WO2001045534A1 - Verfahren zur herstellung von bürsten und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur herstellung von bürsten und vorrichtung zur durchführung des verfahrens Download PDF

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WO2001045534A1
WO2001045534A1 PCT/EP1999/010328 EP9910328W WO0145534A1 WO 2001045534 A1 WO2001045534 A1 WO 2001045534A1 EP 9910328 W EP9910328 W EP 9910328W WO 0145534 A1 WO0145534 A1 WO 0145534A1
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WO
WIPO (PCT)
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cleaning element
bristle filaments
bristle
brush body
post
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/010328
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Lanvers
Erwin Buchholz
Armin Seifert
Original Assignee
M + C Schiffer Gmbh
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Publication date
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Priority to DE59910085T priority patent/DE59910085D1/de
Priority to PCT/EP1999/010328 priority patent/WO2001045534A1/de
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Priority to US10/175,089 priority patent/US6808236B2/en

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A46—BRUSHWARE
    • A46D—MANUFACTURE OF BRUSHES
    • A46D9/00—Machines for finishing brushes
    • A46D9/02—Cutting; Trimming

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing brushes, in particular toothbrushes, in which a brush body is formed by injection molding in a mold cavity, bristle filaments are connected to the brush body to form bristles, and at least one flexible cleaning element extending essentially parallel to the bristle filaments is preferably formed by injection molding on the brush body.
  • the brush In addition to the conventional bristle filaments, which are usually held together in the brush body to form bristle bundles, the brush also has cleaning elements, preferably made of a thermoplastic elastomer.
  • the cleaning elements serve not only to clean the teeth and the neighboring gums, but also to massage the gums.
  • the cleaning elements also improve the application of tooth cleaning agents.
  • a brush manufactured according to the generic method and designed as a toothbrush is known for example from WO 96/15696.
  • defined areas for flexible cleaning elements on the one hand and for bristle bundles on the other hand are provided one behind the other in the longitudinal direction of the toothbrush.
  • the ends of the bristle bundles on the usage side of the previously known brush are all in one plane.
  • Such a brush has so far not been able to assert itself because it does not meet the actual requirements.
  • the user is expected to bristle regularly over the entire brush head.
  • the flexible cleaning elements be contoured, i.e. a course of the usage-side ends, which differs from the course of the bristle surface of the brush, i.e. that surface of the brush body which is penetrated by the bristle filaments and / or the flexible cleaning elements.
  • a brush body with recesses is first produced by means of injection molding and, after removal of the brush body, bristle filaments are removed with it through the recesses.
  • the parentheses inserted.
  • the brush body is inserted again into an injection mold and at least one flexible cleaning element is molded onto the brush body by means of overmolding.
  • the present invention is based on the object of developing the method for producing brushes of the type mentioned at the outset such that brushes which have a combination of flexible cleaning elements and bristle filaments can be produced without restriction of the bristle field geometry and / or the contour of the bristle, and to create a device suitable for performing the method.
  • the aforementioned generic method is further developed according to the invention in that the ends of the bristle filaments on the use side are reworked, the flexible cleaning element being removed from the sphere of action of the reworking tool at least during the reworking.
  • any bristle field can be formed on the brush, in particular the brush head of a toothbrush. Due to the post-processing according to the invention, the bristle field can be contoured by cutting. In addition, the subsequently cut bristle filaments can be rounded as part of the post-processing. Bristle filaments already attached to the brush body by means of overmoulding can also be rounded as part of the post-processing.
  • the flexible cleaning elements are removed from the area of action of a post-processing tool, so that the bristles provided on the brush body can be adapted to the respective usage requirements without the flexible cleaning elements hindering or making post-processing impossible.
  • an essentially finished brush provided with bristle bundles and flexible cleaning elements can be adapted to the respective usage requirements without this adaptation being impeded by the design of the flexible cleaning elements.
  • the method according to the invention first completes the Brush and then rework the bristle filaments. The method according to the invention can therefore be carried out particularly economically. It is not important whether the bristle filaments are connected to the brush holder by means of overmolding or conventionally, ie via an anchor.
  • the flexible cleaning element in the axial direction onto the brush body. While it is known in the prior art to laterally deflect individual bristle bundles of a bristle field, in the preferred embodiment of the method according to the invention the soft elastic element or elements are pressed together in the axial direction of the bristle filaments towards the brush body. While the lateral deflection of individual or a plurality of bristle bundles known from the prior art for grinding and / or shortening other bristle bundles increases Restrictions and not arbitrary bristle bundles of the brush can be post-processed, all bristle bundles of the bristle field can be post-processed as a whole or selectively in the preferred method.
  • the flexible cleaning element lies compressed in the axial direction of the filaments under the ends of the bristle filaments to be used and processed.
  • the wires striking the bristle filaments in a line have an almost negligible width, so that the bristle filaments are pushed past the wires, whereas the flexible cleaning element, in particular when the same is elongated, is grasped by the at least one wire and pressed onto the brush body.
  • the preferred embodiment of the method according to the invention in which at least one wire, preferably a plurality of wires and particularly preferably a wire mesh, is fed to the brush body in the axial direction of the bristle filaments and the or the flexible cleaning elements are pressed together in the axial direction of the bristle filaments is preferred further developed in such a way that the bristle filaments are supported on the wires during post-processing.
