EP3599934B1 - Pressure plate unit for a brush manufacturing device and brush manufacturing device - Google Patents

Pressure plate unit for a brush manufacturing device and brush manufacturing device Download PDF

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EP3599934B1
EP3599934B1 EP18718104.5A EP18718104A EP3599934B1 EP 3599934 B1 EP3599934 B1 EP 3599934B1 EP 18718104 A EP18718104 A EP 18718104A EP 3599934 B1 EP3599934 B1 EP 3599934B1
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bristle
bristle carrier
plate
funnel
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Bart Gerard Boucherie
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    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
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Description

Die Erfindung betrifft eine Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung sowie eine Bürstenherstellungsvorrichtung selbst.The invention relates to a printing plate unit for a brush manufacturing device and a brush manufacturing device itself.

Beim Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, aber auch Haushaltsbürsten, haben sich zwei Verfahren in der Praxis durchgesetzt, nämlich das Befestigen der Borstenbüschel mittels eines Ankers (Metallplättchen oder Drahtschlinge) oder ankerlos. Das ankerlose Verfahren sieht gemäß einer Option vor, dass der Borstenträger Öffnungen hat, durch die die Borstenbüschel gesteckt werden. Mit ihrem rückseitigen Ende ragen die Borstenbüschel dann aus den Öffnungen vor und werden auf der Rückseite des Borstenträgers erwärmt. Das thermoplastische Material der Borsten schmilzt damit, wodurch die Borsten materialmäßig ineinander übergehen und sich eine Verdickung ergibt, mittels der ein Herausziehen der einzelnen Borsten nach vorne unmöglich wird. Anschließend wird diese Rückseite überdeckt, insbesondere überspritzt.In the manufacture of brushes, especially toothbrushes, but also household brushes, two methods have become established in practice, namely fastening the tufts of bristles by means of an anchor (metal plate or wire loop) or without an anchor. According to one option, the anchorless method provides that the bristle carrier has openings through which the tufts of bristles are inserted. The rear end of the bristle tufts then protrude from the openings and are heated on the rear side of the bristle carrier. The thermoplastic material of the bristles thus melts, as a result of which the bristles merge into one another in terms of material and a thickening results, by means of which it is impossible to pull out the individual bristles forwards. This rear side is then covered, in particular overmolded.

Die Erfindung betrifft jedoch eine andere, neue Art von ankerloser Befestigung von Borsten im Borstenträger. Diese neue Art der Befestigung ist in der DE 10 2016 107 759 A beschrieben. Dabei werden im Borstenträger Sacklöcher, die Verankerungsöffnungen darstellen, beim Spritzgießen hergestellt. Die Borste oder die Borstenbüschel haben ein verdicktes Ende, mit dem sie in die zugeordneten Verankerungsöffnungen eingesteckt werden. Anschließend wird unter Aufbringung von Temperatur und Druck zumindest der Rand des Borstenträgers um die Verankerungsöffnung herum deformiert, sodass ein in die Verankerungsöffnung hineinwandernder, umlaufender Wulst entsteht, der sich bis zur Borste oder den Borstenbüscheln erstreckt und diese verankert. Aufgrund des verdickten Befestigungsendes können die Borsten nicht mehr herausgezogen werden. Das Besondere dieses Verfahrens liegt darin, dass die Vorderseite des Borstenträgers nur auf eine Temperatur gebracht wird, die unterhalb der Schmelztemperatur des Borstenmaterials und/oder des Borstenträgermaterials liegt, insbesondere höchstens 85 % in °C der jeweiligen Schmelztemperatur des Borsten- und/oder des Borstenträgermaterials beträgt. Das Werkzeugteil übt eine Druckkraft auf den erwärmten Borstenträger aus und verformt den entsprechend erwärmten Borstenträger.However, the invention relates to a different, new type of anchorless fastening of bristles in the bristle carrier. This new type of attachment is in the DE 10 2016 107 759 A described. In this case, blind holes, which represent anchoring openings, are produced in the bristle carrier during injection molding. The bristle or the bristle tufts have a thickened end with which they are inserted into the associated anchoring openings. Subsequently, with the application of temperature and pressure, at least the edge of the bristle carrier around the anchoring opening is deformed so that a circumferential bead is created which migrates into the anchoring opening and extends to the bristle or tufts of bristles and anchors them. Due to the thickened fastening end, the bristles can no longer be pulled out. The special feature of this process is that the front of the bristle carrier is only brought to a temperature below the Melting temperature of the bristle material and / or the bristle carrier material is, in particular at most 85% in ° C. of the respective melting temperature of the bristle and / or the bristle carrier material. The tool part exerts a compressive force on the heated bristle carrier and deforms the correspondingly heated bristle carrier.

Die Erwärmung des Borstenträgers auf der Vorderseite erfolgt durch das Werkzeugteil, welches aufgeheizt wird. Wenn, wie in der bevorzugten Variante der Fall, die Vorderseite des Werkzeugteils die Vorderseite des Borstenträgers über einige Sekunden kontaktiert, entspricht die Temperatur der Vorderseite des Werkzeugteils auch der Temperatur auf der Vorderseite des Borstenträgers, sodass sich die Temperaturen entsprechen. Das bedeutet, die Vorderseite des Werkzeugteils wird auf eine Temperatur gebracht, die unterhalb der Schmelztemperatur des Borstenmaterials und/oder des Borstenträgermaterials liegt, insbesondere höchstens 85 % in °C der jeweiligen Schmelztemperatur des Borsten- und/oder des Borstenträgermaterials beträgt.The bristle carrier on the front is heated by the tool part, which is heated. If, as is the case in the preferred variant, the front side of the tool part contacts the front side of the bristle carrier for a few seconds, the temperature of the front side of the tool part also corresponds to the temperature on the front side of the bristle carrier, so that the temperatures correspond. This means that the front side of the tool part is brought to a temperature which is below the melting temperature of the bristle material and / or the bristle carrier material, in particular a maximum of 85% in ° C. of the respective melting temperature of the bristle and / or the bristle carrier material.

Die Abstandsänderung erfolgt durch eine Relativbewegung des Werkzeugteils zum Halteteil, d.h. das Werkzeugteil kann bewegt werden, hierzu steht das Halteteil still, oder umgekehrt, oder Werkzeugteil und Halteteil bewegen sich beide. Das Werkzeugteil umfasst eine Druckplatte, die beheizt wird und die die Vorderseite des Borstenträgers kontaktiert. Gegenüber der Druckplatte liegt das Halteteil in Form einer Gegenplatte. Zwischen beiden Platten, die relativ zueinander beweglich sind, wird eine Aufnahme für den Borstenträger gebildet. In der Druckplatte sind Aufnahmeöffnungen für die Borsten oder Borstenbüschel vorhanden. Während des Erwärmens des Borstenträgers bleiben die Borsten in den Aufnahmeöffnungen. Anschließend wird die Druckplatte relativ zum Borstenträger bewegt, sodass die Borsten aus den Durchtrittsöffungen herausgezogen werden.The change in distance takes place through a relative movement of the tool part to the holding part, i.e. the tool part can be moved, for this purpose the holding part stands still, or vice versa, or the tool part and the holding part both move. The tool part comprises a pressure plate which is heated and which contacts the front side of the bristle carrier. Opposite the pressure plate is the holding part in the form of a counter plate. A receptacle for the bristle carrier is formed between the two plates, which are movable relative to one another. There are receiving openings for the bristles or bristle tufts in the pressure plate. While the bristle carrier is being heated, the bristles remain in the receiving openings. The pressure plate is then moved relative to the bristle carrier so that the bristles are pulled out of the passage openings.

Unter dem Begriff "Borstenträger" ist dasjenige Teil der fertigen Bürste zu verstehen, welches die Borste oder die Borstenbüschel trägt. Der Borstenträger kann dabei der gesamte Bürstenkörper sein, bei einer Zahnbürste also das einstückig gespritzte Teil aus Stiel, Hals und Kopf, oder auch nur ein vorgefertigter Bestandteil des späteren Bürstenkörpers. Im letzteren Fall ist der Borstenträger üblicherweise ein dünnes Plättchen aus thermoplastischem Kunststoff, welches mit einer oder mehreren Öffnungen zum Befüllen mit einer oder mehreren Borsten oder Borstenbüscheln versehen ist.The term “bristle carrier” is to be understood as that part of the finished brush which carries the bristle or the bristle tufts. The bristle carrier can be the entire brush body, in the case of a toothbrush, that is, the one-piece injection-molded part consisting of the handle, neck and head, or just a prefabricated component of the later brush body. In the latter case, the bristle carrier is usually a thin plate made of thermoplastic material, which is provided with one or more openings for filling with one or more bristles or bristle tufts.

Wenn nachfolgend von "zumindest einer Borste" gesprochen wird, so bedeutet dies, dass damit sowohl eine einzige Borste, die in einer Aufnahmeöffnung und einer Verankerungsöffnung sitzt, Borsten eines einzigen Borstenbüschels, die in einer Aufnahmeöffnung und einer Verankerungsöffnung sitzen, als auch mehrere Borstenbüschel, die in ihren Aufnahmeöffnungen und Verankerungsöffnungen sitzen, gemeint sind.If "at least one bristle" is spoken of below, this means that both a single bristle, which is seated in a receiving opening and an anchoring opening, bristles of a single tuft of bristles, which are seated in a receiving opening and an anchoring opening, as well as several tufts of bristles, which sit in their receiving openings and anchoring openings are meant.

Der durch die Verformung gebildete eingeengte "Hals" der Verankerungsöffnung nahe der Mündung, d.h. der das verdickte Befestigungsende hintergreifende, verformte Rand der Verankerungsöffnung kann beispielsweise eine axiale Erstreckung (axial bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung immer in Richtung von der Vorderseite bis zur Rückseite oder von der Rückseite zur Vorderseite) von 0,5-1,3 mm, insbesondere 0,6-0,9 mm haben.The narrowed "neck" of the anchoring opening formed by the deformation near the mouth, ie the deformed edge of the anchoring opening engaging behind the thickened fastening end can, for example, have an axial extension (axial means in connection with the invention always in the direction from the front to the rear or from the back to the front) of 0.5-1.3 mm, especially 0.6-0.9 mm.

