EP1613190A1 - Stössel für ein stopfwerkzeug zum eintreiben eines streifenförmigen halteelements in ein ein borstenbüschel aufnehmendes bohrloch eines zahnbürstenkopfes - Google Patents

Stössel für ein stopfwerkzeug zum eintreiben eines streifenförmigen halteelements in ein ein borstenbüschel aufnehmendes bohrloch eines zahnbürstenkopfes

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EP1613190A1
EP1613190A1 EP04722171A EP04722171A EP1613190A1 EP 1613190 A1 EP1613190 A1 EP 1613190A1 EP 04722171 A EP04722171 A EP 04722171A EP 04722171 A EP04722171 A EP 04722171A EP 1613190 A1 EP1613190 A1 EP 1613190A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plunger
tappet
projection
driving
tappet according
Prior art date
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Application number
EP04722171A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1613190B1 (de
Inventor
Georges Driesen
Wolfgang SCHÜPPERT
Michael DÜMIG
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Braun GmbH
Original Assignee
Braun GmbH
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Publication date
Application filed by Braun GmbH filed Critical Braun GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1613190B1 publication Critical patent/EP1613190B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies
    • A46D3/042—Machines for inserting or fixing bristles in bodies for fixing bristles using an anchor or staple

Definitions

  • Plunger for a stuffing tool for driving a strip-shaped retaining element in a bristle tufts receiving borehole of a toothbrush head
  • the invention relates to a plunger for a stuffing tool for driving a strip-shaped holding element in a bristle tufts receiving borehole of a toothbrush head according to the features of the preamble of claim 1.
  • the plunger 30 has a rectangular cross-section, the thickness of which essentially corresponds to the individual driving surfaces of the stacked on top of each other according to Figures 1 and 5 staple 20, holding member in the future or anchor.
  • the armature 20 are separated from a sheet metal strip 22 by the plunger 30, which is perpendicular to the longitudinal axis A of the plunger 30.
  • the longitudinal axis A of the plunger 30 is parallel to the center lines of the bores 14 formed in the toothbrush body 12, that is, when a bore 14 is just stuffed with a tuft 16, its central axis is aligned with the longitudinal axis A of the plunger 30.
  • the driving surface of the plunger 30 is in Fig. 5 referred to as the end face 32.
  • the plunger 30 has wider longitudinal sides and narrower end faces, which form a rectangle and correspond in accordance with FIG. 5 in its cross section substantially to the cross section of the holding elements 20.
  • a bristle tufts 16 which is then subsequently U-shaped deformed during driving into the bore 14 and then pressed into the bore 14 as a bristle tufts.
  • the lateral edges of the holding member 20 intersect in the edge of a bore 14 of the brush head 12, which is not apparent from the figures.
  • the plunger 30 presses the holding element 20 so far into the edge material of a bore 14 of the brush head 12 until the armature 20 no longer protrudes from the surface of the brush head 12.
  • a plunger 12 for a stuffing tool 6 for driving a strip-shaped holding element 5, 22 in a bristle tufts 2 receiving bristle hole 3 according to the preamble of claim 1 is further known.
  • Fig. 1 is here a thin sheet-metal wire 10 inserted into the Bestopfungswerkmaschine 6, wherein this runs perpendicular to the plunger 12. The free end of the wire 10 projects transversely into the tappet 12 leading channel 11 a. If now the plunger 12 is moved in the direction of the toothbrush 4, it shears off a piece of the wire 10, which then forms the actual holding element 5, 22, which is now conveyed along the channel 11 in the direction of the toothbrush head 4. In this way, the holding element 5 according to FIG.
  • the end regions of the retaining element 5 dig into the bore wall of the borehole 3 and thereby form grooves (without position number) which, due to the elastic material of the brush body 4, become firmly attached to the side surfaces of the retaining element 5 Press and hold the retaining element 5 in this position in the borehole 3. In this way, the bristle tufts 2 is securely held in the borehole 3.
  • the object of the invention is therefore to improve a plunger of the type mentioned in that it not only with aligned with the longitudinal axis of the plunger, but also with respect to the longitudinal axis of the plunger obliquely bores during the Bestopfungsvorgangs longer and does not break off early or otherwise it will be damaged. Furthermore, it is also an object of the invention to drive the holding elements or anchor clean and accurate in the holes with the plunger, so that they firmly hold the bristle tufts in the holes. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
  • the plunger has an outwardly directed cross-sectional widening on its side surfaces in the central region, on the one hand increases the driving surface of the plunger and on the other hand increases the resistance or bending moment of the plunger.
  • the increase in the driving surface also leads to the fact that when the retaining element or the armature when driving into the well tried to slip sideways easily still detected by the enlarged plunger surface and is driven cleanly into the bore of a brush head.
  • the thickening and stabilization of the tappet in the bore area allows - regardless of the bore inclination or the rounding of the anchor wire - better guidance at the anchor wires.