  • the wires arranged above the bristle area reduce the free bending length of the bristle filaments to be processed and thus improve post-processing of their ends on the usage side in a predetermined manner. An uncontrolled bending of the bristle filaments is prevented in particular when using a close-meshed wire mesh.
  • the method according to the invention is preferably further developed in that the soft-elastic cleaning element is gripped at its free end for removal from the area of action of the post-processing device.
  • the displacement of individual bristle filaments known from the prior art cannot be carried out with the required accuracy. Individual bristle filaments to be displaced remain in the bristle field and are subjected to post-processing in an undesirable manner, whereas other bristle filaments to be processed are removed from the area of action of the post-processing tool.
  • the soft-elastic cleaning element (s) are gripped at least partially in a defined manner.
  • gripping elements can be used which have actuatable gripping surfaces.
  • the preferred method of implementation can be implemented constructively in a particularly simple manner if an agent is supplied to the brush body which has at least one gripping opening encompassing the flexible cleaning element. In this gripping opening, the flexible element is caught and through
  • the object underlying the invention furthermore, of creating a device with which the reworking of a bristle filament and brush having soft-elastic cleaning elements can be carried out without restriction by the soft-elastic cleaning elements provided on the brush body is achieved according to the invention in that the device has a clamping device for the brush body and a means assigned to the clamping device and acting on at least one flexible cleaning element, which is movable relative to the clamping device.
  • the present invention for the first time proposes a device for finishing soft-elastic cleaning elements and brushes with bristle filaments.
  • the device according to the invention has a means with which the flexible cleaning element can be removed from the area of action of a post-processing tool, so that the post-processing can be carried out without restriction by the flexible cleaning elements provided on the brush.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a first embodiment of a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a side view of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 in a first position of the post-processing tool
  • FIG. 3 shows the side view shown in Figure 2 in a second position of the post-processing tool
  • FIG. 4 shows a schematic top view of a further exemplary embodiment of the device according to the invention in a first position
  • FIG. 5 is a sectional view along the line V-V as shown in FIG. 4;
  • Fig. 6 shows the embodiment shown in Fig. 4 in a second position
  • Fig. 7 shows the embodiment shown in Figures 4 and 6 in a third position.
  • FIG. 1 shows a brush 1, which in the exemplary embodiment shown is designed as a toothbrush and whose brush head 2 is held in a schematically illustrated clamping device 3.
  • the brush 1 at a transition between the brush head 2 and a neck area 4 by means of conical pins 5 which rest against the side surfaces and the top of the brush 1 and are centered.
  • a post-processing tool shown in FIGS. 2 and 3 comprises a grinding roller 6 which is driven in rotation. Between the brush head 2 and the grinding roller 6 there is a frame 7 which is recessed in the area of the brush head 2. This frame 7 is mounted in a height-adjustable manner together with a fork 8 carrying the grinding roller 6, essentially in the longitudinal direction of bristle filaments 9 formed on the brush head 2.
  • wires 10 extend from parallel longitudinal sides of the frame 7 over the recess 11 surrounded by the frame 7.
  • the wires 10 are stretched transversely to the longitudinal extent of the brush 1.
  • the clamped brush 1 has not only bristle filaments 9 on its brush head 2, but also a flexible cleaning element 12 which extends essentially in the longitudinal direction of the brush.
  • this flexible cleaning element 12 is essentially designed as a wall which rises in the transverse direction in the center of the brush head 2.
  • thermoplastic elastomer is preferably integrally molded onto the brush head 2 in a separate injection molding step.
  • the brush produced in this way is reworked in the last processing station shown in FIGS. 1 to 3, ie the ends of the bristle bundles on the use side are rounded off by grinding.
  • the grinding roller 6 is lowered together with the frame 7.
  • the bristles provided on the bristle surface of the brush head 2 and the flexible cleaning element penetrate the recess 11 of the frame 7.
  • the individual filaments 9 slide past the wires 10, whereas the flexible cleaning element 12 is pressed in the direction of the bristle surface of the brush head 2.
  • the grinding roller 6 With a progressive lowering movement of the grinding roller 6 together with the frame 7, the grinding roller 6 finally acts on the ends of the bristle filaments 9 on the use side and rounds them off.
  • the bristle filaments 9 are taken along in the direction of rotation of the grinding roller 6 and bent against the wires 10, which hold the bristle filaments 9 due to their tension and thus prevent the bristle filaments 9 from retreating excessively before grinding.
  • the grinding roller 6 After finishing grinding, the grinding roller 6 is raised together with the frame 7.
  • the brush 1 which is now finished after the post-processing can be removed and packaged.
  • the invention is not restricted to this exemplary embodiment.
  • the arrangement of the wires spanning the frame 7 is at the discretion of the person skilled in the art.
  • the wires should preferably run approximately at right angles to elongated soft-elastic cleaning elements. Accordingly, the arrangement, the density and the distribution of the wires depend on the design of the flexible cleaning element or elements.
  • a grid formed from wires running at right angles to one another can also be provided, which is arranged in the recess 11.
