BE1032533A1 - Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, Borstenwarenherstellungsmaschine, Borstenware und Verwendung eines Befestigungsankers aus Kunststoff - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist unter anderem die Verwendung eines beim Einbringen in ein Bündelaufnahmeloch (4) eines Borstenträgers (3) einer Borstenware (2) verformten Befestigungsankers (6), insbesondere aus Kunststoff, zur Verankerung eines Borstenbündels (5) im Bündelaufnahmeloch (4).

Description

Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren,

Borstenwarenherstellungsmaschine, Borstenware und Verwendung eines Befestigungsankers aus Kunststoff

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, beispielsweise von Zahnbürsten, wobei ein mit zumindest einem

Bündelaufnahmeloch versehener Borstenträger bereitgestellt und

Borstenbündel zusammen mit einem Befestigungsanker in das

Bündelaufnahmeloch eingebracht und dort mittels des Befestigungsankers verankert wird.

Ferner betrifft die Erfindung auch eine

Borstenwarenherstellungsmaschine, die zur Herstellung von

Borstenwaren eingerichtet ist, sowie eine Borstenware und die

Verwendung eines Befestigungsankers.

EP 0 888 072 B1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Bürste, insbesondere Zahnbürste, mit einem Borstenbündel aus Kunststoff tragenden Bürstenkörper. Bei dem Verfahren werden in einem

SpritzgieBvorgang hülsenartige, die einzelnen Borstenbündel umschlieBende Stützelemente aus Kunststoffmaterial für zumindest einen

Teil der Borstenbündel einstückig mit dem Bürstenkôrper hergestellt.

DE 197 38 256 C2 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von

Borstenfeldern für Bürsten, wobei Büschel von Kunststoffborsten in

Lochungen einer Halteplatte eingeführt und die ihren späteren freien

Arbeitsenden abgewandten Enden miteinander verschmolzen und dadurch an der Halteplatte festgelegt werden. An der Halteplatte werden

Vorsprünge mit Köpfen, Verbreiterungen oder Überständen gebildet und dadurch die Halteplatte mit Hinterschneidungen versehen. Zuvor oder danach werden die Borsten in die Lochungen mit einem in den Bereich der

Vorsprünge oder der Hinterschneidungen ragenden Überstand eingeführt, wobei die Borsten im Bereich der Vorsprünge oder der

Hinterschneidungen derart erhitzt werden, dass eine die

Hinterschneidungen ganz oder teilweise ausfüllende Schmelze und/oder plastische Masse aus dem Kunststoff der Borsten entsteht. Durch die danach erstarrende Masse aus dem Kunststoff der Borsten wird

Formschluss zwischen den Borsten oder Borstenbüscheln und den

Hinterschneidungen der Halteplatte gebildet.

Bei der Herstellung von Borstenwaren, insbesondere von Zahnbürsten, werden Borstenbündel mit Befestigungsankern in den

Bündelaufnahmelöchern der Borstenträger derartiger Borstenwaren fixiert.

Dazu werden die Borstenbündel gemeinsam mit Befestigungsankern in die

Bündelaufnahmelöcher der Borstenträger eingebracht. In der Praxis werden dabei oftmals Befestigungsanker aus Metall, beispielsweise aus

Edelstahl, verwendet, um die Borstenbündel zuverlässig in den

Bündelaufnahmelöchern zu verankern. Mithilfe derartiger

Befestigungsanker aus Metall lassen sich die Borstenbündel zwar zuverlässig in den Bündelaufnahmelöchern fixieren. Die Verwendung von

Befestigungsankern aus Metall an einer Borstenware, deren übrigen

Bestandteile aus einem anderen Material, insbesondere aus Kunststoff bestehen, kann das Recycling der Borstenware jedoch erschweren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von

Borstenwaren, eine Borstenwarenherstellungsmaschine, eine

Borstenware und die Verwendung eines Befestigungsankers bereitzustellen, die eine zuverlässige Verankerung von Borstenbündeln in

Borstenträgern von Borstenwaren ermöglichen und gleichzeitig das

Recycling derartiger Borstenwaren vereinfachen.

Zur Lösung der Aufgabe wird zunächst ein Verfahren zur Herstellung von

Borstenwaren mit den Merkmalen des unabhängigen, auf ein derartiges

Verfahren gerichteten Anspruchs vorgeschlagen. Insbesondere wird zur

Lösung der Aufgabe somit ein Verfahren zur Herstellung von

Borstenwaren vorgeschlagen, wobei ein mit zumindest einem

Bündelaufnahmeloch versehener Borstenträger bereitgestellt und ein

Borstenbündel zusammen mit einem Befestigungsanker in das

Bündelaufnahmeloch eingebracht und dort mittels des Befestigungsankers verankert wird, wobei der Befestigungsanker beim Einbringen in das

Bündelaufnahmeloch unter Ausbildung zumindest einer endseitigen

Verankerungsstruktur verformt wird. Vorzugsweise wird hierbei ein

Befestigungsanker verwendet, der aus Kunststoff besteht. Der

Befestigungsanker kann unter Ausbildung der zumindest einen

Verankerungsstruktur beim Einbringen in das Bündelaufnahmeloch vorzugsweise plastisch verformt werden. Das Verfahren ermöglich die

Herstellung einer Einstoffborstenware, deren Recycling erheblich vereinfacht ist.

Im Vergleich zu der Verwendung von Befestigungsankern, die sich beim

Einbringen der Borstenbündel in die Bündelaufnahmelöcher nicht verformen, sondern vielmehr in das Material der Borstenträger eingestoßen werden, um die Borstenbündel in den

Bündelaufnahmelöchern zu verankern, macht sich das erfindungsgemäße

Verfahren die Verformung eines Befestigungsankers im

Bündelaufnahmeloch zunutze, um eine zuverlässige Fixierung des

Borstenbündels im Borstenträger zu bewirken.

Wird der Befestigungsanker zusammen mit dem Borstenbündel in das

Bündelaufnahmeloch eingebracht, insbesondere eingestoßen, verformt sich der Befestigungsanker unter Ausbildung zumindest einer endseitigen

Verankerungsstruktur, die eine zuverlässige Verankerung des

Borstenbündels im Bündelaufnahmeloch ermöglicht.

Die zumindest eine Verankerungsstruktur kann beim Einbringen des

Befestigungsankers in das Bündelaufnahmeloch durch einen Kontakt des

Befestigungsankers mit einer Lochwandung des Bündelaufnahmelochs erzeugt werden. Dabei fungiert der Borstenträger mit seinem

Bündelaufnahmeloch quasi als formgebendes Werkzeug, das den

Befestigungsanker so verformt, dass sich die zumindest eine endseitige

Verankerungsstruktur am Befestigungsanker ausbildet.

Als zumindest eine endseitige Verankerungsstruktur kann eine endseitige

Verdickung, beispielsweise eine keulenförmige Verdickung, erzeugt werden.

Insbesondere dann, wenn der Befestigungsanker beim Einbringen in das

Bündelaufnahmeloch symmetrisch verformt wird, können sich an beiden

Enden des Befestigungsankers jeweils eine endseitige Verdickung als endseitige Verankerungsstrukturen ausbilden. Dabei kann der

Befestigungsanker eine knochenförmige Gestalt annehmen.

Es ist auch möglich, dass der Befestigungsanker beim Einbringen in das

Bündelaufnahmeloch asymmetrisch verformt wird, sich also beispielsweise nur an einem der beiden Enden des Befestigungsankers eine Verankerungsstruktur ausbildet. Auch die asymmetrische Ausbildung von Verankerungsstrukturen an zwei Enden des Befestigungsankers ist möglich.