  • the number of ram breaks is significantly reduced.
  • the width of the gap or cut at the edge of the hole (plunge area of the anchor) is further determined only by the anchor width and not by the design of the plunger, that a significant cross-sectional broadening of the plunger takes place only in that area, in the well - but not in the bore - dips.
  • the bristle pull-out forces do not change compared to conventional plugging, since the brush body is mechanically deformed by the holding element or armature as before.
  • the thickening of the side surfaces must not exceed the extent of the diameter of a bore, otherwise the thickening of the plunger would already dig into the edge of the wellbore when driving a retaining element and this would damage.
  • the thickening on the driving surface of the plunger must therefore be present only in the area of the borehole.
  • a cross-sectional enlargement of the driving surface of the plunger can already be effected according to the features of claim 3 by being formed only on a side surface of the plunger.
  • a plunger can be produced particularly simply if the cross-sectional widening attached to it takes place via a step (claim 4). This achieves the greatest possible increase in a cross-sectional widening beyond the region which no longer penetrates into the material of the bristle head.
  • the cross-sectional widening in rectangular (claim 5), in trapezoidal (claim 6) or partially circular (claim 7) form take place. It is advantageous if the radii formed at the corners are as large as possible in order to keep notch stresses on the plunger as small as possible. The corners can be subsequently milled out of the sintered hard metal sheet, ground or otherwise mechanically worked out. But it is also possible according to the features of claim 8, to use as a ram rolled profile sheet, which has been tempered or hardened to obtain the required strength.
  • the driver of the plunger is wedge-shaped. This prevents that the plastic area is cut more than usual, which would otherwise lead to a reduction of the bristle extraction forces and an increase in the protruding bristles.
  • a punching range of 1, 1 mm for a hole diameter of 1, 5 mm and a minimum anchor depth of 0.85 mm this means an angled tip of at least 75 °.
  • the punching area is increased by 0.2 mm, the minimum angle of 75 ° (claim 10) is maintained.
  • the supernatant of the driving surface against the acted upon by the plunger surface of the holding element is about 10 to 40%, preferably 25%.
  • the bristle head is formed by a toothbrush head, which is preferably injection molded from plastic.
  • the tappet according to the invention has a particularly advantageous effect, since substantially longer lifetimes of the tappet are achieved.
  • the brush head can also be part of a brush, a brush, a brush or a similar, provided with bristles tool (claim 13).
  • FIG. 1 is a plan view of the driving surface of a plunger according to the invention on an enlarged scale
  • FIG. 2 is a plan view of a comparison with FIG. 1 slightly modified driving surface of a plunger on an enlarged scale
  • Fig. 3 is a side view of a plunger in the direction X in an enlarged scale
  • Fig. 4 is a plan view of a further modified driving surface of a plunger, also on an enlarged scale.
  • the plunger 1 is shown in fragmentary form from the side in the direction X in FIG. 4.
  • the longitudinal axis A of the plunger 1 in FIG. 3 corresponds at the same time to that described in DE 195 28 762 C1 in FIGS. 1, 5 and 9. showed longitudinal axis same reference numerals, ie, as shown in FIG. 3, the plunger 1 extends vertically upwards, while its driving surface 2 is perpendicular to the plane of the drawing.
  • the driving surface 2 extends in the drawing plane.
  • the tappet 1 according to the invention can therefore also be used in the tamping machines described in the prior art, wherein only the side profiles of the tappet 1 receiving slots in the tamping tool would have to be adapted to the newly designed plunger 1.
  • the driving surface 2 is formed, on the one hand, by a longitudinal side 3 with end faces 6 perpendicular thereto, which have mutually equal lengths, to which, according to FIG. 1, the protrusion surface 16, which extends from the narrower end side 7 and 2, the protrusion surface 18 and the attached at the two end regions 17, triangular-shaped protrusion surfaces 20 and according to Figure 4, the protrusion surface 19 corresponding to the protrusion surfaces 16 and 18 in their size , And the attached to the two end portions 17 rectangular protruding surfaces 21 must be added.
  • the triangular protrusion surface 20 is formed according to Figure 2 of the obliquely upwardly extending end face 8 and the end faces 30, 31 which are perpendicular to each other.
  • the rectangular projection surface 21 is formed according to FIG. 4 by the vertically extending end faces 10 and the horizontally extending side faces 32.
  • the narrow end faces 7 run perpendicular to the longitudinal sides 3, 4.
  • the area circumscribed by the end face 7 and the shorter longitudinal side 15 forms the projection area 16 on the plunger 1 according to the invention.
  • This projection surface 16 increases the otherwise known in the art driving surface, which would be known only from the dimensions a • d would be composed.
  • the drive-in surface 2, including the projection surface 18, is still increased by the triangular surface 20 in relation to the drive-in surface 2 including the projection surface 16 in FIG. 1.
  • the narrow end face 8 preferably forms an angle g of about 8 + 2 °.
