WO2020089278A1 - Carrier body for a bristle insert, brush and method for producing a brush - Google Patents

Carrier body for a bristle insert, brush and method for producing a brush Download PDF

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WO2020089278A1
WO2020089278A1 PCT/EP2019/079610 EP2019079610W WO2020089278A1 WO 2020089278 A1 WO2020089278 A1 WO 2020089278A1 EP 2019079610 W EP2019079610 W EP 2019079610W WO 2020089278 A1 WO2020089278 A1 WO 2020089278A1
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WO
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carrier body
section
anchoring section
guide opening
embedding surface
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PCT/EP2019/079610
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Bart Gerard Boucherie
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Gb Boucherie Nv
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    • A46B2200/1066—Toothbrush for cleaning the teeth or dentures
    • A46B2200/108—Inter-dental toothbrush, i.e. for cleaning interdental spaces specifically

Definitions

  • the invention relates to a carrier body for a bristle insert, a brush which has such a carrier body and a bristle insert, and a method for producing such a brush.
  • the brush is a filigree brush such as a cosmetic brush, mascara brush or interdental brush, which has in common that they have a bristle insert, the load-bearing structure of which consists of a wire that is bent through 180 ° in the middle and whose two sections are twisted together, wherein a plurality of bristles are clamped between the two twisted sections along part of the wire.
  • the part of the wire provided with the bristles forms a bristle section, and a part not provided with bristles forms an anchoring section which is fastened on or in the carrier body.
  • the disadvantage of this method is a very low cycle rate, since it is necessary for the carrier body with the bristle inserts embedded therein to remain in the injection mold for a certain time until the injected injection molding material has solidified sufficiently. Even when using a multiple injection mold that has a plurality of cavities, the clock rate is lower than the clock rate at which bristle inserts can be made. It is therefore necessary to temporarily store the bristle inserts produced before they can be connected to the carrier body. Alternatively, the tool that produces the bristle insert is operated at a lower speed than is theoretically possible.
  • the anchoring section is heated and pressed into the material of the carrier body in order to be anchored there after it and the material which it has heated have cooled again.
  • the disadvantage of this Method also has a very limited clock rate, as it takes some time to warm up the anchoring section and then let it cool down again.
  • Another method is to provide a receptacle bushing for the anchoring section in the carrier body, to heat the material of the receptacle bushing to a softening temperature and then to compress the bushing from two sides after the anchoring section has been inserted into the receptacle bushing.
  • This method high clock rates can be achieved.
  • the object of the invention is to provide a brush of the type cosmetic brush, mascara brush, interdental brush or the like, which can be produced at a high cycle rate and in which the bristle insert is reliably anchored to the carrier body.
  • the object of the invention is also to create a method for producing such a brush.
  • a support body for a bristle insert is provided according to the invention, the bristle insert being formed from two wire sections twisted together, the support body having a guide opening whose cross section is larger than the cross section of the twisted wire of the bristle insert to be attached to the support body, and an embedding surface , which is accessible in a direction lateral to the longitudinal direction of the guide opening, in particular perpendicular to the guide opening.
  • a brush with such a T carrier body and a bristle insert which fastens in the T carrier body wherein the bristle insert has two wire sections twisted together, which clamp a plurality of bristles between them in a bristle section and form an anchoring section in a section free of bristles, which is received in the carrier body and fastened there, characterized in that the anchoring section has a bending section has, in which it extends in at least one direction deviating from the longitudinal direction, and that the anchoring section is embedded in the material of the carrier body such that more than 50% of the cross section of the anchoring section is below the level of the embedding surface.
  • the anchoring section of the bristle insert is inserted through the guide opening of the carrier body until it lies opposite the embedding surface.
  • a sonotrode is then activated and pressed onto the anchoring section, so that the material of the carrier body is melted locally and the anchoring section is pressed into the carrier body by the sonotrode, the anchoring section being plastically deformed by the sonotrode to form the bending section.
  • the invention is based on the basic concept of melting the anchoring section into the carrier body by means of so-called ultrasound embedding and plastically deforming the anchoring section in such a way that it no longer has a straight course.
  • “Melting” means that the material of the carrier body in the region of the Contact with the anchoring area of the bristle insert locally softens and / or melts (due to the vibrational energy coupled in by the sonotrode) and the anchoring section is pressed so deep into the material of the carrier body that its widest dimension in cross-section (assuming an idealized circular cross-section) the "equator" of the cross-section) is below the level of the embedding area and the cross-section is preferably completely below the level of the embedding area.
  • An embedding area is characterized by the fact that it is present on the carrier body before the bristle insert is attached (that is, it is not first molded in subsequently injected material), and that it is plastically deformed by the anchoring area so that it is molded into the material of the Carrier body is embedded (and is not only slightly deformed locally as a result of mechanical pressure exerted by the anchoring area on a surface of the carrier body).
  • an anti-twist protection is formed, which ensures that the wire can no longer be “unscrewed” from the carrier body.
  • the remaining, undeformed part of the anchoring section then forms a pull-out protection. Since a large part of the cross section or even the entire cross section of the anchoring section is embedded in the support body, overall high holding forces result.
  • the embedding surface can be flat, and the bending section of the anchoring section can be designed as a concave “dent” which is pressed into the material of the carrier body by the sonotrode.
  • the sonotrode preferably has a projection which locally deforms the anchoring section into a bending section which is embedded in the material of the carrier body.
  • the embedding surface has a concave depression.
  • the anchoring section is deformed into this recess by the sonotrode when it is pressed onto the anchoring section.
  • the embedding surface has at least one section that extends obliquely to the longitudinal direction of the guide opening, in particular in such a way that the embedding surface is offset from the guide opening.
  • the bending section of the anchoring section is produced in this embodiment in that the anchoring section as a whole is displaced by more than the embedment depth relative to the plane in which it is guided by the guide opening.
  • the anchoring section is preferably displaced relative to the position which is predetermined by the guide opening by a path which is more than 200% of the diameter of the anchoring section.
  • the embedding surface is the bottom of a narrow slot.
  • the side walls of the slot guide the anchoring section, so that the sonotrode can be reliably pressed through the slot onto the anchoring section, even if the sonotrode has a very small width.
  • the slot can extend in the same direction as the guide opening. This makes it easier to insert the anchoring section into the slot and onto the embedding surface.
  • the slot is curved.
  • the anchoring section is deformed in relation to its straight starting shape before it is pressed into the embedding area by the sonotrode. Due to the curved course of the anchoring section, it is no longer necessary to deform it locally in order to obtain the desired protection against unscrewing.
  • the slot preferably has a width of less than 2 mm, particularly preferably less than 1 mm. With this small width, it is not absolutely necessary to close the slot afterwards, since the narrow slot does not impair the usability of the brush.
  • the embedding surface is the bottom of a shaft. This enables a wider sonotrode to be used to press the anchoring section into the embedding area. If necessary, a closure part must then be attached in order to seal the carrier body from the outside.
  • the embedding area is arranged below a plurality of access openings which are separate from one another.
  • the embedding area is not or almost not visible from the outside; the access openings can be made so small that they are perceived as part of the design.
  • Polypropylene is particularly suitable as the material for the carrier body, since it can be injection molded very well and enables it to be melted by the energy introduced by the sonotrode.
  • the guide opening preferably has a circular cross section, so that the anchoring section of the bristle insert can be guided reliably.
  • the guide opening could also be designed as a slot, which laterally guides the anchoring section in such a way that it comes to lie at the desired location on the embedding surface.
  • a closed guide opening there is the advantage that the guide section keeps all loads away from the anchoring section which attempt to pull the anchoring section “upward” from the embedding surface.
  • the guide opening is designed as a slot, precautions are preferably taken to prevent peeling forces from acting on the anchoring section 14.
  • the slot should either extend in a direction that prevents the anchoring section from being pulled out of the embedding area (for example parallel to the embedding area), or the slot is subsequently closed with a cover or the like, so that there is a closed guide opening .
  • the cross section of the guide opening is preferably at the cross section of the Anchoring section adapted; the guide opening has a slightly larger cross section.
  • the cross-sectional area is preferably less than 2 mm 2 and in particular less than 1 mm 2 .
  • Figure 1 a in a plan view of a carrier body according to a first embodiment with a bristle insert to be attached;
  • Figure 1 b in a plan view of a carrier body according to a second embodiment with a bristle insert to be attached;
  • Figure 2a shows the carrier body and the bristle insert of Figure 1a in a perspective sectional view
  • Figure 2b shows the carrier body and the bristle insert of Figure 1b in a perspective view
  • Figure 3 is a sectional view of a carrier body according to a third embodiment with bristle insert to be attached
  • Figures 4a to 4e schematically different steps of attaching a bristle insert to a support body and an enlarged section through the support body with anchoring portion embedded therein
  • Figures 5a to 5c different steps of attaching a bristle insert to a carrier body, which is similar to the carrier body of Figure 3
  • FIGS. 6a and 6b schematically show the attachment of a bristle insert to a carrier body according to an alternative embodiment
  • FIG. 7a and 7b show schematically the attachment of a bristle insert to a carrier body according to a further embodiment;
  • Figures 8a and 8b two steps of attaching a closure member to the carrier body of Figure 5;
  • Figures 9a and 9b two steps of attaching a closure member to the carrier body of Figure 7;
  • Figure 11 schematically shows the attachment of a bristle insert with a sonotrode according to a further embodiment
  • FIG. 12 schematically shows the attachment of a bristle insert with a sonotrode in accordance with yet another embodiment.
  • Figure 13 is a sectional view of a carrier body according to another embodiment
  • FIG. 14 shows a side view of a bristle insert in a state as anchored in the carrier body of FIG. 13;
  • FIG. 15 shows a sonotrode as used for fastening the bristle insert of FIG. 14 in the carrier body of FIG. 13;
  • FIGS. 16a to 16d show, in a side view, two schematic views and a sectional view, different steps for fastening a bristle insert in a carrier body similar to the embodiment in FIG. 13;
  • FIGS. 17a to 17d different variants of a brush according to a further embodiment, the carrier body being based on the embodiment according to FIG. 13.
  • FIGS. 1a and 2a show a bristle insert 10 and a carrier body 20 which, when they are joined together, form a brush. It is a cosmetic brush, a mascara brush or an interdental brush.
  • the bristle insert 10 consists of a piece of wire which is bent in the middle, so that two sections of equal length are obtained. These are twisted together. A large number of bristles are introduced in one area between the two wire sections twisted together, so that the bristles are clamped between the wire sections. The bristles form a bristle section 12. Outside the bristle section 12, the twisted wire sections are free of bristles.
  • the end of the twisted wire opposite the bristle section 12 forms an anchoring section 14 which is intended to be firmly connected to the carrier body 20.
  • the carrier body 20 is made of plastic and has a grip section 22 and a guide section 24.
  • a slot 26 is provided in the grip section 22, which, viewed in a plan view, extends several times in a curved manner, that is to say in an undulating manner.
  • the slot 26 merges into a guide opening 28 which extends through the guide section 24.
  • the slot 26 extends from an outside of the handle section into the interior of the carrier body 20.
