WO2001003546A1

WO2001003546A1 - Bürstenkopf, insbesondere zahnbürstenkopf und verfahren und vorrichtung zu dessen herstellung

Info

Publication number: WO2001003546A1
Application number: PCT/EP1999/004897
Authority: WO
Inventors: Hans PRÖMM; Gerd BRÖCKER; Thomas Clos
Original assignee: Proemm Hans; Broecker Gerd; Thomas Clos
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2001-01-18
Also published as: DE19983478D2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bürstenkopf, insbesondere Zahnbürstenkopf mit einem Grundkörper (2) an dessen Umfangsfläche zu Borstenbündeln (16a) zusammengefaßte Borstenfilamente (4) vorgesehen sind. Um den vorbekannten Bürstenkopf hinsichtlich seiner Handhabung zu vereinfachen und an die zu fordernden hygienischen Anforderungen, insbesondere bei der Benutzung des Bürstenkopfes bei der Körperpflege, speziell bei der Reinigung im Mundraum unter Beibehaltung eines verhältnismäßig kleinen Durchmessers des Bürstenkopfes anzupassen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung der gattungsbildende Bürstenkopf dadurch weitergebildet, daß die Borstenbündel an ihren befestigungsseitigen Enden durch Anschmelzen ausgebildete Verdikckungen (18) aufweisen, die mittels Umspritzen mit dem Grundkörper verbunden sind. Eine verbesserte Handhabung des Bürstenkopfes wird dadurch erreicht, daß ein Griffstiel, an dem der Grundkörper angeordnet ist, ein elastisches Gelenk aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Borstenbündel zunächst in an Formwerkzeugteilen (20) ausgebildete Ausnehmungen eingebracht. Diese Formwerkzeugteile werden zur Bildung eines umfänglich geschlossenen Formhohlraumes zusammengefügt. In diesen Formhohlraum wird Kunststoffmasse eingespritzt, die durch Anschmelzen an den befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel (16) erzeugte Verdickungen umströmt und somit einen Grundkörper bildet. Die erfindungsgemäße Spritzgießeinrichtung weist neben zwei durch eine Trennebene getrennte Werkzeughälften erfindungsgemäß zumindest zwei Formwerkzeugteile auf, die in den Werkzeughälften angeordnet sind und die Ausnehmungen zur Aufnahme von Borstenbündeln aufweisen.

Description

Bürstenkopf, insbesondere Zahnbürstenkopf und Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bürstenkopf, insbesondere Zahnbürstenkopf mit einem Grundkörper, an dessen Umfangsfläche zu Borstenbündeln zusammengefaßte Borstenfilamente vorgesehen sind. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines entsprechenden Bürstenkopfes.

Aus der US-A-5,822,821 ist ein Bürstenkopf zum Aufstecken auf eine elektrisch angetriebene Antriebswelle vorbekannt, der einen aus einem geflochtenen Metalldraht gebildeten Grundkörper aufweist. In diesen Grundkörper sind radial abstehende Borsten geklemmt. Die vorbekannte Bürste läßt sich zwar mit einem verhältnismäßig geringen Durchmesser herstellen, was insbesondere für die Mundpflege aufgrund der beengten Platzverhältnisse vorteilhaft ist. Die Klemmung der Borstenbündel in dem geflochtenen Metalldraht führt jedoch bereits nach einer kurzen Benutzungszeit zu einem unansehnlichen Erscheinungsbild. Nicht nur Schmutz, sondern auch Bakterien und Keime können sich im Bereich des geflochtenen Metalldrahtes festsetzen. Dies ist insbesondere bei Bürsten für die Körperpflege, speziell bei Zahnbürsten, unerwünscht.

Bei der gattungsbildenden vorbekannten Zahnbürste ist der geflochtene Metalldraht über eine starre Welle, die in einem Griffstiel geführt ist, mit einem elektrischen Antrieb verbunden. Diese Anordnung ist insofern nachteilig, als daß besondere Geschicklichkeit erforderlich ist, um die nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente jeweils im wesentlichen rechtwinklig auf die zu reinigende Fläche aufzubringen, d.h. den Metalldraht parallel zu der Fläche zu halten. Dies ist insbesondere bei Zahnbürsten aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Mundraum problematisch.

Gemäß ihrem ersten Aspekt liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Bürstenkopf unter Beibehaltung des verhältnismäßig kleinen Durchmessers derart zu verbessern, daß er den hygienischen Anforderungen genügt. Gemäß dem zweiten Aspekt liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Bürstenkopf bezüglich seiner Handhabung zu vereinfachen. Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung des Bürstenkopfes anzugeben. Zur Lösung des ersten Aspektes wird der gattungsbildende Bürstenkopf erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß die Borstenbündel an ihren befestigungsseitigen Enden durch Anschmelzen ausgebildete Verdickungen aufweisen, die mittels Umspritzen mit dem Grundkörper verbunden sind.

