Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING BRISTLED ARTICLES AND BRISTLED ARTICLES PRODUCED ACCORDING THERETO
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/026658
Kind Code:
A1
Abstract:
Bristled articles comprise a rubber-elastic carrier having at least one recess accommodating a cluster of bristles which comprises at its fastening-side end a thickened portion which connects the bristles and whose cross-section is larger than that of the cluster and larger than the narrowest cross-section of the recess. The resilience of the carrier material is set as a function of the ratio of the cross-sections of the recess and thickened portion such that the cluster of bristles can be driven into the recess by a force acting on the thickened portion and, when the cluster of bristles has been driven in, the thickened portion is held in an interlocking manner as a result of resilient recovery of the bristle material. The length of the bristle cluster located in the carrier is tightly embraced thereby.

Inventors:
WEIHRAUCH GEORG (DE)
Application Number:
PCT/EP1996/000616
Publication Date:
September 06, 1996
Filing Date:
February 14, 1996
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CORONET WERKE GMBH (DE)
WEIHRAUCH GEORG (DE)
International Classes:
A46B3/20; A46D3/00; (IPC1-7): A46D3/00; A46B3/20
Foreign References:
US4988146A1991-01-29
DE937765C1956-01-12
GB759082A1956-10-10
FR2331302A11977-06-10
DE1010498B1957-06-19
US5221123A1993-06-22
EP0149996A21985-07-31
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, beste¬ hend aus einem Borstenträger aus elastischem Mate¬ rial mit wenigstens einer im wesentlichen zylindri sehen Ausnehmung zur Aufnahme eines Borstenbündels, das an seinem befestigungsseitigen Ende eine die Borsten verbindende Verdickung, deren Querschnitt größer als der engste Querschnitt der Ausnehmung ist, aufweist und unter Druck in die Ausnehmung im Borstenträger formschlüssig eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Borstenbündel mit seiner Achse etwa auf die Achse der Ausnehmung im Borsten¬ träger ausgerichtet und durch Einwirken einer Kraft zumindest auf die Verdickung in die Ausnehmung eingetrieben wird, wobei die Wandung der Ausnehmung beim Passieren der Verdickung elastisch ausfedert und in Eintreibrichtung hinter der Verdickung bis zur Anlage an den Borsten des Borstenbündels wieder zurückfedert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft zum Eintreiben des Borstenbündels auf den die Borsten des Borstenbündels umfangsseitig ringförmig überragenden Überstand der Verdickung zur Wirkung gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennz¬ eichnet, daß die Kraft zum Eintreiben des Borsten¬ bündels auf den gesamten ringförmigen Überstand gleichmäßig aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Borstenbündel als Hohlbündel mit ringförmig angeordneten Borsten ausgebildet ist und die Verdickung zumindest teil weise in den Querschnitt des Hohlraums hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft zum Eintreiben des Borstenbündels innerhalb des Hohlraums auf die Verdickung zur Wirkung gebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ausnehmung im Borstenträger einen Hinterschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft zum Eintreiben des Borstenbündels solange auf die Verdickung am Bor¬ stenbündel aufgebracht wird, bis die Verdickung den größten Querschnitt der Ausnehmung hinter dem Hinterschitt erreicht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Borstenware eine Vielzahl von Borstenbündeln und der Borstenträ ger eine entsprechende Anzahl von Ausnehmungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Borstenbündel oder Gruppen von Bündeln gleichzeitig in die Ausnehmungen am Borstenträger eingetrieben werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eintreiben zusätzlich eine Kraft auf das freie Ende des Borstenbündels zur Wirkung gebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenträger aus elasti¬ schem Material mit den eingesetzten Borstenbündeln in einen starren Träger unter Verspannen des Bor¬ stenträgers eingesetzt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einer Aufnahme für den Borstenträger und einem Halter für das Borsten¬ bündel, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter einen Stempel (6, 17) aufweist, der mit seiner vorlaufen¬ den Stirnseite (9, 18) auf die Verdickung (4, 16) am Borstenbündel (2) wirkt, axial in Richtung auf die Aufnahme mit dem Borstenträger (1) angetrieben und in die Ausnehmung bis zur endgültigen Positionierung der Verdickung einfahrbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel als die Borstenbündel (2) außensei¬ tig umfassende Hülse (6) ausgebildet ist, die mit ihrer ringförmigen Stirnseite (9) gegen den die Borsten (3) des Borstenbündels überragenden Über¬ stand der Verdickung (4) wirkt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Hülse (6) in ihrem auf dem Überstand der Verdickung wirkenden Bereich (8) einen äußeren Querschnitt, der nicht größer ist als der größte Querschnitt der Verdickung (4), und anschließend unter Bildung einer Stufe (7) einen, größeren Quer¬ schnitt aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Stufe (7) einen mit der Oberfläche des Borstenträgers (l) zusammenwirkenden Anschlag für die Eintreibtiefe des Borstenbündels (2) bildet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hohlbündeln (15) der Stempel (17) bolzenar¬ tig ausgebildet ist, in das Hohlbündel eingreift und mit seiner vorlaufenen Stirnseite (18) auf den den Innendurchmesser des Hohlbündels überragende Über stand der Verdickung (16) wirkt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich¬ net, daß bei einem Hohlbündel (15) mit einer rinför migen Verdickung (16) der Stempel (15) einen in den Ringraum der Verdickung eingreifenden Ansatz (19) kleineren Durchmessers aufweist und die dadurch am Stempel gebildete Stufe (18) beim Eintreiben auf den inneren Überstand der ringförmigen Verdickung (16) wirkt.