Der thermoplastische Kunststoff ist bei allen Ausführungsformen bevorzugt aus der aus Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), vorzugsweise BR003, und Polybutylenterephthalat (PBT), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyvinylacetat (PVA), Polyethylen (PE), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) und Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) bestehenden Gruppe ausgewählt. Es können sowohl Homopolymere als auch Copolymere mit den genannten thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt werden.In all embodiments, the thermoplastic material is preferably made from polyester, in particular polyethylene terephthalate (PET), preferably BR003, and polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyvinyl acetate (PVA), polyethylene ( PE), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and styrene-acrylonitrile copolymer (SAN). Both homopolymers and copolymers with the thermoplastics mentioned can be used.

Bevorzugt liegt die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich zwischen 30 °C und 150 °C, besonders bevorzugt zwischen 60 °C und 140 °C, insbesondere zwischen 90 und 130 °C oder 100 und 115 °C.The predetermined temperature is preferably in a range between 30.degree. C. and 150.degree. C., particularly preferably between 60.degree. C. and 140.degree. C., in particular between 90 and 130.degree. C. or 100 and 115.degree.

Die Erfindung sieht insbesondere die Verwendung von Polypropylen, von dem einige Gruppen eine Glasübergangstemperatur von kleiner 300° K haben, andere Glasübergangstemperatur über 300° K besitzen, als Borstenträgermaterial vor. Andere bevorzugte Borstenträgermaterialien sind PET, PBT, PA, ABS, SAN und PC. Diese Borstenträgermaterialien haben allesamt Glasübergangstemperaturen von über 300° K.The invention provides in particular the use of polypropylene, some groups of which have a glass transition temperature of less than 300 ° K, others have a glass transition temperature of over 300 ° K, as bristle carrier material. Other preferred bristle carrier materials are PET, PBT, PA, ABS, SAN and PC. These bristle carrier materials all have glass transition temperatures of over 300 ° K.

Die Erfindung sieht unter anderem vor, dass die Schmelztemperatur des Kunststoffs des Borstenträgers unterhalb der Schmelztemperatur der Borste bzw. Borsten liegt. Dies gibt auch für Bürsten, bei denen das Borstenträgermaterial gleich dem Borstenmaterial ist, zum Beispiel Polypropylen und PA.The invention provides, among other things, that the melting temperature of the plastic of the bristle carrier is below the melting temperature of the bristle or Bristle lies. This also applies to brushes in which the bristle carrier material is the same as the bristle material, for example polypropylene and PA.

Die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kunststoffe sind beispielsweise Copolyester, insbesondere Eastar™ BR003 (mit einem Schmelztemperaturbereich von 230 bis 280 °C), Polypropylene, insbesondere ein Homopolymer wie beispielsweise PPH5042 mit einer Schmelztemperatur von 165 °C, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylacetat oder Polyethylen. Sofern diese Materialien eine Glasübergangstemperatur über der Umgebungstemperatur, hier 300° K , haben, sollte über das Werkzeugteil Energie in den Borstenträger eingebracht werden. Dies ist auch vorteilhaft bei Materialien, deren Glasübergangstemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur liegt. Vorteilhafter Weise werden Borstenträgermaterialien auf folgende Temperaturen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und durch die nachfolgend noch erläuterte erfindungsgemäße Vorrichtung erwärmt: Borstenträger - material Schmelztemperatur [°C] Glasübergangstemperatur [°C] Prozesstemperatur [°C] Polypropylen 160°-170° -10° - 0° < 136° PET 260° 70° < 120° PBT 220° 47° < 95° PA 200° - 260° 50 - 60° < 98° ABS 220° - 250° 95° < 150° PC 220° - 230° 148° < 210° SAN 200° 108° < 165° The plastics used in the present invention are, for example, copolyesters, in particular Eastar ™ BR003 (with a melting temperature range of 230 to 280 ° C), polypropylenes, in particular a homopolymer such as PPH5042 with a melting temperature of 165 ° C, polycarbonate, polyamide, polyvinyl acetate or polyethylene . If these materials have a glass transition temperature above the ambient temperature, here 300 ° K, energy should be introduced into the bristle carrier via the tool part. This is also advantageous in the case of materials whose glass transition temperature is below the ambient temperature. Advantageously, bristle carrier materials are heated to the following temperatures in the method according to the invention and by the device according to the invention explained below: Bristle carrier material Melting temperature [° C] Glass transition temperature [° C] Process temperature [° C] Polypropylene 160 ° -170 ° -10 ° - 0 ° <136 ° PET 260 ° 70 ° <120 ° PBT 220 ° 47 ° <95 ° PA 200 ° - 260 ° 50 - 60 ° <98 ° SECTION 220 ° - 250 ° 95 ° <150 ° Pc 220 ° - 230 ° 148 ° <210 ° SAN 200 ° 108 ° <165 °

Die Erfindung sieht insbesondere bei PET eine Erwärmung der Vorderseite des Borstenträgers in einem Bereich von 75-95 °C, insbesondere 80-90 °C und bei PP von 115 bis 125 °C, insbesondere 110-120 °C vor.The invention provides for the front side of the bristle carrier to be heated in a range of 75-95 ° C., in particular 80-90 ° C., and in PP from 115 to 125 ° C., in particular 110-120 ° C., particularly in the case of PET.

Insbesondere wird PP mit einem Melt-Flow-Index (MFI) von 6-35, vorzugsweise von 10-15 eingesetzt.In particular, PP with a melt flow index (MFI) of 6-35, preferably 10-15, is used.

Ein wesentlicher weiterer Unterschied zum Stand der Technik besteht auch im ausgeübten Druck, der erheblich höher ist als der in den bisher vorgeschlagenen Verfahren. Das Werkzeugteil bringt nämlich einen Druck von wenigstens 200 bar, insbesondere wenigstens 400 bar auf den Borstenträger auf.Another significant difference to the prior art is the pressure exerted, which is considerably higher than that in the previously proposed methods. This is because the tool part applies a pressure of at least 200 bar, in particular at least 400 bar, to the bristle carrier.

Wichtig ist es bei der Durchführung dieses speziellen Verfahrens zur ankerlosen Befestigung, dass die vom Borstenträger abstehenden freien Enden der dünnen Borsten ihre ursprüngliche Form beibehalten. Insbesondere bei Borstenbüscheln sollen die Borsten alle parallel zueinander und gleichmäßig ausgerichtet stehen. Auf keinen Fall sollten sich bei einem Borstenbüschel die Borsten am freien Ende auffächern. Aus diesem Grund wird versucht, die sogenannte Haltezeit, in der die erhitzte Druckplatte auf den Borstenträger drückt, so kurz wie möglich zu halten.When carrying out this special method for anchorless fastening, it is important that the free ends of the thin bristles protruding from the bristle carrier retain their original shape. In the case of tufts of bristles in particular, the bristles should all be parallel to one another and aligned uniformly. Under no circumstances should the bristles fan out at the free end of a tuft of bristles. For this reason, attempts are made to keep the so-called holding time, in which the heated pressure plate presses on the bristle carrier, as short as possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung sowie eine Bürstenherstellungsvorrichtung mit einer solchen Druckplatteneinheit zu schaffen, die für eine noch bessere Qualität der Borsten sorgt.The object of the invention is to create a pressure plate unit for a brush production device and a brush production device with such a pressure plate unit which ensures an even better quality of the bristles.

Diese Aufgabe wird durch eine Druckplatteneinheit nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a printing plate unit according to claim 1.

Die erfindungsgemäße Druckplatteneinheit für eine Bürstenherstellungsvorrichtung zum thermischen Verpressen von zumindest einer Borste in einer Verankerungsöffnung eines Borstenträgers, wobei die Bürstenherstellungsvorrichtung zwischen der Druckplatteneinheit und einer Gegenplatte eine Aufnahme für den Borstenträger aufweist und die Druckplatteneinheit und die Gegenplatte aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, umfasst eine beheizbare Druckplatte mit einer der Gegenplatte gegenüberliegenden Vorderseite sowie eine entgegengesetzte Rückseite und zumindest eine Aufnahmeöffnung für die wenigstens eine Borste sowie eine an der Rückseite der Druckplatte vorgesehene Trichterplatte, die zu der zumindest einen Aufnahmeöffnung eine fluchtende Einführöffnung für die zumindest eine Borste hat und wobei zwischen der Druckplatte und der Trichterplatte eine Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur der Trichterplatte vorgesehen ist.The pressure plate unit according to the invention for a brush manufacturing device for the thermal pressing of at least one bristle in an anchoring opening of a bristle carrier, wherein the brush manufacturing device has a receptacle for the bristle carrier between the pressure plate unit and a counterplate and the pressure plate unit and the counterplate can be moved towards and away from one another a heatable pressure plate with a front side opposite the counterplate and an opposite rear side and at least one receiving opening for the at least one bristle and a funnel plate provided on the rear side of the pressure plate which has an insertion opening for the at least one bristle aligned with the at least one receiving opening and with the pressure plate and the funnel plate a device for reducing the temperature of the funnel plate is provided.

Gemäß der Erfindung werden die Borsten entfernt von ihrem verdickten Befestigungsende thermisch geschont, indem der Kanal, in dem sie während der Aufbringung von Druck und Temperatur auf den Borstenträger aufgenommen sind, kühl gehalten wird. Eine thermische Beeinträchtigung findet damit nicht statt.According to the invention, the bristles are thermally protected away from their thickened fastening end in that the channel in which they are received during the application of pressure and temperature to the bristle carrier is kept cool. There is therefore no thermal impairment.

Vorzugsweise ist die Druckplatte mit einer elektrischen Heizvorrichtung ausgestattet, insbesondere besitzt sie Ausnehmungen zur Aufnahme von elektrischen Heizpatronen.The pressure plate is preferably equipped with an electrical heating device, in particular it has recesses for receiving electrical heating cartridges.

