WO2012000689A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten - Google Patents

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WO2012000689A1
WO2012000689A1 PCT/EP2011/003310 EP2011003310W WO2012000689A1 WO 2012000689 A1 WO2012000689 A1 WO 2012000689A1 EP 2011003310 W EP2011003310 W EP 2011003310W WO 2012000689 A1 WO2012000689 A1 WO 2012000689A1
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base part
base
bristled
opening
injection molding
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PCT/EP2011/003310
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Bart Gerard Boucherie
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Gb Boucherie Nv
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/005—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies by moulding or casting a body around bristles or tufts of bristles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies
    • A46D3/045—Machines for inserting or fixing bristles in bodies for fixing bristles by fusing or gluing to a body

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing brushes.
  • a brush body is provided with an array of holes (“hole pattern” or “hole pattern”) corresponding to the desired arrangement of bristles. Bundles or tufts of bristles are then inserted into the holes of the brush body and inserted therein by means of impressed small metallic anchors.
  • An alternative method of making brushes that has become established in just a few years, to which the present invention pertains, and which is referred to as Anchor Free Tufting (AFT), becomes the bristle tufts attached to a small brush head plate (hereinafter called “base part”) without the use of loops or anchors, and the base part is then inserted into or fixed to a brush body or a handle.
  • AFT Anchor Free Tufting
  • brush handles are made with a hole pattern that corresponds to the desired tufts pattern. Bristle tufts are then inserted into these holes and attached to the brush handles. The attachment ends of the tufts are then covered with a small plate. This base part becomes part of the brush itself after the backside injection of plastic material.
  • the Beborsturigsmaschine and the injection molding tool are coupled via the support plates with respect to the flow of material and timed to each other.
  • the object of the invention is to provide a flexible and cost-effective production of brushes.
  • Bristle tufts are attached and which forms a portion of the finished brush, wherein the back of the base a separate support layer is applied or at least a prefabricated base part, which is formed by molding over several bristle tufts with previously fused bristle ends, b) supplying and positioning of the bristled base part or in an injection mold, wherein each base part rests in a cavity of a mold half of the injection molding tool with its edge on the edge of an opening of the associated cavity opening and the
  • Bristle tufts protrude into the opening, and c) sprinkling a brush section back onto the base part.
  • the feeding and positioning of the bristled base parts to or in an injection mold is preferably carried out fully automatically.
  • the device according to the invention for producing brushes in particular with a method according to the invention, is characterized by an injection mold having a mold half with at least one cavity for receiving a bristled base part, wherein the cavity has an opening for receiving a plurality, preferably all bristle tufts, and one the opening surrounding Abstützrand for supporting and supporting the base part. Since the base part rests on the side of the mold half and this has inwardly of the edge an opening, the base part is not in contrast to the prior art is supported over the entire surface, but is inward of the edge preferably completely or at least largely unsupported.
  • the effort required for the production of the carrier plates significantly reduced because the carrier plates no longer migrate to the injection molding tool, whereby the timing of injection molding and bristle machine no longer necessarily be coupled together.
  • the erfinduhgschtee method thus provides a hole plate-free feeding, positioning and back molding of the base member before.
  • In the injection molding tool is no elaborate perforated plate with numerous openings whose number corresponds to the number of openings in the base part, more available. This perforated plate was previously used in the injection mold as a support for the relatively thin base plastic, to absorb the injection pressure.
  • an opening in the region of the cavity to be ejected is provided in a mold half of the injection molding tool into which the plurality of bristle tufts protrude.
  • the base part is preferably exclusively or almost exclusively only with its peripheral edge on the edge of the opening extending from the cavity and is preferably supported only at this edge.
  • a back-injection molding of a separate support layer is provided, which forms a prefabricated unit with the bristled base part and leads to an increased flexural rigidity.
  • the other alternative according to the invention provides for the bristle ends of the bristle tufts to first fuse together, which usually takes place in a perforated plate which is equipped with the bristle tufts and is expensive to produce. Subsequently, this perforated plate is transported in an injection mold to overmold the tufts. This results in a plate-like base part, in which the bristle tufts are positively and securely embedded at their point of fusion.
  • this base part has always also been, together with the carrier plate or perforated plate, in another injection molding tool or another station of an injection molding tool transported.
  • the carrier plate served to support against the injection pressure during injection molding of the brush body (head and stem).
  • the present invention provides that these provided with the hole pattern of the brush carrier plates when making the brush body no longer provide as support plates in the injection mold.
  • the base part is now supported on the edge of an opening in a cavity of the mold half.
  • the tufts protrude into the opening, which is very easy to produce due to their size.
  • the encapsulation of the tufts results in a very stable plate (base part), which can withstand the injection pressure, although in this case as well, the base part inwardly of the edge is not supported or at least largely unsupported.
  • the invention relates, as stated, a nontacky production of brushes.
  • the bristle tufts are not individually held in holes of a perforated plate by lateral interference fit, unlike the perforated plate in injection molding, but protrude freely in the opening of the mold half and are held by the base part.
  • the base part is preferably held at the edge in the cavity.
  • the base part lies with its edge closed circumferentially on the likewise closed circumferential edge of the opening, so that a sealing effect is achieved.
  • the injection of the support layer is preferably carried out in a separate device or station, which is passed through before the final injection molding in the aforementioned mold half.
  • the entire production and the entire apparatus can manage with significantly less perforated plates.
  • the base parts remain support-free in the area of the opening during spraying.
  • punctiform or linear support projections may press in the opening against the base member to support it during injection molding.
  • the support extensions to the base part conical preferably even tapered. This allows them to slide between adjacent bristles without damaging the bristles.
  • the tufts of the tufts projecting from the rear side are glued or melted, e.g. by hot air, heat radiation or contact heat (pressing a hot tool).
  • the contacting and flattening of the liquefied tuft ends is advantageous in that a dense, preferably closed surface of molten plastic is formed. This tightness is advantageous for the subsequent injection molding.
  • the support layer is preferably applied flat, that is, in the preferred embodiment, even over the entire surface. At most, the edge of the base part, with which it rests against the mold half, remains uncovered.
  • the support layer can also be formed in that the still unsecured bristle tufts are attached to the rear side by encapsulation by means of the support layer.
  • the step of applying the support layer simultaneously serves to attach the tufts to the base part.
  • the bristle tufts partially extend to near the edge of the base part, it may be advantageous to use a so-called insertion tool on To use injection molding tool.
  • This insertion tool pushes the bristles slightly inwardly and together to facilitate easier insertion of the bristles into the common opening of the mold half. As a result, no bristles can get stuck on the edge of the opening and bend.
  • the mold half with the at least one cavity can also, and this is preferably formed in several parts.