15. Borstenware, bestehend aus einem Borstenträger mit wenigstens einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Borstenbündels, das an seinem befestigungsseitigen Ende eine die Borsten verbindende Verdickung, deren Querschnittt größer als der des Bündels und größer als der engste Querschnitt der Ausnehmung ist, aufweist und unter Druck in die Ausnehmung form¬ schlüssig eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenträger (1) aus einem bei Normaltempe ratur gummielastischen Werkstoff besteht, dessen Elastizitität in Abhängigkeit vom Verhältnis der Querschnitte von Ausnehmung (5) und Verdickung (4) so eingestellt ist, daß nach Eintreiben des Bündels (2) in die Ausnehmung die Verdickung (4) durch elastische Rückstellung des Werkstoffs des Borsten¬ trägers formschlüssig gehalten und das Borstenbündel (2) zumindest auf einem Teil seiner im Träger (1) befindlichen Länge von diesem eng umfaßt ist.
16. Borstenware nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Ausnehmung (24, 25, 26) am Borstenträ¬ ger (1) hinterschnitten ist, wobei der kleinste Querschnitt der Ausnehmung (26) kleiner ist als der Querschnitt der Verdickung (4) am Borstenbündel (2) .
17. Borstenware nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Ausnehmung (5) an ihrem Öff¬ nungsrand einen größeren Querschnitt als der Quer schnitt des Borstenbündels (2) aufweist und sich in Richtung zum kleinsten Querschnitt konisch verengt.
18. Borstenware nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung als Durchgangsloch (21) im Borstenträger (1) ausgebildet ist und das Borstenbündel (2) mit der Verdickung (4) wahlweise von der einen oder der anderen Seite in die Ausnehmung (21) eingesetzt ist.
19. Borstenware nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet daß der Borstenträger (1) aus gummielastischem Werkstoff mit den eingesetzten Borstenbündeln (2) unter Ausnutzung der Elastizität des Werkstoffs des Borstenträgers in einen weniger elastischen bis starren Träger (31) unter Spannung eingesetzt ist.
20. Borstenware nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenträger (1) auf seiner dem Borstenbündel (2) abgekehrten Seite Hohlräume (34) aufweist, die dem Borstenbündel (2) nach Einsetzen in den Träger (31) eine axiale und/ oder vertikale Beweglichkeit verleihen.
21. Borstenware nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenträger (1) aus dem gummielastischen Werkstoff zugleich einen Griff bildet und im Bereich des Griffs eine größere Steifigkeit aufweist.
22. Borstenware nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Borstenträger (1) im Bereich des Griffs versteifende Einlagen oder Umhüllungen aufweist.
23. Borstenware nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Borstenträger (1) im Bereich des Griffs durch Werkstofftechnische Umstrukturierung, z.B. durch Aufschäumen, eine größere Steifigkeit auf weist.
24. Borstenware nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Borstenträger (1) im Bereich des Griffs größere Querschnitte als im Bereich der Borstenbün del (2) aufweist.
25. Borstenware, bestehend aus einem Borstenträger mit wenigstens einer Ausnehmung zur Aufnahmne eines Borstenbündels das an seinem befestigungsseitigen Ende eine die Borsten verbindende Verdickung, deren Querschnitt größer als der des Bündels und größer als der engste Querschnitt der Ausnehmung ist, aufweist und unter Druck in die Ausneh ung form schlüssig eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Borstenträger (1) ein Hohlkörper (27) mit nach außen offenen Vertiefungen (31) ist, die die Ausnehmungen bilden und deren kleinster Innenquer¬ schnitt kleiner ist als der Querschnitt der Ver dickung (4), und daß das Borstenbündel (2) mit der Verdickung unter elastischem Verformen der die Ausnehmung begrenzenden Wandung des Hohlkörpers (27) in diesen eingesetzt ist.
26. Borstenware nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Hohlkörper (27) so gestaltet ist, daß sich die Vertiefung (30) mit ihrem Boden (31) an einer gegenüberliegenden Wandung (29) des Hohlkör¬ pers abstützt.
27. Borstenware nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (4) am Borstenbündel kugel, linsen, scheibenförmig oder zylindrisch ausgebildet ist.
28. Borstenware nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickung (4) am Borstenbündel (2) eine in Achsrichtung des Bündels (2) sich konisch verjüngende Form aufweist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren und danach hergestellte Borstenware

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Borstenwaren, bestehend aus einem Borstenträger aus elastischem Material mit wenigstens einer im wesentlichen zylindrischen Ausnehmung zur Aufnahme eines Borstenbün¬ dels, das an seinem befestigungsseitigen Ende eine die Borsten verbindende Vedickung, deren Querschnitt größer als der engste Querschnitt der Ausnehmung ist, aufweist und unter Druck in die Ausnehmung am Borstenträger form- schlüssig eingesetzt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie danach hergestellte Borstenwaren.