  • the area extending beyond the length b area, which, as shown in Figures 1, 2 and 4, the end portions 17 of the plunger 1 forms is that region which - according to the aforementioned EP - penetrates into the bore wall of a brush head and In doing so, the holding element is displaced into the borehole so far that it no longer protrudes on the bristle-side surface of the bristle head after the ram has moved out of the borehole again.
  • the cross-sectional area 24, 25, 26 of the tappet 1, which lies between the end area surfaces 17, which dips into the bristle hole, is wider in FIG. 1 by the projection area 16 than the end-face area areas 17.
  • the width d of the plunger with a hole diameter of about 1, 5 mm is preferably about 0.2 mm and the length a of about 2 mm, while the length b is about 1 mm.
  • the total lengths c and f at the end face 6, 7 and 8 are about 0.25 mm, the length d at the end face 6 is about 0.2 mm.
  • the length a of the side surface 3 is also about 2 mm and the length f is about 0.25 mm.
  • Fig. 3 it can be seen that at the longitudinal sides 3 on both opposite sides of the longitudinal surfaces 22 and the end portions 17 on both opposite sides of the end faces 23 connect upwards and so form the outer surface of the plunger 1.
  • the end faces 23 are chamfered towards the outside and form an angle e of approximately 75 °. This facilitates the penetration of the plunger 1 into a bore wall of a bristle head, since the surface of the end regions 17 also penetrates the material slowly but steadily as the penetration depth increases.
  • the end regions 17 thus form a kind of wedge surface according to FIG. 3 in order to allow the penetration resistance to rise only slowly, which avoids damage to the plunger and to the toothbrush body.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stössel (1) für ein Stopfwerkzeug zum Eintreiben eines streifenförmigen Halteelements, vorzugsweise eines Ankers, in ein ein Borstenbüschel aufnehmendes Borstenloch eines Bürstenkopfes gemäss der EP 1 088 495 A1. Der Stössel (1) weist stirnseitig eine zum Eintreiben des Halteelements vorgesehene Eintreibfläche (2) auf, deren Querschnitt (3, 4, 15; 3, 5, 8; 3) von Längs- und Stirnseiten (6, 7; 6,8; 6, 10) definiert ist. Der Stössel (1) weist stirnseitige Endbereiche (17, 20, 21) auf, die beim Eintreiben des Halteelementes in den Werkstoff eines Bürstenkopfes eindringen. Der ausserhalb der Endbereiche liegende Querschnittsbereich (24, 25, 26) des Stössels (1), der in das Borstenloch eintaucht, ist nach der Erfindung breiter ist als die stirnseitigen Endbereiche (17).

Description

Stößel für ein Stopfwerkzeug zum Eintreiben eines streifenförmiqen Halteelements in ein ein Borstenbüschel aufnehmendes Bohrloch eines Zahnbürstenkopfes
Die Erfindung betrifft einen Stößel für ein Stopfwerkzeug zum Eintreiben eines streifenförmi- gen Halteelements in ein ein Borstenbüschel aufnehmendes Bohrloch eines Zahnbürstenkopfes gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 195 28 762 C1 ist bereits gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ein Stößel für ein Stopfwerkzeug bekannt. Gemäß den Figuren 1, 5 und 9 weist der Stößel 30 einen rechteckförmigen Querschnitt auf, dessen Dicke im wesentlichen den einzelnen Eintreibflächen der nach den Figuren 1 und 5 im Pack aufeinanderliegenden Krampen 20, allgemein zukünftig Halteelement oder Anker genannt, entspricht. In Fig. 9 werden die Anker 20 von einem Blechband 22 durch den Stößel 30 abgetrennt, das senkrecht zur Längsachse A des Stößels 30 verläuft. Die Längsachse A des Stößels 30 verläuft parallel zu den Mittellinien der im Zahnbürstenkörper 12 ausgebildeten Bohrungen 14, d.h., wenn eine Bohrung 14 gerade mit einem Borstenbüschel 16 gestopft wird, fluchtet deren Mittelachse mit der Längsachse A des Stößels 30. Die Eintreibfläche des Stößels 30 wird in Fig. 5 als Stirnfläche 32 bezeichnet. Der Stößel 30 weist breitere Längsseiten und schmälere Stirnseiten auf, die ein Rechteck bilden und die gemäß Fig. 5 in ihrem Querschnitt im wesentlichen dem Querschnitt der Halteelemente 20 entsprechen.