  • a first and a second molded part if appropriate also further molded parts with in particular a plurality of juxtaposed cavities or rows of cavities, can be used.
  • the cavity associated with a brush is then divided into several sections, for example into a section in the first and into a section in the second shaped part. These cavities merge into one another and form the total cavity of the mold half.
  • the first molded part is separable from the second molded part and serves as a means of transport for or sitting in it base parts.
  • the first molded part can be fitted independently of the second molded part first with the bristled base parts and only then be coupled to the second molded part, namely immediately prior to injection molding.
  • the first molded part is very easy to produce due to the lack of hole pattern, many first molded parts can be manufactured and used relatively inexpensively, which significantly improves the cycle time and flexibility of the entire device.
  • a separation station between the bristle machine and the injection molding tool can be provided to quickly clear the bristle machine again for equipping with base parts still to be bristled.
  • a coating tool which may also be embodied as a single station in the then multi-station injection molding tool, should be positioned between the bristle machine and the injection molding tool, that is, possibly the station where the aforementioned spattering of the coated, bristled base part occurs. In this Coating tool or in this coating station, the support layer is applied.
  • the so-called brush body is injection-molded in the injection molding tool, which can be designed in one or more parts.
  • This brush body is usually the brush handle, the brush neck and a part of the brush head.
  • the other part of the brush head is formed by the base part.
  • FIG. 1 is a perspective plan view of a bristle machine, which may be part of the device according to the invention for the production of brushes;
  • Figure 2 is a plan view of a perforated plate used in the bristle machine of Figure 1;
  • FIG. 5 shows a method step subsequent to the bristle process for fusing the bristle ends
  • FIG. 6 is an open coating tool in which the bristled base parts are provided on the back with a support layer;
  • FIG. 7 shows the coating tool according to FIG. 6 with the upper part removed after the application of the supporting layer;
  • - Figure 8 is a subsequent process step in which the bristled base parts are removed from the perforated plates;
  • - Figure 9 is a plan view of a molded part of an injection molding tool as part of the device according to the invention;
  • FIG. 10 shows an alternative embodiment to FIG. 9, in which support extensions additionally protrude into the opening of the molded part
  • FIG. 11 shows a perspective plan view of a lower part of the device according to the invention in the region of the injection molding tool shortly before the insertion of the bristled base parts;
  • FIG. 13 is a bottom view of the molding of Figure 12;
  • FIG. 14 is a perspective view of the device according to the invention in the region of the injection mold when inserting the first molded part in a second mold part;
  • FIG. 15 shows the opened injection molding tool according to FIG. 14 after the injection process
  • FIG. 16 to 19 show several process steps of a slightly modified embodiment of the invention with a modified device.
  • FIG. 1 shows a so-called perforated plate 10 of a device comprising a plurality of tools and stations for producing brushes.
  • the perforated plate 10 is made of metal and preferably has a plurality of very precisely produced cavities 12, in which prefabricated base parts 14 of brushes, here toothbrushes, are inserted.
  • the base parts 14 are used for anchorless attachment of bristle tufts.
  • the base parts 14 preferably have a circumferential, upwardly parked edge and a hole pattern for filling by the bristle tufts.
  • the cavity 12 has a corresponding hole pattern. The production of such a cavity with hole pattern is very complicated and usually takes place by wire erosion or jig grinding.
  • the base parts are then filled with the bristle tufts, as shown for example in EP 0 972 465 B1.
  • the perforated plate 10 serves as a transport body and also for storage and guidance of the bristle tufts, which protrude into the corresponding holes in the perforated plate.
  • the portion of the bristle tufts protruding into the holes is the part of the bristles that later protrudes from the brush.
  • FIG. 3 shows the base parts 14 inserted into the corresponding cavities 12, wherein it is easy to see that the base parts 14 are received precisely and accurately in the cavities 12.
  • There are numerous perforated plates are provided in the bristle machine, which are preferably equipped in or outside the bristle machine with the base parts and then beborstet. The perforated plates 10 are finally transferred after the bristle machine in another machine or in another station, including the bristled base parts contained therein, in order to carry out a further processing step can.
  • FIG. 4 shows the bristled base parts 14 in the perforated plate 10, wherein the bristle tufts 16 project upwards with respect to the base part 14 with their rear end.
  • the bristles are fastened together at their protruding ends 16 and also connected to the base part 4. This is done for example by means of thermal bonding of the protruding ends of the tufts 16 by hot air, radiant heat and / or by contact heat.
  • an electrically heated tool is provided with a plurality of heated punches 18 which are connected to a power source 20.
  • the cross section of the punches 18 is adapted to the circumscribed by the edge of the corresponding base part 14 cross section.
  • Either the bristle ends 16 are previously already heated and brought to melting temperature, so that they stick together, or the stamp 18 are moved down against the bristle ends 16 and then bond them by fusing.
  • the bristle ends 14 may also first be brought to temperature and fused without the punches contacting them. Only then the dies are moved downwards danri ⁇ 18 in order to press the liquid plastic mass of the melted ends flattened, so that a possible closed plastic film 22 results from the molten material of the tuft ends.
  • a flat, closed layer 22 results on the back of the base member 14, but this is not mandatory.
  • FIG. 6 shows a further tool that can also be embodied as a station of a larger device. This is a so-called coating tool.
  • the bristled base parts 14 located in the perforated plate 10 are preferably still transported in the perforated plate 10 to the coating tool shown in FIG. 6 and inserted there into a lower part 24 of an injection molding tool.
  • An upper 26 with adapted cavities 28 on its underside may be moved downwardly against the base 24 to close the cavity 28 downwardly through the corresponding base 14 so as to provide a cavity.
  • a plastic compound is then injected, which covers the back of the bristled base member 14 preferably completely, if necessary, except for the peripheral edge.
  • This applied layer is a support layer 30, which gives the unit of base part 14 and bristle tufts 16 a higher rigidity.
  • the support layer 30 can be seen in FIG. In the next step, see FIG.
  • the intermediate products produced are removed from the perforated plates 10 in a separating station.
  • These intermediates can be stored in a store or stored unsorted, or they can immediately after their removal from the perforated plate 10 to a another machine, namely the below-explained injection molding tool to be transported.
  • the injection molding tool can be seen in FIG. It essentially comprises a lower mold half 40 and an upper mold half 42, each having cavities which merge into each other in the closed state of the tool and form a cavity to be ejected.
  • the lower mold half 40 comprises at least two parts, namely a first mold part 44, which accommodates the abovementioned intermediates to be seen in FIG. 8, and a second mold part 46.
  • the first mold part 44 is clearly visible from above in FIG. It has a plurality of cavities 46, from each of which an opening 48 extends, which serves to receive the bristle tufts 16 of a base part 14.
