WO2012123004A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten Download PDF

Info

Publication number
WO2012123004A1
WO2012123004A1 PCT/EP2011/004989 EP2011004989W WO2012123004A1 WO 2012123004 A1 WO2012123004 A1 WO 2012123004A1 EP 2011004989 W EP2011004989 W EP 2011004989W WO 2012123004 A1 WO2012123004 A1 WO 2012123004A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base part
tufts
bristle tufts
bristle
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/004989
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bart Gerard Boucherie
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GB Boucherie NV
Original Assignee
GB Boucherie NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GB Boucherie NV filed Critical GB Boucherie NV
Priority to ES11767928.2T priority Critical patent/ES2647582T3/es
Priority to EP11767928.2A priority patent/EP2683271B1/de
Priority to CN201180069189.4A priority patent/CN103442616B/zh
Priority to DE102012008536.2A priority patent/DE102012008536B4/de
Publication of WO2012123004A1 publication Critical patent/WO2012123004A1/de
Priority to CN201280048774.0A priority patent/CN103857312B/zh
Priority to ES12780412T priority patent/ES2797396T3/es
Priority to EP12780412.8A priority patent/EP2763567B1/de
Priority to PCT/EP2012/004221 priority patent/WO2013050181A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D3/00—Preparing, i.e. Manufacturing brush bodies
    • A46D3/04—Machines for inserting or fixing bristles in bodies
    • A46D3/045—Machines for inserting or fixing bristles in bodies for fixing bristles by fusing or gluing to a body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D1/00—Bristles; Selection of materials for bristles
    • A46D1/08—Preparing uniform tufts of bristles

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing brushes.
  • Various methods of making brushes are known.
  • a brush body is provided with an array of holes ("hole pattern") corresponding to the desired arrangement of bristles.
  • Bundles or tufts of bristles are then inserted into the holes of the brush body and anchored therein by means of impressed small metallic anchors or by means of loops.
  • the bristle tufts are attached to a small brush head plate without the use of loops or anchors. and the carrier plate is then inserted into or attached to a brush body or handle.
  • brush handles are made with a hole pattern that corresponds to the desired tuft pattern. Bristle tufts are then inserted into these holes and attached to the brush handles. The attachment ends of the tufts are then covered with a small plate.
  • the present invention relates to a method and apparatus for making brushes based on this AFT method.
  • the invention provides a method and a device that are simple and above all very fast and low maintenance.
  • the method according to the invention is used in particular for the production of toothbrushes and provides the following steps: sequentially removing bristle tufts from a bristle supply in which the bristles are housed packed in parallel,
  • a guide plate is provided with Umlenkkanälen, are pushed through the bristle tufts in the opening in the base part, and anchor-free fastening of the bristle tufts on the base part.
  • tufts of bristle stock are removed in succession, that is to say sequentially, and transported to form a base part.
  • This base part may be either a kind of plate, which is then connected to the brush body, or be a portion of the brush body itself.
  • the front side of the base part is the side from which the bristles of the later brush protrude, whereas the back side is the usually closed, that is bristle-free, side.
  • a guide plate is provided between the transport means and the back side of the base part which has deflection channels through which bristle tufts are pushed into the opening in the base part.
  • the deflection channels and the openings can run obliquely and the tufts are anchored obliquely in the base part and / or several toward one another to a common opening in the base part to running channels are provided (which here, for example, a running in the direction of insertion channel with an obliquely extending deflection of a common opening in the base part can be assigned), so that a plurality of tufts are pushed into different, juxtaposed channels and via these in a common opening in the base part to form a common tuft and / or at least one deflection channel is provided which receives a plurality of tufts to to unite them into a common tuft, this deflection channel preferably has a plurality of adjacent inlets, from which unite the individual channels to a common deflection channel, and / or that at least one deflection channel has an inlet whose geometry is different from that of Ausla sses the deflection channel is different.
  • the outlet of the deflection channel usually has the same geometry and size as the adjacent opening in the base part.
  • One embodiment provides for the guide plate to be placed on the rear side of the base part and removed from the base part before it is fastened to the base part.
  • the position of the base part is aligned with the stationary tool for pushing for each hole to be filled and thus moved.
  • One possibility for this is to move the base part for the sequential piercing at least in two directions, in order to align the opening to be filled with the bristle tufts to be inserted. This method is, as immediately apparent, very easily adaptable to completely new tufts.
  • the method can be adapted very quickly to new patterns if the base part is moved using a freely programmable, at least 2-axis positioning device, in particular a freely programmable, preferably 2-axis industrial robot.
  • the bristle tufts are transported sequentially by a tuft picker to the final position, from which they are pushed axially into the opening to be filled.
  • a tuft picker For the separation of the bristle tufts as well as for the transport, only one movement is required, which can be, for example, a circular arc movement or a linear movement of the tufts collector.
  • the tuft picker does not necessarily have to move back and forth between the pickup position and the dispensing position. It would also be conceivable to provide a ring or circular tuft picker which rotates permanently in one direction.
  • the bristles used are made of plastic.
  • the back stuffing of the bristle tufts has the advantage that the tufts protrude so far from the base part as far as possible, thanks to a usually front stop, as desired, regardless of the length tolerances of the individual bristles.
  • the bristle tufts is not clamped radially.
  • clamping namely, the tuft end could widen in the gap, which would make it difficult to insert into the openings.
  • Such a radial clamping force will occur in particular in so-called tenter.
  • the base part usually has a small thickness and the length of the openings over which the tufts are held, also correspondingly low, provides an advantageous method step, that a guide member is positioned on the device side with through holes before inserting the tufts on the front of the base part ,
  • the bristle tufts are inserted through the openings in the through holes in the guide part.
  • the tufts protrude on the front even out of the guide part.
  • the front-side guide member may be formed as a clamper for the tufts, for example, in that the through-holes have a cross-section sufficiently large in relation to the tufts inserted therein that the tuft or temples are press-fitted in the through-holes. Clamping the tufts prevents the tufts from being pulled out when the back guide plate is removed rearwardly from the base.
  • the front ends of the tufts may contact a profiled pressure member during or after loading of the base member to provide a profiled brushing surface.
  • the brush surface is the front side working surface of the brush formed by the bristle ends.
  • This pressure part can either already be present during the plug and serve as a stop or pressed against the bristles after the plug, so that they rest against the pressure part and image the shape of the pressure part.
  • the bristle tufts protruding from the back of the openings of the base part after the impact cut off.
  • the tolerances of the individual bristle lengths are thereby fully compensated, because on the front can be done on the printing part a precise length adjustment, the back is then simply cut off.
  • This cutting can be done by cutting tools or a heated tool, especially a so-called hot knife. There is a contact between the hot tool and the individual tufts, the life of the cutting tool is very high.
  • the bristle tufts are attached on the back, for example by thermal fusion and / or gluing and / or embedding in a molded plastic compound. Of course, these attachment methods can also be combined with each other arbitrarily.
  • the bristles stuffed into the base part are preferably pre-rounded or preprocessed in advance.
  • the tufts are held radially only from the base part and, if present, the guide part. At the two ends no lateral fixation is provided, the ends are only frontally on the device and are thus fixed axially.
  • the back of the bristle tufts and the base part is covered.
  • This can be done, for example, that the brush body has a recess in the region of the back tuft ends, which is closed by a prefabricated or molded lid part.
  • Another possibility of covering the bristle tufts on the back is to form a prefabricated cover part on its side facing the base part with molded-on projections, so-called sacrificial structures, which soften during the subsequent heating, in particular become liquid, in order then to strike against the base part or, more generally to be pressed against the brush body.
  • the brush body can also be provided with such sacrificial structures in order, after its heating, to be connected to the possibly also heated base part.
  • This lid part can be with protruding Cleaning projections in any form to be used as a tongue cleaner or the like.
  • the base part is overmolded. If the base part is not already on the brush body at the same time, but rather a part to be fastened to the remainder of the brush body, the base part can be overmolded during production of the brush body.
  • the encapsulation of the base part is not limited to this variant.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides that the bristle tufts are attached to the back anchorless, in particular by fusing and / or gluing and that the assembled base is then inserted from a Beborstungsstation in a cavity of a mold half of an injection mold and thereby with its edge on the edge of a from the associated cavity outgoing opening rests and the bristle tufts protrude into the opening.
  • a brush section is molded onto the base part, which covers the bristle tufts.
  • the bristle ends of the bristle tufts were first fused together, which was usually done in the hole plate equipped with the bristle tufts and produced in a complex manner. Subsequently, this perforated plate was transported in an injection mold to overmold the tufts.
  • the bristled base part was always transported in the prior art, including the support plate in an injection molding tool or another station of an injection molding tool.
  • the carrier plate served to support against the injection pressure during injection molding of the brush body (head and stem).
  • the present invention provides that these provided with the hole pattern of the brush carrier plates when making the brush body no longer provide as support plates in the injection mold.
  • an opening in the region of the cavity to be ejected is provided in a mold half of the injection molding tool, into which the plurality Protruding bristle tufts.
  • the base part is located exclusively or almost exclusively only with its peripheral edge on the edge of the cavity extending from the opening and is preferably supported only at this edge. The base part is held on the edge in the cavity.
  • the base part lies with its edge closed circumferentially on the likewise closed circumferential edge of the opening, so that a sealing effect is achieved.
  • the entire production and the entire apparatus can manage with significantly less perforated plates.
  • a plurality of cavities are provided in the mold half of the device according to the invention in order to increase the discharge rate of the entire device.
  • the mold half with the at least one cavity can also, and this is preferably formed in several parts.
  • a first and a second molded part if appropriate also further molded parts with in particular a plurality of juxtaposed cavities or rows of cavities, can be used.
  • the cavity associated with a brush is then divided into several sections, for example into a section in the first and into a section in the second shaped part. These cavities merge into one another and form the total cavity of the mold half.
  • the first molded part is separable from the second molded part and may be used as a means of transport or ejection tool for the one or more seated in it base parts.
  • the first molded part can first be fitted with the bristled base parts, independently of the second molded part, and only then coupled to the second molded part, namely immediately before injection molding.
  • the first molded part is very easy to produce due to the lack of hole pattern, many first molded parts can be manufactured and used relatively inexpensively, which significantly improves the cycle time and flexibility of the entire device.
  • the so-called brush body could be injected in the injection molding tool, which can be designed in one or more parts.
  • This brush body is usually the brush handle, the brush neck and a part of the brush head.
  • the other part of the brush head is formed by the base part.
  • the base part itself already has almost the entire head and essentially the entire handle or stem of the brush.
  • this base part also forms a brush section and is then bristled and then overmoulded, at least in the back of the head or in the style area.
  • elastomeric profile parts which have any cross-sectional shapes, can be injected or injected or fastened in openings. These profile parts are not bristles, but different profile parts with smaller or larger cross-sectional area than the usual bristles.
  • the parts can also have a cross-sectional shape deviating from the circular shape. In particular, such profile parts are used to produce a gum massaging effect.
  • the aforementioned other way to close the tuft-free openings is in the back molding of plastic.
  • either only the tuft-free openings can be closed, or it can front side projecting profile parts are molded with simultaneously.
  • the front-side guide part can serve as an injection mold.
  • the bristle tufts are separated from the bristle supply to the side of the bristle longitudinal direction and, in particular, moved individually to the openings via the transport device.
  • no transport tubes known in the prior art are used for the transport device, which dip into the supply in the longitudinal direction of the bristles and receive and clamp a tuft of bristles.
  • high cycle times can be realized by the lateral removal, and on the other hand, the tufts are significantly less or not compressed at all, which improves their positioning when entering the openings.
  • the method according to the invention is also used in particular in connection with brushes in which, in addition to the bristle tufts, at least one flexible element, preferably of TPE, projects from the brush head and is injection-molded onto the brush head.
  • These soft-elastic elements may be positioned at the edge of the brush head and protrude or lie in the bristle field, i. be surrounded by bristle tufts.
  • These soft-elastic elements have e.g. the function of achieving a gum massage when brushing your teeth.
  • the soft elastic element is e.g. integral with a flexible section on the handle-to-head connection and / or even into the handle, so that bending elasticity or non-slip feel is achieved in these sections.
  • the invention moreover also provides a device for producing brushes, in particular a so-called brush-making machine, which preferably uses the aforementioned method according to the invention.
  • the apparatus comprises a magazine having a bristle stock in which bristles are packed in parallel, a bristle tuft picking unit sequentially picking bristle tufts from the bristle stock laterally to their longitudinal extent, transporting the individual bristle tufts to a stuffing station, the stuffing station comprising a holder for to be installed base parts of the brush, a guide plate between the transport device and the back of the supplied base part with deflection channels through which tufts of bristles are pushed into the opening in the base part, and means by which the tufts of bristles are pushed sequentially from the rear side through the guide plate into the base part.
  • the variants of the embodiment of deflection channels described above can of course also be implemented in the device according to the invention, individually or in any desired combination.
  • the device comprises a closed-loop receiving device, for example a receiving table, a chain, an index table or, more generally, a type of circle with receptacles for the base parts on which they are moved, to individual stations, e.g. to cut through the bristle tufts and attachment of the tufts and optionally closing the back of the open brush body or molding of the brush body.
  • the removal device is integrated into the transport device.
  • the transport device moves the tufts along a linear or curved path to the stuffing station.
  • Such so-called tufts are shown in EP 0 972 465 B1.
  • the device according to the invention preferably further comprises a tuft picker, which transports the tufts sequentially to the final position, from which they are pushed axially into the opening to be filled. A transfer after the separation of the bristle tufts on another device or a carrier that brings the tufts up to the position immediately before the impact, thus eliminating.
  • the device according to the invention also comprises a station in which the base part for the sequential piercing is moved at least in two directions in order to align the opening to be filled with the bristle tufts to be filled, this station in particular having a freely programmable, preferably 2-axis industrial robot Has shift of the base part.
