DE102015111312C5 - Method and device for making a brush - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen einer Bürste, die einen Borstenträger (10) aus thermoplastischem Kunststoff mit zumindest einer Verankerungsöffnung (12), in welche zumindest eine Borste aus thermoplastischem Kunststoff eingesetzt und darin ankerlos verankert wird, aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:die wenigstens eine Borste wird in eine Aufnahmeöffnung (26) eines Werkzeugteils aufgenommen,die wenigstens eine Borste wird mit ihrem Befestigungsende, während sie noch in der Aufnahmeöffnung (26) sitzt, in eine beim Herstellen des Borstenträgers (10) gebildete Verankerungsöffnung (12) im Borstenträger (10) geschoben, ohne darin befestigt zu sein,das Werkzeugteil wird aufgeheizt, sodass die dem Borstenträger (10) gegenüberliegende Stirnseite (22) des Werkzeugteils auf eine Temperatur gebracht wird, die unterhalb der Schmelztemperatur des Borstenmaterials und/oder des Borstenträgermaterials liegt, insbesondere höchstens 85 % in °C der jeweiligen Schmelztemperatur des Borsten- und/oder des Borstenträgermaterials beträgt,das Werkzeugteil wird relativ zum Borstenträger (10) bewegt, sodass das Werkzeugteil den Borstenträger (10) kontaktiert und ihn aufheizt,das Werkzeugteil übt eine Druckkraft auf den Borstenträger (10) aus und verformt den Borstenträger (10) zumindest im Bereich des die Verankerungsöffnung (12) umgebenden Randes unter Reduzierung des Querschnittes der Verankerungsöffnung (12) derart, dass die zumindest eine Borste in die Verankerungsöffnung (12) eingebettet und verankert ist, unddas Werkzeugteil wird relativ zum Borstenträger (10) weg bewegt, sodass die zumindest eine Borste aus der Aufnahmeöffnung (26) gezogen wird.Method for producing a brush which has a bristle carrier (10) made of thermoplastic material with at least one anchoring opening (12) into which at least one bristle made of thermoplastic material is inserted and anchored therein without anchors, characterized by the following steps: the at least one bristle received in a receiving opening (26) of a tool part, the at least one bristle is pushed with its fastening end, while it is still seated in the receiving opening (26), into an anchoring opening (12) formed in the bristle carrier (10) when the bristle carrier (10) is manufactured Without being fastened therein, the tool part is heated so that the end face (22) of the tool part opposite the bristle carrier (10) is brought to a temperature which is below the melting temperature of the bristle material and / or the bristle carrier material, in particular at most 85% in ° C of the respective melting temperature of the bristle and / or of the bristle carrier material, the tool part is moved relative to the bristle carrier (10) so that the tool part contacts the bristle carrier (10) and heats it up, the tool part exerts a compressive force on the bristle carrier (10) and deforms the bristle carrier (10) at least in the area of the edge surrounding the anchoring opening (12) while reducing the cross section of the anchoring opening (12) such that the at least one bristle is embedded and anchored in the anchoring opening (12), and the tool part is moved away relative to the bristle carrier (10) so that the at least one a bristle is pulled out of the receiving opening (26).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Bürste, die einen Borstenträger aus thermoplastischem Kunststoff mit zumindest einer Verankerungsöffnung hat, in welche zumindest eine Borste eingesetzt und darin verankert wird.The invention relates to a method and a device for producing a brush which has a bristle carrier made of thermoplastic material with at least one anchoring opening, into which at least one bristle is inserted and anchored therein.
Beim Herstellen von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, aber auch Haushaltsbürsten, haben sich zwei Verfahren in der Praxis durchgesetzt, nämlich das Befestigen der Borstenbüschel mittels eines Ankers (Metallplättchen oder Drahtschlinge) oder ankerlos. Das ankerlose Verfahren sieht im Gegensatz zur Verwendung eines Ankers vor, dass das Borstenbüschel nicht gefaltet und an seiner Faltstelle im Borstenträger befestigt wird, sondern an einem Ende am Borstenträger durch Kleben oder thermisch arretiert wird. Ein übliches, sich in der Praxis durchgesetztes Verfahren sieht dabei vor, dass der Borstenträger Öffnungen hat, durch die die Borstenbüschel gesteckt werden. Mit ihrem rückseitigen Ende ragen die Borstenbüschel dann aus den Öffnungen vor und werden auf der Rückseite des Borstenträgers erwärmt. Das thermoplastische Material der Borsten schmilzt damit, wodurch die Borsten materialmäßig ineinander übergehen und sich eine Verdickung ergibt, mittels der ein Herausziehen der einzelnen Borsten nach vorne unmöglich wird. Üblicherweise werden die zahlreichen Borstenbüschel rückseitig mittels Heißluft oder eines heißen Stempels verflüssigt, sodass das Material der einzelnen Borstenbüschel ineinander übergeht und sich rückseitig eine Art Schicht aus verflüssigten Borstenenden ergibt. Anschließend wird diese Rückseite überdeckt, insbesondere überspritzt.In the manufacture of brushes, in particular toothbrushes, but also household brushes, two methods have become established in practice, namely the attachment of the bristle tufts by means of an anchor (metal plate or wire loop) or without anchors. In contrast to the use of an anchor, the anchorless method provides that the tufts of bristles are not folded and fastened at their fold point in the bristle holder, but are locked at one end to the bristle holder by gluing or thermally. A common method that is established in practice provides that the bristle carrier has openings through which the tufts of bristles are inserted. The bristle tufts then protrude from the openings with their rear end and are heated on the back of the bristle carrier. The thermoplastic material of the bristles melts with it, as a result of which the bristles merge into one another and there is a thickening by means of which it is impossible to pull out the individual bristles to the front. Usually, the numerous bristle tufts are liquefied on the back by means of hot air or a hot stamp, so that the material of the individual bristle tufts merges into one another and a kind of layer of liquefied bristle ends results on the back. This back is then covered, in particular overmolded.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass aufgrund dieser rückseitigen notwendigen Abdeckung ein erheblicher verfahrensmäßiger und vorrichtungsmäßiger Mehraufwand betrieben werden muss. Zu beachten ist dabei, dass gerade bei Zahnbürsten die Übergangsflächen zwischen benachbarten Schichten möglichst spaltfrei ausgeführt werden, um Hygieneprobleme zu vermeiden.The disadvantage of this solution is that due to this necessary cover on the rear side, a considerable additional procedural and device-related effort has to be carried out. It should be noted that the transition surfaces between adjacent layers, particularly in the case of toothbrushes, should be made as gap-free as possible to avoid hygiene problems.
Unter dem Begriff „Borstenträger“ ist dasjenige Teil der fertigen Bürste zu verstehen, welches die Borste oder die Borstenbüschel trägt. Der Borstenträger kann dabei der gesamte Bürstenkörper sein, bei einer Zahnbürste also das einstückig gespritzte Teil aus Stiel, Hals und Kopf, oder auch nur ein vorgefertigter Bestandteil des späteren Bürstenkörpers. Im letzteren Fall ist der Borstenträger üblicherweise ein dünnes Plättchen aus thermoplastischem Kunststoff, welches mit einer oder mehreren Öffnungen zum Befüllen mit einer oder mehreren Borsten oder Borstenbüscheln versehen ist. Nach dem Befüllen und Befestigen der Borsten wird der plättchenartige Borstenträger dann entweder in einen vorgefertigten Bürstenkörper eingesetzt, der beispielsweise eine entsprechende Ausnehmung für den plättchenartigen Borstenträger hat. Alternativ hierzu, dies ist der übliche Fall, wird der plättchenartige Borstenträger umspritzt und damit ergibt sich ein Bürstenkörper aus vorgefertigtem Borstenträger und angespritztem Rest.The term “bristle carrier” is to be understood as the part of the finished brush which carries the bristle or the bristle tufts. The bristle carrier can be the entire brush body, in the case of a toothbrush it can be the one-piece injection molded part of the handle, neck and head, or just a prefabricated component of the brush body. In the latter case, the bristle carrier is usually a thin plate made of thermoplastic material, which is provided with one or more openings for filling with one or more bristles or tufts of bristles. After the bristles have been filled and fastened, the plate-like bristle carrier is then either inserted into a prefabricated brush body which, for example, has a corresponding recess for the plate-like bristle carrier. As an alternative to this, this is the usual case, the platelet-like bristle carrier is extrusion-coated, and this results in a brush body consisting of the prefabricated bristle carrier and the remainder molded on.
Die
Neben den oben erwähnten Möglichkeiten zum ankerlosen Befestigen der Borste oder der Borstenbüschel am Borstenträger hat sich in der Theorie noch ein weiteres Verfahren ergeben, welches sich aber in der Praxis nie durchsetzen konnte, nämlich das Einstoßen von Borstenbüscheln in einen Borstenträger, der Öffnungen hat und der vorerhitzt wird. Nach dem Einstoßen der Borstenbüschel in den weichen Borstenträger wird mittels einer Presse der Borstenträger auf seiner Vorderseite, von der die Borstenbüschel vorragen, druckbeaufschlagt, sodass das weiche Material um den Rand der Öffnungen zusammengedrückt wird und die Öffnungen im Querschnitt reduziert werden. Nachfolgend werden hierzu einige Konzepte vorgestellt.In addition to the above-mentioned options for anchoring the bristle or the bristle tufts to the bristle holder without anchors, another method has emerged in theory which, however, has never been successful in practice, namely the pushing in of bristle tufts into a bristle holder which has openings and the like is preheated. After the bristle tufts are pushed into the soft bristle carrier, the front of the bristle carrier, from which the bristle tufts protrude, is pressurized by means of a press, so that the soft material is compressed around the edge of the openings and the openings are reduced in cross-section. Some concepts are presented below.