  • the edge 50 which is recessed and part of the cavity 46, surrounds the respective opening 48. This edge 50 serves as a supporting and supporting surface for the bristled base part 14.
  • the cavity 46 also has a neck portion 52 as a transition between brush head and later still shown brush handle.
  • this neck section 52 merges into the section 56 of the cavity in the second shaped part 46 which defines the handle of the brush.
  • FIG. 11 it can be seen that the first molded part 44 is fitted with the prefabricated intermediate products by using an insertion tool 58, which can consist of a plurality of plates which can be moved towards one another.
  • This insertion tool 58 may also be provided in the form of a funnel.
  • the insertion tool 58 serves to push the bristle tufts 16 inwardly towards each other to prevent abutment of the marginal bristles on the edge 50. However, prior to complete introduction of the intermediates into the corresponding cavity and opening 46, 48, the insertion tool 58 is removed.
  • the assembly of the first molded part 44 can preferably take place outside the injection molding tool or in a station before the injection molding station in the injection mold, as for example in the so-called helicopter tools according to eg DE 195 15 294 A or dice tools according to eg WO 2007/085063 is the case , With such tools, the assembly can take place during the injection process, with the tool closed. Alternatively, the assembly can take place in an open tool between two injection cycles. In this case, you lose some cycle time, as the tool must remain open a little longer after an injection cycle, until the assembly is completed.
  • the assembled first molded part 44 can be seen from above, in Figure 13 from below. It can also be seen that the tufts 16 hang freely cantilevered in the opening 48.
  • the first mold parts 44 form transport parts for the bristled base parts 14 and transport them corresponding to the associated second mold parts 46. These mold parts 46 have a recess 60 into which the molded part 44 is inserted accurately. Subsequently, the injection mold is closed, and the injection molding process can take place.
  • the first molded part 44 with the molded-on brush body 62 is removed from the injection molding tool, and the finished brushes are separated from the first molded part 44.
  • the injection molding machine has even more stations for the other components.
  • the first mold part 44 serve as a means of transport between the stations.
  • support extensions 70 projecting from a bottom of the opening 48 or starting from the second shaped part 46 in the region of the recess 60, projecting upwards into the opening in the direction of the base part 14.
  • the support extensions 70 are linear or, as shown, selective support points and preferably run conically towards the base member 14 in order to push between bristles can.
  • the base part is not produced before the welding of the bristle ends, but afterwards.
  • bristle tool bristle tufts 16 are introduced into holes of a perforated plate 10 with a corresponding cavity 80 for the later to be produced base part ( Figure 16).
  • the upwardly projecting bristle ends of the bristle tufts 16 are first fused together. Subsequently, this perforated plate 10 is transported in an injection mold to overmold the tufts 16.
  • the base part 14 is essentially only sprayed on, but this should also be covered by "extrusion coating.” This results in a plate-like base part 14 (FIGS. 16 and 17). into which the bristle tufts 16 are more or less positively and securely embedded at their thickened point of fusion 82. (see cross-sectional view in FIG Stem of the brush) no longer provide as support plates in the injection mold.
  • the bristled base parts 14 are rather separated from the perforated plates 10 ( Figure 19) and either supplied to a previously described storage / buffer memory and later or immediately further processed according to Figures 9 to 15.
  • the bristled base parts 14 must therefore be inserted into the first mold parts 44 (for example, fully automatically), and then transported to the injection mold.
  • the injection molding process is carried out as described in the firstticiansbeipiel.
  • the base part is supported at the edge of an opening 48 in a cavity 46 of the mold half.
  • the brush 16 protrude into the opening 48, which is very easy to produce due to their size.
  • the device for producing brushes may consist only of the injection molding tool or alternatively additionally of other tools such as the bristle tool and / or the coating tool shown in FIGS. 6 and 7. Separation stations and placement stations between individual tools or stations can be provided in which intermediate products of tool parts or carrier parts are removed or inserted into them.

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten mittels einer Vorrichtung, umfasst folgende Schritte: Vorsehen entweder wenigstens eines vorgefertigten Basisteils (14), an dem Borstenbüschel (16) befestigt sind und das einen Abschnitt, der fertigen Bürste bildet, wobei am Basisteil (14) rückseitig eine separate Stützschicht (30) aufgebracht ist, oder wenigstens eines vorgefertigten Basisteils (14), das durch Umspritzen von mehreren Borstenbüschel (16) mit zuvor miteinander verschmolzenen Borstenenden gebildet ist, Zuführen und Positionieren des beborsteten Basisteils (14) zu bzw. in einem Spritzgusswerkzeug, wobei jedes Basisteil (14) in einer Kavität (46) einer Formhälfte des Spritzgusswerkzeugs mit seinem Rand am Rand (50) einer von der zugeordneten Kavität (46) ausgehenden Öffnung (48) aufliegt und die Borstenbüschel (16) in die Öffnung (48) ragen, und rückseitiges Anspritzen eines Bürstenabschnitts an das Basisteil Ferner ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten beschrieben.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Bürsten bekannt. Herkömmlich wird ein Bürstenkörper mit einer Anordnung von Löchern ("Lochmuster" oder„Lochbild") versehen, die der gewünschten Anordnung von Borsten entspricht. Bündel oder Büschel von Borsten werden dann in die Löcher des Bürstenkörpers eingesetzt und darin mittels eingepresster kleiner metallischer Anker oder mittels Schlaufen verankert. In einem alternativen Verfahren zur Herstellung von Bürsten, das sich innerhalb nur weniger Jahre durchgesetzt hat, auf das sich auch die vorliegende Erfindung bezieht, und das als AFT-Verfahren (Anchor Free Tufting, Ankerfreies Beborsten) bezeichnet wird, werden die Borstenbüschel an einer kleinen Bürstenkopfplatte (im Folgenden„Basisteil" genannt) ohne die Verwendung von Schlaufen oder Ankern befestigt, und das Basisteil wird dann in einen Bürstenkörper oder einen Griff eingesetzt oder an diesem befestigt. In einer Variante des AFT- Verfahrens werden Bürstengriffe mit einem Lochmuster hergestellt, das dem gewünschten Büschelmuster entspricht. Borstenbüschel werden dann in diese Löcher eingesetzt und an den Bürstengriffen befestigt. Die Befestigungsenden der Büschel werden anschließend mit einer kleinen Platte abgedeckt. Dieses Basisteil wird nach dem rückseitigen Anspritzen von Kunststoffmaterial Teil der Bürste selbst.
