DE102018111934A1

DE102018111934A1 - Borstenträger, Bürste sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten

Info

Publication number: DE102018111934A1
Application number: DE102018111934.8A
Authority: DE
Inventors: Ingo Kumpf; Marc König; Stefan Zimmermann
Original assignee: Zahoransky AG
Current assignee: Zahoransky AG
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-02-07
Also published as: BE1025851B1; BE1025851A1

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem technischen Gebiet der Herstellung von Bürsten (2), insbesondere Zahnbürsten (2). Dazu wird unter anderem ein auch als Trägerplättchen bezeichnete Borstenträger (1) vorgeschlagen, der an seiner Vorderseite (3) neben einer Mehrzahl von Aufnahmelöchern (4) zumindest einen Materialvorsprung (5) aufweist, der wenigstens einem der Aufnahmelöcher (4) zugeordnet ist und dieses entlang zumindest eines Teil seines Umfangs (6) seitlich begrenzt und der die ihn umgebende Vorderseite (3) des Borstenträgers (1) überragt (Figur 4).

Description

Die Erfindung betrifft einen Borstenträger aus Kunststoff für eine Bürste oder Zahnbürste, eine Bürste mit einem mit Borstenbündeln bestückten Borstenträger, ein Verfahren zum Herstellen einer Bürste sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer Bürste.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen vorbekannt. So beschreibt beispielsweise die Druckschrift DE 10 2015 111 312 AI ein Verfahren und eine Vorrichtung zur ankerlosen Befestigung von Borsten in einem Borstenträger. Hierbei weist ein Werkzeugteil eine Heizung auf, mit der eine Stirnseite des Werkzeugteils erhitzt werden kann. Nach dem Einschieben der Borsten in Aufnahmelöcher des Borstenträgers werden die Aufnahmelöcher mit Hilfe des erhitzten Werkzeugteils unter Reduzierung ihres Querschnitts derart verformt, dass die Borsten oder Borstenbündel in den Aufnahmelöchern befestigt werden.
In Abhängigkeit der Querschnittsgeometrien der Borstenbündel kann es bei der Befestigung der Borstenbündel auf die zuvor beschriebene Art zu Schwierigkeiten kommen. Vor allem die Befestigung großer Borstenbündel oder auch sogenannter Power-Tufts, die aus einer Vielzahl einzelner Borsten zusammengesetzt sind und die einen vergleichsweise großen Querschnitt haben, ist vergleichsweise schwierig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Borstenträger, eine Bürste, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Herstellen einer Bürste bereitzustellen, die die Befestigung von Borstenbündeln an einem Borstenträger vereinfachen.
Diese Aufgabe wird bei einem Borstenträger der eingangs genannten Art durch die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf einen solchen Borstenträger gerichteten Anspruchs gelöst. Insbesondere wird zur Lösung der Aufgabe bei dem Borstenträger der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass der Borstenträger an seiner Vorderseite zumindest einen Materialvorsprung aufweist, der wenigstens eines der Aufnahmelöcher entlang zumindest eines Teils seines Umfangs seitlich begrenzt und der die ihn umgebende Vorderseite des Borstenträgers überragt. Der damit zumindest einem Aufnahmeloch des Borstenträgers zugeordnete Materialvorsprung bildet ein Materialreservoir, das beim Verpressen und Verbacken des Materials des Borstenträgers zielgerichtet zur Verankerung und/oder Befestigung eines Borstenbündels in dem jeweiligen Aufnahmeloch in dieses gepresst und/oder verdrängt werden kann. Auf diese Weise lassen sich auch besonders große Borstenbündel, die in entsprechend großen Aufnahmelöchern platziert werden, zuverlässig auf die zuvor beschriebene Art und Weise an dem Borstenträger befestigen.
Die zuvor genannte Aufgabe wird auch mit einem Borstenträger der eingangs genannten Art gelöst, der die Mittel und Merkmale des zweiten unabhängigen, auf einen solchen Borstenträger gerichteten Anspruchs umfasst. Bei einem Borstenträger der eingangs genannten Art wird somit zur Lösung der Aufgabe insbesondere auch vorgeschlagen, dass der Borstenträger in einem randfernen, inneren Bereich seiner Vorderseite eine Erhöhung aufweist, die mehrere Aufnahmelöcher des Borstenträgers erfasst und die sich bis zu einem Randbereich oder bis zu einem Rand der Vorderseite des Borstenträgers erstreckt.
In der Erhöhung ist eine Materialvorrat enthalten, der zur Befestigung von Borstenbündeln an dem Borstenträger zunächst erwärmt, dabei erweicht und schließlich unter Druck in die mit Borstenbündeln bestückten Aufnahmelöcher verdrängt werden kann. Dies mit dem Ergebnis, dass auch Borstenbündel mit vergleichsweise großem Querschnitt sicher an dem Borstenträger befestigt werden können.
Dabei kann vorgesehen sein, dass eine über dem Rand der Vorderseite messbare Höhe der Erhöhung im Verlauf der Erhöhung hin zu dem Randbereich oder dem Rand der Vorderseite des Borstenträgers, vorzugsweise kontinuierlich, abnimmt.
Somit wird ein Borstenträger geschaffen, der an seiner Vorderseite eine Körperkontur mit einer zum Rand oder zum Randbereich des Borstenträgers hin abnehmenden Erhöhung aufweist. Wie zuvor erwähnt, stellt diese Erhöhung einen Materialvorrat dar, dessen Material beim zuvor beschriebenen Verbacken und Verpressen des Borstenträgers für eine besonders zuverlässige Befestigung der Borstenbündel an dem Borstenträger in die Aufnahmelöcher verdrängt werden kann.
Der Materialvorrat, der in der Erhöhung des Borstenträgers vorgehalten wird, kann beim Erwärmen und Verpressen des Borstenträgers erweicht werden. Wird die Vorderseite des Borstenträgers dann unter Aufbringung von Druck beim Befestigen der Borstenbündel an den Borstenträger verformt, weicht das in der Erhöhung vorgehaltene Material in Richtung der Aufnahmelöcher aus und hilft dort, die Querschnitte der Aufnahmelöcher zu reduzieren. Dies begünstigt eine vergleichsweise einfache und zuverlässige Verankerung der einzelnen Borstenbündel in den Aufnahmelöchern des Borstenträgers.
An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die Merkmale der zuvor beschriebenen Borstenträger in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert werden können. So kann es also besonders vorteilhaft sein, wenn der Borstenträger an seiner Vorderseite zumindest einen Materialvorsprung aufweist, der wenigstens eines der Aufnahmelöcher entlang zumindest eines Teils seines Umfangs seitlich begrenzt und der die ihn umgebende Vorderseite des Borstenträgers überragt und dass der Borstenträger in seinem randfernen Bereich seiner Vorderseite eine Erhöhung aufweist, die mehrere Aufnahmelöcher erfasst und deren über einem Rand der Vorderseite gemessene Höhe hin zu einem Randbereich oder dem Rand der Vorderseite des Borstenträgers abnimmt. Auf diese Weise kann also der zumindest eine Materialvorsprung an einer Vorderseite der Erhöhung angeordnet sein und diese Erhöhung um einen definierten Betrag überragen.
Die Erhöhung an der Vorderseite des Borstenträgers kann von einem im Randbereich der Vorderseite ausgebildeten Absatz umgeben sein und ein Plateau sowie einen Übergangsbereich umfassen. Das Plateau kann durch den Übergangsbereich mit dem Absatz verbunden sein. Ferner kann der Übergangsbereich der Erhöhung in seinem Verlauf zu dem Absatz hin, vorzugsweise stetig, abfallen bis er das Niveau des Absatzes erreicht hat.
Bei einer Variante des Borstenträgers kann zudem vorgesehen sein, dass der Borstenträger in einem von der Erhöhung erfassten Abschnitt, insbesondere im Bereich des zuvor beschriebenen Plateaus, eine größere Materialstärke als in einem die Erhöhung umgebenden Randbereich der Vorderseite, insbesondere im Bereich des Absatzes, oder am Rand des Borstenträgers aufweist. Auf diese Weise wird ein Borstenträger geschaffen, der an seiner der Vorderseite abgewandten Rückseite im Wesentlichen eben ausgestaltet sein kann. Zudem kann auf diese Weise ein ausreichend großer Materialüberschuss zum besonders zuverlässigen Befestigen einzelner Borstenbündel an dem Borstenträger in der Erhöhung an der Vorderseite des Borstenträgers vorgehalten werden.