  • the preferred embodiment provides for integrating a cutting device into the device with which the bristles protruding from the base part on the rear side are cut off.
  • the cutting device is moved transversely to the bristles without any support.
  • the bristles are cut off at the back by acting as a counter knife a device-side support plate through which the tufts protrude. This plate stabilizes the tufts and on the surface of the plate a knife is driven along, which cuts off the tufts.
  • this type of cut is reliable, but leads to wear of the cutting device and is therefore maintenance and spare part intensive than the device according to the invention, in which no support plate is provided on the tool.
  • this support-free cutting is preferably easy to implement by a heatable tool in which the hot tool contacts the bristles and cuts.
  • the heatable tool is in particular formed with a current-carrying heating wire, which may be a round wire or a flat wire, wherein in experiments with the flat wire very good results have been achieved.
  • the bristles are welded together in tufts or in total and / or glued and / or potted.
  • FIGS. 1a to 1h show successive steps of the method according to the invention which are carried out in the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of a station of the device according to the invention, in which bristle tufts are taken from a magazine,
  • FIG. 3 shows a perspective view of the station according to FIG. 2 with some parts omitted
  • FIG. 4 shows an enlarged detail view of FIG. 3
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view of another station of the device according to the invention, in which bristles are cut
  • FIG. 7 shows a detail sectional view through the station of FIG. 6,
  • FIGS. 8a to 8c show successive steps in the station according to FIG. 6 with another blade
  • FIG. 9 shows a schematic top view of a device according to the invention
  • FIG. 10 shows a perspective view of an injection molding tool as part of the device according to the invention.
  • FIG. 11 shows a plan view of a molded part of the injection molding tool according to FIG. 10,
  • FIG. 12 shows a plan view of bristled base parts, which are inserted into the molded part according to FIG. 11,
  • FIG. 13 shows a bottom view of the molded part according to FIG. 12, which is provided with base parts
  • FIG. 14 shows an alternative embodiment to FIG. 11, in which supporting projections additionally project into the opening of the molded part
  • FIG. 15 shows a perspective plan view of a still unbebonded toothbrush according to a further embodiment, which has a soft-elastic element
  • FIG. 16 shows a perspective rear view of the toothbrush of FIG. 15, in a bristled state
  • FIG. 17 shows a perspective rear view of a variant slightly modified in comparison with the toothbrush according to FIG. 16, and FIG. 18 shows a modified device according to the invention.
  • FIG. 1 shows several successive steps for producing brushes, here in the form of toothbrushes.
  • the brush has a brush body 10 with a brush head, which in the following forms a base part 12.
  • the base part 12 has numerous passage openings 14, which are filled with bristle tufts 16, which are fastened to the base part 12.
  • a transport device 18 conveys individual bristle tufts 16, which are pushed by a device from the transport device 18 into the openings 14 from the rear side of the base part 12.
  • the transport device 18 has a receiving opening 22 which is filled with a bristle tuft 16 and moved to the base part 12.
  • the device 20 comprises a linearly movable plunger 24 which is inserted axially into the receiving opening 22 in order to push the bristle tufts 16 into the opening 14 of the base part 12 which is aligned with the receiving opening 22.
  • the base part is moved along two axes and aligned with the opening to be filled 14 on the bristle tufts 16 to be introduced.
  • the guide plate 17 On the back of the base part 12 is a guide plate 17, on which in turn the transport device 18 rests.
  • the guide plate 17 is part of the corresponding Stopfstation and is automatically placed after supplying a toopfopfenden base member 12 on this.
  • the guide plate has numerous channels, which on the rear side (facing the transport device 18) each have an inlet and on the front side (to the base part 12) have an outlet. Many of the channels are aligned exactly in the insertion direction (direction of movement of the plunger 24). However, some channels are designed as deflection channels 19, which move the tufts inserted into them transversely to the direction of insertion. Preferably, all inlets 21 have the same geometry and size, in particular a circular shape.
  • deflecting channels 19 are shown, which extend obliquely to each other, two separate inlets 21 and two almost already merging outlets 23 have.
  • the outlets 23 are associated with a common opening 14, and over the two mutually facing deflection channels 19 an oversized opening is equipped with two tufts, which then unite to form a common tuft.
  • a channel oriented axially in the ejection direction can fill an oversized opening 14 in the base part 12 with an adjacent deflection channel 19 running obliquely toward it.
  • the geometry of the oversized opening 14 is arbitrary, elongated openings or square or circular openings 14 may be provided as required. While in FIG. 1a, the openings 14 all extend in the ejection direction or parallel thereto, according to the enlarged detail, openings 14 also provided obliquely to the ejection direction can be provided, wherein the deflection channels 19 are aligned with them. These slanted apertures 14 allow the embedding of slanted tufts 16 in the base part 12.
  • inlet and outlet 21 and 23, respectively have different geometries, e.g. For example, some outlets 23 have an oval or angular geometry, where the cross-sectional area may be the same as inlet 21.
  • a device-side guide part 26 preferably in contact with the front side of the base part 12, is arranged, whose through-holes 28 are aligned with the openings 14 to be populated.
  • a stop member 30 Spaced apart from the guide member 26 is a stop member 30.
  • the bristle tufts 16 are so deep into the guide plate 17, the base member 12 and the guide member 26 from the back of the base member 12, that is, from the back of the brush 10, pushed that they front of the Guide member 16 protrude again and abut against the stop member 30.
  • the guide plate 17 can be pulled off before reaching the state shown in Figure 1b or later again upwards.
  • the guide member 26 may be formed as a clamping means for the tufts 16, for example by an additional, transversely to the insertion direction displaceable clamping piece, which pushes the tufts 16 laterally in their guides or by the through holes 28 in relation to the or in the tufts inserted into them have such a large cross-section that the tuft or tufts 16 are press fit into the through holes 28.
  • the stop member 30 is removed. Instead, a pressure member 32 is moved from the front axially to the bristle tufts 16 upwards, so that it contacts all the bristle tufts 16. The top of the pressure member 32 is profiled to form a complementary brush surface (formed by the front ends of the bristle tufts 16).
  • a counterpressure part 36 complementary to the pressure part can be provided on this rear side so that the bristle tufts 16 are axially between printing part 32 and counter-pressure member 36 may be fixed as free of play.
  • one of the pressure parts 32, 36 either elastically or elastically mounted.
  • the front ends of the bristle tufts 16 have an exact alignment with the base part 12.
  • bristle tufts 16 are attached at the back. This attachment is done for example by welding.
  • One way of welding is shown in Figure 1e, in which a hot plate 38 is pressed against the bristle tufts 16.
  • the back ends of the thermoplastic bristles fuse together, preferably to form a continuous layer 40 (see FIG. 1f).
  • the pressure part 32 preferably remains on the bristle tufts 16.
  • the pressure part 32 can now be removed (FIG. 1 g), and subsequently a rear cover part 40 is applied to the rear side of the base part 12, at least in the region of one another welded ends of the bristle tufts 16, applied.
  • This cover part 40 may be a prefabricated part.
  • the lid member 40 may also be made by injection molding to the base member 12 or to the brush body.
  • the aforementioned use of sacrificial structures on the lid or on the brush body can also be used.
  • the guide member 26 it is preferable (not limiting) for the guide member 26 to be supported on the base member 12 to provide support and sealing.
  • the guide member 26 it is preferable (not limiting) for the guide member 26 to be supported on the base member 12 to provide support and sealing.
  • Figure 2 shows further details of a possible embodiment of the station of the device according to the invention, in which the bristle tufts 16 are separated and transported to the base part 12.
  • the device has its own station with a magazine 42, in which a bristle supply 44 is housed.
  • the bristles are aligned in magazine 42 parallel and ungrouped housed. They are pressed by adapted pressure means in the direction of the transport device 18.
  • the transport device 18 includes in the present, also not limiting embodiment to be pivoted about a pivot axis 46 to be pivoted removal device 48 with a plate-shaped bundle pickup, in the illustrated embodiment, a so-called circular arc having a receiving opening 50 for a bristle tufts 16.
  • the receiving opening 50 is open on the side facing the brush holder 44 side.
  • the bundle pickup is pivoted to the right with reference to FIG. 2, the receiving opening 50 comes into contact with the bristle supply 44. Because of the prestressing of the bristle supply 44 in the direction of this receiving opening 50, so many bristles press into the receiving opening 50 that they are complete is filled.
  • the separation of the bristle tufts 16 thus takes place laterally to the longitudinal extension of the bristles, which in the present case would be perpendicular to the plane of the drawing.
  • the receiving opening 50 When the receiving opening 50 is filled with bristles, it is pivoted clockwise and moved to the position shown in Figure 2.
  • a guide plate 52 which conforms to the shape of the plate 48, ensures that no bristles can fall out of the receiving opening 50.
  • a linear method can also be used. From the transport device 18, the bristle tufts 16 are pushed directly into the base part 12 directly via the guide plate 17 without the interposition of a carrier plate or the like. It should be noted that the individual bristle tufts are sequentially removed from the magazine 42 and transported with the tuft picker to its final position before pushing. A transfer to subcarrier is avoided here.
  • the base portion 12 has numerous openings 14 which must be successively filled with bristle tufts 16, the base portion 12 is moved in two directions X, Y. In order to be filled openings 14 are aligned with the receiving opening 50 and the next bristle tufts 16 to be injected.
  • the corresponding station preferably has a so-called X-Y slide, on which the base parts 12 can be fastened and moved in one plane.
  • a so-called XY carriage is a simple embodiment of a freely programmable, at least 2-axis positioning device, in particular a freely programmable 2-axis industrial robot.
  • FIG. 3 shows the magazine 42 with the tuft supply 44 in perspective view. To clarify the entire station, several parts have been omitted, i.a. the guide plate 17.
  • FIG. 3 further shows a bristle tuft 16, which is being pushed by the device 20 into an opening of the base part 12.
  • a holder 54 positions and locks the guide member 26 to an alignment unit, such as an X-Y slide, over which alignment of the base member 12 with the receiving aperture 50 occurs.
  • FIG. 4 shows that the bristle tufts 16 protrude from the guide part 26 after being pushed into the openings 14 of the base part 12. However, the bristle tufts 16 are also in front of the base part 12, either directly after the impact or after the start of the pressure part 32.
  • the inlets 21 have the same cross-section as the receiving opening 50.
  • a guide-free gap 60 can be present between the rear side of the guide plate 17 and the transport device 18 be (see Figure 4).
  • it can possibly offer to make the inlets 21 slightly larger than the receiving opening 50, since the tuft 16 could spread slightly at its free end.
  • the inlets 21 may generally be advantageous if the inlets 21 widen somewhat funnel-shaped toward the rear.
  • the openings 14 are preferably provided on the back with a flared chamfer 62.
  • the base part 12 has a depression 64 in the region of the openings 14 on the rear side. In this recess 64, the lid member 14 is introduced or molded.
  • the transport device 18 is designed so that during the insertion of the bristles into the openings 14 in the transport device 18 exclusively axial pressure (that is, pressure in the bristle longitudinal direction) is exerted on the bristle tufts 16 to be introduced. That is, the wall around the receiving opening 50 is rigid, no radial clamping force is exerted on the bristles. The only clamping force is achieved by the bias in the bristle supply 44, which is forwarded so to speak in the receiving opening 50 when separating the bristles.
  • FIG. 5 also shows a further variant of deflection channels.
  • a plurality of deflection channels 19 and a centrally located thereto, aligned in the ejection direction channel are combined within the guide plate 17, to unite to a common deflection channel 19 'with a common outlet 23.
  • the outlet 23 has an elongate shape to form a common, plate-shaped tuft 16.
  • the outlet 23 preferably has a cross-sectional area which corresponds to X times the receiving opening 50, where X corresponds to the number of tufts 12 fed to the common opening 14.
  • FIG. 6 shows an embodiment of such a heated tool 70, which comprises a current-carrying, hot wire. This wire is moved substantially parallel to the back of the base part 12, as close as possible to the base part 12 along and separates the protruding bristle ends. Bristles can also partly melt together.
  • FIG. 7 shows the effects of heat on not yet cut bristle tufts 16, which fuse together.
  • the already separated ends of remaining in the base part 12 bristle tufts 16 merge, which is advantageous for positioning and attachment.
  • a cross-sectionally substantially circular wire is shown as a tool 70
  • FIGS. 8a to 8c an alternative embodiment with a so-called flat wire can be seen.
  • This also current-carrying, heated wire is placed like a knife obliquely to the bristles to be separated.
  • the bristle tufts 16 are not laterally supported in the region of their interface.
  • the tool 70 is not supported in the region of the base part 12, so that no wear occurs during cutting. The cutting takes place, so to speak, without support.
  • the bristle tufts 16 are either held laterally only by the base part 12 (see FIGS. 8 a to 8 c) or by the base part 12 and the guide part 26. If, during cutting, the guide plate 17 should still be present, this contributes to the support. If cutting instead of cutting with a heated tool, the guide plate 17 could also be designed as a counter knife. In the axial direction, the bristle tufts 16 are positioned between the pressure part 32 and the counter-pressure part 36. This positioning should, but not in a limiting sense, be ensured even during cutting.
  • the cutting is preferably carried out over the head, that is to say with the back side downwards (see, for example, FIG. 8).
  • the severed ends 72 simply fall down.
  • the fastening of the bristle tufts 16 on the base part 12 takes place, as stated, either by welding and / or by gluing and / or by casting, for example during the production of the cover part 40.
  • the cover part 40 can in particular rear projecting cleaning projections 80 have to form a tongue cleaner.
  • the supplied cover part 40 can be subsequently pressed or glued, even using the aforementioned sacrificial structures.
  • openings 14 must be closed by a bristle tufts 16. It may, as already mentioned, even one or the other opening 14 remain unfilled. When later gluing or potting or injection molding, the corresponding opening 14 is then closed.
  • FIG. 9 shows a device for producing the brushes according to the method described above. This device is designed as a tool, e.g. with a rotating table 100.