Vorteilhaft kann es sein, den Befestigungsanker nach Einbringen in das

Bündelaufnahmeloch noch zu verpressen. Dies kann beispielsweise mit einer Stößerzunge eine Stopfwerkzeugs einer

Borstenwarenherstellungsmaschine erfolgen. Durch das Verpressen des

Befestigungsankers nach Einbringen in das Bündelaufnahmeloch kann der

Befestigungsanker besonders zielgerichtet verformt werden, um die zumindest eine endseitige Verankerungsstruktur auszubilden und die sichere Verankerung des Borstenbündels im Bündelaufnahmeloch im

Borstenträger zu bewirken.

Bei einer Variante des Verfahrens wird der Befestigungsanker nach dem

Einbringen in das Bündelaufnahmeloch verpresst und dadurch ein Füllgrad des Borstenbündels erhöht. Dabei kann ein Füllgrad von mindestens 65 % oder auch von mindestens 72 % erreicht werden. Das zielgerichtete

Verpressen des Befestigungsankers kann hierbei dann zu einer

Verformung des Befestigungsankers führen, die zu einer Verdrängung der an dem Befestigungsanker anliegenden Borstenfilamente eines mit dem

Befestigungsanker im Bündelaufnahmeloch fixierten Borstenbündels führt.

Dadurch kann eine Filamentdichte im von den Borstenfilamenten belegten

Volumen des Bündelaufnahmelochs erhöht und somit der Füllgrad des

Borstenbündels gesteigert werden. Auf diese Weise lassen sich mit dem

Verfahren Borstenwaren mit besonders dichten Borstenbündeln herstellen. 5 Bei einer Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass der

Befestigungsanker nach dem Einbringen in das Bündelaufnahmeloch verpresst und dadurch eine Auszugskraft, der die Fixierung des

Borstenbündels im Borstenträger standhält, erhöht wird. Die Auszugskraft kann hierbei die Kraft sein, die aufgebracht werden muss, um die durch den Befestigungsanker bereitgestellte Haltekraft zu überwinden und das

Borstenbündel aus dem Bündelaufnahmeloch zu lösen.

Beim Einbringen des Befestigungsankers in das Bündelaufnahmeloch kann Material des Borstenträgers aus einem Randbereich des

Bündelaufnahmelochs in das Bündelaufnahmeloch und dabei über den im

Bündelaufnahmeloch platzierten Befestigungsanker verdrängt werden.

Die Verdrängung des Materials des Borstenträgers kann beispielsweise mit einer Stößerzunge eines Stopfwerkzeugs einer

Borstenwarenherstellungsmaschine erfolgen. Dies wird weiter unten im

Kontext der erfindungsgemäßen Borstenwarenherstellungsmaschine noch näher erläutert.

Das aus dem Randbereich des Bündelaufnahmelochs in das

Bündelaufnahmeloch verdrängte Material des Borstenträgers kann dabei über die am Befestigungsanker durch die Verformung des

Befestigungsankers erzeugte Verankerungsstruktur verdrängt werden. Auf diese Weise wird eine formschlüssige Fixierung des Befestigungsankers im Bündelaufnahmeloch des Borstenträgers erzeugt.

Der Befestigungsanker und der Borstenträger können beim Einbringen des

Befestigungsankers in das Bündelaufnahmeloch stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Hierbei können der Borstenträger und der

Befestigungsanker miteinander verklebt und/oder verschweißt werden.

Durch beim Einbringen des Befestigungsankers in das

Bündelaufnahmeloch erzeugte Reibungswärme können der

Befestigungsanker und der Borstenträger miteinander verklebt und/oder verschweißt, also die stoffschlüssige Verbindung zwischen

Befestigungsanker und Borstenträger erzeugt werden.

Um die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Borstenträger und dem

Befestigungsanker zu begünstigen, kann der Borstenträger vor und/oder nach dem Einbringen des Befestigungsankers erwärmt werden. Dies insbesondere im Bereich des zumindest einen Bündelaufnahmelochs.

Zur Ausbildung der zumindest einen Verankerungsstruktur am

Befestigungsanker beim Einbringen des Befestigungsankers in das

Bündelaufnahmeloch ist es vorteilhaft, wenn eine Länge des

Befestigungsankers größer als ein Durchmesser des

Bündelaufnahmelochs ist, in das der Befestigungsanker zur Verankerung eines Borstenbündels eingebracht wird.

Auf diese Weise werden die über den Rand des Bündelaufnahmelochs stehenden Abschnitte des Befestigungsankers beim Einbringen des

Befestigungsankers in das Bündelaufnahmeloch entsprechend verformt, wodurch dann die zumindest eine endseitige Verankerungsstruktur am

Befestigungsanker ausgebildet werden kann. In diesem Zusammenhang kann es sinnvoll sein, wenn der Befestigungsanker in einer Ausrichtung in das Bündelaufnahmeloch eingebracht wird, in der er beidseitig mit gleichem Überstand über einen Rand des Bündelaufnahmelochs auf das

Bündelaufnahmeloch auftrifft. Dies kann eine symmetrische Verformung des Befestigungsankers beim Einbringen in das Bündelaufnahmeloch begünstigen.

Der Befestigungsanker kann mit einer Stößerzunge eines Stopfwerkzeugs einer Borstenwarenherstellungsmaschine in das Bündelaufnahmeloch eingebracht werden, wobei die Stößerzunge an ihrer Stirnseite eine Breite aufweist, die größer als ein Durchmesser des Bündelaufnahmelochs ist.

Die Verwendung einer derartig ausgebildeten Stößerzunge ermöglicht die zuvor erwähnte Verdrängung von Material des Borstenträgers aus dem

Randbereich des Bündelaufnahmelochs in das Bündelaufnahmeloch und über den Befestigungsanker.

Die Stößerzunge kann beim Einbringen des Befestigungsankers Material des Borstenträgers aus dem Randbereich des Bündelaufnahmelochs abschälen und in das Bündelaufnahmeloch verdrängen, um den

Befestigungsanker auch formschlüssig in dem Bündelaufnahmeloch zu fixieren.

Der Befestigungsanker und/oder der Borstenträger bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, besonders bevorzugt zumindest anteilig aus recyceltem Kunststoff. Dies begünstigt eine umweltfreundliche Herstellung von Borstenwaren und eine gute Verwertung der Ressource Kunststoff.

Zudem kann eine solche Borstenware möglichst umfangreich und einfach recycelt werden.

Der Befestigungsanker kann aus einem Kunststoff bestehen, der weicher als ein Kunststoff ist, aus dem der Borstenträger besteht. Dies begünstigt eine saubere Umformung des Befestigungsankers unter Ausbildung zumindest einer Verankerungsstruktur und ein _unverletztes

Bündelaufnahmeloch im Borstenträger.

Der Befestigungsanker kann auch aus einem Kunststoff bestehen, der härter als ein Kunststoff ist, aus dem der Borstenträger besteht. Dies begünstigt ein zusätzliches Eindringen des Befestigungsankers in den

Borstenträger und dadurch eine formschlüssige Verbindung des

Befestigungsankers mit dem Borstenträger.

Wenn der Befestigungsanker und der Borstenträger aus Kunststoffen derselben Kunststofffamilie oder aus demselben Kunststoff bestehen, kann dies die stoffschlüssige Verbindung zwischen Befestigungsanker und

Borstenträger begünstigen.

Zur Durchführung des Verfahrens kann ein Befestigungsanker und/oder ein Borstenträger verwendet werden, der aus einem Kunststoff mit einer

Härte von zumindest 60 Shore D, 70 Shore D oder besonders bevorzugt von mindestens 80 Shore D besteht. Als obere Grenze kann der Kunststoff beispielsweise eine Härte von 100 Shore D aufweisen.

