünge im Bereich der Hinterschneidungen und Vorsprünge umschließen und die Verbreiterungen können in den verschmolzenen Teil der Borstenbüschel eingebettet sein. Dies ergibt eine besonders innige Verbindung der Borsten mit der Halteplatte, obwohl deren Werkstoffe nicht miteinander verschmolzen werden. Somit kann die Halteplatte sogar aus Metall geformt, gestanzt oder eventuell auch gespritzt sein.
Besonders guter Formschluß ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Borstenfeld, wenn der verschmolzene Teil der Borstenbüschel die mit Verbreiterungen und Hinterschneidungen versehenen Vorsprünge an der Oberseite der Halteplatte überragt und wenn der verschmolzene Bereich eines Borstenbüschels mit dem oder den verschmolzenen Bereichen des oder der Nachbarbüschel ebenfalls verschmolzen ist. Die verschmolzenen Borstenbüschel ergeben dadurch praktisch eine parallel zu der Halteplatte verlaufender zusammenhängender Bereich aus dem Kunststoff der Borsten, der sogar zu einem plattenförmigen Gebilde werden kann, wenn genügend überstehender Werkstoff der Borsten zum gegenseitigen Verschmelzen zur Verfügung steht.
Ein Borstenfeld mit einer Halteplatte aus Metall oder Blech mit Lochungen zur Aufnahme der Büschel oder Bündel von Borsten kann erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet sein, daß die Lochungen von der Seite her, auf welcher die Borsten mit ihren Arbeitsenden überstehen, eingedrückt und durchgestoßen sind und daß die dadurch auf der Oberseite der Halteplatte geformten Lochungsränder Hinterschneidungen zum Aufnehmen der Schmelze der angeschmolzenen Kunststoffborsten bilden und ganz oder teilweise von dieser Schmelze umschlossen sind. Auch in diesem Falle werden also die überstehenden Borstenenden verschmolzen und bilden mit den möglicherweise gezackten, gezahnten und gebogenen Rändern der Lochungen der Metallplatte in erstarrtem Zustand eine feste Verbindung bei gleichzeitiger Abdichtung im Lochungsbereich.
Die Abdichtung hat dabei bei allen vorerwähnten Ausführungsbeispielen nicht nur den Vorteil, das Eindringen von Feuchtigkeit beim späteren Gebrauch zu unterbinden, sondern ermöglicht auch ein nachträgliches Umspritzen auch mit hohem Spritzdruck, ohne daß bei einer solchen weiteren Fertigung Spritzgußmasse durch das Bürstenelement hindurchfließen kann.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben, wobei hinsichtlich der an einer Halteplatte vorgesehenen und zur Bildung von Hinterschneidungen dienenden Vorsprünge unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind, ohne daß die Erfindung auf diese gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:
Fig.1
eine Draufsicht der Oberseite einer Halteplatte mit Lochungen und auf dieser Oberseite hochstehenden Vorsprüngen unterschiedlicher geometrischer Formen, wobei in Gebrauchsstellung in die Lochungen eingeführte und erfindungsgemäß befestigte Borsten mit ihren Arbeitsenden unterhalb der Zeichnungsebene zu liegen kommen,
Fig.2
einen Längsschnitt der Halteplatte mit Lochungen und Vorsprüngen gemäß Fig.1,
Fig.3
in stark schematisierter Darstellung eine Arbeitsstation mit einem Heizelement, welches Vorsprünge hat, um die an der Halteplatte befindlichen Vorsprünge zwischen den Lochungen zu beaufschlagen, bevor das Heizelement wirksam ist,
Fig.4
einen Schnitt durch eine Halteplatte mit Borsten nach der Beaufschlagung mit dem Heizelement gemäß Fig.3, das heißt nach dem Bilden von Köpfen oder Verbreiterungen an den zwischen den Lochungen befindlichen Vorsprüngen, wobei die Querschnittsabmessungen dieser Vorsprünge kleiner als die Abstände der Lochungen im Bereich des jeweiligen Vorsprunges sind,
Fig.5