Die
Aus der
Aus der
Die
Beim Verfahren nach der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein deutlich einfacheres Verfahren zum Herstellen einer Bürste zu schaffen, das vor allem auch vorrichtungsseitig weniger Aufwand bedarf, gleichzeitig aber für eine sichere Verankerung der Borste oder des Borstenbüschels in der Verankerungsöffnung sorgt.The object of the invention is to provide a much simpler method for producing a brush which, above all, also requires less effort on the device side, but at the same time ensures that the bristle or tufts of bristles are securely anchored in the anchoring opening.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Bürste gelöst, die einen Borstenträger aus thermoplastischem Kunststoff mit zumindest einer Verankerungsöffnung aufweist, in welche zumindest eine Borste eingesetzt und darin verankert wird. Der Borstenträger mit seiner Verankerungsöffnung ist ein vorgefertigtes Spritzgussteil, sodass er sehr einfach herzustellen ist und keiner Bearbeitung bedarf. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: die wenigstens eine Borste wird in eine Aufnahmeöffnung eines Werkzeugteils aufgenommen, die wenigstens eine Borste wird mit ihrem Befestigungsende, während sie noch in der Aufnahmeöffnung sitzt, in eine beim Herstellen (z.B. Spritzgießen) des Borstenträgers gebildete Verankerungsöffnung des Borstenträgers geschoben, ohne darin befestigt zu sein, das Werkzeugteil wird aufgeheizt, sodass die dem Borstenträger gegenüberliegende Stirnseite des Werkzeugteils auf eine Temperatur gebracht wird, die unterhalb der Schmelztemperatur des Borstenmaterials und/oder des Borstenträgermaterials liegt, insbesondere unterhalb von 85% in Grad Celsius der jeweiligen Schmelztemperatur des Borsten- und/oder des Borstenträgermaterials, das Werkzeugteil wird relativ zum Borstenträger bewegt, sodass das Werkzeugteil den Borstenträger kontaktiert und ihn aufheizt, das Werkzeugteil übt eine Druckkraft auf den Borstenträger aus und verformt den Borstenträger zumindest im Bereich des die Verankerungsöffnung umgebenden Randes unter Reduzierung des Querschnittes der Verankerungsöffnung derart, dass die zumindest eine Borste in die Verankerungsöffnung eingebettet und verankert ist, und das Werkzeugteil wird relativ zum Borstenträger weg bewegt, sodass die zumindest eine Borste aus der Aufnahmeöffnung gezogen wird.This object is achieved by a method for producing a brush which has a bristle carrier made of thermoplastic material with at least one anchoring opening, into which at least one bristle is inserted and anchored therein. The bristle carrier with its anchoring opening is a prefabricated injection molded part, so that it is very easy to manufacture and requires no processing. The method according to the invention is characterized by the following steps: the at least one bristle is received in a receiving opening of a tool part, the at least one bristle is fastened with its fastening end, while it is still seated in the receiving opening, into an anchoring opening formed during the manufacture (eg injection molding) of the bristle carrier of the bristle carrier without being fastened therein, the tool part is heated so that the end face of the tool part opposite the bristle carrier is brought to a temperature which is below the melting temperature of the bristle material and / or the bristle carrier material, in particular below 85% in degrees Celsius the respective melting temperature of the bristle and / or bristle carrier material, the tool part is moved relative to the bristle carrier, so that the tool part contacts the bristle carrier and heats it up, the tool part exerts a compressive force on the bristle carrier and deforms it With the bristle carrier at least in the area of the edge surrounding the anchoring opening while reducing the cross section of the anchoring opening in such a way that the at least one bristle is embedded and anchored in the anchoring opening, and the tool part is moved relative to the bristle carrier so that the at least one bristle comes out of the receiving opening is pulled.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Bürste, die einen Borstenträger mit zumindest einer Verankerungsöffnung und wenigstens einer in die Verankerungsöffnung eingesetzten und darin ankerlos verankerten Borste aufweist, wobei der Borstenträger und die wenigstens eine Borste aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet sind, der gleich oder verschieden sein kann, welches durch die folgende Schritte gekennzeichnet ist:
- die wenigstens eine Borste wird in eine Aufnahmeöffnung eines Werkzeugteils aufgenommen;
- die wenigstens eine Borste wird mit ihrem Befestigungsende, während sie noch in der Aufnahmeöffnung sitzt, in eine beim Herstellen (z.B. Spritzgießen) des Borstenträgers gebildete Verankerungsöffnung des Borstenträgers geschoben, ohne darin befestigt zu sein,
- eine dem Borstenträger gegenüberliegende Stirnseite des Werkzeugteils wird auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht, die in einem Bereich von zwischen Umgebungstemperatur und 210 °C, insbesondere 150 °C, liegt,
- das Werkzeugteil wird relativ zum Borstenträger bewegt, sodass das Werkzeugteil den Borstenträger kontaktiert und ihn auf die vorbestimmte Temperatur bringt, jedoch ohne den Borstenträger und die wenigstens eine Borste zu schmelzen,
- der Borstenträger wird über das Werkzeugteil mit einem Druck beaufschlagt und zumindest im Bereich des die Verankerungsöffnung umgebenden Randes unter Reduzierung des Querschnittes der Verankerungsöffnung derart verformt, dass die zumindest eine Borste in die Verankerungsöffnung eingebettet und verankert ist, und
- das Werkzeugteil wird relativ zum Borstenträger weg bewegt, sodass die zumindest eine Borste aus der Aufnahmeöffnung gezogen wird.
- the at least one bristle is received in a receiving opening of a tool part;
- the at least one bristle is pushed with its fastening end, while it is still seated in the receiving opening, into an anchoring opening of the bristle carrier formed during manufacture (eg injection molding) of the bristle carrier without being fastened therein,
- an end face of the tool part opposite the bristle carrier is brought to a predetermined temperature which is in a range from between ambient temperature and 210 ° C., in particular 150 ° C.,
- the tool part is moved relative to the bristle carrier, so that the tool part contacts the bristle carrier and brings it to the predetermined temperature, but without melting the bristle carrier and the at least one bristle,
- pressure is applied to the bristle carrier via the tool part and, at least in the region of the edge surrounding the anchoring opening, deformed in such a way that the cross section of the anchoring opening is reduced such that the at least one bristle is embedded and anchored in the anchoring opening, and
- the tool part is moved away relative to the bristle carrier, so that the at least one bristle is pulled out of the receiving opening.
Der thermoplastische Kunststoff ist bei allen Ausführungsformen bevorzugt aus der aus Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Polybutylenterephthalat (PBT), Polypropylen (PP), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyvinylacetat (PVA), Polyethylen (PE), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) und Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) bestehenden Gruppe ausgewählt. Es können sowohl Homopolymere als auch Copolymere mit den genannten thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt werden.In all embodiments, the thermoplastic is preferably made of polyester, in particular polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyvinyl acetate (PVA), polyethylene (PE), acrylonitrile -Butadiene-styrene copolymer (ABS) and styrene-acrylonitrile copolymer (SAN) selected existing group. Both homopolymers and copolymers with the thermoplastic materials mentioned can be used.
Erfindungsgemäß soll der Borstenträger und die wenigstens eine in das Werkzeugteil eingesetzte Borste nicht schmelzen, wenn das Werkzeugteil den Borstenträger kontaktiert. Die vorbestimmte Temperatur beträgt dazu vorzugsweise höchstens 85 Prozent der Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffs. Damit kann eine Beschädigung der Borsten und/oder des Borstenträgers sicher verhindert werden.According to the invention, the bristle carrier and the at least one bristle inserted into the tool part should not melt when the tool part contacts the bristle carrier. For this purpose, the predetermined temperature is preferably at most 85 percent of the melting temperature of the thermoplastic. This can reliably prevent damage to the bristles and / or the bristle holder.
Die Rückseite des Borstenträgers sollte durch das Werkzeugteil während des Verankerns nicht erwärmt werden, sodass tatsächlich nur die Vorderseite, die dem Werkzeugteil zugewandt ist, erwärmt und umgeformt wird, wogegen die Rückseite eine plattenartige, stabile Struktur bildet, die als Basis des Borstenträgers bezeichnet werden könnte. Dieser Teil des Borstenträgers wird während der Druckbeaufschlagung folglich auch nicht umgeformt oder in seiner Gestalt geändert.The back of the bristle carrier should not be heated by the tool part during anchoring, so that in fact only the front side facing the tool part is heated and reshaped, whereas the back forms a plate-like, stable structure that could be called the base of the bristle carrier . This part of the bristle carrier is consequently not reshaped or changed in its shape during the pressurization.
Das Werkzeugteil kann zumindest während der gesamten Zeit, in der es Druck auf den Borstenträger ausübt, den Borstenträger stirnseitig auch aufheizen. Es geht also bei der Erfindung nicht um ein kurzzeitiges Vorab-Aufheizen des Borstenträgers und ein anschließendes schnelles Bewegen der Borstenbüschel in die erwärmten Materialabschnitte des Borstenträgers, wie dies im Stand der Technik mit dem vorab erhitzten Borstenträgern der Fall ist, in die dann Borstenbüschel eingestoßen werden.The tool part can also heat up the bristle carrier at the end at least during the entire time in which it exerts pressure on the bristle carrier. The invention is therefore not a matter of briefly preheating the bristle carrier and then moving the bristle tufts quickly into the heated material sections of the bristle carrier, as is the case in the prior art with the preheated bristle carriers into which bristle tufts are then pushed .