  • each bristle tuft 16 is moved individually to the base part 12 (in this case the brush body 10) via the removal device 48 and the transport device 18, the brush body 10 being previously placed on the guide part 26.
  • a magazine with empty guide parts 26 may be present and is not shown here for clarity.
  • each individual bristle tuft 16 is stuffed into the associated opening 14 by moving the laterally held guide part 26 in the X and Y directions.
  • the finished assembled base 12 is then moved to the tool table 100 and attached to this.
  • the rotating tool table 100 transports one or more of the base parts 12 to a station in which, according to FIG. 1c, pressure and counter-pressure parts 32, 36 align the tufts. Thereafter, the tufts are cut off at the back by means of the tool 70. This cutting can take place in a subsequent station or in the station in which the pressure and counterpressure parts 32, 36 are applied for the first time.
  • the bristle tufts 16 are fastened on the back, for example under the action of heat.
  • lid part 40 is sprayed on.
  • the finished brushes are removed and stacked, for example.
  • the transport of the guide members 26 into the first station is not explicitly shown.
  • FIGS. 10 to 13 show an injection molding tool which can be used as a further station in a device comprising several stations for producing brushes.
  • the injection molding tool is shown stylized in FIG. 10 and comprises a multi-part lower mold half 140 and an upper mold half 142, which each have cavities which merge into one another in the closed state of the tool and form a cavity to be ejected.
  • the lower mold half 140 comprises at least two parts, namely a first mold part 144, which is shown in more detail in FIGS. 11 and 13, and a second mold part 146.
  • the mold parts 140, 142 comprise a plurality of cavities 156 arranged next to one another.
  • the first molded part 144 has an opening 148 in the region of each cavity 46, which extends from the cavity 146 and which serves to receive the bristle tufts 16 of a base part 14.
  • the rim 150 which is recessed and is part of the cavity 146, surrounds the respective opening 148.
  • This edge 150 serves as a support and support surface for the bristled base part 12.
  • the cavity 146 also has a neck portion 152 as a transition between the brush head and brush handle. As is shown in FIG. 10, this neck section 152 merges into the section 156 of the cavity in the second molding 146 which defines or receives the stem of the brush.
  • only one opening 148 is provided for receiving all bristle tufts 16 of a base part 12. This makes the production of the first molding 144 particularly cost effective.
  • the opening 148 is designed either as a complete passage opening or as a blind hole. In any case, it must be ensured that the opening 148 is deep enough so that the front ends of the bristle tufts 16 do not protrude from the opening and at an adjacent part such as the bottom of the recess 160 in the second mold part 146 or at the bottom of a blind hole-like opening queue. The bristle tufts 16 thus project freely downwards.
  • the back not yet overmolded base parts 12 form according to the preferred embodiment of the head and stem of the brush. It is possible that in the head a bristled part is present, which is then encapsulated to form the stem. However, according to the preferred embodiment, the head and stem are integral, and the head has the openings 14 for receiving the bristle tufts 16.
  • the bristled base part 12 is produced by the method steps according to FIGS. 1 a to 1 g and is released from the guide part 26 in a subsequent method step.
  • the guide member 26 thus does not migrate together with the bristled base member 12 to the injection molding station.
  • Either the bristled base member 12 is then transported by machine or by hand to the first mold part 144 and inserted there into the openings 148, or there is provided an intermediate storage between Beborstungsstation and injection molding in which bristled base members 12 are stored. After insertion into the injection-molded tool, the base part 12 lies in the cavities 146, 156. Subsequently, the upper mold half 142 is moved downwards in order to close the injection-molding tool.
  • FIG. 12 also shows the back-side tufts 16 welded together.
  • the base part 12 has the back of a trough-like depression, which is filled with closed injection molding tool by liquid plastic.
  • the injected plastic closes the brush head on the back.
  • portions of, for example, the stem may be overmolded or molded with a second component in this or in another method step.
  • the base part 12 could consist only of the brush head or a part of the brush head, and the remaining partial areas would then be injection-molded in the injection molding tool
  • the base part 12 is supported only at the edge of the opening 148.
  • the bristle tufts 16 are not supported. This considerably simplifies the injection molding tool.
  • the base part 12 lies with its edge closed circumferentially on the likewise closed circumferential edge 150 of the opening 148, so that a sealing effect is achieved.
  • the first mold part 144 is removed with the brush body the injection mold and either transported to another injection molding station or fed as a finished brushes a camp.
  • bridge-like support which extends between the bristle tufts 16 and the support is used.
  • the opening 148 is sized so that all or at least several bristle tufts 16 protrude into the common or common opening.
  • one or more soft elastic elements 180 for cleaning the teeth and for massage of the gums on the brush head are provided.
  • these soft elastic protruding from the brush head elements 180 are not stuffed, but injected onto the base member 12, preferably before the plug.
  • the one or more elements 180 extend forward next to the bristle tufts 16 and protrude from the base part 12.
  • These soft-elastic elements 180 may be positioned at the edge of the brush head and may protrude or lie in the bristle field (see FIG. 15), i. be surrounded by bristle tufts 16.
  • the brush body 10 is produced as a multi-component injection-molded part, in which a component, alone or in sections, forms the flexible element or elements 180.
  • a component alone or in sections
  • the material of the element 180 extends into the grip, where it forms a soft, grip-secure handle back.
  • the soft material forms a larger portion and provides a kind of elastic joint.
  • the variant according to FIG. 17 does not have a one-piece transition of the soft-elastic element 180 with the handle or the connection region 182.
  • the sections formed here from the TFE material must therefore be sprayed via separate injection points.
  • the back of the head is not yet shown closed.
  • the head must be closed on its back, e.g. by injecting a further component or welding or gluing a lid.
  • the soft-elastic elements are in particular of thermoplastic elastomer (TPE).
  • the variant with the soft-elastic elements need not be limited to the manufacturing method and a device with the guide plate, as Figure 18 shows. It is also possible to manufacture these toothbrushes without the guide plate 17.
  • the method is carried out without the guide plate 17 with deflection channels 19, in particular between the transport device 18 for feeding bristle tufts 16 and the openings in the base part 12, i. between the movable portion of the transport device 18 and the back of the base member 12, a guide-free gap 184 is provided, over which the bristle tufts 16 are inserted without guidance in the base part 12.
  • the corresponding device according to the invention consequently does not provide a guide plate, but the other features mentioned previously and in the claims (individually or in combination).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Brushes (AREA)

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten (10) sieht vor, sequenziell Borstenbüschel (16) aus einem Borstenvorrat (44) zu entnehmen, in welchem die Borsten parallel gepackt untergebracht sind. Die entnommenen Borstenbüschel (16) werden mittels einer Transporteinrichtung (18) zu einem Basisteil (12) der Bürste (10) transportiert. Die Borstenbüschel (16) werden sequenziell in zugeordnete Öffnungen (14) von der Rückseite des Basisteils (12) in es hingestoßen, wobei zwischen der Transporteinrichtung (18) und der Rückseite des Basisteils (12) eine Führungsplatte mit Umlenkkanälen vorgesehen ist, durch die Borstenbüschel (16) in die Öffnung (14) im Basisteil (12) gestoßen werden. Anschließend werden die Borstenbüschel (16) am Basisteil (12) ankerfrei befestigt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten. Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Bürsten bekannt. Herkömmlich wird ein Bürstenkörper mit einer Anordnung von Löchern ("Lochmuster") versehen, die der gewünschten Anordnung von Borsten entspricht. Bündel oder Büschel von Borsten werden dann in die Löcher des Bürstenkörpers eingesetzt und darin mittels eingepresster kleiner metallischer Anker oder mittels Schlaufen verankert.
In einem alternativen Verfahren zur Herstellung von Bürsten, das sich innerhalb nur weniger Jahre durchgesetzt hat und das als AFT-Verfahren (Anchor Free Tufting, Ankerfreies Beborsten) bezeichnet wird, werden die Borstenbüschel an einer kleinen Bürstenkopfplatte ohne die Verwendung von Schlaufen oder Ankern befestigt, und die Trägerplatte wird dann in einen Bürstenkörper oder einen Griff eingesetzt oder an diesem befestigt. In einer Variante des AFT-Verfahrens werden Bürstengriffe mit einem Lochmuster hergestellt, das dem gewünschten Büschelmuster entspricht. Borstenbüschel werden dann in diese Löcher eingesetzt und an den Bürstengriffen befestigt. Die Befestigungsenden der Büschel werden anschließend mit einer kleinen Platte abgedeckt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, die auf diesem AFT-Verfahren aufbauen.
Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die einfach und vor allem sehr schnell arbeiten und wartungsarm sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere zur Herstellung von Zahnbürsten angewandt und sieht folgende Schritte vor: sequenzielles Entnehmen von Borstenbüscheln aus einem Borstenvorrat, in welchem die Borsten parallel gepackt untergebracht sind,
Transportieren des entnommenen Borstenbüschels mittels einer Transporteinrichtung zu einem, einen Teil der fertigen Bürste bildenden Basisteil, welches Öffnungen zur Aufnahme von einzelnen Borstenbüscheln hat, sequenzielles Einstoßen des Borstenbüschels in die zugeordnete Öffnung von der Rückseite des Basisteils aus, wobei zwischen der Transporteinrichtung und der Rückseite des Basisteils eine Führungsplatte mit Umlenkkanälen vorgesehen ist, durch die Borstenbüschel in die Öffnung im Basisteil gestoßen werden, und ankerfreies Befestigen der Borstenbüschel am Basisteil.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden nacheinander, das heißt sequenziell, Borstenbüschel aus einem Borstenvorrat, insbesondere einem Magazin, entnommen und zu einem Basisteil transportiert. Dieses Basisteil kann entweder eine Art Platte sein, die dann mit dem Bürstenkörper verbunden wird, oder ein Abschnitt des Bürstenkörpers selbst sein. Die Vorderseite des Basisteils ist diejenige Seite, von der die Borsten der späteren Bürste abstehen, wogegen die Rückseite die üblicherweise geschlossene, das heißt borstenfreie Seite ist. Eine Führungsplatte ist zwischen der Transporteinrichtung und der Rückseite des Basisteils vorgesehen, die Umlenkkanäle hat, durch die Borstenbüschel in die Öffnung im Basisteil gestoßen werden. Damit lassen sich schräg gerichtete Büschel im Basisteil realisieren oder mehrere Büschel zu einem gemeinsamen, großen Büschel vereinigen, so dass z.B. langgestreckte Borstenbüschel entstehen. Auch unterschiedliche Büschelgeometrien können realisiert werden, wenn z.B. der Einlass des Umlenkkanals kreisrund ist, kann der Auslaß eine eckige oder, allgemeiner gesagt nicht kreisrunde Geometrie haben, so dass die Büschel zwar immer mit der gleichen Büschel-Vereinzelungsgeometrie dem Magazin entnommen werden, aber unterschiedliche Querschnittsgeometrien im Basisteil verwirklicht werden. Der Umlenkkanal führt somit, wie mit dem Begriff „Umlenken" ausgesagt, eine Verschiebung von einzelnen Borsten oder von einem ganzen Büschel quer zu linearen Einstossrichtung herbei. Hierbei sind mehrere Varianten möglich, die auch beliebig miteinander kombiniert werden können:
Die Umlenkkanäle und die Öffnungen können schräg verlaufen und die Büschel schräg stehend im Basisteil verankert werden und/oder mehrere aufeinander zu auf eine gemeinsame Öffnung im Basisteil zu verlaufende Kanäle sind vorgesehen (wobei hier auch z.B. ein in Einstossrichtung verlaufender Kanal mit einem schräg verlaufenden Umlenkkanal einer gemeinsame Öffnung im Basisteil zugeordnet sein kann), so dass mehrere Büschel in verschiedene, nebeneinander angeordnete Kanäle und über diese in eine gemeinsame Öffnung im Basisteil eingestoßen werden zur Bildung eines gemeinsamen Büschels und/oder zumindest ein Umlenkkanal ist vorgesehen, der mehrere Büschel aufnimmt, um sie zu einem gemeinsamen Büschel zu vereinen, wobei dieser Umlenkkanal vorzugsweise mehrere nebeneinander liegende Einlasse hat, von denen aus sich die einzelnen Kanäle zu einem gemeinsamen Umlenkkanal vereinen, und/oder dass wenigstens ein Umlenkkanal einen Einlass hat, dessen Geometrie sich von der des Auslasses des Umlenkkanals unterscheidet.
Der Auslass des Umlenkkanals hat üblicherweise dieselbe Geometrie und Größe wie die angrenzende Öffnung im Basisteil. Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Führungsplatte auf die Rückseite des Basisteil aufgesetzt und vor dem Befestigen der Büschel am Basisteil von diesem entfernt wird.
Da die Borstenbüschel sequenziell, das heißt nacheinander einzeln direkt in das Basisteil gestopft werden, ist auch vorrichtungsseitig keine große Anpassung des Werkzeugs an andere Basisteile erforderlich.
Im Stand der Technik wurde darüber hinaus meist mit einem werkzeugseitigen Träger gearbeitet, dessen Öffnungen exakt den Öffnungen im Basisteil entsprachen. Zuerst wurde dieser Träger mit Borstenbüscheln befüllt, und anschließend wurde dieser Träger zum zu befüllenden Basisteil transportiert. Die Herstellung der zahlreichen, in einer Vorrichtung arbeitenden Träger ist relativ teuer. Darüber hinaus ist die Umrüstung der Vorrichtung für andere Bürsten aufwendig.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich diese Umrüstung wesentlich einfacher gestalten. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Lage des Basisteils auf das stationäre Werkzeug zum Einstoßen für jedes zu befüllende Loch ausgerichtet und somit bewegt. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, das Basisteil für das sequenzielle Einstoßen zumindest in zwei Richtungen zu verfahren, um die zu befüllende Öffnung auf das einzustoßende Borstenbüschel auszurichten. Dieses Verfahren ist, wie sich unmittelbar ergibt, sehr leicht an völlig neue Büschelmuster anpassbar.