in stark schematisierter Darstellung eine zweite Arbeitsstation mit einem weiteren Heizelement zur Beaufschlagung der an der Halteplatte zunächst im Bereich der Vorsprünge überstehenden Borstenenden wirksam wird, wobei der mit diesem Heizelement durchzuführende Anschmelzprozeß an den überstehenden Borstenenden bereits beendet und die Borstenenden derart miteinander verschmolzen sind, daß sie die zuvor gebildeten Hinterschneidungen der Vorsprünge ausfüllen,
Fig.6
eine der Fig.5 entsprechende Darstellung, bei welcher die zu verschmelzenden Borstenenden derart weit überstehen beziehungsweise so viel Kunststoff umfassen, daß sie in miteinander verschmolzenem Zustand die Köpfe oder Verbreiterungen und Hinterschneidungen der Vorsprünge in sich aufnehmen und umschließen und auch zusätzlich noch miteinander verschmolzen sind,
Fig.7
eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung etwa analog Fig.5 oder 6, wobei ein einziges Heizelement zum Beaufschlagen der an der Halteplatte im Bereich der Vorsprünge überstehenden Borstenenden und zum Beaufschlagen dieser Vorsprünge selbst in einem Arbeitsgang vorgesehen ist, so daß in einem Arbeitsgang Köpfe an den Vorsprüngen angestaucht und die Borstenenden miteinander verschmolzen werden können, sowie
Fig.8
einen Teillängsschnitt einer Halteplatte nach dem gleichzeitigen Anstauchen der Vorsprünge und Verschmelzen der zu verschmelzenden Borstenenden mittels dem Heizelement gemäß Fig.7.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Halteplatte weist Lochungen 2 auf, in welche gemäß den Figuren 3 bis 8 Büschel 3 von Kunststoffborsten 4 eingeführt werden können, um dadurch Borstenfelder 5 für Bürsten zu bilden, die in den Figuren 5, 6 und 8 jeweils in einem Teilschnitt angedeutet sind. Nach der Fertigstellung sind gemäß den Figuren 5, 6 und 8 die den freien Arbeitsenden 6 der Borsten 4 abgewandten Enden 7, die gemäß Fig.4 und 7 zunächst noch unabhängig voneinander sind, dann verschmolzen und in noch zu beschreibender Weise an der Halteplatte 1 festgelegt.
Die Halteplatte 1 hat auf ihrer den freien Arbeitsenden 6 der Borsten 4 abgewandten Oberseite 8, auf welche man bei Fig.1 blickt, Vorsprünge 9, die durch ein noch zu beschreibendes Verfahren mit Hinterschneidungen 10 versehen werden können, wobei vor allem Fig.3 und 7 zunächst die Ausgangsform der Vorsprünge 9 und Fig.4 und 8 dann die Vorsprünge 9 mit den Hinterschneidungen 10 schematisiert zeigt.
Die Halteplatte 1 mit den Lochungen 2 kann zum Beispiel aus Kunststoff, gegebenenfalls auch aus Metall, im Spritzgießverfahren hergestellt werden. An Zwischenstegen 2a oder Zwischenräumen zwischen den Lochungen 2, welche Zwischenstege 2a einfach dadurch entstehen, daß die Lochungen 2 mit Abstand zueinander angeordnet werden, können gemäß den Figuren 1 bis 8 auf der Ober- oder Rückseite 8 die Vorsprünge 9 angeformt sein, wobei gemäß Fig.1 diese Vorsprünge 9 unterschiedlichste Querschnittsformen haben können, wobei in Fig.1 derartige unterschiedliche Querschnittsformen dargestellt sind, normalerweise eine solche Halteplatte 1 aber jeweils gleichartige oder übereinstimmende Vorsprünge 9 haben wird. Es ist aber auch denkbar und möglich, unterschiedliche Bereiche der Oberseite 8 der Halteplatte 1 mit unterschiedlichen Vorsprüngen 9 zu versehen.
So erkennt man in Fig.1, daß diese Vorsprünge 9 stiftartig, leistenförmig, im Querschnitt kreuzförmig oder mehreckig oder auch ringförmig ausgebildet sein können, wobei ein derartiger Ring nicht nur kreisrund, sondern seinerseits auch mehreckig gestaltet sein kann. Dabei erkennt man vor allem in Fig.3, daß die Querschnittsabmessung dieser Vorsprünge 9 zumindest bereichsweise geringer als der an dieser Stelle befindliche Abstand der Lochungen 2 ist, das heißt die Vorsprünge 9 weichen in ihrer Ausdehnung zumindest in manchen Bereichen gegenüber den Zwischenstegen 2a etwas zurück.