Die Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur kann eine Isolierung und/oder eine aktive Kühlung aufweisen, um die Wärme von der Druckplatte nicht oder nur zu einem geringen Teil auf die Trichterplatte übergehen zu lassen. Eine aktive Kühlung bedeutet, es ist Kühlfluid, z. B. Druckluft, vorhanden, welches durch einen entsprechenden Kanal gepumpt wird.The device for reducing the temperature can have insulation and / or active cooling in order not to allow the heat to be transferred from the pressure plate, or only to a small extent, to the funnel plate. Active cooling means it is cooling fluid, e.g. B. compressed air, which is pumped through a corresponding channel.

Die Isolierung kann durch eine thermische Isolierschicht zwischen der Druckplatte und der Trichterplatte ausgeführt werden, beispielsweise durch ein separates, vorgefertigtes, blattartiges Teil. Ein solches separates Teil kann auf einem Papiersubstrat basieren, ähnlich wie Dichtungen in Verbrennungsmotoren.The insulation can be carried out by a thermal insulating layer between the pressure plate and the funnel plate, for example by a separate, prefabricated, sheet-like part. Such a separate part can be based on a paper substrate, similar to seals in internal combustion engines.

Das entsprechende Teil hat lediglich eine Dicke von wenigen Zehnteln Millimetern, beispielsweise 0,3-0,4 mm.The corresponding part is only a few tenths of a millimeter thick, for example 0.3-0.4 mm.

Eine weitere zusätzliche Möglichkeit zur Isolierung besteht darin, dass ein Luftspalt zwischen der Druckplatte und der Trichterplatte vorgesehen ist.Another additional possibility for insulation is that an air gap is provided between the pressure plate and the funnel plate.

Dieser Luftspalt kann durch einen Abstandshalter zwischen der Druckplatte und der Trichterplatte gebildet sein, der durch ein separates Teil realisiert wird. Ein Beispiel hierfür besteht darin, dass der Abstandshalter durch die thermische Isolierschicht gebildet ist, die zuvor erwähnt wurde.This air gap can be formed by a spacer between the pressure plate and the funnel plate, which is realized by a separate part. An example of this is that the spacer is formed by the thermal insulating layer mentioned earlier.

Die aktive Kühlung lässt sich zum Beispiel über einen Kühlkanal in der Trichterplatte ausbilden, durch den Kühlfluid strömt.Active cooling can be implemented, for example, via a cooling channel in the funnel plate through which cooling fluid flows.

Dieser Kühlkanal kann eine auf der zur Druckplatte weisenden Stirnseite der Trichterplatte offene Nut sein, die beispielsweise durch die Isolierschicht geschlossen wird. Eine solche offene Nut ist einfach in der Herstellung. Die optional vorgesehene Isolierschicht, die die Nut zu einem im Querschnitt geschlossenen Kanal ergänzt, hat damit eine Doppelfunktion.This cooling channel can be a groove which is open on the end face of the funnel plate facing the pressure plate and which is closed, for example, by the insulating layer. Such an open groove is easy to manufacture. The optionally provided insulating layer, which complements the groove to form a channel with a closed cross-section, thus has a double function.

In der Druckplatte sind vorzugsweise mehrere Durchtrittsöffnungen für Borsten mehrerer Borstenträger ausgebildet, die dann gleichzeitig bearbeitet werden. Rückseitig der Druckplatte lassen sich mehrere, jeweils einem Borstenträger zugeordnete Trichterplatten vorsehen. Diese einzelnen Trichterplatten können dann gut zu den Durchtrittsöffnungen in der Druckplatte ausgerichtet werden oder einzeln ausgewechselt werden.In the pressure plate there are preferably several passage openings for bristles of several bristle carriers, which are then processed at the same time. A plurality of funnel plates, each assigned to a bristle carrier, can be provided on the rear of the pressure plate. These individual funnel plates can then be easily aligned with the passage openings in the pressure plate or can be exchanged individually.

Auf der Vorderseite der Druckplatte lassen sich mehrere, jeweils einem Borstenträger zugeordnete Vertiefungen zur Aufnahme von vorgefertigten Borstenträgern ausformen. Diese Borstenträger werden damit nicht nur an der Vorderseite, sondern auch am Übergangsrand zur Seitenfläche in der Vertiefung der Druckplatte formschlüssig aufgenommen, sodass nach dem Umformen eine hochwertige Oberfläche in diesem Bereich sichergestellt werden kann.A plurality of depressions, each assigned to a bristle carrier, for receiving prefabricated bristle carriers can be formed on the front side of the pressure plate. These bristle carriers are thus received in a form-fitting manner not only on the front side, but also on the transition edge to the side surface in the depression of the pressure plate, so that a high-quality surface can be ensured in this area after the reshaping.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Bürstenherstellungsvorrichtung zum thermischen Verpressen von zumindest einer Borste in einer Verankerungsöffnung eines Borstenträgers. Die erfindungsgemäße Bürstenherstellungsvorrichtung umfasst die erfindungsgemäße Druckplatteneinheit sowie eine der Druckplatte gegenüberliegende Gegenplatte, die zwischen sich und der Druckplatte eine Aufnahme für den Borstenträger bildet. Die Druckplatteneinheit und die Gegenplatte sind relativ zueinander aufeinander zu- und voneinander wegbewegbar. Die Druckplatte ist beheizbar, um eine Vorderseite des Borstenträgers erwärmen zu können. Unter der Einwirkung der Temperatur und Drucktemperatur wird der Borstenträger zwischen der Druckplatte und der Gegenplatte auf der Vorderseite komprimiert, sodass die die Verankerungsöffnung definierende Wand am Übergang zur Vorderseite einwärtsgepresst und verengt wird, um die zumindest eine Borste in der Verankerungsöffnung zu befestigen.The invention also relates to a brush manufacturing device for the thermal pressing of at least one bristle in an anchoring opening of a bristle carrier. The brush manufacturing device according to the invention comprises the pressure plate unit according to the invention as well as a counter-plate opposite the pressure plate, which between itself and the pressure plate forms a receptacle for the bristle carrier. The pressure plate unit and the counter plate can be moved towards and away from one another relative to one another. The pressure plate can be heated in order to be able to heat a front side of the bristle carrier. Under the action of the temperature and pressure temperature, the bristle carrier is compressed between the pressure plate and the counterplate on the front side, so that the wall defining the anchoring opening is pressed inwards and narrowed at the transition to the front side in order to fasten the at least one bristle in the anchoring opening.

Die Temperatur, auf die die Druckplatte selbst und die Vorderseite des Borstenträgers gebracht werden, liegt in den zuvor erwähnten Bereichen. Entsprechende Steuerungen sind vorgesehen sowie zumindest ein Temperatursensor an der Druckplatte, der die Einhaltung der vorgegebenen Temperatur sicherstellt. Die Druckplatte und die Trichterplatte haben eine solche Dicke, dass das freie Ende der zumindest einen Borste, die in die Durchtrittsöffnung eingeführt ist, in der Trichterplatte beim Pressvorgang endet.The temperature to which the pressure plate itself and the front side of the bristle carrier are brought is in the ranges mentioned above. Corresponding controls are provided, as well as at least one temperature sensor on the pressure plate, which ensures that the specified temperature is maintained. The pressure plate and the funnel plate have such a thickness that the free end of the at least one bristle, which is inserted into the passage opening, ends in the funnel plate during the pressing process.

Die Druckplatteneinheit kann ein Magazin bilden, welches vorab befüllt wird und welches mehrere Stationen durchläuft, beispielsweise eine Station, in der die Borsten eines Borstenbüschels miteinander thermisch verbunden werden, um das verdickte Befestigungsende zu erzeugen. Dieses Magazin wandert dann durch mehrere Stationen, bis es in einer Verankerungsstation ist, in der dann die Borstenbüschel in die Verankerungsöffnung des Borstenträgers geschoben werden.The pressure plate unit can form a magazine which is filled in advance and which passes through several stations, for example a station in which the bristles of a bristle tuft are thermally connected to one another in order to produce the thickened fastening end. This magazine then wanders through several stations until it is in an anchoring station, in which the tufts of bristles are then pushed into the anchoring opening of the bristle carrier.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • Figur 1a bis 1g verschiedene aufeinanderfolgende Schritte zum Herstellen einer Bürste in perspektivischer Draufsicht und perspektivischer Unteransicht, die auch die erfindungsgemäße Bürstenherstellungsvorrichtung zeigt,
  • Figur 2 eine vergrößerte Ansicht der perspektivischen Unteransicht der Verankerungsstation in Figur 1e,
  • Figur 3 eine Querschnittsansicht durch die in Figur 1e und 1f dargestellte Verankerungsstation vor dem Aufeinanderzubewegen von Magazin und Borstenträger,
  • Figur 4 eine entsprechende Ansicht der Station nach Figur 3 bei erster Kontaktierung des Magazins und des Borstenträgers,
  • Figuren 5 und 5A eine entsprechende Ansicht der Verankerungsstation nach Figur 3 nach dem Ende der Zustellbewegung und nach dem Ende der Einwirkzeit, unmittelbar vor Auseinanderfahren und Öffnen der Station,
  • Figur 6 eine Schnittansicht durch eine alternative Bestückungsstation,
  • Figur 7 eine Längsschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Druckplatteneinheit,
  • Figur 8 eine perspektivische Draufsicht auf die Druckplatteneinheit nach Figur 6, und
  • Figur 9 eine Explosionsansicht der Druckplatteneinheit von Figur 6.
Further features and advantages of the invention emerge from the following description and from the following drawings, to which reference is made. In the drawings show:
  • Figure 1a to 1g various successive steps for manufacturing a brush in perspective top view and perspective view from below, which also shows the brush manufacturing device according to the invention,
  • Figure 2 FIG. 8 is an enlarged view of the perspective bottom view of the anchoring station in FIG Figure 1e ,
  • Figure 3 a cross-sectional view through the in Figures 1e and 1f Anchoring station shown before the magazine and bristle carrier are moved towards one another,
  • Figure 4 a corresponding view of the station Figure 3 when first contacting the magazine and the bristle carrier,
  • Figures 5 and 5A a corresponding view of the anchoring station Figure 3 after the end of the infeed movement and after the end of the exposure time, immediately before moving apart and opening the station,
  • Figure 6 a sectional view through an alternative assembly station,
  • Figure 7 a longitudinal sectional view through a printing plate unit according to the invention,
  • Figure 8 a top perspective view of the printing plate unit according to FIG Figure 6 , and
  • Figure 9 FIG. 8 is an exploded view of the printing plate assembly of FIG Figure 6 .