Senkrecht zur Längsachse A des Stößels 30 verläuft nach den Figuren 1 und 5 ein Borstenbüschel 16, das dann anschließend beim Eintreiben in die Bohrung 14 U-förmig verformt und dann als Borstenbüschel in die Bohrung 14 eingepreßt wird. Dabei schneiden sich die seitlichen Ränder des Halteelements 20 in den Rand einer Bohrung 14 des Bürstenkopfes 12 ein, was aber aus den Figuren nicht ersichtlich ist. Der Stößel 30 preßt dabei das Halteelement 20 so weit in das Randmaterial einer Bohrung 14 des Bürstenkopfes 12 ein, bis der Anker 20 nicht mehr aus der Oberfläche des Bürstenkopfes 12 hervorschaut. Der vom Anker 20 beim Einpreßvorgang in der Bohrungswandung gebildete Schlitz - dieser ist in den Figuren nicht dargestellt - preßt sich gegen die Ränder der Längsseiten des Ankers 20 so fest an, daß dieser im Bürstenkopf fest verankert ist und so das Borstenbüschel 16 in der Bohrung 14 ortsfest einspannt.
Aus der EP 1 088 495 A ist weiterhin ein Stößel 12 für ein Stopfwerkzeug 6 zum Eintreiben eines streifenförmigen Halteelements 5, 22 in ein ein Borstenbüschel 2 aufnehmendes Borstenloch 3 gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Gemäß Fig. 1 wird hier ein dünner Blechdraht 10 in das Bestopfungswerkzeug 6 eingeführt, wobei dieser senkrecht zum Stößel 12 verläuft. Das freie Ende des Drahtes 10 ragt dabei quer in den den Stößel 12 führenden Kanal 11 ein. Wird nun der Stößel 12 in Richtung zur Zahnbürste 4 bewegt, so schert er ein Stück des Drahtes 10 ab, das dann das eigentliche Halteelement 5, 22 bildet, welches nunmehr entlang dem Kanal 11 in Richtung des Zahnbürstenkopfes 4 gefördert wird. Auf diesem Wege nimmt das Halteelement 5 gemäß Fig. 2 ein aus vielen Filamenten 16 bestehendes Borstenbündel 12 mit, indem es sich an dem Halteelement 5 U-förmig verformt und sich mittig anlegt. Auf diese Weise wird das Borstenbüschel 12 mit dem Anker 5 in ein Bohrloch der Zahnbürste eingetrieben. Dabei wird das Halteelement 5 so tief in das Bohrloch 3 eingedrückt, bis es von außen nicht mehr zugänglich ist, allerdings ragt das nunmehr in einer Richtung sich erstreckende Borstenbüschel 2 mit seinem freien Ende eine vorgegebene Länge aus dem Bohrloch heraus. Wie aus den Figuren 4 und 7 zu erkennen ist, graben sich die Endbereiche des Halteelements 5 in die Bohrungswandung des Bohrloches 3 ein und bilden dabei Nuten (ohne Positionsnummer), die aufgrund des elastischen Werkstoffs des Bürstenkörpers 4 sich an den Seitenflächen des Halteelementes 5 fest anpressen und so das Halteelement 5 in dieser Lage im Bohrloch 3 halten. Auf diese Weise wird das Borstenbüschel 2 sicher im Bohrloch 3 gehalten.
In der Praxis hat sich nun herausgestellt, daß, wenn die Bohrungen nicht mehr zur Längsachse des Stößels fluchten, d.h., wenn sie zur Längsachse geneigt sind, was heute oftmals wünschenswert ist, um dadurch nicht nur Borstenbüschel senkrecht aus der Zahnbürstenoberfläche, sondern auch schräg aus der Zahnbürstenoberfläche verlaufen zu lassen, ergibt sich der Nachteil, daß oftmals die Eintreibflächen beschädigt oder sogar die Enden der Stößel abbrechen. Dies führt zu einem erheblichen Montage- bzw. Reparaturaufwand, da der Stößel an dem Stopfwerkzeug ausgebaut, abgelängt und neu konturiert werden muß. In dieser Zeit können keine weiteren Zahnbürstenköpfe bestopft werden, was zu einem nennenswerten Produktionsverlust führt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stößel der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß er nicht nur bei mit der Längsachse des Stößels fluchtenden, sondern auch bei gegenüber der Längsachse des Stößels schräg verlaufenden Bohrungen während des Bestopfungsvorgangs länger standhält und nicht frühzeitig abbricht oder sonstwie beschädigt wird. Des weiteren ist es auch Aufgabe der Erfindung, mit dem Stößel die Halteelemente oder Anker sauber und exakt in den Bohrungen einzutreiben, damit diese die Borstenbüschel sicher in den Bohrungen festhalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß der Stößel an seinen Seitenflächen im mittleren Bereich eine nach außen gerichtete Querschnittserweiterung aufweist, wird einerseits die Eintreibfläche des Stößels vergrößert und andererseits das Widerstands- bzw. Biegemoment des Stößels heraufgesetzt. Die Vergrößerung der Eintreibfläche führt auch dazu, daß dann, wenn das Halteelement bzw. der Anker beim Eintreiben in das Bohrloch seitlich leicht wegzurutschen versucht, immer noch von der vergrößerten Stößelfläche erfaßt und sauber in die Bohrung eines Bürstenkopfes eingetrieben wird. Durch die Erhöhung des Widerstandsmomentes am Stößel hält beim Einpreßvorgang des Halteelements trotz einer eventuell einwirkenden Querbelastung dieser erhöhten Belastung besser stand und bricht nicht frühzeitig ab. Auch dann, wenn die Stirnfläche des Halteelements abgerundet ist, was in der Praxis häufig vorkommt, bringt die Eintreibflächenvergrößerung am Stößel einen wirkungsvollen Vorteil, da hierdurch ebenfalls der "Abrutscheffekt" weitgehend und somit die Bruchgefahr des Stößels vermieden werden kann. Der gleiche Vorteil wird auch beim Eintreiben von Trennwänden in ein Bohrloch erreicht, da diese nach dem gleichen Prinzip in die Bohrlöcher eingetrieben werden. Die Trennwände werden dann benutzt, wenn ein längliches ovales Bohrloch in mehrere Bohrabschnitte aufgeteilt und dann jedes Teilbohrloch bestopft werden soll.
