EP1021971A1

EP1021971A1 - Durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel von Borstenfilamenten

Info

Publication number: EP1021971A1
Application number: EP99124358A
Authority: EP
Inventors: Ralf Lindner; Heinrich Iglseder; Ludger Graute; Stephen Peter Dieudonné
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2000-07-26
Anticipated expiration: 2019-12-07
Also published as: EP1021971B9; EP1021971B1; PT1021971E; ATE251405T1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein, durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel (6) von Borstenfilamenten (7), welche Borstenfilamente (7) durch ein Rahmenteil (9) zusammengefaßt sind. Um ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel von Borstenfilamenten der in Rede stehenden Art verbessert auszubilden derart, daß eine einfache und prozeßsichere Halterung und Abdichtung der Borstenfilamente gegeben ist, wird vorgeschlagen, daß das Rahmenteil (9) unter teilweisem Eindringen in Zwischenbereiche (10) von Außen-Borstenfilamenten (7') an die Borstenfilamente (7) im Kunststoffspritzverfahren angespritzt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel von Borstenfilamenten, welche Borstenfilamente durch ein Rahmenteil zusammengefaßt sind.

Derartige Bündel von Borstenfilamenten sind in unterschiedlichsten Arten bekannt, so bspw. bei sogenannten Malerpinseln. Darüber hinaus ist es auch bekannt, derartige Bündel bei Geräten zur Reinigung von glatten Flächen, insbesondere senkrechten Flächen, bspw. Fensterflächen, einzusetzen. Hierbei kann ein Fluid mittels Kapillaren definiert aus einem Tank auf eine Oberfläche aufgetragen werden, wozu der Kapillarquerschnitt bzw. der Kapillardurchmesser auf das Fluid und die zu benetzende Oberfläche abgestimmt wird. Die Borstenfilamente werden zur Bildung des saugfähigen Bündels in der Regel mechanisch verpreßt, wobei sich bspw. zwischen drei Borstenfilamenten jeweils ein Kapillarzwickel bildet. Die Verpressung erfolgt zum Beispiel mittels Keilen oder verpreßten Metalleisten. Hierbei erweist es sich als Nachteil, daß durch die gewünschten Kapillareigenschaften des herzustellenden Bündels ein nachträgliches Verpressen bzw. ein nachträgliches Abdichten der Kapillarfördereinheit notwendig ist. Zudem ist bei einer Herstellung von großflächigen Kapillarfördereinheiten mit definierten Kapillardurchmesser keine prozeß-sichere Herstellung möglich.

Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel von Borstenfilamenten der in Rede stehenden Art verbessert auszubilden derart, daß eine einfache und prozeßsichere Halterung und Abdichtung der Borstenfilamente gegeben ist.