Wenn der Borstenträger und der Befestigungsanker aus einem Kunststoff mit vergleichbarer, vorzugsweise identischer, Härte bestehen, kann dies eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungsanker und dem Borstenträger ebenfalls begünstigen.

Die Bereitstellung des Borstenträgers kann vereinfacht sein, wenn das zumindest eine Bündelaufnahmeloch des Borstenträgers ankerbahnfrei ausgebildet ist. Im Vergleich zu aus der Praxis vorbekannten Konzepten, bei denen die Bündelaufnahmelöcher eine vordefinierte Ankerbahn für den

Befestigungsanker aufweisen, um eine Positionierung der

Befestigungsanker im Material des Borstenträgers zu vereinfachen, kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren auf eine derartige Ankerbahn verzichtet werden. Vielmehr kann ein ankerbahnfreies

Bündelaufnahmeloch eine definierte Verformung eines Borstenbündels unter Ausbildung zumindest einer Verankerungsstruktur begünstigen und insofern vorteilhaft sein.

Das bei Durchführung des Verfahrens verwendete Bündelaufnahmeloch kann eine zumindest abschnittsweise zylindrische und/oder eine sich zum

Lochgrund hin verjüngende konische und/oder eine gestufte Lochwandung und/oder eine Lochwandung mit Haltestruktur, beispielsweise Rastlinien, aufweisen. Bei einer Ausführungsform des Borstenträgers kann ein

Konuswinkel eines sich zum Lochgrund hin verjüngenden konischen

Abschnitts einer Lochwandung beispielsweise maximal 7° betragen, um eine zuverlässige Fixierung des Borstenbündels und des

Befestigungsankers im Bündelaufnahmeloch nicht zu beeinträchtigen.

Um die gewünschten Auszugskräfte realisieren zu können, denen die

Borstenbündel und Befestigungsanker bei Benutzung der Borstenware, insbesondere wenn diese als Zahnbürste ausgebildet ist, standhalten sollten, kann es vorteilhaft sein, wenn der Kunststoff, aus dem der

Borstenträger und/oder der Befestigungsanker ein E-Modul von wenigstens 1000 MPa (Megapascal) oder 2000 MPa aufweisen,

insbesondere ein E-Modul, das zwischen 1000 MPa oder 2000 MPa und 10.000 MPa beträgt.

Der Befestigungsanker kann besonders zuverlässig im

Bündelaufnahmeloch verankert werden, wenn der Kunststoff, aus dem der

Borstenträger und der Befestigungsanker besteht, eine Zugfestigkeit von wenigstens 30 MPa oder von wenigstens 45 MPa aufweist. Bevorzugt weist der Kunststoff eine Zugfestigkeit zwischen 30 MPa oder 45 MPa und 110 MPa auf.

Als besonders geeignet hat sich die Verwendung der folgenden

Kunststoffe herausgestellt: Polyamid 12 (PA12), Polyamid 6 (PA6),

Polyamid 6.12 (PA6.12), Polystyrol (PS), Polybutylenterephthalat (PBT),

Polycarbonat (PC), Polyoxymethylen (POM), Styrol (SAN), Acrylnitril,

Polyethylenenterephthalat (PET), oder Polypropylen (PP), insbesondere faserverstärktes Polypropylen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Borstenware bestehen der

Borstenträger und der zumindest eine Befestigungsanker aus

Polybutylenterephthalat (PBT). PBT kann eine Zugfestigkeit von 60 MPa und ein E-Modul von 2500 MPa aufweisen. Aufgrund der relativ hohen

Zugfestigkeit und dem ebenfalls relativ hohen E-Modul von PBT können mit Befestigungsankern aus PBT zur Verankerung von Borstenbündeln aus PBT in Borstenträgern aus PBT Auszugskräfte, denen die

Verankerung der Borstenbündel im Borstenträger standhält, im Bereich zwischen 10N und 30N erzielt werden.

Wie zuvor bereits angedeutet, können der Befestigungsanker und das

Borstenbündel mit einem Stopfwerkzeug einer

Borstenwarenherstellungsmaschine in das Bündelaufnahmeloch des bereitgehaltenen Borstenträgers eingebracht, insbesondere eingestopft, werden. Dies ermöglicht die vollautomatisierte Herstellung von

Borstenwaren.

Der bei Durchführung des Verfahrens verwendete Befestigungsanker kann profiliert sein, d.h. einen Querschnitt aufweisen, der von einem rechteckigen Querschnitt abweicht. Die Profilierung des

Befestigungsankers kann die Ausbildung der erfindungsgemäßen

Verankerungsstruktur an zumindest einem Ende des Befestigungsankers begünstigen.

Der Befestigungsanker kann mittels einer Ankerschneidvorrichtung von einem, beispielsweise profilierten, Ankerband abgelängt und dem

Stopfwerkzeug der Borstenwarenherstellungsmaschine zugeführt werden.

Das Ankerband kann von einer Ankerspule abgerollt und der

Ankerschneidvorrichtung zugeführt werden. Beispielsweise kann die

Zuführung des Ankerbandes kraft- und/oder impulsentkoppelt von der

Bandspule erfolgen. Das Ankerband kann der Ankerschneidvorrichtung aus einem Bandpuffer zugeführt werden, in dem ein Ankerbandabschnitt ungespannt vorgehalten wird. Dabei kann der Bandpuffer zwischen der

Bandspule und der Ankerschneidvorrichtung angeordnet sein.

Zur Fixierung der Borstenbündel und der Befestigungsanker in

Bündelaufnahmelöchern von Borstenträgern herzustellender

Borstenwaren können die Borstenbündel und die Befestigungsanker mit einer Stopfgeschwindigkeit von mindestens 400 Stopfvorgängen pro

Minute oder von mindestens 600, 800, 1000 oder 1200 Stopfvorgängen pro Minute in die Bündelaufnahmelöcher eingestopft werden. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Herstellung von Borstenwaren. Eine obere Grenze der Stopfgeschwindigkeit kann beispielsweise 1500 oder 2000 Stopfvorgänge pro Minute betragen.

Eine Stößerzunge, mit der das Borstenbündel und der Befestigungsanker in das Bündelaufnahmeloch eingebracht werden, kann mit einer

Geschwindigkeit zwischen 1,2 m/s bis 4,0 m/s, vorzugsweise zwischen 1,8 m/s bis 3,5 m/s, besonders bevorzugt zwischen 2,2 m/s bis 2,8 m/s, auf das Bündelaufnahmeloch treffen. In diesen Geschwindigkeitsbereichen wird sichergestellt, dass ausreichend kinetische Energie zur zielgerichteten Verformung des Befestigungsankers und zur Ausbildung zumindest einer endseitigen Verankerungsstruktur auf den

Befestigungsanker einwirkt, wenn dieser in das Bündelaufnahmeloch eingebracht wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine

Borstenwarenherstellungsmaschine vorgeschlagen, die zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer Borstenware nach einem der auf ein solches Verfahren gerichteten Ansprüche eingerichtet ist.

Zu diesem Zweck kann die Borstenwarenherstellungsmaschine ein

Stopfwerkzeug aufweisen, das eine Stößerzunge zum Einbringen von

Borstenbündeln und Befestigungsankern in Bündelaufnahmelöcher von bereitgehaltenen Borstenträgern umfasst.