Als Borstenwaren werden im vorliegenden Zusammenhang alle Produkte verstanden, bei denen Borstenbündel oder einzel¬ ne Borsten an einem Träger beliebiger Form befestigt sind. Hierbei kann es sich also um herkömmliche Bürsten, wie Zahnbürsten, Körperbürsten, Reinigungsbürsten, Schleifbürsten, Polierbürsten oder um Schrubber, Besen, Pinsel oder um Borstenmatten handeln. Bei dem Träger kann es sich unmittelbar um einen Stiel, Griff, oder Gerätege¬ häuse, um Bänder, Streifen od. dgl., oder auch nur um Vorprodukte handeln, die anschließend in einen Stiel,

einen Griff, ein Gerät od. dgl. eingesetzt oder miteinan¬ der zu größeren Einheiten verbunden werden. Unter Bor¬ stenbündel werden Bündel beliebigen Querschnittes, z.B. Rundbündel, polygonale Bündel, Hohlbündel, Bündelpakete od. dgl. verstanden. Die Borsten bestehen aus Kunststoff und die Verdickung kann durch Aufschmelzen der Borstenen- deπ und Erkalten und gegebenenfalls durch Nachformen erzeugt sein.

Mit dem Aufkommen von Kunststoffborsten ist versucht worden, die früher übliche mechanische Befestigungstech¬ nik bzw. die Klebetechnik zu ersetzen. So ist es bekannt (DE 845 933) , die Borstenbündel durch Aufschmelzen der Borsten mit einer Verdickung zu versehen und diese Ver- dickung mit dem Borstenträgermaterial zu umspritzen, um auf diese Weise das Borstenbündel auszugsfest im Träger zu verankern. Dieses Einspritzen der Borstenbündel ist in der Folgezeit verbessert worden (DE 35 11 528, EP 0 142 885) .

Bei einer anderen Technologie wird der Borstenträger mit vorgeformten Ausnehmungen versehen und entweder im Be¬ reich der Ausnehmung und/oder die Verdickung am Borsten¬ bündel oberflächennah aufgeschmolzen und das Borstenbün- del mit der Verdickung in die Ausnehmung eingedrückt (US 4 609 228, US 4 637 660). Nach dem Einsetzen umfließt die Schmelze des Borstenträgers die Verdickung und kann zugleich ein Verschmelzen der Kunststoffkomponenten von Borstenbündel und Träger stattfinden.

Schließlich ist ein ther oelastisches Fügeverfahren bekannt (US 4 988 146) , bei dem die Wandung der Ausneh¬ mung und/oder die Verdickung am Borstenbündel in ihrem oberflächennahen Bereich auf Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur erwärmt werden und anschließend das

Borstenbündel mit der Verdickung unter thermoelastischem

Verformen eingesetzt wird. Nach dem Erkalten ist das Bündel mit der Verdickung im Träger fest verankert.

In all diesen Fällen muß Wärme zugeführt und anschließend abgeführt werden, was stets Zeit beansprucht, so daß bei diesen bekannten Verfahren die Arbeitszyklen relativ lang sind. Hinzu kommt, daß die Temperaturführung sehr exakt gesteuert werden muß, um eine thermische Schädigung, insbesondere Versprödung oder thermische Oxidation der Polymere zu vermeiden. In keinem Fall läßt sich aber eine Beeinträchtigung der MolekularStruktur der Borsten mit ihrem häufig sehr geringen Durchmesser verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Borstenwaren und danach hergestellte Borstenwaren vorzuschlagen, die eine kostengünstige Fertigung mit kurzen Arbeitszyklen gestat¬ ten, wobei zudem Borstenwaren mit neuen Gebrauchseigen¬ schaften geschaffen werden sollen.

Ausgehend von dem bekannten Verfahren nach der US 4 988 146 wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß das Borstenbündel mit seiner Achse etwa auf die Achse der Ausnehmung im Borstenträger ausgerichtet und durch Ein- wirken einer Kraft auf die Verdickung in die Ausnehmung eingetrieben wird, wobei die Wandung der Ausnehmung beim Passieren der Verdickung elastisch auεfedert und in Eintreibrichtung hinter der Verdickung bis zur Anlage an den Borsten des Borstenbündels wieder zurückfedert.

Die für das Eintreiben aufzubringende Kraft hängt maßgeb¬ lich von dem Elastizitätsmodul des Werkstoffs des Bor¬ stenträgers sowie davon ab, wie die Verdickung und die Ausnehmung geometrisch bemessen bzw. aufeinander abge- stimmt sind. Diese Parameter lassen sich je nach Art der herzustellenden Borstenware problemlos durch einige

Versuche ermitteln. Es lassen sich dann ebenso problemlos Eintreibkräfte in der erforderlichen Größe erzeugen und auf die Verdickung am Borstenbündel übertragen, um nach dem Eintreiben am Borstenbündel eine Auszugsfestigkeit zu erhalten, die im Bereich herkömmlich hergestellter Bor¬ stenwaren liegen. Die Achsen von Borstenbündel und Aus¬ nehmung werden vor dem Eintreiben vorzugsweise ausge¬ fluchtet, doch ist eine leichte Neigung oder ein kleiner Versatz unschädlich, da sich die Verdickung beim Eintrei- ben selbst zentriert. Im übrigen läßt sich das Verfahren nicht nur bei Borstenbündeln, sondern auch bei Einzelbor¬ sten ausführen, solange diese nur eine Verdickung an ihrem befestigungsseitigen Ende aufweisen.