Diese Problematik ist zunächst und im wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß das Rahmenteil unter teilweisem Eindringen in Zwischenbereiche von Außen-Borstenfilamenten an die Borstenfilamente im Kunststoffspritzverfahren angespritzt ist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine einfache und sichere Befestigung von Borstenfilamenten zur Bildung eines saugfähigen Bündels gegeben. Darüber hinaus ist eine optimale Randabdichtung der Borstenfilamente gegeben. Die zusammengefaßten Borstenfilamente werden bspw. einseitig zu einer Kapillareinheit mit einem Kunststoffrahmen lokal umspritzt. Durch das teilweise Eindringen in die Zwischenbereiche von Außen-Borstenfilamenten bzw. das Umspülen derselben mit Kunststoff ergibt sich eine optimale Randabdichtung. Hierbei ist der Kapillardurchmesser bspw. über den Schließdruck des Spritzgußwerkzeuges einstellbar. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erweist sich dahingehend noch als vorteilhaft, daß keine zusätzlichen Befestigungen in Form von Verrastungen oder Verpressungen sowie kein nachträgliches Abdichten der Randbereiche notwendig ist. Weiter ist durch das Umspritzen der Borstenfilamente mit Kunststoff eine optimale Abstimmung der Kapillardurchmesser auf die jeweilige Anwendung möglich. Des weiteren ist auch eine Porösitätsverteilung der Kapillarfördereinheit einstellbar. Eine hohe Prozeßsicherheit ist dadurch gegeben, daß das Verfahren zum Umspritzen der Borstenfilamente mit Kunststoff lediglich abhängig ist von den Spritzparametern. Zudem kann vorgesehen sein, daß das Rahmenteil unter beidseitiger Belassung einer freien Länge der Borstenfilamente an diese im Kunststoffspritzverfahren angespritzt ist. So ist ein beidseitig des Rahmenteiles freies Bündel gegeben, welche eine Seite bspw. in eine Fluidvorratskammer eintauchen kann, während die andere freie Seite zum Auftrag des Fluids dient. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß das Rahmenteil als integraler Ringkörper ausgebildet ist. Darüber hinaus ist auch denkbar, das Rahmenteil derart auszubilden, daß dieses die Borstenfilamente umfaßt und zugleich das zu bildende Bündel stegartig durchsetzt, womit Bündelteilbereiche gebildet sind. Zudem erweist es sich in einer Weiterbildung als vorteilhaft, daß das Rahmenteil die Borstenfilamente unter Vorspannung zusammenhält. Im bekannten Stand der Technik erweist es sich stets als nachteilig, daß im Zuge des Fluidauftrages, insbesondere bei Pinseln der Auftrag von hochviskosen Lacken, Borsten bzw. Borstenfilamente sich aus ihrer Halterung lösen. Das Zusammenhalten der Borstenfilamente unter Vorspannung kann auch dahingehend genutzt werden, daß die Vorspannung in Längsrichtung der Borstenfilamente auf der einen Seite des Rahmenteiles unterschiedlich zu der Vorspannung auf der anderen Seite des Rahmenteiles ist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist die Kapillarität des gebildeten Bündels auf den Einsatzzweck individuell einstellbar. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Borstenfilamente aus Kunststoff bestehen und daß die Außen-Borstenfilamente mit dem Rahmenteil verschmolzen sind. Zufolge dieser Ausgestaltung ist, bei Bedarf unter gleichzeitiger Vorspannung, eine sichere Halterung der zu einem Bündel zusammengefaßten Borstenelemente gegeben. Darüber hinaus sind durch ein Verschmelzen von Außen-Borstenfilamenten mit dem Rahmenteil auch unterschiedliche Kapillarwirkungen möglich. Insbesondere ist hierdurch eine erhöhte Randabdichtung gegeben. Die Borstenfilamente sind in einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes an einer Stirnkante des Bündels miteinander verbunden. Hierzu kann bspw. vorgesehen sein, daß die Borstenfilamente an einer Stirnkante des Bündels miteinander verklebt sind. Alternativ oder kombinativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Borstenfilamente an einer Stirnkante des Bündels miteinander verklemmt sind. Weiter alternativ bzw. kombinativ wird vorgeschlagen, daß die Borstenfilamente an einer Stirnkante des Bündels miteinander verschweißt sind. So ist bspw. eine Lösung denkbar, bei welcher die Borstenfilamente lose in das Spritzgießwerkzeug eingelegt werden und während des Umapritzens an der Kopfseite durch eingespritzten Kunststoff miteinander verbunden werden, so daß die Borstenfilamente an einer Stirnkante des Bündels im Kunststoffspritzverfahren miteinander verbunden sind. Der Kapillardurchmesser ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung abhängig von dem von außen aufgebrachten Druck auf das Kapillarfördersystem. Dieser Druck kann, wie bevorzugt, in der Spritzgußmaschine zum einen durch den Schließdruck des Werkzeuges und zum anderen durch den Spritzdruck eingestellt werden. Bevorzugt wird der Druck in der Spritzgußmaschine durch den Spritzdruck im Zusammenspiel mit dem Schließdruck des Werkzeuges eingestellt. Hierdurch besteht die Möglichkeit, das Kapillarsystem optimal auf die jeweiligen Anforderungen abzustimmen. Bevorzugt werden hierbei Borstenfilamente eingesetzt, welche einen Durchmesser von 10-300 µm aufweisen. Dadurch, daß das, die Borstenfilamente zusammenfassende Rahmenteil erfindungsgemäß im Kunststoffspritzverfahren hergestellt wird, ergibt sich ein weiterer Vorteil dadurch, daß das Rahmenteil integral mit einem Anschlußbauteil, bspw. einem Tank gespritzt sein kann. Demzufolge werden Rahmenteil und Anschlußbauteil in einem Durchgang hergestellt, unter Einbindung der zusammengefaßten Borstenfilamente. Ist hierbei das Anschlußbauteil ein Tank, so werden die Borstenfilamente im Zuge des Spritzvorganges derart positioniert, daß deren einen freien Enden im den zu erstellenden Tank eintauchen. Das mit einem angespritzten Rahmenteil ausgebildete Bündel kann des weiteren auch aus anderen Kapillareinheiten, wie bspw. gesinterte Werkstoffe, Gewebe oder Schwämme zusammengesetzt sein.