Fig.7 und 8 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Querschnittsabmessung der Vorsprünge 9 über die Länge ihres Überstandes gegenüber der Halteplatte 1 gleichbleibt, wobei aber auch hier eine Formgebung analog Fig.3 gewählt werden könnte. Dennoch ist auch in diesem Ausführungsbeispiel die Querschnittsabmessung der Vorsprünge geringer als die der Zwischenstege 2a, wobei aber die Abmessungsdifferenz geringer als beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 bis 6 ist.
Zum Herstellen der Borstenfelder 5 gemäß Fig.5, 6 und 8 für Bürsten, bevorzugt für Zahnbürsten, werden also nach der Herstellung der Halteplatte 1 Büschel 3 von solchen Kunststoffborsten 4 in die Lochungen 2 eingeführt, wobei auf der einen Seite der größere Abschnitt der Borsten 4 mit den Arbeitsenden 6 angeordnet wird, während an der Oberseite 8 die demgegenüber entgegengesetzten Enden 7 gemäß Fig.3, 4 und 7 zunächst überstehen und in den Bereich der Vorsprünge 9 ragen oder im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 und 4 sogar darüber vorstehen.
Um die Borsten 4 mit der Halteplatte 1 fest zu verbinden und gleichzeitig abzudichten, werden zunächst gemäß Fig.3 die Vorsprünge 9 erhitzt und dann in erwärmtem und plastischem Zustand angestaucht, so daß sie von ihrer in Fig.3 links dargestellten Formgebung ausgehend mit einem an ihrem Ende angeformten, ihren Querschnitt übertreffenden Kopf oder einer Verbreiterung 11 oder dergleichen in Querrichtung orientiertem Überstand versehen werden. Man erkennt vor allem in Fig.4 deutlich, daß sich dadurch zwischen der unmittelbar auf der Höhe der Lochungen 2 befindlichen Oberseite 8 der Halteplatte 1 und diesen Verbreiterungen 11 die schon erwähnte angestrebte Hinterschneidung 10 gebildet wird. Dabei ist diese Hinterschneidung nicht nur zwischen der Verbreiterung 11 und dem Vorsprung 9 vorgesehen, was unter Umständen schon ausreichen könnte, weil dadurch die Borsten 4 nach ihrer Verschmelzung in einer Richtung formschlüssig festgelegt werden, die von ihren Arbeitsenden 6 zu ihren abgewandten und verschmolzenen Enden 7 gerichtet ist, sondern die Hinterschneidung 10 ist auch gegenüber der Ausgangsstelle dieser Vorsprünge 9 gebildet, weil die Vorsprünge 9 mit geringerer Abmessung als der in Fig.3 und 4 sichtbare Abstand der einander benachbarten Lochungen 2 der Halteplatte 1 gewählt ist. Dadurch werden die Hinterschneidungen 10 praktisch zu Einschnürungen, die die verschmolzenen Kunststoffborsten 4 in Zug- und in Druckrichtung formschlüssig festlegen und außerdem abdichten können.
Fig.7 und 8 deutet an, daß die Verbreiterungen 11 der Vorsprünge 9 und damit die Hinterschneidungen 10 auch gleichzeitig mit dem Anschmelzen und Verschmelzen der Borsten 4 gebildet werden können, indem ein einziges Heizelement 15 gleichzeitig gegen die Vorsprünge 9 und die Enden der Kunststoffborsten 4 angedrückt wird. Auch könnte man die Figuren 5 und 6 als Darstellung einer solchen Vorgehensweise ansehen, indem ausgehend von der Anordnung der Borsten 4 an der Halteplatte 1 gemäß Fig.3 gleich mit einem Heizelement 15 die Enden 7 der Kunststoffborsten 4 und die Vorsprünge 9 beaufschlagt.
Diese Ausbildung der Halteplatte 1 ermöglicht es, sie mit ihren Vorsprüngen 9 aus einem anderen Kunststoff als die Kunststoffborsten 4 herzustellen, nämlich aus einem Kunststoff, der eine höhere Schmelztemperatur als der Kunststoff der Kunststoffborsten 4 hat. Müßten die Kunststoffborsten 4 mit der Halteplatte 1 durch gegenseitiges Verschmelzen verbunden werden, müßten die Kunststoffe übereinstimmen oder jedenfalls übereinstimmende Schmelz- oder Erweichungstemperaturen haben. Dies kann durch die Verwendung von Vorsprüngen 9 mit Hinterschneidungen 10 in der schon erwähnten Weise vermieden werden.