Die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kunststoffe sind beispielsweise Copolyester, insbesondere Eastar™ BR003 (mit einem Schmelztemperaturbereich von 230 bis 280°C), Polypropylene, insbesondere ein Homopolymer wie beispielsweise PPHS042 mit einer Schmelztemperatur von 165°C, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylacetat oder Polyethylen. Sofern diese Materialien eine Glasübergangstemperatur über der Umgebungstemperatur, hier 300° Kelvin, haben, sollte über das Werkzeugteil Energie in den Bürstenkörper eingebracht werden. Dies ist auch vorteilhaft bei Materialien, deren Glasübergangstemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur liegt,The plastics used in the present invention are, for example, copolyesters, in particular Eastar ™ BR003 (with a melting temperature range from 230 to 280 ° C.), polypropylenes, in particular a homopolymer such as PPHS042 with a melting temperature of 165 ° C., polycarbonate, polyamide, polyvinyl acetate or polyethylene . If these materials have a glass transition temperature above the ambient temperature, here 300 ° Kelvin, energy should be introduced into the brush body via the tool part. This is also advantageous for materials whose glass transition temperature is below the ambient temperature,
Vorteilhafter Weise werden Borstenträgermaterialien auf folgende Temperaturen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und durch die nachfolgend noch erläuterte erfindungsgemäße Vorrichtung erwärmt:
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in der bevorzugten Ausführungsform nicht nur eine Borste vor, die insgesamt in eine Aufnahmeöffnung eingesetzt wird, sondern mehrere Verankerungsöffnungen und mehrere Aufnahmeöffnungen im Borstenträger bzw. im Werkzeugteil. Die Aufnahmeöffnungen fluchten jeweils zu den zugeordneten Verankerungsöffnungen. In die Aufnahmeöffnungen werden Borstenbüschel eingesetzt, die dann in die Verankerungsöffnungen eingeschoben werden, vorzugsweise gleichzeitig eingeschoben werden. Das Werkzeugteil heizt gleichzeitig zumindest die Ränder der Verankerungsöffnungen auf, vorzugsweise die gesamte Kontaktfläche, sodass der gesamte Bereich zwischen den Verankerungsöffnungen erwärmt wird. Durch Ausübung von Druck auf die Stirnseite des Borstenträgers werden die Verankerungsöffnungen gleichzeitig geschlossen und dadurch die Borstenbüschel gleichzeitig verankert.In the preferred embodiment, the method according to the invention not only provides for a bristle which is inserted overall into a receiving opening, but rather a plurality of anchoring openings and a plurality of receiving openings in the bristle carrier or in the tool part. The receiving openings are each aligned with the assigned anchoring openings. Tufts of bristles are inserted into the receiving openings, which are then inserted into the anchoring openings, preferably inserted at the same time. The tool part simultaneously heats up at least the edges of the anchoring openings, preferably the entire contact surface, so that the entire area between the anchoring openings is heated. By exerting pressure on the end face of the bristle carrier, the anchoring openings are closed at the same time and the tufts of bristles are thereby anchored at the same time.
Vorzugsweise ist der Kontaktbereich am Werkzeugteil eben, ebenso wie die Stirnseite des Borstenträgers, welche dem Werkzeugteil zugewandt ist.The contact area on the tool part is preferably flat, as is the end face of the bristle carrier, which faces the tool part.
Die Zustellbewegung des Werkzeugteils relativ zum Borstenträger kann druck- und zeitgesteuert und/ oder druck- und weggesteuert vollzogen werden. Der Begriff „Zustellbewegung des Werkzeugteils relativ zum Borstenträger“ bedeutet, dass eines der beiden Teile oder beide Teile relativ zueinander bewegt werden.The infeed movement of the tool part relative to the bristle carrier can be carried out under pressure and time control and / or under pressure and displacement control. The term “infeed movement of the tool part relative to the bristle carrier” means that one of the two parts or both parts are moved relative to one another.
Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, dass das Werkzeugteil ab dem Zeitpunkt des Kontaktierens des Borstenträgers eine vorzugsweise konstant bleibende Druckkraft über eine vorgegebene Zeit auf den Borstenträger ausübt. Dieses optionale Verfahren ist besonders einfach zu realisieren, denn es wird einfach eine Druckkraft aufgebracht und eine Zeit lang auf den Borstenträger ausgeübt, sozusagen als Einwirkzeit, um auf seine vorbestimmte maximale Betriebstemperatur aufgeheizt sein, bevor es den Borstenträger kontaktiert.Another variant of the invention provides that the tool part exerts a preferably constant compressive force on the bristle carrier over a predetermined time from the time the bristle carrier contacts. This optional method is particularly easy to implement, because a compressive force is simply applied and exerted on the bristle carrier for a period of time, so to speak as a contact time, in order to be heated to its predetermined maximum operating temperature before it contacts the bristle carrier.
Die Erfindung sieht unter anderem in einer Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Schmelztemperatur des Kunststoffs des Borstenträgers unterhalb der Schmelztemperatur der Borste bzw. Borsten liegt. Daneben gibt es aber auch Bürsten, bei denen das Borstenträgermaterial gleich dem Borstenmaterial ist, zum Beispiel Polypropylen und PA.The invention provides, inter alia, in one embodiment of the invention that the melting temperature of the plastic of the bristle carrier is below the melting temperature of the bristle or bristles. In addition, there are also brushes in which the bristle carrier material is the same as the bristle material, for example polypropylene and PA.
Wie bereits erläutert, sollte der Borstenträger erst nach dem Einbringen der zumindest einen Borste durch das Werkzeugteil erwärmt werden, und zwar vorzugsweise ausschließlich durch Kontaktierung. Natürlich kann, wenn ein Borstenträger in die Nähe eines warmen oder heißen Werkzeugteils kommt, eine minimale Temperaturerhöhung stattfinden, diese Temperaturerhöhung ist aber absolut vernachlässigbar und findet nur an der unmittelbaren Oberfläche statt.As already explained, the bristle carrier should only be heated by the tool part after the at least one bristle has been introduced, and preferably only by contacting. Of course, if a bristle carrier comes close to a warm or hot tool part, a minimal temperature increase can take place, but this temperature increase is absolutely negligible and only takes place on the immediate surface.
Sollte jedoch die Zustellbewegung sehr lange dauern, ist es alternativ hierzu denkbar, dass das Werkzeugteil den Borstenträger im Bereich der Kontaktfläche mit dem Werkzeug während der Zustellbewegung des Werkzeugteils auf die Temperatur bringt, die unterhalb der Schmelztemperatur des Borstenträgermaterials und, vorzugsweise, größer gleich der Glasübergangstemperatur des Materials des Borstenträgers ist. Alternativ oder ergänzend kann auch bei Kontaktierung des Borstenträgers durch das Werkzeugteil der Borstenträger auf die vorgenannte Temperatur gebracht werden.However, should the infeed movement take a very long time, it is alternatively conceivable that the tool part brings the bristle carrier in the area of the contact surface with the tool to the temperature during the infeed movement of the tool part, which is below the melting temperature of the bristle carrier material and, preferably, greater than or equal to the glass transition temperature of the bristle carrier material. Alternatively or additionally, the bristle carrier can also be brought to the aforementioned temperature when the bristle carrier contacts the tool part.
Die Aufheizung des Borstenträgers auf die vorbestimmte Temperatur sollte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung 0,25 bis 0,5 mm unter der dem Werkzeugteil zugewandten Oberfläche des Borstenträgers erreicht werden. Da das Werkzeugteil über einen längeren Zeitraum gegen den Borstenträger drückt und ihn dabei aufheizt, wandert die Wärmeenergie auch tiefer in das Innere des Borstenträgers. Damit muss bei der ersten Kontaktierung des Borstenträgers durch das Werkzeugteil dieses nicht bereits in die Tiefe aufgeheizt sein, es reicht aus, diese Aufheizung während der Zustellbewegung und der Einwirkzeit (Kontaktzeit) zu erreichen.According to one embodiment of the invention, the bristle holder should be heated to the predetermined temperature 0.25 to 0.5 mm below the surface of the bristle holder facing the tool part. Since the tool part presses against the bristle holder over a longer period of time and heats it up, the thermal energy also migrates deeper into the interior of the bristle holder. This means that when the bristle carrier is first contacted by the tool part, it does not have to be heated to depth it is sufficient to achieve this heating during the infeed movement and the exposure time (contact time).
Als Werkzeugteil wird insbesondere ein Magazin eingesetzt, welches mit der zumindest einen Borste oder dem zumindest einen Borstenbüschel bestückt wird. Sind mehrere Borsten oder mehrere Borstenbüschel am Borstenträger zu befestigen, so sind alle Borsten bzw. Borstenbüschel in demselben Magazin untergebracht und werden nach dem Bestücken gleichzeitig eingeschoben.In particular, a magazine is used as the tool part, which is equipped with the at least one bristle or the at least one bristle tuft. If several bristles or several tufts of bristles are to be attached to the bristle carrier, all the bristles or tufts of bristles are accommodated in the same magazine and are inserted at the same time after they have been loaded.