  • the support of the bristle filaments during post-processing can be improved by a close-meshed grid.
  • FIGS. Another exemplary embodiment of a post-processing station is shown in FIGS.
  • This exemplary embodiment has a clamping device which is identical to the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 3.
  • a displacement plate 22 is provided in each case essentially parallel to the side surface of the brush head 2. hen, which is shown in Fig. 4 in its starting position.
  • This displacer plate 22 forms a means with which essentially rod-shaped, soft-elastic cleaning elements 23 arranged at the edge of the brush head 2 can be removed from the effective range of a post-processing tool, here a tool for grinding the ends of the bristle filaments on the use side.
  • the flexible cleaning elements 23 are provided only on the outside of the brush head 2.
  • the displacement plate 22 has teeth 25 at its end facing the brush head 2, which teeth extend parallel to the longitudinal extension of the displacement plate 22.
  • a slot 26 is cut out between adjacent teeth 25.
  • the teeth 25 are delimited by displacer cheeks 27 which extend substantially at right angles to the plane of the displacer plate 22. In a cross-sectional view, the teeth thus form the base of an H-shaped or U-shaped profile, the legs of which are formed by the displacement cheeks 27 (cf. FIG. 5).
  • the teeth 25 each have a gripping opening 28 at a predetermined location.
  • each gripping opening 28 is oval.
  • the teeth 15 are arranged in different planes and compensate for the different positions of the ends of the flexible cleaning elements 23 due to their different lengths.
  • the displacer plates 22 can be displaced obliquely relative to the bristle surface 24 of the brush head 2 which is penetrated by the bristle bundles 24 (see FIG. 5). From the starting position shown in FIG. 4, the displacement plates 22 on both sides are moved towards the brush head 2 towards and towards the ends of the bristle bundles 24 in the direction of arrow F in FIG. 5. This feed movement takes place obliquely with respect to the longitudinal axis of the bristle filaments. During this feed movement, the individual displacement cheeks 27 surrounding the teeth 25 press the bristle filaments of the bristle bundles 24 adjacent to the flexible cleaning elements 23 into the sheath. ze 26.
  • the displacement plate is retracted in the direction of its starting position.
  • the flexible cleaning elements 23 lie at least partially circumferentially on the gripping openings 28 and are gripped in a simple manner by the displacement plate 22.
  • the flexible cleaning elements 23 are bent outwards about their longitudinal axis until the processing position shown in FIG. 7 is reached.
  • the flexible cleaning elements 23 are removed from the effective range of a post-processing tool, not shown.
  • the brush-side ends of the teeth 25 are flattened and tapered and accordingly have a substantially parallel to the bristle surface i.e. top at right angles to the filaments. In the processing position shown in FIG. 6, this upper side lies essentially in one plane with the bristle surface of the brush head 2.
  • the displacement plates 22 are displaced further away from the brush head 2 until finally the flexible cleaning elements 23 spring out of the gripping openings 28 and return to their starting position due to their elasticity.
  • the finished brush 1 can now be removed and packed.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten im Wege des Spritzgießens, bei dem ein Bürstenkörper in einem Formnest ausgeformt wird, Borstenfilamente (9) zur Ausbildung einer Beborstung mit dem Bürstenkörper verbunden werden und zumindest ein sich im wesentlichen parallel zu den Borstenfilamenten erstreckendes weichelastisches Reinigungselement (12) vorzugsweise durch Anspritzen an dem Bürstenkörper ausgebildet wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass eine Konturierung und/oder Nachbearbeitung der Borstenfilamente ohne Beeinträchtigung durch die weichelastischen Reinigungselemente durchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, dass die nutzungsseitigen Enden der Bürste nachbearbeitet werden, wobei während dieser Nachbearbeitung das zumindest eine weichelastische Reinigungselement aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeuges entfernt wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Einspanneinrichtung (3) für den Bürstenkörper sowie mindestens ein auf das weichelastische Element wirkendes Mittel vorgesehen ist, das relativ zu der Einspanneinrichtung bewegbar ist.

Description

Verfahren zur Herstellung von Bürsten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten bei dem ein Bürstenkörper mittels Spritzgießen in einem Formnest gebildet wird, Borstenfilamente zur Ausbildung einer Beborstung mit dem Bürstenkörper verbunden werden und zumindest ein sich im wesentlichen parallel zu den Borstenfilamen- ten erstreckendes weichelastisches Reinigungselement vorzugsweise durch Anspritzen an dem Bürstenkörper ausgebildet wird.
Ein derartiges gattungsbildendes Verfahren ist beispielsweise aus der US 5,628,082 bekannt. Neben den herkömmlichen Borstenfilamenten, die üblicherweise zu Borstenbündeln zusammengefasst in dem Bürstenkörper gehalten sind, weist die Bürste zusätzlich Reinigungselemente, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer auf. Die Reinigungselemente dienen nicht nur der Reinigung der Zähne und des benachbarten Zahnfleisches, sondern auch der Massage des Zahnfleisches. Auch verbessern die Reinigungselemente das Auftragen von Zahnreinigungsmitteln. Eine nach dem gattungsbildenden Verfahren hergestellte und als Zahnbürste ausgebildete Bürste ist beispielsweise aus der WO 96/15696 bekannt. Bei dieser vorbekannten Bürste sind definierte Bereiche für weichelastische Reinigungselemente einerseits und für Borstenbündel andererseits in Längsrichtung der Zahnbürste hintereinander vorgesehen. Die nutzungsseitigen Enden der Borstenbündel liegen bei der vorbekannten Bürste sämtlich in einer Ebene.
