DE2907667C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Her­ stellen von Zahnbürsten, die einen Kopf mit vorragenden Borsten und einen einstückig angeformten Griff aufweisen, bei dem end­ lose Garne oder Fäden zueinander paralleler Ausrichtung in ei­ nen Formhohlraum eingeführt werden, ein flüssiger oder teigiger thermoplastischer Kunststoff in den Formhohlraum eingespritzt wird, der erhärtete Formling entformt wird und die im Kunst­ stoff eingebetteten Garne oder Fäden in der vorgesehenen Bor­ stenhöhe entsprechenden Abstand zum Formling durchschnitten werden.

Ein solches Verfahren ist bekannt (DE-OS 16 04 673). Dort wer­ den die Fäden mittels einer hin- und herbewegten Klemmeinrich­ tung ein Stück in den Formhohlraum vorgeschoben, den sie nicht völlig durchqueren. Damit die von Fadenstücken gebildeten Bor­ sten später im Formling aus Kunststoff fest verankert sind, werden die einzubettenden vorgeschobenen Fadenenden vor dem Einspritzen des Kunststoffs mittels einer Brennerflamme zusam­ mengebacken. Bekannt ist es auch, zu diesem Zweck die Faden­ enden in einem Herstellteil zusammenzupressen und zusammenzuhal­ ten, das vom Bürstenkopf aufgenommen wird.

Diese Herstellungsweise ist aufwendig, zumal der Formhohlraum den Abmessungen einer einzelnen Bürste entspricht, so daß die genannten Herstellungsschritte für jede einzelne Bürste durch­ geführt werden müssen. Entsprechend niedrig ist die Produk­ tionsleistung, so daß sich vergleichsweise hohe Gestehungsko­ sten ergeben.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein leistungsfähiges Verfahren zum einfachen Herstellen von Zahn­ bürsten zu schaffen, bei dem die Borsten ohne aufwendige Maß­ nahmen sicher im Bürstenkopf festgelegt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Form mit einem Formhohlraum verwendet wird, der zwei in der Mittelebene rückseitig aneinander anliegenden Bürstenkörpern aus jeweils Kopf und Griff entspricht, daß die in den Formhohl­ raum eingeführten Garne oder Fäden mit einer wenigstens der Borstenhöhe entsprechenden Länge auf der gegenüberliegenden Seite aus dem Formhohlraum herausgeführt werden und daß der Formling mit den in ihm eingebetteten Garnen oder Fäden mittels einer wärmeaufbringenden Trennvorrichtung in der Mittelebene durchtrennt wird.

Somit werden erfindungsgemäß zunächst Doppel-Bürstenkörper ge­ formt, bei denen die Einzelkörper rückseitig aneinandergrenzen. Durch den Doppelkopf erstrecken sich die Fäden, die nach beiden Seiten über die sich abgewandten Kopfflächen vorspringen. Aus dieser Anordnung werden in zwei Schneidvorgängen zwei fertige Zahnbürsten gewonnen. Beim ersten Schneidvorgang wird der Form­ ling bzw. Kunststoffkörper in der Mittelebene durchgetrennt, wobei auch die sich durch die Mittelebene erstreckenden Fäden durchgetrennt werden. Beim zweiten Schneidvorgang werden die vom Bürstenkopf vorspringenden Fäden auf die gewünschte Länge geschnitten.