Die Erfindung betrifft weiter eine Borstenleiste, die sich aus Bündeln von Borstenfilamenten zusammensetzt. Eine derartige Borstenleiste ist aus der DE-A1 196 11 371 bekannt. Der Inhalt dieser Offenlegungsschrift wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zwecke, Merkmale dieser Patentanmeldung in Ansprüche vorliegender Erfindung mit einzubeziehen. Dort ist eine Borstenleiste dargestellt und beschrieben, welche dein Flüssigkeitsauftrag auf eine zu reinigende Fläche, insbesondere senkrechte Fläche dient, wobei durch Kapillarwirkung ein Reinigungsfluid aus einem Vorratstank auf getragen wird. Um auch hier eine verbesserte Halterung der Borstenfilamente bei gleichzeitiger einfacher Abdichtung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß ein die Bündel außen umgebender Rahmenteil und die Bündel trennende Querleisten integral im Kunststoffspritzverfahren hergestellt sind. Durch die Querleisten wird die Borstenleiste in einzelne Bündel unterteilt. Hierbei dringen sowohl das Rahmenteil als auch die integral angeformten Querstege teilweise in die Zwischenbereiche von Außen-Borstenfilamenten ein, gegebenenfalls unter Verschmelzung mit diesen. Des weiteren sind die Borstenfilamente durch die Querstreben bzw. dem Rahmenteil unter Vorspannung zusammengehalten. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Borstenfilamente eines jeden Bündels an einer Stirnkante miteinander zu verbinden, so bspw. zu verkleben, zu verklemmen oder miteinander zu verschweißen. Weiter alternativ können die Stirnkanten auch im Kunststoffspritzverfahren miteinander verbunden sein. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß das die Bündel außen umgebende Rahmenteil und die die Bündel trennenden Querleisten integral mit einem Anschlußbauteil, bspw. einem Tank, gespritzt sind.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines aus Borstenfilamenten bestehenden, durch Kapillarwirkung saugfähigen Bündels, welche Borstenfilamente durch ein Rahmenteil zusammengefaßt sind. Diesbezüglich wird zur Verbesserung eines derartigen Verfahrens vorgeschlagen, daß eine Kapillarität durch im Zuge eines Spritzvorganges in einem Kunststoff-Spritzwerkzeug aufgebrachten Druck auf das Bündel eingestellt wird, Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine optimale Abstimmung des Kapillarsystems auf die jeweiligen Anforderungen gegeben. Je nach im Zuge des Spritzvorganges aufgebrachten Druck auf das Bündel ist der Kapillardurchmesser zwischen den Borstenfilamenten einstellbar. Diesbezüglich wird weiter vorgeschlagen, daß der Druck durch den Schließdruck des Kunststoffspritz-Werkzeuges eingestellt wird. Weiter ist alternativ oder kombinativ vorgesehen, daß der Druck durch den Spritzdruck eingestellt wird. Weiter erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß das Rahmenteil integral mit einem Anschlußbauteil, bspw. einem Tank, gespritzt wird, wodurch sich eine Bauteilreduzierung ergibt. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das Bündel in dem Kunststoff-Spritzwerkzeug durch einen gesonderten, gegenüber Werkzeugformen des Kunststoff-Spritzwerkzeuges unabhängig verlagerbaren Stempel gehaltert wird. Demzufolge wirkt im Zuge des Spritzvorganges hauptsächlich der Schließdruck des Stempels auf das zu unspritzende Bündel. Dieses ist in dem Spritzwerkzeug zwischen den Werkzeugformen lediglich eingelegt. Der Schließdruck der Werkzeugformen wirkt demzufolge nicht auf das Einlegeteil bzw. Bündel. Dies kann in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden, daß die Kapillarität durch eine Halterungskraft des Stempels eingestellt wird. Je nach Höhe des Steinpelschließdruckes innerhalb des Spritzwerkzeuges wird das aus Borstenfilamenten bestehende Bündel mehr oder weniger verdichtet, zur Einstellung der gewünschten Kapillarität. Der hierdurch eingestellte Borstenabstand ist durch das umspritzte Rahmenteil auch nach der Entformung weiter gegeben. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß mehrere Stempel vorgesehen sind. Schließlich ist durch das angegebene Verfahren die Möglichkeit gegeben, die Kapillarität über die Länge eines Bündels unterschiedlich einzustellen. So kann bspw. durch Anordnung zweier, zueinander beabstandeter Stempel in dem Kunststoff-Spritzwerkzeug einerseits des zu spritzenden Rahmenteiles eine höhere Kapillarität und andererseits des Rahmenteiles eine geringere Kapillarität eingestellt sein. Ein mittels dieses erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Bündel aus Borstenfilamenten kann bspw. mit dem höher vorgespannten Ende in stetem Kontakt mit einem, bspw. in einem Tank bevorrateten Fluid in Kontakt stehen, wobei das weniger vorgespannte freie Ende des Bündels dem Fluidauftrag dient.

