EP4051054B1 - Carrier body for a bristle insert, brush and method for producing a brush - Google Patents

Carrier body for a bristle insert, brush and method for producing a brush Download PDF

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EP4051054B1
EP4051054B1 EP20799664.6A EP20799664A EP4051054B1 EP 4051054 B1 EP4051054 B1 EP 4051054B1 EP 20799664 A EP20799664 A EP 20799664A EP 4051054 B1 EP4051054 B1 EP 4051054B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier body
embedding surface
guide opening
section
sonotrode
Prior art date
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Active
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EP20799664.6A
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German (de)
French (fr)
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EP4051054A1 (en
Inventor
Bart Gerard Boucherie
Chris DEPICKERE
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
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Publication date
Application filed by GB Boucherie NV filed Critical GB Boucherie NV
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B3/00—Brushes characterised by the way in which the bristles are fixed or joined in or on the brush body or carrier
    • A46B3/18—Brushes characterised by the way in which the bristles are fixed or joined in or on the brush body or carrier the bristles being fixed on or between belts or wires
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B2200/00—Brushes characterized by their functions, uses or applications
    • A46B2200/10—For human or animal care
    • A46B2200/1046—Brush used for applying cosmetics
    • A46B2200/1053—Cosmetics applicator specifically for mascara
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46B—BRUSHES
    • A46B2200/00—Brushes characterized by their functions, uses or applications
    • A46B2200/10—For human or animal care
    • A46B2200/1066—Toothbrush for cleaning the teeth or dentures
    • A46B2200/108—Inter-dental toothbrush, i.e. for cleaning interdental spaces specifically

Definitions

  • the invention relates to a carrier body for a bristle insert, a brush having such a carrier body and a bristle insert, and a method for producing such a brush.
  • the brush is a delicate brush such as a cosmetic brush, mascara brush or interdental brush, which has a bristle insert in common, the supporting structure of which consists of a wire that is bent at 180° in the middle and whose two sections are twisted together, with a large number of bristles being clamped between the two twisted sections along part of the wire.
  • the part of the wire provided with the bristles forms a bristle section, and a part not provided with bristles forms an anchoring section that is attached to or in the carrier body.
  • the anchoring section is heated and pressed into the material of the carrier body in order to be anchored there after it and the material heated by it have cooled down again.
  • the disadvantage of this method is also a very limited cycle rate, since some time is required to warm up the anchoring sections and then allow them to cool down again.
  • Another method is to provide a receiving bush for the anchoring section in the carrier body, to heat the material of the receiving bush to a softening temperature and then to press the bush together from two sides after the anchoring section has been inserted into the receiving bush. High cycle rates can be achieved with this method.
  • Such a method is known from the US 2011/0314624 A1 known.
  • a carrier body for an interdental brush in which an insertion opening is provided for an anchoring section of the interdental brush.
  • the carrier body also has an opening for a plug, which intersects with the insertion opening. This allows a plug to be attached to the carrier body in such a way that the anchoring section is clamped against a side surface of the insertion opening.
  • a carrier body with an axial opening and lateral openings is known, whereby punches can be inserted through the lateral openings, which bend the wire end with the brush head into a zigzag shape and press it into the carrier body.
  • the object of the invention is to create a brush of the type cosmetic brush, mascara brush, interdental brush or similar, which can be manufactured at a high cycle rate and in which the bristle insert is reliably anchored to the carrier body.
  • the object of the The invention also consists in providing a method for producing such a brush.
  • a carrier body for a bristle insert is created, the bristle insert being formed from two wire sections twisted together, the carrier body having a guide opening whose cross section is larger than the cross section of the twisted wire of the bristle insert to be attached to the carrier body, and an embedding surface that is accessible in a direction lateral to the longitudinal direction of the guide opening, in particular perpendicular to the guide opening, wood or bamboo being used as the material for the carrier body.
  • a brush with such a carrier body and a bristle insert is also provided, which is fastened in the carrier body, the bristle insert having two wire sections twisted together, which clamp a large number of bristles between them in a bristle section and form an anchoring section in a section free of bristles, which is received in the carrier body and fastened there, characterized in that the anchoring section has a bending section in which it extends in at least one direction deviating from the longitudinal direction.
  • a sonotrode is then activated and pressed onto the anchoring section so that the anchoring section is pressed into the carrier body by the sonotrode and firmly connected to it, whereby the anchoring section is plastically deformed by the sonotrode to form the bending section.
  • the invention is based on the basic concept of firmly connecting the anchoring section to the carrier body by so-called ultrasonic embedding and plastically deforming the anchoring section so that it no longer has a continuous straight course.
  • “Firmly connecting” means that the material of the carrier body in the area of contact with the anchoring area of the bristle insert is locally deformed under the effect of the vibration energy coupled in by the sonotrode and the applied pressure and burns into the anchoring area.
  • the anchoring section bonds surprisingly firmly to the carrier body when the two parts are pressed firmly against each other with the sonotrode.
  • the anchoring section appears to burn into the wood/bamboo material of the carrier body, although no burn marks are visible.
  • the anchoring section is more firmly attached to the carrier body the deeper it is pressed or embedded into the material of the anchoring section.
  • the anchoring section is preferably embedded in the material of the carrier body in such a way that more than 20% and preferably more than 50% of the cross-section of the anchoring section is below the level of the embedding surface.
  • An embedding surface is therefore characterized by the fact that it is present on the carrier body before the bristle insert is attached (i.e. it is not molded in subsequently injected material) and that it is plastically deformed by the anchoring area so that it is embedded in the material of the carrier body (and is not only slightly deformed locally as a result of mechanical pressure exerted by the anchoring area on a surface of the carrier body).
  • an anti-twisting device is formed in the anchoring section, which ensures that the wire can no longer be “unscrewed” from the carrier body.
  • the remaining, undeformed part of the anchoring section then forms an anti-twisting device. Since a large part of the cross-section or even the entire cross-section of the anchoring section is embedded in the carrier body, high holding forces are achieved overall.
  • the embedding surface can be flat and the bending section of the anchoring section can be designed as a concave "dent" that is pressed into the material of the carrier body by the sonotrode.
  • the sonotrode preferably has a projection that locally deforms the anchoring section into a bending section that is embedded in the material of the carrier body.
  • the embedding surface has a concave depression.
  • the anchoring section is deformed into this depression by the sonotrode when it is pressed onto the anchoring section.
  • the embedding surface has at least one section extending obliquely to the longitudinal direction of the guide opening, in particular such that the embedding surface is arranged offset from the guide opening.
  • the bending section of the anchoring section is created by the anchoring section being displaced overall by more than the embedding depth relative to the plane in which it is guided by the guide opening.
  • the anchoring section is displaced relative to the position specified by the guide opening by a distance that is more than 200% of the diameter of the anchoring section.
  • the embedding surface is the bottom of a narrow slot.
  • the side walls of the The slots guide the anchoring section so that the sonotrode can be reliably pressed through the slot onto the anchoring section, even if the sonotrode has a very small width.
  • the slot can extend in the same direction as the guide opening. This facilitates the insertion of the anchoring section into the slot and onto the embedding surface.
  • the slot is curved.
  • the anchoring section is deformed compared to its straight initial shape before it is pressed into the embedding surface by the sonotrode. Due to the curved shape of the anchoring section, it is no longer necessary to deform it locally in order to achieve the desired protection against unscrewing.
  • the slot preferably has a width of less than 2 mm, particularly preferably less than 1 mm. With this small width, it is not absolutely necessary to subsequently close the slot, since the narrow slot does not impair the usability of the brush.
  • the embedding surface is the bottom of a shaft. This makes it possible to use a wider sonotrode to press the anchoring section into the embedding surface. If necessary, a closure part must then be attached to close off the carrier body from the outside.
  • the embedding surface is arranged below a plurality of separate access openings.
  • the embedding surface is not or almost not visible from the outside; the access openings can be made so small that they are perceived as part of the design.
  • the guide opening preferably has a circular cross-section so that the anchoring section of the bristle insert can be guided reliably. In principle, however, other cross-sections are also possible.
  • the guide opening could also be designed as a slot that guides the anchoring section laterally in such a way that it comes to rest at the desired location on the embedding surface.
  • the advantage is that the guide section keeps all loads away from the anchoring section that attempt to pull the anchoring section "upwards" out of the embedding surface.
  • the guide opening is designed as a slot, precautions are preferably taken to prevent peeling forces from acting on the anchoring section.
  • the slot should either extend in a direction that prevents the anchoring section from being pulled out of the embedding surface (i.e. parallel to the embedding surface, for example), or the slot is subsequently closed with a cover or similar, resulting in a closed guide opening.
  • the cross-section of the guide opening is preferably adapted to the cross-section of the anchoring section; the guide opening has a slightly larger cross-section.
  • the cross-sectional area is preferably less than 2 mm 2 and in particular less than 1 mm 2 .
  • a bristle insert 10 and a carrier body 20 are shown which, when joined together, form a brush.
  • This is a cosmetic brush, a mascara brush or an interdental brush.
  • the bristle insert 10 consists of a piece of wire that is bent in the middle so that two sections of equal length are obtained. These are twisted together. In this process, a large number of bristles are inserted in one area between the two twisted wire sections so that the bristles are clamped between the wire sections.
  • the bristles form a bristle section 12. Outside the bristle section 12, the twisted wire sections are free of bristles.
  • the end of the twisted wire opposite the bristle portion 12 forms an anchoring portion 14 which is intended to be firmly connected to the carrier body 20.
  • the carrier body 20 consists of a renewable raw material, namely wood or bamboo, and has a handle section 22 and a guide section 24.
  • a slot 26 is provided in the handle section 22, which, viewed here in a plan view, runs in a multiply curved manner, i.e. in a wave-like manner.
  • the slot 26 merges into a guide opening 28 which extends through the guide section 24.
  • the slot 26 extends from an outside of the handle section into the interior of the carrier body 20.
  • the bottom surface of the slot 26 forms an embedding surface 30. Due to the slot 26, the embedding surface 30 is accessible laterally (relative to the longitudinal direction of the guide opening 28), in particular in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the guide opening 28.
  • the embedding surface 30 is at the same level as the guide opening 28 (more precisely, as the part of the wall of the guide opening 28 that faces away from the side of the carrier body 20 on which the slot 26 opens outwards).
  • the guide opening 28 therefore merges directly and evenly into the embedding surface 30.
  • the anchoring section 14 of the bristle insert 10 When the anchoring section 14 of the bristle insert 10 is inserted into the guide opening 28, it enters the slot 26. As it is pushed in further, it slides along the embedding surface 30, whereby the anchoring section assumes the wave-like shape of the slot 26.
  • the difference to the first embodiment is that the slot 26 is not curved, but straight and in the extension of the guide opening 28.
  • a recess 32 is provided between the embedding surface 30 and the guide opening 28.
  • the depth of the recess 32 is more than 100% of the diameter of the anchoring section 14 of the bristle insert 10.
  • the width of the recess 32 (measured perpendicular to the insertion direction and perpendicular to the depth direction) corresponds to the width of the slot 26 adjoining the recess and the width of the embedding surface 30.
  • a chamfer 34 is provided at the transition to the embedding surface 30.
  • the bristle insert 10 with its anchoring section is inserted into the carrier body ( Figure 4a ), more precisely through the guide opening 28 into the slot, so that the anchoring section 14 lies on the embedding surface 30 ( Figures 4b and 4c ).
  • the shape and dimensions of the sonotrode 60 correspond to the shape and dimensions of the slot 26 (or the dimensions are slightly smaller) so that the sonotrode is guided onto the anchoring section 14 of the bristle insert 10.
  • the sonotrode 60 is activated in such a way that it transmits ultrasonic vibrations to the anchoring section 14. Due to the friction with the material of the carrier body 20, these cause the material to be heated. Due to the mechanical pressure that the sonotrode 60 exerts on the anchoring section 14, the latter is pressed into the heated material of the carrier body 20 and connects with it.
  • This embedding process can be continued until the two wire sections of the anchoring section 14 sink (at least almost) completely into the carrier body.
  • the anchoring section after being embedded in the material of the carrier body, is then (at least almost) completely below the embedding surface 30 (see Figure 4e ).
  • the carrier body is made of harder materials, the anchoring section can also be pressed only partially into the embedding surface. It has been found that even in such a case, a surprisingly high and in any case sufficient pull-out force is achieved.
  • the bristle insert 10 is mounted in the same way as described Figures 4a to 4c described into the carrier body 20.
  • the frontmost area of the anchoring section lies cantilevered above the recess 32.
  • the sonotrode 60 used here is provided with a deformation projection 62 which, when the sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, presses the latter locally into the recess 32. As a result, a concave bending section 16 is formed on the anchoring section 14.
  • the bending section 16 is pressed into the material of the carrier body 20 by the sonotrode in the same way as the remaining (straight) part of the anchoring section 14.
  • the bending section 16 improves the anchoring force that the material of the carrier body 20 exerts on the anchoring section 14. In particular, the bending section 16 prevents the anchoring section 14 from being unscrewed from the material of the carrier body 20.
  • the slot 26 is very narrow, it does not need to be closed. Since it is much deeper than it is wide, the anchoring section 14 at the bottom of the slot is not or hardly visible.
  • the deformation and embedding steps are carried out one after the other by two different tools. This is particularly useful when the wire is so thick that a tool designed for this purpose, somewhat more solid, is preferably used for deformation than the possibly more delicate sonotrode.
  • the anchoring section is pushed onto the embedding surface, then deformed using a stamp and then pressed into the embedding surface using the sonotrode.
  • the embedding surface 30 here merges into the guide opening 28 in a flat manner and without a depression or the like.
  • the sonotrode 60 is provided with a deformation projection 62.
  • the anchoring section 14 is deformed in such a way that it penetrates deeply into the material of the carrier body 20 and thereby assumes the negative of the contour of the deformation projection 62.
  • the deformation projection 62 is shown here near the guide opening 28. However, it is also possible to attach the deformation projection 62 at a greater distance from the guide opening 28. However, it is advantageous to attach the bending section as close as possible to the guide opening and thus as close as possible to the section of the bristle insert 10 where a possible torque is introduced. This ensures that the torque is absorbed by the bending section and that the part of the anchoring section "behind" it is not subjected to the torque, but is available to transmit tensile forces.
  • the embedding surface 30 is at a level which is below the level of the guide opening 28.
  • the anchoring section 14 When the anchoring section 14 is pushed through the guide opening 28, it initially lies freely above the embedding surface 30.
  • the sonotrode 60 When the sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, it initially presses it down onto the embedding surface.
  • the wire is bent at the transition to the area of the bristle insert 10 that is located in the guide opening 28, so that a bending section 17 is formed there.
  • the bending section 17 In contrast to the previous embodiments, in which the bending section 16 is concave, the bending section 17 is only inclined in one direction, since it has to bridge the height offset between the guide opening 28 and the embedding surface.
  • the sonotrode is then activated and the anchoring section 14 is pressed into the material of the carrier body 20.
  • the deformation of the bending section 17 increases because it now also has to bridge the embedding depth.
  • the carrier body In the area in which the bending section 17 is created, the carrier body then has a slope. Alternatively, the bending section 17 forms its own path under the action of the sonotrode 60.
  • a closure part 40 can be used for this purpose (see the Figures 8a and 8b ), which is firmly attached to the carrier body 20 in any suitable manner (shown here is a press stamp 70). This corresponds here to the embodiment of Figure 5 .
  • a closure part 40 can be used. This is shown in the Figures 9a and 9b shown.
  • the closure part is designed in the form of a plate.
  • FIG 11 A different design of the sonotrode 60 is shown.
  • the difference to the sonotrode as shown in Figure 6 is that a deformation projection 63 is used which is not V-shaped or pointed, but has a rounded contour.
  • FIG 12 Another variant of the Sonotrode 60 is shown. The difference to Figure 11 is that three pointed deformation projections 62 are provided here, so that three bending sections are formed which are deeply embedded in the material of the carrier body 20.
  • the contour of the anchoring section 14 of the bristle insert 10, which is pressed into the embedding surface 30 and fixed there, is in Figure 14
  • the anchoring section 14 has two "dents” corresponding to the two depressions 32 of the anchoring surface. In the initial state, i.e. before the Anchoring section 14 is inserted into the carrier body and connected thereto, the anchoring section extends in a straight line.
  • FIG. 15 An example of a sonotrode 60, with which the anchoring section 14 is deformed and connected to the embedding surface 30 in a carrier body 10 with several access openings 27, is shown in Figure 15
  • the sonotrode 60 has several pins 61, each of which extends through one of the access openings into the carrier body 20 and presses there onto the anchoring section 14.
  • the pins 61 are designed with suitable lengths, i.e. longer where a recess 32 is provided.
  • the bristle insert 10 is inserted with a straight anchoring section 14 into the guide opening 28 so that the anchoring section 14 lies on the embedding surface 30 ( Figures 16a and 16b ).
  • the anchoring section 14 is then heated by means of a sonotrode 60 as shown in Figure 15 shown, heated and pressed against the material of the carrier body 20, whereby the anchoring section is plastically deformed according to the presence of a recess 32 (see the Figures 16c and 16d ).
  • a bending section 17 is formed which bridges the height offset between the guide opening 28 and the embedding surface 30.
  • the access openings 27 have a very small cross-section, it is not necessary to close them with a separate closure part.
  • FIGS 17a to 17d various variants of a brush are shown in which, in addition to several access openings 27, a large number of small recesses 80 are present.
  • the recesses serve to increase the grip.
  • Each of the recesses 80 has a cross-section that corresponds to the cross-section of the access openings 27. Therefore, the access openings 27 differ from the recesses 80 only in terms of their depth; the anchoring section 14 is visible at the bottom of the recesses.
  • the cross-section of the access openings is quite small, it is not necessary to close the access openings; they are hardly identifiable as such in the number of recesses 80.
  • the particular advantage of the carrier bodies and brushes according to the invention is that the renewable raw material used for the carrier body (namely wood or bamboo) results in a good ecological balance and a high level of sustainability. No adhesives or other chemical products need to be used either; a mechanically strong connection between the anchoring section 14 of the bristle insert 10 and the material of the carrier body 20 is only created due to the applied pressure and the heat generated.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Trägerkörper für einen Borsteneinsatz, eine Bürste, die einen solchen Trägerkörper und einen Borsteneinsatz aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bürste.The invention relates to a carrier body for a bristle insert, a brush having such a carrier body and a bristle insert, and a method for producing such a brush.

