Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bürste und ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Bürsten werden üblicherweise aus einem spritzgegossenen Körper hergestellt, der ein oder mehrere Borstenbündel trägt. Während früher das Borstenbündel durch einen metallischen Anker in einer zuvor in den Bürstenkopfkörper eingebrachten Ausnehmung gehalten wurde, schlagen neuere Verfahren zur Herstellung von Bürsten mitunter vor, das Borstenbündel mit einer durch Anschmelzen ausgeformten Verdickung zu versehen, die beim spritzgießtechnischen Herstellen des Bürstenkopfkörpers üblicherweise mit Abstand in ein Formnest eines Spritzgießwerkzeuges eingebracht und von flüssigem Kunststoff umschmolzen wird, welcher den Bürstenkopfkörper ausbildet.

Die vorgeschriebene Technik erlaubt zwar die Ausgestaltung recht dünner Bürstenkopfkörper, geht aber mit verschiedenen Problemen einher, die insbesondere darin begründet liegen, dass in ein nicht vollständig abgeschlossenes Formnest heißer Kunststoff unter hohem Druck eingespritzt wird. Dies fordert eine exakte Verfahrensführung, da andernfalls der flüssige Kunststoff durch eine Formnestausnehmung herausgedrückt wird, welche von dem Borstenbündel durchragt wird.

Mit Blick auf dieses Problem schlägt beispielsweise die auf die Anmelderin zurückgehende DE 199 62 188 A1 vor, die Verdickung zunächst von einem ersten Borstenträger zu umgeben, der mit geringem Spritzdruck hergestellt wird und somit eine relativ schlechte Oberflächenqualität haben kann, diesen ersten Borstenträger dann mit einer zweiten Kunststoffmasse zu umhüllen, die den optischen bzw. hygienischen Anforderungen genügt.

Aus der DE 10 201 1 017 099 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnbürste be- kannt, bei welchem ein Bürstenkörper durch Spritzgießen erzeugt wird. Hierbei kommt eine Lochfeldplatte zum Einsatz, die Bohrungen zur Halterung eines Borstenbündels aufweist. Auf der dem Formnest zugewandten Innenseite der Lochfeldplatte ragen diese Bohrung teilweise umgebende Stützelemente ab. Die Stützelemente sind in Bezug auf die Bohrung auf den Umfang verteilt vorgesehen und mit umfänglichen Abstand zueinander angeordnet. So lassen die Stützelemente zwischen sich Freiräume frei, die von dem in das Formnest einzuspritzenden Kunststoff ausgefüllt werden sollen. Ein gegen die Endseiten der Stützelemente mit siner Verdickung anliegendes Borstenbündel wird dementsprechend beim Spritzgießen des Grundkörpers der Bürste zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung zur Ausbildung von durch die zwischen den Stützelementen erstarrende Schmelze gebildete Abstandshalter durch die Stützelemente abgestützt. Bei dem Verfahren wird zunächst eine Verdickung an den Borstenbündel mittels Anschmelzen vorgesehen. Danach wird das Borstenbündel in die Bohrung eingebracht, bis die Verdickung end- seitig gegen die Stützelemente angelegt ist. So wird das Borstenbündel mit vorbestimmten Abstand relativ zu der Oberfläche der Lochfeld platte und damit der von den Borsten- bündeln durchragten Oberfläche des Bürstenkopfes angeordnet und dann der Bürstenkopf bei Einsiegeln der Verdickung hergestellt.

Die US 6,752 949 B2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnbürste, bei welchem zunächst ein Bürstenkörper mittels Spritzgießen hergestellt wird, der zu jedem Borstenbündel ein Sackloch aufweist. In einer Halterung werden Borstenbündel korres- pondierend zu der Anordnung der Sacklöcher an den Bürstenkörper gehalten.