Diese Verfahrensweise hat zu unerwartet guten Ergebnissen ge­ führt. Der erste Schneidvorgang führt zu Bürstenkörpern mit einer sauberen und glatten Rückseite, wobei gleichzeitig die Fäden bündig mit dieser Rückseite durchtrennt werden. Es ist nicht zu befürchten, daß sich die Fäden über diese Rückseite hinaus erstrecken, was stören würde. Tatsächlich wurde festge­ stellt, daß sich die abgetrennten Fadenenden an der Rückseite des Bürstenkopfes etwas in den Bürstenkopf zurückziehen. Wenn ferner thermoplastische Fäden, wie Nylongarne, in Verbindung mit einer wärmeaufbringenden Trennvorrichtung, wie beispiels­ weise eine Laserstrahl-Quelle, verwendet werden, verschmelzen die Fäden an ihren durchtrennten Enden fest mit der Rückseite des Bürstenkopfes. Es entfallen daher besondere Maßnahmen zum Festlegen der Fäden im Bürstenkopf. Somit wird ohne Verlust von Fadenmaterial und mit hoher Herstellungsgeschwindigkeit gear­ beitet, wobei die Fadenstücke oder Borsten ohne besondere Maß­ nahmen fest im Bürstenkopf eingebettet sind. Natürlich kann im Interesse einer weiteren Steigerung der Produktionsleistung ein Formwerkzeug mit mehreren Hohlräumen vorgesehen sein, um gleichzeitig eine Mehrzahl von Doppel-Zahnbürsten auszuformen. Stets kann nahezu kontinuierlich gearbeitet werden, wobei das Abziehen der monofilen oder multifilen Endlosgarne nur kurz­ zeitig während des Einspritzvorgangs unterbrochen wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer ersten Durch­ führungsform des Verfahrens für beispielsweise die Herstellung von Zahnbürsten,

Fig. 2 die Vorderansicht einer Doppelbürste, die in einem Zwischenarbeitsschritt des in Fig. 1 dargestellten Verfahrens erhalten wird,

Fig. 3 die Vorderansicht von zwei einzelnen Zahnbürsten, die am Ende desselben Verfahrens gleichzeitig erhalten werden,

Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung einer zweiten Durch­ führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens für beispielsweise die Herstellung von Zahnbürsten,

Fig. 5 und 6 die vergrößerten Längs- und Querschnitte VI-VI in Fig. 5 bzw. V-V in Fig. 6 durch ein Formwerkzeug für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Eine Zahnbürste weist gemäß Fig. 3 in an sich bekannter Weise eine Handhabe 1, einen mit ihr einstück verbundenen Kopf 2 und herausragende Haar-Büschel oder -Bündel 3 auf. Die Hand­ habe 1 und der Kopf 2 sind Formlinge aus Kunststoff, z. B. aus einem thermoplastischen oder hitzehärtbaren Kunstharz. Die Handhabe 1, der Kopf 2 und die Haar-Büschel 3 können bei­ spielsweise aus Nylon hergestellt sein.

Zum Herstellen der Zahnbürste werden synthetische oder natür­ liche mono- oder multifile Endlos-Garne 4 von Spulen 5 an einem Spulengestell 6 abgezogen. Die Garne 4 erstrecken sich zumindest in der Nähe eines Formwerkzeuges 7 als eine Gruppe von parallelen und dicht nebeneinander angeordneten Garnen. Das Formwerkzeug 7 ist beispielsweise aus zwei komplemen­ tären Formwerkzeugabschnitten 12 und 13 zusammengesetzt (Fig. 5 und 6). Zwei sich gegenüberliegende Wände 14 und 15 weisen kleine Löcher 8 auf, die in mehreren Reihen versetzt angeordnet sein können.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Durchführungsform des Ver­ fahrens nach der Erfindung entspricht das innere oder Füll­ volumen bzw. Füllgewicht des geschlossenen Formwerkzeuges 7 im wesentlichen dem Volumen, das zwei Zahnbürsten einnehmen, die einander gegenüber und mit ihren Köpfen 2 und Handhaben 1 Rücken an Rücken angeordnet sind (siehe Fig. 2).

Die Garne 4 werden durch die sich gegenüberliegenden Löcher 8 hindurchgeführt, so daß sich innerhalb des Formwerkzeuges 7 eine Gruppe von parallelen und dicht nebeneinander angeord­ neten mono- oder multifilen Endlos-Garnen 4 rechtwinklig zur Längsachse des Formwerkzeuges 7 erstreckt.

Um die Garne 4 innerhalb des Formwerkzeuges 7 parallel zuein­ ander zu halten, wird an ihnen vorzugsweise eine Zugkraft aufgetragen.