Das oder die Befestigungsenden der Borsten bzw. Borstenbüschel ragen nach dem Bestücken mit ihrem Befestigungsende aus dem Magazin heraus und werden an diesem Befestigungsende erhitzt, ohne das Magazin dabei verlassen zu müssen. Die Verdickung bildet sich dann am frei vom Magazin abstehenden Befestigungsende. Das Magazin ist also kein reines Stempelwerkzeug, sondern auch ein Transportwerkzeug, welches seitlich zum Borstenträger aus einer Bestückungsstation kommend herangefahren wird und anschließend gegen den Borstenträger gepresst wird.The one or more fastening ends of the bristles or tufts of bristles protrude from the magazine with their fastening end and are heated at this fastening end without having to leave the magazine. The thickening then forms at the fastening end protruding freely from the magazine. The magazine is therefore not a pure stamping tool, but also a transport tool, which is moved laterally to the bristle holder from an assembly station and is then pressed against the bristle holder.
Wie bereits erwähnt, hat das Werkzeugteil beispielsweise eine ebene, dem Borstenträger zugewandte Stirnseite und/oder eine Geometrie, die nicht in die Verankerungsöffnung ragen kann, das heißt ohne stiftartige Vorsprünge oder dergleichen, wie dies im Stand der Technik vorgeschlagen wurde.As already mentioned, the tool part has, for example, a flat end face facing the bristle carrier and / or a geometry which cannot protrude into the anchoring opening, that is to say without pin-like projections or the like, as was proposed in the prior art.
Durch das Aufbringen von Druck und Wärme wird die Gesamtdicke des Borstenträgers bleibend reduziert, das heißt nicht nur partiell, sondern insgesamt. Die dem Borstenträger gegenüberliegende Stirnseite des Werkzeugteils wird insbesondere auf eine Temperatur gebracht, die maximal 140°C, insbesondere maximal 130°C beträgt. Beispielsweise wird hier als Material für den Borstenträger Polypropylen, PET, ABS oder SAN verwendet.By applying pressure and heat, the overall thickness of the bristle carrier is permanently reduced, that is, not only partially, but overall. The end face of the tool part opposite the bristle carrier is in particular brought to a temperature which is a maximum of 140 ° C., in particular a maximum of 130 ° C. For example, polypropylene, PET, ABS or SAN is used as the material for the bristle carrier.
Die vorerwähnten vorteilhaften Varianten können ausdrücklich auch beliebig miteinander kombiniert werden.The advantageous variants mentioned above can also be expressly combined with one another as desired.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zum Herstellen einer zumindest eine Borste oder zumindest ein Borstenbüschel, vorzugsweise mehrere Borstenbüschel, aufweisende Bürste gelöst, die einen Borstenträger mit zumindest einer Verankerungsöffnung für die zumindest eine Borste oder das zumindest eine Borstenbüschel besitzt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Halterung für den Borstenträger sowie ein als Pressstempel ausgebildetes Werkzeugteil mit zumindest einer Aufnahmeöffnung für die zumindest eine Borste oder das zumindest eine Borstenbüschel aufweist, wobei die Aufnahmeöffnung auf der dem Borstenträger zugewandten Stirnseite des Werkzeugteils mündet, und wobei das Werkzeugteil eine zumindest Abschnitte der Stirnseite erwärmende Heizung besitzt, die so ausgebildet und so geregelt ist, dass die Stirnseite auf eine Temperatur von maximal 140°C, insbesondere maximal 130°C aufgeheizt wird. Insbesondere wird hier als Material für den Borstenträger Polypropylen, PET, ABS oder SAN verwendet.The object of the invention is also achieved by a device for producing a brush having at least one bristle or at least one bristle tuft, preferably a plurality of bristle tufts, which has a bristle carrier with at least one anchoring opening for the at least one bristle or the at least one bristle tuft, in particular for carrying out the Method according to one of the preceding claims, wherein the device has a holder for the bristle carrier and a tool part designed as a press ram with at least one receiving opening for the at least one bristle or the at least one tuft of bristles, the receiving opening opening on the end face of the tool part facing the bristle carrier, and wherein the tool part has a heating element which heats at least sections of the end face and is designed and regulated in such a way that the end face is heated to a temperature of at most 140 ° C., in particular at most 130 ° C. In particular, polypropylene, PET, ABS or SAN is used here as the material for the bristle carrier.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Werkzeugteil, das als temporärer Träger für die Borste oder das oder die Borstenbüschel fungiert, als Pressstempel und zugleich als Transportmittel verwendet. Eine Heizung an der Stirnseite des Werkzeugteils ist so ausgeführt und ist so über eine Steuerung geregelt, dass die Stirnseite auf eine Temperatur von maximal 140°C, insbesondere maximal 130°C aufgeheizt wird, wenn sie gegen den Borstenträger verfahren wird. Eine Vorrichtung, die zwar höhere Temperaturen theoretisch fahren kann, deren Steuerung oder Regelung aber die Temperatur entsprechend vorbestimmt begrenzt, fällt natürlich auch unter die definitionsgemäße Vorrichtung.In the device according to the invention, a tool part, which acts as a temporary carrier for the bristle or the bristle tufts or bristles, is used as a press stamp and at the same time as a means of transport. A heater on the end face of the tool part is designed and controlled via a control system such that the end face is heated to a temperature of a maximum of 140 ° C., in particular a maximum of 130 ° C., when it is moved against the bristle holder. A device that can theoretically drive higher temperatures, but whose control or regulation limits the temperature accordingly, naturally also falls under the device according to the definition.
Wie zuvor bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert, kann die Zustellbewegung des Werkzeugteils relativ zu einer Halterung des Borstenträgers durch Bewegung des Halters und/oder des Werkzeugteils realisiert werden, wobei die Zustellbewegung druck- und zeitgesteuert und/oder druck- und weggesteuert sein kann.As previously explained in connection with the method, the infeed movement of the tool part relative to a holder of the bristle carrier can be realized by movement of the holder and / or the tool part, the infeed movement being pressure and time controlled and / or pressure and path controlled.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen Druck von wenigstens 200 bar, insbesondere wenigstens 400 bar auf den Borstenträger aufbringen, das heißt in Richtung zur Halterung.The device according to the invention can apply a pressure of at least 200 bar, in particular at least 400 bar, to the bristle carrier, that is to say in the direction of the holder.
Die Heizbarkeit des Werkzeugteils sollte im gesamten Kontaktbereich mit dem Borstenträger ausgeführt sein oder sogar im gesamten Bereich der Stirnseite des Werkzeugteils, die der Halterung und damit dem in die Halterung eingesetzten Borstenträger gegenüberliegt.The heatability of the tool part should be carried out in the entire contact area with the bristle holder or even in the entire area of the end face of the tool part, which is opposite the holder and thus the bristle holder inserted into the holder.
Wie ferner bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert, ist das Werkzeugteil beispielsweise ein Magazin, welches in einer Bestückungsstation der Vorrichtung mit der zumindest einen Borste oder dem zumindest einen Borstenbüschel bestückt wird. Die zumindest eine Borste oder das einer Glasübergangstemperatur von größer gleich 300° Kelvin, PET, PBT, PA, ABS, SAN und PC), oder die der Umgebungstemperatur entspricht, wenn mit einem Borstenträgermaterial gearbeitet wird, dessen Glasübergangstemperatur kleiner 300° Kelvin beträgt, also insbesondere Polypropylenvarianten mit solch niedrigen Glasübergangstemperaturen. Der Rand der Verankerungsöffnung ist zumindest der Außenrand an der Stirnseite des Borstenträgers. As further explained in connection with the method according to the invention, the tool part is, for example, a magazine which is equipped with the at least one bristle or the at least one bristle tuft in a loading station of the device. The at least one bristle or a glass transition temperature greater than or equal to 300 ° Kelvin, PET, PBT, PA, ABS, SAN and PC), or which corresponds to the ambient temperature when working with a bristle carrier material whose glass transition temperature is less than 300 ° Kelvin, that is especially polypropylene variants with such low glass transition temperatures. The edge of the anchoring opening is at least the outer edge on the end face of the bristle carrier.
Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Borste oder das Borstenbüschel zuerst in die Aufnahmeöffnung geschoben wird, bevor der Rand der Verankerungsöffnung auf eine Temperatur aufgeheizt ist, die zumindest 30 °C über der Umgebungstemperatur liegt, insbesondere bevor der Rand der Verankerungsöffnung im Inneren der Verankerungsöffnung über die Umgebungstemperatur durch das Werkzeugteil aufgeheizt ist. Das bedeutet, der Rand innerhalb der Öffnung wird bei letzterer Variante nicht merklich aufgeheizt, im Gegensatz zum Stand der Technik, wo beheizbare Stifte in die Öffnung eindringen sollten, um den innenseitigen Rand der Öffnung, das heißt die die Öffnung definierende Wand, bis zum Lochgrund zu erwärmen.Another variant of the invention provides that the at least one bristle or the bristle tuft is first pushed into the receiving opening before the edge of the anchoring opening is heated to a temperature which is at least 30 ° C. above the ambient temperature, in particular before the edge of the anchoring opening inside the anchoring opening is heated above the ambient temperature by the tool part. This means that the edge within the opening is not noticeably heated in the latter variant, in contrast to the prior art, where heatable pins should penetrate the opening around the inside edge of the opening, that is to say the wall defining the opening, to the bottom of the hole to warm up.