Das befestigungsseitige Ende der Borstenbündel wird angeschmolzen. Auch der Bürstenkörper wird im Bereich der Sacklöcher erwärmt und lokal angeschmolzen. Danach werden die Borstenbündel über die Halterung mit ihren durch Anschmelzen ausgebildeten Verdickungen jeweils in eines der Sacklöcher gedrängt. Der Durchmesser der zylindrischen Sacklöcher ist dabei größer als der Durchmesser der Verdickung, so dass die durch Erwärmen erzeugte Kunststoffschmelze in einem Ringspalt zwischen dem Borstenbündel und dem Bürstenkörper eindringen kann, dort erstarrt und das Borstenbündel stoffschlüssig mit dem Bürstenkörper verbindet.

Die in das Formnest hineinragenden Borstenbündel laufen des Weiteren Gefahr, von der in das Formnest eingespritzten Kunststoffmasse mitgerissen, jedenfalls aber hinsichtlich ihrer Lage verändert zu werden. Die Borstenbündel sollen aber üblicherweise zunächst mit der gewünschten Länge und Topographie hergestellt und erst dann mittels Spritzgießen an dem Bürstenkopfkörper befestigt werden. Eine Veränderung der Lage des Borstenbündels ist indes nicht hinnehmbar. Die ebenfalls auf die Anmelderin zurückgehende DE 199 02 129 A1 schlägt vor, das Formnest mit Strömungsbarrieren zu versehen, die in Richtung auf die Verdickung innerhalb des Formnestes abragen und das Borstenbündel an seinem befestigungsseitigen Ende teilumfänglich umgeben. Diese Strömungsbarrieren sind indes Teil des Werkzeuges und müssen jedenfalls teilweise die Verdickung freilassen, sodass Kunststoffmasse auch gegen die Verdickung anliegen und zwischen die spätere, von dem Borstenbündel durchragte Oberfläche des Bürstenkopfkörpers und die Verdickung gelangen kann, um das Borstenbündel mit der notwendigen Auszugsfestigkeit in dem Bürstenkopfkörper zu fixieren. Die DE 10 201 1 017 099 A1 offenbart von der Formnestoberfläche nach innen vorspringende Stützelemente, gegen welche die Verdickung beim Spritzgießen anliegt. Auch diese Stützelemente sind auf dem Umfang des Borstenbündels verteilt vorgesehen und reichen bis zu der Verdickung, lassen indes zwischen sich Freiräume, sodass der schmelzflüssige Kunststoff bis zu dem Borstenbündel gelan- gen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine Bürste anzugeben, die sich einfach und kostengünstig herstellen lässt. Die Bürste nach der Erfindung soll insbesondere einen dünnen Aufbau haben. Ferner will die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Bürste angeben. Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung eine Bürste mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Diese Bürste hat einen Bürstenkopfkörper, der eine Ausnehmung aufweist. Es ist zumindest eine solche Ausnehmung in dem Bürstenkopfkörper vorgesehen. Auch können mehrere Ausnehmungen an dem Bürstenkopfkörper ausgeformt sein. Die Ausnehmungen sind üblicherweise beim Urformen des Bürsten- kopfkörpers hergestellt. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Bürstenkopfkörper mittels Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt wird. Es ist allerdings möglich, den Bürstenkopfkörper in anderer Weise herzustellen, beispielsweise aus einem Halbzeug, welches zur Ausbildung der einen oder mehreren Ausnehmungen gestanzt wird. Der Bürstenkopfkörper besteht üblicherweise aber aus einem Material, welches bei Temperaturen, die im Bereich der Schmelztemperatur von Polyamid, d.h. T _s +/- 200 °C liegen, aufschmelzbar ist. Denn nach der vorliegenden Erfindung ist das Borstenbündel durch Verschweißen stoffschlüssig mit dem Bürstenkopfkörper verbunden. Hierzu ist an dem befestigungsseitigen Ende des Borstenbündels in an sich bekannter Weise eine Verdickung vorgesehen, die durch Anschmelzen ausgebildet ist. Bei der Verdickung handelt es sich dementspre- chend um einen aufgeschmolzenen, nachfolgend aber wieder erstarrten Bereich des Borstenbündels. Üblicherweise führt das Anschmelzen des Borstenbündels an seinem befestigungsseitigen Ende dazu, dass sich eine Verdickung ausbildet, die das eigentliche Borstenbündel radial überragt und nach Art eines Pilzkopfes das Bündel an Filamenten abdeckt.