Der erfindungsgemäße Bürstenkörper hat einen Grundkörper, der im wesentlichen eine glatte Umfangsfläche aufweist. Diese wird lediglich dort durchbrochen, wo die Umfangsfläche von den Borstenbündeln durchsetzt ist. Hinterschneidungen und Ausnehmungen, in denen sich Schmutz, Bakterien und dgl. festsetzen können, werden somit weitgehend vermieden. Da bei dem erfindungsgemäßen Bürstenkopf weiterhin die Borstenbündel durch Anschmelzen ausgebildete Verdickungen aufweisen, die mittels Umspritzen mit dem Grundkörper verbunden sind, kann der Bürstenkopf mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser ausgebildet werden. Alternative Verfahren zur Verbindung von Borstenbündeln in einem eine im wesentlichen glatte Umfangsfläche aufweisenden Grundkörper, wie beispielsweise das nachträgliche Verankern der Borstenbündel mit einem metallischen Streifen, erfordern eine verhältnismäßig große Materialstärke und führen somit zu einem verhältnismäßig großen Durchmesser des Bürstenkopfes. Durch Kombination beider Merkmale ergibt sich somit ein mittels Spritzgießen hergestellter und den hygienischen Anforderungen genügender Bürstenkopf, der aufgrund der Befestigung der Borstenbundel mittels Umspritzen einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser hat, was insbesondere bei Bürstenköpfen für Zahnbürsten eine wesentliche Voraussetzung für deren Brauchbarkeit ist. Die Querschnittsgeometrie der Borstenbündel ist beliebig. Sie kann rund oder länglich, kreis- oder ellipsenförmig oder rechteckig sein.

Gemäß ihrem zweiten Aspekt wird mit der vorliegenden Erfindung der gattungsbildende Bürstenkopf, erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß mindestens ein Gelenk vorgesehen ist.

Der erfindungsgemäße Bürstenkopf weist ein Gelenk auf. Bei Biegebeanspruchung aufgrund einer nicht genau parallel zu der Längsachse des Grundkörpers verlaufenden zu bürstenden Fläche knickt der Grundkörper und/oder ein Griffstiel im Bereich des Gelenkes ab, was dazu führt, daß die Borstenfilamente mit ihrer Längsachse im wesentlichen rechtwinklig zu und flächig an der zu putzenden Fläche trotz ungenauer Zustellung der den Bürstenkopf tragenden Bürste anliegen. Das Gelenk des erfindungsgemäßen Bürstenkopfes ist vorzugsweise ein elastisches Gelenk. Das Gelenk gibt somit bei übermäßiger Belastung nach, was insbesondere bei Zahnbürsten wünschenswert ist, um eine Irritation bzw. Verletzung der Mundschleimhäute und des Zahnfleisches aufgrund eines übermäßigen Putzdruckes zu vermeiden. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des Gelenkes stellt sich bei Entlastung die Ursprungslage wieder ein. In dieser sind die durch das elastische Gelenk miteinander verbundenen Teile des Grundkörpers und/oder des Griffstieles koaxial zueinander.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bürstenkopfes sind in den abhängigen Ansprüchen 3 bis 14 angegeben.

Zur verfahrensmäßigen Lösung der obigen Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bürstenkopfes einer Bürste, insbesondere Zahnbürste, der eine Mehrzahl von Borstenbündeln aufweist, vorgeschlagen, das erfindungsgemäß folgende Schritte umfaßt: Borstenfilamente, die die Borstenbündel bilden, werden in Ausnehmungen eingebracht, die an Formwerkzeugteilen angeordnet sind. Diese Formwerkzeugteile werden zur Bildung eines Formhohlraumes zusammengefügt. Diese ersten beiden Verfahrensschritte müssen nicht in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden. Auch ist es möglich, zuerst die Formwerkzeugteile zur Bildung eines Formhohlraumes zusammenzufügen und dann die Borstenfilamente in die Ausnehmungen einzubringen.

In den umfänglich von den Werkzeugteilen umschlossenen Formhohlraum wird flüssige Kunststoffmasse zur Bildung eines Grundkörpers eingespritzt, die vorzugsweise als thermoplastische Kunststoffmasse in dem Formhohlraum erkaltet und somit erstarrt. Vor dem Einspritzen der Kunststoffmasse werden die befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildung einer Verdickung angeschmolzen. Diese Verdickung überragt den Umfang der Borstenbündel und wird beim Einspritzen der Kunststoffmasse von derselben umspritzt. Da die den Formhohlraum umschließenden Werkzeugteile die Borstenbündel haltende Ausnehmungen aufweisen und die Borstenbündel mit ihren Verdickungen in den Formhohlraum hineinragen, um von der eingespritzten Kunststoffmasse umspritzt werden zu können, wird mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ein umfänglich Borstenfilamente aufweisender Grundkörper geschaffen, der aufgrund seiner spritzgußtechnischen Herstellung den hygienischen Anforderungen genügt und aufgrund der Befestigung der Borstenbündel mittels Umspritzen der Verdickung mit einem verhältnismäßig geringen Durchmesser hergestellt werden kann.