Die Kraft zum Eintreiben des Borstenbündels wird vorzugs¬ weise auf den die Borsten des Borstenbündels umfangssei- tig ringförmig überragenden Überstand der Verdickung gleichmäßig zur Wirkung gebracht.

Sofern die Borstenbündel als Hohlbündel ausgebildet sind, bei denen die Borsten ringförmig angeordnet sind, ragt auch die Verdickung zumindest teilweise in den Quer¬ schnitt des Hohlraums hinein, kann diesen aber auch plattenförmig abschließen. Bei solchen Hohlbündeln wird erfindungsgemäß die Kraft zum Eintreiben der Borstenbün¬ del innerhalb des Hohlraums auf die Verdickung zur Wir¬ kung gebracht.

Es ist von Vorteil und an sich bekannt, daß die Ausneh- mung im Borstenträger einen Hinterschnitt aufweist. In diesem Fall wird die Kraft zum Eintreiben des Borstenbün¬ dels solange auf die Verdickung zur Wirkung gebracht, bis diese den größten Querschnitt der Ausnehmung hinter dem Hinterschnitt erreicht.

In der Regel weist eine Borstenware, z.B. eine Bürste, eine Vielzahl von Borstenbündeln und der Borstenträger eine entsprechende Anzahl von Ausnehmungen auf. Das erfindungsgemäße Verfahren gibt die Möglichkeit, sämt- liehe Borstenbündel oder Gruppen von Bündeln gleichzeitig in die Ausnehmungen am Borstenträger einzutreiben.

Zusätzlich zu der beim Eintreiben auf die Verdickung wirkenden Kraft kann auch eine Kraft auf die freien Enden der Borstenbündel zur Wirkung gebracht werden, wobei das Bündel vorzugsweise umfangsseitig eingespannt wird, um ein Ausknicken der Borsten zu vermeiden.

Bei erhöhter Anforderung an die Auszugsfestigkeit em- pfiehlt es sich, den elastischen Borstenträger mit den eingesetzten Borstenbündeln in einen starren Träger unter Verspannen des Borstenträgers einzusetzen.

Zur Durchführung des Verfahrens geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung mit einer Aufnahme für den Borsten¬ träger und einem Halter für das Borstenbündel. Eine solche Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß der Halter einen Stempel aufweist, der mit seiner vorlaufenden Stirnseite auf die Verdickung am Borstenbündel wirkt, axial in Richtung auf die Aufnahme mit dem Borstenträger angetrieben und in die Ausnehmung bis zur endgültigen Positionierung der Verdickung ein¬ fahrbar ist.

Der Stempel fährt also zusammen mit dem Borstenbündel in die Ausnehmung ein und verdrängt die elastisch nachgiebi¬ ge Wandung der Ausnehmung nach außen, bis die Verdickung endgültig positioniert ist. Nach dem Ausfahren des Stem¬ pels federt die elastische Wandung der Ausnehmung zurück, spannt die Verdickung ein und umspannt gleichzeitig die

Borsten des Bündels, soweit sie sich innerhalb des Bor¬ stenträgers befinden.

Der Stempel kann als das Borstenbündel außenseitig umfas¬ sende Hülse ausgebildet sein, die mit ihrer ringförmigen Stirnseite gegen den die Borsten des Borstenbündels überragenden Überstand der Verdickung wirkt. Ein solcher hülsenförmiger Stempel dient zugleich der Führung des Borstenbündels und bringt die seitlichen Verdrängungs¬ kräfte auf das elastische Material des Borstenträgers auf. In vorteilhafter Ausführung ist vorgesehen, daß die Hülse an ihrem auf den Überstand der Verdickung wirkenden Bereich einen äußeren Querschnitt, der nicht größer ist als der größte Querschnitt der Verdickung, und an¬ schließend unter Bildung einer Stufe einen größeren Querschnitt aufweist. Dabei bildet die Stufe einen mit der Oberfläche des Borstenträgers zusammenwirkenden Anschlag für die Eintreibtiefe des Borstenbündels.

Im Falle von Hohlbündeln ist der Stempel bolzenartig ausgebildet. Er greift in das Hohlbündel ein und wirkt mit seiner vorlaufenden Stirnseite auf die den Innen¬ durchmesser des Hohlbündels überragende Verdickung. Ist die Verdickung so ausgebildet, daß sie das Hohlbündel nach unten plattenförmig abschließt, wirkt der Stempel auf die Innenseite der plattenför igen Verdickung.