Die Erhöhung des Borstenträgers kann auch durch eine konvexe Wölbung der Vorderseite des Borstenträgers gebildet sein.
Bei einer Ausführungsform des Borstenträgers kann die Erhöhung zumindest ein am Rand des Borstenträgers befindliches Aufnahmeloch oder sämtliche am Rand des Borstenträgers befindliche Aufnahmelöcher erfassen. Das oder die Aufnahmelöcher kann/können dabei vorzugsweise in einem Übergangsbereich zwischen einem inneren Bereich der Erhöhung, insbesondere dem zuvor bereits erwähnten Plateau, und einem im Vergleich zu diesem tiefer liegenden Randbereich, insbesondere dem bereits zuvor erwähnten Absatz, angeordnet sein. So kann auch ein Borstenbündel, das in ein am Rand befindliches Aufnahmeloch eingebracht ist, mithilfe von aus der Erhöhung stammendem Material in dem jeweiligen Aufnahmeloch befestigt werden. Ferner ist es möglich, dass die über dem Rand messbare Höhe der Erhöhung zum Randbereich oder Rand der Vorderseite des Borstenträgers hin kontinuierlich abnimmt, dies insbesondere im Verlauf des zuvor beschriebenen Übergangsbereichs.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Erhöhung an der Vorderseite des Borstenträgers derartig ausgebildet sein kann, dass sämtliche Aufnahmelöcher an der Vorderseite des Borstenträgers, die gemeinsam ein Lochfeld des Borstenträgers bilden, zumindest zum Teil von der Erhöhung erfasst sind. Somit steht ausreichend Material in der Erhöhung zur Verfügung, um Borstenbündel in allen Aufnahmelöchern des Borstenträgers zuverlässig befestigen zu können.
Insbesondere dort, wo weniger Material des Borstenträgers beim Befestigen einzelner Borstenbündel benötigt wird und verdrängt werden muss, kann es zweckmäßig sein, wenn der Borstenträger an seiner Vorderseite zumindest eine Vertiefung aufweist, die zumindest ein Aufnahmeloch des Borstenträgers wenigstens teilweise erfasst.
Der Borstenträger kann vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen. Auch die Borsten, die zur Bildung der an dem Borstenträger zu befestigenden Borstenbündel verwendet werden, können aus einem derartigen thermoplastischen Kunststoff bestehen. In diesem Zusammenhang kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn die Borstenfilamente aus einem solchen thermoplastischen Kunststoff bestehen, der eine höhere Schmelztemperatur als der thermoplastische Kunststoff, aus dem der Borstenträger gebildet ist, aufweist. So kann der Borstenträger beim Erwärmen oder Erhitzen erweicht werden, ohne dass die Borsten wesentlich an Stabilität verlieren oder gar weich oder flüssig werden.
Die Erfindung wird auch durch eine Bürste mit den Mitteln und Merkmalen des auf eine Bürste gerichteten unabhängigen Anspruchs gelöst. Insbesondere wird zur Lösung der Aufgabe bei einer Bürste der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass der Borstenträger ein Borstenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Bürste vorgeschlagen, die einen Borstenträger aus thermoplastischen Kunststoff mit zumindest einem Aufnahmeloch aufweist, in welches zumindest eine Borste aus thermoplastischen Kunststoff eingesetzt und befestigt wird, wobei das Verfahren die Merkmale und Mittel des auf ein solches Verfahren gerichteten unabhängigen Anspruchs umfasst. Insbesondere wird zur Lösung der Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Borste mit einem Befestigungsende in ein Aufnahmeloch eines Borstenträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingeschoben wird, wonach der Borstenträger erwärmt und unter Reduzierung zumindest eines Querschnitts des Aufnahmelochs derart verpresst und mit der wenigstens einen Borste verbacken wird, dass die zumindest eine Borste an dem Borstenträger befestigt wird.
Dabei können der wenigstens eine Materialvorsprung und/oder die Erhöhung an der Vorderseite des Borstenträgers erweicht und das darin befindliche Material zur Reduzierung des Querschnitts des wenigstens einen Aufnahmelochs vorzugsweise in dieses verdrängt werden. Dabei kann zumindest ein Teil des in dem wenigstens einen Materialvorsprung und/oder in der Erhöhung enthaltenen Materials verdrängt werden, vorzugsweise in das wenigstens eine Aufnahmeloch.
Bei der Durchführung des Verfahrens ist es möglich, dass die zumindest eine Borste mit einem Pressstempel und/oder auch unter Verwendung einer Profilplatte in das Aufnahmeloch eingeschoben und/oder an dem Borstenträger befestigt wird. Wie weiter unten noch näher ausgeführt wird, kann der Pressstempel dazu zumindest eine entsprechende Borstenaufnahme aufweisen. In dieser Borstenaufnahme kann die Borste angeordnet und in das Aufnahmeloch des Borstenträgers eingeführt werden. Mit Hilfe des Pressstempels kann der Borstenträger unter Reduzierung des Querschnitts des Aufnahmelochs, in das die Borste zuvor eingeführt wurde, dann in der zuvor beschriebenen Weise derart verpresst werden, dass die Borste an dem Borstenträger befestigt wird.
Insbesondere zur Herstellung sogenannter profilierter Borstenfelder kann es zudem zweckmäßig sein, beim Einschieben mehrerer Borsten, die auch in Form von Borstenbündeln vorliegen können, eine sogenannte Profilplatte zu verwenden. Diese Profilplatte kann eine Position der zumindest einen Borste beim Verpressen und Verbacken des Borstenträgers definieren. Durch die Verwendung einer Profilplatte kann die Genauigkeit bei der Fertigung der Bürste nach dem zuvor beschriebenen Verfahren erhöht werden.
Die zumindest eine Borste kann zumindest beim Einschieben in das Aufnahmeloch des Borstenträgers entgegen der Einschieberichtung angesaugt und dadurch an dem zuvor erwähnten Pressstempel und/oder an der Profilplatte gehalten werden. Auf diese Weise kann ein unbeabsichtigter Verlust oder auch ein Verrutschen der Borste beim Einschieben in das Aufnahmeloch des Borstenträgers vermieden werden. Ein dabei verwendeter Pressstempel und/oder eine Profilplatte können zu diesem Zweck jeweils zumindest einen Luftkanal aufweisen, durch den ein Unterdruck zum Ansaugen auf die zumindest eine Borste ausgeübt werden kann.
Nach ihrer Befestigung an dem Borstenträger kann die zumindest eine Borste durch Einblasen von Luft von einem, beispielsweise von dem bereits zuvor erwähnten Pressstempel wieder gelöst werden. Die Luft kann zu diesem Zweck beispielsweise durch den bereits zuvor erwähnten wenigstens einen Luftkanal des Pressstempels eingeblasen werden. Somit wird ein Überdruck in der Borstenaufnahme des Pressstempels erzeugt werden, durch den eine sich eine darin befindliche Borste oder auch mehrere Borsten oder ein Borstenbündel, das mehrere Borsten umfasst, leichter aus der Borstenaufnahme löst.
Ferner ist es möglich, den Borstenträger nach der Befestigung der zumindest einen Borste, insbesondere durch Einblasen von Luft, zu kühlen. Hierbei können die bereits zuvor erwähnten Luftkanäle des Pressstempels beziehungsweise der Profilplatte genutzt werden, um Luft zum Kühlen des Borstenträgers auf diesen zu blasen.
Die wenigstens eine Borste kann vor dem Einschieben der Borste in das Aufnahmeloch an ihrem Befestigungsende aufgeschmolzen werden. Dabei ist es möglich, eine Verdickung an dem Befestigungsende der Borste auszubilden. Diese Verdickung an dem Befestigungsende der Borste kann pilzkopfförmig sein. Die Verdickung an dem Befestigungsende kann eine zuverlässige Befestigung der Borste an einem Borstenträger nach dem zuvor beschriebenen Verfahren begünstigen.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass überall dort, wo bisher von zumindest einer Borste die Rede war, die in oder an einem Borstenträger befestigt werden soll, selbstverständlich auch Borstenbündel gemeint sein können, die aus mehreren Borsten bestehen. Selbstverständlich ist es möglich, Borstenbündel, die aus mehreren Borsten bestehen, in der zuvor beschriebenen Art und Weise vor dem Einschieben in das Aufnahmeloch des Borstenträgers, in dem sie befestigt werden sollen, an ihrem Befestigungsende aufzuschmelzen und dabei eine, insbesondere pilzkopfförmige, Verdickung an dem Befestigungsende des jeweiligen Borstenbündels zu erzeugen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Borste unmittelbar vor dem Einschieben der Borste in das Aufnahmeloch in der zuvor beschriebenen Art und Weise aufgeschmolzen und dabei eine Verdickung an ihrem Befestigungsende ausgebildet wird.