Insbesondere lässt sich das Verfahren sehr schnell an neue Muster anpassen, wenn das Basisteil unter Verwendung einer frei programmierbaren, wenigstens 2-achsigen Positioniervorrichtung, insbesondere eines frei programmierbaren, vorzugsweise 2-achsigen Industrieroboters, verfahren wird.
Insbesondere von Vorteil ist es, wenn die Borstenbüschel durch einen Büschelabnehmer sequenziell bis in die endgültige Position transportiert werden, aus der sie axial in die zu befüllende Öffnung gestoßen werden. Sowohl für das Vereinzeln der Borstenbüschel als auch für den Transport ist damit nur eine Bewegung erforderlich, die beispielsweise eine Kreisbogenbewegung oder eine Linearbewegung des Büschelabnehmers sein kann.
Der Büschelabnehmer muss auch nicht zwingend hin- und herfahren zwischen der Aufnahmeposition und der Abgabeposition. Es wäre auch denkbar, einen ring- oder kreisförmigen Büschelabnehmer vorzusehen, der permanent in einer Richtung rotiert.
Die verwendeten Borsten sind aus Kunststoff.
Das rückseitige Stopfen der Borstenbüschel hat den Vorteil, dass die Büschel dank eines üblicherweise vorderseitigen Anschlages soweit vorderseitig aus dem Basisteil herausragen, wie es gewünscht ist, unabhängig von den Längen- toleranzen der einzelnen Borsten. Darüber hinaus lassen sich optional auch Borsten mit vorbearbeiteten Borstenspitzen, zum Beispiel abgerundeten, zugespitzten Borstenspitzen oder dergleichen verwenden.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird während des Einschiebens der Büschel in das Basisteil in der Transporteinrichtung ausschließlich axialer Druck auf das Borstenbüschel ausgeübt. Das heißt, das Borstenbüschel wird nicht radial geklemmt. Beim Klemmen könnte sich nämlich das Büschelende im Spalt aufweiten, was das Einführen in die Öffnungen erschweren würde. Eine solche radiale Klemmkraft wird insbesondere bei sogenannten Spannrahmen auftreten. Da das Basisteil üblicherweise eine geringe Dicke hat und die Länge der Öffnungen, über die die Büschel gehalten werden, ebenfalls entsprechend gering ist, sieht ein vorteilhafter Verfahrensschritt vor, dass vorrichtungsseitig ein Führungsteil mit Durchgangslöchern vor dem Einschieben der Borstenbüschel an der Vorderseite des Basisteils positioniert wird. Die Borstenbüschel werden über die Öffnungen in die Durchgangslöcher im Führungsteil eingesteckt. Vorzugsweise, was jedoch nicht zwingend der Fall ist, ragen die Büschel vorderseitig auch noch aus dem Führungsteil heraus.
Das vorderseitige Führungsteil kann als Klemmeinrichtung für die Büschel ausgebildet sein, zum Beispiel indem die Durchgangslöcher einen im Verhältnis zu dem oder den in sie eingestoßenen Büscheln so großen Querschnitt haben, dass das oder die Büschel mit Presssitz in den Durchgangslöchern sitzen. Das Klemmen der Büschel verhindert ein Herausziehen der Büschel, wenn die rückseitige Führungsplatte nach hinten von dem Basisteil entfernt wird.
Die vorderseitigen Enden der Büschel können während oder nach dem Bestücken des Basisteils ein profiliertes Druckteil kontaktieren, um eine profilierte Bürstenfläche zu schaffen. Die Bürstenfläche ist die vorderseitige Bearbeitungsfläche der Bürste, die durch die Borstenenden gebildet wird. Dieses Druckteil kann entweder bereits beim Stopfen vorhanden sein und als Anschlag dienen oder nach dem Stopfen gegen die Borsten gedrückt werden, damit diese an dem Druckteil anliegen und die Form des Druckteils abbilden.
Die rückseitig aus den Öffnungen des Basisteils herausragenden Borstenbüschel werden gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach dem Einstoßen abgeschnitten. Die Toleranzen der einzelnen Borstenlängen werden dadurch vollständig kompensiert, denn auf der Vorderseite kann über das Druckteil eine genaue Längenanpassung erfolgen, rückseitig wird dann einfach abgeschnitten.
Dieses Abschneiden kann über spanende Werkzeuge erfolgen oder aber über ein beheiztes Werkzeug, insbesondere ein sogenanntes heißes Messer. Es erfolgt ein Kontakt zwischen dem heißen Werkzeug und den einzelnen Büscheln, wobei die Standzeit des Schneidwerkzeugs sehr hoch ist.
Die Borstenbüschel werden rückseitig befestigt, beispielsweise durch thermisches Verschmelzen und/oder Verkleben und/oder auch Einbetten in eine angespritzte Kunststoffmasse. Natürlich lassen sich diese Befestigungsverfahren auch beliebig miteinander kombinieren.
Wie bereits zuvor erläutert, sind die in das Basisteil eingestopften Borsten vorzugsweise bereits vorab vorgerundet oder vorbearbeitet.
Während des Abschneidens werden die Büschel gemäß einer Ausführungsform nur radial vom Basisteil und, falls vorhanden, dem Führungsteil gehalten. An den beiden Enden ist keine seitliche Fixierung vorgesehen, die Enden liegen lediglich stirnseitig an der Vorrichtung an und werden damit axial fixiert.
Die Rückseite der Borstenbüschel und des Basisteils wird abgedeckt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Bürstenkörper im Bereich der rückseitigen Büschelenden eine Vertiefung hat, die durch ein vorgefertigtes oder angespritztes Deckelteil geschlossen wird. Eine weitere Möglichkeit der Abdeckung des Borstenbüschels auf der Rückseite besteht darin, ein vorgefertigtes Deckelteil auf seiner dem Basisteil zugewandten Seite mit angeformten Vorsprüngen, sogenannten Opferstrukturen, auszubilden, die beim anschließenden Erhitzen weich werden, insbesondere flüssig werden, um dann gegen das Basisteil oder, allgemeiner, gegen den Bürstenkörper gedrückt zu werden. Sind Basisteil und Bürstenkörper zwei verschiedene Teile, so kann natürlich auch der Bürstenkörper mit derartigen Opferstrukturen versehen werden, um nach ihrem Erhitzen mit dem unter Umständen auch erhitzten Basisteil verbunden zu werden. Dieses Deckelteil kann mit abstehenden Reinigungsvorsprüngen in beliebiger Form ausgestattet sein, um als Zungenreiniger oder dergleichen verwendet zu werden.
Alternativ hierzu wird das Basisteil umspritzt. Ist das Basisteil nicht gleichzeitig bereits am Bürstenkörper, sondern ein am Rest des Bürstenkörpers zu befestigendes Teil, kann das Basisteil beim Herstellen des Bürstenkörpers umspritzt werden. Das Umspritzen des Basisteils ist aber nicht auf diese Variante beschränkt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Borstenbüschel rückseitig ankerlos befestigt werden, insbesondere durch Verschmelzen und/oder Verkleben und dass das bestückte Basisteil anschließend aus einer Beborstungsstation in eine Kavität einer Formhälfte eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt wird und dabei mit seinem Rand am Rand einer von der zugeordneten Kavität ausgehenden Öffnung aufliegt und die Borstenbüschel in die Öffnung ragen. Rückseitig wird ein Bürstenabschnitt an das Basisteil angespritzt, der die Borstenbüschel abdeckt. Durch die Erfindung wird der Aufwand, der für die Herstellung der Trägerplatten erforderlich ist, deutlich reduziert, denn die Trägerplatten wandern nicht mehr von der Beborstungsmaschine zum Spritzgusswerkzeug, wodurch die Taktungen von Spritzgusswerkzeug und Beborstungsmaschine nicht mehr zwangsläufig miteinander gekoppelt sein müssen. Im Stand der Technik wurden die Borstenenden der Borstenbüschel zuerst miteinander verschmolzen, was üblicherweise in der mit den Borstenbüschel bestückten, aufwendig herzustellenden Lochplatte erfolgte. Anschließend wurde diese Lochplatte in ein Spritzgusswerkzeug transportiert, um die Büschel zu umspritzen. Das beborstete Basisteil wurde im Stand der Technik immer samt Trägerplatte in ein Spritzgusswerkzeug oder eine weitere Station eines Spritzgusswerkzeuges transportiert. Die Trägerplatte diente der Abstützung gegen den Spritzdruck beim Spritzgießen des Bürstenkörpers (Kopf und Stiel). Die vorliegende Erfindung sieht jedoch vor, diese mit dem Lochbild der Bürste versehenen Trägerplatten beim Herstellen des Bürstenkörpers nicht mehr als Abstützplatten im Spritzgießwerkzeug vorzusehen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist hingegen in einer Formhälfte des Spritzgusswerkzeugs eine Öffnung (vorzugsweise eine einzige Öffnung) im Bereich der auszuspritzenden Kavität vorgesehen, in die die mehreren Borstenbüschel hineinragen. Das Basisteil liegt ausschließlich oder fast ausschließlich nur mit seinem umlaufenden Rand am Rand der von der Kavität ausgehenden Öffnung auf und wird vorzugsweise nur an diesem Rand abgestützt. Das Basisteil wird randseitig in der Kavität gehalten.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform liegt das Basisteil mit seinem Rand geschlossen umlaufend am ebenfalls geschlossen umlaufenden Rand der Öffnung an, sodass eine Abdichtwirkung erzielt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Lochplatten nicht mehr zwischen Beborstungsmaschine und Spritzgusswerkzeug zirkulieren, kann die gesamte Herstellung und die gesamte Vorrichtung mit deutlich weniger Lochplatten auskommen.
Es ist jetzt auch möglich, die beborsteten Basisteile in einem Zwischenspeicher oder Pufferspeicher zu lagern. Bei Wartungsarbeiten am Spritzgusswerkzeug oder der Beborstungsmaschine kommt es deshalb nicht zum Stillstand der jeweils anderen Maschine, was die Flexibilität insgesamt deutlich erhöht.
Vorzugsweise sind mehrere Kavitäten in der Formhälfte der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorhanden, um die Ausstoßrate der gesamten Vorrichtung zu erhöhen.
Die Formhälfte mit der wenigstens einen Kavität kann auch, und dies ist bevorzugt, mehrteilig ausgebildet sein. Ein erstes und ein zweiten Formteil, gegebenenfalls auch weitere Formteile mit insbesondere mehreren nebeneinander angeordneten Kavitäten oder Reihen von Kavitäten, können verwendet werden. Die einer Bürste zugeordnete Kavität ist dann in mehrere Abschnitte unterteilt, beispielsweise in einen Abschnitt im ersten und in einen Abschnitt im zweiten Formteil. Diese Kavitäten gehen ineinander über und bilden die Gesamtkavität der Formhälfte. Das erste Formteil ist aber vom zweiten Formteil trennbar und dient u.U. als Transportmittel oder Ausstosswerkzeug für das oder die in ihm sitzenden Basisteile. Damit kann das erste Formteil unabhängig vom zweiten Formteil zuerst mit den beborsteten Basisteilen bestückt und erst anschließend an das zweite Formteil angekoppelt werden, nämlich unmittelbar vor dem Spritzgießen. Da das erste Formteil aber aufgrund des fehlenden Lochbildes sehr einfach herzustellen ist, können verhältnismäßig preisgünstig viele erste Formteile hergestellt und verwendet werden, was die Taktzeit und Flexibilität der gesamten Vorrichtung deutlich verbessert. Es ist jedoch nicht auch möglich, jede Formhälfte einstückig auszuführen. Der Bürstenkörper wird dann in die Formhälfte gelegt und dieser nach dem Spritzen entnommen
Zu betonen ist, dass gemäß der bevorzugten Ausführungsform im Spritzgusswerkzeug der sogenannte Bürstenkörper gespritzt werden könnte, der ein- oder mehrkomponentig ausgeführt sein kann. Dieser Bürstenkörper ist üblicherweise der Bürstengriff, der Bürstenhals und ein Teil des Bürstenkopfes. Der andere Teil des Bürstenkopfes wird durch das Basisteil gebildet.
Es ist jedoch auch eine Ausführungsform sinnvoll, insbesondere bei preisgünstigeren Bürsten, bei der das Basisteil selbst bereits fast den gesamten Kopf und im Wesentlichen den gesamten Griff oder Stiel der Bürste aufweist. Dieses Basisteil bildet dann natürlich auch einen Bürstenabschnitt und wird beborstet und anschließend zumindest im rückseitigen Kopfbereich oder auch im Stilbereich umspritzt.
Einige der Öffnungen im Basisteil können büschelfrei bleiben und durch Spritzen geschlossen werden. Damit lassen sich bei gleichem Basisteil unterschiedliche Borstenbüschelanordnungen realisieren. Alternativ oder zusätzlich zum Schließen der büschelfreien Öffnungen können elastomere Profilteile, die beliebige Querschnittsformen haben, ein- oder angespritzt werden oder in Öffnungen befestigt werden. Diese Profilteile sind keine Borsten, sondern andersartige Profilteile mit kleinerer oder größerer Querschnittsfläche als die üblichen Borsten. Die Teile können beispielsweise auch eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform besitzen. Insbesondere werden solchen Profilteile verwendet, um eine Zahnfleisch massierende Wirkung hervorzurufen.
Die vorerwähnte andere Möglichkeit, die büschelfreien Öffnungen zu schließen, besteht im rückseitigen Anspritzen von Kunststoff. Dabei können entweder nur die büschelfreien Öffnungen geschlossen werden, oder es können vorderseitig abstehende Profilteile gleichzeitig mit angespritzt werden. Das vorderseitige Führungsteil kann hierbei als Spritzgussform dienen.