Bei der Bürste handelt es sich um filigrane Bürstchen wie Kosmetikbürstchen, Mascarabürstchen oder Interdentalbürstchen, deren Gemeinsamkeit darin besteht, dass sie einen Borsteneinsatz aufweisen, dessen tragende Struktur aus einem Draht besteht, der mittig um 180° umgebogen ist und dessen zwei Abschnitte miteinander verdrillt sind, wobei entlang eines Teils des Drahtes eine Vielzahl von Borsten zwischen den beiden miteinander verdrillten Abschnitten eingeklemmt sind. Der mit den Borsten versehene Teil des Drahtes bildet einen Borstenabschnitt, und ein nicht mit Borsten versehener Teil bildet einen Verankerungsabschnitt, der am oder im Trägerkörper befestigt ist.The brush is a delicate brush such as a cosmetic brush, mascara brush or interdental brush, which has a bristle insert in common, the supporting structure of which consists of a wire that is bent at 180° in the middle and whose two sections are twisted together, with a large number of bristles being clamped between the two twisted sections along part of the wire. The part of the wire provided with the bristles forms a bristle section, and a part not provided with bristles forms an anchoring section that is attached to or in the carrier body.

Zum Befestigung des Verankerungsabschnittes am Trägerkörper gibt es verschiedene Techniken. Es ist bekannt, dass der Verankerungsabschnitt in den Trägerkörper eingespritzt wird. Der Nachteil dieser Methode liegt in einer sehr niedrigen Taktrate, da es nötig ist, dass die Trägerkörper mit den darin eingebetteten Borsteneinsätzen eine gewisse Zeit in der Spritzgussform verbleiben, bis das eingespritzte Spritzgussmaterial ausreichend weit erstarrt ist. Selbst wenn ein Mehrfach-Spritzgusswerkzeug verwendet wird, das eine Vielzahl von Kavitäten aufweist, ist die Taktrate niedriger als die Taktrate, mit der Borsteneinsätze hergestellt werden können. Es ist daher nötig, die hergestellten Borsteneinsätze zwischenzulagern, bevor sie mit dem Trägerkörper verbunden werden können. Alternativ wird das Werkzeug, das den Borsteneinsatz herstellt, mit einer niedrigeren Geschwindigkeit betrieben als theoretisch möglich.There are various techniques for attaching the anchoring section to the carrier body. It is known that the anchoring section is injected into the carrier body. The disadvantage of this method is a very low cycle rate, since it is necessary for the carrier bodies with the bristle inserts embedded in them to remain in the injection mold for a certain time until the injected injection molding material has solidified sufficiently. Even if a multiple injection molding tool is used that has a large number of cavities, the cycle rate is lower than the cycle rate at which bristle inserts can be produced. It is therefore necessary to temporarily store the produced bristle inserts before they can be connected to the carrier body. Alternatively, the tool that produces the bristle insert is operated at a lower speed than theoretically possible.

