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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, die ein aus Drahtabschnitten gedrehtes Trägerteil mit einem Borstenbesatz und einer griffseitigen und/oder einer kopfseitigen Umspritzung aufweisen, mit einer Spritzgießform zur Aufnahme und zum Umspritzen des kopf- oder griffseitigen Endbereichs eines Bürsten-Rohlings, die ein Formteil mit einem Durchtritt für den Endbereich aufweist.
Solche eingedrehten Bürsten werden beispielsweise als Interdentalbürsten, Mascarabürsten oder im medizinischen Bereich eingesetzt. Diese haben Drahtabschnitte mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 0,17mm bis 0,4mm. Bei deren Herstellung werden zunächst die Borsten in die Drahtabschnitte eingedreht. Dieser beborstete Bürsten-Rohling wird anschließend mit seinem borstenlosen Kopf- oder Endbereich in eine Spritzgießform eingebracht, wo ein Bürsten-Griff oder eine kopfseitige Umspritzung angespritzt wird. Problematisch dabei ist, dass der Durchtritt groß genug dimensioniert sein muss, um das Trägerteil, das gewisse Toleranzen in der Abmessung aufweisen kann, einführen zu können, so dass zwischen dem Durchtritt und dem Draht des Trägerteils ein Zwischenraum verbleibt, durch den Spritzmaterial nach Außen dringen kann, wenn der Spritzdruck zu hoch ist. Es kann somit nur mit geringem Spritzdruck gearbeitet werden, wodurch jedoch die Haltekraft zwischen dem umspritzten Endbereich der Bürste und dem umspritzten Kunststoffmaterial begrenzt ist.
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Aus der
DE 10 2006 059 250 A1 sind eine Vorrichtung zum Herstellen von Bürsten und eine damit hergestellte Bürste vorbekannt. Bei dieser Vorrichtung ist ein Spritzwerkzeug vorgesehen, das zwei Werkzeughälften zur Aufnahme eines mit Borstenbündeln bestückten Bürstenteilkörpers aufweist. Die Borstenbündel sind dabei in Durchgangslöchern des Bürstenteilkörpers geführt. Die Borstenbündel-Befestigungsenden sollen in dem Spritzwerkzeug mit Spritzmaterial, das einen zweiten Bürsten-Teilkörper bildet, umspritzt werden. Um zu verhindern, dass beim Spritzen Spritzmaterial zwischen die einzelnen Borsten eines Borstenbündels gelangt und gegebenenfalls sogar nach außen dringt und die Bürste somit unbrauchbar macht, werden die Borstenbündel an ihren freien Befestigungsenden durch eine der Werkzeughälften beaufschlagt und so während dem Spritzen mit ihren Befestigungsenden gegen den Bürstenteilkörper gedrückt. Zusätzlich sind an die Durchgangslöcher des Bürstenteilkörpers anschließende Dichtelemente vorgesehen, die die Befestigungsenden der Borstenbündel umgreifen. Hierbei ist wichtig, dass der Spritzdruck zumindest zu Beginn des Spritzvorgangs richtig gewählt wird, da ansonsten die für das Abdichten erforderliche Verformung der Dichtelemente nicht in der erforderlichen Art und Weise eintritt.
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Aus der
DE 103 54 774 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten sowie danach hergestellte Bürsten vorbekannt. Die nach diesem Verfahren hergestellten Bürsten zeichnen sich u.a. dadurch aus, dass ihr Griff zweiteilig ausgebildet ist. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Bürste ist ein Griff-Grundkörper vorgesehen, der in Verlängerung einer Aufnahmeöffnung für einen kopfseitigen Borstenbesatz dieser Bürste einen Ringbund aufweist. Der Ringbund dient dabei einerseits zur Abstützung eines Draht-Trägerteiles beim Abwinkeln beziehungsweise Verformen seines Endabschnittes und zur Anlage eines Gegenhalters. Andererseits hat dieser Ringbund aber auch eine Dichtfunktion, durch die ein Eindringen von flüssigem Spritzmaterial beim Spritzen des zweiten Griffteiles des zweiteiligen Griffes dieser Bürste in die Aufnahmeöffnung für den Borstenbesatz vermieden werden kann.