Die Borstenbüschel werden seitlich zur Borstenlängsrichtung aus dem Borstenvorrat separiert und insbesondere einzeln über die Transporteinrichtung zu den Öffnungen verfahren. Es werden für die Transporteinrichtung also keine im Stand der Technik bekannte Transportröhrchen verwendet, die in Borstenlängsrichtung in den Vorrat eintauchen und ein Büschel von Borsten in sich aufnehmen und klemmen. Durch die seitliche Entnahme lassen sich einerseits hohe Taktzeiten verwirklichen und andererseits werden die Büschel deutlich weniger oder überhaupt nicht zusammengedrückt, was ihre Positionierung beim Einfahren in die Öffnungen verbessert.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere auch im Zusammenhang mit Bürsten verwendet, bei denen neben den Borstenbüscheln wenigstens ein weichelastisches Element, vorzugsweise aus TPE, vom Bürstenkopf absteht und an den Bürstenkopf angespritzt ist. Diese weichelastischen Elemente können am Rand des Bürstenkopfes positioniert sein und abstehen oder auch im Borstenfeld liegen, d.h. vom Borstenbüscheln umgeben sein. Diese weichelastischen Elemente haben z.B. die Funktion, eine Zahnfleischmassage beim Zähneputzen zu erreichen. Das weichelastische Element geht z.B. einstückig in einen flexiblen Abschnitt an der Verbindung von Griff zu Kopf und/oder sogar in den Griff über, so dass in diesen Abschnitten eine Biegeelastizität bzw. eine rutschfestere Haptik erreicht werden.
Die Erfindung schafft darüber hinaus auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, insbesondere eine sogenannte Bürstenherstellungsmaschine, die vorzugsweise das zuvor erwähnte erfindungsgemäße Verfahren benutzt. Die Vorrichtung umfasst ein Magazin mit einem Borstenvorrat, in welchem Borsten parallel gepackt untergebracht sind, eine Entnahmevorrichtung für Borstenbüschel, die Borstenbüschel sequenziell seitlich zu ihrer Längserstreckung aus dem Borstenvorrat nimmt, eine Transporteinrichtung zum Transport der einzelnen Borstenbüschel zu einer Stopfstation, wobei die Stopfstation einen Halter für zu verbauende Basisteile der Bürste aufweist, eine Führungsplatte zwischen der Transporteinrichtung und der Rückseite des zugeführten Basisteils mit Umlenkkanälen, durch die Borstenbüschel in die Öffnung im Basisteil gestoßen werden, und Mittel, über die die Borstenbüschel sequenziell von der Rückseite her durch die Führungsplatte hindurch in das Basisteil eingestoßen werden. Die zuvor beschriebenen Varianten der Ausbildung von Umlenkkanälen sind natürlich auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisierbar, und zwar einzeln oder in beliebiger Kombination.
Die Vorrichtung umfasst insbesondere eine geschlossen umlaufende Aufnahmevorrichtung, beispielsweise einen Aufnahmetisch, eine Kette, einen Indextisch oder, allgemeiner, eine Art Kreis mit Aufnahmen für die Basisteile, auf dem diese verfahren werden, um einzelne Stationen, z.B. zum Abschneiden der Borstenbüschel und Befestigung der Büschel sowie gegebenenfalls dem Schließen des rückseitig offenen Bürstenkörpers oder Anspritzen des Bürstenkörpers zu durchlaufen. Bevorzugt ist die Entnahmevorrichtung in die Transporteinrichtung integriert.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Transporteinrichtung die Büschel längs einer linearen oder kurvenförmigen Bahn zur Stopfstation verfährt. Solche sogenannten Büschelabnehmer sind in der EP 0 972 465 B1 gezeigt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner vorzugsweise einen Büschelabnehmer, der die Büschel sequenziell bis in die endgültige Position transportiert, aus der sie axial in die zu befüllende Öffnung gestoßen werden. Eine Übergabe nach dem Vereinzeln der Borstenbüschel auf eine andere Vorrichtung oder einen Träger, die die Büschel bis in die Position unmittelbar vor dem Einstoßen bringt, entfällt damit. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst darüber hinaus auch eine Station, bei der das Basisteil für das sequenzielle Einstoßen zumindest in zwei Richtungen verfahren wird, um die zu befüllende Öffnung auf das einzustoßende Borstenbüschel auszurichten, wobei diese Station insbesondere einen frei programmierbaren, vorzugsweise 2-achsigen Industrieroboter zur Verschiebung des Basisteils hat. Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, eine Schneidvorrichtung in die Vorrichtung zu integrieren, mit der die rückseitig aus dem Basisteil überstehenden Borsten abgeschnitten werden. Die Schneidvorrichtung wird insbesondere abstützkörperfrei quer zu den Borsten verfahren. Im Stand der Technik werden die Borsten rückseitig abgeschnitten, indem eine vorrichtungsseitige Trägerplatte, durch die die Büschel hindurchragen, als Gegenmesser wirkt. Diese Platte stabilisiert die Büschel, und an der Oberfläche der Platte wird ein Messer entlanggefahren, welches die Büschel abschneidet. Diese Art des Schnittes ist zwar zuverlässig, führt aber zur Abnützung der Schneidvorrichtung und ist daher wartungs- und ersatzteilintensiver als die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der keine Trägerplatte am Werkzeug vorgesehen ist.
Wie sich herausgestellt hat, ist dieses abstützfreie Schneiden vorzugsweise durch ein beheizbares Werkzeug leicht zu realisieren, bei der das heiße Werkzeug die Borsten kontaktiert und abschneidet.
Das beheizbare Werkzeug ist insbesondere mit einem stromdurchflossenen Heizdraht ausgebildet, der ein Runddraht oder ein Flachdraht sein kann, wobei in Versuchen mit dem Flachdraht sehr gute Ergebnisse erzielt wurden.
In einer Befestigungsstation für die Borstenbüschel werden die Borsten büschelweise oder insgesamt miteinander verschweißt und oder verklebt und/oder vergossen.
Das vorrichtungsseitige Führungsteil, welches zur Vorderseite des Basisteils zuführbar ist, wird zusammen mit dem Basisteil von Station zu Station weiterbewegt und positioniert die Büschel. Um die Lage der vorderseitigen Enden der Borsten eindeutig zu machen, insbesondere bei einer profilierten Bürstenfläche, weist die Vorrichtung ein zustellbares profiliertes Druckteil auf, das die Borstenbüschel während oder nach dem Stopfen kontaktiert. Ein Gegendruckteil kann von der Rückseite gegen die Büschel gefahren werden. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen: - Figuren 1a bis 1h aufeinanderfolgende Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden,
- Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine Station der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der Borstenbüschel einem Magazin entnommen werden,
- Figur 3 eine perspektivische Ansicht der Station nach Figur 2 mit einigen weggelassenen Teilen,
- Figur 4 eine vergrößerte Detailansicht von Figur 3,
- Figur 5 eine Schnittansicht durch die Station nach Figur 3, - Figur 6 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Station der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der Borsten geschnitten werden,
- Figur 7 eine Detailschnittansicht durch die Station von Figur 6,
- Figuren 8a bis 8c aufeinanderfolgende Schritte in der Station nach Figur 6 mit einem anderen Messer, - Figur 9 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
- Figur 10 eine perspektivische Ansicht eines Spritzgusswerkzeugs als Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Figur 11 eine Draufsicht auf ein Formteil des Spritzgusswerkzeugs nach Figur 10,
- Figur 12 eine Draufsicht auf beborstete Basisteile, welche in das Formteil nach Figur 11 eingelegt sind,
- Figur 13 eine Unteransicht des mit Basisteilen versehenen Formteils nach Figur 12, - Figur 14 eine alternative Ausführungsform zu Figur 11 , bei der zusätzlich Abstützfortsätze in die Öffnung des Formteils hineinragen,
- Figur 15 eine perspektivische Draufsicht auf eine noch unbeborstete Zahnbürste gemäß einer weiteren Ausführungsform, die ein weichelastisches Element aufweist, - Figur 16 eine perspektivische Rückansicht der Zahnbürste von Figur 15, in beborstetem Zustand,
- Figur 17 eine perspektivische Rückansicht einer im Vergleich zur Zahnbürste nach Figur 16 leicht modifizierten Variante, und - Figur 18 eine modifizierte erfindungsgemäße Vorrichtung.
In Figur 1 sind mehrere aufeinanderfolgende Schritte zum Herstellen von Bürsten, hier in Form von Zahnbürsten, dargestellt. Die Bürste hat einen Bürstenkörper 10 mit einem Bürstenkopf, der im Folgenden ein Basisteil 12 bildet. Das Basisteil 12 hat zahlreiche Durchgangsöffnungen 14, die mit Borstenbüscheln 16 befüllt werden, welche am Basisteil 12 befestigt werden.
In Figur 1 ist zu erkennen, dass eine Transporteinrichtung 18, die im Folgenden noch näher erläutert wird, einzelne Borstenbüschel 16 herantransportiert, die durch eine Vorrichtung aus der Transporteinrichtung 18 in die Öffnungen 14 von der Rückseite des Basisteils 12 aus eingestoßen werden. Die Transporteinrichtung 18 weist hierzu eine Aufnahmeöffnung 22, welche mit einem Borstenbüschel 16 gefüllt und zum Basisteil 12 bewegt wird, auf. Die Vorrichtung 20 umfasst einen linear verfahrbaren Stößel 24, welcher axial in die Aufnahmeöffnung 22 eingeschoben wird, um das Borstenbüschel 16 in die mit der Aufnahmeöffnung 22 fluchtende Öffnung 14 des Basisteils 12 hinein- zustoßen. Das Basisteil wird längs zweier Achsen bewegt und mit der zu befüllenden Öffnung 14 auf das einzustoßende Borstenbüschel 16 ausgerichtet.
Auf der Rückseite des Basisteils 12 liegt eine Führungsplatte 17 auf, auf welcher wiederum die Transporteinrichtung 18 aufliegt. Die Führungsplatte 17 ist Bestandteil der entsprechenden Stopfstation und wird nach dem Zuführen eines zu bestopfenden Basisteils 12 auf dieses automatisch aufgesetzt.
Die Führungsplatte hat zahlreiche Kanäle, welche rückseitig (der Transporteinrichtung 18 zugewandt) jeweils einen Einlass und vorderseitig (zum Basisteil 12) einen Auslass besitzen. Viele der Kanäle sind exakt in Einstossrichtung (Bewegungsrichtung des Stößels 24) ausgerichtet. Einige Kanäle sind jedoch als Umlenkkanäle 19 ausgeführt, welche die in sie eingeschobenen Büschel quer zur Einstossrichtung verschieben. Vorzugsweise haben alle Einlässe 21 dieselbe Geometrie und Größe, insbesondere eine kreisrunde Form.
In Figur 1a sind Umlenkkanäle 19 gezeigt, die schräg aufeinander zu verlaufen, zwei getrennte Einlässe 21 und zwei fast schon ineinander übergehende Auslässe 23 haben. Die Auslässe 23 sind einer gemeinsamen Öffnung 14 zugeordnet, und über die beiden aufeinander zu gerichteten Umlenkkanäle 19 wird eine übergroße Öffnung mit zwei Büscheln bestückt, die sich dann zu einem gemeinsamen Büschel vereinigen. Alternativ zur gezeigten Ausführungsform kann ein axial in Ausstossrichtung ausgerichteter Kanal mit einem benachbarten, schräg zu ihm hin verlaufenden Umlenkkanal 19 eine übergroße Öffnung 14 im Basisteil 12 befüllen.
Die Geometrie der übergroßen Öffnung 14 ist beliebig, je nach Anforderung können längliche Öffnungen oder eckige oder kreisrunde Öffnungen 14 vorgesehen sein. Während bei Figur 1a die Öffnungen 14 allesamt in Ausstossrichtung oder parallel hierzu verlaufen, können gemäß des vergrößerten Ausschnitts auch schräg zur Ausstossrichtung gestellte Öffnungen 14 vorgesehen sein, wobei die Umlenkkanäle 19 zu diesen fluchten. Diese schräg gestellten Öffnungen 14 erlauben die Einbettung von schräg gestellten Büschel 16 in das Basisteil 12. Eine weitere Variante besteht darin, dass Ein- und Auslass 21 bzw. 23 unterschiedliche Geometrien haben, z.B. haben einige Auslässe 23 eine ovale oder eckige Geometrie, wobei die Querschnittsfläche dieselbe wie der Einlass 21 sein kann. Im entsprechenden Umlenkkanal 19 werden somit Borsten des Büschels zueinander quer zur Ausstossrichtung verschoben, um die neue Büschelquerschnittsform zu erzeugen, die der der zugeordneten Öffnung 14 entspricht. Die Kanäle in der Führungsplatte 17 werden insbesondere durch Draht- oder Funkenerosion hergestellt. Die Führungsplatte wird anschließend auf 50 bis 60 Rockwell C gehärtet.
Wie in Figur 1a zu sehen ist, ist auf der Vorderseite des Basisteils 12 ein vorrichtungsseitiges Führungsteil 26, vorzugsweise in Kontakt mit der Vorderseite des Basisteils 12, angeordnet, dessen Durchgangslöcher 28 mit den zu bestückenden Öffnungen 14 fluchten. Beabstandet vom Führungsteil 26 liegt ein Anschlagteil 30. Die Borstenbüschel 16 werden so tief in die Führungsplatte 17, das Basisteil 12 und das Führungsteil 26 von der Rückseite des Basisteils 12, das heißt von der Rückseite der Bürste 10, hineingestoßen, dass sie vorderseitig aus dem Führungsteil 16 wieder herausragen und gegen das Anschlagteil 30 stoßen.