Die Verformung sollte derart sein, dass der Rand des Borstenträgers am Übergang zur Stirnseite des Borstenträgers am gesamten Umfang gegen die außenliegenden Borsten des befestigten Borstenbüschels drückt.The deformation should be such that the edge of the bristle carrier at the transition to the end face of the bristle carrier presses against the outer bristles of the attached bristle tufts over the entire circumference.
Vorzugsweise bezieht sich die fehlende Aufheizung der Öffnungswand auch auf die übrigen Ausführungsformen. Das heißt, dass optional generell nur im Bereich der Stirnseite, also am Übergang der Stirnseite zur Verankerungsöffnung, der Rand auf die vorgegebenen Grenztemperaturen oder Temperaturen gebracht wird, in der Öffnung selbst bleibt jedoch die Umgebungstemperatur im Wesentlichen erhalten, solange das Werkzeugteil den Borstenträger nicht kontaktiert.The lack of heating of the opening wall preferably also relates to the other embodiments. This means that the edge is brought to the specified limit temperatures or temperatures only in the area of the end face, i.e. at the transition from the end face to the anchoring opening, but the ambient temperature remains essentially in the opening itself as long as the tool part does not contact the bristle holder .
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Werkzeugteil im gesamten Kontaktbereich, in dem das Werkzeugteil den Borstenträger kontaktiert, auch aufgeheizt wird und nicht nur in dem punktuellen Bereich oder linienförmigen Bereich um den Rand der Verankerungsöffnung herum. Dies hat den Vorteil, dass das Werkzeugteil den gesamten Kontaktbereich und damit den gesamten angrenzenden Materialbereich des Werkzeugteils zur Verfügung hat, um diesen Materialbereich durch den hohen aufgebrachten Druck zu bewegen und umzuformen. Dabei ist es darüber hinaus vorteilhaft, wenn das Werkzeugteil sogar die gesamte dem Werkzeugteil zugewandte Stirnseite des Borstenträgers kontaktiert, zumindest aber wenigstens 70 % der Stirnseite kontaktiert und mit Druck beaufschlagt. Im Stand der Technik wurde durch vorstehende Wülste am hergestellten Borstenträger eine Art Kragen geschaffen, der das einzige erhitzte und umgeformte Material darstellte. Die vorliegende Erfindung setzt sich hiervon jedoch deutlich ab, indem gerade die Abschnitte des Borstenträgers erwärmt und mit umgeformt werden, die entfernt vom stirnseitigen Rand der Verankerungsöffnungen liegen.A preferred embodiment of the invention provides that the tool part is also heated in the entire contact area in which the tool part contacts the bristle carrier and not only in the punctiform area or linear area around the edge of the anchoring opening. This has the advantage that the tool part has the entire contact area and thus the entire adjacent material area of the tool part available in order to move and reshape this material area due to the high pressure applied. It is also advantageous if the tool part even contacts the entire end face of the bristle carrier facing the tool part, but at least contacts at least 70% of the end face and pressurizes it. In the prior art, a protruding collar on the bristle carrier produced created a type of collar, which was the only heated and reshaped material. However, the present invention clearly sets itself apart from this by heating and reshaping the portions of the bristle carrier that are distant from the front edge of the anchoring openings.
Die Rückseite des Borstenträgers sollte durch das Werkzeugteil während des Verankerns nicht erwärmt werden, sodass tatsächlich nur die Vorderseite, die dem Werkzeugteil zugewandt ist, erwärmt und umgeformt wird, wogegen die Rückseite eine plattenartige, stabile Struktur bildet, die als Basis des Borstenträgers bezeichnet werden könnte. Dieser Teil des Borstenträgers wird während der Druckbeaufschlagung folglich auch nicht umgeformt oder in seiner Gestalt geändert.The back of the bristle carrier should not be heated by the tool part during anchoring, so that in fact only the front side facing the tool part is heated and reshaped, whereas the back forms a plate-like, stable structure that could be called the base of the bristle carrier . This part of the bristle carrier is consequently not reshaped or changed in its shape during the pressurization.
Das Werkzeugteil kann zumindest während der gesamten Zeit, in der es Druck auf den Borstenträger ausübt, den Borstenträger stirnseitig auch aufheizen. Es geht also bei der Erfindung nicht um ein kurzzeitiges Vorab-Aufheizen des Borstenträgers und ein anschließendes schnelles Bewegen der Borstenbüschel in die erwärmten Materialabschnitte des Borstenträgers, wie dies im Stand der Technik mit dem vorab erhitzten Borstenträgern der Fall ist, in die dann Borstenbüschel eingestoßen werden.The tool part can also heat up the bristle carrier at the end at least during the entire time in which it exerts pressure on the bristle carrier. The invention is therefore not a matter of briefly preheating the bristle carrier and then moving the bristle tufts quickly into the heated material sections of the bristle carrier, as is the case in the prior art with the preheated bristle carriers into which bristle tufts are then pushed .
Die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten Kunststoffe sind beispielsweise Copolyester, insbesondere Eastar™ BR003 (mit einem Schmelztemperaturbereich von 230 bis 280 °C), Polypropylene, insbesondere ein Homopolymer wie beispielsweise PPH5042 mit einer Schmelztemperatur von 165°C, Polycarbonat, Polyamid, Polyvinylacetat oder Polyethylen. Sofern diese Materialien eine Glasübergangstemperatur über der Umgebungstemperatur, hier 300° Kelvin , haben, sollte über das Werkzeugteil Energie in den Bürstenkörper eingebracht werden. Dies ist auch vorteilhaft bei Materialien, deren Glasübergangstemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur liegt. Jedoch ist es gemäß einer Variante der Erfindung bei solchen Materialien des Bürstenkörpers auch möglich, ohne eine Aufheizung des Bürstenkörpers durch das Werkzeugteil auszukommen. Dann wird bei der Umgebungstemperatur die Umformung ausschließlich über den Druck des Werkzeugteils auf den Borstenträger erreicht.The plastics used in the present invention are, for example, copolyesters, in particular Eastar ™ BR003 (with a melting temperature range from 230 to 280 ° C.), polypropylenes, in particular a homopolymer such as PPH5042 with a melting temperature of 165 ° C., polycarbonate, polyamide, polyvinyl acetate or polyethylene . If these materials have a glass transition temperature above the ambient temperature, here 300 ° Kelvin, energy should be introduced into the brush body via the tool part. This is also advantageous for materials whose glass transition temperature is below the ambient temperature. However, it is according to a variant of the invention with such materials of the brush body is also possible without heating the brush body by the tool part. Then, at the ambient temperature, the deformation is achieved only by the pressure of the tool part on the bristle carrier.
Vorteilhafter Weise werden Borstenträgermaterialien auf folgende Temperaturen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und durch die nachfolgend noch erläuterte erfindungsgemäße Vorrichtung erwärmt:
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in der bevorzugten Ausführungsform nicht nur eine Borste vor, die insgesamt in eine Aufnahmeöffnung eingesetzt wird, sondern mehrere Verankerungsöffnungen und mehrere Aufnahmeöffnungen im Borstenträger bzw. im Werkzeugteil. Die Aufnahmeöffnungen fluchten jeweils zu den zugeordneten Verankerungsöffnungen. In die Aufnahmeöffnungen werden Borstenbüschel eingesetzt, die dann in die Verankerungsöffnungen eingeschoben werden, vorzugsweise gleichzeitig eingeschoben werden. Das Werkzeugteil heizt gleichzeitig zumindest die Ränder der Verankerungsöffnungen auf, vorzugsweise die gesamte Kontaktfläche, sodass der gesamte Bereich zwischen den Verankerungsöffnungen erwärmt wird. Durch Ausübung von Druck auf die Stirnseite des Borstenträgers werden die Verankerungsöffnungen gleichzeitig geschlossen und dadurch die Borstenbüschel gleichzeitig verankert.In the preferred embodiment, the method according to the invention not only provides for a bristle which is inserted overall into a receiving opening, but rather a plurality of anchoring openings and a plurality of receiving openings in the bristle carrier or in the tool part. The receiving openings are each aligned with the assigned anchoring openings. Tufts of bristles are inserted into the receiving openings, which are then inserted into the anchoring openings, preferably inserted at the same time. The tool part simultaneously heats up at least the edges of the anchoring openings, preferably the entire contact surface, so that the entire area between the anchoring openings is heated. By exerting pressure on the end face of the bristle carrier, the anchoring openings are closed at the same time and the tufts of bristles are thereby anchored at the same time.
Vorzugsweise ist der Kontaktbereich am Werkzeugteil eben, ebenso wie die Stirnseite des Borstenträgers, welche dem Werkzeugteil zugewandt ist.The contact area on the tool part is preferably flat, as is the end face of the bristle carrier, which faces the tool part.
Die Zustellbewegung des Werkzeugteils relativ zum Borstenträger kann druck- und zeitgesteuert und/oder druck- und weggesteuert vollzogen werden. Der Begriff „Zustellbewegung des Werkzeugteils relativ zum Borstenträger“ bedeutet, dass eines der beiden Teile oder beide Teile relativ zueinander bewegt werden.The infeed movement of the tool part relative to the bristle carrier can be carried out under pressure and time control and / or under pressure and displacement control. The term “infeed movement of the tool part relative to the bristle carrier” means that one of the two parts or both parts are moved relative to one another.
Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, dass das Werkzeugteil ab dem Zeitpunkt des Kontaktierens des Borstenträgers eine vorzugsweise konstant bleibende Druckkraft über eine vorgegebene Zeit auf den Borstenträger ausübt. Dieses optionale Verfahren ist besonders einfach zu realisieren, denn es wird einfach eine Druckkraft aufgebracht und eine Zeit lang auf den Borstenträger ausgeübt, sozusagen als Einwirkzeit, um anschließend Werkzeugteil und Borstenträger wieder voneinander zu entfernen. Weitere Verfahrensschritte sind auch hier, wie bei den übrigen Varianten der Erfindung, nicht erforderlich, um die Borste oder das oder die Borstenbüschel im Borstenträger zu verankern.Another variant of the invention provides that the tool part exerts a preferably constant compressive force on the bristle carrier over a predetermined time from the time the bristle carrier contacts. This optional method is particularly easy to implement, since a compressive force is simply applied and exerted on the bristle holder for a period of time, so to speak as a contact time, in order to subsequently remove the tool part and bristle holder from one another again. As in the other variants of the invention, further method steps are not necessary here either in order to anchor the bristle or the bristle tufts or bristles in the bristle carrier.
Die Zustellbewegung und/oder der aufgebrachte Druck vom Werkzeugteil relativ zum bzw. auf den Borstenträger kann ab der Kontaktierung des Borstenträgers durch das Werkzeugteil bis Erreichen des maximalen Zustellwegs nichtlinear über die Zeit verlaufen. Dadurch kann beispielsweise eine längere oder kürzere anfängliche Einwirkzeit der Temperatur realisiert werden, und anschließend wird dann ein anderer Druck ausgeübt, um das Borstenträgermaterial weiter und dauerhaft zu verformen.The infeed movement and / or the pressure applied from the tool part relative to or onto the bristle carrier can run non-linearly over time from the contacting of the bristle carrier through the tool part until the maximum delivery path has been reached. In this way, for example, a longer or shorter initial exposure time to the temperature can be achieved, and then a different pressure is then exerted in order to further and permanently deform the bristle carrier material.
Im Gegensatz zum zuvor erwähnten Stand der Technik sollte das Befestigungsende der zumindest einen Borste oder des oder der gesamten Borstenbüschel beim Einschieben in die zugeordnete(n) Verankerungsöffnung(en) kleiner als der Querschnitt der Verankerungsöffnung, natürlich vor dessen Verformen und vor der Erwärmung des Borstenträgers, sein. Das bedeutet, das Borstenbüschel wird nicht in die seitliche Wand der Verankerungsöffnung eingedrückt, wie dies im Stand der Technik vorgeschlagen wurde. Das Befestigungsende wird auch nicht in den Boden der Verankerungsöffnung eingedrückt, denn dieser ist nicht oder nicht ausreichend erwärmt, um weich zu sein. Ferner wird auch keine Axialkraft auf die Borsten ausgeübt, die über die notwendige Kraft zum Herausschieben der Borsten aus der Aufnahmeöffnung hinausgeht.In contrast to the aforementioned prior art, the fastening end of the at least one bristle or the whole or all of the bristle tufts when inserted into the associated anchoring opening (s) should be smaller than the cross section of the anchoring opening, of course before it is deformed and before the bristle carrier is heated , be. This means that the tufts of bristles are not pressed into the side wall of the anchoring opening, as has been proposed in the prior art. The fastening end is also not pressed into the bottom of the anchoring opening, because this is not or not sufficiently heated to be soft. Furthermore, no axial force is exerted on the bristles that exceeds the force required to push the bristles out of the receiving opening.
Ähnlich wie dies beim in der Praxis verwendeten ankerlosen Befestigen der Fall ist, kann die zumindest eine Borste oder das gesamte Borstenbüschel durch thermisches Umformen des Borstenmaterials ein verdicktes Befestigungsende bekommen, indem es über die Schmelztemperatur erwärmt wird. Bei Verwendung eines Borstenbüschels werden die Borsten des Borstenbüschels durch thermisches Umformen miteinander vereinigt. Dabei werden aber nicht auch noch benachbarte Borstenbüschel miteinander vereinigt, sondern jedes Borstenbüschel hat für sich ein verdicktes Befestigungsende, mit dem voraus es in die Verankerungsöffnung eingeführt wird. Similar to the case in anchorless fastening used in practice, the at least one bristle or the entire bristle tuft can get a thickened fastening end by thermally deforming the bristle material by heating it above the melting temperature. When using a bristle tuft, the bristles of the bristle tuft are combined with one another by thermal shaping. However, adjacent bristle tufts are not also combined with one another, but each bristle tuft has a thickened fastening end for itself, with which it is inserted into the anchoring opening beforehand.
Wichtig für das vorliegende Verfahren und ein großer Unterschied zum Stand der Technik ist die relativ lange Einwirkzeit des Werkzeugteils auf den Borstenträger, während der Druck auf den Borstenträger ausgeübt wird und dieser zusätzlich erwärmt wird. Die Einwirkzeit beträgt wenigstens 5 Sekunden, insbesondere wenigstens 6 Sekunden und maximal 15 Sekunden, insbesondere maximal 10 Sekunden. Über diese lange Einwirkzeit kann der Druck gleichbleibend sein und/oder eine permanente Erwärmung des Borstenträgers stattfinden. Gleichbleibender Druck ist relativ einfach realisierbar.What is important for the present method and a major difference from the prior art is the relatively long action time of the tool part on the bristle carrier, while the pressure is exerted on the bristle carrier and the latter is additionally heated. The exposure time is at least 5 seconds, in particular at least 6 seconds and a maximum of 15 seconds, in particular a maximum of 10 seconds. Over this long exposure time, the pressure can be constant and / or the bristle carrier can be permanently heated. Consistent pressure is relatively easy to achieve.
Die Verankerungsöffnung kann ein Sackloch sein, insbesondere mit einer Tiefe von maximal 4 mm, weiter insbesondere maximal 2,7 mm.The anchoring opening can be a blind hole, in particular with a maximum depth of 4 mm, further particularly a maximum of 2.7 mm.
Die Verankerungsöffnung wird nur bis zu einer Tiefe von maximal 85 %, insbesondere maximal 70 % ihrer Gesamttiefe umgeformt und verengt, das heißt, sie wird im Bereich des Bodens des Sacklochs nicht verengt.The anchoring opening is only deformed and narrowed to a maximum depth of 85%, in particular a maximum of 70% of its total depth, that is to say it is not narrowed in the region of the bottom of the blind hole.
Ein wesentlicher weiterer Unterschied zum Stand der Technik besteht auch im ausgeübten Druck, der erheblich höher ist als der in den bisher vorgeschlagenen Verfahren. Das Werkzeugteil bringt nämlich einen Druck von wenigstens 200 bar, insbesondere wenigstens 400 bar auf den Borstenträger auf.Another significant difference from the prior art is the pressure exerted, which is considerably higher than that in the previously proposed methods. This is because the tool part applies a pressure of at least 200 bar, in particular at least 400 bar, to the bristle carrier.
Die zumindest eine Verankerungsöffnung, vorzugsweise sämtliche Verankerungsöffnungen haben vor der Beaufschlagung des Borstenträgers durch das Werkzeugteil im Bereich der Mündung der Verankerungsöffnung keinen vorstehenden Kragen, vielmehr sind diese Borstenträger an ihrer dem Werkzeugteil zugewandten Stirnseite eben, zumindest im Kontaktbereich mit dem Werkzeugteil. Der enorme Druck von 200 und mehr bar sorgt dafür, dass er gesamte Bereich der Oberfläche oder Kontaktfläche umgeformt wird und, bis auf die nachfolgend noch erläuterte Ausnahme bei einer schrägen Verankerungsöffnung, kein vorstehender Kragen als Materialanhäufung notwendig ist.The at least one anchoring opening, preferably all anchoring openings, have no protruding collar in the region of the mouth of the anchoring opening before the bristle carrier is acted upon by the tool part; rather, these bristle carriers are flat on their end face facing the tool part, at least in the contact area with the tool part. The enormous pressure of 200 and more bar ensures that the entire area of the surface or contact surface is reshaped and, with the exception of an inclined anchoring opening, which is explained below, no protruding collar is necessary as a material accumulation.
Sollte die Verankerungsöffnung in ihrem Inneren einen schräg zu ihrer dem Werkzeugteil gegenüberliegenden Stirnseite verlaufenden Randabschnitt aufweisen, kann an diesem Bereich eine zusätzliche Materialanhäufung notwendig sein. Dann besitzt der Borstenträger vor der Beaufschlagung des Borstenträgers durch das Werkzeug Teil am stirnseitigen Rand im Bereich des schräg verlaufenden Brandabschnitts einen gegenüber der Stirnseite in Richtung zum Werkzeugteil vorstehenden Fortsatz. Ansonsten kann jedoch und ist vorteilhafter Weise die Stirnseite des Borstenträgers komplett eben.If the anchoring opening has an edge section running obliquely to its end face opposite the tool part, an additional material accumulation may be necessary in this area. Then, before the bristle carrier is acted upon by the tool part, the bristle carrier has an extension protruding from the end in the direction of the tool part in the region of the obliquely extending fire section. Otherwise, however, the end face of the bristle carrier can and is advantageously completely flat.