Die Verdickung und Stabilisierung des Stößels im Bohrungsbereich erlaubt - unabhängig von der Bohrungsneigung oder der Verrundung des Ankerdrahtes - eine bessere Führung an den Ankerdrähten. Die Zahl der Stößelbrüche wird signifikant reduziert. Die Breite des Spaltes oder Schnittes am Bohrlochrand (Eintauchbereich des Ankers) wird weiterhin nur durch die Ankerbreite bestimmt und nicht durch die Gestaltung des Stößels, daß eine nennenswerte Querschnittsverbreiterung des Stößels nur in demjenigen Bereich erfolgt, der in das Bohrloch - nicht aber in die Bohrungswandung - eintaucht. Die Borstenauszugskräfte verändern sich gegenüber herkömmlicher Bestopfung nicht, da der Bürstenkörper vom Halteelement bzw. Anker genauso mechanisch verformt wird wie vorher.
Würde man anstelle der Querschnittsvergrößerung der Stößel die Anker verbreitern, so würde man bei dessen Eintreiben in eine Bohrung deren Ränder bei höheren Einpreßkräften stärker beschädigen. Bei dickeren Ankerdrähten könnte man auch deutlich weniger Borsten bei gleicher Bohrlochgeometrie bestopfen, was letztendlich einen stärkeren Verschleiß der Bürste bei deren Benutzung mit sich ziehen würde. Bei Lochdurchmessern von beispielsweise 1 ,5 mm würde die Verwendung einer Ankerbreite von 0,25 mm statt 0,2 mm eine Bor- stenzahlreduzierung von immerhin 5,1 % mit sich ziehen. Diese Nachteile werden durch die Erfindung ebenfalls vermieden. Um die Standfestigkeit des Stößels sowie den "Abrutscheffekt" des Ankers weiter zu verringern, sind die Merkmale des Patentanspruchs 2 vorgesehen. Selbstverständlich darf dabei die Verdickung der Seitenflächen nicht das Maß des Durchmessers einer Bohrung überschreiten, da sonst beim Eintreiben eines Halteelements die Verdickung des Stößels bereits in den Rand des Bohrloches sich eingraben und diese beschädigen würde. Die Verdickung an der Eintreibfläche des Stößels darf daher nur im Bereich des Bohrloches vorhanden sein. Eine Querschnittsvergrößerung an der Eintreibfläche des Stößels kann aber auch bereits gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 3 dadurch erfolgen, indem sie nur an einer Seitenfläche des Stößels ausgebildet wird.
Besonders einfach läßt sich ein Stößel herstellen, wenn die an ihm angebrachte Querschnittserweiterung über eine Stufe (Anspruch 4) erfolgt. Hierdurch wird der größtmögliche Anstieg einer Querschnittserweiterung hinter dem Bereich, der nicht mehr in das Material des Borstenkopfes eindringt, erreicht. Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 5 bis 7 kann die Querschnittserweiterung in rechteckiger (Anspruch 5), in trapezförmiger (Anspruch 6) oder teilkreisförmiger (Anspruch 7) Form erfolgen. Dabei ist es von Vorteil, wenn die an den Ecken ausgebildeten Radien möglichst groß sind, um Kerbspannungen am Stößel so gering wie möglich zu halten. Die Ecken können nachträglich aus dem gesinterten Hartmetallblech ausgefräst, ausgeschliffen oder sonstwie mechanisch herausgearbeitet werden. Es ist aber auch gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8 möglich, als Stößel ein gewalztes Profilblech zu verwenden, das vergütet bzw. gehärtet wurde, um die erforderlichen Festigkeiten zu erhalten.
Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9 ist das Eintreibende des Stößels keilförmig gestaltet. Hierdurch wird verhindert, daß der Kunststoffbereich stärker als üblich angeschnitten wird, was sonst zu einer Reduzierung der Borstenauszugskräfte und einer Erhöhung der abstehenden Borsten führen würde. Bei einem Stanzbereich von 1 ,1 mm für einen Lochdurchmesser von 1 ,5 mm und einer Mindestankertiefe von 0,85 mm bedeutet dies eine gewinkelte Spitze von minimal 75°. Bei einer Lochdurchmesser von 1 ,7 mm wird der Stanzbereich um 0,2 mm erhöht, wobei der Mindestwinkel von 75° (Anspruch 10) beibehalten wird.
Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 11 beträgt der Überstand der Eintreibfläche gegenüber der vom Stößel beaufschlagten Fläche des Halteelements etwa 10 bis 40 %, vorzugsweise 25 %. Bei diesen Größenabmessungen wird bereits ein besonders stabiler Stößel geschaffen, der wesentlich längere Standzeiten als die üblichen Stößel haben, aufweisen.
Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 12 wird der Borstenkopf von einem Zahnbürstenkopf gebildet, der vorzugsweise aus Kunststoff gespritzt wird. Bei Zahnbürsten, bei denen besonders viele Bohrlöcher mit Borstenbüscheln verankert werden müssen, macht sich der Stößel nach der Erfindung besonders vorteilhaft bemerkbar, da wesentlich längere Standzeiten des Stößels erreicht werden. Der Bürstenkopf kann aber auch Teil einer Bürste, eines Besens, eines Pinsels oder eines ähnlichen, mit Borsten versehenen Werkzeugs sein (Anspruch 13).
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Eintreibfläche eines Stößels gemäß der Erfindung in vergrößertem Maßstab,
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine gegenüber Fig. 1 etwas abgewandelte Eintreibfläche eines Stößels in vergrößertem Maßstab,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf einen Stößel in Richtung X in vergrößertem Maßstab und
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine weiterhin abgewandelte Eintreibfläche eines Stößels, ebenfalls in vergrößertem Maßstab.
Zunächst ist zu bemerken, daß die Vorrichtung zum Eintreiben eines Halteelements in ein Bohrloch eines Bürstenkopfes mittels eines Stößels sowohl aus der DE 195 28 762 C1 als auch aus der EP 1 088 495 A1 bekannt ist und dort bereits sehr ausführlich beschrieben wurde. Daher wird an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung verzichtet. Die Offenbarungen aus beiden Anmeldungen soll auch Gegenstand dieser Anmeldung sein.
Im folgenden wird daher nur auf die neue Ausbildung des Stößels 1 eingegangen, der in den Figuren 1 , 2 und 4 von der Eintreibfläche 2 her dargestellt ist. In Fig. 3 ist der Stößel 1 von der Seite in Richtung X gemäß Fig. 4 ausschnittsweise gezeigt. Die Längsachse A des Stößels 1 in Fig. 3 entspricht gleichzeitig der in der DE 195 28 762 C1 in Fig. 1 , 5 und 9 ge- zeigten Längsachse gleichen Bezugszeichens, d.h., gemäß Fig. 3 verläuft der Stößel 1 senkrecht nach oben, während seine Eintreibfläche 2 senkrecht zur Zeichenebene steht.
In den Figuren 1 , 2 und 4 verläuft die Eintreibfläche 2 in der Zeichenebene. Der erfindungsgemäße Stößel 1 kann daher auch in den im Stand der Technik beschriebenen Stopfmaschinen eingesetzt werden, wobei lediglich die Seitenprofile der den Stößel 1 aufnehmenden Schlitze im Stopfwerkzeug an den neugestalteten Stößel 1 angepaßt werden müßten.
In den Figuren 1 , 2 und 4 wird die Eintreibfläche 2 einerseits von einer Längsseite 3 mit daran senkrecht abschließenden Stirnseiten 6, die untereinander gleiche Länge aufweisen, gebildet, zu der nach Figur 1 noch die Überstandsfläche 16, die von der schmäleren Stirnseite 7 und der schmäleren Längsseite 4 gebildet ist, hinzugefügt werden muß, während nach Figur 2 die Überstandsfläche 18 und die an den beiden Endbereichen 17 aufgesetzten, drei- eckförmigen Überstandsflächen 20 und nach Figur 4 die Überstandsfläche 19, die in ihrer Größe den Überstandsflächen 16 bzw. 18 entsprechen, und die an den beiden Endbereichen 17 aufgesetzten rechteckförmigen Überstandsflächen 21 hinzu gefügt werden müssen. Die dreieckförmige Überstandsfläche 20 wird nach Figur 2 von der schräg nach oben verlaufenden Stirnseite 8 und den Stirnseiten 30, 31, die senkrecht zueinander stehen, gebildet. Die rechteckförmige Überstandsfläche 21 wird nach Figur 4 von den senkrecht verlaufenden Stirnflächen 10 und denhorizontal verlaufenden Seitenflächen 32 gebildet. Die Längsseiten 3, verlaufen parallel zur den Längsseiten 4, 15; 5; 33. In Fig. 1 verlaufen die schmalen Stirnseiten 7 senkrecht zu den Längsseiten 3, 4.