Die in den Figuren 3 bis 6 und 7 und 8 angedeutete Verfahrensweise zum Herstellen von Borstenfeldern 5 verläuft folgendermaßen:
Zunächst ist die Halteplatte 1 beispielsweise durch Spritzgießen herzustellen, wobei sie an der Oberseite 8 mit den Vorsprüngen 9 versehen wird.
Dabei kann gleichzeitig auf dieser Oberseite 8 noch ein Zapfen 13 vorgesehen werden, falls nämlich die Halteplatte 1 mit den mit ihr verbundenen Borsten 4 später als auswechselbares Borstenfeld beispielsweise gemäß DE-Patent 196 00 767 gestaltet und benutzt werden soll.
Danach werden die Borsten 4 in die Lochungen 2 der Halteplatte 1 eingebracht und eingefüllt, beispielsweise gemäß europäischem Patent 0 405 204 oder auch in einer beliebigen anderen Weise. Sie nehmen dann die in Fig.3 und 7 dargestellte Lage ein, ragen also mit ihrer größeren Länge und ihren Arbeitsenden 6 aus der Halteplatte 1 heraus und stehen gleichzeitig über deren Oberseite 8 über.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 und 4 werden dann die an der Oberseite 8 der Halteplatte 1 überstehenden Vorsprünge 9 durch Hitzeeinwirkung plastifiziert öder angeschmolzen und gestaucht, so daß die Hinterschneidungen 10 entstehen, wie es der Vergleich der Figuren 3 und 4 verdeutlicht. In Fig.3 sind die Vorsprünge 9 noch unverändert, in Fig.4 aber so angestaucht, daß Hinterschneidungen 10 gebildet sind.
Anschließend werden die Halteenden 7 der Borsten 4 in dem Bereich der Vorsprünge 9 und der Hinterschneidungen 10 angeschmolzen und verschmolzen, so daß sie gemäß Fig.5 oder 6 nicht nur zwischen ihnen selbst befindliche kleine Zwischenräume und Abstände, sondern vor allem auch die Hinterschneidungen 10 ausfüllen und dadurch in ihrer axialen Richtung formschlüssig festgelegt werden.
Dabei zeigen die Figuren 5 und 6 zwei unterschiedliche Möglichkeiten. In Fig.5 ist der ursprüngliche Überstand der Borsten 4 mit ihren zu verschmelzenden Enden 7 so gewählt, daß gerade etwa das Niveau zwischen den Vorsprüngen 9 und ihren Verbreiterungen 11 ausgefüllt wird. In Fig.6 hingegen sind die Überstände der Kunststoffborsten 4 so groß, daß nicht nur die Zwischenräume zwischen den Hinterschneidungen 10 ausgefüllt werden, sondern die Borsten 4 auch noch oberhalb dieser Vorsprünge 9 und oberhalb der Verbreiterungen 11 miteinander verschmolzen werden und praktisch parallel zur Oberseite 8 einen Zusammenhang oder ein zusammenhängendes Gebilde ergeben, was zu einer noch größeren Festigkeit und besseren Dichtigkeit führt. In diesem Fall der Fig.6 sind dann praktisch die Verbreiterungen 11 in den Kunststoff eingebettet, der beim Anschmelzen und Verschmelzen der Kunststoffborsten 4 verflüssigt oder plastifiziert und gestaucht wird.
Durch Fig.7 und 8 wird angedeutet, daß die Vorsprünge 9 und der in ihren Bereich ragende Überstand der Borsten 4 auch gleichzeitig mit Hilfe des Heizelementes 15 erhitzt und somit im wesentlichen gleichzeitig angeschmolzen werden können. Die zu verschmelzenden Enden 7 werden dabei also auch miteinander verschmolzen, während gleichzeitig die Vorsprünge 9 angestaucht und damit ihre Verbreiterungen 7 gebildet werden, so daß anschließend ebenfalls die Zwischenräume zwischen den Hinterschneidungen 10 durch die verschmolzenen Kunststoffborsten ausgefüllt sind.