Ein wichtiger und aufwendiger Schritt beim Herstellen von Bürsten ist das sogenannte Beborsten des Basisteils. Dabei wird ein metallenes Trägerteil (Lochplatte genannt) in der Beborstungsmaschine verwendet, welches das gleiche Lochbild aufweist wie das Basisteil und welches als Führung und zum Teil Halterung für die Borstenbüschel dient. Dieses Trägerteil wird samt dem beborsteten Basisteil zum Spritzgusswerkzeug transportiert und wirkt dort als Abschnitt einer Formhälfte, die mit einer zweiten Formhälfte die Kavität begrenzt, in die gespritzt wird.
Die Beborsturigsmaschine und das Spritzgusswerkzeug sind über die Trägerplatten bezüglich des Materialflusses gekoppelt und taktmäßig aufeinander abgestimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine flexible und kostengünstige Herstellung von Bürsten zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten mittels einer Vorrichtung gelöst, das gekennzeichnet ist durch folgende Schritte: a) Vorsehen entweder wenigstens eines vorgefertigten Basisteils, an dem
Borstenbüschel befestigt sind und das einen Abschnitt der fertigen Bürste bildet, wobei am Basisteil rückseitig eine separate Stützschicht aufgebracht ist oder wenigstens eines vorgefertigten Basisteils, das durch Umspritzen von mehreren Borstenbüscheln mit zuvor miteinander verschmolzenen Borstenenden gebildet ist, b) Zuführen und Positionieren des beborsteten Basisteils zu bzw. in einem Spritzgusswerkzeug, wobei jedes Basisteil in einer Kavität einer Formhälfte des Spritzgusswerkzeugs mit seinem Rand am Rand einer von der zugeordneten Kavität ausgehenden Öffnung aufliegt und die
Borstenbüschel in die Öffnung ragen, und c) rückseitiges Anspritzen eines Bürstenabschnitts an das Basisteil.
Das Zuführen und Positionieren der beborsteten Basisteile zu bzw. in einem Spritzgusswerkzeug erfolgt vorzugsweise vollautomatisch.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Verfahren, ist gekennzeichnet durch ein Spritzgusswerkzeug mit einer Formhälfte mit wenigstens einer Kavität zur Aufnahme eines beborsteten Basisteils, wobei die Kavität eine Öffnung zur Aufnahme mehrerer, vorzugsweise aller Borstenbüschel, hat und einen die Öffnung umgebenden Abstützrand zur Auflage und Abstützung des Basisteils. Da das Basisteil randseitig an der Formhälfte anliegt und diese einwärts des Randes eine Öffnung hat, wird das Basisteil im Gegensatz zum Stand der Technik nicht vollflächig abgestützt, sondern ist einwärts des Randes vorzugsweise komplett oder zumindest großteils nicht abgestützt.
Durch die Erfindung wird der Aufwand, der für die Herstellung der Trägerplatten erforderlich ist, deutlich reduziert, denn die Trägerplatten wandern nicht mehr zum Spritzgusswerkzeug, wodurch die Taktungen von Spritzgusswerkzeug und Beborstungsmaschine nicht mehr zwangsläufig miteinander gekoppelt sei müssen. Das erfinduhgsgemäße Verfahren sieht somit ein lochplattenfreies Zuführen, Positionieren und rückseitiges Umspritzen des Basisteils vor. Im Spritzgusswerkzeug ist keine aufwendige Lochplatte mit zahlreichen Öffnungen, deren Anzahl der Anzahl der Öffnungen im Basisteil entspricht, mehr vorhanden. Diese Lochplatte diente bisher in der Spritzgussform auch als Abstützung für das relativ dünne Basisteil aus Kunststoff, um den Spritzdruck abzufangen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist hingegen in einer Formhälfte des Spritzgusswerkzeugs eine Öffnung (vorzugsweise eine einzige Öffnung) im Bereich der auszuspritzenden Kavität vorgesehen, in die die mehreren Borstenbüschel hineinragen. Das Basisteil liegt vorzugsweise ausschließlich oder fast ausschließlich nur mit seinem umlaufenden Rand am Rand der von der Kavität ausgehenden Öffnung auf und wird vorzugsweise nur an diesem Rand abgestützt.
Um dem Spritzdruck standzuhalten, ist gemäß einer Alternative vor dem Spritzgießen ein rückseitiges Anspritzen einer separaten Stützschicht vorgesehen, die mit dem beborsteten Basisteil eine vorgefertigte Einheit bildet und zu einer erhöhten Biegesteifigkeit führt. Die andere erfindungsgemäße Alternative sieht vor, die Borstenenden der Borstenbüschel zuerst miteinander zu verschmelzen, was üblicherweise in einer mit den Borstenbüschel bestückten, aufwendig herzustellenden Lochplatte erfolgt. Anschließend wird diese Lochplatte in ein Spritzgusswerkzeug transportiert, um die Büschel zu umspritzen. Es ergibt sich ein plattenähnliches Basisteil, in welches die Borstenbüschel an ihrer Verschmelzungsstelle formschlüssig und sicher eingebettet sind. Dieses Basisteil wurde im Stand der Technik ebenfalls immer samt Träger- oder Lochplatte in ein weiteres Spritzgusswerkzeug oder eine weitere Station eines Spritzgusswerkzeuges transportiert. Die Trägerplatte diente der Abstützung gegen den Spritzdruck beim Spritzgießen des Bürstenkörpers (Kopf und Stiel). Die vorliegende Erfindung sieht jedoch vor, diese mit dem Lochbild der Bürste versehenen Trägerplatten beim Herstellen des Bürstenkörpers nicht mehr als Abstützplatten im Spritzgießwerkzeug vorzusehen. Auch hier wird jetzt, wie oben beschrieben, das Basisteil am Rand einer Öffnung in einer Kavität der Formhälfte abgestützt. Die Büschel ragen in die Öffnung, welche aufgrund ihrer Größe sehr einfach herstellbar ist. Durch das Umspritzen der Büschel ergibt sich eine sehr stabile Platte (Basisteil), die dem Spritzdruck standhalten kann, obwohl auch hier das Basisteil einwärts des Randes vorzusweise nicht abgestützt wird oder zumindest großteils nicht abgestützt ist.
Die Erfindung betrifft, wie gesagt, ein ankerloses Herstellen von Bürsten. Die Borstenbüschel werden im Gegensatz zur Lochplatte bei Spritzgießen nicht einzeln in Löchern einer Lochplatte durch seitliche Presspassung gehalten, sondern ragen frei in die Öffnung der Formhälfte und werden durch das Basisteil gehalten.
Das Basisteil wird vorzugsweise randseitig in der Kavität gehalten.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform liegt das Basisteil mit seinem Rand geschlossen umlaufend am ebenfalls geschlossen umlaufenden Rand der Öffnung an, sodass eine Abdichtwirkung erzielt wird.