  • the bottom surface of the slot 26 forms an embedding surface 30. Because of the slot 26, the embedding surface 30 is accessible laterally (with respect to the longitudinal direction of the guide opening 28), in particular in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the guide opening 28.
  • the embedding surface 30 lies at the same level as the guide opening 28 (more precisely, that part of the wall of the guide opening 28 which faces away from the side of the carrier body 20 on which the slot 26 opens out).
  • the guide opening 28 therefore merges directly and evenly into the embedding surface 30.
  • the anchoring section 14 of the bristle insert 10 When the anchoring section 14 of the bristle insert 10 is pushed into the guide opening 28, it arrives in the slot 26. When it is pushed in further, it slides along the embedding surface 30, the anchoring section taking on the undulating shape of the slot 26.
  • FIGS. 1b and 2b A second embodiment of the carrier element 20 is shown in FIGS. 1b and 2b.
  • the same reference numerals are used for the components known from the previous embodiment, and reference is made to the above explanations in this regard.
  • the difference from the first embodiment is that the slot 26 is not curved, but straight and in the extension of the guide opening 28.
  • FIG. 3 A further embodiment is shown in FIG. 3.
  • the same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
  • a recess 32 is provided between the embedding surface 30 and the guide opening 28.
  • the depth of the depression 32 is more than 100% of the diameter of the anchoring section 14 of the bristle insert 10.
  • the width of the depression 32 (measured perpendicular to the direction of insertion and perpendicular to the depth direction) corresponds to the width of the slot 26 adjoining the depression and the width of the embedding area 30th
  • a chamfer 34 is provided at the transition to the embedding surface 30.
  • the bristle insert 10 is inserted with its anchoring section into the carrier body (FIG. 4a), more precisely through the guide opening 28 into the slot, so that the anchoring section 14 lies on the embedding surface 30 (FIGS. 4b and 4c).
  • the shape and dimensions of the sonotrode 60 correspond to the shape and dimensions of the slot 26 (or the dimensions are slightly smaller), so that the sonotrode is guided onto the anchoring section 14 of the bristle insert 10.
  • the sonotrode 60 is activated in such a way that it transmits ultrasonic vibrations to the anchoring section 14. Due to the friction with the material of the carrier body 20, these lead to the material being heated and softened (and at least partially also melted). Due to the mechanical pressure that the sonotrode 60 exerts on the anchoring section 14, this is pressed into the flowable material of the carrier body 20.
  • the bristle insert 10 is inserted into the carrier body 20 in the same way as described with reference to FIGS. 4a to 4c.
  • the foremost region of the anchoring section is cantilevered above the recess 32.
  • the sonotrode 60 used here is provided with a deformation projection 62 which, when the sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, presses it locally into the depression 32. As a result, a concave bending section 16 is formed on the anchoring section 14.
  • the bending section 16 is melted / pressed into the material of the carrier body 20 by the sonotrode in the same way as the remaining (straight) part of the anchoring section 14.
  • the bending section 16 improves the anchoring force that the material of the carrier body 20 exerts on the anchoring section 14. In particular, the bending section 16 prevents the anchoring section 14 from being unscrewed from the material of the carrier body 20. If the slot 26 is very narrow, it need not be closed. Since it is much deeper than it is wide, the anchoring section 14 at the bottom of the slot cannot be seen or can hardly be seen.
  • the deforming and embedding / melting steps are carried out in succession by two different tools. This is particularly useful when the wire is so thick that it is preferable to use a tool designed for this purpose, which is somewhat more solid than the one that may be used. rather filigree sonotrode.
  • the anchoring section is pushed onto the embedding surface, then deformed by means of a stamp and then melted into the embedding surface by means of the sonotrode.
  • FIGS. 6a and 6b An alternative embodiment of the carrier body 20 and the connection of a bristle insert 10 to this carrier body 20 are described with reference to FIGS. 6a and 6b.
  • the same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
  • the embedding surface 30 merges flatly into the guide opening 28 without a depression or the like.
  • the sonotrode 60 is provided with a deformation projection 62. There, when the activated sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, the anchoring section 14 is deformed such that it penetrates deeply into the material of the carrier body 20 and thereby takes on the negative of the contour of the deformation projection 62.
  • the deformation projection 62 is shown here in the vicinity of the guide opening 28. However, it is also possible to mount the deformation projection 62 at a greater distance from the guide opening 28. However, it is advantageous to mount the bending section as close as possible to the guide opening and thus as close as possible to the section of the bristle insert 10 at which any torque is introduced. This ensures that the torque is intercepted by the bending section and the "behind" part of the Anchorage section is not subjected to the torque, but is available for the transmission of tensile forces.
  • FIGS. 7a and 7b A further embodiment of the carrier body 20 and a resultant, slightly different type of fastening of the connecting section on the carrier body are explained with reference to FIGS. 7a and 7b.
  • the same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
  • the embedding surface 30 is at a level which is below the level of the guide opening 28.
  • the anchoring section 14 is pushed through the guide opening 28, it is initially exposed above the embedding surface 30.
  • the sonotrode 60 When the sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, it first presses it down onto the embedding surface.
  • the wire is bent at the transition to the area of the bristle insert 10, which is located in the guide opening 28, so that a bending section 17 is formed there.
  • the bending section 17 In contrast to the previous embodiments, in which the bending section 16 is concave, the bending section 17 is only inclined in one direction, since it has to bridge the height offset between the guide opening 28 and the embedding surface.
  • the sonotrode is then activated, and the anchoring section 14 is pressed into the flowable material of the carrier body 20.
  • the deformation of the bending section 17 increases, since it now also has to additionally bridge the embedment depth.
  • the carrier body In the area in which the bending section 17 is produced, the carrier body then has a bevel. Alternatively, the bending section 17 itself forms under the action of the sonotrode 60.
  • a Closure part 40 are used (see FIGS. 8a and 8b), which is fixedly attached to the carrier body 20 by ultrasonic welding by means of a sonotrode 70 designed for ultrasonic welding. This corresponds to the embodiment in FIG. 5.
  • a closure part 40 can also be welded in. This is shown in Figures 9a and 9b.
  • FIGS. 10a to 10d An alternative embodiment of the carrier body 20 is shown in FIGS. 10a to 10d.
  • the same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
  • the closure part is designed plate-shaped.
  • FIG. 6 Another embodiment of the sonotrode 60 is shown in FIG. The difference from the sonotrode, as is known from FIG. 6, is that a deformation projection 63 is used which is not V-shaped or pointed, but has a rounded contour.
  • FIG. 1 1 A further embodiment variant of the sonotrode 60 is shown in FIG. The difference from FIG. 1 1 is that three pointed deformation projections 62 are provided here, so that three bending sections are formed which are deeply embedded in the material of the carrier body 20.
  • FIGS. 13 and 14 show a carrier body 20 and a bristle insert 10 according to a further embodiment.
  • the same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
  • the difference between the embodiment of the carrier body 20 from FIG. 13 and the carrier bodies from the other embodiments consists in that in the embodiment of FIG. 13 access to the embedding surface 30 is not via a single slot, but rather via a plurality of separate, that is to say separate access openings 27. These extend similarly to ventilation shafts in a mine, which lead to a tunnel; the embedding surface 30 is arranged at the bottom of the gallery to be ventilated.
  • the contour of the anchoring section 14 of the bristle insert 10 which is pressed into the embedding surface 30 and fastened there can be seen in FIG. 14.
  • the anchoring section 14 Corresponding to the two depressions 32 of the anchoring surface, the anchoring section 14 has two “dents”. In the initial state, that is to say before the anchoring section 14 is inserted into and connected to the carrier body, the anchoring section extends in a straight line.
  • FIG. 60 An example of a sonotrode 60, with which the anchoring section 14 is deformed in a carrier body 10 with a plurality of access openings 27 and connected to the embedding surface 30, can be seen in FIG.
  • the sonotrode 60 has a plurality of pins 61, which each extend through one of the access openings into the carrier body 20 and press there on the anchoring section 14.
  • the pins 61 are designed with suitable lengths, that is, longer where a recess 32 is provided.
  • 16a to 16d show how a bristle insert 10 is connected to a carrier body 20 which has a plurality of separate access openings 27.
  • the bristle insert 10 is inserted into the guide opening 28 with a straight anchoring section 14, so that the anchoring section 14 lies on the embedding surface 30 (FIGS. 16a and 16b).
  • the anchoring section 14 is heated by means of a sonotrode 60, as shown in FIG. 15, and pressed against the material of the carrier body 20, the anchoring section being plastically deformed in accordance with the presence of a recess 32 (see FIGS. 16c and 16d).
  • a bending section 17 is formed which bridges the height offset between the guide opening 28 and the embedding surface 30.
  • the access openings 27 have a very small cross section, it is not necessary to close them with a separate closure part.
  • FIGS. 17a to 17d show different variants of a brush in which, in addition to a plurality of access openings 27, there are a large number of small cutouts 80.
  • the recesses serve to increase grip.
  • Each of the recesses 80 has a cross section that corresponds to the cross section of the access openings 27. Therefore, the access openings 27 differ from the recesses 80 only because of their depth; the anchoring section 14 is visible at the bottom of the recesses.
  • the cross section of the access openings is quite small, it is not necessary to close the access openings; they can hardly be identified as such in the set of recesses 80.

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Abstract

The invention relates to a carrier body (20) for a bristle insert (10), which is formed from two wire portions twisted together, the carrier body (20) comprising a guide opening (28), the cross-section of which is larger than the cross-section of the twisted wire of the bristle insert (10) to be attached to the carrier body (20), and an embedding surface (30), which is accessible in a direction lateral to the longitudinal direction of the guide opening (28), in particular perpendicularly to the longitudinal direction of the guide opening. The invention further relates to a brush, comprising a carrier body (20) of this type and comprising a bristle insert (10), which is fastened in the carrier body (20), the bristle insert (10) comprising two wire portions twisted together, which clamp a plurality of bristles between said wire portions in a bristle section (12) and form an anchoring section (14) in a section free of bristles, which anchoring section is received in the carrier body (20) and fastened there, characterized in that the anchoring section (14) comprises a bending section (16; 17), in which the anchoring section runs in at least one direction deviating from the longitudinal direction, and that the anchoring section (14) is embedded in the material of the carrier body (20) in such a way that more than 50% of the cross-section of the anchoring section (14) is below the level of the embedding surface (30). Finally, the invention relates to a method for producing a brush of this type.

Description

Trägerkörper für einen Borsteneinsatz, Bürste und Verfahren zur  Carrier body for a bristle insert, brush and method for
Herstellung einer Bürste  Making a brush
Die Erfindung betrifft einen Trägerkörper für einen Borsteneinsatz, eine Bürste, die einen solchen Trägerkörper und einen Borsteneinsatz aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bürste. The invention relates to a carrier body for a bristle insert, a brush which has such a carrier body and a bristle insert, and a method for producing such a brush.