Zur Lösung der vorstehend genannten vorrichtungsmäßigen Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Spritzgießeinrichtung zur Herstellung eines Bürstenkopfes einer Bürste, insbesondere Zahnbürste angegeben, die sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet und die zwei durch eine Trennebene getrennte Werkzeughalften aufweist und erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß in den Werkzeughalften ein erster Werkzeughohlraum ausgespart ist, in dem mindestens zwei Formwerkzeugteile angeordnet sind, die Ausnehmungen zur Aufnahme von Borstenbündeln aufweisen und einen Formhohlraum umschließen.

Bei der erfindungsgemäßen Spritzgießeinrichtung sind die Formwerkzeugteile vorzugsweise vollumfänglich in dem ersten Werkzeughohlraum abgestützt. Die Formwerkzeugteile umschließen vollumfänglich einen Formhohlraum, der sich vorzugsweise zumindest an einer Stirnseite zu einer Fördereinrichtung für flüssige Kunststoffmasse, beispielsweise thermoplastische Masse, öffnet.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeipiels der vorliegenden Erfindung;

Figuren 2a bis 2c Abwicklungen von Ausführungsbeispielen von an der Umfangsfläche eines Grundkörpers ausgebildeten Beborstungen;

Figuren 3a, 3b Längsschnittansichten durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bürstenkopfes in vereinfachter Darstellung; Figur 4 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels von drei einen Werkzeughohlraum einschließenden Formwerkzeugteilen ;

Figur 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV gemäß der Borstenstellung in Fig.4;

Figur 6 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bürstenkopfes und

Figur 7 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bürstenkopfes.

Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bürstenkopfes, der einen Grundkörper 2 aufweist, dessen Umfangsfläche von Borstenfilamenten 4 durchragt ist. Das gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine als Griffstiel ausgebildete Welle 6 auf. Diese Welle 6 ist derart ausgestaltet, daß sie in Umfangsrichtung formschlüssig auf eine schematisch dargestellte Antriebswelle 8 aufsteckbar ist. Diese Antriebswelle 8 überragt ein nicht näher dargestelltes, und einen elektrischen Antrieb aufweisendes Griffgehäuse. Eine Steckverbindung, bei der das Eindringen von den Borstenfilamenten 4 herabtropfender Flüssigkeit verhindert wird, ist vorliegend durch Funktionsflächen 10 gebildet, die auf der Innenseite einer stirnseitig an der Welle 6 ausgebildeten Bohrung 12 angeordnet sind. Korrespondierend zu den Funktionsflächen 10 weist die Antriebswelle 8 entsprechend ausgebildete und nicht näher dargestellte Gegenflächen auf.

Das in Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel des Bürstenkopfes dreht sich insgesamt mit der Antriebswelle. Das gezeigte Ausführungsbeispiel ist besonders einfach ausgestaltet und kann somit kostengünstig als Verbrauchsteil hergestellt werden. Ohne weiteres kann beispielsweise die Welle und/oder die Antriebswelle von einer zusätzlichen Hülse umgeben werden, die verdrehfest an dem Griffgehäuse gehalten ist. In den Figuren 2a bis 2c sind Ausführungsbeispiele von Abwicklungen der Mantelfläche eines Grundkörpers gezeigt. Bei dem in Figur 2a gezeigten Ausführungsbeispiel sind in axialer Richtung des Grundkörpers 2 verlaufende Borstensegmente 14 vorgesehen, die im wesentlichen gleichmäßig auf dem Umfang des Grundkörpers 2 verteilt angeordnet sind. Das Borstensegment 14 ist vorliegend durch eine Vielzahl von in Längserstreckung hintereinander angeordneten Borstenfilamente gebildet, die eine durch Anschmelzen gebildete Verdickung als gemeinsame Basis aufweisen.

Bei dem in Figur 2b gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Borstensegmente 14 demgegenüber rechtwinklig angeordnet, d.h. in Umfangsrichtung des Grundkörpers 2. Bei dem in Figur 2c gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere Reihen von einer Vielzahl von Borstenfilamenten aufweisenden Borstenbündel 16a vorgesehen. Diese Reihen von Borstenbündeln 16a erstrecken sich parallel zur axialen Längserstreckung des Grundkörpers 2. In einer weiteren Reihe sind einzelne Borstensegmente 14a jeweils schräg zur Längserstreckung des Grundkörpers und V-förmig zueinander ausgerichtet. Eine weitere Reihe weist alternierend Borstenbündel 16b und in Längsrichtung parallel zu der Längserstreckung des Grundkörpers verlaufende Borstensegmente 14b auf. Zur Verbesserung der Putzwirkung kann neben der Ausgestaltung und Anordnung der Borstensegmente bzw. der Borstenbundel auch die Form des Bürstenkopfes verändert werden. So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Grundkörper in Längsrichtung mit konvex gekrümmter Umfangsfläche auszubilden. Ferner können die Borstenfilamente konturiert sein, d.h. einen von der Längsachse des Bürstenkopfes abweichenden Verlauf der die nutzungs- seitigen Enden der Borstenfilamente umfassenden Umhüllenden aufweisen. Für eine besonders zu bevorzugende Reinigung von Lücken, beispielsweise von Interdentalräumen ist es weiterhin zu bevorzugen, einzelne dünne Borstenfilamente in den Borstenbündeln bzw. den Borstensegmenten vorzusehen, die den überwiegenden Teil der das Borstensegment bzw. das Borstenbündel bildenden Borstenfilamente, die einen relativ größeren Durchmesser aufweisen, überragen.