Eine derartige Bürste konnte sich bis heute nicht durchsetzen, da sie nicht den tatsächlichen Anforderungen genügt. Regelmäßig wird von dem Benutzer eine Beborstung über den gesamten Bürstenkopf erwartet. Auch sollen nicht nur die weichelastischen Reinigungselemente eine Kontu erung aufweisen, d.h. einen Verlauf der nutzungsseitigen Enden, der sich von dem Verlauf der Beborstungsfläche der Bürste, d.h. derjenigen Fläche des Bürstenkörpers, welcher von den Borstenfilamenten und/oder den weichelastischen Reinigungselementen durchragt ist, unterscheidet.
Im übrigen ist das vorbekannte Verfahren verhältnismäßig aufwendig. So wird zunächst ein Ausnehmungen aufweisender Bürstenkörper mittels Spritzgießen hergestellt und Borstenfilamente nach Entnahme des Bürstenkörpers mit diesem durch in die Ausneh- mungen eingebrachte Klammern verbunden. Nach einer eventuellen Nachbearbeitung der nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente wird der Bürstenkörper erneut in ein Spritzgießwerkzeug eingesetzt und zumindest ein weichelastisches Reinigungselement an dem Bürstenkörper mittels Umsphtzen angeformt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Herstellung von Bürsten der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass Bürsten, die eine Kombination aus weichelastischen Reinigungselementen und Borstenfilamenten aufweisen, ohne Beschränkung der Borstenfeldgeomet e und/oder der Kontur der Beborstung herstellbar sind, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird das vorgenannte gattungsbildende Verfahren erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass die nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente nachbearbeitet werden, wobei das weichelastische Reinigungselement zumindest während der Nachbearbeitung aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeuges entfernt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jedes beliebige Borstenfeld an der Bürste, insbesondere dem Bürstenkopf einer Zahnbürste ausgebildet werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Nachbearbeitung lässt sich durch Schneiden eine Konturierung des Borstenfeldes erreichen. Darüber hinaus können die nachträglich geschnittenen Borstenfilamente im Rahmen der Nachbearbeitung verrundet werden. Auch bereits als kontu- rierte Beborstung mittels Umsphtzen an dem Bürstenkörper befestigte Borstenfilamente lassen sich im Rahmen der Nachbearbeitung verrunden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die weichelastischen Reinigungselemente aus dem Wirkungsbereich eines Nachbearbeitungswerkzeuges entfernt, so dass die an dem Bürstenkörper vorgesehene Beborstung an die jeweiligen Nutzungsanforderungen angepasst werden kann, ohne dass die weichelastischen Reinigungselemente die Nachbearbeitung behindern bzw. unmöglich machen. Damit lässt sich eine mit Borstenbündeln und weichelastischen Reinigungselementen versehene, im wesentlichen fertig produzierte Bürste an die jeweiligen Nutzungsanforderungen anpassen, ohne dass diese Anpassung durch die Ausbildung der weichelastischen Reinigungselemente behindert wird. Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, bei dem zunächst ein Borstenträger in einem ersten Spritzgußschritt hergestellt, dann nach Entnahme aus dem Formwerkzeug mit Borsten versehen, die Borstenfilamente dann nachgearbeitet und der Borstentzräger schließlich erneut in ein Spritzgießwerkzeug eingesetzt wird, erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst die Fertigstellung der Bürste und dann die Nachbearbeitung der Borstenfilamente. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mithin besonders wirtschaftlich durchführen. Dabei kommt es nicht darauf an, ob die Borstenfilamente mittels Umsphtzen oder konventionell, d.h. über einen Anker mit dem Bürstenträger verbunden werden. Eine erhebliche Vereinfachung des Verfahrens ergibt sich bereits dadurch, dass die beiden Spritzgussschritte, zuerst das Ausbilden des Bürstenkörpers und dann das Umsphtzen der weichelastischen Elemente an dem Bürstenkörper unmittelbar nacheinander durchgeführt werden. Erst dann wird die Bürste von einem Spritzgießbereich innerhalb der Fertigungsstraße an weitere Stationen übergeben, wo ggf. die Borstenfilamente konventionell mit dem Bürstenkörper verbunden werden und schließlich eine Nachbearbeitung der befestigungsseitigen Enden der Borstenfilamente nach vorherigem Entfernen des oder der weichelastischen Reinigungselemente aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeuges erfolgt. Insbesondere bei einer starken Verflechtung zwischen der durch die Borstenfilamente gebildeten Beborstung und des oder den an dem Bürstenkörper vorgesehenen weichelastischen Reinigungselementen ist es jedoch zu bevorzugen, die Borstenfilamente durch Einbetten ihrer in das Formnest hineinragenden befestigungsseitigen Enden beim Spritzgießen in das Formnest mit dem Bürstenkörper zu verbinden. Bei einer dichten Anordnung der Borstenfilamente und der weichelastischen Reinigungselemente auf dem Bürstenkörper kann eine nachträgliche Befestigung der Borstenfilamente an den weichelastischen Reinigungselementen vorbei allerhöchstens mit großem Aufwand durchgeführt werden.