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Aus der
DE 103 28 445 A1 kennt man bereits eine Vorrichtung, bei der der Durchtritt zwischen einer das Trägerteil der Bürste klemmend und im wesentlichen dichtend haltenden Spritz-Position und einer das Trägerteil freigebenden Einsetz- und Entnahme-Position mit gegenüber dem Öffnungsquerschnitt in Spritz-Position vergrößertem Öffnungsquerschnitt veränderbar ist. Dadurch kann der Spritzdruck zwar erhöht werden, jedoch verbleiben weiterhin Freiräume zwischen den gedrehten Drahtabschnitten und dem Durchtritt, so dass der Spritzdruck weiterhin begrenzt ist. Insbesondere bei größeren Bürsten wie Rohrreinigungsbürsten, beispielsweise zur Reinigung von Gewehren, Rohren oder Kaminen, oder Flaschenputzerbürsten, aber auch größeren Mascarabürsten oder bestimmten medizinischen Bürsten sind diese Freiräume durch die Dicke der Drahtabschnitte vergleichsweise groß, so dass wiederum nur mit geringem Spritzdruck gearbeitet werden kann.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auch größere, eingedrehte Bürsten gefertigt werden können, ohne dass Spritzmaterial beim Spritzen der Umspritzung nach Außen dringt und bei denen trotzdem eine hohe Haltekraft zwischen Trägerteil und der Umspritzung gegeben ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass eine Einrichtung zum An- oder Einbringen eines Dichtungselementes an dem Trägerteil vorgesehen ist, welches Dichtungselement beim Umspritzen im Bereich des Durchtritts angeordnet ist und diesen abdichtet. Durch dieses Dichtungselement werden Freiräume, die durch Toleranzen und die gedrehte Drahtform zwischen dem Trägerteil und dem Formteil mit dem Durchtritt entstehen, abgedichtet und es kann beim Spritzen der Umspritzung mit hohen Spritzdrücken gearbeitet werden, ohne dass Spritzmaterial durch den Durchtritt nach außen gelangt. Dadurch ist gleichzeitig auch die Haltekraft zwischen dem Trägerteil und der Umspritzung verbessert.
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Die Einrichtung zum An- oder Einbringen eines Dichtungselementes kann zum Kürzen der der anzubringenden Umspritzung zugewandten Borstenfilamente des Borstenbesatzes ausgebildet sein und das Dichtungselement ist dabei durch die gekürzten Borstenfilamente gebildet. Beim Einführen des Trägerteils in den Durchtritt beziehungsweise beim Verstellen des Durchtritts in seine Spritz-Position im Falle eines verstellbaren Durchtritts legen sich die gekürzten Borstenfilamente in die Freiräume zwischen dem Drahtabschnitt und dem Durchtritt und werden dabei zusammengedrückt, so dass die Freiräume verschlossen sind und auch bei hohem Spritzdruck kein Spritzmaterial nach außen in den Bereich des Borstenbesatzes gelangen kann.
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Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Einrichtung zum An- oder Einbringen eines Dichtungselementes zum Anbringen eines Dichtungs-Bandes an dem Trägerteil im Bereich der der anzubringenden Umspritzung zugewandten Borstenfilamente des Borstenbesatzes ausgebildet ist. Dieses Dichtungs-Band kann aus textilem Stoff oder aus Kunststoff bestehen und entsprechend der jeweiligen Geometrien dimensioniert sein.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Einrichtung zum An- oder Einbringen eines Dichtungselementes zum Anbringen eines Dichtungsringes mit zwei Durchtrittsöffnungen für die beiden Drahtabschnitte an dem Trägerteil vor dem Verdrehen der Drahtabschnitte miteinander ausgebildet ist. Dieser Dichtungsring wird dann zusammen mit den Borstenfilamenten beim Verdrehen der Drahtabschnitte an diesen fixiert, wodurch Freiräume im Bereich der Drahtabschnitte vermieden sind. Der Außendurchmesser des Dichtungsringes ist an den Querschnitt des Durchtritts des Formteils angepasst, so dass hier ebenfalls eine dichte Lagerung ermöglicht ist.
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Eine weitere Variante besteht darin, dass die Einrichtung zum An- oder Einbringen eines Dichtungselementes zum Anbringen eines Dichtungsringes an dem Trägerteil von der Formseite her nach dem Durchführen des Trägerteils durch den Durchtritt des Formteils ausgebildet ist. Ein solcher Dichtungsring wird beim Spritzen der Umspritzung durch den Spritzdruck so gegen den Durchtritt gedrückt, dass der elastische Dichtungsring in die Freiräume zwischen Dichtungsring und dem Trägerteil gedrückt wird und die Freiräume somit verschlossen werden.
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Schließlich ist es auch möglich, dass die Einrichtung zum An- oder Einbringen eines Dichtungselementes zum Anbringen von Lack an das Trägerteil als Dichtungselement ausgebildet ist. Mit einem schnelltrocknenden, auch im erstarrten Zustand noch elastischem Lack kann ebenfalls ein Dichtungsring gebildet werden, der in Spritzposition in die Freiräume gedrückt wird und den Durchtritt abdichtet.