Sobald alle zu bestückenden Öffnungen 14 mit Borstenbüscheln 16 versehen sind, ist der in Figur 1 b komplett bestückte Zustand erreicht. Die Führungsplatte 17 kann vor Erreichen des in Figur 1b gezeigten Zustands oder später wieder nach oben abgezogen werden. Das Führungsteil 26 kann als Klemmeinrichtung für die Büschel 16 ausgebildet sein, zum Beispiel durch ein zusätzliches, quer zur Einstossrichtung verschiebliches Klemmstück, welches die Büschel 16 seitlich in ihren Führungen drückt oder indem die Durchgangslöcher 28 einen im Verhältnis zu dem oder den in sie eingestoßenen Büscheln so großen Querschnitt haben, dass das oder die Büschel 16 mit Presssitz in den Durchgangslöchern 28 sitzen.
Zu betonen ist, dass je nach Ausführungsform der Bürste 10 nicht alle Öffnungen 14 mit Borstenbüscheln 16 befüllt sein müssen. Zur Ermöglichung von Varianten von Büschelmustern und anderen Geometrien der Borsten ist es möglich, wahlweise verschiedene Öffnungen 14 mit Borstenbüscheln 16 zu bestücken.
In dem in Figur 1c gezeigten nächsten Verfahrensschritt wird das Anschlagteil 30 entfernt. Anstatt dessen wird von der Vorderseite axial zu den Borstenbüscheln 16 ein Druckteil 32 nach oben gefahren, sodass es sämtliche Borstenbüschel 16 kontaktiert. Die Oberseite des Druckteils 32 ist profiliert, um eine komplementäre Bürstenfläche (gebildet durch die vorderseitigen Enden der Borstenbüschel 16) zu bilden.
Durch das Druckteil 32 werden die Borstenbüschel 16 zum Teil wieder nach oben gedrückt und stehen ungleichmäßig rückseitig gegenüber dem Basisteil 12 heraus. Optional kann auf dieser Rückseite ein zum Druckteil komplementäres Gegendruckteil 36 vorgesehen sein, sodass die Borstenbüschel 16 axial zwischen Druckteil 32 und Gegendruckteil 36 möglichst spielfrei fixiert sein können.
Um einen Toleranzausgleich aufgrund der unterschiedlichen Längen der einzelnen Borsten zu erzielen, wäre es denkbar, eines der Druckteile 32, 36 entweder elastisch oder elastisch gelagert auszuführen.
Aufgrund des Druckteils 32 weisen die vorderseitigen Enden der Borstenbüschel 16 eine exakte Ausrichtung zum Basisteil 12 auf.
Im nächsten Schritt, der im Folgenden noch deutlicher erläutert wird, werden die rückseitig gegenüber dem Basisteil 12 abstehenden Borstenbüschel 16 abgeschnitten (Figur 1d), sodass die entstehenden freien Enden knapp oberhalb des Basisteils 12 liegen.
Im nächsten Verfahrensschritt, der in der darauffolgenden Station ausgeführt werden könnte, werden Borstenbüschel 16 rückseitig befestigt. Diese Befestigung erfolgt zum Beispiel durch Verschweißen. Eine Möglichkeit des Verschweißens ist in Figur 1e gezeigt, bei der eine heiße Platte 38 gegen die Borstenbüschel 16 gedrückt wird. Die rückseitigen Enden der aus einem Thermoplast bestehenden Borsten verschmelzen miteinander, vorzugsweise unter Bildung einer durchgehenden Schicht 40 (siehe Figur 1f). Während dieses Befestigungsvorgangs und auch während des vorhergehenden Schneidvorgangs bleibt vorzugsweise das Druckteil 32 an den Borstenbüscheln 16. Das Druckteil 32 kann nun entfernt werden (Figur 1g), und anschließend wird ein rückseitiges Deckelteil 40 auf die Rückseite des Basisteils 12, zumindest im Bereich der miteinander verschweißten Enden der Borstenbüschel 16, aufgebracht. Dieses Deckelteil 40 kann ein vorgefertigtes Teil sein. Alternativ hierzu kann das Deckelteil 40 auch durch Anspritzen an das Basisteil 12 oder an den Bürstenkörper hergestellt werden. Auch die zuvor erwähnte Verwendung von Opferstrukturen am Deckel oder am Bürstenkörper kann natürlich verwendet werden.
Während der vorhergehenden Verfahrensschritte bleibt vorzugsweise (nicht einschränkend zu verstehen) das Führungsteil 26 an dem Basisteil 12, um für eine Abstützung und Abdichtung zu sorgen. Im Folgenden werden einzelne der zuvor gerade erläuterten Verfahrensschritte noch etwas detaillierter dargestellt und beschrieben.
So zeigt Figur 2 nähere Details einer möglichen Ausführungsform der Station der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der die Borstenbüschel 16 vereinzelt und zum Basisteil 12 transportiert werden. Die Vorrichtung hat hierzu eine eigene Station mit einem Magazin 42, in dem ein Borstenvorrat 44 untergebracht ist.
Die Borsten sind im Magazin 42 parallel ausgerichtet und ungruppiert untergebracht. Sie werden durch angepasste Druckmittel in Richtung zur Transporteinrichtung 18 gedrückt.
Die Transporteinrichtung 18 umfasst im vorliegenden, ebenfalls nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiel eine um eine Schwenkachse 46 zu verschwenkende Entnahmevorrichtung 48 mit einem plattenförmigen Bündelabnehmer, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein sogenannter Kreisbogen, der eine Aufnahmeöffnung 50 für ein Borstenbüschel 16 hat. Die Aufnahmeöffnung 50 ist auf der dem Bürstenvorrat 44 zugewandten Seite offen. Wenn der Bündelabnehmer nach rechts, bezogen auf Figur 2, geschwenkt wird, kommt die Aufnahmeöffnung 50 in Kontakt mit dem Borstenvorrat 44. Aufgrund der Vorspannung des Borstenvorrats 44 in Richtung zu dieser Aufnahmeöffnung 50 drücken sich so viele Borsten in die Aufnahmeöffnung 50, dass diese komplett gefüllt ist.
Die Vereinzelung der Borstenbüschel 16 erfolgt somit lateral zur Längserstreckung der Borsten, die im vorliegenden Fall senkrecht zur Zeichnungsebene wäre. Wenn die Aufnahmeöffnung 50 mit Borsten gefüllt ist, wird sie im Uhrzeigersinn geschwenkt und in die in Figur 2 gezeigte Stellung bewegt. Eine Führungsplatte 52, die an die Form der Platte 48 angepasst ist, sorgt dafür, dass keine Borsten aus der Aufnahmeöffnung 50 herausfallen können.
Alternativ zur kurvenförmigen Bahn, die die Transporteinrichtung 18 in den Ausführungsformen aufweist, kann auch ein Linearverfahren erfolgen. Von der Transporteinrichtung 18 werden die Borstenbüschel 16 direkt, ohne Zwischenschaltung einer Trägerplatte oder dergleichen, unmittelbar über die Führungsplatte 17 in das Basisteil 12 gestoßen. Zu beachten ist, dass die einzelnen Borstenbüschel sequenziell dem Magazin 42 entnommen werden und mit dem Büschelabnehmer bis in ihre endgültige Position vor dem Einstoßen transportiert werden. Eine Übergabe an Zwischenträger wird hier vermieden.
Da das Basisteil 12 jedoch zahlreiche Öffnungen 14 besitzt, die nacheinander mit Borstenbüscheln 16 gefüllt werden müssen, wird das Basisteil 12 in zwei Richtungen X, Y bewegt. Damit werden zu befüllende Öffnungen 14 zu der Aufnahmeöffnung 50 und dem nächsten einzustoßenden Borstenbüschel 16 ausgerichtet.
Die entsprechende Station weist vorzugsweise einen sogenannten X-Y- Schlitten auf, auf dem die Basisteile 12 befestigt und in einer Ebene verfahren werden können. Ein sogenannter X- Y-Schlitten ist eine einfache Ausführungsform einer frei programmierbaren, wenigstens 2-achsigen Positioniervorrichtung, insbesondere eines frei programmierbaren 2-achsigen Industrieroboters.
Figur 3 zeigt das Magazin 42 mit dem Büschelvorrat 44 in Perspektivansicht. Zur Verdeutlichung der gesamten Station sind mehrere Teile weggelassen worden, u.a. die Führungsplatte 17.
Figur 3 zeigt ferner ein Borstenbüschel 16, welches gerade von der Vorrichtung 20 in eine Öffnung des Basisteils 12 hineingestoßen wird. Ein Halter 54 positioniert und arretiert das Führungsteil 26 an einer Ausrichteinheit, zum Beispiel einem X-Y-Sch litten, über den die Ausrichtung des Basisteils 12 zur Aufnahmeöffnung 50 erfolgt.
Figur 4 zeigt, dass die Borstenbüschel 16 nach dem Einstoßen in die Öffnungen 14 des Basisteils 12 aus dem Führungsteil 26 vorderseitig herausragen. Die Borstenbüschel 16 stehen aber auch rückseitig gegenüber dem Basisteil 12 vor, entweder direkt nach dem Einstoßen oder nach dem Hochfahren des Druckteils 32.
Die Einlasse 21 haben insbesondere denselben Querschnitt wie die Aufnahmeöffnung 50. Entgegen der Figur 1a kann ein führungsfreier Spalt 60 zwischen der Rückseite der Führungsplatte 17 und der Transportvorrichtung 18 vorhanden sein (siehe Figur 4). Hier kann es sich u.U. anbieten, die Einlasse 21 etwas größer als die Aufnahmeöffnung 50 auszuführen, da sich das Büschel 16 an seinem freien Ende etwas aufspreizen könnte.
Ferner kann es generell vorteilhaft sein, wenn sich die Einlasse 21 zur Rückseite hin etwas trichterförmig aufweiten.
Zur einfachen Einführung der Borstenbüschel 16 sind die Öffnungen 14 vorzugsweise rückseitig mit einer sich erweiternden Anfasung 62 versehen.
Auch zu erkennen ist in Figur 5, dass das Basisteil 12 rückseitig eine Vertiefung 64 im Bereich der Öffnungen 14 aufweist. In diese Vertiefung 64 wird das Deckelteil 14 eingebracht oder angespritzt.
Die Transporteinrichtung 18 ist so ausgeführt, dass während des Einschiebens der Borsten in die Öffnungen 14 in der Transporteinrichtung 18 ausschließlich axialer Druck (das heißt Druck in Borstenlängsrichtung) auf das einzuführende Borstenbüschel 16 ausgeübt wird. Das bedeutet, die Wand um die Aufnahmeöffnung 50 herum ist starr, es wird keine radiale Klemmkraft auf die Borsten ausgeübt. Die einzige Klemmkraft wird durch die Vorspannung im Borstenvorrat 44 erzielt, die beim Vereinzeln der Borsten sozusagen in die Aufnahmeöffnung 50 weitergeleitet wird.
Figur 5 zeigt auch noch eine weitere Variante von Umlenkkanälen. Hier werden innerhalb der Führungsplatte 17 mehrere Umlenkkanäle 19 und ein mittig hierzu gelegener, in Ausstossrichtung ausgerichteter Kanal zusammengeführt, um sich zu einem gemeinsamen Umlenkkanal 19' mit einem gemeinsamen Auslass 23 zu vereinigen. Der Auslass 23 hat eine langgestreckte Gestalt zur Bildung eines gemeinsamen, plattenförmigen Büschels 16. Der Auslass 23 hat vorzugsweise eine Querschnittsfläche, die der X-fachen der Aufnahmeöffnung 50 entspricht, wobei X die Anzahl der der gemeinsamen Öffnung 14 zugeführten Büschel 12 entspricht.
Das Abschneiden der Borstenbüschel 16 erfolgt vorzugsweise in einer eigenen Station der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und zwar vorzugsweise mittels eines beheizten Werkzeugs. Figur 6 zeigt eine Ausführungsform eines solchen beheizten Werkzeugs 70, das einen stromdurchflossenen, heißen Draht umfasst. Dieser Draht wird im Wesentlichen parallel zur Rückseite des Basisteils 12, möglichst knapp am Basisteil 12 entlang verfahren und trennt die überstehenden Borstenenden ab. Dabei können Borsten auch teilweise miteinander verschmelzen.
Figur 7 zeigt die Wärmeeinwirkungen auf noch nicht abgeschnittene Borstenbüschel 16, die miteinander verschmelzen. Darüber hinaus können aber auch die bereits abgetrennten Enden der im Basisteil 12 verbleibenden Borstenbüschel 16 verschmelzen, was jedoch für die Positionierung und Befestigung von Vorteil ist. Während in den Figuren 6 und 7 ein im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmiger Draht als Werkzeug 70 dargestellt ist, ist in den Figuren 8a bis 8c eine alternative Ausführungsform mit einem sogenannten Flachdraht zu sehen. Dieser ebenfalls stromdurchflossene, beheizte Draht wird messerartig schräg zu den abzutrennenden Borsten gestellt. In den Figuren 5 bis 8 ist auch zu erkennen, dass die Borstenbüschel 16 im Bereich ihrer Schnittstelle seitlich nicht abgestützt sind. Auch das Werkzeug 70 wird im Bereich des Basisteils 12 nicht abgestützt, sodass kein Verschleiß beim Schneiden auftritt. Das Schneiden erfolgt sozusagen abstützkörperfrei.
Die Borstenbüschel 16 sind entweder seitlich nur durch das Basisteil 12 (siehe Figuren 8a bis 8c) oder durch das Basisteil 12 und das Führungsteil 26 gehalten. Falls beim Abschneiden auch noch die Führungsplatte 17 vorhanden sein sollte, trägt diese zur Abstützung bei. Falls statt mit einem beheizten Werkzeug spanend beschnitten wird, könnte die Führungsplatte 17 auch als Gegenmesser ausgebildet sein. In Axialrichtung sind die Borstenbüschel 16 zwischen dem Druckteil 32 und dem Gegendruckteil 36 positioniert. Diese Positionierung sollte, was jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist, auch während des Schneidens gewährleistet sein.