Es ist auch bekannt, dass der Verankerungsabschnitt erwärmt und in das Material des Trägerkörpers eingepresst wird, um dort verankert zu sein, nachdem er und das von ihm erwärmte Material wieder abgekühlt sind. Der Nachteil dieser Methode besteht ebenfalls in einer sehr begrenzten Taktrate, da einige Zeit erforderlich ist, um den Verankerungsabschnitte aufzuwärmen und dann wieder abkühlen zu lassen.It is also known that the anchoring section is heated and pressed into the material of the carrier body in order to be anchored there after it and the material heated by it have cooled down again. The disadvantage of this method is also a very limited cycle rate, since some time is required to warm up the anchoring sections and then allow them to cool down again.

Eine weitere Methode besteht darin, im Trägerkörper eine Aufnahmebuchse für den Verankerungsabschnitt vorzusehen, das Material der Aufnahmebuchse bis auf eine Erweichungstemperatur zu erwärmen und dann die Buchse von zwei Seiten zusammenzupressen, nachdem der Verankerungsabschnitt in die Aufnahmebuchse eingesetzt ist. Mit dieser Methode lassen sich hohe Taktraten erreichen. Ein solches Verfahren ist aus der US 2011/0314624 A1 bekannt.Another method is to provide a receiving bush for the anchoring section in the carrier body, to heat the material of the receiving bush to a softening temperature and then to press the bush together from two sides after the anchoring section has been inserted into the receiving bush. High cycle rates can be achieved with this method. Such a method is known from the US 2011/0314624 A1 known.

Aus der WO 00/56185 A1 ist ein Trägerkörper für ein Interdentalbürstchen bekannt, bei dem eine Einstecköffnung für einen Verankerungsabschnitt des Interdentalbürstchens vorgesehen ist. Der Trägerkörper weist weiterhin eine Öffnung für einen Stopfen auf, die sich mit der Einstecköffnung schneidet. Dadurch kann ein Stopfen so am Trägerkörper angebracht werden, dass der Verankerungsabschnitt gegen eine Seitenfläche der Einstecköffnung geklemmt wird.From the WO 00/56185 A1 A carrier body for an interdental brush is known, in which an insertion opening is provided for an anchoring section of the interdental brush. The carrier body also has an opening for a plug, which intersects with the insertion opening. This allows a plug to be attached to the carrier body in such a way that the anchoring section is clamped against a side surface of the insertion opening.

Aus der JP H10 155546 A ist ein einen Trägerkörper mit einer axialen Öffnung und seitlichen Öffnungen bekannt, wobei durch die seitlichen Öffnungen Stempel eingeführt werden können, welche das Drahtende mit dem Bürstchenkopf zu einer Zickzack-Form verbiegen und es in den Trägerkörper eindrücken.From the JP-H10-155546-A A carrier body with an axial opening and lateral openings is known, whereby punches can be inserted through the lateral openings, which bend the wire end with the brush head into a zigzag shape and press it into the carrier body.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sowohl bei der Verwendung einer Aufnahmebuchse als auch bei den beiden anderen Methoden das Risiko besteht, dass der Borsteneinsatz aus dem Trägerkörper "herausgeschraubt" werden kann. Dies liegt daran, dass das Material des Trägerkörpers keine gut haftende Verbindung mit dem Draht des Verankerungsabschnittes eingeht, so dass der Verankerungsabschnitt, der aufgrund des verdrillten Drahtes die Außenkontur einer zweigängigen Schnecke hat, insgesamt relativ zum Trägerkörper gedreht werden kann, wenn die wirkende Haftkraft zwischen dem Draht und dem Material des Trägerkörpers einmal überwunden ist.However, it has been found that both the use of a receiving bushing and the other two methods carry the risk that the bristle insert can be "screwed out" of the carrier body. This is because the material of the carrier body does not form a good bond with the wire of the anchoring section, so that the anchoring section, which has the outer contour of a two-start worm due to the twisted wire, can be rotated relative to the carrier body once the adhesive force acting between the wire and the material of the carrier body has been overcome.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bürste des Typs Kosmetikbürstchen, Mascarabürste, Interdentalbürste oder ähnlich zu schaffen, die mit einer hohen Taktrate hergestellt werden kann und bei der der Borsteneinsatz zuverlässig am Trägerkörper verankert ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht auch darin, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bürste zu schaffen.The object of the invention is to create a brush of the type cosmetic brush, mascara brush, interdental brush or similar, which can be manufactured at a high cycle rate and in which the bristle insert is reliably anchored to the carrier body. The object of the The invention also consists in providing a method for producing such a brush.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Trägerkörper für einen Borsteneinsatz geschaffen, wobei der Borsteneinsatz aus zwei miteinander verdrillten Drahtabschnitten gebildet ist, wobei der Trägerkörper eine Führungsöffnung aufweist, deren Querschnitt größer ist als der Querschnitt des verdrillten Drahtes des am Trägerkörper anzubringenden Borsteneinsatzes, und eine Einbettungsfläche, die in einer zur Längsrichtung der Führungsöffnung seitlichen Richtung zugänglich ist, insbesondere senkrecht zur Führungsöffnung, wobei als Material für den Trägerkörper Holz oder Bambus verwendet wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist weiterhin eine Bürste mit einem solchen Trägerkörper und einem Borsteneinsatz vorgesehen, der im Trägerkörper befestigt ist, wobei der Borsteneinsatz zwei miteinander verdrillte Drahtabschnitte aufweist, die zwischen sich in einem Borstenabschnitt eine Vielzahl von Borsten einklemmen und in einem von Borsten freien Abschnitt einen Verankerungsabschnitt bilden, der im Trägerkörper aufgenommen und dort befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verankerungsabschnitt einen Biegeabschnitt aufweist, in dem er sich in mindestens einer von der Längsrichtung abweichenden Richtung erstreckt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist schließlich ein Verfahren vorgesehen, bei dem zuerst ein solcher Trägerkörper bereitgestellt wird. Dann wird durch die Führungsöffnung des Trägerkörpers der Verankerungsabschnitt des Borsteneinsatzes gesteckt, bis er gegenüber der Einbettungsfläche liegt. Anschließend wird eine Sonotrode aktiviert und auf den Verankerungsabschnitt gedrückt, so dass der Verankerungsabschnitt von der Sonotrode in den Trägerkörper eingedrückt und mit diesem fest verbunden wird, wobei der Verankerungsabschnitt von der Sonotrode plastisch verformt wird, um den Biegeabschnitt zu bilden.To solve this problem, according to the invention, a carrier body for a bristle insert is created, the bristle insert being formed from two wire sections twisted together, the carrier body having a guide opening whose cross section is larger than the cross section of the twisted wire of the bristle insert to be attached to the carrier body, and an embedding surface that is accessible in a direction lateral to the longitudinal direction of the guide opening, in particular perpendicular to the guide opening, wood or bamboo being used as the material for the carrier body. To solve this problem, a brush with such a carrier body and a bristle insert is also provided, which is fastened in the carrier body, the bristle insert having two wire sections twisted together, which clamp a large number of bristles between them in a bristle section and form an anchoring section in a section free of bristles, which is received in the carrier body and fastened there, characterized in that the anchoring section has a bending section in which it extends in at least one direction deviating from the longitudinal direction. Finally, to solve this problem, a method is provided in which such a carrier body is first provided. The anchoring section of the bristle insert is then inserted through the guide opening of the carrier body until it is opposite the embedding surface. A sonotrode is then activated and pressed onto the anchoring section so that the anchoring section is pressed into the carrier body by the sonotrode and firmly connected to it, whereby the anchoring section is plastically deformed by the sonotrode to form the bending section.

Die Erfindung beruht auf dem Grundkonzept, den Verankerungsabschnitt durch sogenanntes Ultraschalleinbetten fest mit dem Trägerkörper zu verbinden und dabei den Verankerungsabschnitt plastisch so zu verformen, dass er nicht mehr einen durchgehend geraden Verlauf hat. "Fest verbinden" bedeutet dabei, dass sich das Material des Trägerkörpers im Bereich des Kontakts mit dem Verankerungsbereich des Borsteneinsatzes unter der Wirkung der von der Sonotrode eingekoppelten Schwingungsenergie und des aufgebrachten Drucks lokal verformt und sich in den Verankerungsbereich einbrennt.The invention is based on the basic concept of firmly connecting the anchoring section to the carrier body by so-called ultrasonic embedding and plastically deforming the anchoring section so that it no longer has a continuous straight course. "Firmly connecting" means that the material of the carrier body in the area of contact with the anchoring area of the bristle insert is locally deformed under the effect of the vibration energy coupled in by the sonotrode and the applied pressure and burns into the anchoring area.

Durch die Verwendung von Holz oder Bambus als Material für den Trägerkörper, also von nachwachsenden Rohstoffen, ergibt sich eine gute Ökobilanz.The use of wood or bamboo as the material for the carrier body, i.e. renewable raw materials, results in a good ecological balance.

Es hat sich herausgestellt, dass sich der Verankerungsabschnitt überraschend fest mit dem Trägerkörper verbindet, wenn die beiden Teile mit der Sonotrode fest gegeneinandergepresst werden. Der Verankerungsabschnitt scheint sich in das Holz-/Bambusmaterial des Trägerkörpers einzubrennen, obwohl keine Brandspuren sichtbar sind.It has been found that the anchoring section bonds surprisingly firmly to the carrier body when the two parts are pressed firmly against each other with the sonotrode. The anchoring section appears to burn into the wood/bamboo material of the carrier body, although no burn marks are visible.

Der Verankerungsabschnitt ist umso fester am Trägerkörper befestigt, je tiefer er in das Material des Verankerungsabschnittes eingedrückt oder eingebettet ist. Vorzugsweise ist dabei der Verankerungsabschnitt so im Material des Trägerkörpers eingebettet, dass sich mehr als 20% und vorzugsweise mehr als 50% des Querschnitts des Verankerungsabschnittes unterhalb des Niveaus der Einbettungsfläche befinden.The anchoring section is more firmly attached to the carrier body the deeper it is pressed or embedded into the material of the anchoring section. The anchoring section is preferably embedded in the material of the carrier body in such a way that more than 20% and preferably more than 50% of the cross-section of the anchoring section is below the level of the embedding surface.