Ein Presswerkzeug, ein Pressstempel, zumindest eine Formhälfte einer Pressform und/oder der Borstenträger sowie gegebenenfalls auch eine Verdickung am Befestigungsende der wenigstens einen Borste kann/können zumindest vor dem Einschieben der Borste in die Aufnahme des Borstenträgers erwärmt werden. Dies kann mit dem Vorteil einhergehen, dass der Borstenträger seine für das Verpressen günstige Wärme länger hält und nicht so schnell abgibt. So kann die Verformung des Borstenträgers zur Befestigung der zumindest einen Borste in dem Aufnahmeloch des Borstenträgers effizienter und mit besseren Ergebnissen durchgeführt werden.
Insbesondere dann, wenn auch eine Verdickung, die am Befestigungsende der wenigstens einen zu befestigenden Borste ausgebildet ist, vor dem Einschieben der Borste in das ihr zugeordnete Aufnahmeloch erwärmt wird, kann bei der Befestigung der Borste in dem Aufnahmeloch eine stoffliche Verbindung zwischen dem Material der zumindest einen Borste und dem Material des Borstenträgers hergestellt werden. Vereinfacht gesagt, können die Borste und der Borstenträger auf diese Weise beim Verpressen des Borstenträgers miteinander verklebt werden, wodurch die Verankerung der zumindest einen Borste an dem Borstenträger noch belastbarer sein kann.
Schließlich wird die Aufgabe auch durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Mittel und Merkmale des unabhängigen, auf eine solche Vorrichtung gerichteten Anspruchs vorgesehen sind. Insbesondere wird zur Lösung der Aufgabe bei der Vorrichtung vorgeschlagen, dass diese zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9 eingerichtet ist.
Die Vorrichtung kann ein Presswerkzeug aufweisen, das eine Pressform mit zumindest einem Formnest zur Aufnahme eines Borstenträgers und zumindest einen Pressstempel umfasst. In das Formnest der Pressform kann ein Borstenträger, wie er bereits zuvor ausführlich beschrieben wurde, eingelegt werden. Mit Hilfe des Pressstempels lässt sich die zumindest eine Borste nach dem Einführen oder Einschieben in das für sie vorgesehene Aufnahmeloch des Borstenträgers durch Verpressen des Borstenträgers an diesem befestigen. Ferner kann der Pressstempel dazu eingerichtet sein, die zumindest eine Borste vor dem eigentlichen Verpressen des Borstenträgers mit ihrem Befestigungsende in das für sie vorgesehene Aufnahmeloch des Borstenträgers einzuschieben.
Die Pressform kann zwei Formhälften aufweisen, wobei das zumindest eine Formnest in einer ersten Formhälfte der zwei Formhälften aufgebildet ist und wobei eine zweite Formhälfte der zwei Formhälften eine Stempelöffnung umfasst, durch die der Pressstempel zum Verpressen eines in dem Formnest angeordneten Borstenträgers hindurchführbar ist. Die erste und die zweite Formhälfte der Pressform können bei geschlossenem Presswerkzeug derartig dicht abschließen, dass ein von dem Pressstempel auf einen in dem Formnest positionierten Borstenträger aufgebrachter Druck nahezu vollständig auf den Borstenträger einwirkt und nicht verloren geht. Dabei kann der von dem Pressstempel aufgebrachte Druck so gelenkt werden, dass die die Befestigung der zumindest einen Borste in dem Aufnahmeloch des Borstenträgers begünstigende Materialverdrängung im Wesentlichen in Richtung des zumindest einen Aufnahmelochs erfolgt. Die Stempelöffnung der Pressform, durch die der Stempel zum Verformen und Verpressen des Borstenträgers hindurchführbar ist, kann vorzugsweise einen kleineren Querschnitt als das Formnest zur Aufnahme des Borstenträgers aufweisen. Auf diese Weise kann ein unbeabsichtigtes Ausweichen des Materials beim Einpressen des Pressstempels auf den Borstenträger vermieden werden.
Der Pressstempel kann dazu eingerichtet sein, die zumindest eine Borste vor dem eigentlichen Verpressen des Borstenträgers in das für sie vorgesehene Aufnahmeloch einzuschieben. Dazu kann der Presstempel zumindest eine Borstenaufnahme aufweisen, in der die zumindest eine Borste angeordnet und dem Borstenträger zugeführt werden kann. Durch Zustellen des Pressstempels in Richtung des Formnests und damit in Richtung eines darin befindlichen Borstenträgers kann eine in dieser Borstenaufnahme befindliche Borste in das Aufnahmeloch des Borstenträgers eingeführt werden. Der Pressstempel kann vorzugsweise mehrere Borstenaufnahmen aufweisen, die in Anzahl und Anordnung einer Anzahl und Anordnung von Aufnahmelöchern eines auf der Vorrichtung zu bearbeitenden Borstenträgers entsprechen.
Das Presswerkzeug kann eine Profilplatte aufweisen. Die Profilplatte wurde bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen einer Bürste erläutert. Die Profilplatte kann zum Abstützen zumindest einer Borste beim Einschieben in ein Aufnahmeloch eines Borstenträgers und/oder zur Vorgabe einer Sollposition der Borste an dem Borstenträger dienen und entsprechend eingerichtet sein. Derartige Profilplatten kommen insbesondere bei Vorrichtungen zum Einsatz, die für die Herstellung von Bürsten vorgesehen sind, die über ein sogenanntes profiliertes Borstenfeld verfügen, dessen Einzelborsten oder Borstenbündel unterschiedlich weit über eine Vorderseite des Borstenträgers vorstehen.
Bei einer Ausführungsform der Vorrichtung kann die Profilplatte zumindest einen Profilstift oder eine Mehrzahl von Profilstiften aufweisen. Der zumindest eine Profilstift kann in Gebrauchsstellung der Profilplatte einer, insbesondere in der zuvor bereits erwähnten, Borstenaufnahme des Pressstempels angeordnet sein. Die Profilplatte kann vorzugsweise mehrere Profilstifte aufweisen, die in Anzahl und Anordnung einer Anzahl und Anordnung von Aufnahmelöchern eines auf der Vorrichtung zu bearbeitenden Borstenträgers entsprechen. Zudem ist es möglich, dass die Profilstifte konturierte und/oder schräg stehende Stirnseiten aufweisen. Mit diesen Stirnseiten können freie Enden konturierter Borstenbündel, die aus mehreren Borsten bestehen, entsprechend abstützen lassen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn eine Längsachse des zumindest einen Profilstifts bei in Gebrauchsstellung befindlicher Profilplatte deckungsgleich mit einer Längsachse einer dem zumindest einen Profilstift zugeordneten Borstenaufnahme des Pressstempels ist.
Zur Herstellung von Bürsten mit konturierten Borstenfeldern kann es außerdem günstig sein, wenn die Profilstifte der Profilplatte unterschiedlich lang sind. Lange Profilstifte können dann entsprechend kurze Borsten oder Borstenbündel abstützen, während kurze Profilstifte zur Abstützung solcher Borsten oder Borstenbündel vorgesehen sind, die in oder an dem Borstenfeld der herzustellenden Bürste mit einer entsprechenden größeren Länge an der Vorderseite des Borstenträgers überstehen.
Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Profilplatte in Ergänzung oder anstelle von zumindest einem Profilstift wenigstens eine Profilvertiefung aufweisen kann. Die zumindest eine Profilvertiefung kann dazu verwendet werden, die Borstenbündel oder Borsten beim Einschieben in den Borstenträger abzustützen. Ferner können freie Bündelenden von Borstenbündeln mithilfe einer derartigen Profilvertiefung konturiert werden, wenn die zumindest eine Profilvertiefung ihrerseits konturiert ist, also beispielsweise einen konturierten Grund aufweist. Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn die zumindest eine Profilvertiefung bei in Gebrauchsstellung befindlicher Profilplatte fluchtend mit der ihr zugeordneten Borstenaufnahme des Pressstempels ausgerichtet oder angeordnet ist. Hierbei kann eine Längsachse der Profilvertiefung deckungsgleich mit einer Längsachse der Borstenaufnahme des Pressstempels sein.