Als Werkzeugteil wird insbesondere ein Magazin eingesetzt, welches mit der zumindest einen Borste oder dem zumindest einen Borstenbüschel bestückt wird. Sind mehrere Borsten oder mehrere Borstenbüschel am Borstenträger zu befestigen, so sind alle Borsten bzw. Borstenbüschel in demselben Magazin untergebracht und werden nach dem Bestücken gleichzeitig eingeschoben.In particular, a magazine is used as the tool part, which is equipped with the at least one bristle or the at least one bristle tuft. If several bristles or several tufts of bristles are to be attached to the bristle carrier, all the bristles or tufts of bristles are accommodated in the same magazine and are inserted at the same time after they have been loaded.
Das oder die Befestigungsenden der Borsten bzw. Borstenbüschel ragen nach dem Bestücken mit ihrem Befestigungsende aus dem Magazin heraus und werden an diesem Befestigungsende erhitzt, ohne das Magazin dabei verlassen zu müssen. Die Verdickung bildet sich dann am frei vom Magazin abstehenden Befestigungsende. Das Magazin ist also kein reines Stempelwerkzeug, sondern auch ein Transportwerkzeug, welches seitlich zum Borstenträger aus einer Bestückungsstation kommend herangefahren wird und anschließend gegen den Borstenträger gepresst wird.The one or more fastening ends of the bristles or tufts of bristles protrude from the magazine with their fastening end and are heated at this fastening end without having to leave the magazine. The thickening then forms at the fastening end protruding freely from the magazine. The magazine is therefore not a pure stamping tool, but also a transport tool, which is moved laterally to the bristle holder from an assembly station and is then pressed against the bristle holder.
Wie bereits erwähnt, hat das Werkzeugteil beispielsweise eine ebene, dem Borstenträger zugewandte Stirnseite und/oder eine Geometrie, die nicht in die Verankerungsöffnung ragen kann, das heißt ohne stiftartige Vorsprünge oder dergleichen, wie dies im Stand der Technik vorgeschlagen wurde.As already mentioned, the tool part has, for example, a flat end face facing the bristle carrier and / or a geometry which cannot protrude into the anchoring opening, that is to say without pin-like projections or the like, as was proposed in the prior art.
Durch das Aufbringen von Druck und Wärme oder nur von Druck wird die Gesamtdicke des Borstenträgers bleibend reduziert, das heißt nicht nur partiell, sondern insgesamt. Die dem Borstenträger gegenüberliegende Stirnseite des Werkzeugteils wird insbesondere auf eine Temperatur gebracht, die maximal 140°C, insbesondere maximal 130 °C beträgt. Beispielsweise wird hier als Material für den Borstenträger Polypropylen, PET, ABS oder SAN verwendet.By applying pressure and heat or only pressure, the overall thickness of the bristle carrier is permanently reduced, that is, not only partially, but overall. The end face of the tool part opposite the bristle carrier is in particular brought to a temperature which is at most 140 ° C. in particular is a maximum of 130 ° C. For example, polypropylene, PET, ABS or SAN is used as the material for the bristle carrier.
Die vorerwähnten vorteilhaften Varianten können ausdrücklich auch beliebig miteinander kombiniert werden.The advantageous variants mentioned above can also be expressly combined with one another as desired.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung zum Herstellen einer zumindest eine Borste oder zumindest ein Borstenbüschel, vorzugsweise mehrere Borstenbüschel, aufweisende Bürste gelöst, die einen Borstenträger mit zumindest einer Verankerungsöffnung für die zumindest eine Borste oder das zumindest eine Borstenbüschel besitzt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Halterung für den Borstenträger sowie ein als Pressstempel ausgebildetes Werkzeugteil mit zumindest einer Aufnahmeöffnung für die zumindest eine Borste oder das zumindest eine Borstenbüschel aufweist, wobei die Aufnahmeöffnung auf der dem Borstenträger zugewandten Stirnseite des Werkzeugteils mündet, und wobei das Werkzeugteil eine zumindest Abschnitte der Stirnseite erwärmende Heizung besitzt, die so ausgebildet und so geregelt ist, dass die Stirnseite auf eine Temperatur von maximal 140°C, insbesondere maximal 130 °C aufgeheizt wird. Insbesondere wird hier als Material für den Borstenträger Polypropylen, PET, ABS oder SAN verwendet.The object of the invention is also achieved by a device for producing a brush having at least one bristle or at least one bristle tuft, preferably a plurality of bristle tufts, which has a bristle carrier with at least one anchoring opening for the at least one bristle or the at least one bristle tuft, in particular for carrying out the Method according to one of the preceding claims, wherein the device has a holder for the bristle carrier and a tool part designed as a press ram with at least one receiving opening for the at least one bristle or the at least one tuft of bristles, the receiving opening opening on the end face of the tool part facing the bristle carrier, and wherein the tool part has a heating element which heats at least sections of the end face and is designed and regulated in such a way that the end face is heated to a temperature of at most 140 ° C., in particular at most 130 ° C. In particular, polypropylene, PET, ABS or SAN is used here as the material for the bristle carrier.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Werkzeugteil, das als temporärer Träger für die Borste oder das oder die Borstenbüschel fungiert, als Pressstempel und zugleich als Transportmittel verwendet. Eine Heizung an der Stirnseite des Werkzeugteils ist so ausgeführt und ist so über eine Steuerung geregelt, dass die Stirnseite auf eine Temperatur von maximal 140°C, insbesondere maximal 130 °C aufgeheizt wird, wenn sie gegen den Borstenträger verfahren wird. Eine Vorrichtung, die zwar höhere Temperaturen theoretisch fahren kann, deren Steuerung oder Regelung aber die Temperatur entsprechend vorbestimmt begrenzt, fällt natürlich auch unter die definitionsgemäße Vorrichtung.In the device according to the invention, a tool part, which acts as a temporary carrier for the bristle or the bristle tufts or bristles, is used as a press stamp and at the same time as a means of transport. A heater on the end face of the tool part is designed and controlled via a control system such that the end face is heated to a temperature of a maximum of 140 ° C., in particular a maximum of 130 ° C., when it is moved against the bristle holder. A device that can theoretically drive higher temperatures, but whose control or regulation limits the temperature accordingly, naturally also falls under the device according to the definition.
Wie zuvor bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert, kann die Zustellbewegung des Werkzeugteils relativ zu einer Halterung des Borstenträgers durch Bewegung des Halters und/oder des Werkzeugteils realisiert werden, wobei die Zustellbewegung druck- und zeitgesteuert und/oder druck- und weggesteuert sein kann.As previously explained in connection with the method, the infeed movement of the tool part relative to a holder of the bristle carrier can be realized by movement of the holder and / or the tool part, the infeed movement being pressure and time controlled and / or pressure and path controlled.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einen Druck von wenigstens 200 bar, insbesondere wenigstens 400 bar auf den Borstenträger aufbringen, das heißt in Richtung zur Halterung.The device according to the invention can apply a pressure of at least 200 bar, in particular at least 400 bar, to the bristle carrier, that is to say in the direction of the holder.
Die Heizbarkeit des Werkzeugteils sollte im gesamten Kontaktbereich mit dem Borstenträger ausgeführt sein oder sogar im gesamten Bereich der Stirnseite des Werkzeugteils, die der Halterung und damit dem in die Halterung eingesetzten Borstenträger gegenüberliegt.The heatability of the tool part should be carried out in the entire contact area with the bristle holder or even in the entire area of the end face of the tool part, which is opposite the holder and thus the bristle holder inserted into the holder.
Wie ferner bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert, ist das Werkzeugteil beispielsweise ein Magazin, welches in einer Bestückungsstation der Vorrichtung mit der zumindest einen Borste oder dem zumindest einen Borstenbüschel bestückt wird. Die zumindest eine Borste oder das zumindest eine Borstenbüschel (darunter fallen generell, für die gesamte vorliegende Beschreibung und die Ansprüche auch mehrere Borstenbüschel) ragt nach dem Bestücken mit ihrem Befestigungsende aus dem Magazin. In einer Schmelzstation, welche nach der Bestückungsstation liegt, wird das oder werden die Befestigungsenden erhitzt, wodurch sich jeweils eine Verdickung ausbildet. Bei Verwendung eines oder mehrerer Borstenbüschel werden die Borsten des entsprechenden Borstenbüschels durch thermisches Umformen miteinander vereinigt. Es bildet sich insbesondere eine Art pilz-, kalotten- oder kugelförmige Verdickung aus.As further explained in connection with the method according to the invention, the tool part is, for example, a magazine which is equipped with the at least one bristle or the at least one bristle tuft in a loading station of the device. The at least one bristle or the at least one bristle tuft (which generally includes for the entire present description and the claims also a plurality of bristle tufts) protrudes from the magazine with its fastening end after it has been fitted. In a melting station, which is located after the loading station, the or the fastening ends are heated, whereby a thickening is formed in each case. When using one or more tufts of bristles, the bristles of the corresponding tufts of bristles are combined with one another by thermal shaping. In particular, a type of mushroom, spherical or spherical thickening is formed.