Um zu verhindern, dass die abgetrennten Enden der Borstenbüschel 16 auf das Basisteil 12 fallen, wird das Schneiden vorzugsweise über Kopf, das heißt mit der Rückseite nach unten durchgeführt (siehe beispielsweise Figur 8). Damit fallen die abgetrennten Enden 72 einfach nach unten. Das Befestigen der Borstenbüschel 16 am Basisteil 12 erfolgt, wie gesagt, entweder durch Verschweißen und/oder durch Verkleben und/oder durch Vergießen, beispielsweise während der Erzeugung des Deckelteils 40. Das Deckelteil 40 kann insbesondere rückseitig abstehende Reinigungsvorsprünge 80 haben zur Bildung eines Zungenreinigers. Alternativ kann das zugeführte Deckelteil 40 nachträglich eingepresst werden oder verklebt werden, auch unter Verwendung von vorerwähnten Opferstrukturen.
Nicht alle Öffnungen 14 müssen über ein Borstenbüschel 16 verschlossen werden. Es kann, wie anfangs bereits erwähnt, auch die eine oder andere Öffnung 14 ungefüllt bleiben. Beim späteren Verkleben oder Vergießen bzw. Hinterspritzen wird die entsprechende Öffnung 14 dann geschlossen.
Darüber hinaus ist es auch möglich, dass einige Öffnungen mit einem elastomeren Profilteil 82 bestückt werden, wie es beispielhaft in Figur 6 dargestellt ist. Die entsprechende Öffnung 14 im Basisteil 12 entspricht dabei diesem einstückigen Profilteil, dessen Querschnitt deutlich größer als der eines Borstenbüschels 16 ist. Das Profilteil 82 kann als Massagefortsatz für Zahnfleisch oder dergleichen dienen. Das Profilteil 82 kann entweder schon vorgefertigt sein und dann in die Öffnung montiert werden oder sofort in/an die Öffnung angespritzt werden. In Figur 9 ist eine Vorrichtung zum Herstellen der Bürsten nach dem vorbeschriebenen Verfahren dargestellt. Diese Vorrichtung ist als ein Werkzeug ausgeführt, z.B. mit einem rotierenden Tisch 100. Vorzugsweise außerhalb des Werkzeugtischs 100 wird über die Entnahmevorrichtung 48 und die Transporteinrichtung 18 jedes Borstenbüschel 16 einzeln zu dem Basisteil 12 (hier dem Bürstenkörper 10) verfahren, wobei zuvor der Bürstenkörper 10 auf das Führungsteil 26 aufgesetzt wird. Ein Magazin mit leeren Führungsteilen 26 kann vorhanden sein und ist zur Steigerung der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt.
Wie bereits erwähnt, wird in der Zuführstation jedes einzelne Borstenbüschel 16 in die zugeordnete Öffnung 14 gestopft, indem das seitlich gehaltene Führungsteil 26 in X- und Y-Richtung verfahren wird. Das fertig bestückte Basisteil 12 wird dann zu dem Werkzeugtisch 100 verfahren und an diesem angebracht. Der sich drehende Werkzeugtisch 100 transportiert einen oder mehrere der Basisteile 12 zu einer Station, in der gemäß Figur 1c Druck- und Gegendruckteil 32, 36 die Büschel ausrichten. Danach werden die Büschel rückseitig abgeschnitten mittels des Werkzeugs 70. Dieses Abschneiden kann in einer darauffolgenden Station oder aber in der Station erfolgen, in der Druck- und Gegendruckteil 32, 36 erstmals aufgebracht werden.
Anschließend werden die Borstenbüschel 16 rückseitig befestigt, zum Beispiel unter Hitzeeinwirkung.
Schließlich wird das Deckelteil 40 aufgespritzt. Die fertigen Bürsten werden entnommen und beispielsweise gestapelt. Der Transport der Führungsteile 26 in die erste Station ist nicht explizit gezeigt.
Zu betonen ist in diesem Zusammenhang, dass anstelle des bereits an den Bürstenkörper 10 angeformten Basisteil 12 auch ein plattenförmiges Basisteil verwendet werden kann, welches sämtliche Stationen durchläuft, bevor es am Bürstenkörper 10 befestigt wird, beispielsweise durch Umspritzen.
In den Figuren 10 bis 13 ist ein Spritzgusswerkzeug dargestellt, welches als weitere Station in einer mehrere Stationen umfassenden Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten eingesetzt werden kann.
Das Spritzgusswerkzeug ist in Figur 10 stilisiert dargestellt und umfasst eine mehrteilige untere Formhälfte 140 sowie eine obere Formhälfte 142, die jeweils Kavitäten haben, die im geschlossenen Zustand des Werkzeugs ineinander übergehen und einen auszuspritzenden Hohlraum bilden. Die untere Formhälfte 140 umfasst wenigstens zwei Teile, nämlich ein erstes Formteil 144, das in den Figuren 11 und 13 detaillierter dargestellt ist, und ein zweites Formteil 146. Die Formteile 140, 142 umfassen mehrere nebeneinander angeordnete Kavitäten 156.
Das erste Formteil 144 hat im Bereich jeder Kavität 46 eine Öffnung 148, die von der Kavität 146 ausgeht und die zur Aufnahme der Borstenbüschel 16 eines Basisteils 14 dient. Der Rand 150, der vertieft liegt und Teil der Kavität 146 ist, umgibt die jeweilige Öffnung 148. Dieser Rand 150 dient als Auflage- und Abstützfläche für das beborstete Basisteil 12. Neben dem Rand 150 hat die Kavität 146 auch noch einen Halsabschnitt 152 als Übergang zwischen Bürstenkopf und Bürstenstiel. Dieser Halsabschnitt 152 geht, wie Figur 10 zeigt, in den den Stiel der Bürste definierenden oder aufnehmenden Abschnitt 156 der Kavität im zweiten Formteil 146 über.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist nur eine Öffnung 148 zur Aufnahme sämtlicher Borstenbüschel 16 eines Basisteils 12 vorgesehen. Dies macht die Herstellung des ersten Formteils 144 besonders kostengünstig.
Die Öffnung 148 ist entweder als komplette Durchgangsöffnung ausgeführt oder als Sackloch. In jedem Fall muss gewährleistet sein, dass die Öffnung 148 tief genug ist, damit die vorderseitigen Enden der Borstenbüschel 16 nicht aus der Öffnung herausragen und an einem angrenzenden Teil wie dem Boden der Aussparung 160 im zweiten Formteil 146 oder am Boden einer sacklochartigen Öffnung 1 8 anstehen. Die Borstenbüschel 16 ragen somit frei nach unten.
Die rückseitig noch nicht umspritzten Basisteile 12 bilden gemäß der bevorzugten Ausführungsform Kopf und Stiel der Bürste. Es ist dabei möglich, dass im Kopf ein beborstetes Teil vorhanden ist, das anschließend unter Ausbildung des Stiels umspritzt wird. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind jedoch Kopf und Stiel einstückig, und der Kopf hat die Öffnungen 14 zur Aufnahme der Borstenbüschel 16.
Beispielsweise ist das beborstete Basisteil 12 mit den Verfahrensschritten gemäß den Figuren 1a bis 1g hergestellt und wird in einem anschließenden Verfahrensschritt vom Führungsteil 26 gelöst. Das Führungsteil 26 wandert somit nicht zusammen mit dem beborsteten Basisteil 12 zur Spritzgussstation.
Entweder wird das beborstete Basisteil 12 dann maschinell oder per Hand zum ersten Formteil 144 transportiert und dort in die Öffnungen 148 eingesetzt, oder es ist ein Zwischenlager zwischen Beborstungsstation und Spritzgussstation vorgesehen, in dem beborstete Basisteile 12 zwischengelagert werden. Das Basisteil 12 liegt nach dem Einsetzen in das Spitzgusswerkzeug in den Kavitäten 146, 156. Anschließend wird die obere Formhälfte 142 nach unten gefahren, um das Spritzgusswerkzeug zu schließen.
In Figur 12 ist das eingelegte Basisteil 12 zu erkennen, wobei zur Vereinfachung das Basisteil 12 nur zeichnerisch dargestellt im Halsbereich abgeschnitten ist.
In Figur 12 sind auch die rückseitigen miteinander verschweißten Borstenbüschel 16 gezeigt. Das Basisteil 12 hat rückseitig eine muldenartige Vertiefung, die bei geschlossenem Spritzgusswerkzeug durch flüssigen Kunststoff ausgefüllt wird.
Der eingespritzte Kunststoff schließt den Bürstenkopf auf der Rückseite. Darüber hinaus können in diesem oder in einem anderen Verfahrensschritt auch Abschnitte zum Beispiel des Stiels mit einer zweiten Komponente umspritzt oder angespritzt werden. Wie bereits erläutert könnte nämlich das Basisteil 12 auch nur aus dem Bürstenkopf oder einem Teil des Bürstenkopfes bestehen, und im Spritzgusswerkzeug würde dann die übrigen Teilbereiche angespritzt werden
Beim Spritzen stützt sich das Basisteil 12 nur am Rand der Öffnung 148 ab. Auch die Borstenbüschel 16 sind nicht abgestützt. Dies vereinfacht das Spritzgusswerkzeug erheblich. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform liegt das Basisteil 12 mit seinem Rand geschlossen umlaufend am ebenfalls geschlossen umlaufenden Rand 150 der Öffnung 148 an, sodass eine Abdichtwirkung erzielt wird.
Nach dem Öffnen des Spritzgusswerkzeugs wird das erste Formteil 144 mit dem Bürstenkörper dem Spritzgusswerkzeug entnommen und entweder zu einer weiteren Spritzgussstation transportiert oder als fertige Bürsten einem Lager zugeführt.
Da keine mit beborsteten Basisteilen 12 versehenen Lochplatten die Basisteile 12 von der Beborstungsstation in die Spritzgussstation befördern, können diese beiden Stationen oder Maschinen voneinander entkoppelt arbeiten. Stillstandszeiten der einen Maschine führen nicht zum Stillstand der anderen. Alternativ hierzu wäre es gemäß Figur 14 auch möglich, von einem Boden der Öffnung 148 ausgehende oder von dem zweiten Formteil 140 im Bereich der Aussparung 160 ausgehende nach oben in die Öffnung in Richtung Basisteil 12 ragende Abstützfortsätze 170 vorzusehen. Die Abstützfortsätze 170 sind lineare oder, wie dargestellt, punktuelle Abstützstellen und laufen vorzugsweise zum Basisteil 12 konisch zu, um sich zwischen Borsten schieben zu können. Auch bei dieser Ausführungsform gibt es jedoch keine am oberen Rand 150 ausgehende, brückenartige AbStützung, die zwischen den Borstenbüscheln 16 verläuft und der Abstützung dient. Wie bei allen anderen Ausführungsformen ist die Öffnung 148 so groß, dass alle oder zumindest mehrere Borstenbüschel 16 in die gemeinsame bzw. eine gemeinsame Öffnung ragen.
Bei den Ausführungsformen der erfindungsgemäß hergestellten Zahnbürsten nach den Figuren 15 bis 17 sind zusätzlich zu den Borstenbüscheln 16 auch noch ein oder mehrere weichelastische Elemente 180 zur Reinigung der Zähne und zur Massage des Zahnfleisches am Bürstenkopf vorgesehen. Diese weichelastischen, vom Bürstenkopf abstehenden Elemente 180 werden jedoch nicht gestopft, sondern an das Basisteil 12 angespritzt, vorzugsweise vor dem Stopfen. Das oder die Elemente 180 erstrecken sich neben den Borstenbüscheln 16 nach vorne und stehen vom Basisteil 12 ab.
Diese weichelastischen Elemente 180 können am Rand des Bürstenkopfes positioniert sein und abstehen oder auch im Borstenfeld liegen (siehe Figur 15), d.h. vom Borstenbüscheln 16 umgeben sein.
Der Bürstenkörper 10 wird als Mehrkomponenten-Spritzgußteil hergestellt, bei dem eine Komponente allein oder abschnittsweise das oder die weichelastischen Elemente 180 bildet. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 15 und 16 erstreckt sich das Material des Elements 180 bis in den Griff, wo es eine weiche, griffsicherere Griffrückseite bildet. Im Verbindungsbereich 182 von Griff und Kopf bildet das weiche Material einen größeren Abschnitt aus und sorgt für eine Art elastisches Gelenk.
Die Variante gemäß Figur 17 hat keinen einstückigen Übergang des weichelastischen Elements 180 mit dem Griff oder dem Verbindungsbereich 182. Die hier aus dem TFE-Material gebildeten Abschnitte müssen deshalb über separate Anspritzpunkte gespritzt werden.
Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 15 bis 17 ist der Rücken des Kopfes noch nicht geschlossen dargestellt. Hier muss nach dem Stopfen noch der Kopf auf seiner Rückseite geschlossen werden, z.B. durch Anspritzen einer weiteren Komponente oder Anschweißen oder Ankleben eines Deckels.
Die weichelastischen Elemente sind insbesondere aus thermoplastischem Elastomer (TPE).
Die Variante mit den weichelastischen Elementen muss nicht auf das Herstellungsverfahren und eine Vorrichtung mit der Führungsplatte beschränkt sein, wie Figur 18 zeigt. Es ist auch möglich, diese Zahnbürsten ohne die Führungsplatte 17 herzustellen. In diesem Fall wird das Verfahren ohne die Führungsplatte 17 mit Umlenkkanälen 19 ausgeführt, insbesondere wobei zwischen der Transporteinrichtung 18 zur Zuführung von Borstenbüscheln 16 und den Öffnungen im Basisteil 12, d.h. zwischen dem beweglichen Abschnitt der Transporteinrichtung 18 und der Rückseite des Basisteils 12 ein führungsfreier Spalt 184 vorhanden ist, über den hinweg die Borstenbüschel 16 ohne Führung in das Basisteil 12 eingeschoben werden.