Eine Einbettungsfläche zeichnet sich also dadurch aus, dass sie am Trägerkörper vorhanden ist, bevor der Borsteneinsatz angebracht wird (also nicht erst in nachträglich eingespritztem Material abgeformt wird), und dass sie durch den Verankerungsbereich plastisch verformt wird, so dass dieser ins Material des Trägerkörpers eingebettet ist (und nicht nur lokal geringfügig deformiert wird als Folge von mechanischem Druck, der vom Verankerungsbereich auf eine Fläche des Trägerkörpers ausgeübt wird).An embedding surface is therefore characterized by the fact that it is present on the carrier body before the bristle insert is attached (i.e. it is not molded in subsequently injected material) and that it is plastically deformed by the anchoring area so that it is embedded in the material of the carrier body (and is not only slightly deformed locally as a result of mechanical pressure exerted by the anchoring area on a surface of the carrier body).

Durch diese Art der Verbindung zwischen dem Verankerungsabschnitt und dem Trägerkörper ergeben sich verschiedene Vorteile. Zum einen lässt sich eine sehr hohe Taktrate erzielen, da mit der Sonotrode die zum lokalen Verbinden des Verankerungsabschnittes mit dem Material des Trägerkörpers nötige Energie in sehr kurzer Zeit eingebracht werden kann, da der Verankerungsabschnitt selbst nicht erwärmt werden muss. Es ist daher nicht erforderlich, den Borsteneinsatz und den Trägerkörper zusammen einzuspannen oder zu halten, bis das Material des Trägerkörpers wieder erkaltet ist, da so wenig Energie eingebracht wird, dass das Material nach Abschalten der Sonotrode nahezu sofort wieder ausreichend abgekühlt ist; der Draht wirkt als Wärmesenke. Die Zeit zum Befestigen eines Verankerungsabschnittes am Trägerkörper liegt unterhalb von einer Sekunde und insbesondere im Bereich von Sekundenbruchteilen. Durch das Verformen des Verankerungsabschnittes ist ein Ausdrehschutz gebildet, der gewährleistet, dass der Draht nicht mehr aus dem Trägerkörper "herausgeschraubt" werden kann. Der verbleibende, unverformte Teil des Verankerungsabschnittes bildet dann einen Ausziehschutz. Da ein Großteil des Querschnittes oder gar der gesamte Querschnitt des Verankerungsabschnittes im Trägerkörper eingebettet ist, ergeben sich insgesamt hohe Haltekräfte.This type of connection between the anchoring section and the carrier body results in various advantages. Firstly, a very high cycle rate can be achieved, since the sonotrode can apply the energy required to locally connect the anchoring section to the material of the carrier body in a very short time, since the anchoring section itself does not have to be heated. It is therefore not necessary to clamp or hold the bristle insert and the carrier body together until the material of the carrier body has cooled down again, since so little energy is applied that the material is sufficiently cooled down again almost immediately after the sonotrode is switched off; the wire acts as a heat sink. The time required to attach an anchoring section to the carrier body is less than a second and in particular in the range of fractions of a second. By deforming the An anti-twisting device is formed in the anchoring section, which ensures that the wire can no longer be "unscrewed" from the carrier body. The remaining, undeformed part of the anchoring section then forms an anti-twisting device. Since a large part of the cross-section or even the entire cross-section of the anchoring section is embedded in the carrier body, high holding forces are achieved overall.

Die Einbettungsfläche kann eben sein, und der Biegeabschnitt des Verankerungsabschnitts kann als konkave "Delle" ausgeführt sein, die von der Sonotrode in das Material des Trägerkörpers eingedrückt ist. Zu diesem Zweck weist die Sonotrode vorzugsweise einen Vorsprung auf, der den Verankerungsabschnitt lokal in einen Biegeabschnitt verformt, der im Material des Trägerkörpers eingebettet ist. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die Einbettungsfläche des Trägerkörpers ohne Hinterschnitt ausgeführt werden kann.The embedding surface can be flat and the bending section of the anchoring section can be designed as a concave "dent" that is pressed into the material of the carrier body by the sonotrode. For this purpose, the sonotrode preferably has a projection that locally deforms the anchoring section into a bending section that is embedded in the material of the carrier body. The advantage of this embodiment is that the embedding surface of the carrier body can be designed without an undercut.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Einbettungsfläche eine konkave Vertiefung aufweist. In diese Vertiefung hinein wird der Verankerungsabschnitt von der Sonotrode verformt, wenn diese auf den Verankerungsabschnitt gedrückt wird. Der Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass kein Material des Trägerkörpers verdrängt werden muss, um den Biegeabschnitt aufzunehmen (abgesehen von der geringen Materialmenge, die beim Einbetten des Verankerungsabschnittes verdrängt werden muss).It can also be provided that the embedding surface has a concave depression. The anchoring section is deformed into this depression by the sonotrode when it is pressed onto the anchoring section. The advantage of this design is that no material of the carrier body has to be displaced in order to accommodate the bending section (apart from the small amount of material that has to be displaced when embedding the anchoring section).

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Einbettungsfläche mindestens einen sich schräg zur Längsrichtung der Führungsöffnung erstreckenden Abschnitt aufweist, insbesondere derart, dass die Einbettungsfläche versetzt zur Führungsöffnung angeordnet ist. Der Biegeabschnitt des Verankerungsabschnittes wird bei dieser Ausführungsform dadurch erzeugt, dass der Verankerungsabschnitt insgesamt um mehr also die Einbettungstiefe gegenüber der Ebene verlagert wird, in der er von der Führungsöffnung geführt wird. Vorzugsweise wird der Verankerungsabschnitt gegenüber der Lage, die von der Führungsöffnung vorgegeben wird, um einen Weg verlagert, der mehr als 200% des Durchmessers des Verankerungsabschnittes beträgt.It can also be provided that the embedding surface has at least one section extending obliquely to the longitudinal direction of the guide opening, in particular such that the embedding surface is arranged offset from the guide opening. In this embodiment, the bending section of the anchoring section is created by the anchoring section being displaced overall by more than the embedding depth relative to the plane in which it is guided by the guide opening. Preferably, the anchoring section is displaced relative to the position specified by the guide opening by a distance that is more than 200% of the diameter of the anchoring section.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einbettungsfläche der Boden eines schmalen Schlitzes ist. Die Seitenwände des Schlitzes führen den Verankerungsabschnitt, so dass die Sonotrode zuverlässig durch den Schlitz hindurch auf den Verankerungsabschnitt gedrückt werden kann, auch wenn die Sonotrode eine sehr geringe Breite aufweist.According to one embodiment of the invention, the embedding surface is the bottom of a narrow slot. The side walls of the The slots guide the anchoring section so that the sonotrode can be reliably pressed through the slot onto the anchoring section, even if the sonotrode has a very small width.

Der Schlitz kann sich gerade in derselben Richtung erstrecken wie die Führungsöffnung. Dies erleichtert das Einschieben des Verankerungsabschnittes in den Schlitz und auf die Einbettungsfläche.The slot can extend in the same direction as the guide opening. This facilitates the insertion of the anchoring section into the slot and onto the embedding surface.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der Schlitz gekrümmt verläuft. Dabei wird der Verankerungsabschnitt gegenüber seiner geraden Ausgangsgestalt verformt, bevor er von der Sonotrode in die Einbettungsfläche gedrückt wird. Es ist aufgrund des gekrümmten Verlaufs des Verankerungsabschnittes nicht mehr erforderlich, ihn lokal zu verformen, um die gewünschte Sicherung gegen Herausschrauben zu erhalten.It can also be provided that the slot is curved. In this case, the anchoring section is deformed compared to its straight initial shape before it is pressed into the embedding surface by the sonotrode. Due to the curved shape of the anchoring section, it is no longer necessary to deform it locally in order to achieve the desired protection against unscrewing.

Der Schlitz hat vorzugsweise eine Breite von weniger als 2 mm, besonders bevorzugt von weniger als 1 mm. Bei dieser geringen Breite ist es nicht zwingend erforderlich, den Schlitz nachträglich zu verschließen, da der schmale Schlitz die Gebrauchsfähigkeit der Bürste nicht beeinträchtigt.The slot preferably has a width of less than 2 mm, particularly preferably less than 1 mm. With this small width, it is not absolutely necessary to subsequently close the slot, since the narrow slot does not impair the usability of the brush.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einbettungsfläche der Boden eines Schachts ist. Dies ermöglicht, eine breitere Sonotrode zu verwenden, um den Verankerungsabschnitt in die Einbettungsfläche einzudrücken. Gegebenenfalls muss dann ein Verschlussteil angebracht werden, um den Trägerkörper nach außen abzuschließen.According to an alternative embodiment, the embedding surface is the bottom of a shaft. This makes it possible to use a wider sonotrode to press the anchoring section into the embedding surface. If necessary, a closure part must then be attached to close off the carrier body from the outside.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Einbettungsfläche unterhalb von mehreren voneinander getrennten Zugangsöffnungen angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung ist die Einbettungsfläche von außen nicht oder fast nicht sichtbar; die Zugangsöffnungen können so klein ausgeführt sein, dass sie als Teil des Designs wahrgenommen werden.According to a further alternative embodiment, the embedding surface is arranged below a plurality of separate access openings. In this embodiment, the embedding surface is not or almost not visible from the outside; the access openings can be made so small that they are perceived as part of the design.

Die Führungsöffnung weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, so dass der Verankerungsabschnitt des Borsteneinsatzes zuverlässig geführt werden kann. Grundsätzlich sind aber auch andere Querschnitte möglich. Die Führungsöffnung könnte auch als Schlitz ausgeführt sein, die den Verankerungsabschnitt seitlich derart führt, dass sie an der gewünschten Stelle auf der Einbettungsfläche zu liegen kommt.The guide opening preferably has a circular cross-section so that the anchoring section of the bristle insert can be guided reliably. In principle, however, other cross-sections are also possible. The guide opening could also be designed as a slot that guides the anchoring section laterally in such a way that it comes to rest at the desired location on the embedding surface.

Wenn eine geschlossene Führungsöffnung verwendet wird, ergibt sich der Vorteil, dass der Führungsabschnitt sämtliche Belastungen vom Verankerungsabschnitt fernhält, die den Verankerungsabschnitt "nach oben" aus der Einbettungsfläche herauszuziehen versuchen. Wird die Führungsöffnung als Schlitz ausgeführt, werden vorzugsweise Vorkehrungen getroffen, die verhindern, dass Schälkräfte auf den Verankerungsabschnitt wirken. Der Schlitz sollte sich entweder in einer Richtung erstrecken, die verhindert, dass der Verankerungsabschnitt aus der Einbettungsfläche herausgezogen wird (also beispielsweise parallel zur Einbettungsfläche), oder der Schlitz wird nachträglich mit einem Deckel oder ähnlichem verschlossen, so dass sich eine geschlossene Führungsöffnung ergibt.If a closed guide opening is used, the advantage is that the guide section keeps all loads away from the anchoring section that attempt to pull the anchoring section "upwards" out of the embedding surface. If the guide opening is designed as a slot, precautions are preferably taken to prevent peeling forces from acting on the anchoring section. The slot should either extend in a direction that prevents the anchoring section from being pulled out of the embedding surface (i.e. parallel to the embedding surface, for example), or the slot is subsequently closed with a cover or similar, resulting in a closed guide opening.