Generell kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entweder das Magazin verfahren werden und die Stationen stationär sein, oder das Magazin bleibt stationär und Stopfwerkzeuge oder Heizeinrichtungen oder Halterungen werden zum Magazin bewegt. Diese Werkzeuge oder Haltungen können beispielsweise auf einem sich drehenden Karussell angeordnet sein, dass nacheinander Magazine, die stationiert sind, abfährt.Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine Steuerung, die die Zustellbewegung des Werkzeugteils relativ zum Borstenträger sowie den Heizvorgang des Werkzeugteils so steuert, dass das Werkzeugteil, bevor es den Borstenträger kontaktiert, aufgeheizt ist. Das bedeutet, vor der Zustellbewegung des Werkzeugteils in Richtung zur Halterung ist das Werkzeugteil bereits warm. In dieser Phase kann, muss jedoch noch nicht, die maximale Betriebstemperatur vorhanden sein. Der Borstenträger wird erst nach dem Einbringen der zumindest einen Borste durch das Werkzeugteil erwärmt, was durch den Überstand des verdickten Endes relativ zum Magazin und zum Abstand der Stirnseite des Magazins zur entsprechenden Kontaktfläche am Borstenträger realisiert wird.In general, in the device according to the invention, either the magazine can be moved and the stations can be stationary, or the magazine remains stationary and stuffing tools or heating devices or holders are moved to the magazine. These tools or holders can, for example, be arranged on a rotating carousel that successively travels magazines that are stationed. The device according to the invention has a control that controls the infeed movement of the tool part relative to the bristle holder and the heating process of the tool part so that the tool part is heated up before it contacts the bristle holder. This means that the tool part is already warm before the infeed movement of the tool part in the direction of the holder. In this phase, the maximum operating temperature may or may not be present. The bristle carrier is heated by the tool part only after the at least one bristle has been introduced, which is achieved by the protrusion of the thickened end relative to the magazine and the distance from the front side of the magazine to the corresponding contact surface on the bristle carrier.
Die Steuerung kann das Werkzeugteil auf eine solche Temperatur aufheizen und die Zustellung des Werkzeugteils zum Borstenträger so steuern, dass das Werkzeugteil den Borstenträger im Bereich der Kontaktfläche mit dem Werkzeugteil während der Zustellbewegung des Werkzeugteils zum Borstenträger und/oder bei Kontaktierung des Borstenträgers auf eine Temperatur bringt, die unterhalb der Schmelztemperatur des Materials des Borstenträgers und, vorzugsweise, größer gleich der Glasübergangstemperatur des Materials des Borstenträgers ist, insbesondere wobei die Steuerung derart programmiert ausgebildet ist, dass sie bei einem Borstenträgermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von größer gleich 300° Kelvin die Temperatur des Werkzeugteils maximal 15% über der Glasübergangstemperatur gerechnet in Grad Kelvin einstellt und bei einem Borstenträgermaterial mit einer Glasübergangstemperatur von kleiner 300° Kelvin maximal 50 % über der Glasübergangstemperatur in Grad Kelvin einstellt. The controller can heat the tool part to such a temperature and control the infeed of the tool part to the bristle holder such that the tool part brings the bristle holder to a temperature in the region of the contact area with the tool part during the infeed movement of the tool part to the bristle holder and / or when the bristle holder contacts , which is below the melting temperature of the material of the bristle carrier and, preferably, greater than or equal to the glass transition temperature of the material of the bristle carrier, in particular wherein the control is designed such that it is the temperature of the tool part in the case of a bristle carrier material with a glass transition temperature of greater than or equal to 300 ° Kelvin a maximum of 15% above the glass transition temperature, calculated in degrees Kelvin, and a maximum of 50% above the glass transition temperature in degrees Kelvin for a bristle carrier material with a glass transition temperature of less than 300 ° Kelvin.
Im Übrigen wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale auch auf die erfindungsgemäße Vorrichtung anwendbar sind, und zwar einzeln oder in Kombination, entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren.Furthermore, it is expressly pointed out that the advantages and features mentioned above in connection with the method according to the invention can also be applied to the device according to the invention, individually or in combination, in accordance with the method according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.Further features and advantages of the invention result from the following description and from the following drawings, to which reference is made.
In den Zeichnungen zeigen:
- -
1a bis1g verschiedene aufeinanderfolgende Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in perspektivischer Draufsicht und perspektivischer Unteransicht, die auch die erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt, - -
2 eine vergrößerte Ansicht der perspektivischen Unteransicht der Verankerungsstation in1e , - -
3 eine Querschnittsansicht durch die in1e und1f dargestellte Verankerungsstation vor dem Aufeinanderzubewegen von Magazin und Borstenträger, - -
4 eine entsprechende Ansicht der Station nach3 bei erster Kontaktierung des Magazins und des Borstenträgers, - -
5 eine entsprechende Ansicht der Verankerungsstation nach3 nach dem Ende der Zustellbewegung und nach dem Ende der Einwirkzeit, unmittelbar vor Auseinanderfahren und Öffnen der Station, - -
6 eine Schnittansicht durch eine alternative Bestückungsstation, - -
7 eine Schnittansicht durch die Verankerungsstation gemäß3 , bei der schräg gerichtete Borstenbüschel verarbeitet werden, und - -
8 eine schnelle Ansicht durch einen bei der Erfindung eingesetzten, alternativen Borstenträger.
- -
1a to1g different successive steps of the method according to the invention in perspective top view and perspective bottom view, which also shows the device according to the invention, - -
2nd an enlarged view of the perspective bottom view of the anchoring station in1e , - -
3rd a cross-sectional view through the in1e and1f shown anchoring station before moving the magazine and bristle carrier together, - -
4th a corresponding view of the station3rd when first contacting the magazine and the bristle holder, - -
5 a corresponding view of the anchoring station3rd after the end of the infeed movement and after the end of the contact time, immediately before moving apart and opening the station, - -
6 3 shows a sectional view through an alternative assembly station, - -
7 a sectional view through the anchoring station3rd , in which oblique tufts of bristles are processed, and - -
8th a quick view of an alternative bristle carrier used in the invention.
In
Eine derartige Ausführung ist in
Die in
Sämtliche Stationen werden von einem Magazin
Da das Magazin mehrere Stationen durchläuft und anschließend für die Herstellung weiterer Bürsten verwendet wird, ist ein Magazin-Umlaufbetrieb in der Vorrichtung vorhanden, wobei zahlreiche identisch ausgebildete Magazine
Das Magazin
Jedes Borstenbüschel
Die Borsten sind aus einem thermoplastischen Material, insbesondere PA, PBT, Polyester, Copolyester oder Polypropylen.The bristles are made of a thermoplastic material, in particular PA, PBT, polyester, copolyester or polypropylene.
Die Borstenbüschel
Das Magazin
Das Magazin
Die Station
Die Halterung selbst hat eine ebene Stirnseite
Das Magazin
Alternativ hierzu ist im Magazin
Elektrische Anschlusskontakte
Wenn das Magazin
Die Heizung
Die Temperatur, auf die die Stirnseite
Die Verdickung
Das erhitzte Magazin
Eine Basisplatte
In
Der Borstenträger
Die Bewegung der Halterung
Beispielsweise wird mit dem Aufeinanderzufahren ein Druck von mindestens 200, vorzugsweise mindestens 400 bar auf den Borstenträger
Dieser Druck wird bei gleichzeitiger Erwärmung des Borstenträgers
Während dieser Zeit wird das Magazin
In dem genannten Beispiel wird die gesamte ebene Stirnseite, zumindest wo Kontakt mit dem Magazin
Die Temperatur, auf die der Borstenträger im Bereich der Stirnseite
Alternativ hierzu kann zumindest der Rand
Die Temperatur, auf die der Borstenträger
Eine weitere Variante sieht vor, dass die Aufheizung zumindest des Randes
Wie in den Figuren zu sehen ist, hat das Magazin
Da auch die Stirnseite
Durch das Aufbringen von Wärme und Druck wird die gesamte Dicke D und damit die Maximaldicke des Borstenträgers
Sämtliche Verankerungsöffnungen
Wie ferner in
Die Tiefe T beträgt maximal 4 mm, insbesondere maximal 2,7 mm.The depth T is a maximum of 4 mm, in particular a maximum of 2.7 mm.
Sämtliche Verankerungsöffnungen
Die so geschaffene Verankerung ist die einzige Verankerung für die Borstenträger, es ist kein Metallanker oder Metalldraht notwendig.The anchoring created in this way is the only anchoring for the bristle carriers, no metal anchor or metal wire is necessary.
Zu betonen ist generell, dies bezieht sich nicht nur auf die dargestellten Ausführungsformen, dass der Borstenträger
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Stirnseite
Nach der vorgegebenen Einwirkzeit werden Halterung
Um die entsprechenden Bewegungen und Temperaturen exakt zu steuern, hat die Vorrichtung eine Steuerung
Ist das Borstenträgermaterial ein Material wie bestimmte Polypropylenarten, bei denen die Glasübergangstemperatur nicht über der Umgebungstemperatur liegt, so kann eine Aufheizung des Borstenträgers entfallen, was jedoch nicht zwingend der Fall sein muss. Auch hier kann noch eine minimale Aufheizung knapp über der Glasübergangstemperatur vorteilhaft sein, jedoch auch wieder deutlich unterhalb der Schmelztemperatur. Wenn bei solchen Borstenträgermaterialien nicht aufgeheizt werden muss oder wird, so werden die Verankerungsöffnungen
Unabhängig vom Borstenträgermaterial gilt: Bei der Zustellbewegung vom Magazin
Auch bei der in der
Die Bestückung des Magazins
Alternativ kann zwischen der Kassette
In
Zu betonen ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur mit mehreren Borstenbüscheln, sondern auch nur mit einem Borstenbüschel, beispielsweise zur Erzeugung eines Pinsels verwendet werden können und zur Befestigung nur einer oder nur einzelner Borsten in einem Borstenträger.It should be emphasized that the device according to the invention and the method according to the invention can be used not only with several bristle tufts, but also only with one bristle tuft, for example for producing a brush, and for fastening only one or only individual bristles in a bristle carrier.
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