Die Stößerzunge kann zumindest eine Schälkante aufweisen, die an einer

Schmalseite einer Stirnseite der Stößerzunge ausgebildet ist. Die

Stirnseite der Stößerzunge ist die Seite, mit der die Stößerzunge

Befestigungsanker zusammen mit Borstenbündeln in

Bündelaufnahmelöcher einbringt und dabei in die Bündelaufnahmelöcher eintaucht. Mithilfe der zumindest einen Schälkante ist es möglich, Material eines Borstenträgers aus dem Randbereich der Bündelaufnahmelöcher abzuschälen und beim Einbringen der Befestigungsanker in die

Bündelaufnahmelöcher zu verdrängen, um die Befestigungsanker so auch formschlüssig in den Bündelaufnahmelöchern zu fixieren. Vorzugsweise weist die Stößerzunge an jeder von zwei einander abgewandten Seiten ihrer Stirnseite jeweils zumindest eine Schälkante auf. So kann Material von zwei Seiten aus in die Bündelaufnahmelöcher verdrängt werden. Dies begünstigt eine besonders zuverlässige formschlüssige Fixierung der verformten Befestigungsanker in den Bündelaufnahmelöchern.

In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, wenn ein Abstand zwischen den beiden Schmalseiten der Stirnseite der Stößerzunge größer als ein Lochdurchmesser der Bündelaufnahmelöcher ist, die mithilfe der

StôBerzunge mit Borstenbündeln und Befestigungsankern bestopft werden sollen.

Bei einer Ausführungsform der Borstenwarenherstellungsmaschine weist die Stößerzunge an ihrer Stirnseite, vorzugsweise benachbart zu einer

Schmalseite der Stirnseite, zumindest eine Ausnehmung mit zumindest einer Materialführungsfläche auf. Über die Materialführungsfläche ist es dann möglich, abgeschältes Material des Borstenträgers in Richtung des

Bündelaufnahmelochs zu verdrängen und dadurch die Befestigungsanker innerhalb der Bündelaufnahmelöcher formschlüssig zu fixieren.

Die Materialführungsfläche kann schräg zu einer Längsachse der

Stößerzunge ausgerichtet und/oder der Längsachse der Stößerzunge zugewandt sein und die Verdrängungsrichtung für das abgeschälte

Material des Borstenträgers in Richtung des Bündelaufnahmelochs vorgeben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Stößerzunge benachbart zu jeder ihrer beiden Schmalseiten an der Stirnseite jeweils zumindest eine derartige Ausnehmung und/oder Materialführungsfläche zur Materialführung auf. Die zumindest eine Ausnehmung kann eine konkave und/oder eine halbzylindrische Kontur aufweisen. An dieser

Kontur kann die zuvor erwähnte Materialführungsfläche ausgebildet sein.

Ferner kann die zumindest eine Ausnehmung die Stößerzunge quer zu ihren Flachseiten durchsetzen.

Bei einer Ausführungsform der Borstenwarenherstellungsmaschine weist die Stößerzunge in ihrer Stirnseite eine Längsnut auf, die zwischen zwei einander abgewandten Schmalseiten der Stößerzunge verläuft. Die

Längsnut kann beispielsweise einen V-förmigen Querschnitt aufweisen.

Mithilfe der Längsnut ist es möglich, Befestigungsanker unter Ausbildung zumindest einer endseitigen Verankerungsstruktur zielgerichtet zu verformen. Die Längsnut in der Stirnseite der Stößerzunge kann auch eine

Erhöhung des Füllgrades der Borstenbündel in den

Bündelaufnahmelôchern durch gezielte Verformung der

Befestigungsanker bewirken.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch eine Borstenware mit einem

Borstenträger vorgeschlagen, der zumindest ein Bündelaufnahmeloch aufweist, in dem ein Borstenbündel mit einem Befestigungsanker, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht, befestigt ist, wobei der

Befestigungsanker zumindest eine Verankerungsstruktur aufweist, die durch eine beim Einbringen des Befestigungsankers in das

Bündelaufnahmeloch verursachte, insbesondere plastische, Verformung des Befestigungsankers erzeugt wurde.

Die zumindest eine Verankerungsstruktur kann durch in das

Bündelaufnahmeloch verdrängtes Material des Borstenträgers zumindest teilweise überdeckt sein. Durch in das Bündelaufnahmeloch verdrängtes

Material des Borstenträgers kann der Befestigungsanker und mit diesem dann auch das Borstenbündel formschlüssig im Bündelaufnahmeloch fixiert sein. Das Borstenbündel kann somit besonders zuverlässig im

Borstenträger verankert sein. Für hohe Auszugskräfte ist es besonders vorteilhaft, wenn der Borstenträger und der Befestigungsanker stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt und/oder verschweißt sind.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung eines beim Einbringen in ein Bündelaufnahmeloch eines Borstenträgers einer Borstenware verformten Befestigungsankers, der insbesondere aus Kunststoff besteht, zur Befestigung eines Borstenbündels im Bündelaufnahmeloch. Der

Befestigungsanker kann zumindest eine beim Einbringen in das

Bündelaufnahmeloch durch, vorzugsweise plastische, Verformung des

Befestigungsankers erzeugte Verankerungsstruktur aufweisen. Die zumindest eine Verankerungsstruktur kann eine endseitige

Verankerungsstruktur sein. Über die Verankerungsstruktur kann der

Befestigungsanker im Bündelaufnahmeloch mit dem Borstenträger verbunden sein.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, ist aber nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.

Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der

Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder durch Kombination einzelner oder mehrerer Merkmale der

Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer

Borstenwarenherstellungsmaschine mit einem Stopfwerkzeug, das eine

Stößerzunge aufweist, die dazu eingerichtet ist, Borstenbündel zusammen mit Befestigungsankern in Bündelaufnahmelöcher bereitgehaltener

Borstenträger einzustopfen,

Figur 2 eine Seitenansicht eines Borstenträgers zur

Veranschaulichung der Verankerung eines Borstenbündels in einem

Bündelaufnahmeloch des Borstenträgers nach dem Stand der Technik, wobei ein Befestigungsanker aus Metall mithilfe einer Stößerzunge eines

Stopfwerkzeugs zusammen mit einem Borstenbündel im Material des

Borstenträgers verankert wird,

Figur 3 der in Figur 2 gezeigte Borstenträger in einer um 90° gedrehten Seitenansicht,

Figur 4 eine Draufsicht auf den in den Figuren 2 und 3 gezeigten

Borstenträger, wobei in dem untersten der drei Bündelaufnahmelöcher ein in Gebrauchsstellung befindlicher Befestigungsanker im

Bündelaufnahmeloch bei ausgeblendetem Borstenbündel wiedergegeben ist,

Figur 5 eine perspektivische Darstellung des in den Figuren 2-4 gezeigten Borstenträgers, wobei insbesondere an dem rechten der drei

Bündelaufnahmelöcher zu erkennen ist, wie der aus Metall bestehende

Befestigungsanker im Randbereich des Bündelaufnahmelochs in das

Material des Borstenträgers eingedrungen ist,

Figur 6 eine Seitenansicht eines Borstenträgers einer stark schematisiert dargestellten Borstenware im Prozess ihrer Herstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei ein aus Kunststoff bestehender

Befestigungsanker unter plastischer Verformung und Ausbildung von endseitigen Verankerungsstrukturen zur Verankerung eines

Borstenbündels zusammen mit diesem in ein Bündelaufnahmeloch des

Borstenträgers eingestopft wird,

Figur 7 der in Figur 6 gezeigte Borstenträger in einer im Vergleich zu

Figur 6 um 90° gedrehten Seitenansicht,

Figur 8 eine Draufsicht auf den in den Figuren 6 und 7 gezeigten

Borstenträger, wobei anhand der beiden unteren Bündelaufnahmelöchern zu erkennen ist, wie der Befestigungsanker durch Einbringen in das

Bündelaufnahmeloch unter Ausbildung von zwei endseitigen

Verankerungsstrukturen verformt wurde,

Figur 9 eine perspektivische Darstellung des in den Figuren 6-8 gezeigten Borstenträgers,