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Für ein einfaches Einführen des Trägerteils in die Form und ein Entnehmen des umspritzten Trägerteils aus der Form ist es zweckmäßig, wenn der Durchtritt zwischen einer das Dichtungselement klemmend und dichtend haltenden Spritz-Position und einer das Dichtungselement freigebenden Einsetz- und Entnahmeposition mit gegenüber dem Öffnungsquerschnitt in Spritz-Position vergrößertem Öffnungsquerschnitt veränderbar ist.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn der Durchtritt eine konisch verlaufende, sich in Richtung zum Formhohlraum hin aufweitende Innenwandung aufweist. Wenn das Dichtungselement ein Dichtungsring mit einer entsprechenden äußeren Gegenprofilierung ist, so wird das Dichtungselement durch den Spritzdruck an das Trägerteil gedrückt und die Dichtigkeit zwischen Trägerteil und Dichtungselement somit weiter erhöht.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass eine Halterung für das Trägerteil vorgesehen ist, die einen Drehantrieb für eine Drehbewegung des Trägerteils beim Durchführen durch den Durchtritt aufweist. Dadurch kann sich das Dichtungselement, insbesondere wenn es sich um Borstenfilamente oder ein Dichtungs-Band handelt, besser in die Freiräume der gedrehten Drahtabschnitte legen und diese somit abdichten. Die Drehrichtung des Drehantriebs ist dabei bevorzugt der Eindrehrichtung der Drahtabschnitte angepasst.
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Zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Bürsten kann das Formteil ein Mehrfach-Formteil sein mit mehreren Durchtritten zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Trägerteile. Dadurch kann die Produktionsgeschwindigkeit erhöht werden.
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Ein weiterführender Erfindungsgedanke sieht vor, dass eine Spritzeinrichtung zum Umspritzen eines unbeborsteten Abschnitts zwischen zwei beborsteten Abschnitten des Trägerteils vorgesehen ist, die ein Formteil mit zwei Durchtritten zur Aufnahme des zu umspritzenden Trägerteil-Abschnittes aufweist. Auf diese Weise können beispielsweise längere Rohrreinigungsbürsten gefertigt werden, die mehrere beborstete Abschnitte aufweisen, zwischen denen jeweils ein unbeborsteter Abschnitt vorgesehen ist, damit die Bürste einfacher durch gebogene Rohre geführt werden kann. Die Umspritzungen verhindern dabei ein zu spitzes Abknicken der unbeborsteten Abschnitte, was dazu führen könnte, dass die freien Drahtabschnitte an die Rohr-Innenseite gelangen und diese beschädigen könnten oder die beborsteten Abschnitte nicht vollständig an der Rohr-Innenseite anliegen und eine nur unzureichende Reinigung erfolgt. Auch hierbei werden Freiräume im Bereich der Drahtabschnitte des Trägerteils durch Dichtungselemente in vorbeschriebener Weise abgedichtet, so dass auch hier mit hohem Spritzdruck gearbeitet werden kann.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Bürste, die ein aus Drahtabschnitten gedrehtes Trägerteil mit einem Borstenbesatz und einer griffseitigen und einer kopfseitigen Umspritzung aufweist.
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Die erfindungsgemäße Bürste ist dadurch gekennzeichnet, dass am dem Borstenbesatz zugewandten Endbereich der kopfseitigen Umspritzung ein Dichtungselement vorgesehen ist. Dadurch ergeben sich bei der Herstellung der Bürste die vorbeschriebenen Vorteile. Zudem ist durch den möglichen höheren Spritzdruck die Haltekraft zwischen Trägerteil und Umspritzung erhöht, so dass ein versehentliches Lösen des Trägerteils von der Umspritzung, beispielsweise bei der Zahnreinigung mit Interdentalbürsten, vermieden ist.
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Bei einer Ausführungsform der Bürste ist auch am dem Borstenbesatz zugewandten Endbereich der griffseitigen Umspritzung ein Dichtungselement vorgesehen.
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Das Dichtungselement kann dabei durch eingekürzte Borstenfilamente gebildet sein, ein an dem Trägerteil angebrachtes Dichtungs-Band oder ein Dichtungsring sein oder durch auf das Trägerteil aufgebrachten Lack gebildet sein. Durch die Elastizität und die Verformbarkeit kann sich das Dichtungselement jeweils optimal an die Freiräume anpassen und diese abdichten.
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Ein Dichtungs-Band kann bevorzugt konisch in Einführrichtung geformt sein, so dass ein leichtes Einführen in den Durchtritt möglich und ein gutes Abdichten gewährleistet ist.
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Im Falle eines Dichtungsringes ist es zweckmäßig, wenn dieser einen konisch verlaufenden Endbereich mit sich vom der Umspritzung zugewandten Ende in Richtung zum Borstenbesatz verbreiternden Auflaufschrägen aufweist. Diese Auflaufschrägen werden beim Spritzen von dem Spritzmaterial durch den Spritzdruck beaufschlagt und dabei in Richtung zum Trägerteil zusammengedrückt, wodurch sich der Dichtungsring besser in die Freiräume drückt und diese abdichtet.