Die entsprechende, erfindungsgemäße Vorrichtung sieht folglich keine Führungsplatte, jedoch die anderen zuvor und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale (einzeln oder in Kombination) vor.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Bürsten (10) mittels einer Vorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
sequenzielles Entnehmen von Borstenbüscheln (16) aus einem Borstenvorrat (44), in welchem die Borsten parallel gepackt untergebracht sind,
Transportieren des entnommenen Borstenbüschels (16) mittels einer Transporteinrichtung (18) zu einem, einen Teil der fertigen Bürste bildenden Basisteil (12), welches Öffnungen (14) zur Aufnahme von einzelnen Borstenbüscheln (16) hat,
sequenzielles Einstoßen des Borstenbüschels (16) in die zugeordnete Öffnung (14) von der Rückseite des Basisteils (12) aus, wobei zwischen der Transporteinrichtung (18) und der Rückseite des Basisteils (12) eine Führungsplatte (17) mit Umlenkkanälen (19) vorgesehen ist, durch die Borstenbüschel (16) in die Öffnung (14) im Basisteil (12) gestoßen werden, und ankerfreies Befestigen der Borstenbüschel (16) am Basisteil (12).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (12) für das sequenzielle Einstoßen zumindest in zwei Richtungen verfahren wird, um die zu befüllende Öffnung (14) auf das einzustoßende Borstenbüschel (16) auszurichten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (12) unter Verwendung einer frei programmierbaren, wenigstens 2-achsigen Positioniervorrichtung, insbesondere eines frei programmierbaren, vorzugsweise 2-achsigen Industrieroboters verfahren wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenbüschel (16) durch einen Büschelabnehmer sequenziell bis in die endgültige Position transportiert werden, aus der sie axial in die zu befüllende Öffnung (14) gestoßen werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einstoßens in der Transporteinrichtung (18) ausschließlich axialer Druck auf das Borstenbüschel (16) ausgeübt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Vorderseite des Basisteils (12) ein vorrichtungsseitiges Führungsteil (26) mit Durchgangslöchern (28) vor dem Einstoßen der Borstenbüschel (16) positioniert wird, wobei die Borstenbüschel (16) über die Öffnungen (14) in die Durchgangslöcher (28) so weit eingesteckt werden, dass sie vorzugsweise aus dem Führungsteil (26) vorderseitig herausragen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (26) als Klemmeinrichtung für die Büschel (16) ausgebildet ist, zum Beispiel indem die Durchgangslöcher (28) einen im Verhältnis zu dem oder den in sie eingestoßenen Büscheln (16) so großen Querschnitt haben, dass das oder die Büschel (16) mit Presssitz in den Durchgangslöchern (28) sitzen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die vorderseitigen Enden der Büschel (16) während oder nach dem Bestücken des Basisteils (12) ein profiliertes Druckteil (32) kontaktieren, um eine profilierte Bürstenfläche zu schaffen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einstoßen der Borstenbüschel (16) die Büschel rück- seitig aus den Öffnungen (14) herausragen und abgeschnitten werden, insbesondere mittels eines beheizten Werkzeugs (70).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Befestigen der Borstenbüschel (16) diese rückseitig thermisch verschmolzen und/oder verklebt und/oder die Enden in eine angespritzte Kunststoffmasse eingebettet werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenbüschel (16) rückseitig ankerlos befestigt werden, insbesondere durch Verschmelzen und/oder Verkleben werden, dass das bestückte Basisteil (12) aus einer Beborstungsstation in eine Kavität einer Formhälfte eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt wird und dabei mit seinem Rand am Rand (150) einer von der zugeordneten Kavität (146) ausgehenden Öffnung (148) aufliegt und die Borstenbüschel (16) in die Öffnung (148) ragen, und dass rückseitig ein Bürstenabschnitt an das Basisteil (12) angespritzt wird, der die Borstenbüschel (16) abdeckt.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (12) im Bereich der Öffnung (148) beim Spritzen abstützfrei bleibt oder dass punktuelle oder linienförmige Abstützfortsätze (170) in der Öffnung (148) zwischen Borsten gegen das Basisteil (12) drücken, um es beim Spritzgießen zu stützen.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (12) beim Spritzen nur mit seinem Rand an der Spritzgussform anliegt und/oder die vorderseitigen Enden der Borstenbüschel (16) in der Spritzgussform axial unabgestützt sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (12) abstützplattenfrei von der Beborstungsstation zum Spritzgusswerkzeug transportiert wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkanäle (19) und die Öffnungen (14) schräg verlaufen und die Büschel (16) schräg stehend im Basisteil (12) verankert werden und/oder dass mehrere Büschel (16) in verschiedene, nebeneinander angeordnete, aufeinander zu verlaufenden Kanäle in eine gemeinsame Öffnung (14) im Basisteil (12) zur Bildung eines gemeinsamen Büschels (16) eingestoßen werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsplatte (17) auf die Rückseite des Basisteil (12) aufgesetzt wird und/oder vor dem Befestigen der Büschel (16) am Basisteil (12) von diesem entfernt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Borstenbüscheln (16) wenigstens ein weichelastisches Element (180), vorzugsweise aus TPE, vom Bürstenkopf absteht und an den Bürstenkopf angespritzt ist.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ohne die Führungsplatte (17) mit Umlenkkanälen (19) ausgeführt wird, insbesondere wobei zwischen der Transporteinrichtung (18) zur Zuführung von Borstenbüscheln (16) und den Öffnungen im Basisteil (12) ein führungsfreier Spalt (184) vorhanden ist.
19. Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, insbesondere mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: ein Magazin (42) mit einem Borstenvorrat (44), in welchem Borsten parallel gepackt untergebracht sind, eine Entnahmevorrichtung (48) für Borstenbüschel (16), die Borstenbüschel (16) seitlich zu ihrer Längserstreckung sequenziell aus dem Borstenvorrat (44) nimmt, eine Transporteinrichtung (18) zum Transport der einzelnen Borstenbüschel (16) zu einer Stopfstation, eine Führungsplatte (17) zwischen der Transporteinrichtung (18) und der Rückseite des zugeführten Basisteils (12) Umlenkkanälen (19), durch die Borstenbüschel (16) in die Öffnung (14) im Basisteil (12) gestoßen werden, und
Mittel, über die die Borstenbüschel (16) sequenziell von der Rückseite her durch die Führungsplatte (17) hindurch in das Basisteil (12) eingestoßen werden.
20. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (18) die Büschel (16) längs einer linearen oder kurvenförmigen Bahn zur Stopfstation verfährt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befestigungsstation für die Borstenbüschel (16) vorgesehen ist, in der die Borsten büschelweise oder insgesamt miteinander verschweißt und/oder verklebt und/oder vergossen werden.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorrichtungsseitiges Führungsteil (26) vorgesehen ist, das zur Vorderseite des Basisteils (12) zuführbar und zusammen mit dem Basisteil (12) Stationen durchläuft.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkkanäle und die Öffnungen (14) schräg verlaufen und die Büschel (16) schräg stehend im Basisteil (12) verankert werden und/oder mehrere aufeinander zu auf eine gemeinsame Öffnung (14) im Basisteil (12) zu verlaufende Kanäle vorgesehen sind und/oder dass zumindest ein Umlenkkanal (19) vorgesehen ist, der mehrere Büschel (16) aufnimmt, um sie zu einem gemeinsamen Büschel zu vereinen, wobei dieser Umlenkkanal (19) vorzugsweise mehrere nebeneinander liegende Einlässe (21) hat, von denen aus sich die einzelnen Kanäle zu einem gemeinsamen Umlenkkanal (19') vereinen und/oder dass wenigstens ein Umlenkkanal (19) einen Einlass (21) hat, dessen Geometrie sich von der des Auslasses (23) des Umlenkkanals (19) unterscheidet.
PCT/EP2011/004989 2011-03-11 2011-10-06 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten Ceased WO2012123004A1 (de)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES11767928.2T ES2647582T3 (es) 2011-03-11 2011-10-06 Método y dispositivo para la fabricación de cepillos
EP11767928.2A EP2683271B1 (de) 2011-03-11 2011-10-06 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten
CN201180069189.4A CN103442616B (zh) 2011-03-11 2011-10-06 用于制造刷的方法和装置
DE102012008536.2A DE102012008536B4 (de) 2011-10-06 2012-04-27 Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie Bürste
CN201280048774.0A CN103857312B (zh) 2011-10-06 2012-10-08 用于制造刷子的方法和装置以及刷子
ES12780412T ES2797396T3 (es) 2011-10-06 2012-10-08 Método y dispositivo para fabricar cepillos, así como cepillo
EP12780412.8A EP2763567B1 (de) 2011-10-06 2012-10-08 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten sowie bürste
PCT/EP2012/004221 WO2013050181A1 (de) 2011-10-06 2012-10-08 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten sowie bürste

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011013621.5 2011-03-11
DE102011013621.5A DE102011013621B4 (de) 2011-03-11 2011-03-11 Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012123004A1 true WO2012123004A1 (de) 2012-09-20

Family

ID=44789414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/004989 Ceased WO2012123004A1 (de) 2011-03-11 2011-10-06 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2683271B1 (de)
CN (1) CN103442616B (de)
DE (1) DE102011013621B4 (de)
ES (1) ES2647582T3 (de)
WO (1) WO2012123004A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103876453A (zh) * 2012-12-24 2014-06-25 王文林 弹性刷架更换刷头的牙刷及制造方法
EP4042902A1 (de) 2016-04-20 2022-08-17 Trisa Holding AG Bürstenprodukt
CN115570744A (zh) * 2022-10-21 2023-01-06 长春恒拓模具有限公司 一种汽车天窗产品件注塑成型加工工艺

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012008536B4 (de) 2011-10-06 2023-06-15 Gb Boucherie Nv Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie Bürste
DE102012010415B4 (de) 2012-05-25 2023-06-15 Gb Boucherie Nv Verfahren zum Herstellen von Bürsten, Borstenträger sowie Bürste
EP3087864A1 (de) * 2015-04-29 2016-11-02 M+C Schiffer GmbH Verfahren zur herstellung einer bürste, insbesondere zahnbürste, und griffstück dafür
DE102016107759B4 (de) * 2015-07-13 2024-11-14 Gb Boucherie Nv Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Bürste
DE102019120756B3 (de) * 2019-07-31 2020-11-12 Gb Boucherie Nv Borstenträger-Spannhalter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0567672A1 (de) * 1992-04-28 1993-11-03 G.B. Boucherie, N.V. Verfahren zum Herstellen von Zahnbürsten
EP0972465B1 (de) 1998-07-14 2003-04-02 Firma G.B. BOUCHERIE, naamloze vennootschap Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie Bürstenherstellungsmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens
WO2007087694A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-09 Firma G.B. Boucherie, Naamloze Vennootschap Method for manufacturing brushes

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3920769A1 (de) * 1989-06-24 1991-01-10 Fritz Rueb Verfahren und vorrichtung zum herstellen von borstenfeldern oder borstenbuendeln
DE4027288C2 (de) * 1990-08-29 2001-08-09 Coronet Werke Gmbh Vorrichtung zur Erzeugung von Borstenbündeln und Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren mittels der Vorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0567672A1 (de) * 1992-04-28 1993-11-03 G.B. Boucherie, N.V. Verfahren zum Herstellen von Zahnbürsten
EP0972465B1 (de) 1998-07-14 2003-04-02 Firma G.B. BOUCHERIE, naamloze vennootschap Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie Bürstenherstellungsmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens
WO2007087694A1 (en) * 2006-02-02 2007-08-09 Firma G.B. Boucherie, Naamloze Vennootschap Method for manufacturing brushes

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103876453A (zh) * 2012-12-24 2014-06-25 王文林 弹性刷架更换刷头的牙刷及制造方法
EP4042902A1 (de) 2016-04-20 2022-08-17 Trisa Holding AG Bürstenprodukt
EP4403069A2 (de) 2016-04-20 2024-07-24 Trisa Holding AG Bürstenprodukt
CN115570744A (zh) * 2022-10-21 2023-01-06 长春恒拓模具有限公司 一种汽车天窗产品件注塑成型加工工艺

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011013621A1 (de) 2012-09-13
EP2683271A1 (de) 2014-01-15
CN103442616B (zh) 2016-01-13
CN103442616A (zh) 2013-12-11
ES2647582T3 (es) 2017-12-22
EP2683271B1 (de) 2017-08-16
DE102011013621B4 (de) 2018-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2683271B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten
EP1864588B1 (de) Zahnbürste und Verfahren zu deren Herstellung
EP2557960B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten
EP2130454B1 (de) Verfahren zum Herstellen von ankerlos beborsteten Zahnbürsten
EP2587959B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten
EP1603429B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer bürste
EP2632293B1 (de) Bürste und verfahren zur herstellung einer bürste
EP2682022A1 (de) Haushaltsbürste oder Körperpflegebürste mit gespritzten Borsten und Spritzgusswerkzeug zu deren Herstellung
DE102012008536B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie Bürste
BE1024476B1 (de) Verfahren und Vorrichtung sowie Spritzgussformhälftenteil zum Herstellen einer Bürste
DE102012010415B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Bürsten, Borstenträger sowie Bürste
EP2377425B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten
DE102014002960A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten
DE10217527B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie danach hergestellte Bürste
DE19515294A1 (de) Bürstenherstellungsmaschine
DE102005029365B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten
DE10108339A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Bürsten im Wege des Spritzgießens
DE102006057241A1 (de) Maschine zum Herstellen von gedrehten Bürsten
DE102005004661B4 (de) Verfahren und Maschine zum Herstellen von Bürsten
EP2763567B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bürsten sowie bürste
WO2025180645A1 (de) Zahnbürste, verfahren und vorrichtung zu deren herstellung
EP1684612B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bürsten mit borstenbündeln und noppen
DE10017465B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren
DE102006051356A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten
DE102004057388A1 (de) Maschine zum Herstellen von Spritzlingen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11767928

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2011767928

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011767928

Country of ref document: EP