Bei der Bürste handelt es sich um filigrane Bürstchen wie Kosmetikbürstchen, Mascarabürstchen oder Interdentalbürstchen, deren Gemeinsamkeit darin besteht, dass sie einen Borsteneinsatz aufweisen, dessen tragende Struktur aus einem Draht besteht, der mittig um 180° umgebogen ist und dessen zwei Abschnitte miteinander verdrillt sind, wobei entlang eines Teils des Drahtes eine Vielzahl von Borsten zwischen den beiden miteinander verdrillten Abschnitten eingeklemmt sind. Der mit den Borsten versehene Teil des Drahtes bildet einen Borstenabschnitt, und ein nicht mit Borsten versehener Teil bildet einen Verankerungsabschnitt, der am oder im Trägerkörper befestigt ist. Zum Befestigung des Verankerungsabschnittes am Trägerkörper gibt es verschiedene Techniken. Es ist bekannt, dass der Verankerungsabschnitt in den Trägerkörper eingespritzt wird. Der Nachteil dieser Methode liegt in einer sehr niedrigen Taktrate, da es nötig ist, dass die Trägerkörper mit den darin eingebetteten Borsteneinsätzen eine gewisse Zeit in der Spritzgussform verbleiben, bis das eingespritzte Spritzgussmaterial ausreichend weit erstarrt ist. Selbst wenn ein Mehrfach-Spritzgusswerkzeug verwendet wird, das eine Vielzahl von Kavitäten aufweist, ist die Taktrate niedriger als die Taktrate, mit der Borsteneinsätze hergestellt werden können. Es ist daher nötig, die hergestellten Borsteneinsätze zwischenzulagern, bevor sie mit dem Trägerkörper verbunden werden können. Alternativ wird das Werkzeug, das den Borsteneinsatz herstellt, mit einer niedrigeren Geschwindigkeit betrieben als theoretisch möglich. The brush is a filigree brush such as a cosmetic brush, mascara brush or interdental brush, which has in common that they have a bristle insert, the load-bearing structure of which consists of a wire that is bent through 180 ° in the middle and whose two sections are twisted together, wherein a plurality of bristles are clamped between the two twisted sections along part of the wire. The part of the wire provided with the bristles forms a bristle section, and a part not provided with bristles forms an anchoring section which is fastened on or in the carrier body. There are various techniques for fastening the anchoring section to the support body. It is known that the anchoring section is injected into the carrier body. The disadvantage of this method is a very low cycle rate, since it is necessary for the carrier body with the bristle inserts embedded therein to remain in the injection mold for a certain time until the injected injection molding material has solidified sufficiently. Even when using a multiple injection mold that has a plurality of cavities, the clock rate is lower than the clock rate at which bristle inserts can be made. It is therefore necessary to temporarily store the bristle inserts produced before they can be connected to the carrier body. Alternatively, the tool that produces the bristle insert is operated at a lower speed than is theoretically possible.
Es ist auch bekannt, dass der Verankerungsabschnitt erwärmt und in das Material des Trägerkörpers eingepresst wird, um dort verankert zu sein, nachdem er und das von ihm erwärmte Material wieder abgekühlt sind. Der Nachteil dieser Methode besteht ebenfalls in einer sehr begrenzten Taktrate, da einige Zeit erforderlich ist, um den Verankerungsabschnitte aufzuwärmen und dann wieder abkühlen zu lassen. It is also known that the anchoring section is heated and pressed into the material of the carrier body in order to be anchored there after it and the material which it has heated have cooled again. The disadvantage of this Method also has a very limited clock rate, as it takes some time to warm up the anchoring section and then let it cool down again.
Eine weitere Methode besteht darin, im Trägerkörper eine Aufnahmebuchse für den Verankerungsabschnitt vorzusehen, das Material der Aufnahmebuchse bis auf eine Erweichungstemperatur zu erwärmen und dann die Buchse von zwei Seiten zusammenzupressen, nachdem der Verankerungsabschnitt in die Aufnahmebuchse eingesetzt ist. Mit dieser Methode lassen sich hohe Taktraten erreichen. Another method is to provide a receptacle bushing for the anchoring section in the carrier body, to heat the material of the receptacle bushing to a softening temperature and then to compress the bushing from two sides after the anchoring section has been inserted into the receptacle bushing. With this method, high clock rates can be achieved.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sowohl bei der Verwendung einer Aufnahmebuchse als auch bei den beiden anderen Methoden das Risiko besteht, dass der Borsteneinsatz aus dem Trägerkörper“herausgeschraubt” werden kann. Dies liegt daran, dass das Material des Trägerkörpers keine gut haftende Verbindung mit dem Draht des Verankerungsabschnittes eingeht, so dass der Verankerungsabschnitt, der aufgrund des verdrillten Drahtes die Außenkontur einer zweigängigen Schnecke hat, insgesamt relativ zum Trägerkörper gedreht werden kann, wenn die wirkende Haftkraft zwischen dem Draht und dem Material des Trägerkörpers einmal überwunden ist. However, it has been found that both when using a receiving bushing and with the two other methods there is a risk that the bristle insert can be “unscrewed” from the carrier body. This is because the material of the carrier body does not form a good adhesive connection with the wire of the anchoring section, so that the anchoring section, which, because of the twisted wire, has the outer contour of a two-start screw, can be rotated overall relative to the carrier body if the effective adhesive force between the wire and the material of the carrier body is overcome once.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bürste des Typs Kosmetikbürstchen, Mascarabürste, Interdentalbürste oder ähnlich zu schaffen, die mit einer hohen Taktrate hergestellt werden kann und bei der der Borsteneinsatz zuverlässig am Trägerkörper verankert ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bürste zu schaffen. The object of the invention is to provide a brush of the type cosmetic brush, mascara brush, interdental brush or the like, which can be produced at a high cycle rate and in which the bristle insert is reliably anchored to the carrier body. The object of the invention is also to create a method for producing such a brush.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Trägerkörper für einen Borsteneinsatz geschaffen, wobei der Borsteneinsatz aus zwei miteinander verdrillten Drahtabschnitten gebildet ist, wobei der Trägerkörper eine Führungsöffnung aufweist, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt des verdrillten Drahtes des am Trägerkörper anzubringenden Borsteneinsatzes, und eine Einbettungsfläche, die in einer zur Längsrichtung der Führungsöffnung seitlichen Richtung zugänglich ist, insbesondere senkrecht zur Führungsöffnung. Zur Lösung dieser Aufgabe ist weiterhin eine Bürste mit einem solchen T rägerkörper und einem Borsteneinsatz vorgesehen, der im T rägerkörper befestigt ist, wobei der Borsteneinsatz zwei miteinander verdrillte Drahtabschnitte aufweist, die zwischen sich in einem Borstenabschnitt eine Vielzahl von Borsten einklemmen und in einem von Borsten freien Abschnitt einen Verankerungsabschnitt bilden, der im Trägerkörper aufgenommen und dort befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt einen Biegeabschnitt aufweist, in dem er sich in mindestens einer von der Längsrichtung abweichenden Richtung erstreckt, und dass der Verankerungsabschnitt im Material des Trägerkörpers so eingebettet ist, dass sich mehr als 50% des Querschnitts des Verankerungsabschnittes unterhalb des Niveaus der Einbettungsfläche befinden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist schließlich ein Verfahren vorgesehen, bei dem zuerst ein solcher Trägerkörper bereitgestellt wird. Dann wird durch die Führungsöffnung des Trägerkörpers der Verankerungsabschnitt des Borsteneinsatzes gesteckt, bis er gegenüber der Einbettungsfläche liegt. Anschließend wird eine Sonotrode aktiviert und auf den Verankerungsabschnitt gedrückt, so dass das Material des Trägerkörpers lokal aufgeschmolzen und der Verankerungsabschnitt von der Sonotrode in den Trägerkörper eingedrückt wird, wobei der Verankerungsabschnitt von der Sonotrode plastisch verformt wird, um den Biegeabschnitt zu bilden. To achieve this object, a support body for a bristle insert is provided according to the invention, the bristle insert being formed from two wire sections twisted together, the support body having a guide opening whose cross section is larger than the cross section of the twisted wire of the bristle insert to be attached to the support body, and an embedding surface , which is accessible in a direction lateral to the longitudinal direction of the guide opening, in particular perpendicular to the guide opening. To solve this problem, a brush with such a T carrier body and a bristle insert is provided which fastens in the T carrier body wherein the bristle insert has two wire sections twisted together, which clamp a plurality of bristles between them in a bristle section and form an anchoring section in a section free of bristles, which is received in the carrier body and fastened there, characterized in that the anchoring section has a bending section has, in which it extends in at least one direction deviating from the longitudinal direction, and that the anchoring section is embedded in the material of the carrier body such that more than 50% of the cross section of the anchoring section is below the level of the embedding surface. Finally, to achieve this object, a method is provided in which such a carrier body is first provided. Then the anchoring section of the bristle insert is inserted through the guide opening of the carrier body until it lies opposite the embedding surface. A sonotrode is then activated and pressed onto the anchoring section, so that the material of the carrier body is melted locally and the anchoring section is pressed into the carrier body by the sonotrode, the anchoring section being plastically deformed by the sonotrode to form the bending section.
Die Erfindung beruht auf dem Grundkonzept, den Verankerungsabschnitt durch sogenanntes Ultraschalleinbetten in den Trägerkörper einzuschmelzen und dabei den Verankerungsabschnitt plastisch so zu verformen, dass er nicht mehr einen durchgehend geraden Verlauf hat.„Einschmelzen“ bedeutet dabei, dass das Material des T rägerkörpers im Bereich des Kontakts mit dem Verankerungsbereich des Borsteneinsatzes lokal erweicht und/oder schmilzt (aufgrund der von der Sonotrode eingekoppelten Schwingungsenergie) und der Verankerungsabschnitt so tief ins Material des Trägerkörpers eingedrückt wird, dass seine im Querschnitt betrachtet breiteste Abmessung (unter der Annahme eines idealisiert betrachtet kreisförmigen Querschnittes also der„Äquator“ des Querschnittes) unterhalb des Niveaus der Einbettungsfläche liegt und der Querschnitt vorzugsweise vollständig unterhalb des Niveaus der Einbettungsfläche liegt. The invention is based on the basic concept of melting the anchoring section into the carrier body by means of so-called ultrasound embedding and plastically deforming the anchoring section in such a way that it no longer has a straight course. “Melting” means that the material of the carrier body in the region of the Contact with the anchoring area of the bristle insert locally softens and / or melts (due to the vibrational energy coupled in by the sonotrode) and the anchoring section is pressed so deep into the material of the carrier body that its widest dimension in cross-section (assuming an idealized circular cross-section) the "equator" of the cross-section) is below the level of the embedding area and the cross-section is preferably completely below the level of the embedding area.
Eine Einbettungsfläche zeichnet sich also dadurch aus, dass sie am Trägerkörper vorhanden ist, bevor der Borsteneinsatz angebracht wird (also nicht erst in nachträglich eingespritztem Material abgeformt wird), und dass sie durch den Verankerungsbereich plastisch verformt wird, so dass dieser ins Material des Trägerkörpers eingebettet ist (und nicht nur lokal geringfügig deformiert wird als Folge von mechanischem Druck, der vom Verankerungsbereich auf eine Fläche des Trägerkörpers ausgeübt wird). An embedding area is characterized by the fact that it is present on the carrier body before the bristle insert is attached (that is, it is not first molded in subsequently injected material), and that it is plastically deformed by the anchoring area so that it is molded into the material of the Carrier body is embedded (and is not only slightly deformed locally as a result of mechanical pressure exerted by the anchoring area on a surface of the carrier body).