Um den Verankerungsabschnitt zuverlässig führen zu können, ist der Querschnitt der Führungsöffnung vorzugsweise an den Querschnitt des Verankerungsabschnittes angepasst; die Führungsöffnung hat einen geringfügig größeren Querschnitt. Die Querschnittsfläche beträgt vorzugsweise weniger als 2 mm2 ist und insbesondere weniger als 1 mm2.In order to be able to guide the anchoring section reliably, the cross-section of the guide opening is preferably adapted to the cross-section of the anchoring section; the guide opening has a slightly larger cross-section. The cross-sectional area is preferably less than 2 mm 2 and in particular less than 1 mm 2 .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:

  • Figur 1a in einer Draufsicht einen Trägerkörper gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem daran anzubringenden Borsteneinsatz;
  • Figur 1b in einer Draufsicht einen Trägerkörper gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einem daran anzubringenden Borsteneinsatz;
  • Figur 2a den Trägerkörper und den Borsteneinsatz von Figur 1a in einer perspektivischen Schnittansicht;
  • Figur 2b den Trägerkörper und den Borsteneinsatz von Figur 1b in einer perspektivischen Ansicht;
  • Figur 3 in einer Schnittansicht einen Trägerkörper gemäß einer dritten Ausführungsform mit daran anzubringenden Borsteneinsatz;
  • die Figuren 4a bis 4e schematisch verschiedene Schritte der Anbringung eines Borsteneinsatzes an einem Trägerkörper und einen vergrößerten Schnitt durch den Trägerkörper mit darin eingebettetem Verankerungsabschnitt;
  • die Figuren 5a bis 5c verschiedene Schritte der Anbringung eines Borsteneinsatzes an einem Trägerkörper, der ähnlich dem Trägerkörper von Figur 3 ausgeführt ist;
  • die Figuren 6a und 6b schematisch die Anbringung eines Borsteneinsatzes an einem Trägerkörper gemäß einer alternativen Ausführungsform,
  • die Figuren 7a und 7b schematisch die Anbringung eines Borsteneinsatzes an einem Trägerkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • die Figuren 8a und 8b zwei Schritte der Anbringung eines Verschlussteils am Trägerkörper von Figur 5;
  • die Figuren 9a und 9b zwei Schritte der Anbringung eines Verschlussteils am Trägerkörper von Figur 7;
  • die Figuren 10a bis 10d in einer Seitenansicht und einer Draufsicht die Anbringung eines Verschlussteils an einem Trägerkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform und die fertige Bürste;
  • Figur 11 schematisch die Anbringung eines Borsteneinsatzes mit einer Sonotrode gemäß einer weiteren Ausgestaltung;
  • Figur 12 schematisch die Anbringung eines Borsteneinsatzes mit einer Sonotrode gemäß einer wiederum weiteren Ausgestaltung;
  • Figur 13 in einer Schnittansicht einen Trägerkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • Figur 14 in einer Seitenansicht einen Borsteneinsatz in einem Zustand, wie er im Trägerkörper von Figur 13 verankert ist;
  • Figur 15 einen Sonotrode, wie sie zum Befestigen des Borsteneinsatzes von Figur 14 im Trägerkörper von Figur 13 verwendet wird;
  • die Figuren 16a bis 16d in einer Seitenansicht, zwei schematischen Ansichten und einer Schnittansicht verschiedene Schritte der Befestigung eines Borsteneinsatzes in einem Trägerkörper ähnlich der Ausführungsform von Figur 13; und
  • die Figuren 17a bis 17d verschiedene Varianten einer Bürste gemäß einer weiteren Ausgestaltung, wobei der Trägerkörper auf der Ausführungsform gemäß Figur 13 basiert..
The invention is described below with reference to various embodiments which are shown in the accompanying drawings, in which:
  • Figure 1a in a plan view a carrier body according to a first embodiment with a bristle insert to be attached thereto;
  • Figure 1b in a plan view a carrier body according to a second embodiment with a bristle insert to be attached thereto;
  • Figure 2a the carrier body and the bristle insert of Figure 1a in a perspective sectional view;
  • Figure 2b the carrier body and the bristle insert of Figure 1b in a perspective view;
  • Figure 3 in a sectional view a carrier body according to a third embodiment with a bristle insert to be attached thereto;
  • the Figures 4a to 4e schematically shows various steps of attaching a bristle insert to a carrier body and an enlarged section through the carrier body with an anchoring section embedded therein;
  • the Figures 5a to 5c various steps of attaching a bristle insert to a carrier body, which is similar to the carrier body of Figure 3 is carried out;
  • the Figures 6a and 6b schematically the attachment of a bristle insert to a carrier body according to an alternative embodiment,
  • the Figures 7a and 7b schematically shows the attachment of a bristle insert to a carrier body according to a further embodiment;
  • the Figures 8a and 8b two steps of attaching a closure part to the carrier body of Figure 5 ;
  • the Figures 9a and 9b two steps of attaching a closure part to the carrier body of Figure 7 ;
  • the Figures 10a to 10d in a side view and a top view the attachment of a closure part to a carrier body according to a further embodiment and the finished brush;
  • Figure 11 schematically shows the attachment of a bristle insert with a sonotrode according to a further embodiment;
  • Figure 12 schematically shows the attachment of a bristle insert with a sonotrode according to yet another embodiment;
  • Figure 13 in a sectional view a carrier body according to a further embodiment;
  • Figure 14 in a side view a bristle insert in a state as it is in the carrier body of Figure 13 is anchored;
  • Figure 15 a sonotrode, such as those used to attach the bristle insert of Figure 14 in the carrier body of Figure 13 is used;
  • the Figures 16a to 16d in a side view, two schematic views and a sectional view various steps of fastening a Bristle insert in a carrier body similar to the embodiment of Figure 13 ; and
  • the Figures 17a to 17d different variants of a brush according to a further embodiment, wherein the carrier body is based on the embodiment according to Figure 13 based..

In den Figuren 1a und 2a sind ein Borsteneinsatz 10 und ein Trägerkörper 20 gezeigt, die, wenn sie zusammengefügt sind, eine Bürste bilden. Es handelt sich hier um ein Kosmetikbürstchen, eine Mascarabürste oder eine Interdentalbürste.In the Figures 1a and 2a a bristle insert 10 and a carrier body 20 are shown which, when joined together, form a brush. This is a cosmetic brush, a mascara brush or an interdental brush.

Der Borsteneinsatz 10 besteht aus einem Drahtstück, das in der Mitte umgebogen ist, so dass zwei gleich lange Abschnitte erhalten sind. Diese werden miteinander verdrillt. Dabei werden in einem Bereich eine Vielzahl von Borsten zwischen den beiden miteinander verdrillten Drahtabschnitte eingebracht, so dass die Borsten zwischen den Drahtabschnitten eingeklemmt werden.The bristle insert 10 consists of a piece of wire that is bent in the middle so that two sections of equal length are obtained. These are twisted together. In this process, a large number of bristles are inserted in one area between the two twisted wire sections so that the bristles are clamped between the wire sections.

Die Borsten bilden einen Borstenabschnitt 12. Außerhalb des Borstenabschnittes 12 sind die verdrillten Drahtabschnitte frei von Borsten.The bristles form a bristle section 12. Outside the bristle section 12, the twisted wire sections are free of bristles.

Das dem Borstenabschnitt 12 entgegengesetzte Ende des verdrillten Drahts bildet einen Verankerungsabschnitt 14, der dafür vorgesehen ist, fest mit dem Trägerkörper 20 verbunden zu werden.The end of the twisted wire opposite the bristle portion 12 forms an anchoring portion 14 which is intended to be firmly connected to the carrier body 20.

Der Trägerkörper 20 besteht aus einem nachwachsenden Rohstoff, nämlich Holz oder Bambus, und weist einen Griffabschnitt 22 und einen Führungsabschnitt 24 auf.The carrier body 20 consists of a renewable raw material, namely wood or bamboo, and has a handle section 22 and a guide section 24.

Im Griffabschnitt 22 ist ein Schlitz 26 vorgesehen, der hier in einer Draufsicht betrachtet mehrfach gekrümmt verlauft, also wellenförmig.A slot 26 is provided in the handle section 22, which, viewed here in a plan view, runs in a multiply curved manner, i.e. in a wave-like manner.

Auf seiner dem Führungsabschnitt zugewandten Seite geht der Schlitz 26 in eine Führungsöffnung 28 über, die sich durch den Führungsabschnitt 24 erstreckt.On its side facing the guide section, the slot 26 merges into a guide opening 28 which extends through the guide section 24.

Der Schlitz 26 erstreckt sich von einer Außenseite des Griffabschnittes in das Innere des Trägerkörpers 20 hinein. Die Bodenfläche des Schlitzes 26 bildet eine Einbettungsfläche 30. Aufgrund des Schlitzes 26 ist die Einbettungsfläche 30 seitlich (bezogen auf die Längsrichtung der Führungsöffnung 28) zugänglich, insbesondere in einer zur Längsrichtung der Führungsöffnung 28 senkrechten Richtung.The slot 26 extends from an outside of the handle section into the interior of the carrier body 20. The bottom surface of the slot 26 forms an embedding surface 30. Due to the slot 26, the embedding surface 30 is accessible laterally (relative to the longitudinal direction of the guide opening 28), in particular in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the guide opening 28.

Die Einbettungsfläche 30 liegt auf demselben Niveau wie die Führungsöffnung 28 (genauer gesagt wie der Teil der Wandung der Führungsöffnung 28, der abgewandt von der Seite des Trägerkörpers 20 ist, auf der der Schlitz 26 außen mündet). Die Führungsöffnung 28 geht also unmittelbar und eben in die Einbettungsfläche 30 über.The embedding surface 30 is at the same level as the guide opening 28 (more precisely, as the part of the wall of the guide opening 28 that faces away from the side of the carrier body 20 on which the slot 26 opens outwards). The guide opening 28 therefore merges directly and evenly into the embedding surface 30.

Wenn der Verankerungsabschnitt 14 des Borsteneinsatzes 10 in die Führungsöffnung 28 eingeschoben wird, gelangt er in den Schlitz 26. Beim weiteren Einschieben gleitet er entlang der Einbettungsfläche 30, wobei der Verankerungsabschnitt die wellenförmige Gestalt des Schlitzes 26 annimmt.When the anchoring section 14 of the bristle insert 10 is inserted into the guide opening 28, it enters the slot 26. As it is pushed in further, it slides along the embedding surface 30, whereby the anchoring section assumes the wave-like shape of the slot 26.