In Figur 1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, beispielsweise Zahnbürsten, dargestellt. Eine solche Zahnbürste weist bekanntlich einen Bürstenkopf mit vorderseitig abstehenden Borstenbüscheln, einen Hals und einen Griff auf. Diese drei Abschnitte können einstückig ineinander übergehen, sie bilden den sogenannten Bürstenkörper. Der Bürstenkopf kann entweder direkt bestopft werden, oder er kann zweiteilig ausgeführt werden, mit einem plättchenartigen Borstenträger, welcher nach dem Spritzgießen bereits vorgefertigte sacklochartige Verankerungsöffnungen besitzt, wobei dieser plättchenartige Borstenträger anschließend mit dem Rest des Kopfes zusammengebracht wird, entweder durch Verschweißen, Verkleben oder durch Umspritzen. Eine Alternative hierzu besteht darin, dass der Bürstenkopf einstückig ausgeführt ist, sodass er selbst den Borstenträger bildet.In Figure 1 an apparatus for producing brushes, for example toothbrushes, is shown. As is known, such a toothbrush has a brush head with tufts of bristles protruding on the front side, a neck and a handle. These three sections can merge in one piece, they form the so-called brush body. The brush head can either be stuffed directly, or it can be made in two parts, with a plate-like bristle carrier, which after injection molding has already prefabricated blind hole-like anchoring openings, this plate-like bristle carrier then being brought together with the rest of the head, either by welding, gluing or by Encapsulation. An alternative to this is that the brush head is made in one piece so that it forms the bristle carrier itself.

Eine derartige Ausführung ist in Figur 1 dargestellt, der Bürstenkopf bildet gleichzeitig den Borstenträger 10. In dieser Darstellung ist der Borstenträger 10 gleichzeitig der Bürstenkörper, denn er umfasst Stil, Hals und Kopf der Bürste. Der Borstenträger 10 ist ein vorgefertigtes, spritzgegossenes Teil. Figur 2 zeigt, dass der Borstenträger 10 auf seiner Unterseite zahlreiche vorgefertigte, beim Spritzgießen erzeugte Verankerungsöffnungen 12 besitzt, in die Borstenbüschel eingesetzt und darin verankert werden. Die nachfolgende Beschreibung ist aber identisch auf plättchenartige Borstenträger 10 übertragbar und lesbar.Such a design is in Figure 1 shown, the brush head simultaneously forms the bristle carrier 10. In this illustration, the bristle carrier 10 is also the brush body, because it includes the style, neck and head of the brush. The bristle carrier 10 is a prefabricated, injection molded part. Figure 2 shows that the bristle carrier 10 has numerous prefabricated anchoring openings 12 produced during injection molding on its underside, into which tufts of bristles are inserted and anchored therein. The following description can, however, be transferred and read identically to platelet-like bristle carriers 10.

Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung umfasst mehrere Stationen, nämlich eine Bestückungsstation 14, die in den Figuren 1a und 1b dargestellt ist, eine Schmelzstation 16, die in Figur 1c gezeigt ist, sowie eine Verankerungsstation 18 für die Borstenbüschel, die in den Figuren 1e und 1f dargestellt ist. Sämtliche Stationen können an und um einen Indexiertisch ausgeführt sein, der von einer zur nächsten Station taktet, aufgebildet sein.In the Figure 1 The device shown comprises several stations, namely a placement station 14, which is in the Figures 1a and 1b is shown, a melting station 16, which is shown in Figure 1c is shown, as well as an anchoring station 18 for the tufts of bristles, which in the Figures 1e and 1f is shown. All stations can be constructed on and around an indexing table that cycles from one station to the next.

Sämtliche Stationen werden von einem Magazin 20, auch Werkzeugteil genannt, durchlaufen, welches Borstenbüschel durch die einzelnen Stationen transportiert.All stations are passed through by a magazine 20, also called a tool part, which transports tufts of bristles through the individual stations.

Obwohl in Figur 1 ein Magazin 20 mit später noch genauer dargestellten Aufnahmeöffnungen für eine Bürste gezeigt ist, sind die Magazine 20 in der Praxis vorzugsweise so groß, dass mehrere nebeneinanderliegende Gruppen von Aufnahmeöffnungen für mehrere Bürsten im Magazin 20 ausgebildet sind. Es können auch mehrere Reihen von Gruppen von Aufnahmeöffnungen für mehrere Bürsten vorhanden sein.Although in Figure 1 a magazine 20 is shown with receiving openings for a brush, which will be shown in more detail later, the magazines 20 are preferably so large in practice that several adjacent groups of receiving openings for several brushes are formed in the magazine 20. It there can also be several rows of groups of receiving openings for several brushes.

Das Magazin 20 ist eine Druckplatteneinheit, wie sie in den Figuren 7 bis 9 dargestellt ist. Das Magazin 20 kann eine gemäß Figur 1 obere, ebene Vorderseite 22 besitzt. Alternativ hierzu hat das Magazin 20, welches im Wesentlichen plattenförmig ist, auf seiner ebenen Vorderseite 22 eine Vertiefung 200 mit einem Boden 202 (siehe Figur 7), um einen Teil einer Kavität zur Aufnahme des Borstenträgers 10 zu bilden.The magazine 20 is a printing plate unit as shown in Figures 7 to 9 is shown. The magazine 20 can be according to Figure 1 has upper, flat front side 22. As an alternative to this, the magazine 20, which is essentially plate-shaped, has a recess 200 with a bottom 202 on its flat front side 22 (see FIG Figure 7 ) to form part of a cavity for receiving the bristle carrier 10.

Da das Magazin 20 mehrere Stationen durchläuft und anschließend für die Herstellung weiterer Bürsten verwendet wird, ist ein Magazin-Umlaufbetrieb in der Vorrichtung vorhanden, wobei zahlreiche identisch ausgebildete Magazine 20 nacheinander durch die einzelnen Stationen getaktet werden. Das Magazin 20 ist damit ein Transportmittel für Borstenbüschel 24 durch die Vorrichtung hindurch. Alternativ hierzu kann das Magazin feststehend sein, und die einzelnen Stationen werden um das Magazin herum getaktet, beispielsweise auf einem Karussell. Dabei lassen sich gleichzeitig mehrere feststehende Magazine bearbeiten, genauer gesagt die in den Magazinen angeordneten Borstenbüschel.Since the magazine 20 passes through several stations and is then used for the production of further brushes, there is a magazine circulation mode in the device, with numerous identically designed magazines 20 being clocked one after the other through the individual stations. The magazine 20 is thus a means of transport for tufts of bristles 24 through the device. Alternatively, the magazine can be stationary, and the individual stations are clocked around the magazine, for example on a carousel. Several stationary magazines can be processed at the same time, more precisely the tufts of bristles arranged in the magazines.

Das Magazin 20 besitzt zahlreiche Aufnahmeöffnungen 26, die ein Lochbild haben, welches dem Lochbild des Borstenträgers 10 entspricht.The magazine 20 has numerous receiving openings 26 which have a hole pattern which corresponds to the hole pattern of the bristle carrier 10.

Jedes Borstenbüschel 24 besteht aus mehreren Borsten, die aus einem Borstenvorrat vereinzelt und, wie Figur 1a zeigt, in das Magazin 20 eingeschoben werden, beispielsweise über Stifte, wie dies später noch erläutert wird. Die einzelnen Borstenbüschel 24 können über Rohre mit Druckluft oder Vakuum herantransportiert werden.Each bristle tuft 24 consists of several bristles, which are separated from a bristle supply and how Figure 1a shows, can be inserted into the magazine 20, for example by means of pins, as will be explained later. The individual tufts of bristles 24 can be transported via pipes with compressed air or vacuum.

Die Borsten sind aus einem thermoplastischen Material, insbesondere PA, PBT, Polyester, Copolyester oder Polypropylen, sie können jedoch auch aus Elastomeren bestehen. Weiter ist es auch möglich, koextrudierte Borsten einzusetzen, beispielsweise mit einem Kern aus PA mit Elastomerbeschichtung. Es ist auch nicht zwingend notwendig, dass ausschließlich Borstenbüschel 24 eingesetzt und in die Verankerungsöffnung eingebettet werden, sondern es kann auch nur eine singuläre, vorgefertigte Borste in Form beispielsweise eines elastomeren Reinigungselementes mit einem verdickten Ende in seiner Verankerungsöffnung entsprechend dem vorgenannten und nachfolgend beschriebenen Verfahren eingesetzt und fixiert werden. Solche Reinigungselemente werden separat gespritzt oder geschäumt und sind weicher als der Borstenträger 10.The bristles are made of a thermoplastic material, in particular PA, PBT, polyester, copolyester or polypropylene, but they can also consist of elastomers. It is also possible to use coextruded bristles, for example with a core made of PA with an elastomer coating. It is also not absolutely necessary that only tufts of bristles 24 are used and embedded in the anchoring opening, but only a singular, prefabricated bristle in the form of, for example, an elastomeric cleaning element with a thickened end in its Anchoring opening can be inserted and fixed in accordance with the method mentioned above and described below. Such cleaning elements are injected or foamed separately and are softer than the bristle carrier 10.

Die Borstenbüschel 24 haben entgegengesetzte Enden und ragen mit ihren rückwärtigen Enden 28, Befestigungsenden genannt, etwas aus dem Magazin 20 heraus, sie stehen also gegenüber der Vorderseite 22 etwas vor. Dies ist in Figur 1b gezeigt.The tufts of bristles 24 have opposite ends and their rear ends 28, called fastening ends, protrude somewhat from the magazine 20, so they protrude somewhat from the front side 22. This is in Figure 1b shown.