Insbesondere bei der Verwendung von länglichen Reinigungselementen ist es zu bevorzugen, das weichelastische Reinigungselement in axialer Richtung auf den Bürstenkörper zu zusammenzudrücken. Während es im Stand der Technik bekannt ist, einzelne Borstenbündel eines Borstenfeldes seitlich auszulenken, wird bei der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens das oder die weichelastischen Elemente in axialer Richtung der Borstenfilamente zu dem Bürstenkörper hin zusammengedrückt. Während das aus dem Stand der Technik bekannte seitliche Auslenken einzelner oder mehrerer Borstenbündel zum Beschleifen und/oder Kürzen anderer Borstenbündel zu Beschränkungen führt und sich nicht beliebige Borstenbündel der Bürste nachbearbeiten lassen, können bei dem bevorzugten Verfahren sämtliche Borstenbündel des Borstenfeldes insgesamt oder aber selektiv nachbearbeitet werden. Das weichelastische Reinigungselement liegt in axialer Richtung der Filamente zusammengedrückt unter den nutzungsseitigen und zu bearbeitenden Enden der Borstenfilamente.
Das aus dem Stand der Technik bekannte Verdrängen einzelner Borstenfilamente ist auch insofern nachteilig, als nicht zuverlässig gewährleistet werden kann, dass vorbestimmte Borstenfilamente oder Gruppen von Borstenfilamenten, d.h. Borstenbündel in definierter Weise nachbearbeitet werden, während andere Borstenfilamente aus dem Bearbeitungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeuges ferngehalten werden. Dieser Nachteil wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch sicher vermieden, dass das zumindest eine weichelastische Reinigungselement durch in axialer Richtung zugestellte Drähte zusammengedrückt wird und dass die nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente an den zugestellten Drähten vorbeigeführt werden. Die linienförmig auf die Borstenfilamente auftreffenden Drähte haben eine nahezu zu vernachlässigende Breite, so dass die Borstenfilamente an den Drähten vorbeigedrückt werden, wohingegen das weichelastische Reinigungselement, insbesondere bei einer länglichen Erstreckung desselben, von dem mindestens einen Draht erfasst und auf den Bürstenkörper zu gedrückt wird.
Die bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der zumindest ein Draht, vorzugsweise mehrere Drähte und besonders bevorzugt ein Drahtgitter in axialer Richtung der Borstenfilamente auf den Bürstenkörper zu zugestellt wird und das o- der die weichelastischen Reinigungseiemente in axialer Richtung der Borstenfilamente zusammengedrückt werden, wird vorzugsweise derart weitergebildet, dass die Borstenfilamente sich während der Nachbearbeitung an den Drähten abstützen. Die oberhalb der Beborstungsfläche angeordneten Drähte verringern die freie Biegelänge der zu bearbeitenden Borstenfilamente und verbessern somit eine Nachbearbeitung ihrer nutzungsseitigen Enden in vorbestimmter Weise. Ein unkontrolliertes Verbiegen der Borstenfilamente wird insbesondere bei Verwendung eines engmaschigen Drahtgitters unterbunden. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren dadurch weitergebildet, dass das weichelastische Reinigungselement zum Entfernen aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungsgerätes an seinem freien Ende umgriffen wird. Das aus dem Stand der Technik bekannte Verdrängen einzelner Borstenfilamente kann nicht mit der geforderten Genauigkeit durchgeführt werden. Einzelne zu verdrängende Borstenfilamente verbleiben in dem Borstenfeld und werden einer Nachbearbeitung in unerwünschter Weise unterzogen, wohingegen andere zu bearbeitende Borstenfilamente aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeuges entfernt werden.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das/die weichelastischen Reinigungselemente zumindest teilweise definiert gegriffen. Dies bedeutet, dass das weichelastische Reinigungselement zumindest teilweise umfänglich umschlossen wird. Hierzu können Greifelemente verwendet werden, die betätigbare Griffflächen haben. Besonders einfach lässt sich die bevorzugte Verfahrensführung jedoch dann konstruktiv verwirklichen, wenn ein Mittel auf den Bürstenkörper zugestellt wird, welches mindestens eine das weichelastische Reinigungselement umgreifende Greiföffnung aufweist. In dieser Greiföffnung wird das weichelastische Element gefangen und durch
Betätigen des zustellbaren Mittels vorzugsweise seitlich ausgelenkt. Hierdurch wird sicher verhindert, dass nachzubearbeitende Borstenfilamente aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeuges versehentlich entfernt werden.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 6 bis 9 angegeben.