Die Erfindung betrifft auch ein Kunststoff-Spritzwerkzeug zum Umspritzen eines Einlegeteiles, bspw. von zu Bündeln zusammenfaßbaren Borstenfilamenten, insbesondere ein Kunststoff-Spritzwerkzeug zur Anwendung in einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15-23, mit zwei Werkzeugformen. Das Umspritzen von Einlegteilen in Spritzgußwerkzeugen ist im Stand der Technik bekannt. Hierbei wird ein Teil vor dem Schließen des Werkzeuges eingelegt und anschließend mit einem Material umspritzt. Die Einlegteile können hierbei sowohl von Hand als auch automatisch in das Werkzeug eingelegt werden. Nachteilig an diesen bekannten Lösungen ist zum einen, daß die Einlegeteile sich nur in einem engen Toleranzrahmen bewegen dürfen. Darüber hinaus erweist es sich als nachteilig, daß der Preßdruck auf das Einlegteil abhängig ist vom Schließdruck des Werkzeuges, wobei der Preßdruck konstant in das gesamte Einlegeteil einwirkt. Um ein Kunststoff-Spritzwerkzeug der in Rede stehenden Art verbessert auszugestalten, wird vorgeschlagen, daß ein in dem Kunststoff-Spritzwerkzeug angeordneter Stempel unabhängig von einer Schließ- und/oder Öffnungsbewegung der Werkzeugformen verlagerbar ist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine toleranzausgleichende sowie eine separat druckeinstellbare Einrichtung innerhalb eines Kunststoff-Spritzwerkzeuges gegeben, wodurch Setzbedingungen von Einlegeteilen, insbesondere von zu Bündeln zusammenfaßbaren Borstenfilamenten einstellbar sind. Der in dem Kunststoff-Spritzwerkzeug angeordnete Stempel beaufschlagt unabhängig von einer Schließ- und/oder Öffnungsbewegung der werkzeugformen das Einlegeteil, bspw. die Borstenfilamente. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist eine Federdruckbeaufschlagung des Stempels vorgesehen. Alternativ hierzu kann auch eine pneumatische Druckbeaufschlagung des Stempels gegeben sein. Weiter alternativ auch eine hydraulische Druckbeaufschlagung des Stempels. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß eine Bewegungsrichtung und/oder ein Bewegungsweg des Stempels unterschiedlich zu der Schließrichtung des Werkzeuges ist. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß die Druckbeaufschlagung des Stempels unabhängig von dem Schließdruck des Werkzeuges ist. Demzufolge kann die Druckbeaufschlagung des Einlegeteiles mittels des Stempels auf das zu halternde Material eingestellt werden, dies ohne Beeinflussung des Werkzeugschließdruckes. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist schließlich vorgesehen, daß mehrere unabhängig voneinander steuerbare Stempel vorgesehen sind. Der vom Schließweg des Werkzeuges unabhängige Stempelhub ist zum Beispiel abhängig von den Toleranzen des Einlegteiles bzw. des Setzverhaltens von Borstenarrays. Darüber hinaus ist auch ein Endanschlag möglich. Die Ausgestaltung der Kavität wird dabei durch die Stempel nicht eingeschränkt. Vielmehr können diese direkt als Schieber für die Entformung von Hinterschnitten mit verwendet werden. Weiterhin können durch die Verwendung von mehreren Stempeln unterschiedliche Preßdrücke auf ein oder mehrere Einlegeteile mit unterschiedlichem Setzverhalten ausgeübt werden. Des weiteren ist auch eine automatische Zuführung von Einlegteilen in ein offenes oder auch geschlossenes Werkzeug mit automatischer Positionierung und Fixierung des Einlegeteiles im Werkzeug mittels des Stempels möglich. Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine Umspritzung von drucksensiblen Materialien sowie von stark toleranzbehafteten Materialien möglich. Des weiteren ergibt sich hierdurch die Möglichkeit einer Umspritzung von Borstenarrays, Geweben, Textilien usw. Weiterhin erweist sich die Abdichtung der Kavität bei zum Beispiel kontinuierlich durch das Werkzeug laufende toleranzbehafteter Rollenware, die teilweise umspritzt wird, als vorteilhaft. Weiter ist eine automatische Zuführung der Einlegteile in das Werkzeug sowie eine automatische Endpositionierung der Einlegteile in dem Werkzeug mittels der Stempel möglich. Zudem ist der Preßdruck durch Verwendung von mehreren Stempeln einstellbar in Abhängigkeit der Position des Einlegteiles, womit auch über die Länge eines Einlegteiles, bspw. in Form von zu Bündeln zusammenfaßbaren Borstenfilamenten unterschiedliche Vorspannungen zur Erzielung unterschiedlicher Kapillaritäten erreicht werden können.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1: einen, an einem Bodenstaubsauggerät angeschlossenen Fensterputzvorsatz mit durch Kapillarwirkung saugfähigen Bündeln von Borstenfilamenten;
Fig. 2: einen Längsschnitt durch das Fensterputzvorsatzgerät;
Fig. 3: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bündels in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 4: den Schnitt gemäß der Linie IV-IV;
Fig. 5: eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung, jedoch eine zweite Ausführungsform betreffend;
Fig. 6: den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7: eine stark vergrößerte Schnittdarstellung gemäß der Linie VII-VII in Fig. 5;
Fig. 8: eine Stirnansicht auf eine aus mehreren Bündeln zusammengesetzte Borstenleiste;
Fig. 9: eine perspektivische Ausschnittsdarstellung der Borstenleiste;
Fig. 10: eine der Fig. 9 entsprechende perspektivische Ausschnittsdarstellung, jedoch eine alternative Querschnittsausgestaltung der einzelnen Bündel betreffend;
Fig. 11: eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Spritzwerkzeuges in der Offenstellung;
Fig. 12: das Werkzeug gemäß Fig. 11 in der Schließstellung;
Fig. 13: eine der Fig. 12 entsprechende Schnittdarstellung, jedoch eine alternative Ausbildung betreffend.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Fensterputzvorsatzgerät 1, welches saugleitungsmäßig angeschlossen ist an ein Bodenstaubsauggerät 2.