Das Magazin 20, welches komplett mit den Borstenbüscheln 24 bestückt ist, wird seitlich in die Schmelzstation 16 transportiert, wie in Figur 1c gezeigt. In dieser Station ist eine Heizeinrichtung 30 vorhanden, die beispielsweise eine Plattenheizung oder eine Heißluftheizung sein kann. Kontaktlos werden die rückwärtigen Enden 28 der Borstenbüschel 24 erhitzt, sodass die einzelnen Borsten ihre Schmelztemperatur übersteigen und die Borsten eines Büschels miteinander zu einem verdickten Befestigungsende zusammenfließen. Die Borsten eines Borstenbüschels 24 sind damit einstückig miteinander verbunden. Die Verdickung 32 eines Borstenbüschels 24 geht nicht in benachbarte Verdickungen der angrenzenden Borstenbüschel 24 über, sondern bleiben kugel- oder linsenförmige Verdickungen. Auch wird vorzugsweise kein Stempel gegen die Verdickungen oder das noch flüssige Material der aufgeschmolzenen Borstenenden gedrückt.The magazine 20, which is completely equipped with the tufts of bristles 24, is transported laterally into the melting station 16, as in FIG Figure 1c shown. In this station there is a heating device 30, which can be, for example, a plate heater or a hot air heater. The rear ends 28 of the tufts of bristles 24 are heated without contact so that the individual bristles exceed their melting temperature and the bristles of a tuft flow together to form a thickened fastening end. The bristles of a bristle cluster 24 are thus connected to one another in one piece. The thickening 32 of a tuft of bristles 24 does not merge into adjacent thickenings of the adjacent tufts of bristles 24, but rather remains spherical or lenticular thickenings. Also, preferably no stamp is pressed against the thickened areas or the still liquid material of the melted bristle ends.

In demselben Borstenträger 10 können mehrere Borstenbüschel 24 verankert werden, wobei zumindest ein Borstenbüschel 24 aus Borsten aus einem anderen Material mit einer anderen Schmelztemperatur als die Borsten zumindest eines anderen Borstenbüschels 24 besteht.A plurality of bristle tufts 24 can be anchored in the same bristle carrier 10, at least one bristle tuft 24 consisting of bristles made of a different material with a different melting temperature than the bristles of at least one other bristle tuft 24.

Noch in der Schmelzstation 16 oder auf dem Weg zur nachfolgenden Verankerungsstation 18 oder in der Verankerungsstation 18 können optional die Verdickungen 32 aktiv, z.B. durch einen Ventilator herangeführten Kaltluftstrom 214 (siehe Figur 1d) gekühlt werden.While still in the melting station 16 or on the way to the subsequent anchoring station 18 or in the anchoring station 18, the thickenings 32 can optionally be active, for example cold air flow 214 brought in by a fan (see FIG Figure 1d ) are cooled.

Das Magazin 20 transportiert die Borstenbüschel 24 weiter in die nachfolgende Verankerungsstation 18, wo die Borstenbüschel 24 in den Verankerungsöffnungen 12 des Borstenträgers 10 ausschließlich ankerlos bleibend arretiert werden.The magazine 20 transports the tufts of bristles 24 further into the subsequent anchoring station 18, where the tufts of bristles 24 are locked in the anchoring openings 12 of the bristle carrier 10 without anchoring.

Die Verankerungsstation 18 umfasst zumindest eine Gegenplatte 34 (vorzugsweise mehrere Gegenplatten), die an ihrer der Vorderseite 22 gegenüberliegenden Stirnseite 36 (siehe Figur 2) eine Ausnehmung 38 (bei mehreren aufzunehmenden Borstenträgern 10 mehrere Ausnehmungen) besitzt, welche komplementär zur entsprechenden Form des Borstenträgers 10 ausgebildet ist, sodass dieser flächig mit seiner Rückseite an der Gegenplatte aufliegt. Zwischen der Gegenplatte 34 und dem Magazin 20 wird eine Aufnahme für die beborsteten Borstenträger 10 gebildet.The anchoring station 18 comprises at least one counter-plate 34 (preferably several counter-plates), which on its end face 36 opposite the front side 22 (see FIG Figure 2 ) has a recess 38 (several recesses in the case of several bristle carriers 10 to be accommodated), which is designed to be complementary to the corresponding shape of the bristle carrier 10, so that the latter rests flat with its rear side on the counterplate. A receptacle for the bristle carrier 10 with bristles is formed between the counter plate 34 and the magazine 20.

Die Gegenplatte 34 selbst hat eine ebene Stirnseite 36, gegenüber welcher jedoch der Borstenträger 10 etwas vorsteht, wie Figur 2 zeigt, um in die zum Bereich der Vorderseite des Borstenträgers 10 komplementäre Vertiefung 200 im Magazin 20 hineinzuragen.The counter plate 34 itself has a flat end face 36, against which, however, the bristle carrier 10 protrudes somewhat, as Figure 2 shows in order to protrude into the recess 200 in the magazine 20 which is complementary to the area of the front side of the bristle carrier 10.

Das Magazin 20 ist beheizbar, beispielsweise entweder durch eine von außen zugeführte Plattenheizung, die in der Verankerungsstation 18 seitlich an das Magazin 20 herangefahren wird und dieses, da das Magazin 20 aus Metall besteht, schnell aufheizen kann.The magazine 20 can be heated, for example either by a plate heater supplied from the outside, which is moved laterally to the magazine 20 in the anchoring station 18 and which, since the magazine 20 is made of metal, can heat it up quickly.

Alternativ hierzu ist im Magazin 20 eine Heizung, insbesondere eine elektrische Widerstandsheizung 39 ausgebildet, die in Figur 2 dargestellt ist. Die Heizwindungen sind symbolisch angedeutet, sie liegen nahe an der Vorderseite 22 bzw. bei einer Vertiefung 200 nahe des Bodens 202 der Vertiefung 200, der einen Teil der Vorderseite 22 darstellt. Insbesondere sind vorgefertigte elektrische Heizpatronen in das Magazin integriert, wie anhand der Figuren 6 bis 8 noch erläutert werden wird.As an alternative to this, a heater, in particular an electrical resistance heater 39, is formed in the magazine 20, which is shown in FIG Figure 2 is shown. The heating windings are indicated symbolically; they are located close to the front side 22 or, in the case of a recess 200, near the bottom 202 of the recess 200, which represents part of the front side 22. In particular, prefabricated electrical heating cartridges are integrated into the magazine, as shown by the Figures 6 to 8 will be explained later.

Elektrische Anschlusskontakte 41, beispielsweise Schleifkontakte an einer Seitenfläche des Magazins 20, ermöglichen es, beim Hereinfahren des Magazins 20 in die Verankerungsstation 18 das Magazin 20 elektrisch anzukoppeln, um die Heizung 39 zu aktivieren. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass die Vorderseite 22 inklusive des Bodens 202 der Vertiefung 200 selbst eine elektrische Widerstandsheizschicht darstellt, sodass hier unmittelbar die Vorderseite geheizt ist.Electrical connection contacts 41, for example sliding contacts on a side surface of the magazine 20, make it possible to electrically couple the magazine 20 when the magazine 20 is moved into the anchoring station 18 in order to activate the heater 39. Of course, it is also conceivable that the front side 22 including the bottom 202 of the recess 200 itself represents an electrical resistance heating layer, so that the front side is heated directly here.

Wenn das Magazin 20 feststehend ist, ist der elektrische Anschluss für die Heizung sehr einfach realisierbar, er kann permanent ausgebildet sein.If the magazine 20 is stationary, the electrical connection for the heater can be implemented very easily; it can be made permanent.

Die Heizung 39 sorgt dafür, dass vorzugsweise die gesamte Vorderseite 22, die mit dem Borstenträger 10 in Kontakt kommt, beheizt wird, das heißt auch die Abschnitte zwischen den Verdickungen 32.The heater 39 ensures that preferably the entire front side 22 that comes into contact with the bristle carrier 10 is heated, that is to say also the sections between the thickened areas 32.

Die Temperatur, auf die die Vorderseite 22 (im Bereich des Kontakts mit dem Borstenträger 10) dabei gebracht wird, liegt unterhalb der Schmelztemperatur des Borsten- und/oder des Borstenträgermaterials, vorzugsweise beider Materialien. Insbesondere liegt sie bei höchstens 85 % gerechnet in °C der jeweiligen Schmelztemperatur dieser Materialien. Haben beispielsweise beide Materialien eine Schmelztemperatur von 100 °C, so liegt die Temperatur des endgültig aufgeheizten Magazins 20 an der Vorderseite 22 bei höchstens 85 °C.The temperature to which the front side 22 is brought (in the area of contact with the bristle carrier 10) is below the melting temperature of the bristle and / or the bristle carrier material, preferably both materials. In particular, it is at most 85%, calculated in ° C, of the respective melting temperature of these materials. For example, if both materials have a melting temperature of 100.degree. C., the temperature of the finally heated magazine 20 on the front side 22 is at most 85.degree.

Figur 3 zeigt eine Schnittansicht durch die Verankerungsstation 18 in Figur 1e, bevor das Magazin 20 und der Borstenträger 10 aufeinander zu gefahren werden. Figure 3 FIG. 8 shows a sectional view through the anchoring station 18 in FIG Figure 1e before the magazine 20 and the bristle carrier 10 are moved towards one another.

Die Verdickung 32 hat eine solche Abmessung, gesehen in Längsrichtung A (auch Axialrichtung oder Zustellrichtung genannt), dass sie kleiner als der entsprechende Querschnitt der Verankerungsöffnung 12 ist, sodass sie, ohne an den innenseitigen Rand der Verankerungsöffnung 12, auch Innenseite 40 der die Verankerungsöffnung begrenzenden Wand genannt, anzustoßen oder die Innenseite 40 zu kontaktieren, in die Verankerungsöffnung 12 eingeschoben werden kann.The thickening 32 has such a dimension, seen in the longitudinal direction A (also called the axial direction or feed direction), that it is smaller than the corresponding cross section of the anchoring opening 12, so that it is also inside 40 of the anchoring opening without being on the inside edge of the anchoring opening 12 called limiting wall, to abut or to contact the inside 40, can be inserted into the anchoring opening 12.