Figur 10 eine Seitenansicht eines weiteren Borstenträgers einer

Borstenware im Prozess ihrer Herstellung nach dem erfindungsgemäBen

Verfahren, wobei die Befestigungsanker durch in die

Bündelaufnahmelöcher verdrängtes Material des Borstenträgers zusätzlich formschlüssig im jeweiligen Bündelaufnahmeloch fixiert sind,

Figur 11 eine im Vergleich zu Figur 10 um 90° gedrehte Seitenansicht des Borstenträgers,

Figur 12 eine Draufsicht auf den in den Figuren 10 und 11 gezeigten

Borstenträger, wobei neben den endseitigen Verankerungsstrukturen an den beim Einbringen in die Bündelaufnahmelöcher verformten

Befestigungsankern an dem untersten Bündelaufnahmeloch auch das zur formschlüssigen Verankerung innerhalb der Bündelaufnahmelöcher aus den Randbereichen der Bündelaufnahmelöcher verdrängte Material des

Borstenträgers oberhalb der Verankerungsstrukturen zu erkennen ist,

Figur 13 eine perspektivische Darstellung des in den Figuren 10-12 gezeigten Borstenträgers,

Figur 14 eine geschnittene Seitenansicht eines Borstenträgers zur

Veranschaulichung unterschiedlicher Geometrien von

Bündelaufnahmelöchern,

Figur 15 eine Draufsicht auf den in Figur 14 gezeigten Borstenträger,

Figur 16 eine teilgebrochene Darstellung einer ersten

Ausführungsform einer Stößerzunge zur Durchführung des Verfahrens,

wobei die Stößerzunge an ihrer Stirnseite eine plane Stirnfläche als

Anlagefläche für einen Befestigungsanker aufweist,

Figur 17 eine teilgebrochene Darstellung einer Stößerzunge, die an ihren beiden stirnseitigen Schmalseiten jeweils eine Schälkante und dazwischen eine Ausnehmung aufweist, wobei mithilfe der Schälkanten

Material aus einem Randbereich eines Bündelaufnahmelochs zur formschlüssigen Fixierung eines eingestopften Befestigungsankers in das

Bündelaufnahmeloch verdrängt werden kann,

Figur 18 eine weitere teilgebrochene Darstellung einer Stößerzunge, die benachbart zu ihren beiden stirnseitigen Schmalseiten jeweils eine halbzylindrische Ausnehmung aufweist, an denen außenseitig jeweils eine

Schälkante ausgebildet ist,

Figur 19 eine teilgebrochene Darstellung einer Stößerzunge, die in ihrer Stirnseite zwei halbzylindrische Ausnehmungen mit

Materialführungsflächen zum gezielten Verdrängen abgeschälten

Materials aus einem Randbereich eines Bündelaufnahmelochs ins

Bündelaufnahmeloch aufweist, wobei zwischen den beiden

Ausnehmungen eine Anlagefläche für einen Befestigungsanker ausgebildet ist, sowie

Figur 20 eine teilgebrochene Darstellung einer Stößerzunge, die in ihrer Stimseite eine V-förmige Längsnut aufweist, mithilfe derer ein

Befestigungsanker beim Einbringen in ein Bündelaufnahmeloch eines

Borstenträgers gezielt verformt werden kann, um beispielsweise einen

Füllgrad eines Borstenbündels im Bündelaufnahmeloch zu erhöhen.

Die Figuren 1 und 6 bis 13 und 16 bis 20 zeigen zumindest Teile einer im

Ganzen mit 1 bezeichneten Borstenwarenherstellungsmaschine, die zur

Durchführung des nachfolgend erläuterten Verfahrens zur Herstellung von

Borstenwaren 2 eingerichtet ist. Einzelne Schritte des Verfahrens werden in den Figuren 6 bis 13 gezeigt. Die Figuren 2 bis 5 veranschaulichen ein

Verfahren aus dem Stand der Technik, bei dem Borstenbündel 5 mittels

Befestigungsankern 6 aus Metall in Borstenträgern 3 befestigt werden.

Bei dem Verfahren, das von der Erfindung Gebrauch macht, wird

Borstenträger 3 einer herzustellenden Borstenware 2 bereitgestellt, der zumindest ein Bündelaufnahmeloch 4 aufweist. Anschließend wird ein

Borstenbündel 5 zusammen mit einem Befestigungsanker 6 in das

Bündelaufnahmeloch 4 eingebracht, nämlich eingestoßen, und dort mittels des Befestigungsankers 6 verankert. Beim Einbringen in das

Bündelaufnahmeloch 4 wird der Befestigungsanker 6 unter Ausbildung zumindest einer endseitigen Verankerungsstruktur 7 plastisch verformt.

Die in den Figuren 6 bis 13 gezeigten Befestigungsanker 6 weisen zwei endseitige Verankerungsstrukturen 7 auf, die durch eine plastische

Verformung des Befestigungsankers 6 erzeugt wurden.

Die Verankerungsstrukturen 7 entstehen beim Einbringen des jeweiligen

Befestigungsankers 6 in das Bündelaufnahmeloch 4 durch einen Kontakt des Befestigungsankers 6 mit einer Lochwandung 8 des

Bündelaufnahmelochs 4. Die endseitigen Verankerungsstrukturen 7 sind endseitige Verdickungen. So erhält der beim Einbringen in das

Bündelaufnahmeloch 4 plastisch verformte Befestigungsanker 6 die beispielsweise in den rechten Bündelaufnahmelöchern 4 der Borstenträger 3 der Figuren 9 und 13 gezeigte in etwa knochenförmige Gestalt.

Bei den in den Figuren 6 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispielen des

Verfahrens werden die Befestigungsanker 6 symmetrisch verformt. Je nach Ausprägung des Verfahrens ist es auch möglich, die

Befestigungsanker 6 beim Einbringen in die Bündelaufnahmelöcher 4 asymmetrisch zu verformen.

Nach dem Einbringen der Befestigungsanker 6 können die

Befestigungsanker 6 in ihrem jeweiligen Bündelaufnahmeloch 4 noch verpresst werden. Dies kann beispielsweise mittels einer in den Figuren ebenfalls gezeigten Stößerzunge 9 eines Stopfwerkzeugs 10 der

Borstenwarenherstellungsmaschine 1 erfolgen. Mit der Stößerzunge 9 werden die Befestigungsanker 6 zusammen mit den Borstenbündeln 5 auch in die Bündelaufnahmelöcher 4 eingebracht. Die Befestigungsanker

6 können nach dem Einbringen in die Bündelaufnahmelöcher 4 verpresst und dadurch ein Füllgrad des im jeweiligen Bündelaufnahmeloch 4 platzierten Borstenbündels 5 erhöht werden. Dabei kann ein Fúllgrad von mindestens 65 % oder auch von mindestens 72 % erreicht werden. Ferner können die Befestigungsanker 6 nach dem Einbringen in das jeweilige

Bündelaufnahmeloch 4 auch verpresst und dadurch eine Auszugskraft des mit dem jeweiligen Befestigungsanker 6 fixierten Borstenbündels 5 erhöht werden. Die Auszugskraft des Borstenbündels 5 ist dabei die Kraft, die aufgewandt werden muss, um das Borstenbündel 5 aus dem

Aufnahmeloch 4 gegen die Haltekraft des Befestigungsankers 6 herauszuziehen.

Bei der in den Figuren 10 bis 13 gezeigten Variante des Verfahrens ist zudem vorgesehen, dass beim Einbringen des Befestigungsankers 6 in das Bündelaufnahmeloch 4 Material des Borstenträgers 3 mit der zuvor bereits erwähnten StöBerzunge 9 des Stopfwerkzeugs 10 der

Borstenwarenherstellungsmaschine 1 aus einem Randbereich des

Bündelaufnahmelochs 4 in das Bündelaufnahmeloch 4 und dabei über den im Bündelaufnahmeloch 4 platzierten Befestigungsanker 6 verdrängt wird.