In dem Fensterputzvorsatzgerät 1 ist zum Auftrag eines, in einem Tank 3 bevorrateten Fluids 4 eine Borstenleiste 5 gehaltert. Letztere setzt sich aus Bündeln 6 von Borstenfilamenten 7 zusammen. Die zu der Borstenleiste 5 zusammengefaßten Bündel 6 sind durch Kapillarwirkung saugfähig ausgebildet, zum Auftrag des in dem Tank 3 bevorrateten Fluids 4 auf eine zu reinigende Fläche 8.

In den Fig. 3 bis 6 sind zwei Ausführungsbeispiele eines Bündels 6 aus Borstenfilamenten 7 dargestellt. Die Borstenfilamente 7 eines jeden Bündels 6 sind durch ein Rahmenteil 9 zusammengefaßt, welches Rahmenteil 9 unter teilweisem Eindringen in Zwischenbereiche 10 von Außen-Borstenfilamenten 7' an die Borstenfilamente 7 im Kunststoffspritzverfahren angespritzt ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen bestehen die Borstenfilamente 7 aus Kunststoff, wobei die Außen-Borstenfilamente 7' mit den gespritzten Rahmenteil 9 verschmolzen sind (vergl. Fig. 7).

Wie aus den Darstellungen zu erkennen, ist das Rahmenteil 9 unter beidseitiger Belassung einer freien Länge der Borstenfilamente 7 an diese angespritzt, wobei das Rahmenteil 9 im wesentlichen als integraler Ringkörper ausgebildet ist.

Die Ausbildung ist hierbei weiter so gewählt, daß die Borstenfilamente 7 durch das Rahmenteil 9 unter Vorspannung zusammengehalten sind, welche Vorspannung abhängig ist von der gewünschten Kapillarität des zu bildenden Bündels 6.

Des weiteren kann die Vorspannung in Längsrichtung der Borstenfilamente 7 auf der einen Seite des Rahmenteiles 9 unterschiedlich von der Vorspannung auf der anderen Seite des Rahmenteiles 9 sein. So ist bspw. ein, bei Anordnung des erfindungsgemäßen Bündels 6 in einem Fensterputzvorsatzgerät 1 dem Tank 3 zugeordneter Bereich 11 mit einer höheren Kapillarität versehen als der gegenüberliegende Auftragsbereich 12.

Des weiteren sind die Borstenfilamente 7 an einer Stirnkante 13, bevorzugt der dem Tank 3 zuordbaren Stirnkante des Bündels 6 miteinander verbunden. So sind die Borstenfilamente 7 in dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel miteinander verklebt. Der Verbindungabereich ist mit dem Bezugszeichen 14 versehen.

In dem in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stirnkanten 13 der Borstenfilamente 7 im Kunststoffspritzverfahren miteinander verbunden.

Alternativ zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist auch eine Verschweißung der Stirnkanten 13 möglich, darüber hinaus auch eine Verklemmung der Borstenfilamente 7 an ihren Stirnkanten 13.