Es sei noch erwähnt, daß beim Anschmelzen oder Plastifizieren der Vorsprünge 9 und/oder der Borsten 4 in Orientierungsrichtung der Borsten 4 mit einem jeweiligen Heiz- oder Schmelzwerkzeug 14 oder 15 ein Druck ausgeübt wird, um den weichwerdenden Kunststoff gleichzeitig quer zu den Vorsprüngen 9 beziehungsweise quer zu den Borsten 4 zu verdrängen.
Fig.3 bis 6 und Fig.7 zeigen gleichzeitig schematisiert zumindest einen Teil der Vorrichtung zum Herstellen von Borstenfeldern 5, wobei vor allem die schon erwähnten Heizelemente oder Heizwerkzeuge 14 und 15 zu sehen sind. Dazu kommt eventuell noch eine Halterung oder Spannvorrichtung für die mit den Borsten 4 bestückten Halteplatten 1 und eine Zustelleinrichtung für die Relativbewegung zwischen dem jeweiligen Heizelement oder -werkzeug 14 oder 15 und der Halteplatte 1 bzw. ihrer Halterung oder Spannvorrichtung, um die Vorsprünge 9 und in einem weiteren Arbeitsschritt die überstehenden Enden 7 der Borsten 4 mit den Heizelementen oder - werkzeugen 14 und 15 in Berührung zu bringen und die Anpreß- oder Druckbewegung zur Stauchung und Verschmelzung durchführen zu können.
Dabei ergibt sich aus den Figuren 3, 5 und 6, daß zwei Arbeitsstationen vorgesehen sind, nämlich eine Arbeitsstation mit Heizelementen 14 und eine mit Heizelementen 15, wobei die erste Arbeitsstation gemäß Fig.3 mit einem Heizelement 14 versehen ist, das mit Vorsprüngen 14a ausgestattet ist, die relativ zu den Vorsprüngen 9 der Halteplatte 1 bewegbar und an deren Stirnflächen anpreßbar sind, also zwischen die Enden 7 der Borsten 4 eingreifen können, ohne diese zu beaufschlagen.
In einer zweiten Arbeitsstation ist gemäß Fig.5 und 6 wenigstens ein weiteres Heizelement oder -werkzeug 15 zum Beaufschlagen und Anschmelzen der überstehenden Borstenenden 7 vorgesehen. Fig.3 zeigt dabei die Anordnung vor Betätigung des Heizwerkzeuges 14, während in Fig.4 das Ergebnis der Beaufschlagung der Halteplatte 1 und ihrer Vorsprünge 9 durch die Vorsprünge 14a des Heizelementes 14 dargestellt ist, das heißt in diesem Falle sind die Vorsprünge 9 mit einer Verbreiterung 11 und dadurch auch einer Hinterschneidung 10 versehen.
Fig.7 zeigt hingegen schematisiert, daß die Vorrichtung 1 auch mit einer Arbeitsstation nur mit einem Heizelement 15 auskommen kann, wobei dieses dann dazu dient, die Vorsprünge 9 und den in ihren Bereich ragenden Überstand der Borsten 4 mit deren Enden 7 gleichzeitig zu erhitzen und die Vorsprünge 9 anzustauchen und die Borstenenden 7 zu verschmelzen.
Fig.5, 6 und 8 zeigen jeweils das Ergebnis der Bearbeitung in der zweiten Arbeitsstation mit Hilfe des Heizelementes oder Heizwerkzeuges 15, wobei die überstehenden Borstenenden 7 jeweils miteinander verschmolzen sind, so daß sie die Hinterschneidungen 10 ausfüllen (Fig.5 und 8) oder zusätzlich sogar die Verbreiterungen 11 in sich aufnehmen, so daß diese in den Kunststoff der Borsten 4 eingebettet sind (Fig.6).