Das permanent, d.h. während des gesamten Betriebs auf die gewünschte Temperatur erhitzte Magazin 20 und/oder die Gegenplatte 34 werden relativ zueinander aufeinander zu bewegt, im vorliegenden Fall wird nur die Gegenplatte 34 mit dem Borstenträger 10 bewegt, sodass zuerst die Verdickung 32 in die Verankerungsöffnung 12 gelangt, bevor die Vorderseite 22 die ihr zugewandte ebene Stirn- und Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 kontaktiert.The magazine 20, which is permanently heated to the desired temperature during the entire operation, and / or the counter plate 34 are moved relative to one another, in the present case only the counter plate 34 with the bristle carrier 10 is moved so that the thickening 32 first enters the anchoring opening 12 arrives before the front side 22 contacts the flat front and front side 42 of the bristle carrier 10 facing it.

Eine Basisplatte 44 (siehe Figur 3), auf welcher sämtliche Borstenbüschel 24 mit ihren vorderseitigen, stirnseitigen, freien Enden aufliegen und die eine Abstützung bildet, kann dazu dienen, die Borstenbüschel 24 an ihrem vorderen Ende zueinander.A base plate 44 (see Figure 3 ), on which all of the bristle tufts 24 rest with their front, front, free ends and which forms a support, can serve to bring the bristle tufts 24 towards one another at their front end.

In Figur 4 ist gezeigt, dass die Vorderseite 22 die Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 kontaktiert und damit den Borstenträger 10 an der gesamten Kontaktfläche zwischen beiden Teilen aufheizt.In Figure 4 it is shown that the front side 22 makes contact with the front side 42 of the bristle carrier 10 and thus heats the bristle carrier 10 over the entire contact surface between the two parts.

Der Borstenträger 10 ist aus thermoplastischem Material, insbesondere aus den zuvor bereits erwähnten Kunststoffen, wie Polypropylen, ABS, PA, PBT, PET oder PC.The bristle carrier 10 is made of thermoplastic material, in particular of the plastics already mentioned above, such as polypropylene, ABS, PA, PBT, PET or PC.

Die Bewegung der Gegenplatte 34 verharrt jedoch nicht in der Position des ersten Kontaktes, der in Figur 4 dargestellt ist, denn über die Gegenplatte 34 und das Magazin 20 wird ein Druck auf den Borstenträger 10 von mindestens 200 bar, vorzugsweise mindestens 400 bar, auf den Borstenträger 10 ausgeübt. Dieser Druck wird bereits ab dem ersten Kontakt von Borstenträger 10 und Magazin 20 aufgebracht und bleibt über die Einwirkzeit (Kontaktzeit) gleich.However, the movement of the counter plate 34 does not remain in the position of the first contact, which is shown in FIG Figure 4 is shown, because a pressure on the bristle carrier 10 of at least 200 bar, preferably at least 400 bar, is exerted on the bristle carrier 10 via the counter plate 34 and the magazine 20. This pressure is already applied from the first contact between bristle carrier 10 and magazine 20 and remains the same over the exposure time (contact time).

Dieser Druck wird bei gleichzeitiger Erwärmung des Borstenträgers 10 über eine Einwirkzeit von wenigstens 4 Sekunden, insbesondere wenigstens 5 Sekunden und maximal 15 Sekunden, insbesondere maximal 10 Sekunden aufrechterhalten.This pressure is maintained with simultaneous heating of the bristle carrier 10 for an exposure time of at least 4 seconds, in particular at least 5 seconds and a maximum of 15 seconds, in particular a maximum of 10 seconds.

Die Vorrichtung wird insbesondere auf Block gefahren, d.h., die Gegenplatte 34 kontaktiert außerhalb der durch die Ausnehmung 38 und die Vertiefung 200 gebildeten Kavität mit einer Stirnseite 36 den Abschnitt der Vorderseite 22 außerhalb der Vertiefung 200. In diesem Kontaktbereich ist kein Spalt vorgesehen, in den von der Kavität aus Material eindringen könnte, vielmehr wird die Kavität durch einen ringförmig umlaufenden Kontaktbereich abgedichtet.The device is driven in particular on a block, that is, the counter plate 34 makes contact outside the cavity formed by the recess 38 and the recess 200 with an end face 36 the section of the front side 22 outside the recess 200. In this contact area, no gap is provided in which could penetrate from the cavity made of material, rather the cavity is sealed by a ring-shaped circumferential contact area.

Bevorzugt wird die Basisplatte 44 bereits vor Beginn der Haltezeit oder sogar noch vor der Einwirkzeit entfernt, wie dies in den Figuren 3 und 4 symbolisch mit dem Pfeil Y dargestellt ist.The base plate 44 is preferably removed before the start of the holding time or even before the exposure time, as shown in FIG Figures 3 and 4 is shown symbolically with the arrow Y.

In dem genannten Beispiel wird die gesamte ebene Vorderseite, zumindest wo Kontakt mit dem Magazin 20 an der Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 vorhanden ist, aufgeheizt. Wenn das Magazin 20 eine Vertiefung 200 hat, reicht es und ist es vorteilhaft, wenn nur im Bereich des Bodens 202 der Vertiefung 200 die Heizung angebracht ist.In the example mentioned, the entire flat front side, at least where there is contact with the magazine 20 on the front side 42 of the bristle carrier 10, is heated. If the magazine 20 has a recess 200, it is sufficient and advantageous if the heater is attached only in the area of the bottom 202 of the recess 200.

Die Temperatur, auf die der Borstenträger im Bereich der Vorderseite 42 während der Einwirkzeit aufgeheizt wird, liegt unterhalb der Schmelztemperatur des Borsten- und/oder Borstenträgermaterials, insbesondere bei oder niedriger als 85 % der jeweiligen Schmelztemperatur, gerechnet in °C. Damit entspricht diese Temperatur der zuvor genannten maximalen Betriebstemperatur des Magazins 20 im Bereich der Vorderseite 22 bzw. des Bodens 202.The temperature to which the bristle carrier in the area of the front side 42 is heated during the exposure time is below the melting temperature of the bristle and / or bristle carrier material, in particular at or lower than 85% of the respective melting temperature, calculated in ° C. This corresponds to this Temperature of the aforementioned maximum operating temperature of the magazine 20 in the area of the front side 22 or of the bottom 202.

Alternativ hierzu kann zumindest der Rand 50 der Verankerungsöffnung 12 im Bereich der Vorderseite 42 aufgeheizt werden, der den Bereich der Wand der Verankerungsöffnung 12 bildet, der an der Mündung zur Vorderseite 42 angrenzt.As an alternative to this, at least the edge 50 of the anchoring opening 12 can be heated in the area of the front side 42, which forms the area of the wall of the anchoring opening 12 which adjoins the opening to the front side 42.

Mit extrem hohem Druck, der z.B. über 600 bar liegt, wäre es möglich, den Borstenträger 10 im Bereich der Vorderseite 42, zumindest im Bereich des Randes 50, nur auf eine Temperatur zu erwärmen, die über einer Grenztemperatur liegt, welche 60 % in °C, insbesondere 80 % in °C der Glasübergangstemperatur des Borstenträgermaterials beträgt, wenn das Borstenträgermaterial eine Glasübergangstemperatur von größer gleich 300° K hat. Bevorzugt liegt diese Grenztemperatur jedoch bei oder minimal über der Glasübergangstemperatur. Bei einem Borstenträgermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von kleiner 300° K liegt die Aufheiztemperatur maximal 50 % über der Glasübergangstemperatur in ° K gerechnet.With extremely high pressure, for example above 600 bar, it would be possible to heat the bristle carrier 10 in the area of the front side 42, at least in the area of the edge 50, only to a temperature which is above a limit temperature which is 60% in ° C, in particular 80% in ° C of the glass transition temperature of the bristle carrier material, if the bristle carrier material has a glass transition temperature of greater than or equal to 300 ° K. However, this limit temperature is preferably at or slightly above the glass transition temperature. In the case of a bristle carrier material with a glass transition temperature of less than 300 ° K, the heating temperature is a maximum of 50% above the glass transition temperature in ° K.

Eine weitere Variante sieht vor, dass die Aufheizung zumindest des Randes 50 der Vorderseite 42, insbesondere der gesamten Kontaktfläche des Borstenträgers 10 im Bereich der Vorderseite 42 auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die zumindest 30 °C über der Umgebungstemperatur liegt, insbesondere bevor die Innenseite 40 im Inneren der Verankerungsöffnung 12 über die Umgebungstemperatur durch das Magazin 20 aufgeheizt wird.Another variant provides that the heating of at least the edge 50 of the front side 42, in particular the entire contact surface of the bristle carrier 10 in the area of the front side 42, is heated to a temperature which is at least 30 ° C. above the ambient temperature, in particular before the inside 40 inside the anchoring opening 12 is heated above the ambient temperature by the magazine 20.

Wie in den Figuren zu sehen ist, hat das Magazin 20 keinerlei Fortsätze oder dergleichen, mit denen es in die Verankerungsöffnung 12 hineinragen würde.As can be seen in the figures, the magazine 20 has no extensions or the like with which it would protrude into the anchoring opening 12.

Beim Aufbringen von Druck und Temperatur das Borstenträgermaterial wird der Borstenträger 10 im Bereich der Vorderseite 42 optional sogar ganzflächig verformt. Das Material möchte ausweichen und wandert damit in die Verankerungsöffnungen 12 im Bereich der Mündung und schnürt diese ein.When pressure and temperature are applied to the bristle carrier material, the bristle carrier 10 is optionally even deformed over the entire surface in the area of the front side 42. The material wants to evade and thus migrates into the anchoring openings 12 in the area of the mouth and constricts them.