Das Presswerkzeug kann ferner einen Luftanschluss, beispielsweise einen Ansaugstutzen, aufweisen. Der bereits zuvor erwähnte Pressstempel und/oder die Profilplatte können jeweils zumindest einen Luftkanal aufweisen. Über den Luftanschluss und den zumindest einen Luftkanal können ein Unterdruck und/oder bei Bedarf auch ein Überdruck an das Presswerkzeug angelegt werden. Ein Überdruck kann an das Presswerkzeug angelegt werden, um Luft durch den Luftkanal auf eine Borste oder auch einen Borstenträger abzugeben. Mit Hilfe von Luft oder Druckluft kann eine Borste nach ihrer Befestigung an einem Borstenträger leichter von dem Presswerkzeug, insbesondere von dem Pressstempel und seiner Borstenaufnahme gelöst werden. Ferner ist es möglich, den Borstenträger durch Abblasen mit Druckluft oder Luft zu kühlen, nachdem die zumindest eine Borste an dem Borstenträger befestigt wurde. Hierbei kann die dafür erforderliche Luft über den zumindest einen Luftkanal und den Luftanschluss auf den Borstenträger aufgeblasen werden.
Das Presswerkzeug kann eine Kammer aufweisen. Über diese Kammer kann der Luftanschluss des Presswerkzeugs mit dem zumindest einen Luftkanal des Pressstempels und/oder der Profilplatte verbunden sein. Daher kann die Kammer auch als Ansaugkammer bezeichnet werden. Zudem ist es möglich, dass die Profilplatte in der Kammer angeordnet ist.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn jeder Profilstift der Profilplatte und/oder jede Borstenaufnahme des Pressstempels jeweils einen Luftkanal aufweist. Auf diese Weise können mehrere Borsten oder Borstenbündel beim Einschieben in Aufnahmelöcher eines Borstenträgers durch Unterdruck, der durch den Luftkanal auf die Borsten und/oder Borstenbündel wirkt, angesaugt und zumindest zeitweise an der Profilplatte und/oder dem Pressstempel gehalten werden. Ferner ist es möglich, durch jeden der Luftkanäle gezielt Luft abzugeben, um den Borstenträger nach Befestigung zumindest einer Borste abzukühlen und/oder die zumindest eine Borste von dem Pressstempel zu lösen.
Jeder Profilstift einer, beispielsweise der bereits zuvor erwähnten, Profilplatte kann bei in Gebrauchsstellung befindlicher Profilplatte in einer Borstenaufnahme des Pressstempels angeordnet sein, um zumindest eine darin befindliche Borste beim Einschieben in ein Aufnahmeloch eines Borstenträgers abstützen zu können.
Die Profilplatte kann entgegen der Rückstellkraft eines Rückstellelements, insbesondere einer Rückstellfeder, relativ zu dem Pressstempel bewegbar sein. Vorzugsweise ist diese Rückstellkraft in Einpressrichtung des Pressstempels und damit in Einschieberichtung der Borsten in die Aufnahmelöcher eines Borstenträgers ausgerichtet. Besonders geschützt kann das Rückstellelement in der zuvor beschriebenen Kammer des Presswerkzeugs angeordnet sein.
Die durch das Rückstellelement gefederte Profilplatte kann dafür sorgen, dass die zumindest eine Borste und/oder die Borstenbündel mit ihrem Befestigungsende bereits am Grund des Aufnahmelochs des Borstenträgers aufstehen, bevor das eigentliche Verpressen des Borstenträgers mit Hilfe des Pressstempels erfolgt. Auf diese Weise kann die zumindest eine Borste mit sehr hoher Genauigkeit in dem Aufnahmeloch positioniert und schließlich an dem Borstenträger befestigt werden.
Die Vorrichtung kann eine Heizvorrichtung aufweisen. Die Heizvorrichtung kann beispielsweise als Heizplatte ausgebildet und/oder dazu eingerichtet sein, die Pressform, den Pressstempel und/oder einen in dem Formnest der Pressform angeordneten Bürstenkörper zu erwärmen oder warm zu halten. Zu diesem Zweck kann die Heizvorrichtung eine in Heizstellung der Pressform zugewandte Heizfläche und/oder eine dem Pressstempel zugewandte Heizfläche aufweisen. Mit Hilfe der dem Pressstempel zugewandten Heizfläche können zudem Befestigungsenden der zu befestigenden Borsten oder Borstenbündel erwärmt, verschmolzen und zu vorzugsweise pilzkopfförmigen Verdickungen verformt werden. Selbstverständlich können derartige, vorzugsweise pilzkopfförmige, Verdickungen auch in einer separaten Anschmelzvorrichtung oder Anschmelzeinheit, die ihrerseits Teil der Vorrichtung sein kann, erzeugt werden. Die Anschmelzvorrichtung oder Anschmelzeinheit kann dem Presswerkzeug vorgelagert angeordnet sein. So können dem Presswerkzeug dann bereits mit derartigen Verdickungen versehene Borstenbündel oder Borsten zugeführt werden.
Der Pressstempel kann eine Heizeinrichtung aufweisen, mit der seine dem Formnest zugewandte Stirnseite erwärmt werden kann. In diesem Fall kann ein Bürstenkörper mit dem Pressstempel auf eine für die Befestigung der wenigstens einen Borste erforderliche Temperatur erwärmt werden.
Um die Pressform zu erwärmen oder warm zu halten und damit eine vorzeitige Abgabe von Wärme von dem zum Umformen und Verpressen erwärmten Borstenträger, der in dem Formnest der einen Formhälfte der Pressform angeordnet ist, zu vermeiden, kann die Pressform zumindest ein Heizelement umfassen. Dabei kann zumindest ein Heizelement der Pressform an oder in der ersten Formhälfte angeordnet sein. Zumindest ein Heizelement kann in oder an der zweiten Formhälfte angeordnet sein. Als Heizelement kann beispielsweise eine Heizpatrone verwendet werden. Eine derartige Heizpatrone kann in einer entsprechenden Ausnehmung oder Aufnahme in oder an dem Presswerkzeug, insbesondere in der ersten und/oder in der zweiten Formhälfte des Presswerkzeugs angeordnet sein. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung von stiftförmigen Heizpatronen, die in oder an dem Presswerkzeug angeordnet werden, um die erste und/oder die zweite Formhälfte sowie das Formnest und einen darin befindlichen Borstenträger zu erwärmen oder warm zu halten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen in teilweise stark schematisierter Darstellung

1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Borstenträgers in Form eines Bürstenkörpers,
2 eine Stirnansicht des in 1 dargestellten Borstenträgers, wobei eine als Materialreservoir dienende Erhöhung an einer Vorderseite des Borstenträgers zu erkennen ist, deren Höhe ausgehend von einem randfernen, inneren Bereich der Vorderseite des Borstenträgers hin zu einem Randbereich oder Rand des Borstenträgers kontinuierlich abnimmt,
3 eine Seitenansicht des in den 1 und 2 dargestellten Borstenträgers,
4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Borstenträgers, wobei eine Erhöhung in einem randfernen, inneren Bereich der Vorderseite des Borstenträgers sowie insgesamt drei einzelnen Aufnahmelöchern zugeordnete Materialvorsprünge und eine Materialvertiefung zu erkennen sind, wobei die Materialvertiefung insgesamt vier der Aufnahmelöcher des Borstenträgers erfasst,
5 eine Stirnansicht des in 4 dargestellten Borstenträgers,
6 eine teilgeschnittene Seitenansicht des in den 4 und 5 dargestellten Borstenträgers,
7 eine schematisierte Explosionsdarstellung eines Presswerkzeugs einer Vorrichtung zur Herstellung einer Bürste,
8 eine geschnittene Seitenansicht des in 7 dargestellten Presswerkzeugs mit einer zwischen einem Pressstempel und einer Pressform befindlichen Heizvorrichtung,
9 das in den 7 und 8 dargestellte Presswerkzeug mit in Pressstellung an einem Borstenträger befindlichem Pressstempel, sowie
10 die in 9 mit dem Kreis D markierte Einzelheit in vergrößerter Darstellung.

Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung erhalten in ihrer Funktion übereinstimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.
Sämtliche Figuren zeigen einen im Ganzen mit 1 bezeichneten Borstenträger aus einem thermoplastischen Kunststoff. Dieser Borstenträger 1 wird zur Herstellung einer Bürste, im vorliegenden Fall einer im Ganzen mit 2 bezeichneten Zahnbürste verwendet. Der Borstenträger 1 weist an seiner Vorderseite 3 eine Mehrzahl von Aufnahmelöchern 4 für Borstenbündel auf. Der besseren Übersicht halber sind die in die Aufnahmelöcher 4 zu platzierenden Borstenbündel in den 1 bis 6 nicht dargestellt.