Zur Bildung einer Borstenleiste 5 ist eine Anordnung von Bündeln 6 gemäß Fig. 8 bevorzugt, wobei das die Bündel 6 außen umgebende Rahmenteil 9 und die, die Bündel 6 trennenden Querleisten 15 integral im Kunststoffspritzverfahren hergestellt sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 8 und 9 ist eine im Grundriß dreieckförmige Ausformung eines jeden Bündels 6 gewählt. Es sind jedoch auch andere Grundrißformen, wie die in Fig. 10 dargestellte Sechskantform denkbar.

Die so gebildete Borstenleiste 5 besitzt somit mehrere, jeweils unter Vorspannung zwischen dem Rahmenteil 9 und den Querstegen 15 gehalterte Bündel 6, wobei auch hier unter Verwendung von Kunststoff-Borstenfilamenten eine Verschmelzung von Außen-Borstenfilamenten und Rahmenteil 9 bzw. Querstege 15 vorteilhaft ist.

Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Bündel 6 bzw. der aus Bündeln 6 zusammengesetzten Borstenleiste 5 ist eine einfache und prozeßsichere Abdichtung und Befestigung von Kapillarleisten/Borstenfilamenten bspw. in einem Kunststofftank 3 gegeben. Die Erfindung beruht darauf, daß einseitig zu einer Kapillareinheit zusammengefaßte Borstenfilamente 7, welche einen Durchmesserbereich von ca. 10-300 µm aufweisen, mit einem Kunststoffrahmen (Rahmenteil 9) umspritzt werden. Wie erwähnt, können die Borstenfilamente 7 dabei miteinander stirnseitig verklebt, verklemmt oder verschweißt sein. Weiterhin sind Lösungen denkbar, bei welchen die Borstenfilamente 7 lose in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt werden und während des Umspritzens an der Stirnseite durch den eingespritzten Kunststoff miteinander verbunden werden.

Eine Befestigung anderer Kapillareinheiten, wie z. B. gesinterte Werkstoffe, Gewebe oder Schwämme ist in gleicher Weise möglich.

Der Kapillardurchmesser ist bei den beschriebenen Ausführungsformen abhängig von dem von außen aufgebrachten Druck auf das Kapillarfördersystem. Dieser Druck kann in der Spritzgußmaschine zum einen durch den Schließdruck des Werkzeuges und zum anderen durch den Spritzdruck eingestellt werden. Dadurch besteht die Möglichkeit, das Kapillarsystem optimal auf die jeweiligen Anforderungen abzustimmen.

Durch die lokale Umspritzung der Borsten 6 bzw. der Borstenleiste 5 ergibt sich eine optimale Randabdichtung, da die Außen-Borstenfilamente 7' mit Kunststoff verschmelzen bzw. von diesem umspült werden. Es ist somit kein nachträgliches Abdichten der Randbereiche notwendig. Zudem kann auch vorgesehen sein, daß das Rahmenteil 9 integral mit einem Anschlußbauteil, bspw. dem Tank 3, gespritzt ist, womit keine zusätzlichen Befestigungen durch Verrasten oder Verpressen notwendig sind.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist eine optimale Abstimmung der Kapillardurchmesser auf die jeweilige Anwendung möglich. Zudem ist die Porösitätsverteilung der Kapillarfördereinheit einstellbar.

In den Fig. 11 und 12 sind schematisch ein Kunststoff-Spritzwerkzeug 16 zum Umspritzen eines Einlegeteiles dargestellt. Das Einlegeteil ist hierbei eine Vielzahl von, zu einem Bündel 6 zusammenfaßbaren Borstenfilamenten 7.

Das Kunststoff-Spritzwerkzeug setzt sich im wesentlichen zusammen aus zwei Werkzeugformen 17, 18 und zwei in einer Werkzeugform 17 verschiebbar gelagerten Sternpeln 19, 20 zusammen.

Die in der Werkzeugform 17 angeordneten Stempel 19 und 20 sind unabhängig von einer Schließ- und/oder Öffnungsbewegung der Werkzeugformen 17, 18 verlagerbar. Des weiteren kann auch die Bewegungsrichtung und/oder der Bewegungsweg eines jeden Stempels 19, 20 zueinander und auch zur Schließrichtung des Werkzeuges 16 unterschiedlich sein.

Durch die in der Werkzeugform 17 angeordneten Stempel 19, 20 kann das. Einlegteil -hier die Borstenfilamente 7- definiert und unabhängig vom Schließdruck des Werkzeugs 16 mit Druck (F1 bzw. F2) beaufschlagt werden. Dabei ist die Richtung der Druckbeaufschlagung unabhängig von der Schließrichtung (Pfeile r) des Werkzeuges 16. Die Druckbeaufschlagung auf die Stempel 19, 20 kann dabei zum Beispiel mittels Federn, Federelementen, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen. Ebenfalls unabhängig vom Schließweg des Werkzeuges 16 ist der Stempelhub. Dieser kann hierbei abhängig sein von den Toleranzen des Einlegteiles bzw. dem Setzverhalten der eingelegten Borstenfilamente 7. Darüber hinaus ist auch ein Endanschlag möglich.