Das Anspritzen der Stützschicht erfolgt vorzugsweise in einer separaten Vorrichtung oder einer Station, die vor dem abschließenden Spritzgießen in der vorerwähnten Formhälfte durchlaufen wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Lochplatten nicht mehr zwischen Beborstungsmaschine und Spritzgusswerkzeug zirkulieren, kann die gesamte Herstellung und die gesamte Vorrichtung mit deutlich weniger Lochplatten auskommen.
Natürlich sollten pro Lochplatte mehrere Basisteile aufgenommen werden können, das heißt, mehrere nebeneinanderliegende und gegebenenfalls auch in mehreren Reihen positionierte Kavitäten sind pro Lochplatte vorgesehen. Es ist jetzt auch möglich, die beborsteten Basisteile (vor oder nach dem Aufbringen der Stützschicht) in einem Zwischenspeicher oder Pufferspeicher zu lagern. Bei Wartungsarbeiten am Spritzgusswerkzeug oder der Beborstungsmaschine kommt es deshalb nicht zum Stillstand der jeweils anderen Maschine, was die Flexibilität insgesamt deutlich erhöht. Darüber hinaus können die beborsteten Basisteile auch zugekauft werden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsforr bleiben die Basisteile im Bereich der Öffnung beim Spritzen abstützfrei. Alternativ hierzu können punktuelle oder linienförmige Abstützfortsätze in der Öffnung gegen das Basisteil drücken, um es beim Spritzgießen abzustützen.
Eine der bevorzugten Ausführungsformen sieht hierbei vor, dass die Abstützfortsätze zum Basisteil konisch, vorzugsweise sogar spitz zulaufen. Damit können sie sich ohne Beschädigung der Borsten zwischen benachbarte Borsten schieben. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die rückseitig (Rückseite ist bezüglich der Borsten die Seite mit den befestigten Enden der Borsten) vorstehenden Büschelenden verklebt oder geschmolzen, z.B. durch Heißluft, Wärmestrahlung oder Kontaktwärme (Aufpressen eines heißen Werkzeugs). Das Kontaktieren und Plattdrücken der verflüssigten Büschelenden ist dahin gehend vorteilhaft, dass eine dichte, vorzugsweise geschlossene Fläche aus geschmolzenem Kunststoff entsteht. Diese Dichtigkeit ist vorteilhaft für das spätere Spritzgießen.
Die Stützschicht wird vorzugsweise flächig, das heißt im bevorzugten Ausführungsbeispiel sogar vollflächig, aufgebracht. Maximal der Rand des Basisteils, mit dem es an der Formhälfte anliegt, bleibt unbedeckt.
Die Stützschicht kann aber auch dadurch gebildet sein, dass die noch unbefestigten Borstenbüschel rückseitig durch Umspritzen mittels der Stützschicht am Basisteil befestigt werden. Bei dieser Ausführungsform dient der Schritt des Aufbringens der Stützschicht gleichzeitig der Befestigung der Büschel am Basisteil.
Da die Borstenbüschel teilweise bis nahe an den Rand des Basisteils reichen, kann es vorteilhaft sein, ein sogenanntes Einführwerkzeug am Spritzgusswerkzeug zu verwenden. Dieses Einführwerkzeug drückt die Borsten leicht nach innen und zusammen, um ein einfacheres Einführen der Borsten in die gemeinsame Öffnung der Formhälfte zu erreichen. Dadurch können keine Borsten am Rand der Öffnung hängenbleiben und abknicken. Wie bereits zuvor erwähnt, sind vorzugsweise mehrere Kavitäten in der Formhälfte der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhanden, um die Ausstoßrate der gesamten Vorrichtung zu erhöhen.
Die Formhälfte mit der wenigstens einen Kavität kann auch, und dies ist bevorzugt, mehrteilig ausgebildet sein. Ein erstes und ein zweiten Formteil, gegebenenfalls auch weitere Formteile mit insbesondere mehreren nebeneinander angeordneten Kavitäten oder Reihen von Kavitäten, können verwendet werden. Die einer Bürste zugeordnete Kavität ist dann in mehrere Abschnitte unterteilt, beispielsweise in einen Abschnitt im ersten und in einen Abschnitt im zweiten Formteil. Diese Kavitäten gehen ineinander über und bilden die Gesamtkavität der Formhälfte. Das erste Formteil ist aber vom zweiten Formteil trennbar und dient als Transportmittel für das oder die in ihm sitzenden Basisteile. Damit kann das erste Formteil unabhängig vom zweiten Formteil zuerst mit den beborsteten Basisteilen bestückt und erst anschließend an das zweite Formteil angekoppelt werden, nämlich unmittelbar vor dem Spritzgießen. Da das erste Formteil aber aufgrund des fehlenden Lochbildes sehr einfach herzustellen ist, können verhältnismäßig preisgünstig viele erste Formteile hergestellt und verwendet werden, was die Taktzeit und Flexibilität der gesamten Vorrichtung deutlich verbessert.
Eine Trennstation zwischen der Beborstungsmaschine und dem Spritzgusswerkzeug kann vorgesehen sein, um die Beborstungsmaschine schnell wieder für die Bestückung mit noch zu beborstenden Basisteilen freizumachen.
Ein Beschichtungswerkzeug, das auch als eine einzelne Station im dann mehrere Stationen umfassenden Spritzgusswerkzeug ausgeführt sein kann, sollte zwischen der Beborstungsmaschine und dem Spritzgusswerkzeug, das heißt eventuell der Station, in der das vorerwähnte Bespritzen des beschichteten, beborsteten Basisteils erfolgt, positioniert sein. In diesem Beschichtungswerkzeug oder in dieser Beschichtungsstation wird die Stützschicht aufgetragen.
Zu betonen ist, dass gemäß der bevorzugten Ausführungsform im Spritzgusswerkzeug der sogenannte Bürstenkörper gespritzt wird, der ein- oder mehrkomponentig ausgeführt sein kann. Dieser Bürstenkörper ist üblicherweise der Bürstengriff, der Bürstenhals und ein Teil des Bürstenkopfes. Der andere Teil des Bürstenkopfes wird durch das Basisteil gebildet.
Es ist jedoch auch eine Ausführungsform denkbar, insbesondere bei preisgünstigeren Bürsten, bei der das Basisteil selbst bereits fast den gesamten Kopf und im Wesentlichen den gesamten Griff oder Stiel der Bürste aufweist. Dieses Basisteil wird dann rückseitig in mehreren Schritten zumindest im Bereich des Kopfes abgedeckt, nämlich zuerst mit der Stützschicht im Bereich der bereits befestigten Büschel und mit einem spritzgegossenen, deckelähnlichen Teil, welches die Stützschicht abdeckt. Dieses Teil bildet dann natürlich auch einen Bürstenabschnitt.