Die beim Anschmelzen sich ergebende Schmelze aus dem Werkstoff des Borstenbündels ist gemäß der vorliegenden Erfindung gegen einen Kragen angelegt, der das Borstenbün- del umfänglich, jedoch üblicherweise mit sehr geringem Spiel umgibt und der durch das Material des Bürstenkopfkörpers ausgeformt wird. Ein Kragen in diesem Sinne muss nicht notwendigerweise nach Art eines Zylinders von einer rückseitigen Oberfläche des Bürstenkopfkörpers abstehen. Vielmehr kann der zuvor erwähnte Kragen auch Bestandteil einer größeren rückseitigen Oberfläche des Bürstenkopfkörpers sein. Ein definierter Kra- gen, der üblicherweise in etwa einen Außendurchmesser entsprechend dem Außendurchmesser der durch Anschmelzen gebildeten Verdickung hat, ist indes zu bevorzugen. Ein solcher Kragen steht nach Art eines Zylinders von der Oberfläche des Bürstenkopfkörpers ab. Der Kragen kann eine freie Stirnseite haben, die in Bezug auf eine rückseitige Oberfläche des Bürstenkopfkörpers nach innen versetzt, d.h. in Richtung auf eine von dem Borstenbündel durchragte nutzungsseitige Oberfläche verlagert vorgesehen ist. Durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen der Verdickung und dem Kragen ist das Borstenbündel mit dem Bürstenkopfkörper verbunden. Dadurch ergibt sich eine den praktischen Anforderungen genügende Auszugsfestigkeit, sodass das Borstenbündel unverlierbar an dem Bürstenkopfkörper vorgesehen ist. Bereits diese stoffschlüssige Verbin- dung reicht aus, um eine Bürste insgesamt herzustellen. In ihrer einfachen Ausgestaltung hat die erfindungsgemäße Bürste dementsprechend lediglich den Bürstenkopfkörper und das zumindest eine in der erfindungsgemäßen Weise daran befestigte Borstenbündel. Damit kann eine sehr einfache Bürste kostengünstig hergestellt werden.

Mit Blick auf eine möglichst solide Befestigung und auch eine Abdichtung des Borsten- bündels an seinem befestigungsseitigen Ende gegenüber dem Bürstenkopfkörper ist es zu bevorzugen, eine durch den Kragen ausgeformte Stirnseite vollständig mit der Verdickung durch Anschmelzen zu verbinden. Somit ergibt sich eine vollumfängliche Einsiegelung des Borstenbündels an dem Kragen und damit dem Bürstenkopfkörper.

Es sind verschiedene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Bürste denkbar. Mit Blick auf eine möglichst ansprechende ästhetische Gestaltung ist der Bürstenkopfkörper an seiner Rückseite, die gegenüberliegend zu einer Vorderseite vorgesehen ist, welche von dem Borstenbündel durchragt wird, mit einem Überzug versehen. Dieser Überzug deckt zumindest den angeschmolzenen Bereich des Borstenbündels ab. Bei dem Überzug kann es sich um einen weichelastischen Überzug beispielsweise aus TPE handeln. Als weichelastischer Überzug wird ein Werkstoff angesehen, der eine Härte Shore A von nicht mehr als 80 hat. Der Bürstenkopfkörper ist üblicherweise aus einer Hartkomponente gebildet. Hierunter versteht man einen Werkstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PP, PA, PET, ABS, PBT und PE. Der Bürstenkopfkörper kann einteilig auch Griffbereiche der Bürste ausbilden. Er kann ebenso gut lediglich als Plättchen ausgebildet und auf den Bereich des eigentlichen Bürstenkopfes beschränkt und mit einem separaten Griffstil zur Handhabung der Bürste verbunden sein. Insbesondere bei der Herstellung von Zahnbürs- ten bildet der Bürstenkopfkörper üblicherweise einen Grundkörper aus einer Hartkomponente, der jedenfalls auch teilweise den Griffstil der Bürste ausbildet und üblicherweise zumindest rückseitig mit einem Überzug gebildet durch eine Umspritzung versehen ist. Bei dieser Umspritzung kann es sich um eine Hartkomponente oder eine Weichkomponente handeln. Die Spritzung wird mit dem Ziel vorgesehen, eine möglichst ebene und absatzfreie Oberfläche auch an der Rückseite der Bürste vorzusehen, sodass sich Bakterien und Verschmutzung nicht einnisten können.