In den Figuren 1b und 2b ist eine zweite Ausführungsform des Trägerelements 20 gezeigt. Für die von der vorhergehenden Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In the Figures 1b and 2b a second embodiment of the carrier element 20 is shown. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiment and reference is made to the above explanations.

Der Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, dass der Schlitz 26 nicht gekrümmt verläuft, sondern gerade und in der Verlängerung der Führungsöffnung 28.The difference to the first embodiment is that the slot 26 is not curved, but straight and in the extension of the guide opening 28.

In Figur 3 ist eine wiederum weitere Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In Figure 3 Yet another embodiment is shown. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments and reference is made to the above explanations.

Der Unterschied zur zweiten Ausführungsform besteht darin, dass zwischen der Einbettungsfläche 30 und der Führungsöffnung 28 eine Vertiefung 32 vorgesehen ist. Die Tiefe der Vertiefung 32 beträgt mehr als 100% des Durchmessers des Verankerungsabschnittes 14 des Borsteneinsatzes 10. Die Breite des Vertiefung 32 (gemessen senkrecht zur Einschubrichtung und senkrecht zur Tiefenrichtung) entspricht der Breite des sich an die Vertiefung anschließenden Schlitzes 26 und der Breite der Einbettungsfläche 30.The difference from the second embodiment is that a recess 32 is provided between the embedding surface 30 and the guide opening 28. The depth of the recess 32 is more than 100% of the diameter of the anchoring section 14 of the bristle insert 10. The width of the recess 32 (measured perpendicular to the insertion direction and perpendicular to the depth direction) corresponds to the width of the slot 26 adjoining the recess and the width of the embedding surface 30.

Um zu verhindern, dass der Verankerungsabschnitt 14 am Rand der Vertiefung 32 hängenbleibt, ist am Übergang zur Einbettungsfläche 30 eine Fase 34 vorgesehen.In order to prevent the anchoring section 14 from getting caught on the edge of the recess 32, a chamfer 34 is provided at the transition to the embedding surface 30.

Anhand der Figuren 4a bis 4e wird nachfolgend allgemein erläutert, wie der Borsteneinsatz 10 am Trägerkörper 20 befestigt wird. Auch hier werden für die Bauteile, die von den Figuren 1 bis 3 bekannt sind, dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.Based on Figures 4a to 4e The following explains in general terms how the bristle insert 10 is attached to the carrier body 20. Here too, for the components that are Figures 1 to 3 known, the same reference numerals are used and reference is made to the above explanations.

In einem ersten Schritt wird der Borsteneinsatz 10 mit seinem Verankerungsabschnitt in den Trägerkörper eingeschoben (Figur 4a), genauer gesagt durch die Führungsöffnung 28 bis in den Schlitz, so dass der Verankerungsabschnitt 14 auf der Einbettungsfläche 30 liegt (Figuren 4b und 4c).In a first step, the bristle insert 10 with its anchoring section is inserted into the carrier body ( Figure 4a ), more precisely through the guide opening 28 into the slot, so that the anchoring section 14 lies on the embedding surface 30 ( Figures 4b and 4c ).

Dann wird eine Sonotrode 60 von außen in den Schlitz eingeschoben (Figur 4d) und so weit bewegt, bis sie auf dem Verankerungsabschnitt 14 aufliegt.Then a sonotrode 60 is inserted into the slot from the outside ( Figure 4d ) and moved until it rests on the anchoring section 14.

Die Form und die Abmessungen der Sonotrode 60 entsprechen der Form und den Abmessungen des Schlitzes 26 (oder die Abmessungen sind geringfügig kleiner), so dass die Sonotrode auf den Verankerungsabschnitt 14 des Borsteneinsatzes 10 geführt wird.The shape and dimensions of the sonotrode 60 correspond to the shape and dimensions of the slot 26 (or the dimensions are slightly smaller) so that the sonotrode is guided onto the anchoring section 14 of the bristle insert 10.

Die Sonotrode 60 wird so aktiviert, dass sie Ultraschall-Schwingungen auf den Verankerungsabschnitt 14 überträgt. Diese führen aufgrund der Reibung mit dem Material des Trägerkörpers 20 dazu, dass das Material erwärmt wird. Durch den mechanischen Druck, den die Sonotrode 60 auf den Verankerungsabschnitt 14 ausübt, wird dieser in das erwärmte Material des Trägerkörpers 20 eingedrückt und verbindet sich mit diesem.The sonotrode 60 is activated in such a way that it transmits ultrasonic vibrations to the anchoring section 14. Due to the friction with the material of the carrier body 20, these cause the material to be heated. Due to the mechanical pressure that the sonotrode 60 exerts on the anchoring section 14, the latter is pressed into the heated material of the carrier body 20 and connects with it.

Dieser Vorgang des Einbettens kann so weit fortgeführt werden, dass die beiden Drahtabschnitte des Verankerungsabschnittes 14 (zumindest nahezu) vollständig in den Trägerkörper einsinken. Anders ausgedrückt: der Verankerungsabschnitt liegt dann, nachdem er in das Material des Trägerkörpers eingebettet ist, (zumindest nahezu) vollständig unterhalb der Einbettungsfläche 30 (siehe Figur 4e). Bei härteren Materialien des Trägerkörpers kann der Verankerungsabschnitt aber auch nur teilweise in die Einbettungsfläche eingedrückt werden. Es hat sich herausgestellt, dass auch in einem solchen Fall sich eine überraschend hohe und in jedem Fall ausreichende Auszugskraft ergibt.This embedding process can be continued until the two wire sections of the anchoring section 14 sink (at least almost) completely into the carrier body. In other words: the anchoring section, after being embedded in the material of the carrier body, is then (at least almost) completely below the embedding surface 30 (see Figure 4e ). However, if the carrier body is made of harder materials, the anchoring section can also be pressed only partially into the embedding surface. It has been found that even in such a case, a surprisingly high and in any case sufficient pull-out force is achieved.

Anhand der Figuren 5a bis 5c wird nachfolgend erläutert, wie der Verankerungsabschnitt 14 an einem Trägerkörper befestigt wird, der die von den Figuren 1b und 2b bekannte Vertiefung 32 aufweist. Die Querschnittsform der Vertiefung 32 ist hier leicht abweichend zu Figur 3, nämlich V-förmig.Based on Figures 5a to 5c It is explained below how the anchoring section 14 is attached to a carrier body which supports the Figures 1b and 2b known recess 32. The cross-sectional shape of the recess 32 is slightly different to Figure 3 , namely V-shaped.

Der Borsteneinsatz 10 wird in derselben Weise wie anhand der Figuren 4a bis 4c beschrieben in den Trägerkörper 20 eingeschoben. Dabei liegt der vorderste Bereich des Verankerungsabschnittes freitragend über der Vertiefung 32.The bristle insert 10 is mounted in the same way as described Figures 4a to 4c described into the carrier body 20. The frontmost area of the anchoring section lies cantilevered above the recess 32.

Die hier verwendete Sonotrode 60 ist mit einem Verformungsvorsprung 62 versehen, der, wenn die Sonotrode 60 auf den Verankerungsabschnitt 14 gedrückt wird, diesen lokal in die Vertiefung 32 eindrückt. Hierdurch ist ein konkaver Biegeabschnitt 16 am Verankerungsabschnitt 14 gebildet.The sonotrode 60 used here is provided with a deformation projection 62 which, when the sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, presses the latter locally into the recess 32. As a result, a concave bending section 16 is formed on the anchoring section 14.

Der Biegeabschnitt 16 wird in derselben Weise wie der restliche (gerade) Teil des Verankerungsabschnittes 14 von der Sonotrode in das Material des Trägerkörpers 20 eingepresst.The bending section 16 is pressed into the material of the carrier body 20 by the sonotrode in the same way as the remaining (straight) part of the anchoring section 14.

Der Biegeabschnitt 16 verbessert die Verankerungskraft, die das Material des Trägerkörpers 20 auf den Verankerungsabschnitt 14 ausübt. Insbesondere verhindert der Biegeabschnitt 16, dass der Verankerungsabschnitt 14 aus dem Material des Trägerkörpers 20 herausgeschraubt werden kann.The bending section 16 improves the anchoring force that the material of the carrier body 20 exerts on the anchoring section 14. In particular, the bending section 16 prevents the anchoring section 14 from being unscrewed from the material of the carrier body 20.

Wenn der Schlitz 26 sehr schmal ist, muss er nicht verschlossen werden. Da er sehr viel tiefer als breit ist, ist der Verankerungsabschnitt 14 am Boden des Schlitzes nicht oder kaum zu sehen.If the slot 26 is very narrow, it does not need to be closed. Since it is much deeper than it is wide, the anchoring section 14 at the bottom of the slot is not or hardly visible.

Alternativ zu einem Verfahren, bei dem die Sonotrode den Verankerungsabschnitt 14 beim Einbetten verformt, kann vorgesehen sein, dass die Schritte Verformen und Einbetten von zwei verschiedenen Werkzeugen nacheinander durchgeführt werden. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn der Draht so dick ist, dass man zum Verformen vorzugsweise ein dafür ausgelegtes, etwas massiveres Werkzeug verwendet als die u.U. eher filigrane Sonotrode.As an alternative to a method in which the sonotrode deforms the anchoring section 14 during embedding, it can be provided that the deformation and embedding steps are carried out one after the other by two different tools. This is particularly useful when the wire is so thick that a tool designed for this purpose, somewhat more solid, is preferably used for deformation than the possibly more delicate sonotrode.

Bei dieser Alternative wird der Verankerungsabschnitt auf die Einbettungsfläche geschoben, dann mittels eines Stempels verformt und anschließend mittels der Sonotrode in die Einbettungsfläche eingepresst.In this alternative, the anchoring section is pushed onto the embedding surface, then deformed using a stamp and then pressed into the embedding surface using the sonotrode.

Anhand der Figuren 6a und 6b wird eine alternative Ausgestaltung des Trägerkörpers 20 und das Verbinden eines Borsteneinsatze 10 mit diesem Trägerkörper 20 beschrieben. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.Based on Figures 6a and 6b an alternative design of the carrier body 20 and the connection of a bristle insert 10 to this carrier body 20 are described. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments, and reference is made to the above explanations in this regard.