Somit zeigen die Figuren 5, 6 und 8 schließlich auch, wenn auch nur teilweise, weil abgeschnitten, die fertigen Borstenfelder 5 mit der Halteplatte 1 und dieser gegenüber vorstehenden Büscheln 3 von Borsten 4 aus Kunststoff, welche Borstenfelder 5 mit dem eigentlichen Bürstenkörper umspritzt werden können oder aber, wie schon erwähnt, als Wechselköpfe in Bürstenkörper eingefügt werden können. Die Halteplatte 1 hat dabei auf ihrer den überstehenden Borsten 4 abgewandten Oberseite 8 die schon mehrfach erwähnten abstehenden Vorsprünge 9 mit Hinterschneidungen 10 und diese bildenden Verbreiterungen 11 sowie darunter befindlichen Querschnittsverminderungen, welche Querschnittsverminderungen im Ausführungsbeispiel gleichzeitig die Hinterschneidungen 10 sind. Die durch die Halteplatte 1 dabei hindurchgreifenden Halteenden 7 der Kunststoffborsten 4 sind im Bereich der Hinterschneidungen 10 derart miteinander verschmolzen, daß der verschmolzene Teil der Borstenbüschel 3 die Hinterschneidungen 10 ganz oder teilweise und die Zwischenräume zwischen den Borsten 4 und zwischen den Borsten 4 und den Rändern der Lochungen 2 ausfüllt, so daß eine Dichtigkeit gegen Feuchtigkeit oder auch gegen einen Kunststoff erreicht wird, falls das Borstenfeld 5 anschließend mit einem aus Kunststoff bestehenden Bürstenkörper umspritzt wird.
Alle Ausführungsbeispiele des Borstenfeldes 5 (Fig.5, 6 und 8) haben also gemeinsam, daß die verschmolzenen Borstenenden 7 mit entsprechend hinterschnittenen Vorsprüngen 9 vernietet sind, wobei aber beim Ausführungsbeispiel nach Fig.6 noch hinzu kommt, daß die angeschmelzenen Enden 7 der Büschel 3 von Kunststoffborsten 4 die mit Hinterschneidungen 10 und Verbreiterungen 11 versehenen Vorsprünge 9 nicht nur im Bereich der Hinterschneidungen (wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.5), sondern auch im Bereich der Vorsprünge 9 und der Verbreiterungen 11 umschließen, so daß die Verbreiterungen 11 in den verschmolzenen Teil der Borstenbüschel 3 eingebettet sind. Dabei überragt der verschmolzene Teil der Borstenbüschel 3 die mit Verbreiterungen 11 und Hinterschneidungen 10 versehenen Vorsprünge 9 an der Oberseite 8 der Halteplatte 1 und der verschmolzene Bereich eines Borstenbüschels 3 ist gleichzeitig auch mit dem oder den verschmolzenen Bereichen des oder der Nachbarbüschel ebenfalls verschmolzen, so daß sich oberhalb der Verbreiterungen 10 eine durchgehende Schicht aus dem Kunststoff ergibt, aus welchem die Kunststoffborsten 4 bestehen und womit diese einstückig verbunden sind. Eine entsprechend feste und dichte Verbindung ergibt sich trotz der Fertigung der Halteplatte 1 und der Borsten 4 aus unterschiedlichen Werkstoffen.
Fig.8 zeigt ein Borstenfeld 5, bei welchem durch das gleichzeitige Anstauchen der Verbreiterungen 11 an den Vorsprüngen 9 und Verschmelzen der Enden 7 der Borsten 4 eine bündige oder durchgehende Oberfläche des gesamten Borstenfeldes 5 auf der den Arbeitsenden 6 abgewandten Oberseite 8 der Halteplatte 1 gebildet ist.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, daß die Halteplatte 1 auch aus Metall bestehen könnte, beispielsweise aus einer Blechplatine, die ausgestanzt wird und bei welcher Lochungen 2 durchgestoßen werden, so daß sich die Lochungsränder an der Oberseite dieser Halteplatte 1 nach oben verformen und dort von vorneherein Hinterschneidungen bilden, die beim Anschmelzen der überstehenden Kunststoffborsten 4 umschlossen werden können, so daß auch dann eine feste und dichte Verbindung zwischen Halteplatte 1 und Borsten 4 geschaffen wird, die ein nachträgliches Umspritzen mit einem Bürstenkörper ermöglicht und auch keine Flüssigkeit hindurchtreten läßt, wenn es sich um eine Zahnbürste handelt.