Dabei gelangt das verdrängte Material 19 über die

Verankerungsstrukturen 7 des Befestigungsankers 6, wie es beispielsweise besonders gut anhand der Figuren und 12 und 13 zu erkennen ist.

Der Befestigungsanker 6 und der Borstenträger 3 werden beim Einbringen des Befestigungsankers 6 in das Bündelaufnahmeloch 4 stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt und/oder verschweißt. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die Befestigungsanker 6 und die Borstenträger 3 aus entsprechend kompatiblen Materialien bestehen, die eine stoffschlüssige Verbindung der Befestigungsanker 6 mit den

Borstenträgern 3 ermöglichen. Um die stoffschlüssige Verbindung zwischen Borstenträgern 3 und Befestigungsankern 6 zu begünstigen, kann der jeweilige Borstenträger 3 vor und/oder nach dem Einbringen des

Befestigungsankers 6 erwärmt werden.

Insbesondere die Draufsichten auf einen Borstenträger 3, aber auch die perspektivischen Darstellungen eines Borstenträgers 3 gemäß den

Figuren 9 und 13 verdeutlichen, dass eine Länge des jeweiligen

Befestigungsankers 6 größer als ein Durchmesser des jeweiligen

Bündelaufnahmelochs 4 ist. Dies begünstigt die plastische Umformung der

Befestigungsanker 6 unter Ausbildung der Verankerungsstrukturen 7 beim

Einbringen der Befestigungsanker 6 in die Bündelaufnahmelöcher 4.

Die Befestigungsanker 6 werden bei dem in den Figuren 10-13 veranschaulichten Verfahren mit einer Stößerzunge 9 in das jeweilige

Bündelaufnahmeloch 4 eingebracht, die an ihrer Stirnseite 12 eine Breite aufweist, die größer als ein Durchmesser des Bündelaufnahmelochs 4 im

Borstenträger 3 ist. Dies ermöglicht, dass beim Einbringen der

Befestigungsanker 6 in die Bündelaufnahmelöcher 4 Material aus dem

Randbereich der Bündelaufnahmelöcher mit der Stößerzunge 9 abgeschält und in die Bündelaufnahmelöcher 4 verdrängt wird, um dort die

Befestigungsanker 6 auch formschlüssig zu fixieren. Die Breite der

Stößerzunge 9 entspricht einem Abstand zwischen zwei Schmalseiten einer Stirnseite 12 der Stößerzunge 9.

Die bei der Durchführung des Verfahrens verwendeten Befestigungsanker 6 und die Borstenträger 3 bestehen aus Kunststoff und vorzugsweise zumindest anteilig aus recyceltem Kunststoff. Die Befestigungsanker 6 bestehen aus einem Kunststoff, der je nach Anwendungsfall weicher oder härter als ein Kunststoff sein kann, aus dem die verwendeten

Borstenträger 3 bestehen. Vorteilhaft ist es, wenn die Befestigungsanker 6 und die Borstenträger 3 aus Materialien derselben Kunststofffamilie oder sogar aus demselben Kunststoff bestehen. Dies kann eine stoffschlüssige

Verbindung zwischen den Befestigungsankern 6 und den Borstenträgern 3, wie dies zuvor beschrieben wurde, begünstigen.

Der Kunststoff, aus dem die Befestigungsanker 6 und die Borstenträger 3 bestehen, können die weiter oben erwähnten Härten von mindestens 60

Shore D bis 80 Shore D oder 100 Shore D aufweisen oder gegebenenfalls auch mehr aufweisen.

Der Kunststoff der Befestigungsanker 6 und/oder der Borstenträger 3 können beispielsweise ein E-Modul von wenigstens 1000 MPa oder von wenigstens 2000 MPa aufweisen, insbesondere ein E-Modul zwischen 1000 MPa oder 2000 MPa und 10.000 MPa. Der jeweilige Kunststoff kann beispielsweise eine Zugfestigkeit von wenigstens 30 MPa oder von wenigstens 45 MPa aufweisen, vorzugsweise eine Zugfestigkeit zwischen 30 MPa oder 45 MPa und 110 MPa.

Als Kunststoff für die Borstenträger 3 und/oder die Befestigungsanker kann beispielsweise Polyamid 12 (PA12), Polyamid 6 (PA6), Polyamid 6.12 (PA6.12), Polystyrol (PS), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Polyoxymethylen (POM), Styrol (SAN), Acrylnitril,

Polyethylenenterephthalat (PET), oder Polypropylen (PP), insbesondere faserverstärktes Polypropylen, verwendet werden.

Figur 14 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Borstenträgers 3, der

Bündelaufnahmelöcher 4 unterschiedlicher Geometrie in aufweist.

Sämtliche Bündelaufnahmelöcher 4 sind dabei ankerbahnfrei ausgebildet.

Die von links gesehen ersten beiden Bündelaufnahmelöcher der Figur 14 weisen eine im ersten Abschnitt zunächst zylindrische und sich dann zum

Lochgrund hin verjüngende konische Lochwandung 8 auf.

Das dritte Bündelaufnahmeloch 4 von links der Figur 14 weist eine

Einführfase auf, an die sich dann ein zylindrischer Abschnitt der

Lochwandung 8 anschließt. Im Endabschnitt verjüngt sich die

Lochwandung 8 zum Lochgrund des Bündelaufnahmelochs 4 konisch.

Das dritte Bündelaufnahmeloch 4 von rechts des Borstenträgers 3 der

Figur 14 weist eine Lochwandung 8 auf, die zunächst eine sich zum

Lochgrund hin verjüngende konische Gestalt hat und dann in einen

Abschnitt übergeht, der sich noch stärker konisch hin zum Lochgrund verjüngt. Der am Eintritt in das Bündelaufnahmeloch 4 eingezeichnete

Doppelpfeil veranschaulicht dabei einen Konuswinkel, der hier max. 7° beträgt.

Das von rechts gesehen zweite Bündelaufnahmeloch 4 der Figur 14 weist eine konische Lochwandung 8 auf, die sich hin zum Lochgrund des

Bündelaufnahmelochs 4 verjüngt und zudem gestuft ausgebildet ist. Die

Stufung dient als Haltestruktur 13 und begünstigt eine zuverlässige

Fixierung eines Befestigungsankers 6 in dem Bündelaufnahmeloch 4.

Das ganz rechte Bündelaufnahmeloch 4 der insgesamt sechs in Figur 14 gezeigten Bündelaufnahmelöcher 4 weist eine zylindrische Lochwandung 8 auf, die in einen sich konisch verjüngenden Endabschnitt übergeht. Im zylindrischen Bereich der Lochwandung 8 dieses Bündelaufnahmelochs 4 ist eine Haltestruktur 13 in Form von Haltenuten ausgebildet, die eine formschlüssige Fixierung eines Befestigungsankers 6 innerhalb des

Bündelaufnahmelochs 4 begünstigen.

Bei der Durchführung des Verfahrens können die Borstenbündel 5 zusammen mit den Befestigungsankern 6 mit einer Stopfgeschwindigkeit von mindestens 400 Stopfvorgängen pro Minute in die

Bündelaufnahmelöcher 4 eingestopft werden.

Auch höhere Stopfgeschwindigkeiten von beispielsweise 600, 800, 1000 oder 1200 bis hin zu beispielsweise 1500 Stopfvorgängen pro Minute können bei der Durchführung des Verfahrens angewandt werden.