Durch diese Art der Verbindung zwischen dem Verankerungsabschnitt und dem Trägerkörper ergeben sich verschiedene Vorteile. Zum einen lässt sich eine sehr hohe Taktrate erzielen, da mit der Sonotrode die zum lokalen Aufschmelzen des Materials des Trägerkörpers nötige Energie in sehr kurzer Zeit eingebracht werden kann, da der Verankerungsabschnitt selbst nicht erwärmt werden muss. Es ist daher nicht erforderlich, den Borsteneinsatz und den Trägerkörper zusammen einzuspannen oder zu halten, bis das Material des Trägerkörpers wieder erkaltet ist, da so wenig Energie eingebracht wird, dass das Material nach Abschalten der Sonotrode nahezu sofort wieder ausreichend abgekühlt ist; der Draht wirkt als Wärmesenke. Die Zeit zum Befestigen eines Verankerungsabschnittes am Trägerkörper liegt unterhalb von einer Sekunde und insbesondere im Bereich von Sekundenbruchteilen. Durch das Verformen des Verankerungsabschnittes ist ein Ausdrehschutz gebildet, der gewährleistet, dass der Draht nicht mehr aus dem Trägerkörper„herausgeschraubt“ werden kann. Der verbleibende, unverformte Teil des Verankerungsabschnittes bildet dann einen Ausziehschutz. Da ein Großteil des Querschnittes oder gar der gesamte Querschnitt des Verankerungsabschnittes im Trägerkörper eingebettet ist, ergeben sich insgesamt hohe Haltekräfte. This type of connection between the anchoring section and the carrier body results in various advantages. On the one hand, a very high cycle rate can be achieved since the energy required for locally melting the material of the carrier body can be introduced in a very short time with the sonotrode, since the anchoring section itself does not have to be heated. It is therefore not necessary to clamp or hold the bristle insert and the carrier body together until the material of the carrier body has cooled again, since so little energy is introduced that the material has cooled down sufficiently almost immediately after the sonotrode has been switched off; the wire acts as a heat sink. The time for attaching an anchoring section to the carrier body is less than one second and in particular in the range of fractions of a second. By deforming the anchoring section, an anti-twist protection is formed, which ensures that the wire can no longer be “unscrewed” from the carrier body. The remaining, undeformed part of the anchoring section then forms a pull-out protection. Since a large part of the cross section or even the entire cross section of the anchoring section is embedded in the support body, overall high holding forces result.
Die Einbettungsfläche kann eben sein, und der Biegeabschnitt des Verankerungsabschnitts kann als konkave„Delle“ ausgeführt sein, die von der Sonotrode in das Material des Trägerkörpers eingedrückt ist. Zu diesem Zweck weist die Sonotrode vorzugsweise einen Vorsprung auf, der den Verankerungsabschnitt lokal in einen Biegeabschnitt verformt, der im Material des Trägerkörpers eingebettet ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Einbettungsfläche des Trägerkörpers ohne Hinterschnitt ausgeführt werden kann. The embedding surface can be flat, and the bending section of the anchoring section can be designed as a concave “dent” which is pressed into the material of the carrier body by the sonotrode. For this purpose, the sonotrode preferably has a projection which locally deforms the anchoring section into a bending section which is embedded in the material of the carrier body. The advantage of this embodiment is that the embedding surface of the carrier body can be designed without an undercut.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Einbettungsfläche eine konkave Vertiefung aufweist. In diese Vertiefung hinein wird der Verankerungsabschnitt von der Sonotrode verformt, wenn diese auf den Verankerungsabschnitt gedrückt wird. Der Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass kein Material des Trägerkörpers verdrängt werden muss, um den Biegeabschnitt aufzunehmen (abgesehen von der geringen Materialmenge, die beim Einbetten des Verankerungsabschnittes verdrängt werden muss). It can also be provided that the embedding surface has a concave depression. The anchoring section is deformed into this recess by the sonotrode when it is pressed onto the anchoring section. The advantage of this design is that there is no material of the carrier body must be displaced to accommodate the bending section (apart from the small amount of material that has to be displaced when embedding the anchoring section).
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Einbettungsfläche mindestens einen sich schräg zur Längsrichtung der Führungsöffnung erstreckenden Abschnitt aufweist, insbesondere derart, dass die Einbettungsfläche versetzt zur Führungsöffnung angeordnet ist. Der Biegeabschnitt des Verankerungsabschnittes wird bei dieser Ausführungsform dadurch erzeugt, dass der Verankerungsabschnitt insgesamt um mehr also die Einbettungstiefe gegenüber der Ebene verlagert wird, in der er von der Führungsöffnung geführt wird. Vorzugsweise wird der Verankerungsabschnitt gegenüber der Lage, die von der Führungsöffnung vorgegeben wird, um einen Weg verlagert, der mehr als 200% des Durchmessers des Verankerungsabschnittes beträgt. It can also be provided that the embedding surface has at least one section that extends obliquely to the longitudinal direction of the guide opening, in particular in such a way that the embedding surface is offset from the guide opening. The bending section of the anchoring section is produced in this embodiment in that the anchoring section as a whole is displaced by more than the embedment depth relative to the plane in which it is guided by the guide opening. The anchoring section is preferably displaced relative to the position which is predetermined by the guide opening by a path which is more than 200% of the diameter of the anchoring section.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einbettungsfläche der Boden eines schmalen Schlitzes ist. Die Seitenwände des Schlitzes führen den Verankerungsabschnitt, so dass die Sonotrode zuverlässig durch den Schlitz hindurch auf den Verankerungsabschnitt gedrückt werden kann, auch wenn die Sonotrode eine sehr geringe Breite aufweist. According to one embodiment of the invention, it is provided that the embedding surface is the bottom of a narrow slot. The side walls of the slot guide the anchoring section, so that the sonotrode can be reliably pressed through the slot onto the anchoring section, even if the sonotrode has a very small width.
Der Schlitz kann sich gerade in derselben Richtung erstrecken wie die Führungsöffnung. Dies erleichtert das Einschieben des Verankerungsabschnittes in den Schlitz und auf die Einbettungsfläche. The slot can extend in the same direction as the guide opening. This makes it easier to insert the anchoring section into the slot and onto the embedding surface.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Schlitz gekrümmt verläuft. Dabei wird der Verankerungsabschnitt gegenüber seiner geraden Ausgangsgestalt verformt, bevor er von der Sonotrode in die Einbettungsfläche gedrückt wird. Es ist aufgrund des gekrümmten Verlaufs des Verankerungsabschnittes nicht mehr erforderlich, ihn lokal zu verformen, um die gewünschte Sicherung gegen Herausschrauben zu erhalten. It can also be provided that the slot is curved. The anchoring section is deformed in relation to its straight starting shape before it is pressed into the embedding area by the sonotrode. Due to the curved course of the anchoring section, it is no longer necessary to deform it locally in order to obtain the desired protection against unscrewing.
Der Schlitz hat vorzugsweise eine Breite von weniger als 2 mm, besonders bevorzugt von weniger als 1 mm. Bei dieser geringen Breite ist es nicht zwingend erforderlich, den Schlitz nachträglich zu verschließen, da der schmale Schlitz die Gebrauchsfähigkeit der Bürste nicht beeinträchtigt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einbettungsfläche der Boden eines Schachts ist. Dies ermöglicht, eine breitere Sonotrode zu verwenden, um den Verankerungsabschnitt in die Einbettungsfläche einzudrücken. Gegebenenfalls muss dann ein Verschlussteil angebracht werden, um den Trägerkörper nach außen abzuschließen. The slot preferably has a width of less than 2 mm, particularly preferably less than 1 mm. With this small width, it is not absolutely necessary to close the slot afterwards, since the narrow slot does not impair the usability of the brush. According to an alternative embodiment it is provided that the embedding surface is the bottom of a shaft. This enables a wider sonotrode to be used to press the anchoring section into the embedding area. If necessary, a closure part must then be attached in order to seal the carrier body from the outside.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Einbettungsfläche unterhalb von mehreren voneinander getrennten Zugangsöffnungen angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung ist die Einbettungsfläche von außen nicht oder fast nicht sichtbar; die Zugangsöffnungen können so klein ausgeführt sein, dass sie als Teil des Designs wahrgenommen werden. According to a further alternative embodiment, the embedding area is arranged below a plurality of access openings which are separate from one another. In this embodiment, the embedding area is not or almost not visible from the outside; the access openings can be made so small that they are perceived as part of the design.
Als Material für den Trägerkörper ist besonders Polypropylen geeignet, da es sehr gut spritzgegossen werden kann und es ermöglicht, durch die von der Sonotrode eingebrachte Energie aufgeschmolzen zu werden. Polypropylene is particularly suitable as the material for the carrier body, since it can be injection molded very well and enables it to be melted by the energy introduced by the sonotrode.
Die Führungsöffnung weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, so dass der Verankerungsabschnitt des Borsteneinsatzes zuverlässig geführt werden kann. Grundsätzlich sind aber auch andere Querschnitte möglich. Die Führungsöffnung könnte auch als Schlitz ausgeführt sein, die den Verankerungsabschnitt seitlich derart führt, dass sie an der gewünschten Stelle auf der Einbettungsfläche zu liegen kommt. The guide opening preferably has a circular cross section, so that the anchoring section of the bristle insert can be guided reliably. In principle, however, other cross sections are also possible. The guide opening could also be designed as a slot, which laterally guides the anchoring section in such a way that it comes to lie at the desired location on the embedding surface.
Wenn eine geschlossene Führungsöffnung verwendet wird, ergibt sich der Vorteil, dass der Führungsabschnitt sämtliche Belastungen vom Verankerungs- abschnitt fernhält, die den Verankerungsabschnitt „nach oben“ aus der Einbettungsfläche herauszuziehen versuchen. Wird die Führungsöffnung als Schlitz ausgeführt, werden vorzugsweise Vorkehrungen getroffen, die verhindern, dass Schälkräfte auf den Verankerungsabschnitt 14 wirken. Der Schlitz sollte sich entweder in einer Richtung erstrecken, die verhindert, dass der Verankerungs- abschnitt aus der Einbettungsfläche herausgezogen wird (also beispielsweise parallel zur Einbettungsfläche), oder der Schlitz wird nachträglich mit einem Deckel oder ähnlichem verschlossen, so dass sich eine geschlossene Führungsöffnung ergibt. If a closed guide opening is used, there is the advantage that the guide section keeps all loads away from the anchoring section which attempt to pull the anchoring section “upward” from the embedding surface. If the guide opening is designed as a slot, precautions are preferably taken to prevent peeling forces from acting on the anchoring section 14. The slot should either extend in a direction that prevents the anchoring section from being pulled out of the embedding area (for example parallel to the embedding area), or the slot is subsequently closed with a cover or the like, so that there is a closed guide opening .