Das Borstenfeld 5 für Bürsten mit einer Halteplatte 1, diese durchsetzenden Lochungen 2 und durch diese Lochungen 2 geführten Kunststoffborsten 4 wird dadurch hergestellt, daß die Halteplatte 1 auf deren den freien Arbeitsenden 6 der Borsten 4 abgewandter Oberseite 8 mit Vorsprüngen 9 mit Hinterschneidungen 10 oder Einziehungen oder dergleichen versehen wird, daß die Borsten 4 in diese Lochungen 2 mit einem in den Bereich der Hinterschneidungen 10 ragenden Überstand eingeführt werden, daß die Borsten 4 im Bereich der Hinterschneidungen 10 derart erhitzt werden, daß eine die Hinterschneidungen ganz oder teilweise ausfüllende Schmelze oder plastische Masse aus dem Kunststoff der Borsten 4 entsteht, und daß durch die danach erstarrende Masse aus Kunststoff der Borsten Formschluß zwischen den Borsten 4 oder Borstenbüscheln 3 und den Hinterschneidungen 10 und somit der Halteplatte 1 gebildet wird. Dabei können die Hinterschneidungen 10 zuerst oder aber gleichzeitig mit dem Anschmelzen der zu verschmelzenden Enden 7 der Kunststoffborsten 4 gebildet werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen von Borstenfeldern (5) für Bürsten, wobei Büschel (3) von Kunststoffborsten (4) in Lochungen (2) einer Halteplatte (1) eingeführt und die ihren späteren freien Arbeitsenden (6) abgewandten Enden (7) miteinander verschmolzen und dadurch an der Halteplatte (1) festgelegt werden, wobei an der Halteplatte (1) auf deren den freien Arbeitsenden (6) der Borsten (4) abgewandter Oberfläche (8) Vorsprünge (9) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (1) mit ihren Vorsprüngen (9) aus einem Kunststoff, der eine höhere Schmelztemperatur als der Kunststoff der Kunststoffborsten (4) hat, hergestellt wird, daß die Vorsprünge (9) mit Hinterscheidungen (10) gebildet werden, daß zuvor oder danach die Borsten (4) in diese Lochungen (2) mit einem in den Bereich der Vorsprünge (9) oder der Hinterscheidungen (10) ragenden Überstand gegenüber der Halteplatte (1) eingeführt werden, daß die Borsten (4) im Bereich der Vorsprünge (9) oder der Hinterschneidungen (10) derart erhitzt werden, daß eine die Hinterschneidungen ganz oder teilweise ausfüllende Schmelze und/oder plastische Masse aus dem Kunststoff der Borsten (4) entsteht, und daß durch die danach erstarrende Masse aus dem Kunststoff der Borsten (4) Formschluß zwischen den Borsten (4) oder Borstenbüscheln (3) und den Hinterscheidungen (10) der Halteplatte (1) gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (1) mit Lochungen (2) für die Borstenbüschel im Spritzgießverfahren hergestellt wird, wobei an Zwischenstege (2a) und Zwischenräume zwischen den Lochungen (2) auf der Oberoder Rückseite (8) Vorsprünge (9), insbesondere stiftartige, leistenförmige, im Querschnitt kreuzförmige und/oder mehreckige und/oder ringförmige, zum Beispiels kreisringförmige oder mehreckig-ringförmige Vorsprünge (9) angeformt und diese Vorsprünge (9) anschließend, insbesondere unter Wärmeeinwirkung, angestaucht werden, so daß an ihrem der Halteplatte (1) abgewandten Ende ein ihren Querschnitt übertreffender Kopf, eine Verbreiterung (11) oder dergleichen Überstand gebildet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Vorsprünge (9) zumindest bereichsweise mit geringerer Abmessung als der Abstand der Lochungen (2) der Halteplatte (1) gewählt wird.