Bei der Ausführungsform des Borstenträgers 1, die in den 4 bis 6 dargestellt ist, weist dieser Borstenträger 1 an seiner Vorderseite 3 insgesamt drei Materialvorsprünge 5 auf. Jeder dieser Materialvorsprünge 5 ist zumindest einem der Aufnahmelöcher 4 zugeordnet. Die Materialvorsprünge 5 begrenzen dabei ihre Aufnahmelöcher 4 entlang zumindest eines Teils des jeweiligen Umfangs 6 der Aufnahmelöcher 4 seitlich. Zudem überragen die Materialvorsprünge 5 die sie umgebende Vorderseite 3 des Borstenträgers 1.
Die Materialvorsprünge 5 sind dabei besonders großen Aufnahmelöchern 4 zugeordnet. In solche besonders großen Aufnahmelöchern 4 können sogenannte Power-Tufts, also Borstenbündel, die eine vergleichsweise hohe Anzahl einzelner Borstenfilamente umfassen, eingesetzt werden. Die Befestigung derartiger Power-Tufts an einem Borstenträger 1 ist besonders anspruchsvoll. Es wurde festgestellt, dass das in den Materialvorsprüngen 5 vorgehaltene zusätzliche Material beim Verpressen und Verbacken des Borstenträgers 1 mit den Borstenbündeln, die dann in die Aufnahmelöcher 4 eingebracht sind, eine zuverlässige Befestigung eben solcher Power-Tufts begünstigt.
Bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Borstenträger 1 ist zu erkennen, dass dieser an seiner Vorderseite 3 neben der Mehrzahl von Aufnahmelöchern 4 eine Erhöhung 7 umfasst. Diese Erhöhung 7 erstreckt sich ausgehend von einem randfernen, inneren Bereich 8 der Vorderseite 3 des Borstenträgers 1, der hier auch als Mittelbereich 8 des Borstenträgers 1 bezeichnet werden kann, hin zu einem Randbereich 9 oder einem Rand 10 der Vorderseite 3 des Borstenträgers 1. Die Erhöhung 7 erfasst dabei sämtliche Aufnahmelöcher 4, die gemeinsam ein Lochfeld des Borstenträgers 1 bilden, zumindest teilweise.
Ausgehend von dem randfernen Bereich 8 nimmt die Erhöhung 7 hin zu dem Rand 9 oder dem Randbereich 10 in ihrer Höhe, die über dem Rand 10 des Borstenträgers 1 gemessen werden kann, kontinuierlich ab. Ausgehend von randfernen Mittelbereich 8 des Borstenträgers 1 hat die Erhöhung 7 eine Kontur mit einem stetigen oder fließenden, stufenlosen Verlauf hin zu dem Rand 10 oder dem Randbereich 9 der Vorderfläche 3 des Borstenträgers 1.
Bei beiden Borstenträgern 1 ist die Erhöhung 7 jeweils von einem im Randbereich 9 der Vorderseite 3 ausgebildeten Absatz 11 umgeben. Ferner umfasst jede der Erhöhungen 7 im inneren Bereich 8 jeweils ein Plateau 12 umfasst, das durch einen zu dem Absatz 11 hin stetig abfallenden Übergangsbereich 13 der Erhöhung 7 mit dem Absatz 11 verbunden ist.
Wie die 4 bis 6 deutlich veranschaulichen, ist auch der in diesen Figuren dargestellte Borstenträger 1 mit einer derartigen Erhöhung 7 ausgestattet. Es sei angemerkt, dass die zuvor beschriebenen Materialvorsprünge 5 die Erhöhung 7, von der sie umgeben sind, noch überragen. Insofern sind die mit der Verwendung von Materialvorsprüngen 5 und der Erhöhung 7 verbundenen Vorteile bei dem Borstenträger 1, wie er in den 4 bis 6 dargestellt ist, in besonders positiver Weise miteinander kombiniert.
Insbesondere die 5 und 6 zeigen, dass der Borstenträger 1 in einem von der Erhöhung 7 erfassten Abschnitt 14, insbesondere im Bereich des Plateaus 12, eine größere Materialstärke als in einem die Erhöhung 7 umgebenden Randbereich 9, nämlich dem Absatz 11, der Vorderseite 3 oder am Rand 10 des Borstenträgers 1 aufweist.
Die Erhöhung 7 kann bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel eines Borstenträgers auch eine konvexe Wölbung der Vorderseite 3 des Borstenträgers 1 sein.
Die Erhöhung 7 erfasst gemäß den 1 bis 6 auch die am Rand 10 des Borstenträgers 1 befindlichen Aufnahmelöcher 4. Die randnahen Aufnahmelöcher 4 werden von dem Übergangsbereich 13 zwischen dem Plateau 12 und dem Absatz 11 erfasst. Ferner nimmt die Höhe der Erhöhung 7, wie bereits zuvor erwähnt, zum Randbereich 9 und zum Rand 10 der Vorderseite 3 des Borstenträgers 1 hin kontinuierlich ab.
Gemäß den 4 bis 6 weist der Borstenträgers 1 an seiner Vorderseite 3 zumindest eine Vertiefung 15 auf, die auch als Materialvertiefung bezeichnet werden kann. Die Vertiefung 15 ist so in die Vorderseite 3 des Borstenträgers 1 eingebracht, dass sie insgesamt vier einzelne Aufnahmelöcher 4 des Borstenträgers 1 jeweils teilweise erfasst. Derartige Vertiefungen 15 können in solchen Bereichen der Vorderseite 3 des Borstenträgers 1 vorgesehen sein, in denen eine erhöhte Materialverdrängung oder ein erhöhter Materialvorrat zur Befestigung einzelner Borstenbündel an dem Borstenträger 1 nicht unbedingt benötigt werden. Auf diese Weise lässt sich Material zur Herstellung des Borstenträgers 1 bei Bedarf einsparen.
Die in den Figuren dargestellten Borstenträger 1 bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff. Ein solcher thermoplastischer Kunststoff eignet sich besonders gut für eine thermoplastische Verformung unter Einbringung von Druck und Wärme auf den Borstenträger 1 und damit besonders gut zur Befestigung einzelner Borstenbündel an dem Borstenträger 1 nach dem weiter unten beschriebenen Verfahren.
Der Borstenträger 1 lässt sich, insbesondere nach Befestigung einzelner Borstenbündel an dem Borstenträger 1 besonders zweckmäßig an einer Bürste 2, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zahnbürste 2 ausgebildet ist, befestigen. Bei den beiden in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen von Borstenträgern 1 sind diese als Bürstenkörper 16 ausgebildet, die mit Borstenbündeln bestückt jeweils eine Zahnbürste 2 bilden.
Die 7 bis 10 zeigen nun ein Presswerkzeug 18, das bei der in den vorherigen Figuren nur stark schematisiert dargestellten Vorrichtung 17 zur Herstellung einer Bürste 2 eingesetzt werden kann.
Das Presswerkzeug 18 umfasst eine Pressform 19 mit zumindest einem Formnest 20. Das Formnest 20 dient der Aufnahme eines Borstenträgers 1, wie er im Einzelnen bereits im Zusammenhang mit den 1 bis 6 näher erläutert wurde. Ferner weist das Presswerkzeug 18 auch einen Pressstempel 21 auf. Mit Hilfe dieses Pressstempels 21 kann der in das Formnest 20 eingelegte Borstenträger 1 zur Befestigung zumindest einer Borste 22 in einem der vorhandenen Aufnahmelöcher 14 des Borstenträgers 1 unter Anwendung von Druck und Wärme verformt werden.
Gemäß den 7 bis 10 werden mehrere Borsten 22 jeweils gemeinsam in eines der Aufnahmelöcher 4 des Borstenträgers 1 eingeführt und dann mit diesem verpresst und verbacken. Die Borsten 22, die zusammen in ein Aufnahmeloch 4 des Borstenträgers 1 eingeführt und darin befestigt werden, bilden gemeinsam ein Borstenbündel 23.
Die Pressform 19 umfasst zwei Formhälften 24 und 25, wobei das zumindest eine Formnest 20 in einer in den Figuren unteren Formhälfte 24 der beiden Formhälften 24 und 25 ausgebildet ist. Diese untere Formhälfte 24 kann auch als erste Formhälfte 24 der zwei Formhälften 24 und 25 bezeichnet werden.