Um den Verankerungsabschnitt zuverlässig führen zu können, ist der Querschnitt der Führungsöffnung vorzugsweise an den Querschnitt des Verankerungsabschnittes angepasst; die Führungsöffnung hat einen geringfügig größeren Querschnitt. Die Querschnittsfläche beträgt vorzugsweise weniger als 2 mm2 ist und insbesondere weniger als 1 mm2. In order to be able to reliably guide the anchoring section, the cross section of the guide opening is preferably at the cross section of the Anchoring section adapted; the guide opening has a slightly larger cross section. The cross-sectional area is preferably less than 2 mm 2 and in particular less than 1 mm 2 .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen: The invention is described below with reference to various embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In these show:
Figur 1 a in einer Draufsicht einen Trägerkörper gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem daran anzubringenden Borsteneinsatz; Figure 1 a in a plan view of a carrier body according to a first embodiment with a bristle insert to be attached;
Figur 1 b in einer Draufsicht einen Trägerkörper gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einem daran anzubringenden Borsteneinsatz; Figure 1 b in a plan view of a carrier body according to a second embodiment with a bristle insert to be attached;
Figur 2a den Trägerkörper und den Borsteneinsatz von Figur 1 a in einer perspektivischen Schnittansicht; Figure 2a shows the carrier body and the bristle insert of Figure 1a in a perspective sectional view;
Figur 2b den Trägerkörper und den Borsteneinsatz von Figur 1 b in einer perspektivischen Ansicht; Figur 3 in einer Schnittansicht einen Trägerkörper gemäß einer dritten Ausführungsform mit daran anzubringenden Borsteneinsatz; die Figuren 4a bis 4e schematisch verschiedene Schritte der Anbringung eines Borsteneinsatzes an einem Trägerkörper und einen vergrößerten Schnitt durch den Trägerkörper mit darin eingebettetem Verankerungsabschnitt; die Figuren 5a bis 5c verschiedene Schritte der Anbringung eines Borsteneinsatzes an einem Trägerkörper, der ähnlich dem Trägerkörper von Figur 3 ausgeführt ist; die Figuren 6a und 6b schematisch die Anbringung eines Borsteneinsatzes an einem Trägerkörper gemäß einer alternativen Ausführungsform, die Figuren 7a und 7b schematisch die Anbringung eines Borsteneinsatzes an einem Trägerkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform; die Figuren 8a und 8b zwei Schritte der Anbringung eines Verschlussteils am Trägerkörper von Figur 5; die Figuren 9a und 9b zwei Schritte der Anbringung eines Verschlussteils am Trägerkörper von Figur 7; die Figuren 10a bis 10d in einer Seitenansicht und einer Draufsicht die Anbringung eines Verschlussteils an einem Trägerkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform und die fertige Bürste; Figure 2b shows the carrier body and the bristle insert of Figure 1b in a perspective view; Figure 3 is a sectional view of a carrier body according to a third embodiment with bristle insert to be attached; Figures 4a to 4e schematically different steps of attaching a bristle insert to a support body and an enlarged section through the support body with anchoring portion embedded therein; Figures 5a to 5c different steps of attaching a bristle insert to a carrier body, which is similar to the carrier body of Figure 3; FIGS. 6a and 6b schematically show the attachment of a bristle insert to a carrier body according to an alternative embodiment; FIGS. 7a and 7b show schematically the attachment of a bristle insert to a carrier body according to a further embodiment; Figures 8a and 8b two steps of attaching a closure member to the carrier body of Figure 5; Figures 9a and 9b two steps of attaching a closure member to the carrier body of Figure 7; Figures 10a to 10d in a side view and a plan view, the attachment of a closure part to a carrier body according to a further embodiment and the finished brush;
Figur 11 schematisch die Anbringung eines Borsteneinsatzes mit einer Sonotrode gemäß einer weiteren Ausgestaltung; Figure 11 schematically shows the attachment of a bristle insert with a sonotrode according to a further embodiment;
Figur 12 schematisch die Anbringung eines Borsteneinsatzes mit einer Sonotrode gemäß einer wiederum weiteren Ausgestaltung, FIG. 12 schematically shows the attachment of a bristle insert with a sonotrode in accordance with yet another embodiment.
Figur 13 in einer Schnittansicht einen Trägerkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform; Figure 13 is a sectional view of a carrier body according to another embodiment;
Figur 14 in einer Seitenansicht einen Borsteneinsatz in einem Zustand, wie er im Trägerkörper von Figur 13 verankert ist; FIG. 14 shows a side view of a bristle insert in a state as anchored in the carrier body of FIG. 13;
Figur 15 einen Sonotrode, wie sie zum Befestigen des Borsteneinsatzes von Figur 14 im Trägerkörper von Figur 13 verwendet wird; die Figuren 16a bis 16d in einer Seitenansicht, zwei schematischen Ansichten und einer Schnittansicht verschiedene Schritte der Befestigung eines Borsteneinsatzes in einem Trägerkörper ähnlich der Ausführungsform von Figur 13; und die Figuren 17a bis 17d verschiedene Varianten einer Bürste gemäß einer weiteren Ausgestaltung, wobei der Trägerkörper auf der Ausführungsform gemäß Figur 13 basiert. FIG. 15 shows a sonotrode as used for fastening the bristle insert of FIG. 14 in the carrier body of FIG. 13; FIGS. 16a to 16d show, in a side view, two schematic views and a sectional view, different steps for fastening a bristle insert in a carrier body similar to the embodiment in FIG. 13; and FIGS. 17a to 17d different variants of a brush according to a further embodiment, the carrier body being based on the embodiment according to FIG. 13.
In den Figuren 1a und 2a sind ein Borsteneinsatz 10 und ein Trägerkörper 20 gezeigt, die, wenn sie zusammengefügt sind, eine Bürste bilden. Es handelt sich hier um ein Kosmetikbürstchen, eine Mascarabürste oder eine Interdentalbürste. FIGS. 1a and 2a show a bristle insert 10 and a carrier body 20 which, when they are joined together, form a brush. It is a cosmetic brush, a mascara brush or an interdental brush.
Der Borsteneinsatz 10 besteht aus einem Drahtstück, das in der Mitte umgebogen ist, so dass zwei gleich lange Abschnitte erhalten sind. Diese werden miteinander verdrillt. Dabei werden in einem Bereich eine Vielzahl von Borsten zwischen den beiden miteinander verdrillten Drahtabschnitte eingebracht, so dass die Borsten zwischen den Drahtabschnitten eingeklemmt werden. Die Borsten bilden einen Borstenabschnitt 12. Außerhalb des Borstenabschnittes 12 sind die verdrillten Drahtabschnitte frei von Borsten. The bristle insert 10 consists of a piece of wire which is bent in the middle, so that two sections of equal length are obtained. These are twisted together. A large number of bristles are introduced in one area between the two wire sections twisted together, so that the bristles are clamped between the wire sections. The bristles form a bristle section 12. Outside the bristle section 12, the twisted wire sections are free of bristles.
Das dem Borstenabschnitt 12 entgegengesetzte Ende des verdrillten Drahts bildet einen Verankerungsabschnitt 14, der dafür vorgesehen ist, fest mit dem Trägerkörper 20 verbunden zu werden. The end of the twisted wire opposite the bristle section 12 forms an anchoring section 14 which is intended to be firmly connected to the carrier body 20.
Der Trägerkörper 20 besteht aus Kunststoff und weist einen Griffabschnitt 22 und einen Führungsabschnitt 24 auf. The carrier body 20 is made of plastic and has a grip section 22 and a guide section 24.
Im Griffabschnitt 22 ist ein Schlitz 26 vorgesehen, der hier in einer Draufsicht betrachtet mehrfach gekrümmt verlauft, also wellenförmig. A slot 26 is provided in the grip section 22, which, viewed in a plan view, extends several times in a curved manner, that is to say in an undulating manner.
Auf seiner dem Führungsabschnitt zugewandten Seite geht der Schlitz 26 in eine Führungsöffnung 28 über, die sich durch den Führungsabschnitt 24 erstreckt. On its side facing the guide section, the slot 26 merges into a guide opening 28 which extends through the guide section 24.
Der Schlitz 26 erstreckt sich von einer Außenseite des Griffabschnittes in das Innere des Trägerkörpers 20 hinein. Die Bodenfläche des Schlitzes 26 bildet eine Einbettungsfläche 30. Aufgrund des Schlitzes 26 ist die Einbettungsfläche 30 seitlich (bezogen auf die Längsrichtung der Führungsöffnung 28) zugänglich, insbesondere in einer zur Längsrichtung der Führungsöffnung 28 senkrechten Richtung. The slot 26 extends from an outside of the handle section into the interior of the carrier body 20. The bottom surface of the slot 26 forms an embedding surface 30. Because of the slot 26, the embedding surface 30 is accessible laterally (with respect to the longitudinal direction of the guide opening 28), in particular in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the guide opening 28.
Die Einbettungsfläche 30 liegt auf demselben Niveau wie die Führungsöffnung 28 (genauer gesagt wie der Teil der Wandung der Führungsöffnung 28, der abgewandt von der Seite des Trägerkörpers 20 ist, auf der der Schlitz 26 außen mündet). Die Führungsöffnung 28 geht also unmittelbar und eben in die Einbettungsfläche 30 über. The embedding surface 30 lies at the same level as the guide opening 28 (more precisely, that part of the wall of the guide opening 28 which faces away from the side of the carrier body 20 on which the slot 26 opens out). The guide opening 28 therefore merges directly and evenly into the embedding surface 30.
Wenn der Verankerungsabschnitt 14 des Borsteneinsatzes 10 in die Führungsöffnung 28 eingeschoben wird, gelangt er in den Schlitz 26. Beim weiteren Einschieben gleitet er entlang der Einbettungsfläche 30, wobei der Verankerungsabschnitt die wellenförmige Gestalt des Schlitzes 26 annimmt. When the anchoring section 14 of the bristle insert 10 is pushed into the guide opening 28, it arrives in the slot 26. When it is pushed in further, it slides along the embedding surface 30, the anchoring section taking on the undulating shape of the slot 26.
In den Figuren 1 b und 2b ist eine zweite Ausführungsform des Trägerelements 20 gezeigt. Für die von der vorhergehenden Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. Der Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, dass der Schlitz 26 nicht gekrümmt verläuft, sondern gerade und in der Verlängerung der Führungsöffnung 28. A second embodiment of the carrier element 20 is shown in FIGS. 1b and 2b. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiment, and reference is made to the above explanations in this regard. The difference from the first embodiment is that the slot 26 is not curved, but straight and in the extension of the guide opening 28.
In Figur 3 ist eine wiederum weitere Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. A further embodiment is shown in FIG. 3. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
Der Unterschied zur zweiten Ausführungsform besteht darin, dass zwischen der Einbettungsfläche 30 und der Führungsöffnung 28 eine Vertiefung 32 vorgesehen ist. Die Tiefe der Vertiefung 32 beträgt mehr als 100% des Durchmessers des Verankerungsabschnittes 14 des Borsteneinsatzes 10. Die Breite des Vertiefung 32 (gemessen senkrecht zur Einschubrichtung und senkrecht zur Tiefenrichtung) entspricht der Breite des sich an die Vertiefung anschließenden Schlitzes 26 und der Breite der Einbettungsfläche 30. The difference from the second embodiment is that a recess 32 is provided between the embedding surface 30 and the guide opening 28. The depth of the depression 32 is more than 100% of the diameter of the anchoring section 14 of the bristle insert 10. The width of the depression 32 (measured perpendicular to the direction of insertion and perpendicular to the depth direction) corresponds to the width of the slot 26 adjoining the depression and the width of the embedding area 30th
Um zu verhindern, dass der Verankerungsabschnitt 14 am Rand der Vertiefung 32 hängenbleibt, ist am Übergang zur Einbettungsfläche 30 eine Fase 34 vorgesehen. In order to prevent the anchoring section 14 from getting caught on the edge of the recess 32, a chamfer 34 is provided at the transition to the embedding surface 30.