Im Falle einer ringförmigen Verdickung kann der Stempel in bevorzugter Ausführungsform einen in den Ringraum der Verdickung eingreifenden Ansatz kleineren Durchmessers aufweisen, wobei die dadurch am Stempel gebildete Stufe beim Eintreiben auf den inneren Überstand der ringförmi¬ gen Verdickung wirkt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bor¬ stenwaren zeichnen sich dadurch aus, daß der Borstenträ¬ ger aus einem bei Normaltemperatur gummielastischen Werkstoff besteht, dessen Elastizität in Abhängigkeit vom Verhältnis der Querschnitte von Ausnehmung und Verdickung so eingestellt ist, daß nach Eintreiben des Bündels in die Ausnehmung die Verdickung durch elastische Rückstel¬ lung des Werkstoffs des Borstenträgers formschlüssig gehalten ist und das Borstenbündel zumindest auf einem Teil seiner im Träger befindlichen Länge von diesem eng umfaßt ist.

Während bisher der Träger von Borstenwaren aus mehr oder weniger starren Kunststoffen besteht, schlägt die Erfin- düng einen gummielastischen Werkstoff vor, der einerseits die für das Einsetzen des Borstenbündels mit der Ver¬ dickung notwendige Umformung gestattet, andererseits ein solches Rückstellvermögen besitzt, das zum einen die Verdickung vom Trägermaterial formschlüssig umgriffen und andererseits das Borstenbündel, soweit es sich innerhalb des Trägers befindet, umfaßt und auf diese Weise banda¬ giert wird, ohne daß nennenswerte Hohlräume verbleiben. Der Werkstoff für den Träger bzw. dessen Elastizität muß so eingestellt sein und die geometrischen Abmessungen der Ausnehmung und der Verdickung so aufeinander abgestimmt sein, daß das Einsetzen des Borstenbündels mit vertret¬ barem Kraftaufwand möglich ist, andererseits eine Aus¬ zugsfestigkeit erreicht wird, die dem jeweiligen Verwen¬ dungszweck der Borstenware genügt. Als Werkstoffe, die diese Bedingungen erfüllen, kommen natürliche und synthe¬ tische Kautschuke sowie eine Reihe bekannter Elastomere in Frage.

Es liegt auf der Hand, daß die Fertigungstechnik für solche Borstenwaren erheblich einfacher ist als die bisher thermoplastischen oder thermoelastischen Verfah-

ren, da die Befestigung unter Normaltemperatur erfolgen kann. Dadurch wird der apparative Aufwand erheblich reduziert und werden vor allem wesentlich kürzere Takt¬ zeiten möglich, die im Bereich mechanischer Befestigungs- techniken liegen. Gegenüber diesen wird der weitere Vorteil erreicht, daß keine zusätzlichen oder gar art¬ fremden Befestigungsmittel notwendig sind.

Erfindungsgemäß ausgebildete Borstenwaren weisen ferner verbesserte Gebrauchseigenschaften auf, indem die Gummi¬ elastizität des Trägers in vielen Anwendungsfällen Vor¬ teile bietet, beispielsweise wird die Verletzungsgefahr im Falle von Zahnbürsten, Kosmetikbürsten, Körperbürsten od. dgl. verringert. Bei Bürsten, Besen od. dgl. für Reinigungszwecke, wie auch bei technischen Bürsten wird einerseits die Beschädigungsgefahr anderer Objekte im Bewegungsbereich der Bürste verringert und ergeben sich durch die Gummielastizität günstige Dämpfungseigenschaf¬ ten, was insbesondere bei mechanisch angetriebenen Bür- sten von Vorteil ist.

Damit entfallen die bisher sehr aufwendigen Maßnahmen zur Erzeugung flexibler Bürsten aus im übrigen starren Mate¬ rialien, wie sie im Stand der Technik vielfach beschrie- ben sind (WO 92/17092, WO 92/17093, EP 0 504 893).

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß die Ausneh¬ mung am Borstenträger hinterschnitten ist, wobei der kleinste Querschnitt der Ausnehmung kleiner ist als der Querschnitt der Verdickung am Borstenbündel.

Bei dieser Ausführung wird der Formschluß zwischen Bor¬ stenbündel und Träger nicht nur durch dessen Guπunielasti- zität, sondern auch durch die Formgebung der Ausnehmung sichergestellt, wobei die Gummielastizität dafür sorgt,

daß die Verdickung den engeren Querschnitt beim Einsetzen des Borstenbündels problemlos passieren kann.

In weiterhin vorteilhafter Ausführung weist die Ausneh¬ mung an ihrem Öffnungsrand einen größeren Querschnitt als der Querschnitt des Borstenbündels auf und verengt sich konisch in Richtung zu ihrem kleinsten Durchmesser. Dadurch wird zunächst das Eintreiben des Borstenbündels erleichtert, indem die konische Wandung eine Art Einlauf- schräge für die Verdickung und den Stempel bildet. Zum anderen hat das Borstenbündel die Möglichkeit quer zu seiner Achse auszuweichen, was in bestimmten Anwendungs¬ fällen von Vorteil ist.