Eine zweite oder obere Formhälfte 25 der zwei Formhälften 24 und 25 weist eine Stempelöffnung 26 auf. Die Stempelöffnung 26 ist bei geschlossener Pressform 19 dem Formnest 20 gegenüberliegend angeordnet. Auf diese Weise kann der Pressstempel 21 durch die Stempelöffnung 26 in der oberen oder zweiten Formhälfte 25 hindurchgeführt und in Richtung des Formnests 20 zugestellt werden. Dies mit dem Ziel einen in dem Formnest 20 angeordneten Borstenträger 1 zur Befestigung der Borsten 22 und Borstenbündel 23 in den Aufnahmelöchern 4 des Borstenträgers 1 zu verpressen. Die Stempelöffnung 26 hat dabei einen kleineren Querschnitt als das Formnest 20 zur Aufnahme des Borstenträgers 1, das in der unteren Formhälfte 24 der Pressform 19 ausgebildet ist.
Der Pressstempel 21 weist genauso viele Borstenaufnahmen 27 auf wie der Borstenträger 1 Aufnahmelöcher 4. Auf diese Weise ist es möglich, die Borstenbündel 23 mit ihren Borsten 22 in die Aufnahmelöcher 4 des Borstenträgers 1, der in dem Formnest 20 bereitgehalten wird, mit Hilfe des Pressstempels 21 einzuführen. Die Borsten 22 bzw. Borstenbündel 23 werden mithilfe des Pressstempels 21 in die Aufnahmelöcher 4 eingeführt, bevor der Pressstempel 21 den Borstenträger 1 kontaktiert und unter Aufwendung von Druck zur Befestigung der Borsten 22 und Borstenbündel 23 in den Aufnahmelöchern 4 in der zuvor bereits ausführlich beschriebenen Art und Weise verformt.
Das Presswerkzeug 18 umfasst ferner eine Profilplatte 28. Die Profilplatte 28 dient zum Abstützen der Borsten 22 und Borstenbündel 23 beim Einschieben in die Aufnahmelöcher 4 des Borstenträgers 1. Ferner kann mit Hilfe der Profilplatte 28 eine Sollposition der Borsten 22 beziehungsweise der Borstenbündel 22 an dem Borstenträger 1 vorgegeben werden.
Die Profilplatte 28 umfasst so viele Profilstifte 29 wie der Pressstempel 21 Borstenaufnahmen 27 und der Borstenträger 1 Aufnahmelöcher 4 für Borsten 22 beziehungsweise Borstenbündel 23. Die 7 bis 9 verdeutlichen außerdem, dass in jeder der vorhandenen Borstenaufnahmen 27 jeweils ein Profilstift 29 der in Gebrauchsstellung befindlichen Profilplatte 28 angeordnet ist. Sowohl die Profilstifte 29 der Profilplatte 28 als auch die Borstenaufnahmen 27 des Pressstempels 21 haben eine Anordnung, die einer Anordnung der Aufnahmelöcher 4 des mit der Vorrichtung 17 zu bearbeiteten Borstenträgers 1 entspricht. Anstelle einer Profilplatte 28 mit Profilstiften 29 kann beispielsweise auch eine Profilplatte 28 mit Profilvertiefungen verwendet werden. Die Profilvertiefungen können dabei dieselbe Funktion übernehmen wie die Profilstifte 29 der in den Figuren gezeigten Profilplatte 28.
So ist es möglich, die Borstenbündel 23 sowohl mit den Profilstiften 29 als auch mit in den Figuren nicht dargestellten Profilvertiefungen einer Profilplatte beim Einschieben in die Aufnahmelöcher 4 des Borstenträgers 1 abzustützen. Insbesondere dann wenn die Borsten 22 eines Borstenbündels 23 noch relativ zueinander verschieblich sind, können freie Bündelenden 23a der Borstenbündel 23 sowohl mithilfe der in den Figuren gezeigten Profilstifte 29 als auch mit in den Figuren nicht dargestellten Profilvertiefungen einer Profilplatte konturiert werden. Insbesondere die 7 bis 9 zeigen, dass die Profilstifte 29 an ihren freien Enden, mit denen sie freie Bündelenden 23a der Borstenbündel 23 beim Einschieben der Borstenbündel 23 in die Aufnahmelöcher 4 des Postenträgers 1 kontaktieren, schräg zu ihrer jeweiligen Längsachse orientierte Stirnseiten 29a aufweisen. Durch ihre somit konturierten Stirnseiten 29a sind die in den 7 bis 9 dargestellten Profilstifte 29 der Profilplatte 28 dazu eingerichtet, die Borstenbündel 23 an ihren entsprechend konturierten Bündelenden 23a vollflächig abzustützen. Je nach Gestalt der in den Borstenträger einzuschiebenden Borstenbündeln 23 können zumindest einzelne oder auch sämtliche Profilstifte 29 der Profilplatte 28 Stirnseiten 29aA aufweisen, die rechtwinklig zu einer Längsachse des jeweiligen Profilstifts 29 ausgerichtet sind.
Gemäß den 7 bis 10 weist das Presswerkzeug 18 außerdem einen Luftanschluss 30 auf. Die Profilplatte 28 ist von mehreren Luftkanälen 31 durchsetzt, von denen zumindest zwei in den 8 und 9 gut zu erkennen sind.
Die Luftkanäle 31 sind mit dem Luftanschluss 30 des Presswerkzeugs 18 verbunden und münden in die Borstenaufnahmen 27 des Pressstempels 21. Über den Luftanschluss 30 und die Luftkanäle 31 kann ein Unterdruck an die Borstenaufnahmen 27 angelegt werden, mit dem die in den Borstenaufnahmen 27 befindlichen Borsten 22 und Borstenbündel 23 angesaugt und gehalten werden können.
Nach der Befestigung der Borstenbündel 23 in den Aufnahmelöchern 4 des Borstenträgers 1 kann über den Luftanschluss 30 und die Luftkanäle 31 Luft oder Druckluft in die Borstenaufnahmen 27 eingeblasen werden. Dadurch werden die Borstenbündel leichter von dem Pressstempel 21 gelöst und der Borstenträger 1 abgekühlt. Anhand der Explosionsdarstellung des Presswerkzeugs 18 gemäß 7 wird deutlich, dass jeder Profilstift 29 der Profilplatte 28 und damit zumindest mittelbar auch jede Borstenaufnahme 27 des Pressstempels 21 jeweils mit einem Luftkanal 31 versehen ist.
Die Profilplatte 28 ist entgegen der Rückstellkraft eines Rückstellelements 32, nämlich einer Rückstellfeder 32 relativ zu dem Pressstempel 21 bewegbar. Auf diese Weise können die rückseitig von den Profilstiften 29 der Profilplatte abgestützten Borsten 22 und Borstenbündel 23 mit ihren Befestigungsenden 38 soweit in die Aufnahmelöcher 4 des Borstenträgers 1 eingeführt werden, wie dies für ihre Befestigung an dem Borstenträger 1 notwendig ist. Und zwar dies bevor der Presstempel 21 den in dem Formnest 20 befindlichen Borstenträger 1 kontaktiert und verformt. Die Rückstellkraft der Rückstellfeder 32 ist dabei in Einpressrichtung des Pressstempels 21 ausgerichtet. Das Rückstellelement 32 und auch die Profilplatte 28 sind in einer Kammer 40 des Presswerkzeugs 18 angeordnet. Die Kammer 40 ist gemäß 7 der besseren Übersicht wegen seitlich offen dargestellt und trägt an ihrem unteren Ende den Pressstempel 21. Der Luftanschluss 30 und die Luftkanäle 31 in den Profilstiften 29 der Profilplatte 28 sind über die Kammer 40 miteinander verbunden. Daher kann die Kammer 40 auch als Ansaugkammer 40 bezeichnet werden.
Die Vorrichtung 17 verfügt ferner über eine Heizvorrichtung 33, die in den 7 bis 9 dargestellt ist. Die Heizvorrichtung 33 des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 17 ist als Heizplatte 33 ausgebildet, die eine der Pressform 19 zugewandte Heizfläche 34 und eine dem Pressstempel 21 zugewandte Heizfläche 35 aufweist. Mit Hilfe ihrer Heizfläche 35 kann die Heizplatte 33 den Pressstempel 21 und darin befindliche Borsten 22 oder Borstenbündel 23 erwärmen. Mit Hilfe der zweiten Heizfläche 34 der Heizplatte 33 kann die Pressform 19 und auch ein in dem Formnest 20 der Pressform 19 angeordneter Borstenträger 1 erwärmt und/oder auf Temperatur gehalten werden.