Die Ausgestaltung der Kavität 21 wird durch die gewählte Ausgestaltung durch die Stempel 19, 20 nicht eingeschränkt. Vielmehr können diese Stempel 19, 20 direkt als Schieber für die Entformung von Hinterschnitten mitverwendet werden.

Im Zuge des Schließvorganges des Werkzeuges 16 werden die Stempel 19, 20 unabhängig hierzu in Richtung auf das Einlegeteil -hier Borstenfilamente 7- bewegt, zur Einspannung derselben und zur Bildung einer Kavität 21 zwischen den Stempeln 19, 20 (vergl. Fig. 12). Durch die Verwendung zweier unabhängig voneinander steuerbarer Stempel 19, 20 sind auch unterschiedliche Preßdrücke auf das Einlegeteil einstellbar, womit unterschiedliche Setzverhalten der Borstenfilamente 7 in den dem jeweiligen Stempel zugeordneten Bereichen ausgeübt werden. So erfährt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der dem Stempel 20 zugeordnete Bereich der Borstenfilamente 7 eine größere Vorspannung als der dem Stempel 19 zugeordnete Bereich. Zufolge dieser unterschiedlichen Vorspannung ergeben sich nach einem Umspritzen des Borstenbündels mit Kunststoff beidseitig des hierdurch gebildeten Rahmenteiles unterschiedliche Kapillaritäten.

Darüber hinaus ist eine Einstellung der Kapillarität auch durch den Spritzdruck denkbar.

In der Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform des Kunststoff-Spritzwerkzeuges 16 dargestellt. Hier ist zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine weitere Kavität 22 vorgesehen, zur Bildung einer, die Stirnkanten 13 der Borstenelemente 7 verbindenden, im Kunststoffspritzverfahren hergestellten Decke 14.

Zufolge der beschriebenen Ausgestaltung des Kunststoff-Spritzwerkzeuges 16 und dem damit ermöglichten Verfahren zur Herstellung eines aus Borstenfilamenten 7 bestehenden Bündels 6, welche Borstenfilamente 7 durch ein Rahmenteil 9 zusammengefaßt sind, ist eine Umspritzung von drucksensiblen Materialien und von stark toleranzbehafteten Materialien möglich, so auch eine Umspritzung von Borstenarrays, Geweben, Textilien usw. Es ist stets eine ausreichende Abdichtung der Kavität, z. B. bei kontinuierlich durch das Werkzeug 16 laufende, toleranzbehafteter Rollenware, die teilweise umspritzt wird, gegeben. Darüber hinaus ist eine automatische Zuführung des Einlegteiles in das Werkzeug 16 mittels der Stempel 19, 20 möglich sowie eine automatische Endpositionierung der Einlegteile mittels der Stempel 19, 20. Der Preßdruck ist durch die Verwendung von mehreren Stempeln 19, 20 einstellbar in Abhängigkeit von der Position und vom Material des Einlegteiles.