Sofern der Kragen als separates Bauteil von der benachbarten Oberfläche des Bürsten- kopfkörpers abragt, hat dieser einen Durchmesser vorzugsweise von nicht mehr als 1 ,4, bevorzugt nicht mehr als 1 ,85 und besonders bevorzugt nicht mehr als 1 ,05 des Durch- messers des Kragens. Der Krage muss filigran sein, um während des relativ kurzen Anschmelzvorgangs - welchen die dünnen Filamente benötigen - mit angeschmolzen zu werden. Der Kragen hat vorzugsweise eine konische Außenumfangsfläche, die sich bevorzugt in Richtung auf das freie Ende des Kragens verjüngt. Der Innendruckmesser des Kragens entspricht in etwa dem Außendurchmesser des Borstenbündels, so dass dieses eng in der Ausnehmung auch im Bereich des Kragens gefasst ist.

Die vorliegende Erfindung schlägt ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Bürste der eingangs genannten Art vor. Bei diesem Verfahren wird ein Bürstenkopfkörper aus einem Kunststoff hergestellt und mit zumindest einer Ausnehmung versehen. Wie bereits erwähnt kann diese Ausnehmung beim Urformen des Bürsten köpf körpers oder aber nach- träglich als Bohrung oder Ausstanzung vorgesehen werden. Danach wird ein Borstenbündel in die Ausnehmung eingebracht. Dieses Borstenbündel wird an seinem befestigungs- seitigen Ende angeschmolzen. Danach wird das Borstenbündel mit dem Bürstenkopfkör- per verbunden. Die Verbindung ist üblicherweise eine stoffschlüssige Verbindung, die vorzugsweise durch Anschmelzen der Verdickung und Anlegen der so hergestellten Schmelze gegen den Bürstenkopfkörper erzielt wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird das befesti- gungsseitige Ende des Borstenbündels vor dem Anschmelzen mit Abstand zu einer Oberfläche, beispielsweise mit Abstand zu einer freien Stirnseite eines an dem Bürstenkopfkörper ausgebildeten Kragens angeordnet und beim Anschmelzen des Borstenbündels erzeugte Schmelze gegen die freie Oberfläche des Bürstenkopfkörpers gedrängt. Dieses Drängen der Schmelze kann durch eine innere Kraft der Schmelze erzeugt werden, bei- spielsweise durch die Rückstellung der Schmelze aufgrund einer Reorientierung der Molekülketten der gereckten Filamente, die das Borstenbündel ausformen. Es kann aber auch eine äußere Kraft sein, beispielsweise ein Luftstrom, der von der Befestigungsseite gegen das Borstenbündel angeströmt wird und dessen Konvektion die Schmelze in Richtung auf den Kragen drängt. Gemäß einer weiteren bevorzugen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Schmelze gegen den Bürstenkopfkörper gedrückt. Hierzu wird üblicherweise ein Stempel gegen die noch schmelzflüssige Verdickung angelegt, der die Schmelze der Verdickung gegen den Bürstenkopfkörper, vorzugsweise einen durch den Bürstenkopfkörper ausgebildeten Kragen andrückt. Durch diese Verfahrensführung wird die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Bürstenkopfkörper und dem Borstenbündel verbessert und eine etwaige Dichtigkeit erhöht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen: Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Bürstenkopfkörpers;

Figur 2 das in Figur 1 gezeigte Detail des Bürstenkopfkörper nach dem Einführen eines Borstenbündels;

Figur 3 stilisiert das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel beim

Anschmelzen des Borstenbündels und Figur 4 das Borstenbündel nach dem Verschweißen mit dem Bürstenkopfkörper in dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1-3.