Die der Erfindung weiterhin zugrundeliegende Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Nachbearbeitung einer Borstenfilamente und weichelastische Reinigungselemente aufweisenden Bürste ohne Beschränkung durch die an dem Bürstenkörper vorgesehenen weichelastischen Reinigungselemente durchgeführt werden kann, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Einspanneinrichtung für den Bürstenkörper sowie ein der Einspanneinrichtung zugeordnetes und auf mindestens ein weichelastisches Reinigungselement wirkendes Mittel aufweist, das relativ zu der Einspanneinrichtung beweglich ist. Mit der vorliegenden Erfindung wird erstmals eine Vorrichtung zur Nachbearbeitung von weichelastische Reinigungselemente und Borstenfilamente aufweisenden Bürsten vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Mittel auf, mit dem das weichelastische Reinigungselement aus dem Wirkungsbereich eines Nachbearbeitungswerkzeuges entfernbar ist, so dass die Nachbearbeitung ohne Einschränkung durch die an der Bürste vorgesehenen weichelastischen Reinigungselemente durchgeführt werden kann.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser Zeichnung:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig.2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeipiels in einer ersten Position des Nachbearbeitungswerkzeuges;
Fig.3 die in Fig. 2 gezeigte Seitenansicht in einer zweiten Position des Nachbearbeitungswerkzeuges;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Position;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V gemäß der Darstellung in Figur 4;
Fig. 6 das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer zweiten Position und
Fig. 7 das in den Figuren 4 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel in einer dritten Position.
Die Figur 1 zeigt eine Bürste 1 , die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Zahnbürste ausgebildet ist und deren Bürstenkopf 2 in einer schematisch dargestellten Spanneinrichtung 3 gehalten ist. Hierzu wird die Bürste 1 an einem Übergang zwischen dem Bürstenkopf 2 und einem Halsbereich 4 durch konisch ausgebildete und gegen die Seitenflächen und die Oberseite der Bürste 1 anliegende Stifte 5 geklemmt und zentriert.
Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, liegt die Zahnbürste 1 in dieser geklemmten Stellung mit ihrer Unterseite an der Einspanneinrichtung an. An seinem vorderen Ende ist der Bürstenkopf 3 darüber hinaus von der Einspanneinrichtung übergriffen. Ein in den Figuren 2 und 3 gezeigtes Nachbearbeitungswerkzeug umfasst bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schleifrolle 6, die rotierend angetrieben ist. Zwischen dem Bürstenkopf 2 und der Schleifrolle 6 befindet sich ein Rahmen 7, der in dem Bereich des Bürstenkopfes 2 ausgespart ist. Dieser Rahmen 7 ist zusammen mit einer die Schleifrolle 6 tragenden Gabel 8 höhenverstellbar gelagert, und zwar im wesentlichen in Längsrichtung von an dem Bürstenkopf 2 ausgebildeten Borstenfilamenten 9.
Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, erstrecken sich von parallelen Längsseiten des Rahmens 7 Drähte 10 über die von dem Rahmen 7 umgebene Ausnehmung 11. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Drähte 10 quer zur Längserstreckung der Bürste 1 gespannt.
Die eingespannte Bürste 1 weist an ihrem Bürstenkopf 2 nicht nur Borstenfilamente 9, sondern auch ein sich im wesentlichen in Längsrichtung der Bürste erstreckendes weichelastisches Reinigungselement 12 auf. Dieses weichelastische Reinigungselement 12 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen als in Querrichtung in der Mitte des Bürstenkopfes 2 aufstehende Wand ausgebildet.
An der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Station erfolgt die Nachbearbeitung einer mittels Spritzgießen hergestellten Bürste. Das Herstellungsverfahren als solches ist beispielsweise aus der DE 845 933 bekannt, wobei zusätzlich zu den in Form von Borstenbündeln zusammengefassten Borstenfilamenten an dem Bürstenkopf 2 das weichelastische Reinigungselement 12 ausgeformt werden, wie dies beispielsweise aus der WO 96/15696 oder der US 5,628,082 bekannt ist. Hierzu wird in einem separaten Spritzgussschritt vorzugsweise thermoplastisches Elastomer mittels Umsphtzen an dem Bürstenkopf 2 stoffschlüssig angeformt. Die derart hergestellte Bürste wird in der letzten in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Verarbeitungsstation nachbearbeitet, d.h. die nutzungsseitigen Enden der Borstenbündel werden durch Beschleifen verrundet. Zunächst wird die Schleifrolle 6 zusammen mit dem Rahmen 7 abgesenkt. Beim Absenken der Schleifrolle 6 in Richtung auf die Borstenfilamente 9 durchtritt die an der Beborstungsfläche des Bürstenkopfes 2 vorgesehene Beborstung sowie das weichelastische Reinigungselement die Ausnehmung 11 des Rahmens 7. Dabei schieben sich die einzelnen Filamente 9 an den Drähten 10 vorbei, wohingegen das weichelastische Reinigungselement 12 in Richtung auf die Beborstungsfläche des Bürstenkopfes 2 gedrückt wird. Bei einer fortschreitenden Absenkbewegung der Schleifrolle 6 zusammen mit dem Rahmen 7 wirkt schließlich die Schleifrolle 6 auf die nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente 9 ein und rundet diese ab. Dabei werden die Borstenfilamente 9 in Drehrichtung der Schleifrolle 6 mitgenommen und gegen die Drähte 10 gebogen, welche aufgrund ihrer Spannung die Borstenfilamente 9 halten und so ein übermäßiges Zurückweichen der Borstenfilamente 9 vor der Schleifbearbeitung verhindern.