Die Stößerzunge 9, mit der ein Borstenbündel 5 zusammen mit einem

Befestigungsanker 6 in ein Bündelaufnahmeloch 4 eingebracht wird, kann beispielsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 1,2 m/s bis 4,0 m/s, vorzugsweise zwischen 1,8 m/s bis 3,5 m/s, besonders bevorzugt zwischen 2,2 m/s bis 2,8 m/s auf das Bündelaufnahmeloch 4 treffen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Befestigungsanker 6 mit ausreichender kinetischer Energie in das Bündelaufnahmeloch 4 eindringt, um die gewünschte gezielte Verformung des Befestigungsankers 6 unter

Ausbildung der zuvor erläuterten Verankerungsstrukturen 7 zu erreichen.

Zur Durchführung des Verfahrens weist die Borstenherstellungsmaschine 1 somit das Stopfwerkzeug 10 mit der Stößerzunge 9 auf, um die

Borstenbündel 5 zusammen mit den Befestigungsankern 6 in die

Bündelaufnahmelöcher 4 bereitgehaltener Borstenträger 3 einzubringen.

Die Figuren 16-20 zeigen, dass die darin wiedergegebenen Stößerzungen 9 an einander abgewandten Schmalseiten ihrer jeweiligen Stirnseite 12 jeweils zumindest eine Schälkante 14 aufweisen.

Mithilfe der Schälkanten 14 kann Material aus den Randbereichen der

Bündelaufnahmelöcher 4 des jeweiligen Borstenträgers 3 abgeschält und, wie es die Figuren 10-13 verdeutlichen, letztendlich zur formschlüssigen

Fixierung der Befestigungsanker 6 in den Bündelaufnahmelöchern 4 in die

Bündelaufnahmelöcher 4 verdrängt werden. Die Stößerzunge 9, die in

Figur 17 gezeigt ist, weist an ihrer Stirnseite 12 benachbart zu den

Schmalseiten der Stirnseite 12 eine Ausnehmung 15 mit

Materialführungsflächen 16 auf. Die Materialführungsflächen 16 sind schräg zu einer Längsachse der Stößerzunge 9 ausgerichtet und der

Längsachse und auch einander zugewandt. Die Materialführungsflächen 16 dienen dazu, mit den Schälkanten 14 abgeschältes Material von

Borstenträgern 3 in Bündelaufnahmelöcher 4 zu lenken. Die in Figur 18 gezeigte Stößerzunge 9 weist an ihrer Stirnseite 12 zwei Ausnehmungen 15 auf. Die Ausnehmungen 15 sind jeweils benachbart zu einer der

Schälkanten 14 dieser Stößerzunge 9 in der Stirnseite 12 der Stößerzunge 9 ausgebildet und stellen ebenfalls Materialführungsflächen 16 bereit, die eine Umlenkung abgeschälten Materials eines Borstenträgers 3 in

Richtung eines Bündelaufnahmelochs 4 ermöglichen.

Zwischen den beiden Ausnehmungen 15 der in Figur 18 gezeigten

Stößerzunge 9 ist eine plane Anlagefläche 17 für einen Befestigungsanker 6 ausgebildet. Diese Anlagefläche 17 begünstigt die präzise Einführung von Befestigungsankern 6 in Bündelaufnahmelöcher 4.

Die in Figur 19 gezeigte Stößerzunge 9 weist, ähnlich wie die in Figur 18 gezeigte Stößerzunge 9, ebenfalls zwei Ausnehmungen 15 mit

Materialführungsflächen 16 in der Stirnseite 12 der Stößerzunge 9 auf. Im

Vergleich zu den in Figur 18 gezeigten Ausnehmungen 15, die die

Stößerzunge 9 über ihre gesamte Dicke von Flachseite zu Flachseite durchsetzen, also die beiden Flachseiten der Stößerzunge miteinander verbinden, sind die Ausnehmungen 15 der in Figur 19 gezeigte

Stößerzunge 9 seitlich geschlossen.

Die in Figur 20 gezeigte Stößerzunge 9 weist in ihrer Stirnseite 12 eine V- förmige Längsnut 18 auf. Die Längsnut 18 ist zwischen einander abgewandten Schmalseiten der Stößerzunge 9 angeordnet und verbindet diese. Die V-förmige Längsnut 18 ermöglicht eine Erhöhung eines

Füllgrades eines mit einem Befestigungsanker 6 im Bündelaufnahmeloch 4 fixierten Borstenbündels 5 durch eine gezielte Verpressung und weitere

Verformung des Befestigungsankers 6.

Mit dem Verfahren lässt sich somit eine Borstenware 2 herstellen, die einen Borstenträger 3 umfasst, der zumindest ein Bündelaufnahmeloch 4 aufweist. In dem Bündelaufnahmeloch 4 ist ein Borstenbündel 5 mit einem beim Einbringen in das Bündelaufnahmeloch 4 plastisch verformten

Befestigungsanker 6 aus Kunststoff befestigt. Der Befestigungsanker 6 weist durch die plastische Verformung erzeugte Verankerungsstrukturen 7 auf, die durch in das Bündelaufnahmeloch 4 verdrängtes Material des

Borstenträgers 3 zumindest teilweise überdeckt sein können, so wie es beispielsweise Figur 13 verdeutlicht.

Gegenstand des insbesondere in den Figuren 6 bis 13 veranschaulichten

Verfahrens ist die Verwendung eines beim Einbringen in ein

Bündelaufnahmeloch 4 eines Borstenträgers 3 einer Borstenware 2 verformten Befestigungsankers 6, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht, zur Verankerung eines Borstenbündels 5 im Bündelaufnahmeloch 4.

Bezugszeichenliste 1 Borstenwarenherstellungsmaschine 2 Borstenware

3 Borstenträger 4 Bündelaufnahmeloch 5 Borstenbündel 6 Befestigungsanker 7 Verankerungsstruktur

8 Lochwandung 9 Stößerzunge 10 Stopfwerkzeug 11 Borstenfilament 12 Stirnseite von 9

13 Haltestruktur 14 Schälkante 15 Ausnehmung 16 Materialführungsfläche 17 Anlagefläche

18 Längsnut 19 verdrängtes Material

Claims (28)

Vorschlag für neue Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren (2), wobei ein mit zumindest einem Bündelaufnahmeloch (4) versehener Borstenträger (3) bereitgestellt und ein Borstenbündel (5) zusammen mit einem Befestigungsanker (6) in das Bündelaufnahmeloch (4) eingebracht und dort mittels des Befestigungsankers (6) verankert wird, wobei der Befestigungsanker (6) beim Einbringen in das Bündelaufnahmeloch (4) unter Ausbildung zumindest einer endseitigen Verankerungsstruktur (7) verformt wird.

2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die zumindest eine Verankerungsstruktur (7) beim Einbringen des Befestigungsankers (6) in das Bündelaufnahmeloch (4) durch einen Kontakt des Befestigungsankers (6) mit einer Lochwandung (8) des Bündelaufnahmelochs (4) erzeugt wird und/oder wobei als zumindest eine endseitige Verankerungsstruktur (7) eine endseitige Verdickung, insbesondere eine keulenförmige Verdickung, erzeugt wird.

3. Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) symmetrisch oder asymmetrisch verformt wird, und/oder wobei der Befestigungsanker (6) beim Einbringen in das Bündelaufnahmeloch (4) unter Ausbildung der zumindest einen endseitigen Verankerungsstruktur (7) plastisch verformt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) nach Einbringen in das Bündelaufnahmeloch (4) verpresst wird, insbesondere mit einer Stößerzunge (9) eines Stopfwerkzeugs (10) einer Borstenwarenherstellungsmaschine (1).