Mit ihrer dem Pressstempel 21 zugewandten Heizfläche 35 ist die Heizplatte 33 ferner dazu eingerichtet, Befestigungsenden 38 der Borstenbündel 23 oder Borsten 22 derartig aufzuschmelzen, dass sich etwa pilzkopfförmige Verdickungen 39 an den Befestigungsenden 38 der Borsten 22 beziehungsweise Borstenbündel 23 ausbilden. Mit den Verdickungen 39 können die Borsten 22 beziehungsweise Borstenbündel 23 besonders zuverlässig in den Aufnahmelöchern 4 des Borstenträgers 1 festgelegt werden. Die Heizplatte 33 kann zwischen einer Heizposition, in der sie gemäß 8 zwischen dem Pressstempel 21 und der Pressform 19 angeordnet ist, und einer Ruheposition (siehe 9) hin und her bewegt werden. Selbstverständlich können die pilzkopfförmigen Verdickungen 39 auch in einer vorgelagerten Anschmelzvorrichtung oder Anschmelzeinheit, die in den Figuren nicht dargestellt ist, erzeugt werden.
Die in den Figuren gezeigte Pressform 19 weist insgesamt drei Heizelemente 36 in Form von stiftförmigen Heizpatronen 36 auf. Die stiftförmigen Heizpatronen 36 sind in entsprechend geformten Patronenaufnahmen 37 angeordnet und dienen dazu, die erste Formhälfte 24 und die zweite Formhälfte 25 bei Bedarf zu erwärmen beziehungsweise auf Temperatur zu halten. Durch die Heizpatronen 36 kann ein vorzeitiges Abkühlen eines in dem Formnest 20 angeordneten Borstenträgers 1 verhindert werden.
Bei dem Verfahren zum Herstellen der Bürste 2 werden Borstenbündel in Aufnahmelöcher 4 eines Bürstenträger 1, der aus thermoplastischem Kunststoff besteht, eingesetzt und darin befestigt. Auch die Borsten 22, die die Borstenbündel 23 bilden, bestehen aus thermoplastischem Kunststoff. Dabei wird zumindest eine Borste 22 mit einem Befestigungsende 38 in ein Aufnahmeloch 4 des Borstenträgers 1 eingeschoben. Anschließend oder zuvor wird der Borstenträger 1 erwärmt. Unter Reduzierung zumindest eines Querschnitts des Aufnahmelochs 4, in das die zumindest eine Borste 22 eingeschoben wurde, wird der Borstenträger 1 verpresst und mit der wenigstens einen Borste 22 verbacken. Dies geschieht derart, dass die zumindest eine Borste 22 an dem Borstenträger 1 anschließend befestigt ist.
Die Erwärmung des Borstenträgers 1 kann beispielsweise mittels Heißluft, Strahlungswärme oder auch durch einen Kontakt mit einem erwärmten Werkzeugteil, zum Beispiel mit dem zuvor erwähnten Pressstempel 31, erfolgen. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn der Borstenträger 1 mit einem solchen Werkzeugteil erwärmt wird, das seinerseits über eine seine Stirnseite erwärmende Heizung verfügt und mit dem die zumindest eine Borste 22 und/oder das zumindest eine Borstenbündel in ein Aufnahmeloch 4 des Borstenträgers 1 eingesetzt und schließlich mit diesem verbacken wird. Die Materialvorsprünge 5 und die Erhöhung 7 an der Vorderseite 3 des Borstenträgers 1 werden dabei erweicht und das darin befindliche Material zur Reduzierung des Querschnitts des zumindest einen Aufnahmelochs 4, hier sämtlicher Aufnahmelöcher 4 in diese verdrängt. Insbesondere kann der zuvor beschriebene Pressstempel 31 selbst eine Heizeinrichtung aufweisen, mit der seine Stirnseite erwärmt werden kann.
Das zuvor beschriebene Verfahren kann auf einer in den Figuren nur stark schematisiert angedeuteten Vorrichtung 17 zur Herstellung einer Bürste 2 und/oder unter Verwendung eines Presswerkzeugs 18 durchgeführt werden, wie es in den 7 bis 10 dargestellt ist und zuvor beschrieben wurde.
So wird die zumindest eine Borste 22 mit dem bereits zuvor erwähnten Pressstempel 21 des Presswerkzeugs 19 und unter Verwendung der Profilplatte 28 in das Aufnahmeloch 4 zunächst eingeschoben und anschließend an dem Borstenträger 1 befestigt. Zumindest beim Einschieben in das Aufnahmeloch 4 des Borstenträgers 1 wird die zumindest eine Borste 22 angesaugt und dadurch an dem Pressstempel 21 und der Profilplatte 28 gehalten. Zu diesem Zweck wird an den Luftanschluss 30 ein Unterdruck angelegt und über die Kammer 40 und die Luftkanäle 31 in den Profilstiften 29 der Profilplatte 28, die in die Borstenaufnahmen 27 des Pressstempels 21 hineinragen, auf die Borstenaufnahmen 27 und die darin angeordneten Borsten 22 beziehungsweise Borstenbündel 23 übertragen.
Nach ihrer Befestigung werden die Borsten 22 durch Einblasen von Luft durch eben diese Luftkanäle 31 von dem Pressstempel 21 gelöst. Bei Bedarf kann über die Luftkanäle 31 Luft auch auf den Borstenträger 1 aufgeblasen werden, um diesen nach Befestigung der Borsten 22 in den Aufnahmelöchern 4 abzukühlen.
Bei einer Variante des Verfahrens kann die zumindest eine Borste 22 vorzugsweise unmittelbar vor dem Einschieben der Borste 22 in das für sie vorgesehene Aufnahmeloch 4 des Borstenträgers 1 an ihrem Befestigungsende 38 aufgeschmolzen werden. Dabei kann eine Verdickung 39 an dem jeweiligen Befestigungsende 38 erzeugt werden, durch die die Borsten 22 eines Borstenbündels 23 einerseits untereinander verbunden sind und andererseits eine Befestigung des Borstenbündels 23 in dem Aufnahmeloch 4 des Borstenträgers 1 noch leichter erfolgen kann.
Wie bereits zuvor angedeutet, können das Presswerkzeug 18, nämlich insbesondere der Pressstempel 21, zumindest eine der beiden Formhälften 24 oder 25 der Pressform 19 sowie der Borstenträger 1 und/oder eine am Befestigungsende 38 einer Borste 22 oder eines Borstenbündels 23 erzeugte Verdickung 39 zumindest vor dem Einschieben der Borsten 22 beziehungsweise Borstenbündel 23 erwärmt werden. Dazu kann beispielsweise die zuvor erwähnte und ausführlich beschriebene Heizvorrichtung 33 verwendet werden.
Die Erfindung befasst sich mit Verbesserungen auf dem technischen Gebiet der Herstellung von Bürsten 2, insbesondere Zahnbürsten 2. Dazu wird unter anderem ein auch als Trägerplättchen bezeichneter Borstenträger 1 vorgeschlagen, der an seiner Vorderseite 3 neben einer Mehrzahl von Aufnahmelöchern 4 zumindest einen Materialvorsprung 5 aufweist, der wenigstens einem der Aufnahmelöcher 4 zugeordnet ist und dieses entlang zumindest eines Teil seines Umfangs 6 seitlich begrenzt und der die ihn umgebende Vorderseite 3 des Borstenträgers 1 überragt.
Bezugszeichenliste

1: Borstenträger
2: Bürste
3: Vorderseite
4: Aufnahmeloch
5: Materialvorsprung
6: Umfang von 4
7: Erhöhung an 1
8: randferner Bereich von 3
9: Randbereich von 1
10: Rand von 1
11: Absatz an 3
12: Plateau
13: Übergangsbereich zwischen 11 und 12
14: Abschnitt von 3
15: Vertiefung in 3
16: Bürstenkörper
17: Vorrichtung zur Herstellung einer Bürste
18: Presswerkzeug
19: Pressform
20: Formnest
21: Pressstempel
22: Borste
23: Borstenbündel
23a: freies Bündelende von 23
24: erste, untere Formhälfte
25: zweite, obere Formhälfte
26: Stempelöffnung in 25
27: Borstenaufnahmen in 21
28: Profilplatte
29: Profilstift
29a: Stirnseite von 29
30: Luftanschluss
31: Luftkanal
32: Rückstellelement/Rückstellfeder
33: Heizvorrichtung/Heizplatte
34: Heizfläche
35: Heizfläche
36: Heizelement/Heizpatrone
37: Patronenaufnahme
38: Befestigungsende von 22/23
39: Verdickung
40: Kammer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015111312 [0002]

Claims

Borstenträger (1) aus Kunststoff für eine Bürste oder Zahnbürste (2), wobei der Borstenträger (1) an seiner Vorderseite (3) eine Mehrzahl von Aufnahmelöchern (4) für Borstenbündel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger (1) an seiner Vorderseite (3) zumindest einen Materialvorsprung (5) aufweist, der wenigstens eines der Aufnahmelöcher (4) entlang zumindest eines Teils seines Umfangs (6) seitlich begrenzt und der die ihn umgebende Vorderseite (3) des Borstenträgers (1) überragt.