Anhand der Figuren 4a bis 4e wird nachfolgend allgemein erläutert, wie der Borsteneinsatz 10 am Trägerkörper 20 befestigt wird. Auch hier werden für die Bauteile, die von den Figuren 1 bis 3 bekannt sind, dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. 4a to 4e, it is generally explained below how the bristle insert 10 is attached to the carrier body 20. Here, too, the same reference numerals are used for the components which are known from FIGS. 1 to 3, and reference is made to the above explanations in this respect.
In einem ersten Schritt wird der Borsteneinsatz 10 mit seinem Verankerungsabschnitt in den Trägerkörper eingeschoben (Figur 4a), genauer gesagt durch die Führungsöffnung 28 bis in den Schlitz, so dass der Verankerungsabschnitt 14 auf der Einbettungsfläche 30 liegt (Figuren 4b und 4c). In a first step, the bristle insert 10 is inserted with its anchoring section into the carrier body (FIG. 4a), more precisely through the guide opening 28 into the slot, so that the anchoring section 14 lies on the embedding surface 30 (FIGS. 4b and 4c).
Dann wird eine Sonotrode 60 von außen in den Schlitz eingeschoben (Figur 4d) und so weit bewegt, bis sie auf dem Verankerungsabschnitt 14 aufliegt. Then a sonotrode 60 is inserted from the outside into the slot (FIG. 4d) and moved until it rests on the anchoring section 14.
Die Form und die Abmessungen der Sonotrode 60 entsprechen der Form und den Abmessungen des Schlitzes 26 (oder die Abmessungen sind geringfügig kleiner), so dass die Sonotrode auf den Verankerungsabschnitt 14 des Borsteneinsatzes 10 geführt wird. Die Sonotrode 60 wird so aktiviert, dass sie Ultraschall-Schwingungen auf den Verankerungsabschnitt 14 überträgt. Diese führen aufgrund der Reibung mit dem Material des Trägerkörpers 20 dazu, dass das Material erwärmt und erweicht (und zumindest teilweise auch aufgeschmolzen) wird. Durch den mechanischen Druck, den die Sonotrode 60 auf den Verankerungsabschnitt 14 ausübt, wird dieser in das fließfähige Material des Trägerkörpers 20 eingedrückt. The shape and dimensions of the sonotrode 60 correspond to the shape and dimensions of the slot 26 (or the dimensions are slightly smaller), so that the sonotrode is guided onto the anchoring section 14 of the bristle insert 10. The sonotrode 60 is activated in such a way that it transmits ultrasonic vibrations to the anchoring section 14. Due to the friction with the material of the carrier body 20, these lead to the material being heated and softened (and at least partially also melted). Due to the mechanical pressure that the sonotrode 60 exerts on the anchoring section 14, this is pressed into the flowable material of the carrier body 20.
Dieser Vorgang des Einbettens wird so weit fortgeführt, dass die beiden Drahtabschnitte des Verankerungsabschnittes 14 (zumindest nahezu) vollständig in den Trägerkörper einsinken. Anders ausgedrückt: der Verankerungsabschnitt liegt, nachdem er in das Material des Trägerkörpers eingebettet ist, (zumindest nahezu) vollständig unterhalb der Einbettungsfläche 30 (siehe Figur 4e). This process of embedding is continued to such an extent that the two wire sections of the anchoring section 14 sink (at least almost) completely into the carrier body. In other words: the anchoring section, after being embedded in the material of the carrier body, lies (at least almost) completely below the embedding surface 30 (see FIG. 4e).
Anhand der Figuren 5a bis 5c wird nachfolgend erläutert, wie der Verankerungsabschnitt 14 an einem Trägerkörper befestigt wird, der die von den Figuren 1 b und 2b bekannte Vertiefung 32 aufweist. Die Querschnittsform der Vertiefung 32 ist hier leicht abweichend zu Figur 3, nämlich V-förmig. 5a to 5c, it is explained below how the anchoring section 14 is fastened to a carrier body which has the depression 32 known from FIGS. 1b and 2b. The cross-sectional shape of the recess 32 here is slightly different from FIG. 3, namely V-shaped.
Der Borsteneinsatz 10 wird in derselben Weise wie anhand der Figuren 4a bis 4c beschrieben in den Trägerkörper 20 eingeschoben. Dabei liegt der vorderste Bereich des Verankerungsabschnittes freitragend über der Vertiefung 32. The bristle insert 10 is inserted into the carrier body 20 in the same way as described with reference to FIGS. 4a to 4c. The foremost region of the anchoring section is cantilevered above the recess 32.
Die hier verwendete Sonotrode 60 ist mit einem Verformungsvorsprung 62 versehen, der, wenn die Sonotrode 60 auf den Verankerungsabschnitt 14 gedrückt wird, diesen lokal in die Vertiefung 32 eindrückt. Hierdurch ist ein konkaver Biegeabschnitt 16 am Verankerungsabschnitt 14 gebildet. The sonotrode 60 used here is provided with a deformation projection 62 which, when the sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, presses it locally into the depression 32. As a result, a concave bending section 16 is formed on the anchoring section 14.
Der Biegeabschnitt 16 wird in derselben Weise wie der restliche (gerade) Teil des Verankerungsabschnittes 14 von der Sonotrode in das Material des Trägerkörpers 20 einschmolzen/eingepresst. The bending section 16 is melted / pressed into the material of the carrier body 20 by the sonotrode in the same way as the remaining (straight) part of the anchoring section 14.
Der Biegeabschnitt 16 verbessert die Verankerungskraft, die das Material des Trägerkörpers 20 auf den Verankerungsabschnitt 14 ausübt. Insbesondere verhindert der Biegeabschnitt 16, dass der Verankerungsabschnitt 14 aus dem Material des Trägerkörpers 20 herausgeschraubt werden kann. Wenn der Schlitz 26 sehr schmal ist, muss er nicht verschlossen werden. Da er sehr viel tiefer als breit ist, ist der Verankerungsabschnitt 14 am Boden des Schlitzes nicht oder kaum zu sehen. The bending section 16 improves the anchoring force that the material of the carrier body 20 exerts on the anchoring section 14. In particular, the bending section 16 prevents the anchoring section 14 from being unscrewed from the material of the carrier body 20. If the slot 26 is very narrow, it need not be closed. Since it is much deeper than it is wide, the anchoring section 14 at the bottom of the slot cannot be seen or can hardly be seen.
Alternativ zu einem Verfahren, bei dem die Sonotrode den Verankerungs- abschnitt 14 beim Einbetten verformt, kann vorgesehen sein, dass die Schritte Verformen und Einbetten/Einschmelzen von zwei verschiedenen Werkzeugen nacheinander durchgeführt werden. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn der Draht so dick ist, dass man zum Verformen vorzugsweise ein dafür ausgelegtes, etwas massiveres Werkzeug verwendet als die u.U. eher filigrane Sonotrode. As an alternative to a method in which the sonotrode deforms the anchoring section 14 during embedding, it can be provided that the deforming and embedding / melting steps are carried out in succession by two different tools. This is particularly useful when the wire is so thick that it is preferable to use a tool designed for this purpose, which is somewhat more solid than the one that may be used. rather filigree sonotrode.
Bei dieser Alternative wird der Verankerungsabschnitt auf die Einbettungsfläche geschoben, dann mittels eines Stempels verformt und anschließend mittels der Sonotrode in die Einbettungsfläche eingeschmolzen. In this alternative, the anchoring section is pushed onto the embedding surface, then deformed by means of a stamp and then melted into the embedding surface by means of the sonotrode.
Anhand der Figuren 6a und 6b wird eine alternative Ausgestaltung des Trägerkörpers 20 und das Verbinden eines Borsteneinsatze 10 mit diesem Trägerkörper 20 beschrieben. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. An alternative embodiment of the carrier body 20 and the connection of a bristle insert 10 to this carrier body 20 are described with reference to FIGS. 6a and 6b. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
Die Einbettungsfläche 30 geht hier eben und ohne Vertiefung oder ähnliches in die Führungsöffnung 28 über. In einem Bereich, in dem ein Biegeabschnitt 16 am Verankerungsabschnitt 14 erzeugt werden soll, ist die Sonotrode 60 mit einem Verformungsvorsprung 62 versehen. Dort wird, wenn die aktivierte Sonotrode 60 auf den Verankerungsabschnitt 14 gedrückt wird, der Verankerungsabschnitt 14 so verformt, dass er tief ins Material des T rägerkörpers 20 eindringt und dabei das Negativ der Kontur des Verformungsvorsprungs 62 annimmt. The embedding surface 30 merges flatly into the guide opening 28 without a depression or the like. In an area in which a bending section 16 is to be produced on the anchoring section 14, the sonotrode 60 is provided with a deformation projection 62. There, when the activated sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, the anchoring section 14 is deformed such that it penetrates deeply into the material of the carrier body 20 and thereby takes on the negative of the contour of the deformation projection 62.
Der Verformungsvorsprung 62 ist hier in der Nähe der Führungsöffnung 28 gezeigt. Es ist allerdings auch möglich, den Verformungsvorsprung 62 in größerem Abstand von der Führungsöffnung 28 anzubringen. Allerdings ist es vorteilhaft, den Biegeabschnitt möglichst nahe an der Führungsöffnung und damit möglichst nahe an dem Abschnitt der Borsteneinsatzes 10 anzubringen, an dem ein eventuelles Drehmoment eingeleitet wird. Dies gewährleistet, dass das Drehmoment vom Biegeabschnitt abgefangen und der „dahinterstehende“ Teil des Verankerungsabschnittes nicht mit dem Drehmoment beaufschlagt wird, sondern zur Übertragung von Zugkräften zur Verfügung steht. The deformation projection 62 is shown here in the vicinity of the guide opening 28. However, it is also possible to mount the deformation projection 62 at a greater distance from the guide opening 28. However, it is advantageous to mount the bending section as close as possible to the guide opening and thus as close as possible to the section of the bristle insert 10 at which any torque is introduced. This ensures that the torque is intercepted by the bending section and the "behind" part of the Anchorage section is not subjected to the torque, but is available for the transmission of tensile forces.