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) nach dem Einbringen in das Bündelaufnahmeloch (4) verpresst und dadurch ein Füllgrad des Borstenbündels (5) im Bündelaufnahmeloch (4) erhöht wird, insbesondere wobei ein Füllgrad von mindestens 65% oder auch von mindestens 72% erreicht wird, und/oder wobei der Befestigungsanker (6) nach dem Einbringen in das Bündelaufnahmeloch (4) verpresst und dadurch eine Auszugskraft des Borstenbündels (5) erhöht wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Einbringen des Befestigungsankers (6) in das Bündelaufnahmeloch (4) Material des Borstenträgers (3), insbesondere mit einer Stößerzunge (9) eines Stopfwerkzeugs (10) einer Borstenwarenherstellungsmaschine (1), aus einem Randbereich des Bündelaufnahmelochs (4) in das Bündelaufnahmeloch (4) und über den Befestigungsanker (6), insbesondere über die Verankerungsstruktur (7) des Befestigungsankers (6), verdrängt wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) und der Borstenträger (3) beim Einbringen des Befestigungsankers (6) in das Bündelaufnahmeloch (4) stoffschlüssig miteinander verbunden werden, insbesondere miteinander verklebt und/oder verschweißt.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Borstenträger (3) vor und/oder nach dem Einbringen des Befestigungsankers (6) erwärmt wird, insbesondere im Bereich des zumindest einen Bündelaufnahmelochs (4).

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Länge des Befestigungsankers (6) größer als ein Durchmesser des Bündelaufnahmelochs (4) ist und/oder wobei der Befestigungsanker (6) mit einer Stößerzunge (9) in das Bündelaufnahmeloch (4) eingebracht wird, die an ihrer Stirnseite (12) eine Breite aufweist, die größer als ein Durchmesser des Bündelaufnahmelochs (4) ist.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) und/oder der Borstenträger (3) aus Kunststoff besteht/bestehen, vorzugsweise zumindest anteilig aus recyceltem Kunststoff.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der

Befestigungsanker (6) aus einem Kunststoff besteht, der weicher oder härter als ein Kunststoff ist, aus dem der Borstenträger (3) besteht.

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) und der Borstenträger (3) aus Materialien derselben Kunststofffamilie oder aus demselben Kunststoff bestehen.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) und/oder der Borstenträger (3) aus einem Kunststoff mit einer Härte von mindestens 60 Shore D, vorzugsweise von mindestens 70 Shore D und besonders bevorzugt von mindestens 80 Shore D besteht/bestehen, und/oder wobei der Befestigungsanker (6) und der Borstenträger (3) aus einem Kunststoff mit vergleichbarer, vorzugsweise identischer, Härte bestehen.

14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zumindest eine Bündelaufnahmeloch (4) ankerbahnfrei ausgebildet ist und/oder eine zylindrische oder eine sich zum Lochgrund hin verjüngende konische und/oder eine mit einer Haltestruktur (13) versehene Lochwandung (8) aufweist.

15. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Kunststoff des Befestigungsankers (6) und/oder des Borstenträgers (3) ein E-Modul von wenigstens 1000 MPa oder von wenigstens 2000 MPa aufweist, insbesondere ein E-Modul zwischen 1000 MPa oder 2000 MPa und 10.000 MPa, und/oder wobei der Kunststoff eine Zugfestigkeit von wenigstens 30 MPa oder von wenigstens 45 MPa aufweist, vorzugsweise eine Zugfestigkeit zwischen 30 MPa oder 45 MPa und 110 MPa, und/oder wobei der Kunststoff Polyamid 12 (PA12), Polyamid 6 (PA6), Polyamid

6.12 (PA6.12), Polystyrol (PS), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Polyoxymethylen (POM), Styrol (SAN), Acrylnitril, Polyethylenenterephthalat (PET), oder Polypropylen (PP), insbesondere faserverstärktes Polypropylen, ist.

16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) und das Borstenbündel (5) mit einem

Stopfwerkzeug (10) einer Borstenwarenherstellungsmaschine (1) in das Bündelaufnahmeloch (4) des bereitgehaltenen Borstenträgers (3) eingestopft werden.

17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Borstenbündel (5) und Befestigungsanker (6) mit einer Stopfgeschwindigkeit von mindestens 400 Stopfvorgängen pro Minute, vorzugsweise 600, 800, 1000 oder 1200 Stopfvorgängen pro Minute in die Bündelaufnahmelöcher (4) eingestopft werden.

18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine StôBerzunge (9), mit der das Borstenbündel (5) und der Befestigungsanker (6) in das Bündelaufnahmeloch (4) eingebracht werden, mit einer Geschwindigkeit zwischen 1,2 m/s bis 4,0 m/s, vorzugsweise zwischen 1,8 m/s bis 3,5 m/s, besonders bevorzugt zwischen 2,2 m/s bis 2,8 m/s, auf das Bündelaufnahmeloch (4) trifft.

19. Borstenwarenherstellungsmaschine (1) eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche.

20. Borstenwarenherstellungsmaschine (1) nach dem vorherigen Anspruch mit einem Stopfwerkzeug (10), das eine StôBerzunge (9) zum Einbringen von Borstenbündeln (5) und Befestigungsankern (6) in Bündelaufnahmelöcher (4) von bereitgehaltenen Borstenträgern (3) aufweist.

21. Borstenwarenherstellungsmaschine (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die StôBerzunge (9) zumindest eine Schälkante (14) aufweist, die an Schmalseite einer Stirnseite (12) der StôBerzunge (9) ausgebildet ist, vorzugsweise wobei die StôBerzunge (9) an jeder von zwei einander abgewandten Seiten ihrer Stirnseite (12) jeweils zumindest eine Schälkante (14) aufweist.

22. Borstenwarenherstellungsmaschine (1) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei die Stößerzunge (9) an ihrer Stimseite (12), vorzugsweise benachbart zu einer Schmalseite, zumindest eine Ausnehmung (15) mit zumindest einer Materialführungsfläche (16)

aufweist, vorzugsweise wobei die Materialführungsfläche (16) schräg zu einer Längsachse der Stößerzunge (9) ausgerichtet und/oder der Längsachse der Stößerzunge (9) zugewandt ist.

23. Borstenwarenherstellungsmaschine (1) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die zumindest eine Ausnehmung (15) eine konkave und/oder eine halbzylindrische Kontur aufweist und/oder wobei die zumindest eine Ausnehmung (15) die Stößerzunge (9) quer zur ihren Flachseiten durchsetzt.

24. Borstenwarenherstellungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Stößerzunge (9) in ihrer Stirnseite (12) eine Längsnut (18) aufweist, die zwischen zwei einander abgewandten Schmalseiten der Stößerzunge (9) verläuft, insbesondere wobei die Längsnut (18) einen V- förmigen Querschnitt aufweist.

25. Borstenware (2) mit einem Borstenträger (3), der zumindest ein Bündelaufnahmeloch (4) aufweist, in dem ein Borstenbündel (5) mit einem Befestigungsanker (6) befestigt ist, wobei der Befestigungsanker (6) zumindest eine Verankerungsstruktur (7) aufweist, die durch eine beim Einbringen des Befestigungsankers (6) in das Bündelaufnahmeloch (4) verursachte Verformung des Befestigungsankers (6) erzeugt wurde.

26. Borstenware (2) nach dem vorherigen Anspruch, wobei die zumindest eine Verankerungsstruktur (7) durch eine beim Einbringen des Befestigungsankers (6) in das Bündelaufnahmeloch (4) verursachte plastische Verformung des Befestigungsankers (6) erzeugt wurde, und/oder wobei die zumindest eine Verankerungsstruktur (7) des Befestigungsankers (6) durch in das Bündelaufnahmeloch (4) verdrängtes Material des Borstenträgers (3) zumindest teilweise überdeckt ist.

27. Borstenware (2) nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsanker (6) aus Kunststoff besteht.

28. Verwendung eines beim Einbringen in ein Bündelaufnahmeloch (4) eines Borstenträgers (3) einer Borstenware (2) verformten Befestigungsankers (6) zur Verankerung eines Borstenbündels (5) im

Bündelaufnahmeloch (4).