Durch das Aufbringen von Wärme und Druck kann optional die gesamte Dicke D und damit die Maximaldicke des Borstenträgers 10 im Bereich der Mündung der Verankerungsöffnung 12 zur Vorderseite 42 bleibend reduziert werden. Es entsteht eine Art Wulst oder Einschnürung, die das verdickte Befestigungsende in Auszugsrichtung hintergreift und damit das Borstenbüschel 24 sichert.By applying heat and pressure, the entire thickness D and thus the maximum thickness of the bristle carrier 10 in the region of the opening of the anchoring opening 12 to the front side 42 can optionally be permanently reduced. A type of bead or constriction is created which engages behind the thickened fastening end in the pull-out direction and thus secures the tuft of bristles 24.

In Figur 5A ist der durch die Verankerungsöffnung 12 gebildete und durch den verengten Rand 218 nach außen abgegrenzte Raum zur Unterbringung der Verdickung 32 übertrieben dargestellt, ebenso wie die Verdickung 32 im Verhältnis zum Durchmesser D1 übertrieben dargestellt ist.In Figure 5A the space formed by the anchoring opening 12 and delimited to the outside by the narrowed edge 218 for accommodating the thickening 32 is shown exaggerated, just as the thickening 32 is shown exaggerated in relation to the diameter D1.

Die Wand der Verankerungsöffnung 12 wird über eine Tiefe Z (siehe Figur 5A) von wenigstens 0,8 mm, beginnend vom Boden 208 nicht verformt und/oder klemmt die Verdickung 32 und auch die Borsten in diesem Bereich nicht.The wall of the anchoring opening 12 is over a depth Z (see Figure 5A ) of at least 0.8 mm, starting from the bottom 208, is not deformed and / or the thickening 32 and also the bristles do not jam in this area.

Die Tiefe T der Verankerungsöffnung nach der Herstellung der Bürste beträgt maximal 4 mm, insbesondere maximal 2,7 mm.The depth T of the anchoring opening after the manufacture of the brush is a maximum of 4 mm, in particular a maximum of 2.7 mm.

Sämtliche Verankerungsöffnungen 12 sind Sacklöcher, sodass der Borstenträger 10 rückseitig nicht abgedeckt werden muss, da keine Teile der Borstenbüschel sichtbar sind oder auf dieser Seite vorstehen.All anchoring openings 12 are blind holes so that the rear of the bristle carrier 10 does not have to be covered, since no parts of the tufts of bristles are visible or protrude on this side.

Zu betonen ist generell, dies bezieht sich nicht nur auf die dargestellten Ausführungsformen, dass der Borstenträger 10 nicht nahe an seine Schmelztemperatur gebracht werden sollte, sondern von dieser deutlich entfernt nahe an die Glasübergangstemperatur. Insbesondere sollte die Aufheiztemperatur und damit auch die Temperatur an dem Magazin 20 im Bereich der Vorderseite 22 und dem Borstenträger 10 stirnseitig nicht höher als 15% über der Glasübergangstemperatur des Borstenträgermaterials und/oder des Borstenmaterials liegen.In general, it should be emphasized that this relates not only to the illustrated embodiments, that the bristle carrier 10 should not be brought close to its melting temperature, but rather far away from it and close to the glass transition temperature. In particular, the heating temperature and thus also the temperature at the magazine 20 in the area of the front side 22 and the front side of the bristle carrier 10 should not be higher than 15% above the glass transition temperature of the bristle carrier material and / or the bristle material.

Bei Verwendung von PET wird gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung die Vorderseite 42 beim Umformen auf eine Temperatur von 75-95 °C, insbesondere 80-90 °C erwärmt, bei PP auf eine Temperatur von 105-125 °C, insbesondere 110-120 °C. Das PP wird insbesondere so ausgewählt, dass es einen Melt-Flow-Index (MFI) von 6-35, vorzugsweise 10-15 im Ausgangszustand besitzt.When using PET, according to a preferred variant of the invention, the front side 42 is heated to a temperature of 75-95 ° C., in particular 80-90 ° C., in the case of PP, to a temperature of 105-125 ° C., in particular 110-120 ° C. In particular, the PP is selected so that it has a melt flow index (MFI) of 6-35, preferably 10-15, in the initial state.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorderseite 22 und damit der Borstenträger 10 auf eine Temperatur von maximal 140 °C, insbesondere maximal 130 °C aufgeheizt werden, vorzugsweise im Bereich von 100 bis 115 °C aufgeheizt werden. Als Materialien werden hierbei insbesondere Polypropylen, PET, ABS, Copolyester und SAN für den Borstenträger verwendet.One embodiment of the invention provides that the front side 22 and thus the bristle carrier 10 are heated to a temperature of a maximum of 140.degree. C., in particular a maximum of 130.degree. C., preferably in the range from 100 to 115.degree. Polypropylene, PET, ABS, copolyester and SAN in particular are used as materials for the bristle carrier.

Die Rückseite 206 des Borstenträgers 10 und der von der Rückseite 206 ausgehende Bereich bis zumindest zum Boden 208 der Verankerungsöffnungen 12 (vorzugsweise sogar noch weiter in Richtung zur Vorderseite 42) sollten nicht verformt werden. Um die Temperaturgrenze, ab der eine Verformung aufgrund des aufgebrachten Drucks stattfinden würde, möglichst nahe zur Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 zu verschieben, kann die Gegenplatte 34 mit einer aktiven Kühlung versehen sein.The rear side 206 of the bristle carrier 10 and the area extending from the rear side 206 to at least the bottom 208 of the anchoring openings 12 (preferably even further in the direction of the front side 42) should not be deformed. In order to move the temperature limit above which deformation would take place due to the applied pressure as close as possible to the front side 42 of the bristle carrier 10, the counterplate 34 can be provided with active cooling.

Nach der vorgegebenen Einwirkzeit werden Gegenplatte 34 und Magazin 20 wieder auseinandergefahren, sodass die Borstenbüschel 24 aus ihren Aufnahmeöffnungen 26 herausgezogen werden.After the specified exposure time, the counter-plate 34 and the magazine 20 are moved apart again so that the tufts of bristles 24 are pulled out of their receiving openings 26.

Um die entsprechenden Bewegungen und Temperaturen exakt zu steuern, hat die Vorrichtung eine Steuerung 51, über die nicht nur die Heiztemperatur, sondern auch der aufgebrachte Druck sowie die Bewegungsabläufe gesteuert werden.In order to control the corresponding movements and temperatures exactly, the device has a controller 51, via which not only the heating temperature, but also the pressure applied and the movement sequences are controlled.

Die Bestückung des Magazins 20 kann entweder, wie in Figur 1a direkt über einen Borstenvereinzelner erfolgen, oder über eine andere Variante, die in Figur 6 dargestellt ist. Hier wird zuerst eine Kassette 60 mit zahlreichen Aufnahmeöffnungen mit Borstenbüscheln befüllt. Über diese Kassette 60 können die vereinzelten Borstenbüschel dann auch gelagert werden, bis sie schließlich beispielsweise über bewegbare Stifte 62 in das Magazin 20 direkt eingedrückt werden.The assembly of the magazine 20 can either, as in Figure 1a take place directly via a bristle separator, or via another variant that is included in Figure 6 is shown. Here, a cassette 60 with numerous receiving openings is first filled with tufts of bristles. The isolated tufts of bristles can then also be stored via this cassette 60 until they are finally pressed directly into the magazine 20, for example via movable pins 62.

In Figur 6 ist die Druckplatteneinheit (Magazin 20) schematisch dargestellt, die dann in den Figuren 7 bis 9 detaillierter wiedergeben ist. Die Druckplatteneinheit umfasst eine Druckplatte 100, deren Stirnseite 22 die Vorderseite 42 des Borstenträgers 10 kontaktiert und die beheizt wird. Rückseitig grenzt eine sogenannte Trichterplatte 102 an der Druckplatte 100 an und ist mit ihr verbunden.In Figure 6 the printing plate unit (magazine 20) is shown schematically, which is then in the Figures 7 to 9 is reproduced in more detail. The pressure plate unit comprises a pressure plate 100, the front side 22 of which makes contact with the front side 42 of the bristle carrier 10 and which is heated. At the rear, a so-called funnel plate 102 adjoins the pressure plate 100 and is connected to it.

Die Aufnahmeöffnungen 26 in der Druckplatte 100 fluchten mit einer oder mehreren Einführöffnungen 66 in der Trichterplatte 102, die sich optional, dies ist anhand der Figuren 7 bis 9 zu sehen, zur Rückseite hin auch aufweiten können. Dies ist optional der Fall.The receiving openings 26 in the pressure plate 100 are aligned with one or more insertion openings 66 in the funnel plate 102, which are optional, this is based on the Figures 7 to 9 to see, can also widen towards the back. This is optional.

Die Einführöffnungen 66 können, wie links in Figur 6 zu sehen ist, sich auch zu einer Öffnung zur Druckplatte 10 hin ergänzen, sodass mehrere Borstenbüschel zu einem gemeinsamen, größeren Borstenbüschel vereinigt werden können und in die entsprechende Aufnahmeöffnung 26 transportiert werden.The insertion openings 66 can, as shown on the left in FIG Figure 6 can be seen, also complement each other to an opening to the pressure plate 10, so that several tufts of bristles can be combined into a common, larger tuft of bristles and transported into the corresponding receiving opening 26.

In den Figuren 7 bis 9 ist die Druckplatteneinheit im Detail näher erläutert, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass die gezeigte Ausführungsform nur beispielhaft ist. Nahe an der Vertiefung 200 sind symbolisch dargestellte, in stirnseitige Öffnungen der Druckplatte 100 einführbare elektrische Heizpatronen 104 vorhanden, die außenseitig über Schleifkontakte beim Einfahren der mit Borsten und Borstenträger bestückten Druckplatteneinheit in die Verankerungsstation automatisch elektrisch kontaktiert werden.In the Figures 7 to 9 the printing plate unit is explained in more detail, it being expressly pointed out that the embodiment shown is only an example. Close to the recess 200 there are symbolically illustrated electrical heating cartridges 104 which can be inserted into the front openings of the pressure plate 100 and which are automatically electrically contacted on the outside via sliding contacts when the pressure plate unit equipped with bristles and bristle carriers is moved into the anchoring station.