  4. Verfahren zum Herstellen von Borstenfeldern (5) für Bürsten, wobei Büschel (3) von Kunststoffborsten (4) in Lochungen (2) einer Halteplatte (1) eingeführt und die ihren späteren freien Arbeitsenden (6) abgewandten Enden (7) miteinander verschmolzen und dadurch an der Halteplatte (1) festgelegt werden, wobei an der Halteplatte (1) auf deren den freien Arbeitsenden (6) der Borsten (4) abgewandter Oberfläche (8) Vorsprünge (9) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (1) aus Metall oder Metallblech gefertigt, zum Beispiel ausgestanzt wird, und daß von der Seite, auf welcher die Borsten in Gebrauchsstellung überstehen, die Lochungen derart eingedrückt werden, daß die Lochungsränder an der Oberseite überstehen und zumindest bereichsweise von der jeweiligen Lochung, eine Hinterschneidung bildend, wegweisen, daß zuvor oder danach die Borsten (4) in diese Lochungen (2) mit einem in den Bereich der Vorsprünge (9) oder der Hinterschneidungen (10) ragenden Überstand gegenüber der Halteplatte (1) eingeführt werden, daß die Borsten (4) im Bereich der Vorsprünge (9) oder der Hinterschneidungen (10) derart erhitzt werden, daß eine die Hinterschneidungen ganz oder teilweise ausfüllende Schmelze und/oder plastische Masse aus dem Kunststoff der Borsten (4) entsteht, und daß durch die danach erstarrende Masse aus dem Kunststoff der Borsten (4) Formschluß zwischen den Borsten (4) oder Borstenbüscheln (3) und den Hinterschneidungen (10) der Halteplatte (1) gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbüschel (4) zunächst in die Lochungen (2) der Halteplatte (1) eingebracht und eingefüllt werden, daß dann die an der Oberseite (8) der Halteplatte (1) überstehenden Vorsprünge (9) durch Hitzeeinwirkung angeschmolzen oder gestaucht und danach die über die Oberseite der Halteplatte und die angestauchten Vorsprünge überstehenden oder zumindest bis in den Bereich dieser Vorsprünge (9) ragenden Halteenden (7) der Borsten (4) angeschmolzen werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Stauchen der Vorsprünge (9) mit dem Heiz- oder Schmelzwerkzeug (14,15) gleichzeitig ein Druck ausgeübt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6, dadurch, daß die Vorsprünge (9) und der in ihren Bereich ragende Überstand der Borsten (4) im wesentlichen gleichzeitig erhitzt werden.
  8. Borstenfeld (5) mit einer Halteplatte (1) und dieser gegenüber vorstehenden Büscheln (3) von Borsten (4) aus Kunststoff für eine Bürste, hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (1) auf ihrer den überstehenden Borsten (4) abgewandten Oberseite (8) abstehende Vorsprünge (9) mit Hinterschneidungen (10) und diese bildenden Verbreiterungen (11) sowie darunter befindlichen Querschnittsverminderungen aufweist, daß die Halteplatte (1) mit ihren Vorsprüngen (9) aus einem Kunststoff, der eine höhere Schmelztemperatur als der Kunststoff der Kunststoffborsten (4) hat, besteht und daß die durch die Halteplatte (1) hindurchgreifenden Halteenden (7) der Kunststoffborsten (4) im Bereich der Hinterschneidungen (10) derart miteinander verschmolzen sind, daß der verschmolzene Teil der Borstenbüschel (3) die Hinterschneidungen (10) ganz oder teilweise und die Zwischenräume zwischen den Borsten (4) und zwischen den Borsten (4) und den Rändern der Lochungen (2) ausfüllt.
  9. Borstenfeld nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die angeschmolzenen Enden (7) der Büschel (3) von Kunststoffborsten (4) die mit Hinterschneidungen (10) und Verbreiterungen (11) versehenen Vorsprünge (9) im Bereich der Hinterschneidungen (10) und Vorsprünge (9) umschließen und die Verbreiterungen (11) in den verschmolzenen Teil der Borstenbüschel (3) eingebettet sind.
  10. Borstenfeld nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der verschmolzene Teil der Borstenbüschel (3) die mit Verbreiterungen (11) und Hinterschneidungen (10) versehenen Vorsprünge (9) an der Oberseite (8) der Halteplatte (1) überragt und daß der verschmolzene Bereich eines Borstenbüschels (3) mit dem oder den verschmolzenen Bereichen des oder der Nachbarbüschel ebenfalls verschmolzen ist.
  11. Borstenfeld mit einer Halteplatte (1) aus Metall oder Blech mit Lochungen (2) zur Aufnahme der Büschel (3) oder Bündel von Borsten (4), hergestellt gemäß dem Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochungen (2) von der Seite her, auf welcher die Borsten (4) mit ihren Arbeitsenden (7) überstehen, eingedrückt und durchgestoßen sind und daß die dadurch auf die Oberseite (8) der Halteplatte (1) geformten Lochungsränder Hinterschneidungen zum Aufnehmen der Schmelze der angeschmolzenen Kunststoffborsten (4) bilden und ganz oder teilweise von dieser Schmelze umschlossen sind.
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