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Es ist auch möglich, dass der Dichtungsring an der Innenseite seiner Durchtrittsöffnung für das Trägerteil einen sich in Richtung zum Borstenbesatz hin aufweitenden Übergangsbereich aufweist. Somit sind im Übergangsbereich zwischen der Umspritzung und dem Borstenbesatz keine scharfen Kanten vorhanden, und die Gefahr eines Brechens des Trägerteils bei häufigem Biegen ist reduziert. Der Übergangsbereich kann einen konischen Verlauf aufweisen, durch eine Rundung gebildet sein oder durch abgestufte Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet sein.
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Zudem kann es zweckmäßig sein, wenn der Dichtungsring außenseitig einen konisch verlaufenden, sich in Richtung zum Borstenbesatz hin verjüngenden Abschnitt aufweist. Dieser Abschnitt kann in einen entsprechenden, gegenkonturierten Bereich des Durchtritts angeordnet werden, so dass beim Spritzen das Spritzmaterial durch den Spritzdruck den Dichtungsring beaufschlagt und nach innen zusammendrückt und die Freiräume im Bereich des Trägerteils somit besser abgedichtet werden.
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Die Drahtabschnitte des Trägerteils und/oder das Dichtungselement können mit einer Beschichtung für eine optimierte Verbindung mit dem Spritzmaterial der Umspritzung versehen sein.
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Die kopfseitige Umspritzung kann bürstenartig ausgebildet sein. Somit kann beispielsweise eine komplexere Mascara-Bürste hergestellt werden mit einem Bürstenbereich aus Borstenfilamenten und einem Bürstenbereich aus Kunststoff. Der Stirnseitenbereich der kopfseitigen Umspritzung ist dabei vorzugsweise kurz und abgerundet ausgebildet, damit einerseits die Kunststoff-Filamente möglichst tief in den Mascara-Behälter eindringen können, um auch bei fast leerem Behälter noch Material aufnehmen zu können, und andererseits die Verletzungsgefahr beim Hantieren mit der Bürste am Auge durch das abgerundete freie Ende minimiert ist.
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Ein weiterführender Erfindungsgedanke sieht vor, dass im umspritzten Bereich des Trägerteils eine Verdrehsicherung vorgesehen ist.
Die Verdrehsicherung dient zur Verbesserung des Haltes zwischen Trägerteil und Umspritzung und soll ein Lösen des Trägerteils von der Umspritzung sowie eine Relativbewegung, insbesondere ein Verdrehen, zwischen den beiden Teilen verhindern.
Die Verdrehsicherung kann im einfachsten Fall durch ein Abknicken oder Quetschen der Drahtabschnitte gebildet sein.
Die Verdrehsicherung kann auch durch eine ösenförmige Biegung der Drahtabschnitte gebildet sein. Bei einer Einzelfertigung der Bürsten wird üblicherweise ein Draht von einer Rolle abgewickelt, entsprechend abgelängt und mittig gefaltet. Zwischen die so gebildeten Drahtabschnitte werden Borstenfilamente eingelegt und die Drahtabschnitte miteinander verdreht. Die Knickstelle kann zu einer Öse aufgeweitet werden beziehungsweise beim Falten wird direkt die Ösenform gebildet. Durch den so gebildeten vergrößerten Querschnitt ist das Trägerteil nach dem Umspritzen besser mit dem umspritzten Kunststoffmaterial verbunden.
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Eine bevorzuget Ausführungsform sieht vor, dass die Verdrehsicherung durch zwischen den Drahtabschnitten eingedrehte Borstenfilamente gebildet ist. Diese können zusammen mit den Borstenfilamenten des Borstenbesatzes eingedreht und anschließend eingekürzt werden, da üblicherweise die Umspritzung nicht über den Borstenbesatz überstehen soll. Durch die Borstenfilamente ergibt sich eine große Kontaktfläche mit dem umspritzten Kunststoffmaterial, so dass eine gute Verdrehsicherung und entsprechend hohe Haltekräfte erzielt werden können. Die als Verdrehsicherung dienenden Borstenfilamente können an nur einem Teilabschnitt des umspritzten Endbereichs des Trägerteils angeordnet sein, oder es kann eine lückenlose Folge von Borstenfilamenten für den Borstenbesatz, für das Dichtungselement und für die Verdrehsicherung vorgesehen sein.
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Denkbar ist es auch, dass, ähnlich wie zur Abdichtung, ein Kunststoff-Band oder ein textiles Band als Verdrehsicherung an dem Trägerteil angebracht ist.