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 1 eine perspektivische Draufsicht auf eine Beborstungsmaschine, die Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten sein kann;
- Figur 2 eine Draufsicht auf eine Lochplatte, die bei der Beborstungsmaschine nach Figur 1 eingesetzt wird;
- Figur 3 die Lochplatte nach Figur 2 mit eingesetzten Basisteilen vor dem Beborsten; - Figur 4 die Ansicht nach Figur 3 mit beborsteten Basisteilen;
- Figur 5 einen nach dem Beborsten folgenden Verfahrensschritt zum Verschmelzen der Borstenenden;
- Figur 6 ein noch offenes Beschichtungswerkzeug, bei dem die beborsteten Basisteile rückseitig mit einer Stützschicht versehen werden; - Figur 7 das Beschichtungswerkzeug nach Figur 6 mit entferntem Oberteil nach dem Aufbringen der Stützschicht;
- Figur 8 einen darauffolgenden Verfahrensschritt, bei dem die beborsteten Basisteile den Lochplatten entnommen werden; - Figur 9 eine Draufsicht auf ein Formteil eines Spritzgusswerkzeugs als Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Figur 10 eine alternative Ausführungsform zu Figur 9, bei der zusätzlich Abstützfortsätze in die Öffnung des Formteils hineinragen;
- Figur 11 eine perspektivische Draufsicht auf ein Unterteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich des Spritzgusswerkzeugs kurz vor dem Einsetzen der beborsteten Basisteile;
- Figur 12 die in ein Formteil eingesetzten Basisteile;
- Figur 13 eine Unteransicht des Formteils nach Figur 12;
- Figur 14 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich des Spritzgusswerkzeugs beim Einsetzen des ersten Formteils in ein zweites Formteil;
- Figur 15 das geöffnete Spritzgusswerkzeug nach Figur 14 nach dem Spritzvorgang; und
- Figur 16 bis Figur 19 mehrere Verfahrensschritte einer geringfügig modifizierten Ausführungsform der Erfindung mit modifizierter Vorrichtung.
In Figur 1 ist eine sogenannte Lochplatte 10 einer aus mehreren Werkzeugen und Stationen bestehenden Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten dargestellt. Die Lochplatte 10 ist aus Metall und hat vorzugsweise mehrere sehr präzise hergestellte Kavitäten 12, in die vorgefertigte Basisteile 14 von Bürsten, hier Zahnbürsten, eingelegt werden. Die Basisteile 14 dienen zur ankerlosen Befestigung von Borstenbüscheln. Die Basisteile 14 haben vorzugsweise einen umlaufenden, nach oben abgestellten Rand sowie ein Lochbild zum Befüllen durch die Borstenbüschel. Auch die Kavität 12 hat ein entsprechendes Lochbild. Die Herstellung einer solchen Kavität mit Lochbild ist sehr aufwendig und erfolgt üblicherweise durch Drahterosion oder Koordinatenschleifen. In der sogenannten Beborstungsmaschine werden die Basisteile dann mit den Borstenbüscheln befüllt, wie dies z.B. in der EP 0 972 465 B1 gezeigt ist. Die Lochplatte 10 dient als Transportkörper und auch zur Lagerung und Führung der Borstenbüschel, die in die entsprechenden Löcher in der Lochplatte hineinragen. Der in die Löcher hineinragende Abschnitt der Borstenbüschel ist der später von der Bürste abstehende Teil der Borsten.
In Figur 2 ist das Lochbild der Löchplätte TO von oben zu sehen.
Figur 3 zeigt die in die entsprechenden Kavitäten 12 eingesetzten Basisteile 14, wobei gut zu erkennen ist, dass die Basisteile 14 exakt und passgenau in den Kavitäten 12 aufgenommen werden. Es sind in der Beborstungsmaschine zahlreiche Lochplatten vorgesehen, die vorzugsweise in oder außerhalb der Beborstungsmaschine mit den Basisteilen bestückt werden und anschließend beborstet werden. Die Lochplatten 10 werden schließlich nach der Beborstungsmaschine in eine andere Maschine oder in eine andere Station samt der darin enthaltenen beborsteten Basisteile überführt, um einen weiteren Verarbeitungsschritt durchführen zu können.
Figur 4 zeigt die beborsteten Basisteile 14 in der Lochplatte 10, wobei die Borstenbüschel 16 mit ihrem rückseitigen Ende gegenüber dem Basisteil 14 nach oben vorstehen. Wie bereits erläutert, wird entweder in der Beborstungsmaschine selbst in einer separaten Station oder außerhalb derselben in einer Befestigungsstation dafür gesorgt, dass die Borsten an ihren abstehenden Enden 16 aneinander befestigt und auch mit dem Basisteil 4 verbunden werden. Dies erfolgt beispielsweise mittels thermischem Verkleben der abstehenden Enden der Büschel 16 durch Heißluft, Strahlungswärme und/oder durch Kontaktwärme.
Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform ist ein elektrisch beheiztes Werkzeug mit mehreren beheizten Stempeln 18 vorgesehen, die an eine Stromquelle 20 angeschlossen sind.
Der Querschnitt der Stempel 18 ist dem durch den Rand des entsprechenden Basisteils 14 umschriebenen Querschnitt angepasst. Entweder werden die Borstenenden 16 zuvor bereits erwärmt und auf Schmelztemperatur gebracht, sodass sie miteinander verkleben, oder die Stempel 18 werden nach unten gegen die Borstenenden 16 verfahren und verkleben diese dann durch Verschmelzen. Natürlich können die Borstenenden 14 auch zuerst auf Temperatur gebracht und verschmolzen werden, ohne dass die Stempel sie kontaktieren. Erst anschließend werden danri~die Stempel 18 nach unten gefahren, um die flüssige Kunststoffmasse der geschmolzenen Enden platt zu drücken, sodass sich eine möglichst geschlossene Kunststoffschicht 22 aus dem geschmolzenen Material der Büschelenden ergibt. Es ist zwar vorteilhaft, dass sich eine flache, geschlossene Schicht 22 auf der Rückseite des Basisteils 14 ergibt, dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es könnten genauso gut einzelne Verdickungen von Borstenbüscheln 16 vorhanden sein, die sich durch das Verschmelzen der einzelnen Borsten eines Borstenbüschels ergeben. Figur 6 zeigt ein weiteres Werkzeug, das auch als Station einer größeren Vorrichtung ausgeführt sein kann. Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes Beschichtungswerkzeug.