Die Einbettungsfläche 30 geht hier eben und ohne Vertiefung oder ähnliches in die Führungsöffnung 28 über. In einem Bereich, in dem ein Biegeabschnitt 16 am Verankerungsabschnitt 14 erzeugt werden soll, ist die Sonotrode 60 mit einem Verformungsvorsprung 62 versehen. Dort wird, wenn die aktivierte Sonotrode 60 auf den Verankerungsabschnitt 14 gedrückt wird, der Verankerungsabschnitt 14 so verformt, dass er tief ins Material des Trägerkörpers 20 eindringt und dabei das Negativ der Kontur des Verformungsvorsprungs 62 annimmt.The embedding surface 30 here merges into the guide opening 28 in a flat manner and without a depression or the like. In an area in which a bending section 16 is to be created on the anchoring section 14, the sonotrode 60 is provided with a deformation projection 62. When the activated sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, the anchoring section 14 is deformed in such a way that it penetrates deeply into the material of the carrier body 20 and thereby assumes the negative of the contour of the deformation projection 62.

Der Verformungsvorsprung 62 ist hier in der Nähe der Führungsöffnung 28 gezeigt. Es ist allerdings auch möglich, den Verformungsvorsprung 62 in größerem Abstand von der Führungsöffnung 28 anzubringen. Allerdings ist es vorteilhaft, den Biegeabschnitt möglichst nahe an der Führungsöffnung und damit möglichst nahe an dem Abschnitt der Borsteneinsatzes 10 anzubringen, an dem ein eventuelles Drehmoment eingeleitet wird. Dies gewährleistet, dass das Drehmoment vom Biegeabschnitt abgefangen und der "dahinterstehende" Teil des Verankerungsabschnittes nicht mit dem Drehmoment beaufschlagt wird, sondern zur Übertragung von Zugkräften zur Verfügung steht.The deformation projection 62 is shown here near the guide opening 28. However, it is also possible to attach the deformation projection 62 at a greater distance from the guide opening 28. However, it is advantageous to attach the bending section as close as possible to the guide opening and thus as close as possible to the section of the bristle insert 10 where a possible torque is introduced. This ensures that the torque is absorbed by the bending section and that the part of the anchoring section "behind" it is not subjected to the torque, but is available to transmit tensile forces.

Anhand der Figuren 7a und 7b wird eine weitere Ausführungsform des Trägerkörpers 20 und eine sich daraus ergebende, leicht abweichende Art der Befestigung des Verbindungsabschnittes am Trägerkörper erläutert. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.Based on Figures 7a and 7b A further embodiment of the carrier body 20 and a resulting, slightly different type of fastening of the connecting section to the carrier body are explained. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments and reference is made to the above explanations in this regard.

Der Unterschied zu den bisherigen Ausführungsformen besteht darin, dass bei der Ausführungsform der Figuren 7a, 7b die Einbettungsfläche 30 auf einem Niveau liegt, das sich unterhalb des Niveaus der Führungsöffnung 28 befindet. Wenn der Verankerungsabschnitt 14 durch die Führungsöffnung 28 geschoben wird, liegt er frei zunächst oberhalb der Einbettungsfläche 30.The difference to the previous embodiments is that in the embodiment of the Figures 7a, 7b the embedding surface 30 is at a level which is below the level of the guide opening 28. When the anchoring section 14 is pushed through the guide opening 28, it initially lies freely above the embedding surface 30.

Wenn die Sonotrode 60 auf den Verankerungsabschnitt 14 gedrückt wird, drückt sie diesen zunächst auf die Einbettungsfläche herunter. Dabei wird der Draht am Übergang zu dem Bereich des Borsteneinsatzes 10, der sich in der Führungsöffnung 28 befindet, gebogen, so dass dort ein Biegeabschnitt 17 gebildet wird. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen, bei denen der Biegeabschnitt 16 konkav ist, ist der Biegeabschnitt 17 nur in einer Richtung schräg, da er den Höhenversatz zwischen der Führungsöffnung 28 und der Einbettungsfläche überbrücken muss.When the sonotrode 60 is pressed onto the anchoring section 14, it initially presses it down onto the embedding surface. The wire is bent at the transition to the area of the bristle insert 10 that is located in the guide opening 28, so that a bending section 17 is formed there. In contrast to the previous embodiments, in which the bending section 16 is concave, the bending section 17 is only inclined in one direction, since it has to bridge the height offset between the guide opening 28 and the embedding surface.

Anschließend wird die Sonotrode aktiviert, und der Verankerungsabschnitt 14 wird in das Material des Trägerkörpers 20 eingedrückt. Dabei erhöht sich die Verformung des Biegeabschnittes 17,da er nun auch noch zusätzlich die Einbettungstiefe überbrücken muss.The sonotrode is then activated and the anchoring section 14 is pressed into the material of the carrier body 20. The deformation of the bending section 17 increases because it now also has to bridge the embedding depth.

In dem Bereich, in dem der Biegeabschnitt 17 erzeugt wird, dann der Trägerkörper eine Schräge aufweisen. Alternativ bildet sich der Biegeabschnitt 17 unter der Wirkung der Sonotrode 60 selbst seinen Weg.In the area in which the bending section 17 is created, the carrier body then has a slope. Alternatively, the bending section 17 forms its own path under the action of the sonotrode 60.

Wenn anstelle des Schlitzes eine breitere Ausnehmung verwendet wird oder der Schlitz trotz seiner geringen Breite verschlossen werden soll, kann, nachdem der Verankerungsabschnitt 14 in das Material des Trägerkörpers 20 eingebettet ist, diese Ausnehmung wieder verschlossen werden. Hierzu kann ein Verschlussteil 40 verwendet werden (siehe die Figuren 8a und 8b), das auf eine beliebige geeignete Art und Weise (gezeigt ist hier ein Pressstempel 70) fest am Trägerkörper 20 angebracht wird. Dieser entspricht hier der Ausführungsform von Figur 5.If a wider recess is used instead of the slot or if the slot is to be closed despite its small width, this recess can be closed again after the anchoring section 14 is embedded in the material of the carrier body 20. A closure part 40 can be used for this purpose (see the Figures 8a and 8b ), which is firmly attached to the carrier body 20 in any suitable manner (shown here is a press stamp 70). This corresponds here to the embodiment of Figure 5 .

Auch bei einem Trägerkörper 20, bei dem die Einbettungsfläche 30 relativ zur Führungsöffnung 28 versetzt ist, wie dies von Figur 7 bekannt ist, kann ein Verschlussteil 40 eingesetzt werden. Die ist in den Figuren 9a und 9b gezeigt.Even in the case of a carrier body 20 in which the embedding surface 30 is offset relative to the guide opening 28, as is the case with Figure 7 known, a closure part 40 can be used. This is shown in the Figures 9a and 9b shown.

In den Figuren 10a bis 10d ist eine alternative Ausführungsform des Trägerkörpers 20 gezeigt. Für die von den vorhergehenden Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In the Figures 10a to 10d an alternative embodiment of the carrier body 20 is shown. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments and reference is made to the above explanations.

Der Unterschied zwischen den vorhergehenden Ausführungsformen und der Ausführungsform von Figur 10 besteht darin, dass hier kein schmaler Schlitz vorgesehen ist, durch den die Sonotrode auf den Verankerungsabschnitt 14 gedrückt wird, sondern ein breiter Schacht 29, dessen Boden die Einbettungsfläche 30 ist. Dementsprechend ist das Verschlussteil hier plattenförmig ausgeführt.The difference between the previous embodiments and the embodiment of Figure 10 is that there is no narrow slot through which the sonotrode is pressed onto the anchoring section 14, but rather a wide shaft 29, the bottom of which is the embedding surface 30. Accordingly, the closure part is designed in the form of a plate.

In Figur 11 ist eine andere Ausgestaltung der Sonotrode 60 gezeigt. Der Unterschied zur Sonotrode, wie sie aus Figur 6 bekannt ist, besteht darin, dass ein Verformungsvorsprung 63 verwendet wird, der nicht V-förmig oder spitz ist, sondern eine abgerundete Kontur hat.In Figure 11 A different design of the sonotrode 60 is shown. The difference to the sonotrode as shown in Figure 6 is that a deformation projection 63 is used which is not V-shaped or pointed, but has a rounded contour.

In Figur 12 ist eine weitere Ausführungsvariante der Sonotrode 60 gezeigt. Der Unterschied zu Figur 11 besteht darin, dass hier drei spitze Verformungsvorsprünge 62 vorgesehen sind, so dass drei Biegeabschnitte gebildet werden, die tief im Material des Trägerkörpers 20 eingebettet sind.In Figure 12 Another variant of the Sonotrode 60 is shown. The difference to Figure 11 is that three pointed deformation projections 62 are provided here, so that three bending sections are formed which are deeply embedded in the material of the carrier body 20.

In den Figuren 13 und 14 sind ein Trägerkörper 20 und ein Borsteneinsatz 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorherigen Ausführungsformen bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.In the Figures 13 and 14 a carrier body 20 and a bristle insert 10 according to a further embodiment are shown. The same reference numerals are used for the components known from the previous embodiments and reference is made to the above explanations in this regard.

Der Unterschied zwischen der Ausführungsform des Trägerkörpers 20 von Figur 13 und den Trägerkörpern aus den anderen Ausführungsformen besteht darin, dass bei der Ausführungsform von Figur 13 der Zugang zur Einbettungsfläche 30 nicht über einen einzigen Schlitz erfolgt, sondern über eine Mehrzahl von separaten, also voneinander getrennten Zugangsöffnungen 27. Diese erstrecken sich ähnlich wie Belüftungsschächte in einem Bergwerk, die zu einem Stollen führen; die Einbettungsfläche 30 ist am Boden des zu belüftenden Stollens angeordnet.The difference between the embodiment of the carrier body 20 of Figure 13 and the carrier bodies from the other embodiments is that in the embodiment of Figure 13 access to the embedding surface 30 is not via a single slot, but via a plurality of separate, i.e. separate access openings 27. These extend in a similar way to ventilation shafts in a mine that lead to a tunnel; the embedding surface 30 is arranged at the bottom of the tunnel to be ventilated.

Um die gewünschte Verdrehsicherung für den Verankerungsabschnitt 14 des Borsteneinsatzes 10 zu erzielen, sind einige der Zugangsöffnungen 27 so tief ausgeführt, dass sich eine Vertiefung 32 ergibt, wie sie von z.B. der Ausführungsform von Figur 3 bekannt ist.In order to achieve the desired anti-twisting feature for the anchoring section 14 of the bristle insert 10, some of the access openings 27 are made so deep that a recess 32 is formed, as is the case, for example, with the embodiment of Figure 3 is known.