Die Figur 1 zeigt einen Bürstenkopfkörper 1 in einer Schnittdarstellung. Der Bürstenkopfkörper 1 hat eine Aussparung 2, die gegenüber einer Rückseite 3 nach innen versetzt und somit zwischen dieser Rückseite 3 und einer Vorderseite 4 vorgesehen ist. In der Aussparung 2 befindet sich ein durch das Material des Bürstenkopfkörpers 1 ausgebildeter Kragen 5, der einen Boden 6 der Aussparung 2 in Richtung auf die Rückseite 3 hin überragt. So bildet der Boden 6 einen ringförmigen Spalt um den Kragen 5 herum. Der Kragen 5 ist Teil einer durchgehenden absatzfreien Ausnehmung 7, die in dem Bürstenkopfkörper 1 ausgespart ist.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Bürstenkopfkörper 1 aus einer Kunststoffkomponente, beispielsweise PP oder PA.

In Figur 2 ist zusätzlich zu den Einzelheiten nach Figur 1 ein Borstenbündel 8 dargestellt, welches in die Ausnehmung 7 eingebracht ist. Ein befestigungsseitiges Ende des Bors- tenbündels 8 überragt eine freie Stirnseite 9 des Kragens 5. Der Abstand zwischen dem freien Ende des Borstenbündels 8 und der Stirnseite 9 des Kragens beträgt etwa 1 bis 2,5 des Durchmessers des Borstenbündels 8. In der in Figur 2 gezeigten Position wird das Borstenbündel 8 nunmehr axial fixiert, beispielsweise durch eine Halteplatte, die gegen das nutzungseitige Ende des Borstenbündels drückt. Figur 3 verdeutlicht den Verfahrensschritt des Anschmelzens des Borstenbündels 8. Hierzu wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel heiße Luft mit einem Strom S endseitig gegen das befestigungsseitige Endes des Borstenbündels 8 angeströmt. Die heiße Luft schmilzt das Borstenbündel 8 auf. Hierdurch entwickelt sich Schmelze, die sowohl benachbarte Filamente des Borstenbündels 8 miteinander verbindet als auch bis zu dem Kragen 5 gelangt. Die auf das Borstenbündel 8 aufgebrachte heiße Luft erwärmt auch die freie Stirnseite 9 des Kragens 5 und schmelzt diese an. So ergibt sich eine Verschweißung zwischen einer mit Bezugszeichen 10 gekennzeichneten Verdickung des Borstenbündels 8 und dem Kragen 5. Die Verdickung 10 kann auch durch Anlegen einer heißen Platte oder die Strahlungswärme einer starken Lichtquelle erzeugt werden. Wie die Figur 4 verdeutlicht, ergibt sich eine stoffschlüssige und solide Verbindung zwischen dem Borstenbündel 8 und dem Bürstenkopfkörper 1. Auf diese Weise ist die Bürste in ihrer Grundform hergestellt. Die Rückseite 3 kann noch mit einem Überzug versehen sein, um die Aussparung 2 zu überdecken und eine ebene und ästhetisch ansprechende Gestaltung auch an der Rückseite der späteren Bürste zu erzeugen. An dem fertigen Erzeugnis wird die Vorderseite 4 des Bürsten köpf körpers 1 von dem nutzungsseitigen Ende des Borstenbündels 8 überragt. Durch die stoffschlüssige Verbindung ist das Borstenbündel 8 sicher mit dem Bürstenkopfkörper 1 verbunden.

Bezugszeichenliste

Bürstenkopfkorper

Aussparung

Rückseite

Vorderseite

Kragen

Boden

Ausnehmung

Borstenbündel

freie Stirnseite

Verdickung