Es kann ferner die Ausnehmung als Durchgangsloch im Borstenträger ausgebildet sein, so daß das Borstenbündel bei gleicher axialer Ausrichtung von der einen oder anderen Seite in den Träger eingesetzt werden kann.

Die Erfindung gibt weiterhin die Möglichkeit, den Bor¬ stenträger aus gummielastischem Werkstoff mit den einge¬ setzten Borstenbündeln unter Ausnutzung der Elastizität in einen weniger elastischen bis starren Träger einzu- setzen, indem beispielsweise der starre Träger eine entsprechende Ausnehmenung aufweist, die den gummi¬ elastischen Träger rahmenartig einschließt und einspannt. Auch diese Ausnehmung kann gegebenenfalls hinterschnitten sein. Der starre Träger kann den Griff der Bürste bilden.

Die Gummielastizität des Trägers führt nicht nur zur elastischen Nachgiebigkeit des Trägers selbst, sondern bildet zugleich eine dämpfende Lagerung für das Borsten¬ bündel, so daß dieses axial und quer zur Achse in be- grenztem Umfang beweglich ist. Eine solche Nachgiebigkeit ist vor allem bei Zahnbürsten erwünscht. Die Beweglich-

keit des Borstenbündels kann bei der letztgenannten Ausführung noch dadurch unterstützt werden, daß der Träger auf seiner dem Borstenbündel abgekehrten Seite Hohlräume aufweist. Wird dieser Träger in einen starren Körper eingesetzt, so kann das gummielastische Material des Trägers bei Krafteinwirkung auf die Borsten in diese Hohlräume ausweichen, so daß das Borstenbündel je nach Anordnung der Hohlräume mehr oder minder axial oder quer dazu ausweichen kann.

Stattdessen kann der Borstenträger aus dem gummielasti¬ schen Werkstoff zugleich einen Griff bilden und im Be¬ reich des Griffs eine größere Steifigkeit aufweisen. Bei dieser Ausführung sind also Borstenträger und Griff einteilig ausgebildet.

Eine größere Steifigkeit im Griffbereich läßt sich durch versteifende Einlagen oder Umhüllungen oder durch Werk¬ stofftechnische Umstrukturierung, z.B. durch Aufschäumen nur im Griffbereich erreichen. Auch größere Querschnitte im Griffbereich können für die erforderliche Steifigkeit sorgen.

Eine andere Lösung der Erfindungsaufgabe besteht darin, daß der Borstenträger ein Hohlkörper mit nach außen offenen Vertiefungen ist, deren kleinster Querschnitt kleiner ist als der größte Querschnitt der Verdickung, und daß das Borstenbündel mit der Verdickung unter elastischem Verformen der die Ausnehmung begrenzenden Wandung des Hohlkörpers in diesen eingesetzt ist. Der Hohlkörper kann im Blas- oder Tiefziehverfahren herge¬ stellt werden.

Bei dieser Lösung der Erfindungsaufgabe wird die durch die Dünnwandigkeit des Kunststoffs gegebene Elastizität des geblasenen Hohlkörpers ausgenutzt, um die Borstenbün-

del mit ihrer Verdickung einsetzen und zugleich auszugs¬ fest fixieren zu können. Auch diese Ausbildung bedarf keiner thermischen Behandlung.

Hierbei empfiehlt sich, daß der Hohlkörper so gestaltet ist, daß sich die Vertiefung mit ihrem Boden an einer gegenüberliegenden Wandung des Hohlkörpers abstützt, um vor allem die beim üblichen Gebrauch einer Bürste auftre¬ tenden Andruckkräfte aufzunehmen.

Bei jeder der vorgenannten Lösungen kann die Verdickung am Borstenbündel kugel-, linsen-, scheibenförmig oder zylindrisch oder auch in Achsrichtung des Bündels sich konisch verjüngend ausgebildet sein. Die Formgebung wird man einerseits entsprechend der geforderten Auszugsfe¬ stigkeit oder aber der gewünschten Beweglichkeit des Bündels quer zu seiner Achse wählen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung wiedergegebener Ausführungsbeispiele beschrie¬ ben. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1: drei Verfahrensstufen beim Verbinden eines Borstenbündels mit einem Borstenträger mit einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung;

Figur 2: mehrere Verfahrensstufen beim Befestigen einer anderen Art von Bündeln mit einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung;

Figur 3: eine dritte Ausführungsform der Befestigung des Borstenbündels in zwei Verfahrensvarian¬ ten;

Figur 4: mehrere Verfahrensstufen bei der Befestigung des Borstenbündels an einer weiteren Ausfüh¬ rungsform des Borstenträgers;

Figur 5: mehrere Verfahrensstufen beim Befestigen eines Borstenbündels in einem als Hohlkörper ausgebildeten Borstenträger;

Figur 6: einen abgebrochenen Längsschnitt im Bereich eines Zahnbürstenkopfs;

Figur 7: eine Draufsicht zu Figur 6;

Figur 8: ein Querschnitt durch eine Bürste in einer anderen Ausführungsform;

Figur 9: eine Draufsicht auf einen Zahnbürstenkopf in einer weiteren Variante.