Die Kontur des in die Einbettungsfläche 30 eingedrückten und dort befestigten Verankerungsabschnittes 14 des Borsteneinsatzes 10 ist in Figur 14 zu sehen. Entsprechend den beiden Vertiefungen 32 der Verankerungsfläche hat der Verankerungsabschnitt 14 zwei "Dellen". Im Ausgangszustand, also bevor der Verankerungsabschnitt 14 in den Trägerkörper eingeschoben und mit diesem verbunden ist, erstreckt sich der Verankerungsabschnitt geradlinig.The contour of the anchoring section 14 of the bristle insert 10, which is pressed into the embedding surface 30 and fixed there, is in Figure 14 The anchoring section 14 has two "dents" corresponding to the two depressions 32 of the anchoring surface. In the initial state, i.e. before the Anchoring section 14 is inserted into the carrier body and connected thereto, the anchoring section extends in a straight line.

Ein Beispiel einer Sonotrode 60, mit der bei einem Trägerkörper 10 mit mehreren Zugangsöffnungen 27 der Verankerungsabschnitt 14 verformt und mit der Einbettungsfläche 30 verbunden wird, ist in Figur 15 zu sehen. Die Sonotrode 60 weist mehrere Stifte 61 auf, die sich jeweils durch eine der Zugangsöffnungen in den Trägerkörper 20 hinein erstrecken und dort auf den Verankerungsabschnitt 14 drücken. Die Stifte 61 sind mit geeigneten Längen ausgeführt, also dort länger, wo eine Vertiefung 32 vorgesehen ist.An example of a sonotrode 60, with which the anchoring section 14 is deformed and connected to the embedding surface 30 in a carrier body 10 with several access openings 27, is shown in Figure 15 The sonotrode 60 has several pins 61, each of which extends through one of the access openings into the carrier body 20 and presses there onto the anchoring section 14. The pins 61 are designed with suitable lengths, i.e. longer where a recess 32 is provided.

Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen, bei denen die Sonotrode 60 den Verankerungsabschnitt 14 durchgehend in die Einbettungsfläche 30 eingedrückt hat, werden hier mehrere voneinander getrennte Stellen erzeugt, an denen der Verankerungsabschnitt 14 mit dem Material des Trägerkörpers 20 verbunden ist. Es hat sich herausgestellt, dass auch auf diese Weise die gewünschte hohe Haltekraft erzielt werden kann.In contrast to the previous embodiments, in which the sonotrode 60 has pressed the anchoring section 14 continuously into the embedding surface 30, here several separate locations are created at which the anchoring section 14 is connected to the material of the carrier body 20. It has been found that the desired high holding force can also be achieved in this way.

In den Figuren 16a bis 16d ist zu sehen, wie ein Borsteneinsatz 10 mit einem Trägerkörper 20 verbunden wird, der mehrere getrennte Zugangsöffnungen 27 aufweist.In the Figures 16a to 16d it can be seen how a bristle insert 10 is connected to a carrier body 20 which has several separate access openings 27.

Der Borsteneinsatz 10 wird mit geradem Verankerungsabschnitt 14 in die Führungsöffnung 28 eingeschoben, so dass der Verankerungsabschnitt 14 auf der Einbettungsfläche 30 liegt (Figuren 16a und 16b).The bristle insert 10 is inserted with a straight anchoring section 14 into the guide opening 28 so that the anchoring section 14 lies on the embedding surface 30 ( Figures 16a and 16b ).

Anschließend wird der Verankerungsabschnitt 14 mittels einer Sonotrode 60, wie sie in Figur 15 gezeigt ist, erwärmt und gegen das Material des Trägerkörpers 20 gepresst, wobei der Verankerungsabschnitt entsprechend dem Vorhandensein einer Vertiefung 32 plastisch verformt wird (siehe die Figuren 16c und 16d). Zusätzlich wird ähnlich wie bei der Ausführungsform der Figuren 7a und 7b ein Biegeabschnitt 17 gebildet, der den Höhenversatz zwischen der Führungsöffnung 28 und der Einbettungsfläche 30 überbrückt.The anchoring section 14 is then heated by means of a sonotrode 60 as shown in Figure 15 shown, heated and pressed against the material of the carrier body 20, whereby the anchoring section is plastically deformed according to the presence of a recess 32 (see the Figures 16c and 16d ). In addition, similar to the embodiment of the Figures 7a and 7b a bending section 17 is formed which bridges the height offset between the guide opening 28 and the embedding surface 30.

Da die Zugangsöffnungen 27 einen sehr kleinen Querschnitt haben, ist es nicht nötig, sie mit einem separaten Verschlussteil zu verschließen.Since the access openings 27 have a very small cross-section, it is not necessary to close them with a separate closure part.

In den Figuren 17a bis 17d sind verschiedene Varianten einer Bürste gezeigt, bei der zusätzlich zu mehreren Zugangsöffnungen 27 eine Vielzahl von kleinen Aussparungen 80 vorhanden ist. Die Aussparungen dienen dazu, die Griffigkeit zu erhöhen. Jede der Aussparungen 80 hat einen Querschnitt, der dem Querschnitt der Zugangsöffnungen 27 entspricht. Daher unterscheiden sich die Zugangsöffnungen 27 nur aufgrund ihrer Tiefe von den Aussparungen 80; am Boden der Aussparungen ist der Verankerungsabschnitt 14 sichtbar. Da der Querschnitt der Zugangsöffnungen aber recht klein ist, ist es nicht nötig, die Zugangsöffnungen zu verschließen; sie sind in der Menge der Aussparungen 80 kaum als solche zu identifizieren.In the Figures 17a to 17d various variants of a brush are shown in which, in addition to several access openings 27, a large number of small recesses 80 are present. The recesses serve to increase the grip. Each of the recesses 80 has a cross-section that corresponds to the cross-section of the access openings 27. Therefore, the access openings 27 differ from the recesses 80 only in terms of their depth; the anchoring section 14 is visible at the bottom of the recesses. However, since the cross-section of the access openings is quite small, it is not necessary to close the access openings; they are hardly identifiable as such in the number of recesses 80.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Trägerkörper und Bürsten besteht darin, dass aufgrund des für den Trägerkörper verwendeten nachwachsenden Rohstoffs (nämlich Holz oder Bambus) sich eine gute Ökobilanz und eine hohe Nachhaltigkeit ergibt. Auch müssen keine Klebstoffe oder sonstige chemischen Produkte verwendet werden; es ergibt sich nur aufgrund des aufgebrachten Drucks und der erzeugten Wärme eine mechanisch feste Verbindung zwischen dem Verankerungsabschnitt 14 des Borsteneinsatzes 10 und dem Material des Trägerkörpers 20.The particular advantage of the carrier bodies and brushes according to the invention is that the renewable raw material used for the carrier body (namely wood or bamboo) results in a good ecological balance and a high level of sustainability. No adhesives or other chemical products need to be used either; a mechanically strong connection between the anchoring section 14 of the bristle insert 10 and the material of the carrier body 20 is only created due to the applied pressure and the heat generated.

Claims (20)

  1. A carrier body (20) for a bristle insert (10) which is formed from two wire sections twisted with each other, the carrier body (20) having a guide opening (28) having a cross-section that is larger than the cross-section of the twisted wire of the bristle insert (10) to be attached to the carrier body (20), and an embedding surface (30) which is accessible in a direction that is lateral relative to the longitudinal direction of the guide opening (28), in particular perpendicular to the longitudinal direction of the guide opening, wherein the carrier body (20) is made of wood or bamboo.
  2. The carrier body (20) according to claim 1, characterized in that the embedding surface (30) is flat.
  3. The carrier body (20) according to claim 1, characterized in that the embedding surface (30) is arranged offset from the guide opening (28).
  4. The carrier body (20) according to claim 3, characterized in that the embedding surface (30) has at least one portion extending obliquely to the longitudinal direction of the guide opening (28).
  5. The carrier body (20) according to claim 1, characterized in that the embedding surface (30) has a concave depression (32).
  6. The carrier body (20) according to any of the preceding claims, characterized in that the embedding surface (30) is the bottom of a narrow slot (26).
  7. The carrier body (20) according to claim 6, characterized in that the slot (26) extends straight in the same direction as the guide opening (28).
  8. The carrier body (20) according to claim 6, characterized in that the slot (26) extends in a curved manner.
  9. The carrier body (20) according to any of claims 6 to 8, characterized in that the slot (26) has a width of less than 2 mm and preferably less than 1 mm.
  10. The carrier body (20) according to any of claims 1 to 5, characterized in that the embedding surface (30) is the bottom of a shaft.
  11. The carrier body (20) according to any of the preceding claims, characterized in that the embedding surface (30) is arranged below a plurality of access openings (27) separated from each other.
  12. The carrier body (20) according to any of the preceding claims, characterized in that the guide opening (28) has a circular cross-section.
  13. The carrier body (20) according to claim 12, characterized in that the cross-sectional area of the guide opening (28) is smaller than 2 mm2, in particular smaller than 1 mm2.
  14. A brush comprising a carrier body (20) according to any of the preceding claims and a bristle insert (10) which is fastened in the carrier body (20), the bristle insert (10) including two wire sections which are twisted with each other, clamp a multitude of bristles between them in a bristle portion (12), and form an anchoring portion (14) in a portion free of bristles, the anchoring portion being received in the carrier body (20) and fastened there, characterized in that the anchoring portion (14) includes a bending portion (16; 17) in which it extends in at least one direction deviating from the longitudinal direction.
  15. The brush according to claim 14, characterized in that the anchoring portion (14) is embedded in the material of the carrier body (20) such that more than 50% of the cross-section of the anchoring portion (14) is below the level of the embedding surface (30).
  16. The brush according to claim 14 or claim 15, characterized in that the bending portion is a deflection portion (17), so that the anchoring portion (14) is offset by more than 200% of the diameter of the anchoring portion (14) in relation to the level of the guide opening (28).
  17. The brush according to claim 16, characterized in that the bending portion (16) is concave.
  18. A method of manufacturing a brush according to any of claims 14 to 17 by means of the following steps:
    - providing a carrier body (20) according to any of claims 1 to 14;
    - inserting the anchoring portion (14) of the bristle insert (10) through the guide opening (28) until it is located opposite the embedding surface (30);
    - activating a sonotrode (60) and pressing it onto the anchoring portion (14), so that the anchoring portion (14) is pressed into the carrier body (20) by the sonotrode (60) and is firmly connected to it, the anchoring portion (14) being plastically deformed by the sonotrode (60) to form the bending portion (16; 17).
  19. The method according to claim 18, characterized in that the anchoring portion (14) is plastically deformed by the sonotrode (60) until it lies flat on the embedding surface (30).
  20. The method according to claim 18 or claim 19, characterized in that the anchoring portion (14) is locally pressed into a depression (32) of the embedding surface (30) by the sonotrode (60).
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