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Die Umspritzung kann auch mehrfarbig ausgebildet sein, indem nacheinander mehrere Komponenten angespritzt werden.
Es können auch zusätzliche Funktionselemente an- oder eingespritzt sein, beispielsweise RFID-Transponder zur exakten Positionsbestimmung, was beispielsweise bei Rohrreinigungsbürsten zweckmäßig sein kann. Die Funktionselemente können auch vor dem Umspritzen an den Drahtabschnitten befestigt werden, um deren Halt zu verbessern. Eine Befestigung kann dabei insbesondere bei Drahtabschnitten mit einer Öse erfolgen.
Die Umspritzung kann auch in der Art eines Schwammes zur Bevorratung von Flüssigkeiten ausgebildet sein, beispielsweise als Reservoir für Reinigungsmittel, das bei der Benutzung der Bürste gleichmäßig abgegeben wird, oder im medizinischen Bereich für Medikamente oder Kontrastmittel.
Die Umspritzung kann auch an eine Verpackung für die Bürste angeclipst oder angespritzt sein, um so einen Originalitätsschutz zu bilden.
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Die Größe der Umspritzung richtet sich nach der Art des für die Umspritzung eingesetzten Kunststoffmaterials. Bei hartem Kunststoff ist eine kleinere, kürzere Umspritzung ausreichend, um eine gewünschte Haltekraft zwischen Trägerteil und Umspritzung zu erzielen. Bei weicherem Kunststoff sollte die Umspritzung eine größere Länge aufweisen.
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Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der Bürste anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1 bis 5 jeweils eine Bürste mit einer griffseitigen und einer kopfseitigen Umspritzung,
- 6 mehrere, miteinander verbundene eingedrehte Bürsten,
- 7 eine Aufsicht eines Dichtungsringes mit zwei Durchtrittsöffnungen,
- 8 eine seitliche Schnittdarstellung des Dichtungsringes gemäß 7,
- 9 eine Aufsicht eines Dichtungsringes mit einer Durchtrittsöffnung,
- 10 eine seitliche Schnittdarstellung des Dichtungsringes gemäß 9,
- 11 eine Aufsicht eines Dichtungsringes mit Auflaufschrägen für das Spritzmaterial,
- 12 eine seitliche Schnittdarstellung des in einem Formteil mit einem Durchtritt gelagerten Dichtungsringes aus 11,
- 13 eine Aufsicht eines Dichtungsringes mit einem sich in Richtung zum Borstenbesatz hin verjüngenden Abschnitt,
- 14 eine seitliche Schnittdarstellung des in einem Formteil mit einem Durchtritt gelagerten Dichtungsringes aus 14,
- 15 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Bürsten, und
- 16 bis 23 einzelne Schritte beim Anbringen einer Umspritzung an das Trägerteil eines Bürsten-Rohlings.
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Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Bürste weist gemäß 1 bis 5 jeweils ein aus Drahtabschnitten 2 gedrehtes Trägerteil 3 mit einem Borstenbesatz 4 auf. Im unteren Bereich weist die Bürste 1 jeweils einen in herkömmlicher Weise aufgestielten Griff 5 auf.
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Im Bereich einer kopfseitigen Umspritzung 6 sind jeweils ein Dichtungselement 7 und eine Verdrehsicherung 8 vorgesehen.
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Das Dichtungselement 7 dient beim Spritzen der kopfseitigen Umspritzung 6 dazu, dass mit hohem Spritzdruck gearbeitet werden kann, ohne dass Spritzmaterial aus der Spritzgießform nach außen und in den Bereich des Borstenbesatzes 4 gelangen kann, indem das Dichtungselement 7 die Freiräume im Bereich der gedrehten Drahtabschnitte 2 sowie zwischen den Drahtabschnitten 2 und dem Durchtritt 13 der Spritzgießform abdichtet (18-21).
Die Verdrehsicherung 8 hat die Aufgabe, die Haltekräfte zwischen dem umspritzten Bereich des Trägerteils 3 und der Umspritzung 6 zu erhöhen, so dass ein Verdrehen der beiden Elemente zueinander wie auch ein Abziehen der Umspritzung 6 von dem Trägerteil 3 vermieden werden können.
Die kopfseitige Umspritzung 6 wie auch der Griff 5 können beispielsweise aus TPE-Kunststoff bestehen.
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Bei der Bürste 1 gemäß 1 ist das Dichtungselement 7 durch ein an dem Trägerteil 3 angebrachtes Dichtungs-Band gebildet. Dieses Dichtungs-Band kann aus Kunststoff oder aus textilem Material bestehen und um das Trägerteil 3 herum gewickelt sein. Durch seine Elastizität füllt es die Freiräume im Bereich der Drahtabschnitte 2 dichtend aus, wenn es in dem Durchtritt 13 des Formteils 33 der Spritzgießform beispielsweise klemmend gehalten ist.