In den Figuren 3a und 3b ist jeweils eine Querschnittsansicht eines Bürstenkopfes in vereinfachter Darstellung mit lediglich zwei Borstenbündeln 16 gezeigt. In Figur 3a liegen an den Bündelenden durch Aufschmelzen gebildete Verdickungen 18 von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten Borstenbündel 16 unmittelbar benachbart zueinander, ohne miteinander verbunden zu sein. Es ist ersichtlich, daß die Verdickungen 18 mit geringem Abstand zu der Umfangsoberfläche des Grundkörpers 2 angeordnet sind. Auch bei dem in Figur 3b gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Verdickungen mit Abstand zu der Umfangsoberfläche des Grundkörpers 2 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurden die Verdickungen 18 einzelner Borstenbündel 16 beim Ausbilden der Verdickungen 18 thermisch miteinander verschweißt. Dementsprechend weist das in Figur 3b gezeigte Ausführungsbeispiel eines Bürstenkopfes ein in Umfangsrichtung umlaufendes einteiliges Borstensegment auf, dessen Borstenbündel als separate Borstenbündel die Umfangsfläche des Grundkörpers 2 durchragen, jedoch innerhalb des Grundkörpers eine gemeinsame, durch verschmolzene Verdickungen 18 gebildete Basis haben.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5, die ein Ausführungsbeispiel von Formwerkzeugteilen zeigen, soll die Herstellung eines erfindungsgemäßen Bürstenkopfes beispielhaft erläutert werden.

In Figur 4 sind drei Formwerkzeugteile 20 in einem zusammengefügten Zustand gezeigt. Jedes einzelne Formwerkzeugteil 20 weist eine ringsegmentförmige Grundfläche auf. Die Stirnseiten der Formwerkzeugteile 20 stoßen bündig aneinander, so daß die Formwerkzeugteile 20 umfänglich einen Formhohlraum 22 einschließen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vorliegend umfänglich abwechselnd jeweils schlitzförmige Ausnehmungen 24a und umlaufend angeordnete kreislochförmige Ausnehmungen 24b ausgebildet. Beide Ausnehmungen 24a, 24b erstrecken sich jeweils von der äußeren Umfangsfläche der Formwerkzeugteile 20 bis hin zu dem Formhohlraum 22. In den schlitzförmigen Ausnehmungen 24a sind sich in Längsrichtung der Formwerkzeugteile 20 erstreckende Stege vorgesehen, die die Integrität der Formwerkzeugteile 20 gewährleisten. Die in Figur 4 gezeigten Formwerkzeugteile 20 umschließen einen zylindrischen Formhohlraum, der vorliegend mit kreisförmiger Querschnittsfläche ausgebildet ist, was insbesondere bei schnelldrehenden Bürstenköpfen zu bevorzugen ist. Alternativ können die Ausnehmungen sich in Längsrichtung der Formwerkzeugteile 20 erstreckend ausgebildet sein, um eine Beborstung gemäß Figur 2a zu erzeugen. In diesem Fall kann die Ausnehmung sich zumindest einseitig zu einer Stirnseite öffnen, um beispielsweise vorgefertigte Borstensegmente, die eine gemeinsame, durch Anschmelzen der Verdik- kung gebildete Basis haben, in die Ausnehmung einzuführen. Vorzugsweise werden alle Borstenbündel über eine gemeinsame Basis gehalten. Diese Basis ist besonders bevorzugt vollumfänglich mit Abstand zu der Oberfläche der Formwerkzeugteile angeordnet. Hierzu wird vorzugsweise eine Abstandseinrichtung in den Formhohlraum eingeschoben, die die Borstenbündel seitlich umgibt und gegen die sich die Verdickungen jeweils im schmelzflüssigen Zustand anlegen. Nach Erkalten wird die Abstandseinrichtung aus dem Formhohlraum herausgezogen.

Bei einem Herstellungsverfahren unter Verwendung der in Figur 4 gezeigten Formwerkzeugteile 20 werden zunächst Borstenbündel beispielsweise durch eine Stopfeinrichtung in die Ausnehmungen 24a, 24b eingeführt, und zwar beispielsweise soweit, daß die befestigungsseitigen Enden der Borstenfilamente in den Formhohlraum 22 hineinragen. Auch können die Borstenfilamente in Ausnehmungen eingebracht werden, die als Sacklöcher an den Werkzeugteiien vorgesehen sind.