In Fig. 1 weist die Längsseite 3 die Länge a und die schmälere Längsseite 4 die Länge b auf. In Fig. 2 weist die Längsseite 3 die Länge a und die schmälere Längsseite 5 die Länge b auf. Gemäß den Figuren 1 und 2 bilden die Stirnseiten 6 und die Längsseite 3 eine Rechteckfläche, wobei die der unteren Längsseite 3 gegenüberliegende, gedachte Längsseiten a — b 11 , 12 in der Zeichnung gestrichelt sind. In Fig. 1 ist im Abstand von auf beiden Seiten
an dessen Oberseite 13 eine Stufe 14 ausgebildet, die senkrecht zu der Längsseite 3 und somit parallel zu den Stirnseiten 6 verlaufen. Die von den Längen gebildeten kurzen
Längsseiten 15 verlaufen in Fig. 1 parallel zu der Längsseite 3. Der von den Längsseiten 15 und den Stirnseiten 6 gebildete Überstansflächenbereich 17 ist derjenige Flächenbereich, der in eine Bohrungswandung beim Eintreiben eines Halteelements (nicht dargestellt) eindringt, so wie dies die entsprechenden Flächenbereiche in den Figuren 4 und 7 der EP 1 088 495 A1 zeigen. Der übrige Flächenbereich, der von der Breite b abgedeckt ist, würde gemäß der EP in ein Bohrloch eingreifen und hätte somit keinen Kontakt mit der Bohrungswand.
Gemäß Fig. 1 bildet die von der Stirnseite 7 und der kürzeren Längsseite 15 umschriebene Fläche die Überstandsfläche 16 am Stößel 1 gemäß der Erfindung. Dieser Überstandsfläche 16 vergrößert die ansonsten im Stand der Technik bekannte Eintreibfläche, die sich bekannterweise nur aus den Maßen a • d zusammensetzen würde. In Fig. 2 wurde gegenüber der Eintreibfläche 2 inklusive der Überstandsfläche 16 in Fig. 1 die Eintreibfläche 2 inklusive der Überstandsfläche 18 noch um die Dreiecksfläche 20 vergrößert. Dabei bildet die schmale Stirnseite 8 vorzugsweise einen Winkel g von ca. 8 + 2°.
Der über die Länge b hinausgehende Flächenbereich, der, wie dies in den Figuren 1 , 2 und 4 gezeigt ist, die Endbereiche 17 des Stößels 1 bildet, ist derjenige Bereich, der - entsprechend der zuvor genannten EP - in die Bohrungswandung eines Bürstenkopfes eindringt und dabei das Halteelement so weit in das Bohrloch verschiebt, daß dieses an der borstenseiti- gen Oberfläche des Borstenkopfes nicht mehr herausschaut, nachdem der Stößel wieder aus dem Bohrloch herausgefahren ist. Der zwischen den Endbereichsflächen 17 liegende Querschnittsbereich 24, 25, 26 des Stößels 1 , der in das Borstenloch eintaucht, ist in Fig. 1 um die Überstandsfläche 16 breiter als die stirnseitigen Endbereichsflächen 17.
Vergleicht man die schmale Stirnseite 8 gemäß Fig. 2 mit der schmalen Stirnseite 15 gemäß Fig. 1 , so stellt man fest, daß aufgrund der schrägen Ausbildung in Fig. 2 diese beim Eintreiben des Stößels 1 in eine Bohrungswand mehr Material am Borstenkörper verdrängt, als dies bei dem Stößel 1 nach Fig. 1 der Fall ist. Am meisten Material wird bei dem Stößel 1 nach Fig. 4 verdrängt, da hier auf die Stirnseite 6 die schmalere Stirnseite 10 in Form eines Rechteckes aufgepackt ist, und dieser Endbereich 21 sich direkt an die Stirnseite 6 anschließt. Der in Fig. 4 dargestellten Überstandsflächen 19 stellen mit den zugehörigen Endbereichen 21 den größten Flächenquerschnitt dar, so daß sich auch hier der biegesteifste Stößel 1 ergibt. Der Stößel gemäß Fig. 2 ist etwas weniger biegesteif als der Stößel 1 nach Fig. 4, während der Stößel 1 nach Fig. 1 am wenigsten biegesteif gegenüber dem Stößel 1 nach den Figuren 2 und 4 ist, da er in seinen Endbereichen 17 gar keine Überstandsflächen aufweist. Allerdings verdrängt der Stößel 1 nach Fig. 1 auch beim Eintreiben in ein Bohrloch kein Material an der Bohrungswandung, während dies beim Stößel 1 nach Fig. 2 der Fall ist und sogar noch bei dem Stößel 1 nach Fig. 4 um das Doppelte zunimmt, da die Überstands- flächen 21 der Endbereiche 17 hier nahezu doppelt so groß sind, wie die Überstandsflächen 20 an den Endbereichen 17 nach Fig. 2.