Anhand der Figuren 7a und 7b wird eine weitere Ausführungsform des Trägerkörpers 20 und eine sich daraus ergebende, leicht abweichende Art der Befestigung des Verbindungsabschnittes am Trägerkörper erläutert. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. A further embodiment of the carrier body 20 and a resultant, slightly different type of fastening of the connecting section on the carrier body are explained with reference to FIGS. 7a and 7b. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
Der Unterschied zu den bisherigen Ausführungsformen besteht darin, dass bei der Ausführungsform der Figuren 7a, 7b die Einbettungsfläche 30 auf einem Niveau liegt, das sich unterhalb des Niveaus der Führungsöffnung 28 befindet. Wenn der Verankerungsabschnitt 14 durch die Führungsöffnung 28 geschoben wird, liegt er frei zunächst oberhalb der Einbettungsfläche 30. The difference from the previous embodiments is that in the embodiment of FIGS. 7a, 7b, the embedding surface 30 is at a level which is below the level of the guide opening 28. When the anchoring section 14 is pushed through the guide opening 28, it is initially exposed above the embedding surface 30.
Wenn die Sonotrode 60 auf den Verankerungsabschnitt 14 gedrückt wird, drückt sie diesen zunächst auf die Einbettungsfläche herunter. Dabei wird der Draht am Übergang zu dem Bereich des Borsteneinsatzes 10, der sich in der Führungsöffnung 28 befindet, gebogen, so dass dort ein Biegeabschnitt 17 gebildet wird. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen, bei denen der Biegeabschnitt 16 konkav ist, ist der Biegeabschnitt 17 nur in einer Richtung schräg, da er den Höhenversatz zwischen der Führungsöffnung 28 und der Einbettungsfläche überbrücken muss. When the sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, it first presses it down onto the embedding surface. The wire is bent at the transition to the area of the bristle insert 10, which is located in the guide opening 28, so that a bending section 17 is formed there. In contrast to the previous embodiments, in which the bending section 16 is concave, the bending section 17 is only inclined in one direction, since it has to bridge the height offset between the guide opening 28 and the embedding surface.
Anschließend wird die Sonotrode aktiviert, und der Verankerungsabschnitt 14 wird in das fließfähige Material des Trägerkörpers 20 eingedrückt. Dabei erhöht sich die Verformung des Biegeabschnittes 17, da er nun auch noch zusätzlich die Einbettungstiefe überbrücken muss. The sonotrode is then activated, and the anchoring section 14 is pressed into the flowable material of the carrier body 20. The deformation of the bending section 17 increases, since it now also has to additionally bridge the embedment depth.
In dem Bereich, in dem der Biegeabschnitt 17 erzeugt wird, dann der Trägerkörper eine Schräge aufweisen. Alternativ bildet sich der Biegeabschnitt 17 unter der Wirkung der Sonotrode 60 selbst seinen Weg. In the area in which the bending section 17 is produced, the carrier body then has a bevel. Alternatively, the bending section 17 itself forms under the action of the sonotrode 60.
Wenn anstelle des Schlitzes eine breitere Ausnehmung verwendet wird oder der Schlitz trotz seiner geringen Breite verschlossen werden soll, kann, nachdem der Verankerungsabschnitt 14 in das Material des Trägerkörpers 20 eingebettet ist, diese Ausnehmung wieder verschlossen werden. Hierzu kann ein Verschlussteil 40 verwendet werden (siehe die Figuren 8a und 8b), das durch Ultraschallverschweißen mittels einer auf das Ultraschallverschweißen ausgelegten Sonotrode 70 fest am Trägerkörper 20 angebracht wird. Dieser entspricht hier der Ausführungsform von Figur 5. If a wider recess is used instead of the slot or if the slot is to be closed despite its small width, this recess can be closed again after the anchoring section 14 is embedded in the material of the carrier body 20. For this, a Closure part 40 are used (see FIGS. 8a and 8b), which is fixedly attached to the carrier body 20 by ultrasonic welding by means of a sonotrode 70 designed for ultrasonic welding. This corresponds to the embodiment in FIG. 5.
Auch bei einem Trägerkörper 20, bei dem die Einbettungsfläche 30 relativ zur Führungsöffnung 28 versetzt ist, wie dies von Figur 7 bekannt ist, kann ein Verschlussteil 40 eingeschweißt werden. Die ist in den Figuren 9a und 9b gezeigt. In the case of a carrier body 20, in which the embedding surface 30 is offset relative to the guide opening 28, as is known from FIG. 7, a closure part 40 can also be welded in. This is shown in Figures 9a and 9b.
In den Figuren 10a bis 10d ist eine alternative Ausführungsform des Trägerkörpers 20 gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. An alternative embodiment of the carrier body 20 is shown in FIGS. 10a to 10d. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
Der Unterschied zwischen den vorhergehenden Ausführungsformen und der Ausführungsform von Figur 10 besteht darin, dass hier kein schmaler Schlitz vorgesehen ist, durch den die Sonotrode auf den Verankerungsabschnitt 14 gedrückt wird, sondern ein breiter Schacht 29, dessen Boden die Einbettungsfläche 30 ist. Dementsprechend ist das Verschlussteil hier plattenförmig ausgeführt. The difference between the preceding embodiments and the embodiment of FIG. 10 is that here there is no narrow slot through which the sonotrode is pressed onto the anchoring section 14, but a wide shaft 29, the bottom of which is the embedding surface 30. Accordingly, the closure part is designed plate-shaped.
In Figur 1 1 ist eine andere Ausgestaltung der Sonotrode 60 gezeigt. Der Unterschied zur Sonotrode, wie sie aus Figur 6 bekannt ist, besteht darin, dass ein Verformungsvorsprung 63 verwendet wird, der nicht V-förmig oder spitz ist, sondern eine abgerundete Kontur hat. Another embodiment of the sonotrode 60 is shown in FIG. The difference from the sonotrode, as is known from FIG. 6, is that a deformation projection 63 is used which is not V-shaped or pointed, but has a rounded contour.
In Figur 12 ist eine weitere Ausführungsvariante der Sonotrode 60 gezeigt. Der Unterschied zu Figur 1 1 besteht darin, dass hier drei spitze Verformungsvorsprünge 62 vorgesehen sind, so dass drei Biegeabschnitte gebildet werden, die tief im Material des Trägerkörpers 20 eingebettet sind. A further embodiment variant of the sonotrode 60 is shown in FIG. The difference from FIG. 1 1 is that three pointed deformation projections 62 are provided here, so that three bending sections are formed which are deeply embedded in the material of the carrier body 20.
In den Figuren 13 und 14 sind ein Trägerkörper 20 und ein Borsteneinsatz 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorherigen Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen. FIGS. 13 and 14 show a carrier body 20 and a bristle insert 10 according to a further embodiment. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.
Der Unterschied zwischen der Ausführungsform des Trägerkörpers 20 von Figur 13 und den Trägerkörpern aus den anderen Ausführungsformen besteht darin, dass bei der Ausführungsform von Figur 13 der Zugang zur Einbettungsfläche 30 nicht über einen einzigen Schlitz erfolgt, sondern über eine Mehrzahl von separaten, also voneinander getrennten Zugangsöffnungen 27. Diese erstrecken sich ähnlich wie Belüftungsschächte in einem Bergwerk, die zu einem Stollen führen; die Einbettungsfläche 30 ist am Boden des zu belüftenden Stollens angeordnet. The difference between the embodiment of the carrier body 20 from FIG. 13 and the carrier bodies from the other embodiments consists in that in the embodiment of FIG. 13 access to the embedding surface 30 is not via a single slot, but rather via a plurality of separate, that is to say separate access openings 27. These extend similarly to ventilation shafts in a mine, which lead to a tunnel; the embedding surface 30 is arranged at the bottom of the gallery to be ventilated.
Um die gewünschte Verdrehsicherung für den Verankerungsabschnitt 14 des Borsteneinsatzes 10 zu erzielen, sind einige der Zugangsöffnungen 27 so tief ausgeführt, dass sich eine Vertiefung 32 ergibt, wie sie von z.B. der Ausführungsform von Figur 3 bekannt ist. In order to achieve the desired protection against rotation for the anchoring section 14 of the bristle insert 10, some of the access openings 27 are made so deep that a recess 32 results, as is the case with e.g. the embodiment of Figure 3 is known.
Die Kontur des in die Einbettungsfläche 30 eingedrückten und dort befestigten Verankerungsabschnittes 14 des Borsteneinsatzes 10 ist in Figur 14 zu sehen. Entsprechend den beiden Vertiefungen 32 der Verankerungsfläche hat der Verankerungsabschnitt 14 zwei “Dellen”. Im Ausgangszustand, also bevor der Verankerungsabschnitt 14 in den Trägerkörper eingeschoben und mit diesem verbunden ist, erstreckt sich der Verankerungsabschnitt geradlinig. The contour of the anchoring section 14 of the bristle insert 10 which is pressed into the embedding surface 30 and fastened there can be seen in FIG. 14. Corresponding to the two depressions 32 of the anchoring surface, the anchoring section 14 has two “dents”. In the initial state, that is to say before the anchoring section 14 is inserted into and connected to the carrier body, the anchoring section extends in a straight line.
Ein Beispiel einer Sonotrode 60, mit der bei einem Trägerkörper 10 mit mehreren Zugangsöffnungen 27 der Verankerungsabschnitt 14 verformt und mit der Einbettungsfläche 30 verbunden wird, ist in Figur 15 zu sehen. Die Sonotrode 60 weist mehrere Stifte 61 auf, die sich jeweils durch eine der Zugangsöffnungen in den Trägerkörper 20 hinein erstrecken und dort auf den Verankerungsabschnitt 14 drücken. Die Stifte 61 sind mit geeigneten Längen ausgeführt, also dort länger, wo eine Vertiefung 32 vorgesehen ist. An example of a sonotrode 60, with which the anchoring section 14 is deformed in a carrier body 10 with a plurality of access openings 27 and connected to the embedding surface 30, can be seen in FIG. The sonotrode 60 has a plurality of pins 61, which each extend through one of the access openings into the carrier body 20 and press there on the anchoring section 14. The pins 61 are designed with suitable lengths, that is, longer where a recess 32 is provided.
Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen, bei denen die Sonotrode 60 den Verankerungsabschnitt 14 durchgehend in die Einbettungsfläche 30 eingedrückt hat, werden hier mehrere voneinander getrennte Stellen erzeugt, an denen der Verankerungsabschnitt 14 mit dem Material des Trägerkörpers 20 verbunden ist. Es hat sich herausgestellt, dass auch auf diese Weise die gewünschte hohe Haltekraft erzielt werden kann. In contrast to the previous embodiments, in which the sonotrode 60 has pressed the anchoring section 14 continuously into the embedding surface 30, a plurality of mutually separate locations are created here, at which the anchoring section 14 is connected to the material of the carrier body 20. It has been found that the desired high holding force can also be achieved in this way.
In den Figuren 16a bis 16d ist zu sehen, wie ein Borsteneinsatz 10 mit einem Trägerkörper 20 verbunden wird, der mehrere getrennte Zugangsöffnungen 27 aufweist. Der Borsteneinsatz 10 wird mit geradem Verankerungsabschnitt 14 in die Führungsöffnung 28 eingeschoben, so dass der Verankerungsabschnitt 14 auf der Einbettungsfläche 30 liegt (Figuren 16a und 16b). 16a to 16d show how a bristle insert 10 is connected to a carrier body 20 which has a plurality of separate access openings 27. The bristle insert 10 is inserted into the guide opening 28 with a straight anchoring section 14, so that the anchoring section 14 lies on the embedding surface 30 (FIGS. 16a and 16b).