Die derart vorbereiteten Formwerkzeugteile 20 können einzeln verschiedene Bearbeitungsstationen durchlaufen, in denen die Borstenbündel konturiert werden, beispielsweise durch axiales Verschieben und Zuschneiden der in den Ausnehmungen 24 gehaltenen Borstenfilamente, in denen die Borstenfilamente nachträglich durch Beschleifen verrundet werden und/oder in denen die den Formhohlraum 22 begrenzende Innenfläche der Werkzeugteile 20 überragenden befestigungsseitigen Enden der Borstenbündel zur Ausbildung einer Verdickung angeschmolzen werden. Im Hinblick auf eine möglichst wirkungsvolle Befestigung der Borstenbündel und zur Ausbildung eines möglichst kleinen Durchmessers des Bürstenkörpers ist es jedoch zu bevorzugen, die Fomwerkzeugteile 20 zunächst zu dem in Figur 4 gezeigten zylindrischen Bauteil zusammenzufügen, dann bei Drehung des zylindrischen Bauteils um die Längsachse die Borstenfilamente vorzugsweise parallel in sämtliche Ausnehmungen 24 mittels Stopfen einzubringen und schließlich mehrere, vorzugsweise alle auf einer axialen Höhe angeordneten Borstenfilamente durch Einblasen von Heißluft in den Formhohlraum 22 miteinander zu verbinden. Durch die eingeblasene Heißluft werden die befestigungsseitigen Enden angeschmolzen und somit stoffschlüssig miteinander verbunden (vgl. Figur 3b). Dabei wird die Verdickung mit Abstand zu der inneren Oberfläche der Formwerkzeugteile 20 angeordnet. Alternativ können die befestigungsseitigen Enden auch durch Einbringen einer Strahlenquelle angeschmolzen werden. Es hat sich gezeigt, daß mehrere an ihren befestigungsseitigen Enden durch eine Verdickung miteinander verbundene Borstenbündel sich hinreichend aneinander abstützen. Sofern die Borstenfilamente der Borstenbündel nachträglich verrundet werden müssen, kann dies bereits nach Ausbilden der Verdickung, also in einem verhältnismäßig frühen Verfahrensstadium bei der Herstellung der Bürstenköpfe erfolgen.

Sofern die Ausnehmungen durchgehend ausgebildet sind, wird die Länge der Borstenfilamente vorzugsweise derart gewählt, daß diese die äußere Umfangsfläche der Werkzeugteile 20 nicht überragen (vgl. Fig. 5). Nach einer derartigen Vorbereitung werden die zusammengefügten Formwerkzeugteile in einen ersten Werkzeughohlraum eingebracht, der zwischen zwei Werkzeughalften eines Spritzgießwerkzeuges ausgespart ist. Der Werkzeughohlraum ist derart an die äußere Kontur der zusammengesetzten Formwerkzeugteile 20 angepaßt, daß die längsseitigen Seitenflächen der Formwerkzeugteile 20 bei geschlossenen Werkzeughalften dichtend aneinandergepreßt werden.

Vor der Formfüllung des Formhohlraumes vorzugsweise mit thermoplastischer Masse kann in den Formhohlraum ein Kern eingefügt werden, der eine Formfüllung des radial inneren Bereiches des Formhohlraumes 22 verhindert und der wahlweise derart ausgebildet sein kann, daß Funktionsflächen einer Steckverbindung an der inneren Umfangsfläche des zu formenden Grundkörpers bei der Formfüllung abgebildet werden. Durch diese Maßnahmen kann ein sehr einfacher, kostengünstiger Bürstenkopf 2 als Austauschteil hergestellt werden.

Zwischen den Werkzeughalften kann ein mit dem Formhohlraum 20 kommunizierendes Griffstielformnest ausgebildet sein. Bei der nachfolgenden Formfüllung wird bei einer derartigen Ausgestaltung der Grundkörper zwangsläufig einstückig mit dem Griffstiel verbunden. Dieser Griffstiel kann, wie bereits vorstehend erwähnt worden ist, Funktionsflächen für eine Steckverbindung mit einer Antriebswelle aufweisen.

Bei geschlossenen Werkzeughalften wird vorzugsweise thermoplastische Masse zumindest in den Formhohlraum 22 eingespritzt. Die in den Formhohlraum 22 mit geringem Abstand von der Oberfläche der Formwerkzeugteile 20 hineinragenden Verdickungen 18 werden von der einströmenden Kunststoffmasse eingebettet und so mit dem Grundkör- per 2 verbunden (vgl. Figuren 3a, 3b). Nach Erstarren der thermoplastischen Masse ist ein Grundkörper 2 geformt, in dem die Borstenfilamente sicher befestigt sind, der einen verhältnismäßig geringen Durchmesser aufweist und der eine verhältnismäßig glatte äußere Umfangsfläche hat, so daß sich Schmutz, Bakterien und dgl. nicht oder nur in geringem Maße festsetzen können.

In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindunggemäßen Bürstenkopfes gezeigt, der einen Griffstiel 6 und einen koaxial hierzu angeordneten, in Segmente 2a, 2b, 2c, 2d unterteilten Bürstenkopf 2 aufweist. Die Segmente 2a, 2b, 2c, 2d sind vorliegend durch Kreisscheiben gebildet, zwischen denen weichelastische Zwischenstücke 26 angeordnet sind. Die weichelastischen Zwischenstücke 26 weisen eine konkave Umfangsfläche auf und sind stirnseitig mit den Grundkörpersegmenten 2a, 2b, 2c, 2d vorzugsweise mittels Umspritzen verbunden. Die Grundkörpersegmente 2a, 2b, 2c, 2d sind einstückig über einen nicht dargestellten Steg miteinander verbunden. Dieser Steg erstreckt sich konzentrisch zu den ringförmigen Grundkörpersegmenten 2a, 2b, 2c, 2d und durchsetzt die weichelastischen Zwischenstücke 26 ebenfalls konzentrisch. Der Kern verläuft koaxial zu der Achse des Griffstieles 6 und weist einen Druchmesser auf, der wesentlich kleiner als der Durchmesser der Grundkörpersegmente 2a, 2b, 2c, 2d (ohne Borsten) ist.