Borstenträger (1) aus Kunststoff für eine Bürste oder Zahnbürste (1), insbesondere nach Anspruch 1, wobei der Borstenträger (1) an seiner Vorderseite (3) eine Mehrzahl von Aufnahmelöchern (4) für Borstenbündel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger (1) in einem randfernen, inneren Bereich (8) seiner Vorderseite (3) eine Erhöhung (7) aufweist, die mehrere Aufnahmelöcher (4) erfasst und die sich bis zu einem Randbereich (9) oder bis zu einem Rand (10) der Vorderseite (3) des Borstenträgers (1) erstreckt.
Borstenträger (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine über dem Rand (10) der Vorderseite (3) messbare Höhe der Erhöhung (7) im Verlauf der Erhöhung (7) hin zu dem Randbereich (9) oder dem Rand (10) der Vorderseite (3) des Borstenträgers (1), vorzugsweise kontinuierlich, abnimmt, und/oder dass die Erhöhung (7) von einem im Randbereich (9) der Vorderseite (3) ausgebildeten Absatz (11) umgeben ist und ein Plateau (12) und einen Übergangsbereich (13) umfasst, wobei der Übergangsbereich (13) das Plateau (12) mit dem Absatz (11) verbindet und in seinem Verlauf zu dem Absatz (11), vorzugsweise stetig, abfällt.
Borstenträger (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Borstenträger (1) in einem von der Erhöhung (7) erfassten Abschnitt (11), insbesondere im Bereich des Plateaus (12), eine größere Materialstärke als in einem die Erhöhung (7) umgebenden Randbereich (9), insbesondere im Bereich des Absatzes (11), der Vorderseite (3) oder am Rand (10) des Borstenträgers (1) aufweist.
Borstenträger (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (7) von einer konvexen Wölbung der Vorderseite (3) des Borstenträgers (1) gebildet ist.
Borstenträger (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (7), insbesondere mit ihrem Übergangsbereich (13), zumindest ein am Rand (10) des Borstenträgers (1) befindliches Aufnahmeloch (4) erfasst, und/oder dass der Borstenträger (1) an seiner Vorderseite (3) zumindest eine Vertiefung (15) aufweist, die zumindest ein Aufnahmeloch (4) wenigstens teilweise erfasst.
Borstenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Aufnahmelöcher (4) an der Vorderseite (3) des Borstenträgers (1) zumindest zum Teil von der Erhöhung (7) erfasst sind und/oder dass der Borstenträger (1) aus einem thermoplastischem Kunststoff besteht.
Bürste (2), insbesondere Zahnbürste (2), mit einem mit Borstenbündeln bestückten Borstenträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Verfahren zum Herstellen einer Bürste (2), die einen Borstenträger (1) aus thermoplastischem Kunststoff mit zumindest einem Aufnahmeloch (4), in welches zumindest eine Borste aus thermoplastischem Kunststoff eingesetzt und darin befestigt wird, aufweist, wobei die wenigstens eine Borste mit einem Befestigungsende in ein Aufnahmeloch (4) eines Borstenträgers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingeschoben wird, wonach der Borstenträger (1) erwärmt und unter Reduzierung zumindest eines Querschnitts des Aufnahmelochs (4) derart verpresst und mit der wenigstens einen Borste verbacken wird, dass die zumindest eine Borste an dem Borstenträger (1) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Materialvorsprung (5) und/oder die Erhöhung (7) an der Vorderseite (3) erweicht und das darin befindliche Material zur Reduzierung des Querschnitts des wenigstens einen Aufnahmelochs (4) vorzugsweise in dieses verdrängt wird/werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Borste (22) mit einem Pressstempel (21) und/oder unter Verwendung einer Profilplatte (28) in das Aufnahmeloch (4) eingeschoben und/oder an dem Borstenträger (1) befestigt wird, und/oder dass die zumindest eine Borste (22) zumindest beim Einschieben in das Aufnahmeloch (4) angesaugt und dadurch an dem Pressstempel (21) und/oder der Profilplatte (28) gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Borste (22) nach ihrer Befestigung durch Einblasen von Luft von einem oder dem Pressstempel (21) gelöst wird, und/oder dass der Borstenträger (1) nach der Befestigung der zumindest einen Borste (22), insbesondere durch Einblasen von Luft, gekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Borste (22), vorzugsweise unmittelbar, vor dem Einschieben der Borste (22) in das Aufnahmeloch (4) an ihrem Befestigungsende (38) aufgeschmolzen und dabei eine, insbesondere pilzkopfförmige, Verdickung (39) an dem Befestigungsende (38) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Presswerkzeug (18), ein Pressstempel (21), zumindest eine Formhälfte (24,25) einer Pressform (19) und/oder der Borstenträger (1) und/oder eine Verdickung (39) am Befestigungsende (38) der wenigstens einen Borste (22) zumindest vor dem Einschieben der Borste (22), insbesondere mit einer Heizvorrichtung (33), erwärmt werden.
Vorrichtung (17) zur Herstellung einer Bürste (2), insbesondere einer Bürste (2) nach Anspruch 8, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche.
Vorrichtung (17) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (17) ein Presswerkzeug (18) aufweist, das eine Pressform (19) mit zumindest einem Formnest (20) zur Aufnahme eines Borstenträgers (1) und zumindest einen Pressstempel (21) umfasst.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressform (19) zwei Formhälften (24,25) aufweist, wobei das zumindest eine Formnest (20) in einer ersten Formhälfte (24) der zwei Formhälften (24,25) ausgebildet ist und wobei eine zweite Formhälfte (25) der zwei Formhälften (24,25) eine Stempelöffnung (26) umfasst, durch die der Pressstempel (21) zum Verpressen eines in dem Formnest (20) angeordneten Borstenträgers (1) hindurchführbar ist, insbesondere wobei die Stempelöffnung (26) einen kleineren Querschnitt als das Formnest (20) zur Aufnahme des Borstenträgers (1) aufweist.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressstempel (21) zumindest eine Borstenaufnahme (27) aufweist.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswerkzeug (18) eine Profilplatte (28) aufweist, die zum Abstützen zumindest einer Borste (22) beim Einschieben in ein Aufnahmeloch (4) eines Borstenträgers (1) und/oder zur Vorgabe einer Sollposition der Borste (22) an dem Borstenträger (1) eingerichtet ist.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilplatte (28) zumindest einen Profilstift (29) oder eine Mehrzahl von Profilstiften (29) aufweist, insbesondere die in Anzahl und Anordnung einer Anzahl und Anordnung von Aufnahmelöchern (4) eines auf der Vorrichtung (17) zu bearbeitenden Borstenträgers (1) und/oder von Borstenaufnahmen (27) des Pressstempels (21) entsprechen.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Presswerkzeug (18) einen Luftanschluss (30) aufweist und/oder dass der Pressstempel (21) und/oder die Profilplatte (28) zumindest einen Luftkanal (31) aufweist/aufweisen.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Profilstift (29) der Profilplatte (28) und/oder jede Borstenaufnahme (27) des Pressstempels (21) jeweils einen Luftkanal (31) aufweist/aufweisen, und/oder dass jeder Profilstift (29) in Gebrauchsstellung der Profilplatte (28) in einer Borstenaufnahme (27) des Pressstempels (21) angeordnet ist.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilplatte (28) entgegen der Rückstellkraft eines Rückstellelements (32), insbesondere einer Rückstellfeder (32), relativ zu dem Pressstempel (21) bewegbar ist, vorzugsweise wobei die Rückstellkraft in Einpressrichtung des Pressstempels (21) ausgerichtet ist.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (17) eine Heizvorrichtung (33), insbesondere eine Heizplatte (33), aufweist, die eine der Pressform (19) und/oder dem Formnest (19) zugewandte Heizfläche (34) und/oder eine dem Pressstempel (21) zugewandte Heizfläche (35) aufweist.
Vorrichtung (17) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressform (19) zumindest ein Heizelement (36) aufweist, insbesondere wobei das zumindest eine oder zumindest ein Heizelement (36) an oder in der ersten Formhälfte (24) und/oder wobei das zumindest eine oder zumindest ein Heizelement (36) an oder in der zweiten Formhälfte (25) angeordnet oder ausgebildet ist.