Die in der Lochplatte 10 befindlichen beborsteten Basisteile 14 werden vorzugsweise noch in der Lochplatte 10 zu dem in Figur 6 gezeigten Beschichtungswerkzeug transportiert und dort in ein Unterteil 24 eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt. Ein Oberteil 26 mit angepassten Kavitäten 28 auf seiner Unterseite kann nach unten gegen das Unterteil 24 gefahren werden, um die Kavität 28 nach unten durch das entsprechende Basisteil 14 zu schließen, sodass sich ein Hohlraum ergibt. In die entsprechenden Hohlräume wird dann eine Kunststoffmasse eingespritzt, die die Rückseite des beborsteten Basisteils 14 vorzugsweise vollständig, allenfalls bis auf den umlaufenden Rand, abdeckt. Diese aufgebrachte Schicht ist eine Stützschicht 30, welche der Einheit aus Basisteil 14 und Borstenbüscheln 16 eine höhere Steifigkeit verleiht. Die Stützschicht 30 ist in Figur 7 zu erkennen. Im nächsten Schritt, siehe Figur 8, werden die erzeugten Zwischenprodukte in einer Trennstation den Lochplatten 10 entnommen. Diese Zwischenprodukte können in einem Speicher sortiert oder unsortiert zwischengelagert werden, oder sie können unmittelbar nach ihrer Entnahme von der Lochplatte 10 zu einer weiteren Maschine, nämlich dem im Folgenden erläuterten Spritzgusswerkzeug transportiert werden.
Das Spritzgusswerkzeug ist in Figur 14 zu erkennen. Es umfasst im Wesentlichen eine untere Formhälfte 40 und eine obere Formhälfte 42, die jeweils Kavitäten haben, die im geschlossenen Zustand des Werkzeugs ineinander übergehen und einen auszuspritzenden Hohlraum bilden. Die untere Formhälfte 40 umfasst wenigstens zwei Teile, nämlich ein erstes Förmteil 44, das die vorgenannten und in Figur 8 zu sehenden Zwischenprodukte aufnimmt, und ein zweites Formteil 46. Das erste Formteil 44 ist in Figur 9 von oben gut zu sehen. Es weist mehrere Kavitäten 46 auf, von denen aus jeweils eine Öffnung 48 ausgeht, die zur Aufnahme der Borstenbüschel 16 eines Basisteils 14 dient. Der Rand 50, der vertieft liegt und Teil der Kavität 46 ist, umgibt die jeweilige Öffnung 48. Dieser Rand 50 dient als Auflage- und Abstützfläche für das beborstete Basisteil 14. Neben dem Rand 50 hat die Kavität 46 auch noch einen Halsabschnitt 52 als Übergang zwischen Bürstenkopf und später noch dargestelltem Bürstenstiel.
Dieser Halsabschnitt 52 geht, wie Figur 14 zeigt, in den den Stiel der Bürste definierenden Abschnitt 56 der Kavität im zweiten Formteil 46 über.
In Figur 11 ist zu sehen, dass das erste Formteil 44 mit den vorgefertigten Zwischenprodukten bestückt wird, indem ein Einführwerkzeug 58, das aus mehreren aufeinander zu verfahrbaren Platten bestehen kann, verwendet wird.
Dieses Einführwerkzeug 58 kann auch in Form eines Trichters vorgesehen sein.
Das Einführwerkzeug 58 dient dazu, die Borstenbüschel 16 einwärts aufeinander zu zu drücken, um ein Anstoßen der randseitigen Borsten am Rand 50 zu verhindern. Vor dem vollständigen Einführen der Zwischenprodukte in die entsprechende Kavität und Öffnung 46, 48 wird das Einführwerkzeug 58 jedoch entfernt.
Die Bestückung des ersten Formteils 44 kann vorzugsweise außerhalb des Spritzgusswerkzeugs oder in einer vor dem Spritzgussprozess liegenden Station im Spritzgusswerkzeug erfolgen, wie es z.B. bei den sogenannten Helikopter- Werkzeugen gemäß z.B. DE 195 15 294 A oder Würfelwerkzeugen gemäß z.B. WO 2007/085063 der Fall ist. Bei solchen Werkzeugen kann die Bestückung während des Spritzvorganges, mit geschlossenem Werkzeug stattfinden. Alternativ kann die Bestückung auch in einem geöffneten Werkzeug zwischen zwei Spritzzyklen stattfinden. In diesem Fall verliert man aber etwas Zykluszeit, da das Werkzeug nach einem Spritzzyklus etwas länger offen bleiben muss, bis die Bestückung vollendet ist. In Figur 12 ist das bestückte erste Formteil 44 von oben zu erkennen, in Figur 13 von unten. Es ist auch ersichtlich, dass die Büschel 16 frei in der Öffnung 48 auskragend hängen.
Die ersten Formteile 44 bilden Transportteile für die beborsteten Basisteile 14 und transportieren diese entsprechend zu den zugeordneten zweiten Formteilen 46. Diese Formteile 46 haben eine Aussparung 60, in die das Formteil 44 passgenau eingesetzt wird. Anschließend wird das Spritzgusswerkzeug geschlossen, und der Spritzgussprozess kann erfolgen.
Nach dem Öffnen des Spritzgusswerkzeugs (siehe Figur 15) wird das erste Formteil 44 mit dem angespritzten sogenannten Bürstenkörper 62 dem Spritzgusswerkzeug entnommen, und die fertigen Bürsten werden von dem ersten Formteil 44 getrennt.
Natürlich wäre es auch möglich, mehrere Komponenten hintereinander zu spritzen, indem die Spritzgussmaschine noch weitere Stationen für die anderen Komponenten aufweist. Auch hier kann das erste Formteil 44 als Transportmittel zwischen den Stationen dienen.
Beim Spritzgussprozess wird bei der vorgenannten Ausführungsform sämtlicher Spritzdruck im Bereich des Basisteils 14 ausschließlich am Rand des Basisteils 14, mit dem dieses den Rand 50 kontaktiert, aufgenommen.