Das in Figur 6 gezeigte Ausführungsbeispiel weist somit vier durch die jeweiligen Zwischenstücke 26 und die Achse gebildete Kardangelenke auf, die eine Anpassung des Grundkörpers 2 an die jeweilige zu reinigende Kontur eines Gegenstandes ermöglichen. Bei ungleichmäßiger Belastung einzelner Grundkörpersegmente 2a, 2b, 2c, 2d erfolgt eine Biegung der Längsachse des Bürstenkopfes 2, die durch die elastischen Eigenschaften der weichelastischen Zwischenstücke 26 ermöglicht wird. Diese weichelastischen Zwischenstücke 26 können beispielsweise aus TPE hergestellt sein.

Das in Figur 6 gezeigte Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise mit einem Werkzeugteil hergestellt, welches in axialer Richtung hintereinander angeordnete Formwerkzeugteil- Segmente umfaßt. Mit Bezug auf Figur 4 bedeutet dies, daß mehrere Ringe, die aus einzelnen, zwischen sich umfänglich einen Teil des Formhohlraumes einschließenden ringsegmentförmigen Formwerkzeugteilen gebildet sind, vorgesehen sind. Eine derartige Ausgestaltung des Formwerkzeugteiles ist auch im Hinblick auf einen schnellen Modell- Wechsel zu bevorzugen. Durch Austausch verschiedener Ringe kann die an dem Bürstenkopf ausgebildete Beborstung und gegebenenfalls die Geometrie des Grundkörpers verändert werden.

Zur Herstellung des in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeipieles werden mehrere, Ausnehmungen zur Aufnahme von Borstenfilamenten aufweisende in Segmente teilbare Ringe vorgesehen. Zwischen diesen ersten Formwerkzeugteil-Segmenten sind zweite Formwerkzeugteil-Segmente als umlaufende Stege ausgebildet, die ebenfalls einen kreisförmigen Werkzeughohlraum umfänglich umschließen, dessen Durchmesser jedoch erheblich geringer ist als der der ersten Formwerkzeugteil-Segemente. Diese zweiten Formwerkzeugteil-Segmente weisen keine Ausnehmungen für Borstenfilamente auf und können ortsfest an dem Werkzeughohlraum vorgesehen sein.

In Längsrichtung des Grundkörpers können alternativ mehrere hintereinander angeordnete zweite Formwerkzeugteil-Segmente über eine Schale, die an der äußeren Umfangsfläche der ersten Formwerkzeugteil-Segmente anliegt, miteinander verbunden sein. Das derart aus ersten und zweiten Formwerkzeugteil-Segmenten gebildete Formwerkzeugteil wird in der oben beschriebenen Weise in einen Werkzeughohlraum eingesetzt. Danach wird der Formhohlraum mit thermoplastischer Masse gefüllt und die in den Ausnehmungen gehaltenen Borstenfilamente durch Umspritzen der Verdickungen in dem Grundkörper befestigt. Nach Erstarren der thermoplastischen Masse wird das Formwerkzeugteil entformt. Der Bürstenkopf weist dann zunächst mehrere Grundkörpersegmente 2a, 2b, 2c, 2d auf, die durch einen Kern, dessen Durchmesser dem Formhohlraumdurchmesser der zweiten Formwerkzeugteil-Segmente entspricht, miteinander verbunden sind. Auch kann ein Griffstiel einstückig an dem Bürstenkopf angeformt sein.

Das derart hergestellte Zwischenprodukt wird in einen zweiten Werkzeughohlraum eingesetzt, der größer als der erste Werkzeughohlraum ist. Dieser zweite Werkzeughohlraum ist vorzugsweise in denjenigen Werkzeughalften angeordnet, in denen auch der erste Werkzeughohlraum ausgespart ist. Das Umsetzen des Zwischenproduktes erfolgt vorzugsweise durch Drehen. Das Zwischenprodukt wird zusammen mit den ersten Formwerkzeugteil-Segmenten in den zweiten Werkzeughohlraum eingesetzt. Auch hier liegen die äußeren Umfangsflächen der ersten Formwerkzeugteil-Segemente vorzugsweise an der Innenfläche des zweiten Werkzeughohlraumes an. Nach Schließen der Werkzeughalften wird eine weichelastische Masse eingespritzt. Diese weichelastische Masse füllt insbesondere den zwischen dem zweiten Werkzeughohlraum und dem Kern zwischen benachbarten ersten Grundkörpersegmenten 2a, 2b, 2c, 2d gebildeten Hohlraum aus. Dadurch werden die weichelastischen Zwischenstücke 26 ausgeformt. Darüber hinaus können beispielsweise an dem Ende des Griffstieles 6, der mit einer Antriebswelle eines elektrischen Antriebes zu verbinden ist, beim Einspritzen der weichelastischen Masse durch diese gebildete Dichtlippen ausgeformt werden. Es können ein oder mehrere Anspritzpunkte für die weichelastische Kunststoffmasse vorgesehen sein, die sich zu dem zweiten Werkzeughohlraum öffnen.