Der Vorschub der Gruppe von Garnen 4 in der von einem Pfeil Y angegebenen Richtung wird regelmäßig und in gleichmäßigen Zeitabständen unterbrochen. Während jedes Haltes wird in das Formwerkzeug 7 ein thermoplastisches oder hitzehärtbares Kunststoff-Material, z B. Prepolymerisat oder ein Mono­ mer, in flüssigem oder teigigem Zustand so eingespritzt, daß die sich im Formwerkzeug 7 erstreckenden Abschnitte der End­ los-Garne 4 in das genannte Kunststoff-Material eingebettet werden. Sobald das Formwerkzeug 7 mit Kunststoff-Material gefüllt ist, wird letzteres auf eine Temperatur gekühlt oder erwärmt, bei der ein Härten desselben ausgelöst wird. Nach diesem Härten wird das Formwerkzeug 7 geöffnet, und es wird eine doppelte Zahnbürste wie in Fig. 2 gezeichnet, erhalten.

Es kann von Vorteil sein, die sich im Formwerkzeug 7 erstrec­ kenden Abschnitte der Garne 4 auf einer Temperatur zu halten, bei der sie erweicht werden. Aufgrund dieses Erweichens wird eine zuverlässige Verankerung der genannten Garnabschnitte in den geformten Köpfen 2 erzielt.

Sobald der Kopf 2 um die sich im Formwerkzeug 7 erstreckenden Garnabschnitte angeformt worden ist, wird die Gruppe von Garnen 4, an der eine doppelte Zahnbürste gemäß Fig. 2 hängt, erneut in der vom Pfeil Y angegebenen Richtung bewegt, so daß diese doppelte Zahnbürste zwischen Greifelementen einer Spann- und Arretiervorrichtung 9 angeordnet wird. Die so eingespannte Doppelbürste wird dann mittig einer Schneid­ vorrichtung 10 entlang ihrer Mittelsymmetrieebene X (Fig. 2) durchgetrennt. Gleichzeitig werden straff gespannte Garn­ abschnitte, die eine mit der gewünschten Höhe der Haar- Büschel der Zahnbürsten gleiche Länge aufweisen, entweder an beiden Kopfseiten der Doppel-Zahnbürste oder wenigstens an der den Formwerkzeug 7 zugewandten Seite mit einer weiteren Schneidvorrichtung 11 durchgetrennt, während die anderen Garne 4 an der entgegengesetzten Seite beispielsweise schon zuvor abgeschnitten worden sind. Die Schneidvorrichtungen 10 und 11 können nach einem beliebigen bekannten mechanischen, thermischen und/oder optischen Verfahren arbeiten. Die Ver­ wendung einer bekannten Laserstrahl-Quelle wird jedoch bevor­ zugt.

Schließlich wird an den freien Enden der Garne 4 erneut eine Zugkraft aufgetragen, um die Gruppe von Endlos-Garnen 4 in das Formwerkzeug 7 weiterzuziehen.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Durchführungsform wird im Formwerkzeug 7 in der vorstehend beschriebenen Weise eine einzelne Zahnbürsten-Kopf- und -Handhaben-Einheit hergestellt. Beim Entfernen dieser Einheit aus dem Formwerkzeug 7 werden jedoch zuerst die Garne 4 in einer mit der Unterseite des Kopfes 2 der geformten Zahnbürste komplanaren Ebene Z abgeschnitten, so daß aus der Unterseite keine Garne 4 herausragen. Dieser Schneidvorgang ist mittels nach mecha­ nischen und/oder thermischen und/oder optischen Verfahren arbeitenden Vorrichtungen durchführbar, beispielsweise mit einer Laserstrahl-Quelle. Nach diesem ersten Schnitt werden die an der entgegengesetzten Fläche des Bürstenkopfes 2 herausragenden Garne 4 auf die gewünschte Länge geschnitten. Wenn nach dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren nur eine einzelne Zahnbürsten-Kopf- und -Handhaben-Einheit geformt wird, sind somit nur zwei Schneidvorgänge erforderlich.