Nach Beendigung der Schleifbearbeitung wird die Schleifrolle 6 zusammen mit dem Rahmen 7 angehoben. Die im Anschluss an die Nachbearbeitung nunmehr fertiggestellte Bürste 1 kann entnommen und verpackt werden.
Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Anordnung der den Rahmen 7 überspannenden Drähte steht im Belieben des Fachmannes. Die Drähte sollten vorzugsweise etwa rechtwinklig zu länglich ausgebildeten weichelastischen Reinigungselementen verlaufen. Dementsprechend richtet sich die Anordnung, die Dichte und die Verteilung der Drähte nach der Ausgestaltung des oder der weichelastischen Reinigungselemente. Auch kann ein aus rechtwinklig zueinander verlaufenden Drähten gebildetes Gitter vorgesehen sein, welches in der Ausnehmung 11 angeordnet ist. Durch ein engmaschiges Gitter kann die Stützung der Borstenfilamente bei der Nachbearbeitung verbessert werden.
In den Figuren 4 bis 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Nachbearbeitungsstation gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel weist eine zu dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel identische Spanneinrichtung auf. Im wesentlichen parallel zu der Seitenfläche des Bürstenkopfes 2 ist jeweils eine Verdrängerplatte 22 vorgese- hen, die in Fig. 4 in ihrer Ausgangsposition gezeigt ist. Diese Verdrängerplatte 22 bildet ein Mittel, mit dem am Rand des Bürstenkopfes 2 angeordnete im wesentlichen stabför- mig ausgeformte weichelastische Reinigungselemente 23 aus dem Wirkungsbereich eines Nachbearbeitungswerkzeuges, hier eines Werkzeuges zur Schleifbearbeitung der nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente entfernt werden können.
Bei der in den Figuren 4 bis 7 gezeigten Bürste sind die weichelastischen Reinigungselemente 23 ausschließlich außen an dem Bürstenkopf 2 vorgesehen. Die weichelastischen Reinigungselemente 23 begrenzen zusammen mit Borstenbündeln 24, die alternierend zu den weichelastischen Reinigungselementen 23 vorgesehen sind, den seitlichen Rand der an dem Bürstenkopf 2 ausgebildeten Beborstungsfläche.
Die Verdrängerplatte 22 weist an ihrem dem Bürstenkopf 2 zugewandten Ende Zähne 25 auf, die sich parallel zu der Längserstreckung der Verdrängerplatte 22 erstrecken. Zwischen benachbarten Zähne 25 ist jeweils ein Schlitz 26 ausgespart. Die Zähne 25 sind durch Verdrängerwangen 27 begrenzt, die sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Ebene der Verdrängerplatte 22 erstrecken. In einer Querschnittsansicht bilden somit die Zähne den Grund eines H- oder U-förmigen Profiles aus, dessen Schenkel durch die Verdrängerwangen 27 gebildet sind (vgl. Fig. 5).
Die Zähne 25 weisen an einer vorbestimmten Stelle jeweils eine Greiföffnung 28 auf. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Greiföffnung 28 oval ausgeformt. Die Zähne 15 sind in unterschiedlichen Ebenen angeordnet und gleichen die unterschiedliche Lage der Enden der weichelastischen Reinigungselemente 23 aufgrund unterschiedlicher Länge derselben aus.
Die Verdrängerplatten 22 sind bezogen auf die von den Borstenbündeln 24 durchragten Beborstungsfläche des Bürstenkopfes 2 schräg verschieblich (vg. Fig. 5). Von der in Fig. 4 gezeigten Ausgangslage werden die beiderseitigen Verdrängerplatten 22 auf den Bürstenkopf 2 zu und zu den nutzungsseitigen Enden der Borstenbündel 24 hin in Richtung des Pfeiles F in Fig. 5 zugestellt. Diese Zustellbewegung erfolgt schräg bezogen auf die Längsachse der Borstenfilamente. Bei dieser Zustellbewegung drücken die einzelnen, die Zähne 25 umgebenden Verdrängerwangen 27 die Borstenfilamente der den weichelastischen Reinigungselementen 23 benachbarten Borstenbündel 24 in die Schiit- ze 26. Die nutzungsseitigen Enden der weichelastischen Reinigungselemente 23 gleiten zunächst bei einer fortschreitenden Zustellbewegung der Verdrängerplatte 22 an der dem Bürstenkopf 2 zugewandten Unterseite der Zähne 25. Dieser Zustand ist in Figur 5 gezeigt. Bei einer fortschreitenden Zustellbewegung der Verdrängerplatte 22 federn schließlich die Reinigungselemente 23 in die ovalen Greiföffnungen 28 ein.
Nachdem sämtliche am Rand angeordneten Borstenbündel 24 auf diese Weise seitlich in die Schlitze 26 verdrängt und der obere Bereich der weichelastischen Reinigungselemente 23 in den jeweiligen Greiföffnungen 28 aufgenommen ist, wird die Zustellbewegung der Verdrängerplatte 22 gestoppt. Diese Endstellung ist in Fig. 6 gezeigt.