In den Figuren 1 bis 4 ist zur besseren Übersichtlichkeit jeweils nur ein Ausschnitt aus einem Borstenträger 1 aus einem gummielastischen Werkstoff im Bereich der Befesti¬ gungsstelle eines Borstenbündels 2 gezeigt. Das Borsten¬ bündel 2 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Borsten 3, die an ihrem befestigungsseitigen Ende zu einer Ver¬ dickung 4 aufgeschmolzen worden sind, wobei die Ver¬ dickung anschließend flachgedrückt, .beispielsweise ge¬ staucht wurde, so daß sie eine linsenartige Form auf¬ weist und das eigentliche Bündel nach außen überragt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren la bis lc ist der Borstenträger 1 mit einem zylindrischen Sack¬ loch 5 versehen, dessen Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Verdickung 4.

Das mit der Verdickung 4 versehene Borstenbündel wird in Richtung seiner Achse in das Sackloch 5 eingetrieben oder eingeprellt. Hierzu dient bei diesem Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung mit einem Stempel in Form einer Hülse 6, in die das Borstenbündel eng gefaßt eingesetzt ist. Die Hülse ist an ihrem vorderen Ende über eine Stufe 7 zu einem Abschnitt 8 mit kleinerem Durchmesser eingezogen. Der Außendurchmesser im Bereich des Abschnittes 8 sollte nicht größer sein als der Außendurchmesser der Ver- dickung. Die Stirnseite 9 des Abschnittes 8 der Hülse 6 (Figur la) wirkt auf den den Außendurchmesser des Bor¬ stenbündels 2 überragenden Überstand der Verdickung 4. Durch Niederfahren der Hülse 6 mit dem Borstenbündel 2 entsprechend den Richtungspfeilen 10 in Figur lb wird die Verdickung 4 in das Sackloch 5 eingetrieben, wobei die

Wandung des Sacklochs 5 aufgrund der Gummielastizität des Borstenträgers 1 nach außen verdrängt wird, bis schlie߬ lich die Verdickung 4 auf dem Boden des Sacklochs 5 aufstößt. Anschließend wird die Hülse 6 gezogen (Figur lc) , so daß die Wandung des Sacklochs im Bereich 11 zurückfedert und die Verdickung 4 und die Borsten des Bündel 2 auf einer gewissen Länge eng einspannt. Die Hülse kann auch an ihrem nachlaufenden Ende geschlossen sein und mit dieser geschlossenen Stirnseite auf das freie Ende des Borstenbündels eine zusätzliche Kraft zum Eintreiben des Bündels ausüben.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 weist der Borstenträger 1 ein Durchgangsloch 12 auf, das aus einem Abschnitt 13 größeren und einem Abschnitt 14 kleineren

Durchmessers besteht. In diesem Fall wird ein Borstenbün¬ del 2 in Form eines Hohlbündels 15 eingesetzt. Das Hohl¬ bündel 15 ist gleichfalls an seinem befestigungsseitigen Ende zu einer hier ringförmigen Verdickung 16 aufge- schmolzen und diese durch Nachformen flachgedrückt. Zum Einsetzen des Hohlbündels 15 dient ein bolzenartiger

Stempel 17, der sich über eine Stufe 18 verjüngt. Der verjüngte Abschnitt 19 durchgreift den freien Innenraum der ringförmigen Verdickung 16 (Figur 2a) . Beim Nieder¬ fahren des Stempels 17 gemäß den Richtungspfeilen 20 in Figur 2b taucht zunächst der verjüngte Abschnitt 19 und anschließend die Verdickung 16 in das zweistufige Durch¬ gangsloch 12 ein. Beim Eindringen der ringförmigen Ver¬ dickung 16 wird die Wandung des Lochabschnitts 13 mit dem größeren Innendurchmesser nach außen verdrängt, bis die ringförmige Verdickung 16 auf der Stufe zwischen den beiden Abschnitten 13 und 14 des Lochs aufsitzt. Dabei federt die Wandung im Bereich des größeren Abschnittes 13 des Durchgangslochs 12 zurück, wodurch die ringförmige Verdickung 16 verankert ist. Im übrigen liegt auch hier die Wandung im Bereich des Abschnittes 13 dem Borstenbün¬ del außen satt an, woraufhin der Stempel 17 gezogen wird.

In Figur 3 ist ein Borstenträger 1 mit einem Durchgangs¬ loch 21 mit über die Dicke des Borstenträgers gleichblei- bendem Durchmesser versehen (Figur 3a) . Bei diesem Aus¬ führungsbeispiel kann das Borstenbündel 2 mit seiner Verdickung 4 voraus von oben gemäß Richtungspfeil 22 (Figur 3b) oder mit den Borsten voraus gemäß Richtungs¬ pfeil 23 (Figur 3c) in den Borstenträger l eingeprellt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 weist der Borstenträger 1 wiederum ein zweistufiges Durchgangsloch 24 auf, dessen engerer Abschnitt 25 in Eintreibrichtung vor dem weiteren Abschnitt 26 angeordnet ist. Es wird wiederum ein Borstenbündel 2 mit der Verdickung 4 mittels einer Hülse 6 entsprechend Figur 1 eingeprellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Sackloch 24 zumindest in seinem Abschnitt 25 enger als der Außendurchmesser der Verdickung 4, so daß nach Einsetzen (Figur 4b) und Zu¬ rückfahren der Hülse 6 (Figur 4c) die Verdickung 4 in dem

weiteren Abschnitt 26 liegt, während die Wandung des

Abschnittes 25 zurückfedert und die Verdickung auf ihrem oben liegenden Abschnitt und das Borstenbündel im Bereich des Abschnittes 25 eng umfaßt. Damit ist das Borstenbün- del gegen Zugkräfte am Bündel wirksam verankert. Um ein