Anschließend wird der Verankerungsabschnitt 14 mittels einer Sonotrode 60, wie sie in Figur 15 gezeigt ist, erwärmt und gegen das Material des Trägerkörpers 20 gepresst, wobei der Verankerungsabschnitt entsprechend dem Vorhandensein einer Vertiefung 32 plastisch verformt wird (siehe die Figuren 16c und 16d). Zusätzlich wird ähnlich wie bei der Ausführungsform der Figuren 7a und 7b ein Biegeabschnitt 17 gebildet, der den Höhenversatz zwischen der Führungsöffnung 28 und der Einbettungsfläche 30 überbrückt. Subsequently, the anchoring section 14 is heated by means of a sonotrode 60, as shown in FIG. 15, and pressed against the material of the carrier body 20, the anchoring section being plastically deformed in accordance with the presence of a recess 32 (see FIGS. 16c and 16d). In addition, similar to the embodiment of FIGS. 7a and 7b, a bending section 17 is formed which bridges the height offset between the guide opening 28 and the embedding surface 30.
Da die Zugangsöffnungen 27 einen sehr kleinen Querschnitt haben, ist es nicht nötig, sie mit einem separaten Verschlussteil zu verschließen. Since the access openings 27 have a very small cross section, it is not necessary to close them with a separate closure part.
In den Figuren 17a bis 17d sind verschiedene Varianten einer Bürste gezeigt, bei der zusätzlich zu mehreren Zugangsöffnungen 27 eine Vielzahl von kleinen Aussparungen 80 vorhanden ist. Die Aussparungen dienen dazu, die Griffigkeit zu erhöhen. Jede der Aussparungen 80 hat einen Querschnitt, der dem Querschnitt der Zugangsöffnungen 27 entspricht. Daher unterscheiden sich die Zugangsöffnungen 27 nur aufgrund ihrer Tiefe von den Aussparungen 80; am Boden der Aussparungen ist der Verankerungsabschnitt 14 sichtbar. Da der Querschnitt der Zugangsöffnungen aber recht klein ist, ist es nicht nötig, die Zugangsöffnungen zu verschließen; sie sind in der Menge der Aussparungen 80 kaum als solche zu identifizieren. FIGS. 17a to 17d show different variants of a brush in which, in addition to a plurality of access openings 27, there are a large number of small cutouts 80. The recesses serve to increase grip. Each of the recesses 80 has a cross section that corresponds to the cross section of the access openings 27. Therefore, the access openings 27 differ from the recesses 80 only because of their depth; the anchoring section 14 is visible at the bottom of the recesses. However, since the cross section of the access openings is quite small, it is not necessary to close the access openings; they can hardly be identified as such in the set of recesses 80.

Claims

Patentansprüche Claims
1. T rägerkörper (20) für einen Borsteneinsatz (10), der aus zwei miteinander verdrillten Drahtabschnitten gebildet ist, wobei der Trägerkörper (20) eine Führungsöffnung (28) aufweist, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt des verdrillten Drahtes des am Trägerkörper (20) anzubringenden Borsteneinsatzes (10), und eine Einbettungsfläche (30), die in einer zur Längsrichtung der Führungsöffnung (28) seitlichen Richtung zugänglich ist, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung der Führungsöffnung. 1. carrier body (20) for a bristle insert (10) which is formed from two wire sections twisted together, the carrier body (20) having a guide opening (28), the cross section of which is larger than the cross section of the twisted wire of the carrier body ( 20) to be attached to the bristle insert (10), and an embedding surface (30) which is accessible in a direction lateral to the longitudinal direction of the guide opening (28), in particular perpendicular to the longitudinal direction of the guide opening.
2. Trägerkörper (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsfläche (30) eben ist. 2. Support body (20) according to claim 1, characterized in that the embedding surface (30) is flat.
3. Trägerkörper (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsfläche (30) versetzt zur Führungsöffnung (28) angeordnet ist. 3. Support body (20) according to claim 1, characterized in that the embedding surface (30) is arranged offset to the guide opening (28).
4. Trägerkörper (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsfläche (30) mindestens einen sich schräg zur Längsrichtung der Führungsöffnung (28) erstreckenden Abschnitt aufweist. 4. Carrier body (20) according to claim 3, characterized in that the embedding surface (30) has at least one section which extends obliquely to the longitudinal direction of the guide opening (28).
5. Trägerkörper (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsfläche (30) eine konkave Vertiefung (32) aufweist. 5. carrier body (20) according to claim 1, characterized in that the embedding surface (30) has a concave recess (32).
6. Trägerkörper (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsfläche (30) der Boden eines schmalen Schlitzes (26) ist. 6. support body (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that the embedding surface (30) is the bottom of a narrow slot (26).
7. Trägerkörper (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (26) sich gerade in derselben Richtung erstreckt wie die Führungsöffnung (28). 7. carrier body (20) according to claim 6, characterized in that the slot (26) extends just in the same direction as the guide opening (28).
8. Trägerkörper (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (26) gekrümmt verläuft. 8. carrier body (20) according to claim 6, characterized in that the slot (26) is curved.
9. Trägerkörper (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (26) weniger als 2 mm breit ist und vorzugsweise weniger als 1 mm. 9. carrier body (20) according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the slot (26) is less than 2 mm wide and preferably less than 1 mm.
10. Trägerkörper (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsfläche (30) der Boden eines Schachts ist. 10. carrier body (20) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the embedding surface (30) is the bottom of a shaft.
1 1 . Trägerkörper (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsfläche (30) unterhalb von mehreren voneinander getrennten Zugangsöffnungen (27) angeordnet ist. 1 1. Carrier body (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the embedding surface (30) is arranged below a plurality of mutually separate access openings (27).
12. Trägerkörper (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (20) aus Polypropylen besteht. 12. carrier body (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that the carrier body (20) consists of polypropylene.
13. Trägerkörper (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsöffnung (28) einen kreisförmigen Querschnitt hat. 13. Carrier body (20) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide opening (28) has a circular cross section.
14. Trägerkörper (20) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Führungsöffnung (28) kleiner als 2 mm2 ist, insbesondere kleiner als 1 mm2. 14. The carrier body (20) according to claim 13, characterized in that the cross-sectional area of the guide opening (28) is less than 2 mm 2 , in particular less than 1 mm 2 .
15. Bürste mit einem Trägerkörper (20) nach einem der vorhergehenden15. Brush with a carrier body (20) according to one of the preceding
Ansprüche und einem Borsteneinsatz (10), der im Trägerkörper (20) befestigt ist, wobei der Borsteneinsatz (10) zwei miteinander verdrillte Drahtabschnitte aufweist, die zwischen sich in einem Borstenabschnitt (12) eine Vielzahl von Borsten einklemmen und in einem von Borsten freien Abschnitt einenClaims and a bristle insert (10) which is fastened in the carrier body (20), the bristle insert (10) having two twisted wire sections which clamp a plurality of bristles between them in a bristle section (12) and in a section free of bristles one
Verankerungsabschnitt (14) bilden, der im Trägerkörper (20) aufgenommen und dort befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt (14) einen Biegeabschnitt (16; 17) aufweist, in dem er sich in mindestens einer von der Längsrichtung abweichenden Richtung erstreckt, und dass der Verankerungsabschnitt (14) im Material des Trägerkörpers (20) so eingebettet ist, dass sich mehr als 50% des Querschnitts des Verankerungsabschnittes (14) unterhalb des Niveaus der Einbettungsfläche (30) befinden. Form anchoring section (14) which is received in the carrier body (20) and fastened there, characterized in that the anchoring section (14) has a bending section (16; 17) in which it extends in at least one direction deviating from the longitudinal direction, and that the anchoring section (14) is embedded in the material of the carrier body (20) such that more than 50% of the cross section of the anchoring section (14) is below the level of the embedding surface (30).
16. Bürste nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der16. Brush according to claim 15, characterized in that the
Biegeabschnitt ein Auslenkungsabschnitt (17) ist, so dass der Verankerungsabschnitt (14) um mehr als 200% des Durchmessers desBending section is a deflection section (17), so that the anchoring section (14) by more than 200% of the diameter of the
Verankerungsabschnittes (14) gegenüber dem Niveau der Führungsöffnung (28) versetzt ist. Anchoring section (14) is offset from the level of the guide opening (28).
17. Bürste nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der17. Brush according to claim 15, characterized in that the
Biegeabschnitt (16) konkav ist. Bending section (16) is concave.
18. Bürste nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlussteil (40) vorgesehen ist, das am Trägerkörper (20) angebracht ist und den Zugang zur Einbettungsfläche (30) verschließt. 18. Brush according to one of claims 15 to 17, characterized in that a closure part (40) is provided which is attached to the carrier body (20) and closes the access to the embedding surface (30).
19. Verfahren zur Herstellung einer Bürste nach einem der Ansprüche 15 bis 18 mittels der folgenden Schritte: es wird ein Trägerkörper (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 bereitgestellt, durch die Führungsöffnung (28) wird der Verankerungsabschnitt (14) des Borsteneinsatzes (10) gesteckt, bis er gegenüber der Einbettungsfläche (30) liegt, es wird eine Sonotrode (60) aktiviert und auf den Verankerungsabschnitt (14) gedrückt, so dass das Material des Trägerkörpers (20) lokal aufgeschmolzen und der Verankerungsabschnitt (14) von der Sonotrode (60) in den Trägerkörper (20) eingedrückt wird, wobei der Verankerungsabschnitt (14) von der Sonotrode (60) plastisch verformt wird, um den Biegeabschnitt (16; 17) zu bilden. 19. A method for producing a brush according to one of claims 15 to 18 by means of the following steps: a carrier body (20) according to one of claims 1 to 14 is provided, through the guide opening (28) the anchoring section (14) of the bristle insert ( 10) until it lies opposite the embedding surface (30), a sonotrode (60) is activated and pressed onto the anchoring section (14), so that the material of the carrier body (20) is melted locally and the anchoring section (14) is removed from the Sonotrode (60) is pressed into the carrier body (20), the anchoring section (14) being plastically deformed by the sonotrode (60) to form the bending section (16; 17).
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt (14) von der Sonotrode (60) plastisch verformt wird, bis er flächig auf der Einbettungsfläche (30) liegt. 20. The method according to claim 19, characterized in that the anchoring section (14) is plastically deformed by the sonotrode (60) until it lies flat on the embedding surface (30).
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt (14) von der Sonotrode (60) lokal in eine Vertiefung (32) der Einbettungsfläche (30) gedrückt wird. 21. The method according to claim 19 or claim 20, characterized in that the anchoring section (14) of the sonotrode (60) is pressed locally into a recess (32) of the embedding surface (30).
22. Verfahren nach Anspruch 19 oder Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt (14) von der Sonotrode (60) lokal verformt wird und ein so entstandener Biegeabschnitt (16) sich eine Vertiefung im Trägerkörper (20) freischmilzt. 22. The method according to claim 19 or claim 20, characterized in that the anchoring section (14) is locally deformed by the sonotrode (60) and a bending section (16) thus formed melts a depression in the carrier body (20).
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