Nachdem ausschließlich die weichelastischen Reinigungselemente 23 mit ihrem oberen freien Ende in den ovalen Greif Öffnungen 28 eingefangen worden sind, wird die Verdrängerplatte in Richtung auf ihre Ausgangsstellung zurückgezogen. Dabei liegen die weichelastischen Reinigungselemente 23 zumindest teilweise umfänglich an den Greiföffnungen 28 an und sind derart auf einfache Weise von der Verdrängerplatte 22 gegriffen. Bei fortschreitender Bewegung der Verdrängerplatten 22 in ihre Ausgangslage werden die weichelastischen Reinigungselemente 23 um ihre Längsachse nach außen gebogen, bis die in Fig. 7 gezeigte Bearbeitungsstellung erreicht ist. In dieser Bearbeitungsstellung sind die weichelastischen Reinigungselemente 23 aus dem Wirkbereich eines nicht dargestellten Nachbearbeitungswerkzeuges entfernt. Die bürstenseitigen Enden der Zähne 25 sind abgeflacht und schräg zulaufend ausgebildet und weisen dementsprechend eine sich im wesentlichen parallel zu der Beborstungsfläche d.h. rechtwinkelig zu den Fila- menten erstreckende Oberseite auf. Diese Oberseite liegt in der in Fig. 6 gezeigten Bearbeitungsstellung im wesentlichen in einer Ebene mit der Beborstungsfläche des Bürstenkopfes 2.
Im Anschluss an die Schleifbearbeitung der nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente werden die Verdrängerplatten 22 weiter von dem Bürstenkopf 2 weg verschoben, bis schließlich die weichelastischen Reinigungselemente 23 aus den Greiföffnungen 28 herausfedern und sich aufgrund ihrer Elastizität in ihre Ausgangsiage zurückstellen. Die fertig nachbearbeitete Bürste 1 kann jetzt entnommen und verpackt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Bürsten, insbesondere Zahnbürsten bei dem ein Bürstenkörper mittels Spritzgießen in einem Formnest gebildet wird; Borstenfilamente zur Ausbildung einer Beborstung mit dem Bürstenkörper verbunden werden und zumindest ein sich im wesentlichen parallel zu den Borstenfilamenten erstreckendes weichelastisches Reinigungselement vorzugsweise durch Anspritzen an dem Bürstenkörper ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente nachbearbeitet werden, wobei das weichelastische Reinigungselement zumindest während der Nachbearbeitung aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeugs entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weichelastische Reinigungselement in axialer Richtung auf den Bürstenkörper zu zusammengedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weichelastische Reinigungselement durch zumindest einen sich im wesentlichen in axialer Richtung der Borstenfilamente auf den Bürstenkörper zugestellten Draht zusammengedrückt wird und dass die nutzungsseitigen Enden der Borstenfilamente an dem zugestellten Draht vorbeigeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Borstenfilamente während der Nachbearbeitung an den Drähten abgestützt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weichelastische Reinigungselement zum Entfernen aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeuges zumindest teilweise umfänglich umgriffen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine weichelastische Reinigungselement in einer Ausnehmung gegriffen und um seine Längsachse gebogen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein das zumindest eine weichelastische Reinigungselement greifendes Greifelement in Bezug auf die Borstenfilamente schräg zugestellt wird, das zumindest eine weichelastische Reinigungselement gegriffen und aus dem Wirkungsbereich des Nachbearbeitungswerkzeuges entfernt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Greifelementes zum Entfernen des weichelastischen Reinigungselementes im Anschluss an die Nachbearbeitung fortgesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Mittels geradlinig erfolgt.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gekennzeichnet durch eine Einspanneinrichtung (3) für den Bürstenkörper (1, 2) und ein der Einspanneinrichtung (3) zugeordnetes und auf das zumindest eine weichelastische Reinigungselement (12; 23) wirkendes Mittel (10; 25), das relativ zu der Einspanneinrichtung (3) beweglich ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10) mehrere im wesentlichen rechtwinkelig zu den Borstenfilamenten (9) auf das zumindest eine weichelastische Reinigungseiement (12) drückende Drähte (10) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (10; 25) zusammen mit dem Nachbearbeitungswerkzeug (6) auf den Bürstenkörper (1 , 2) zustellbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (22) bezogen auf die Längsachse der Borstenfilamente schräg verschieblich ist und dass das Mittel (22) mindestens eine dem weichelastischen Reinigungselement (23) zugeordnete Greiföffnung (28) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem weichelastischen Reinigungselement (23) eine Greiföffnung (28) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel Zähne (25) aufweist und dass die Greiföffnungen (28) an den Zähnen (25) vorgesehen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (25) eine sich im wesentlichen rechtwinkelig zu den Borstenfilamenten erstreckende Abflachung aufweisen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (25) sich parallel zu den Borstenfilamenten erstreckende Verdrängerwangen (27) aufweisen.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (25) sich in unterschiedlichen Ebenen erstrecken.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (25) parallel zueinander verlaufend ausgebildet sind.
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