Fig. 5 und 6 zeigen als Beispiel ein Formwerkzeug 7 mit zwei Formwerkzeugabschnitten 12 und 13, die an Ecken 16 mit­ einander verbunden sind, und einem Einlaß 19. Um ein Aus­ treten des in das Formwerkzeug 7 eingespritzten Kunststoff- Materials zu verhindern, weist jeder der Formwerkzeug­ abschnitte 12 und 13 einen inneren Flansch 17 auf, welcher das Bündel sich berührender, durch offene Enden 18 des Form­ werkzeuges 7 hindurch in letzteres ein- und austretender Garne 4 zusammenpreßt. Das Entformen des geformten Bürsten- Rohlings kann mit einer Antriebsvorrichtung geschehen, die das Öffnen des Formwerkzeuges 7 durch Relativbewegung zwischen den Formwerkzeugabschnitten 12 und 13 hervorruft.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Einzelmerkmale beschränkt, da diese im Rahmen der Erfindung in vielfältiger Weise abwandelbar sind.

So sind beispielsweise in einem einzigen Formwerkzeug mehrere Doppelbürsten-Einheiten herstellbar, die im Formwerkzeug über- oder nebeneinander angeordnet sind. In einem solchen Falle dienen Schneidvorrichtungen dazu, die genannten Ein­ heiten gleichzeitig oder nacheinander voneinander zu trennen und jede einzelne Einheit in einzelne Bürsten zu teilen. Auf diese Weise ist unter Verwendung eines einzelnen Form­ werkzeuges eine große Zahl von Bürsten herstellbar.

Claims (5)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von Zahn­ bürsten, die einen Kopf (2) mit vorragenden Borsten (3) und einen einstückig angeformten Griff (1) aufweisen, bei dem end­ lose Garne oder Fäden (4) zueinander paralleler Ausrichtung in einen Formhohlraum eingeführt werden, ein flüssiger oder teigi­ ger thermoplastischer Kunststoff in den Formhohlraum einge­ spritzt wird, der erhärtete Formling entformt wird und die im Kunststoff eingebetteten Garne oder Fäden (4) im der vorgese­ henen Borstenhöhe entsprechenden Abstand zum Formling durch­ schnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form (7) mit einem Formhohlraum verwendet wird, der zwei in einer Mittelebene (X-X) rückseitig aneinander anliegen­ den Bürstenkörpern aus jeweils Kopf (2) und Griff (1) ent­ spricht, daß die in dem Formhohlraum eingeführten Garne oder Fäden (4) mit einer wenigstens der Borstenhöhe entsprechenden Länge auf der gegenüberliegenden Seite aus dem Formhohlraum herausgeführt werden und daß der Formling mit den in ihm einge­ betteten Garnen und Fäden (4) mittels einer wärmeaufbringenden Trennvorrichtung (10) in der Mittelebene (X-X) durchtrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne oder Fäden (4) von einer Zuführeinrichtung (6) in im wesentlichen vertikaler Richtung durch den Formhohlraum abgezogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die sich durch den Formhohlraum erstreckenden Garne oder Fäden (4) eine Zugspannung aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formling mittels einer Laserstrahl-Quelle durchtrennt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Garne oder Fäden (4) durch eine Vielzahl kleiner Löcher (8) in einer Formwand (14) in den Formhohlraum eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne oder Fäden (4) durch eine Vielzahl kleiner Löcher (8) in einer gegenüberliegenden Formwand (15) aus dem Formhohl­ raum herausgeführt werden, daß die durch Zug bewirkte Garnbewe­ gung durch den Formhohlraum während des Einspritzenvorganges unterbrochen wird und daß der einseitig noch mit den endlosen Garnen oder Fäden (4) verbundene entformte Formling zu einer Trennstation bewegt wird, an der mittels Durchtrennen in der Mittelebene (X-X) die in Laufrichtung vordere Zahnbürste fertiggestellt und mittels Durchschneiden der Garne oder Fäden (4) zwischen dem Formling und der Form die hintere Zahnbürste fertiggestellt wird.