Die zuvor beschriebenen Merkmale, sowohl die des fertigen Bauteiles (umspritzte Bündel 6 bzw. Borstenleiste 5) als auch die, des Kunststoff-Spritzwerkzeuges 16 und des Verfahrens zum Umspritzen der Bündel 6 sind auch hinsichtlich anderer durch Kapillarwirkung saugfähiger Bündel von Borstenfilamenten denkbar, so bspw. bei der Herstellung von Bündeln für Pinsel oder andere Borsten aufweisende Auftragskörper.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel, bei welchem das Rahmenteil 9 als integraler Ringkörper ausgebildet ist.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel, bei welchem die Vorspannung in Längsrichtung der Borstenfilamente 7 auf der einen Seite des Rahmenteiles 9 unterschiedlich zu der Vorspannung auf der anderen Seite des Rahmenteiles 9 ist.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel, bei welchem die Borstenfilamente 7 aus Kunststoff bestehend und daß die Außen-Borstenfilamente 7' mit dem Rahmenteil 9 verschmolzen sind.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel, bei welchem die Borstenfilamente 7 an einer Stirnkante 13 des Bündels 6 miteinander verklebt sind.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel, bei welchem die Borstenfilamente 7 an einer Stirnkante 13 des Bündels 6 miteinander verklemmt sind.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel, bei welchem die Borstenfilamente 7 an einer Stirnkante 13 des Bündels 6 miteinander verschweißt sind.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel, bei welchem die Borstenfilamente 7 an einer Stirnkante 13 des Bündels 6 im Kunststoffspritzverfahren miteinander verbunden sind.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel, bei welchem die Borstenfilamente 7 einen Durchmesser von 10-300 µm aufweisen.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines aus Borstenfilamenten 7 bestehenden, durch Kapillarwirkung saugfähigen Bündels 6, bei welchem der zur Einstellung der Kapillarität dienende Druck durch den Schließdruck des Kunststoffspritz-Werkzeuges 16 eingestellt wird.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bündels 6, bei welchem der Druck durch den Spritzdruck eingestellt wird.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bündels 6, bei welchem der Druck durch den Schließdruck des Kunststoff-Spritz-Werkzeugs 16 verbunden mit dem Spritzdruck eingestellt wird.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bündels 6, bei welchem das Rahmenteil 9 integral mit einem Anschlußbauteil, bspw. einem Tank 3, gespritzt wird.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bündels 6, bei welchem die Kapillarität durch eine Halterungskraft des Stempels 19, 20 eingestellt wird.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bündels 6, bei welchem mehrere Stempel 19, 20 vorgesehen sind.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Bündels 6, bei welchem die Kapillarität über die Länge eines Bündels 6 unterschiedlich eingestellt wird.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Kunststoff-Spritzwerkzeug, bei welchem eine Federdruckbeaufschlagung des Stempels 19, 20 vorgenommen ist.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Kunststoff-Spritzwerkzeug, bei welchem eine pneumatische Druckbeaufschlagung des Stempels 19, 20.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Kunststoff-Spritzwerkzeug, bei welchem eine hydraulische Druckbeaufschlagung des Stempels 19, 20 vorgenommen ist.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Kunststoff-Spritzwerkzeug, bei welchem die Druckbeaufschlagung des Stempels 19, 20 unabhängig von dem Schließdruck des Werkzeugs 16 ist.

Gegenstand der Erfindung, der allein oder in Verbindung mit den zuvor erläuterten Gegenständen von Bedeutung ist, ist auch ein Kunststoff-Spritzwerkzeug, bei welchem mehrere unabhängig voneinander steuerbare Stempel 19, 20 vorgesehen sind.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims

Durch Kapillarwirkung saugfähiges Bündel (6) von Borstenfilamenten (7), welche Borstenfilamente (7) durch ein Rahmenteil (9) zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (9) unter teilweisem Eindringen in Zwischenbereiche (10) von Außen-Borstenfilamenten (7') an die Borstenfilamente (7) im Kunststoffspritzverfahren angespritzt ist.
Bündel nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (9) unter beidseitiger Belassung einer freien Länge der Borstenfilamente (7) an diese im Kunststoffspritzverfahren angespritzt ist.
Bündel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (9) die Borstenfilamente (7) unter Vorspannung zusammenhält.
Bündel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenfilamente (7) an einer Stirnkante (13) des Bündels (6) miteinander verbunden sind.
Bündel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmenteil (9) integral mit einem Anschlußbauteil, bspw. einem Tank (3), gespritzt ist.
Borstenleiste, die sich aus Bündeln (6) von Borstenfilamenten (7) zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Bündel (6) außen umgebender Rahmenteil (9) und die Bündel (6) trennende Querleisten (15) integral im Kunststoffspritzverfahren hergestellt sind.
Verfahren zur Herstellung eines aus Borstenfilamenten (7) bestehenden, durch Kapillarwirkung saugfähigen Bündels (6), welche Borstenfilamente (7) durch ein Rahmenteil (9) zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kapillarität durch im Zuge eines Spritzvorganges in einem Kunststoff-Spritzwerkzeug (16) aufgebrachten Druck auf das Bündel (6) eingestellt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (6) in dem Kunststoff-Spritzwerkzeug (16) durch einen gesonderten, gegenüber Werkzeugformen (17, 18) des Kunststoff-Spritzwerkzeuges (16) unabhängig verlagerbaren Stempel (19, 20) gehaltert wird.
Kunststoff-Spritzwerkzeug (16) zum Umspritzen eines Einlegeteiles, bspw. von zu Bündeln (6) zusammenfaßbaren Borstenfilamenten (7), insbesondere Kunststoff-Spritzwerkzeug (16) zur Anwendung in einem Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15-23, mit zwei Werkzeugformen (17, 18), dadurch gekennzeichnet, daß ein in dem Kunststoff-Spritzwerkzeug (16) angeordneter Stempel (19, 20) unabhängig von einer Schließ- und/oder Öffnungsbewegung der Werkzeugformen (17, 18) verlagerbar ist.
Kunststoff-Spritzwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 27 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bewegungsrichtung und/oder ein Bewegungsweg des Stempels (19, 20) unterschiedlich zu der Schließrichtung des Werkzeuges (16) ist.