Die Verdrehsicherung 8 bei der Bürste 1 gemäß 1 ist durch eine Öse gebildet. Diese ist durch ein entsprechendes Umbiegen eines Drahtes zur Bildung der beiden Drahtabschnitte 2 gebildet.
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Bei der Bürste 1 gemäß 2 ist das Dichtungselement 7 durch eingekürzte Borstenfilamente gebildet. Auch diese können sich gut in die Freiräume des Trägerteils 3 legen und so für eine gute Abdichtung zwischen Trägerteil 3 und dem Durchtritt 13 des Formteils 33 der Spritzgießform beim Spritzen der kopfseitigen Umspritzung 6 sorgen. Bei der Bürstenherstellung können zunächst Borstenbündel, die entsprechend der Borstenbündel des Borstenbesatzes 4 dimensioniert sind, mit eingedreht werden, die anschließend mittels einer Einrichtung zum Kürzen der Borstenfilamente abgelängt werden und so das Dichtungselement 7 bilden. Die Verdrehsicherung 8 ist auch hier durch eine Öse gebildet.
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Demgegenüber ist bei der Bürste 1 gemäß 3 die Verdrehsicherung 7 wie auch das Dichtungselement 7 ebenfalls durch eingekürzte Borstenfilamente im Endbereich des umspritzen Bereichs des Trägerteils 3 gebildet. Dadurch ergibt sich eine große Kontaktfläche zwischen den Borstenfilamenten und dem Spritzmaterial, so dass ein besonders guter Halt der Umspritzung 6 an dem Trägerteil 3 erzielt wird.
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4 zeigt eine Variante einer Bürste 1, bei der das Dichtungselement 7 durch ein Dichtungs-Band und die Verdrehsicherung 8 durch eingekürzte Borstenfilamente gebildet sind.
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Bei der Bürste 1 gemäß 5 ist der gesamte umspritzte Bereich des Trägerteils 3 mit eingekürzten Borsten-Filamenten versehen. Das dem Borstenbesatz 4 am nächsten liegende Borstenbündel bildet dabei das Dichtungselement 7 und die darüber liegenden Borstenbündel bilden die Verdrehsicherung 8.
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6 zeigt eine Bürste 1a, bei der mehrere Teil-Bürsten 9 miteinander verbunden sind. Die Teil-Bürsten 9 weisen jeweils einen Borstenbesatz 4 und sich daran anschließende unbeborstete Abschnitte des Trägerteils 3 auf. Die einander zugewandten Drahtabschnitte 2 der unbeborsteten Abschnitte der Trägerteile 3 sind jeweils miteinander verbunden und mit einer Umspritzung 6 versehen. Auch hier sind jeweils an den Enden der Borstenbesätze 4 Dichtungselemente 7 vorgesehen, die jeweils einen Durchtritt einer entsprechend zur Aufnahme der Drahtabschnitte zwischen den Borstenbesätzen ausgebildeten Spritzgießform abdichten.
Eine solche Bürste 1a, wie in 6 gezeigt, kann beispielsweise als Rohrreinigungsbürste verwendet werden. Die Umspritzungen 6 bilden dabei einerseits einen Knickschutz, um ein Brechen der Drahtabschnitte beim Durchführen der Bürste 1a durch gebogene Rohrleitungen zu verhindern, andererseits dienen sie auch als Schutz der Rohr-Innenwandungen vor Beschädigungen durch Beaufschlagung durch die Drahtabschnitte als solches.
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Eine Bürste 1a gemäß 6 kann durch Zusammensetzen einzelner Bürsten gefertigt werden, oder die Herstellung erfolgt in einer Endlos-Fertigung, bei der Draht von zwei Rolle abgewickelt wird, die Borstenfilamente in den gewünschten Bereichen eingelegt und die Drähte mit den Filamenten verdreht werden. Anschließend wird der eingedrehte Bürsten-Abschnitt weiterbewegt und ein weiterer Abschnitt kann bearbeitet werden.
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In den 7 bis 14 sind jeweils als elastischer Dichtungsring ausgebildete Dichtungselemente 7 gezeigt.
Das Dichtungselement 7 gemäß 7 und 8 weist zwei Durchtrittsöffnungen 10 für die einzelnen, in den Figuren nicht dargestellte Drahtabschnitte 2 des Trägerteils 3 auf. Dieses Dichtungselement 7 wird vor dem Verdrehen der Drahtabschnitte 2 auf diese aufgesetzt und die Drahtabschnitte 2 anschließend miteinander verdreht. Die Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 10 sind dabei an die Durchmesser der Drahtabschnitte angepasst, wodurch die Freiräume im Bereich der Drahtabschnitte abgedichtet werden.