Um zu verhindern, dass die Borsten entfernt von ihrem verdickten Befestigungsende, während die Druckplatte 100 auf eine höhere Temperatur gebracht wird, thermisch geschädigt werden, ist zwischen der Druckplatte 100 und den hier mehreren Trichterplatten 102 eine Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur der Trichterplatte 102 vorgesehen.In order to prevent the bristles from being thermally damaged away from their thickened fastening end while the pressure plate 100 is brought to a higher temperature, a device for reducing the temperature of the funnel plate 102 is provided between the pressure plate 100 and the several funnel plates 102 here.

Bei der gezeigten Ausführungsform hat jeder Borstenträger 10 eine eigene Trichterplatte 102.In the embodiment shown, each bristle carrier 10 has its own funnel plate 102.

Die Einrichtung zur Reduzierung der Temperatur ist vorliegend durch eine Isolierung als auch durch eine aktive Kühlung ausgeführt, wobei alternativ auch nur eine dieser beiden Optionen denkbar ist.The device for reducing the temperature is embodied in the present case by insulation and also by active cooling, with only one of these two options being alternatively also conceivable.

Zwischen der Rückseite der Druckplatte 100 und der gegenüberliegenden Stirnseite 106 jeder Trichterplatte 102 ist eine thermische Isolierschicht 108 in Form eines separaten, vorgefertigten blattartigen Teils vorhanden, welches zwischen die Druckplatte 100 und der jeweiligen Trichterplatte 102 geklemmt ist.A thermal insulating layer 108 in the form of a separate, prefabricated sheet-like part, which is clamped between the pressure plate 100 and the respective funnel plate 102, is present between the rear side of the pressure plate 100 and the opposite end face 106 of each funnel plate 102.

Die einzelnen Isolierschichten 108 sind nur 0,3 bis 0,4 mm dick und bestehen aus einem Papiersubstrat.The individual insulating layers 108 are only 0.3 to 0.4 mm thick and consist of a paper substrate.

Dadurch, dass die Stirnseite der Trichterplatten 102, die der Rückseite der Druckplatte 100 gegenüberliegen, plan ist, ebenso wie die Rückseite der Druckplatte 100, sorgt die Isolierschicht 108 für einen minimalen Luftspalt zwischen der Rückseite der Druckplatte 100 und der Trichterplatte 102. Optional kann für die bessere Positionierung der Isolierschicht 108 eine minimale (kleiner 0,3 mm), an die Außenkontur der Isolierschicht 108 angepasste Vertiefung in der Trichterplatte 102 vorhanden sein.Because the front side of the funnel plates 102, which are opposite the rear side of the pressure plate 100, is flat, as is the rear side of the pressure plate 100, the insulating layer 108 ensures a minimal air gap between the rear side of the pressure plate 100 and the funnel plate 102 the better positioning of the insulating layer 108 a minimal (smaller 0.3 mm), a recess adapted to the outer contour of the insulating layer 108 may be present in the funnel plate 102.

Die Isolierschicht 108 ist eckig und ringförmig, mit einer zentralen Öffnung im Bereich der Aufnahmeöffnungen 26 eines Borstenträgers.The insulating layer 108 is angular and ring-shaped, with a central opening in the area of the receiving openings 26 of a bristle carrier.

Zusätzlich ist zur thermischen Entkoppelung auch noch ein Kühlkanal 110 vorgesehen, der durch eine zur Stirnseite 106 offene Nut in der Trichterplatte 102 ausgebildet ist. Der Kühlkanal 110 erstreckt sich von einer Einlassöffnung 112 an einer Stirnseite zu einer Auslassöffnung 114 an der gegenüberliegenden, ebenfalls kurzen Stirnseite jeder Trichterplatte 102. Zwischen der Einlassöffnung 112 und der Auslassöffnung 114 zweigt sich der Kühlkanal 110 auf, um einerseits mäanderförmig durch die Trichterplatte 102 zu verlaufen und andererseits um einen zentralen Abschnitt herum, in welchem die Einführöffnungen 66 ausgebildet sind.In addition, a cooling channel 110 is also provided for thermal decoupling, which is formed by a groove in the funnel plate 102 that is open to the end face 106. The cooling channel 110 extends from an inlet opening 112 on one end face to an outlet opening 114 on the opposite, likewise short end face of each funnel plate 102. Between the inlet opening 112 and the outlet opening 114, the cooling duct 110 branches out to meander through the funnel plate 102 on the one hand and on the other hand around a central portion in which the insertion openings 66 are formed.

Als Kühlfluid wird vorliegend kühle Druckluft vorgesehen.In the present case, cool compressed air is provided as the cooling fluid.

Beim Einfahren der Druckplatteneinheit in die Verankerungsstation wird ein Kühlluftanschluss an die Einlassöffnungen 112 angekoppelt und Druckluft durch die Kühlkanäle 110 gestoßen.When the pressure plate unit is moved into the anchoring station, a cooling air connection is coupled to the inlet openings 112 and compressed air is pushed through the cooling channels 110.

Die Kühlkanäle 110 werden durch die zugeordneten Isolierschichten 108 zur Druckplatte 100 hin abgedichtet und geschlossen. Beim Verformen der Borstenträger sind die einzelnen Borsten im Bereich ihrer freien Enden nach wie vor in den Einführöffnungen 66 der Trichterplatte 102.The cooling channels 110 are sealed off and closed off from the pressure plate 100 by the associated insulating layers 108. When the bristle carriers are deformed, the individual bristles in the region of their free ends are still in the insertion openings 66 of the funnel plate 102.

Vorzugsweise sind etwa zwei Drittel der Länge der Borsten, gemessen ab der Verdickung 32, im isolierten Teil der Druckplatteneinheit, das heißt, zwei Drittel der Länge der Borsten liegt von der Rückseite der Druckplatte 100 entfernt in Richtung Trichterplatte 102 oder ragt sogar aus der Trichterplatte 102 noch hinaus.Preferably, about two thirds of the length of the bristles, measured from the thickening 32, are in the insulated part of the pressure plate unit, i.e. two thirds of the length of the bristles is away from the back of the pressure plate 100 in the direction of the funnel plate 102 or even protrudes from the funnel plate 102 still out.

Damit wird die thermische Beanspruchung der Borsten reduziert. Die verwendeten Borsten haben insbesondere eine Dicke < 0,15 mm.This reduces the thermal stress on the bristles. The bristles used are in particular <0.15 mm thick.

Claims (14)

  1. A pressure plate unit for a brush making device for thermally pressing at least one bristle in an anchoring opening (12) of a bristle carrier (10), the brush making device including a receptacle for the bristle carrier (10) between the pressure plate unit and a counter plate (34), and the pressure plate unit and the counter plate (34) being adapted to be moved towards and away from each other, the pressure plate unit including a heatable pressure plate (100) having a front side that is opposite the counter plate (34) and an opposite rear side and at least one receiving opening (26) for the at least one bristle, and a funnel plate (102) which is provided at the rear side of the pressure plate (100) and has an insertion opening (66) for the at least one bristle in alignment with the at least one receiving opening, and a means for reducing the temperature of the funnel plate (102) being provided between the pressure plate (100) and the funnel plate (102).
  2. The pressure plate unit according to claim 1, characterized in that the pressure plate (100) is equipped with an electrical heating device, in particular includes recesses for receiving electrical heating cartridges (104).
  3. The pressure plate unit according to claim 1 or 2, characterized in that the means for reducing the temperature includes an insulation and/or active cooling.
  4. The pressure plate unit according to claim 3, characterized in that the means for reducing the temperature includes a thermal insulation layer (108) between the pressure plate (100) and the funnel plate (102).
  5. The pressure plate unit according to claim 4, characterized in that the thermal insulation layer (108) is a separate, prefabricated, sheet-like part, in particular a paper substrate.
  6. The pressure plate unit according to any of claims 2-5, characterized in that the means for reducing the temperature of the funnel plate (102) comprises an air gap between the pressure plate (100) and the funnel plate (102).
  7. The pressure plate unit according to claim 6, characterized in that the air gap is formed by a spacer between the pressure plate (100) and the funnel plate (102), in particular in that the spacer is a thermal insulation layer (108).
  8. The pressure plate unit according to any of claims 3-7, characterized in that the funnel plate (102) has a cooling duct (110) shaped therein for cooling fluid to flow through.
  9. The pressure plate unit according to claim 8, characterized in that the cooling duct is a groove that is open on the face side (106) facing the pressure plate (100), the groove being closed in particular by the insulation layer (108).
  10. The pressure plate unit according to any of the preceding claims, characterized in that the at least one insertion opening (66) widens towards the side of the funnel plate (102) facing away from the pressure plate (100).
  11. The pressure plate unit according to any of the preceding claims, characterized in that receiving openings (26) for bristles of a plurality of bristle carriers (10) are formed in the pressure plate (100), and a plurality of funnel plates (102), each assigned to a bristle carrier (10), are provided on the rear side of the pressure plate (100).
  12. The pressure plate unit according to any of the preceding claims, characterized in that a plurality of depressions (200), each assigned to a bristle carrier (10), for receiving prefabricated bristle carriers (10) are shaped at the front side of the pressure plate (100).
  13. A brush making device for thermally pressing at least one bristle in an anchoring opening (12) of a bristle carrier (10), comprising a pressure plate unit according to any of the preceding claims and a counter plate (34) opposite the pressure plate (100), the pressure plate unit and the counter plate (34) being adapted to be moved relative to each other towards and away from each other and forming a receptacle for the bristle carrier (10) between them, the pressure plate (100) being heatable and adapted to heat a front side of the bristle carrier (10), the bristle carrier (10) being adapted to be compressed between the pressure plate (100) and the counter plate (34) under the influence of pressure and temperature on the front side of the bristle carrier (10), so that the wall defining the anchoring opening (12) is pressed inwards and narrowed at the transition to the front side.
  14. The brush making device according to claim 13, characterized in that the pressure plate (100) and the funnel plate (102) have such a thickness that the free end of the at least one bristle that is inserted in the insertion opening (66) ends in the funnel plate (102) during the pressing process.
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