Nach den Figuren 1 und 2 beträgt die Breite d des Stößels bei einem Lochdurchmesser von ca. 1 ,5 mm vorzugsweise ca. 0,2 mm und die Länge a von ca. 2 mm, während die Länge b ca. 1 mm beträgt. Die Gesamtlängen c und f an der Stirnseite 6, 7 bzw. 8 betragen ca. 0,25 mm, die Länge d an der Stirnseite 6 beträgt ca. 0,2 mm. In Fig. 4 beträgt die Länge a der Seitenfläche 3 ebenfalls ca. 2 mm und die Länge f ca. 0,25 mm. Bei Erhöhung des Lochdurchmesssers werden die entsprechenden Parameter gemäß der mathematischen Dreisatzberechnung entsprechend erhöht.
In Fig. 3 ist ersichtlich, daß sich an die Längsseiten 3 auf beiden gegenüberliegenden Seiten die Längsflächen 22 und an die Endbereiche 17 auf beiden gegenüberliegenden Seiten die Stirnflächen 23 nach oben anschließen und so für den Stößel 1 die äußeren Flächen bilden. An den Endbereichen 17 sind die Stirnflächen 23 nach außen hin abgeschrägt und bilden einen Winkel e von ca. 75°. Dies erleichtert das Eindringen des Stößels 1 in eine Bohrungswandung eines Borstenkopfes, da mit Zunahme der Eindringtiefe auch nur langsam aber stetig die Fläche der Endbereiche 17 in das Material eindringt. Die Endbereiche 17 bilden gemäß Fig. 3 also eine Art Keilfläche, um den Eindringwiderstand nur langsam ansteigen zu lassen, was Beschädigungen am Stößel und am Zahnbürstenkörper vermeidet.

Claims

Patentansprüche:
1. Stößel (1) für ein Stopfwerkzeug zum Eintreiben eines streifenförmigen Halteelements, vorzugsweise eines Ankers, in ein ein Borstenbüschel aufnehmendes Borstenloch eines Bürstenkopfes, wobei der Stößel (1) stirnseitig eine zum Eintreiben des Halteelements vorgesehene Eintreibfläche (2) aufweist, deren Querschnitt von Längs- (3, 4, 15; 3, 5, 8; 3,33,32) und Stirnseiten (6, 7; 6; 6', 10) definiert ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (1) stirnseitige Endbereiche (17) aufweist, die beim Eintreiben des Halteelementes in den Werkstoff des Bürstenkopfes eindringen und daß der übrige Querschnittsbereich des Stößels (1), der in das Borstenloch eintaucht, breiter ist als die stirnseitigen Endbereiche (17).
2. Stößel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den stirnseitigen Endbereichen (17) verlaufende übrige Querschnittsbereich mit vergrößertem Überstand (16, 18, 19) auf beiden Längsseiten vorgesehen ist.
3. Stößel nach Anspruch 2, dadurch ge ennzeichne , daß der Bereich des vergrößerten Überstandes (16, 18, 19) nur auf einer Längsseite des Stößels (1) ausgebildet ist.
4. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zum vergrößerten Überstand (16) von einer Stufe als schmalere Stirnseite (7) gebildet wird und daß die Breite (d) des Endbereiches (17) im wesentlichen der Breite eines Halteelements entspricht.
5. Stößel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte vergrößerte Überstand (16) sich auch mit Teilüberständen (20, 21) in die Endbereiche (17) erstreckt.
6. Stößel nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Überstand (16; 16, 19, 21) von einem Vorsprung bzw. einer Rippe gebildet wird, die eine rechteckförmige Form aufweist.
7. Stößel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte vergrößerte Überstand (16, 18, 20) von einem Vorsprung bzw. einer Rippe gebildet werden, die eine trapezförmige Form aufweist.
8. Stößel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vergrößerte Überstand von einem Vorsprung bzw. einer Rippe gebildet werden, die eine teilkreisförmige Form aufweisen.
9. Stößel nach Anspruch 1 , dadurch ge ennzeichne , daß der Stößel (1) und der übrige Querschnittsbereich einen Profilstab mit in seiner Längsrichtung konstantem Querschnitt bilden.
10. Stößel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der Eintreibfläche (2) weg der Stößel (1) keilförmig erweitert.
11. Stößel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilspitze einen Winkel e von 75° einschließt.
12. Stößel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vergrößerte Überstand (16, 18, 19) gegenüber der Breite des jeweiligen einzutreibenden Halteelement einen Überstand von 10 % bis 40 %, vorzugsweise 25 % aufweist.
13. Stößel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenkopf Teil einer Zahnbürste ist.
14. Stößel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenkopf Teil einer Bürste, eines Besens, eines Pinsels oder eines ähnlichen, mit Borsten versehenen Werkzeugs ist.
15. Stößel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Länge b der schmaleren Längsseite (4, 5) kleiner ist als der Lochdurchmesser eines ein Borstenbüschel und ein Halteelement aufnehmenden Bohrloches.
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