Nach Erstarren der weichelastischen Masse ist das in Figur 6 gezeigte Ausführungsbeispiel hergestellt. Die Grundkörpersegmente 2a, 2b und 2c sind hier durch die die Achse umgebenden Zwischenstücke jeweils nach Art eines Kardangelenkes um die Drehachse elastisch gelenkig gehalten.

In Figur 7 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bürstenkopfes gezeigt, der ein Gelenk 28 aufweist, das zwei Griffstielsegmente 6a, 6b voneinander trennt. Das Gelenk 28 ermöglicht eine Nachgiebigkeit des Bürstenkopfes um die Längsachse, d.h. die Drehachse des Bürstenkopfes nach Art eines Kardangelenkes. Die Herstellung dieses Kardangelenkes 28 erfolgt ähnlich wie dies unter Bezugnahme auf Figur 6 beschrieben worden ist. Zunächst wird der Grundkörper in einer ersten Spritzgußform mittels Spritzgießen hergestellt. Im Bereich des Kardangelenkes 28 hat ein mit dem Formhohlraum kommunizierendes Griffstielformnest einen verminderten Querschnitt. Beim Einspritzen eines vorzugsweise verwendeten Hartkunststoffes wird an dieser Stelle eine Achse aus Kunststoff ausgebildet. Danach wird das Zwischenprodukt in einen zweiten Werkzeughohlraum eingesetzt, dessen Griffstielformnest im Bereich des Kardangelenkes gegenüber dem Durchmesser des Griffstieles 6 vergrößert ist. Weichelastische Masse wird zur Ausbildung eines elastischen Elementes 30 eingespritzt. Dieses elastische Element 30 verbindet sich stoffschlüssig mit den Stirnseiten der Griffstielteile 6a, 6b.

Aufgrund des Kardangelenkes 28 ist der in Figur 7 dargestellte Bürstenkopf nachgiebig. Bei einer rotierenden Putzbearbeitung kann der Bürstenkof verschwenken, um sich flächig mit den nutzungsseitigen Enden der Borstenbündel an die zu reinigende Fläche zu legen. Dadurch wird die Druckbelastung, die auf die zu reinigende Fläche zunächst durch einige, wenige Borstenbündel aufgebracht wird, verringert, was insbesondere bei der Mundpflege zum Schutz der Mundschleimhäute und des Zahnfleisches wünschenswert ist.

Bei dem in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Bürstenkopf neben aus Borstenfilamenten gebildeten Borstenbündeln 16 auch elastische Lamellen 32 auf. Diese elastischen Lamellen 32 überragen den Grundkörper 2 umfänglich. Die Lamellen 32 sind vorliegend aus der gleichen weichelastischen Masse wie das elastische Element 30 gebildet. Das Ausformen der Lamellen 32 erfolgt bei dem Umspritzen des elastischen Elementes 30 in dem zweiten Formwerkzeughohlraum.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lamellen zapfenförmig ausgebildet, wie dies bei den Bezugszeichen 32a gezeigt ist, oder aber umfänglich wellenförmig umlaufend, wie dies bei Bezugszeichen 32b gezeigt ist. Die Lamellen 32 dienen insbesondere der Massage des Zahnfleisches.

Claims

Ansprüche

1. Bürstenkopf, insbesondere Zahnbürstenkopf mit einem Grundkörper, an dessen Umfangsfläche zu Borstenbündeln zusammengefaßte Borstenfilamente vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel (16) an ihren befestigungsseitigen Enden durch Anschmelzen ausgebildete Verdickungen (18) aufweisen, die mittels Umspritzen mit dem Grundkörper (2) verbunden sind.

2. Bürstenkopf, insbesondere Zahnbürstenkopf mit einem Grundkörper, an dessen Umfangsfläche zu Borstenbündeln zusammengefaßte Borstenfilamente vorgesehen sind, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gelenk (26, 28) vorgesehen ist.

3. Bürstenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdik- kungen (18) mit Abstand zu der Umfangsfläche des Grundkörpers (2) angeordnet sind.

4. Bürstenkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) in axialer Richtung hintereinander angeordnete, Borstenbündel tragende Grundkörpersegmente (2a, 2b, 2c, 2d) aufweist, zwischen denen elastische Zwischenstücke (26) angeordnet sind.

5. Bürstenkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundkörper- segemente (2a, 2b, 2c, 2d) über einen die elastischen Zwischenstücke (26) durchsetzenden Kern einstückig miteinander verbunden sind.

6. Bürstenkopf nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundkörper (2) ein Griffstiel (6) einstückig angeformt ist.

7. Bürstenkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Funktionsflächen (10) einer Steckverbindung vorgesehen sind.

8. Bürstenkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionsflächen (10) in einer stirnseitig an dem Griffstiel (6) ausgebildeten Bohrung (12) angeordnet sind.

9. Bürstenkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Griffstielabschnitten (6a, 6b) ein elastisches Element (30) angeordnet ist.

10. Bürstenkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (30) von einer Achse durchsetzt ist.

11. Bürstenkopf nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (30) mit dem Griffstiel (6) verbunden ist.

12. Bürstenkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) eine in Längsrichtung konvexe Umfangsfläche aufweist.

13. Bürstenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (2) wenigstens eine weichelastische Lamelle (32) aufweist.

14. Bürstenkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle (32) wendeiförmig an der Umfangsfläche des Grundkörpers (2) verlaufend ausgebildet ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Bürstenkopfes einer Bürste, insbesondere Zahnbürste, der eine Mehrzahl von Borsenbündeln aufweist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

Einbringen von die Borstenbündel bildenden Borstenfilamenten in an Formwerkzeugteilen ausgebildete Ausnehmungen und Zusammenfügen der Fomwerkzeug- teile zur Bildung eines umfänglich von den Werkzeugteilen umschlossenen Formhohlraumes oder

Zusammenfügen der Fomwerkzeugteile zur Bildung eines umfänglich von den Werkzeugteilen umschlossenen Formhohlraumes und Einbringen von die Bor- stenbündel bildenden Borstenfilamenten in an Formwerkzeugteilen ausgebildete Ausnehmungen;

Einspritzen von flüssiger Kunststoffmasse in den Formhohlraum zur Bildung eines Grundkörpers; wobei vor dem Einspritzen die Borstenbündel an ihren befestigungsseitigen Enden zur Bildung einer Verdickung angeschmolzen werden und die Verdickung beim Einspritzen der Kunststoffmasse umspritzt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise alle Borstenbündel beim Anschmelzen ihrer befestigungsseitigen Enden zur Bildung einer gemeinsamen Basis miteinander verbunden werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung gegen das Formwerkzeug geformt und mit Abstand zu dessen Oberfläche ausgebildet wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengesetzten Formwerkzeugteile beim Spritzgießen in einem ersten Werkzeughohlraum gehalten werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Borstenbündel durch Anschmelzen ihrer befestigungsseitigen Ende zu einem einteiligen Borstensegment gebildet werden, welches in eine Ausnehmung eingebracht wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente gegenüber der Umfangsfläche des Formhohlraumes konturiert werden.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Borstenfilamente unterschiedlicher Länge in die Ausnehmungen eingebracht werden.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die in die Ausnehmungen eingebrachten Borstenfilamente relativ zueinander axial verschoben und an ihren befestigungsseitigen Enden geschnitten werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper zusammen mit den Formwerkzeugteiien in einen zweiten Werkzeughohlraum umgesetzt wird, der größer als der erste Werkzeughohlraum ist.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß weichelastische Kunststoffmasse in den zweiten Werkzeughohlraum eingespritzt wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundkörper ein Griffstiel einstückig angeformt wird.

26. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Spritzgießen des Grundkörpers ein Kern in den Formhohlraum eingeführt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel zumindest teilweise durch vorgerundete Borstenfilamente gebildet werden.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Borstenbündel zumindest teilweise an ihren nutzungsseitigen Enden verrundet werden.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die nutzungsseitigen Ende nach Ausbilden der vorzugsweise mehrere Borstenbündel miteinander verbindenden Verdickungen verrundet werden.

30. Spritzgießeinrichtung zur Herstellung eines Bürstenkopfes einer Bürste, insbesondere Zahnbürste, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 15 bis 29, mit zwei durch eine Trennebene getrennte Werkzeughalften, gekennzeichnet durch einen ersten in den Werkzeughalften ausgesparten Werkzeughohlraum, in dem mindestens zwei Formwerkzeugteile (20) angeordnet sind, die Ausnehmungen (24a, 24b) zur Aufnahme von Borstenbündeln (16) aufweisen und einen Formhohlraum (22) umschließen.

31. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Formwerkzeugteilen (20) ein zylindrischer Formhohlraum (22) ausgebildet ist.

32. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Formhohlraum (22) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

33. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Werkzeughalften ein mit dem Formhohlraum (22) kommunizierendes Griffstielformnest ausgebildet ist.

34. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Formwerkzeugteil durch in axialer Richtung hintereinander angeordnete Formwerkzeugteil-Segmente gebildet ist.

35. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Werkzeughohlraum in axialer Richtung hintereinander angeordnete Formwerkzeugteil-Segmente durch umfänglich umlaufende Stege voneinander getrennt sind.

36. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß in den Werkzeughalften ein zweiter Werkzeughohlraum ausgespart ist, der größer als der erste Werkzeughohlraum ist.

37. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Ausnehmungen (24) in axialer Richtung des Formhohlraumes (22) verlaufend ausgebildet ist.

8. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (24) sich zumindest zu einer Stirnseite des Formwerkzeugteiles (20) öffnet.

39. Spritzgießeinrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Ausnehmungen (24) an dem Formwerkzeugteil (20) umlaufend ausgebildet ist.

40. Spritzgießeinrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (24) wendeiförmig verlaufend ausgebildet ist.