Alternativ hierzu wäre es auch möglich, von einem Boden der Öffnung 48 ausgehende oder von dem zweiten Formteil 46 im Bereich der Aussparung 60 ausgehende nach oben in die Öffnung in Richtung Basisteil 14 ragende Abstützfortsätze 70 vorzusehen. Die Abstützfortsätze 70 sind lineare oder, wie dargestellt, punktuelle Abstützstellen und laufen vorzugsweise zum Basisteil 14 konisch zu, um sich zwischen Borsten schieben zu können.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 16 bis 19 wird das Basisteil nicht vor dem Verschweißen der Borstenenden hergestellt, sondern danach. Zuerst werden in einem Beborstungswerkzeug Borstenbüschel 16 in Löcher einer Lochplatte 10 mit einer entsprechenden Kavität 80 für das später herzustellende Basisteil eingebracht (Figur 16). Die nach oben überstehenden Borstenenden der Borstenbüschel 16 werden zuerst miteinander verschmolzen. Anschließend wird diese Lochplatte 10 in ein Spritzgusswerkzeug transportiert, um die Büschel 16 zu umspritzen. Wenn die Borstenenden zu einem flachen Kunststoff plättchen und nicht zu einer kugelähnlichen Verdickung, verschmolzen werden, _wird das Basisteil 14 im wesentlichen nur aufgespritzt, was aber auch unter„Umspritzen" fallen soll. Es ergibt sich ein plattenähnliches Basisteil 14 (Figuren 16 und 17), in welches die Borstenbüschel 16 an ihrer verdickten Verschmelzungsstelle 82 mehr oder weniger formschlüssig und sicher eingebettet sind (siehe Querschnittsansicht in Figur 18). Die vorliegende Erfindung sieht vor, diese mit dem Lochbild der Bürste versehenen Lochplatten 10 beim anschließenden Herstellen des Bürstenkörpers (Kopf und Stiel der Bürste) nicht mehr als Abstützplatten im Spritzgießwerkzeug vorzusehen.
Die beborsteten Basisteile 14 werden vielmehr von den Lochplatten 10 getrennt (Figur 19) und entweder einem zuvor bereits beschriebenen Lager/Pufferspeicher zugeführt und später oder sofort entsprechend den Figuren 9 bis 15 weiter verarbeitet. Die beborsteten Basisteile 14 müssen also in die ersten Formteile 44 eingelegt werden (z.B. vollautomatisch), um dann zum Spritzgusswerkzeug transportiert zu werden. Der Spritzgussprozeß erfolgt wie im ersten Ausführungsbeipiel beschrieben.
Auch hier wird das Basisteil am Rand einer Öffnung 48 in einer Kavität 46 der Formhälfte abgestützt. Die Bürschel 16 ragen in die Öffnung 48, welche aufgrund ihrer Größe sehr einfach herstellbar ist.
Für alle Ausführungsformen gilt: Die Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten kann nur aus dem Spritzgusswerkzeug bestehen oder alternativ auch zusätzlich aus weiteren Werkzeugen wie dem Beborstungswerkzeug und/oder dem in den Figuren 6 und 7 gezeigten Beschichtungswerkzeug. Auch Trennstationen und Bestückungsstationen zwischen einzelnen Werkzeugen oder Stationen können vorgesehen sein, bei denen Zwischenprodukte von Werkzeugteilen oder Trägerteilen entfernt oder in sie eingesetzt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Bürsten mittels einer Vorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Vorsehen entweder wenigstens eines vorgefertigten Basisteils, an dem Borstenbüschel befestigt sind und das einen Abschnitt der fertigen Bürste bildet, wobei am Basisteil rückseitig eine separate Stützschicht aufgebracht ist, oder wenigstens eines vorgefertigten Basisteils, das durch Umspritzen von mehreren Borstenbüscheln mit zuvor miteinander verschmolzenen Borstenenden gebildet ist, b) Zuführen und Positionieren des beborsteten Basisteils zu bzw. in einem Spritzgusswerkzeug, wobei jedes Basisteil in einer Kavität einer Formhälfte des Spritzgusswerkzeugs mit seinem Rand am Rand einer von der zugeordneten Kavität ausgehenden Öffnung aufliegt und die Borstenbüschel in die Öffnung ragen, und c) rückseitiges Anspritzen eines Bürstenabschnitts an das Basisteil.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Basisteile einem Lager für beborstete Basisteile entnommen und dem Spritzgusswerkzeug zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisteile im Bereich der Öffnung beim Spritzen abstützfrei bleiben.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass punktuelle oder linienförmige Abstützfortsätze in der Öffnung zwischen Borsten gegen das Basisteil drücken, um es beim Spritzgießen zu stützen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Aufnahmelöcher des vorgefertigten Basisteils in einer
Beborstungsmaschine Borstenbüschel gesteckt werden und dass die Borstenbüschel anschließend rückseitig am Basisteil ankerlos befestigt werden, insbesondere durch Schmelzen der Borsten, Kleben oder Umspritzen, wobei die Basisteile auf Lochplatten der Beborstungsmaschine sitzend beborstet werden, wobei die Lochplatten ein dem Lochbild der Basisteile entsprechendes Lochbild haben.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beborsten und rückseitigen Befestigen der Borstenbüschel am Basisteil die Stützschicht flächig aufgebracht wird, insbesondere durch Spritzgießen, wobei vorzugsweise maximal ein Randabschnitt des Basisteils von der Stützschicht unbedeckt bleibt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Stützschicht außerhalb der Beborstüngsmaschine und nach öder vor dem Entfernen der beborsteten Basisteile aus den Lochplatten erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einführwerkzeug vorgesehen ist, welches die Borsten vor oder beim Einsetzen des Basisteils in das Spritzgusswerkzeug zusammendrückt, um sie in die Öffnung der Formhälfte einzuführen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenbüschel in eine Lochplatte mit dem Lochbild der herzustellenden Bürste eingesetzt und die Borsten der Büschel rückseitig verschmolzen und anschließend, noch in der Lochplatte sitzend, unter Bildung des Basisteils umspritzt werden, wobei das beborstete Basisteil vor Spritzen der Bürstenkörpers an das Basisteil aus der Lochplatte entfernt wird.
10. Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten, insbesondere mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Spritzgusswerkzeug mit einer Formhälfte mit wenigstens einer Kavität zur Aufnahme eines beborsteten Basisteils, wobei die Kavität eine Öffnung zur Aufnahme mehrerer, vorzugsweise aller Borstenbüschel, hat und einen die Öffnung umgebenden Abstützrand zur Auflage und Abstützung des Basisteils.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kavitäten in der Formhälfte vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Formhälfte mit der wenigstens einen Kavität mehrteilig ausgebildet ist und ein erstes und ein zweites Formteil aufweist, die beide ineinander übergehende Abschnitte der wenigstens einen Kavität aufweisen, und wobei das erste Formteil vom zweiten trennbar und als Transportteil für das wenigstens eine Basisteil, ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Beborstungsmaschine, in der Lochplatten und Basisteile miteinander gekoppelt werden, wobei vor dem Spritzgusswerkzeug eine Trennstation vorgesehen ist, in der die beborsteten Basisteile von ihren zugeordneten Lochplatten getrennt werden.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch ein BeschichtungswerkzeugT das zwischen der Beborstungsmaschine und dem Spritzgusswerkzeug positioniert ist und das rückseitig eine Stützschicht auf das beborstete Basisteil aufbringt.
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