Durchrutschen des Borstenbündels nach der anderen Seite zu vermeiden, kann in diesem Fall der Borstenträger 1 in einer Ausnehmung eines gesondert gefertigten Stiels oder dergleichen eingesetzt werden.

Bei allen vorgenannten Ausführungsformen kann sich die Ausnehmung 5, 13, 21, 24 im Bereich ihres Öffnungsrandes konisch erweitern, um das Eintreiben des Bündels zu erleichtern. Die konische Erweiterung gibt ferner bei Benutzung der Bürsten den Bündeln die Möglichkeit, quer zu ihrer Achse stärker auszuweichen, als dies die Elasti¬ zität des Trägers ohnehin erlaubt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist der Bor- stenträger 1 als relativ dünnwandiger Hohlkörper 27 ausgebildet. Er weist etwa parallele Wandungen 28 und 29 auf, von denen die Wandung 28 die Befestigungsseite, die Wandung 29 die Sicht- oder Griffseite bildet. In die Wandung 28 sind Sacklöcher 30 eingeformt, die mit ihrem Boden 31 bis nahe an die Wandung 29.reichen. In diesem Fall wird ein Borstenbündel 2 mit Verdickung 4 mittels einer Hülse 6 entsprechend Figur 1 eingetrieben, wobei sich die Wandung des Sacklochs 30 aufweitet (Figur 5b) und nach Ziehen der Hülse 6 wieder zurückfedert, um die Verdickung 4 und den befestigungsseitigen Abschnitt des Borstenbündels 2 eng zu umfassen (Figur 5c) . Beim Ein¬ treibvorgang liegt der Boden 31 des Sacklochs 30 der Wandung 29 des Hohlkörpers 27 an.

In Figur 6 ist der Kopf 31 einer Zahnbürste 30 im Schnitt ' gezeigt. Der Kopf 31 weist auf seiner Borstenseite eine

Aussparung 32 auf, in die ein Borstenträger 1 aus gummi¬ elastischem Werkstoff mit darin durch Eintreiben be¬ festigten Borstenbündeln 2 eingesetzt ist. Das Einprellen kann nach einer der zuvor beschriebenen Verfahrensvarian- ten erfolgen. Die Aussparung 32 weist einen Umriß auf, der einen etwas kleineren Querschnitt bildet als der Borstenträger 1, so daß dieser gleichfalls durch Eintrei¬ ben in dem Bürstenkopf 31 befestigt werden kann. Statt¬ dessen kann natürlich der Borstenträger 1 auch einge- klebt, eingeschweißt oder in anderer Weise am Bürstenkopf 31 verankert werden. Figur 7 zeigt eine Draufsicht auf das Borstenfeld des Bürstenkopfs 31 gemäß Figur 6.

In Figur 8 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Borstenträger 1 gleichfalls in einen rahmenartigen Griff, Stiel 33 oder dergleichen eingesetzt ist. Der Borstenträger 1 aus gummielastischem Werkstoff weist auf seiner den Borsten 2 abgekehrten Seite Hohlräume 34 auf, so daß die Bostenbündel 2 eine erhöhte Beweglichkeit in axialer Richtung, aber auch in jeder Richtung quer zur

Borstenachse besitzen, indem der gummielastische Borsten¬ träger 1 im Bereich der Hohlräume 34 bei Druck zurück¬ weicht.

Auf diese Weise läßt sich beispielsweise eine Zahnbürste gemäß Figur 9 mit dem Bürstenkopf 35 mit einem Borsten¬ träger 1 ausstatten, dessen Borstenbündel 2 in den Fel¬ dern 36 eine andere Beweglichkeit haben als in den Fel¬ dern 37, so daß sich die Borsten bei Gebrauch den zu reinigenden Flächen und ihren verschiedenen Konturen besser anpassen. Dies kann noch dadurch unterstützt werden, daß die Ausnehmungen 5 im Borstenträger 1 (z.B. Figur 1) sich im Bereich des Öffnungsrandes nach außen konisch erweitern, womit zugleich eine Einlaufschräge für die Verdickung bzw. den Stempel gebildet ist.

Statt der zweiteiligen Ausbildung, wie dies in Figur 6 und 9 anhand einer Zahnbürste gezeigt ist, kann auch der Griff 30 aus dem gleichen Werkstoff wie der Borstenträger 1 bestehen und lediglich durch entsprechend größere Querschnitte, durch Einlagen oder Umhüllungen oder durch Werkstofftechnische Umstrukturierung, z.B. durch Auf¬ schäumen, steifer ausgebildet sein.