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Das Dichtungselement 7 gemäß 9 und 10 weist eine einzelne Durchtrittsöffnung 10 auf, mit der das Dichtungselement 7 nach dem Verdrehen der Drahtabschnitte 2 miteinander auf das Trägerteil 3 aufgesetzt wird. Der Durchmesser der Durchgangsöffnung 10 ist dabei dem Außenumfang des Trägerteils 3 angepasst. Durch Druckbeaufschlagung durch das den Durchtritt 13 aufweisende Formteil 33 und die Elastizität des Dichtungselementes 7 werden die Freiräume zuverlässig abgedichtet.
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Das Dichtungselement 7 gemäß 11 und 12 wird ebenfalls mit seiner Durchtrittsöffnung 10 auf das Trägerteil 3 aufgesetzt. Mit einem Teilbereich ist das Dichtungselement 7 beim Spritzen in dem Durchtritt 13 des Formteils 33 der Spritzgießform gelagert (12). An seinem beim Spritzen der Spritzgießform zugewandten Endbereich 11 weist das Dichtungselement 7 Auflaufschrägen 12 auf, die beim Spritzen durch den Spritzdruck von dem Spritzmaterial beaufschlagt werden und das Dichtungselement 7 dadurch elastisch verformt und in die Freiräume der Drahtabschnitte gedrückt wird und diese somit abgedichtet werden.
Eine ähnliche Beaufschlagung des Dichtungselementes 7 durch das Spritzmaterial beim Spritzen der Umspritzung erfolgt bei dem Dichtungselement gemäß 13 und 14. Das Dichtungselement 7 weist dabei außenseitig einen konisch verlaufenden, sich in Richtung zum Borstenbesatz hin verjüngenden Abschnitt 14 auf. Dieser ist in dem Durchtritt 13 gelagert (14), der eine entsprechende, gegenkonturierte Innenwandung 15 aufweist. Dadurch wird ebenfalls das Dichtungselement 7 beim Spritzen zusammengedrückt und das Material legt sich in die Freiräume des Trägerteils und dichtet diese ab.
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Das Dichtungselement 7 gemäß 12 weist an der Innenseite seiner Durchtrittsöffnung 10 für das Trägerteil noch einen sich in Richtung zum Borstenbesatz hin aufweitenden Übergangsbereich 16 auf. Diese Schräge dient bei der fertigen Bürste als Schutz gegen ein Abbrechen der Drahtabschnitte bei häufigem Hin- und Herbewegen des Kunststoffmaterials, da somit die Drahtabschnitte nicht um eine scharfe Kante gelenkt werden.
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15 zeigt schematisch eine Vorrichtung 17 zum Herstellen von Bürsten 1 mit verschiedenen Bearbeitungsstationen. An den Beborstungsstationen 18a,18b werden die Borstenbündel zwischen die Drahtabschnitte eingedreht und somit die Borstenbesätze erzeugt. Die beborsteten Bürsten-Rohlinge werden gemäß Pfeilen Pf1, Pf2 an Bestückungsstationen 19a, 19b übergeben, wo sie mit ihrem Trägerteil jeweils in einen Durchtritt eines Formteils eingesetzt werden. Um unterschiedliche Bearbeitungsgeschwindigkeiten auszugleichen, kann auch eine Übergabe von der Beborstungsstation 18a zu der Bestückungsstation 19b erfolgen (Pf3).
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In Transportrichtung (PF4) schließt sich eine Einrichtung 20 zum An- oder Einbringen eines Dichtungselementes an. Hier kann jeweils ein Dichtungselement, insbesondere ein Dichtungs-Ring, an dem Trägerteil befestigt werden. Es ist auch möglich, dass die Einrichtung 20 direkt den Beborstungsstationen 18a, 18b nachgeordnet ist, insbesondere wenn die Einrichtung 20 zum An- oder Einbringen eines Dichtungselementes zum Kürzen von Borstenfilamenten als Dichtungselement ausgebildet ist.
An einer Kontrollstation 21 kann beispielsweise mittels einer Kamera der Bürstenrohling auf Beschädigungen und korrekten Sitz des Dichtungselementes überprüft werden.
Gegebenenfalls kann eine Aufstielstation 22 vorgesehen sein, an der an einer Seite der Bürsten-Rohlinge in konventioneller Art und Weise Griffe angebracht werden. Eine solche Aufstielstation kann jedoch auch, falls erforderlich, aus Platzgründen nach den Spritzgießeinrichtungen 24a, 24b angeordnet sein (Aufstielstation 25).
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An zwei Übergabestationen 23a, 23b können die vorbereiteten Bürsten-Rohlinge jeweils an eine Spritzgießeinrichtung 24a, 24b übergeben werden (Pfeile Pf5, Pf6). Eine der Spritzgießeinrichtungen kann beispielsweise zum Anspritzen eines Griffes und die andere Spritzgießeinrichtung zum Anspritzen einer kopfseitigen Umspritzung ausgebildet sein. Die Übergabe von einer Spritzgießeinrichtung 23a zur nächsten Spritzgießeinrichtung 23b kann auch direkt erfolgen (Pfeil Pf7), ohne dass die teilgespritzte Bürste zunächst an die Übergabestation 23a zurückgegeben und von dort an die nächste Übergabestation 23b weitergeleitet wird. Denkbar ist auch die Verwendung nur einer einzigen Spritzgießeinrichtung, an der das Anspritzen des Griffes wie auch der kopfseitigen Umspritzung erfolgt.
Die Spritzgießeinrichtungen 24a, 24b können Spritzmaterial unterschiedlicher Farbe anspritzen. Denkbar ist auch, dass jede der Spritzgießeinrichtungen 24a, 24b zum Anspritzen von Kunststoffmaterial in mehreren Farben ausgebildet ist.
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In der Folge schließen sich weitere, an sich bekannte Bearbeitungsstationen an, beispielsweise eine Verbindungseinrichtung 26 zum Verbinden der Bürste mit einer Abdeckkappe oder einem farbigen Markierungsring, eine Einrichtung 27 zum Anbringen einer Markierung, einer Ausnehmung oder einer Codierung, eine Biegevorrichtung 28 zum Biegen der Bürste, insbesondere im Bereich des Borstenbesatzes, eine Reinigungsstation 29, eine Endkontrolleinrichtung 30 und eine Entnahmevorrichtung 31 zur Entnahme der fertigen Bürsten und zur Übergabe beispielsweise an eine Verpackungseinrichtung.
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In den 16 bis 23 ist der Ablauf dargestellt, wie eine kopfseitige Umspritzung 6 an das Trägerteil 3 eines Bürsten-Rohlings 32 angebracht wird.
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Ein Bürsten-Rohling 32 mit einem Trägerteil 3 und einem Borstenbesatz 4 wurde in der gezeigten Darstellung bereits vorab in konventioneller Weise mit einem Griff 5 versehen. Dieser aufgestielte Griff 5 muss jedoch nicht vorhanden sein. Insbesondere kann aus Platzgründen die Aufstielung nach dem Anbringen der kopfseitigen Umspritzung 6 erfolgen.
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In 16 wird der Bürsten-Rohling 32 einem Formteil 33 mit einem Durchtritt 13 zugeführt, wobei der Durchtritt 13 in einer Einsetz- und Entnahmeposition mit vergrößertem Öffnungsquerschnitt angeordnet ist. Dies ermöglicht das Durchführen des Trägerteils 3 mit der als Öse ausgebildeten Verdrehsicherung 8.
Gemäß 17 wird der Durchtritt 13 des Formteils 33 in die Spritz-Position mit reduziertem Öffnungsquerschnitt gebracht und gemäß 18 wird der Bürsten-Rohling 32 weiterbewegt, bis sich das am Ende des Borstenbesatzes 4 befindliche Dichtungselement 7 an dem Durchtritt 13 befindet. Freiräume zwischen den Drahtabschnitten 2 des Trägerteils 3 sowie zwischen dem Trägerteil 3 und dem Durchtritt 13 werden so abgedichtet. In 19 ist das zweite Formteil 34 einer Spritzgießform zugeführt worden und das zu umspritzende Ende des Trägerteils 3 ist in dem dadurch gebildeten Formhohlraum 36 angeordnet. Über einen Zuführkanal 35 wird Kunststoffmaterial in den Formhohlraum 36 eingebracht und der kopfseitige Endbereich des Bürsten-Rohlings 32 umspritzt (20).
Nach dem Entfernen des Formteils 34 (21) und dem Öffnen des den Durchtritt 13 aufweisenden Formteils 33 (22) kann die fertige Bürste 1 mit der kopfseitigen Umspritzung 6 entnommen werden (23).
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Beim Spritzen der kopfseitigen Umspritzung 6 kann mit hohem Spritzdruck gearbeitet werden, da der Durchtritt 13 durch das Dichtungselement 7 zuverlässig abgedichtet ist, unabhängig von Maßschwankungen und Toleranzen und auch die Freiräume im Bereich der miteinander verdrehten Drahtabschnitte 2 sicher abgedichtet sind. Ein Austreten von Spritzmaterial durch den Durchtritt 13 ist durch das Dichtungselement 7 vermieden. Dadurch ist auch die Haltekraft des Kunststoffmaterials der Umspritzung 6 an dem Trägerteil 3 verbessert.
